氮-苯磺醯基取代吡咯1,4-雙氫-[3,4-d]-2,3-□□-3-氧化物光解產物之電子順磁共振光譜探討及其C60衍生物之研究

Abstract

本實驗主要目的在於合成一系列N-tosyl-pyrrolosultine之穩定non-Kekulé雙自由基分子，利用電子順磁共振光譜 (Electron Paramagnetic Resonance Spectroscopy) 探討其在照光之後所產生的電子自旋狀態。亦嘗試將其與碳六十進行衍生化，並探討此類衍生物電化學特性。 將一系列sultine分子21、28及76在77 K，以MTHF為介質，利用230-325 nm的波長照射測得之EPR光譜，其D´值分別為0.0227、0.0190及0.0162 cm-1 ; 而在變溫實驗中，4 K的溫度下所測得之D´值分別為0.0239、0.0197及0.0165 cm-1。由一系列不同溫度所求得D´值可發現在溫度升高過程中，自由基間的距離亦逐漸遠離。若依照Curie law對不同溫度下的訊號強度做圖，可決定此叁態自由基訊號為基態 (ground state)亦或為激發態 (excited state)，進而更一步的了解sultine分子在照光後所形成的自由基狀態。 嘗試將sultine分子與C60做衍生化，在加熱迴流條件下可成功得到單一加成產物77及78。利用變溫NMR實驗研究我們發現77及78上六圓環構形轉換的活化能 (ΔG≠) 為14.2及14.4 kcal/mol，其値與文獻上記載的碳環衍生物相近。由於C60本身具有良好電化學特性，若能藉由不同衍生化，而將其特性延伸，亦是相當重要。利用循環伏特安培法Cyclic voltammetry (CV) 對化合物77及78做電位研究，發現此類衍生物擁有較C60更高的還原電位，而較不易接受電子。