Получение железосодержащих порошков фуллеренов и фуллеренолов, их свойства и применение

Оглавление ……………………………………………………………………………………………………….. 2
Введение …………………………………………………………………………………………………………… 4
Глава 1 Фуллерены и фуллеренолы. Синтез и выделение …………………………………. 12
1.1 Фуллерены ………………………………………………………………………………………………………. 12
1.2 Методы синтеза фуллеренов …………………………………………………………………………….. 13
1.3 Способы выделения фуллеренов ………………………………………………………………………. 15
1.4 Применение фуллеренов ………………………………………………………………………………….. 19
1.5 Фуллеренолы и их получение …………………………………………………………………………… 22
1.6 Перспективы применения фуллеренолов ………………………………………………………….. 25
1.7 Железосодержащие фуллерены и фуллеренолы ………………………………………………… 28
Выводы к главе 1 …………………………………………………………………………………………….. 32
Глава 2 Фуллеренсодержащие углеродные конденсаты ……………………………………. 33
2.1 Получение фуллеренсодержащих углеродных конденсатов ………………………………. 33
2.2 Анализ фуллеренсодержащих углеродных конденсатов ……………………………………. 34
2.3 Выделение фуллеренов из углеродных конденсатов …………………………………………. 37
2.4 Гидроксилирование фуллеренов ………………………………………………………………………. 39
2.5 Выделение наночастиц железа из углеродного конденсата, содержащего
фуллерены и железо ………………………………………………………………………………………………. 44
Выводы к главе 2 …………………………………………………………………………………………….. 47
Глава 3 Взаимодействие фуллерена С60 и трис-ацетилацетоната железа …………… 48
3.1 Исследование взаимодействия фуллерена С60 с трис-ацетилацетонатом железа
методами термического анализа …………………………………………………………………………….. 48
3.2 Исследование твердофазных продуктов термической реакции фуллерена С60 с
трис-ацетилацетонатом железа методом рентгеновской дифракции ……………………….. 51
3.3 Исследование продуктов термической реакции смеси фуллерена С60 и трис-
ацетилацетоната железа методом ЭПР …………………………………………………………………… 53
Выводы к главе 3 …………………………………………………………………………………………….. 58
Глава 4 Получение фуллеренолов и железосодержащих фуллеренолов на основе
процессов термического и химического окисления фуллеренсодержащих
углеродных конденсатов …………………………………………………………………………………. 59
4.1 Взаимодействие фуллеренсодержащего углеродного конденсата с трис-
ацетилацетонатом железа ………………………………………………………………………………………. 59
4.2 Гидроксилирование фуллеренов в продуктах термических реакций
фуллеренсодержащего углеродного конденсата и трис-ацетилацетоната железа …….. 61
4.3 Хроматографические исследования фуллеренолов ……………………………………………. 64
4.4 Взаимодействие фуллеренсодержащего углеродного конденсата,
модифицированного железом, с трис-ацетилацетонатом железа …………………………….. 66
4.5 Исследование твердофазных продуктов термической реакции
фуллеренсодержащего углеродного конденсата с трис-ацетилацетонатом железа …… 69
4.6 Гидроксилирование фуллеренов в продуктах термических реакций
железосодержащего углеродного конденсата с трис-ацетилацетонатом железа ………. 74
4.7 Исследования полигидроксилированных фуллеренов методом инфракрасной
спектроскопии ………………………………………………………………………………………………………. 74
4.8 Хроматографические исследования полигидроксилированных фуллеренов ………. 75
4.9 Исследование полигидроксилированных фуллеренов методами ЭПР и
мёссбауэровской спектроскопии ……………………………………………………………………………. 77
4.10 Теоретические исследования структур молекул желозофуллеренолов …………….. 81
Выводы к главе 4 …………………………………………………………………………………………….. 92
Глава 5 Исследование противоопухолевой и антиметастатической активности
фуллеренолов ………………………………………………………………………………………………….. 93
Выводы к главе 5 …………………………………………………………………………………………….. 96
Заключение …………………………………………………………………………………………………….. 97
Список условных обозначений ………………………………………………………………………… 98
Список литературы ……………………………………………………………………………………….. 100

К основным результатам настоящей диссертации можно отнести
следующее:
1. Впервые рассмотрены процессы термического взаимодействия в воздушной
среде порошковых смесей фуллеренсодержащих углеродных конденсатов с
обладающим летучестью металлоорганическим комплексом железа – трис-
ацетилацетонатом железа.
2. Показано, что в термическом процессе осуществляется окисление и
газификация высокодисперсного углерода, составляющего основную массу
фуллеренсодержащего углеродного конденсата, с сохранением фазы
фуллеренов.
3. Разработана новая методика получения порошков фуллеренолов
непосредственно из фуллеренсодержащего углеродного конденсата с
использованием термоокисления аморфного углерода в реакциях с трис-
ацетилацетонатом железа.
4. Предложена и апробирована методика синтеза водорастворимых порошков
железосодержащих фуллеренолов.
В заключение хочу поблагодарить своего научного руководителя
профессора Чурилова Григория Николаевича за постоянную поддержку и
внимание. Выражаю признательность кандидату хим. наук Исаковой Виктории
Гаврииловне за пристальное внимание к работе, помощь в постановке задачи и
полезные обсуждения полученных результатов, Баюкову Олегу Артемьевичу – за
помощь в получении и интерпретации результатов исследования
синтезированных продуктов методом мёссбаэровской спектроскопии,
Петраковской Элеоноре Анатольевне – за помощь в получении и интерпретации
результатов исследования синтезированных продуктов методом электронного
парамагнитного резонанса. Я признательна всем сотрудникам лаборатории
АМИВ за внимание и дружескую поддержку при выполнении работы.
Список условных обозначений

Ф-УК – углеродный конденсат, полученный распылением в плазме
графитовых стержней
Fe/Ф-УК – углеродный конденсат, полученный распылением в плазме
графитовых стержней с порошком железа
фуллеренол-II – фуллеренол, синтезированный гидроксилированием
фуллеренов в продуктах термической реакции Ф-УК с трис-ацетилацетонатом
железа после их промывания разбавленной хлороводородной кислотой, затем
водой.
фуллеренол-III – фуллеренол, синтезированный гидроксилированием
фуллеренов в продуктах термической реакции Fe/Ф-УК с трис-ацетилацетонатом
железа после их промывания разбавленной хлороводородной кислотой, затем
водой.
фуллеренол-IIIa – фракция, выделенная с наиболее высоким выходом из
образца фуллеренол-III методом колоночной хроматографии, элюент смесь
вода:ацетон (1:1).
С60–1 – фуллерен, выделен колоночной хроматографией из фуллереновой
смеси, экстрагированной бензолом из Ф-УК.
С60–2 – фуллерен, выделен колоночной хроматографией из фуллереновой
смеси, экстрагированной бензолом из Fe/Ф-УК.
С60(ОН)х–1 – фуллеренол, полученный гидроксилированием порошка
фуллерена С60–1.
С60(ОН)х–2 – фуллеренол полученный гидроксилированием порошка
фуллерена С60–2.
3C60/2Fe3O4 – порошковый продукт термической реакции смеси фуллерена
С60 и трис-ацетилацетоната железа с молярным отношением исходных реагентов
С60:Fe(acac)3=1:2 при температуре 200-250°С.
3C60/Fe3O4 – порошковый продукт термической реакции смеси фуллерена
С60 и трис-ацетилацетоната железа с молярным отношением С60:Fe(acac)3=1:1 при
температуре 200-220°С.
6C60/Fe3O4 – порошковый продукт термической реакции смеси фуллерена
С60 и трис-ацетилацетоната железа с молярным отношением С60:Fe(acac)3=2:1 при
температуре 200-220°С.
Ф/М-1 – твердый остаток после обработки порошка 3C60/2Fe3O4
разбавленной хлороводородной кислотой при кипячении и последующим
промыванием водой.
Ф/М-2 – твердый остаток после обработки порошка 3C60/Fe3O4 разбавленной
хлороводородной кислотой при кипячении и последующим промыванием водой.
Ф/М-3 – твердый остаток после обработки порошка 6C60/Fe3O4 разбавленной
хлороводородной кислотой при кипячении и последующим промыванием водой.
Ф/М-1н – нерастворимая в бензоле часть порошка Ф/М-1.
Ф/М-2н – нерастворимая в бензоле часть порошка Ф/М-2.
Ф/М-2р – растворимая в бензоле часть порошка Ф/М-2.