ИСТИНА

К настоящему времени накоплен значительный объем информации о химии фуллеренов и их экзоэдральных производных, однако сведения о структурной модификации каркаса путем внедрения в него атомов или их групп крайне ограничены. Интерес к подобной модификации связан с возможностью получения новых классов фуллероидов с отличающимися от исходных фуллеренов химическими свойствами и физическими характеристиками, а также появлением возможности инкапсуляции атомов или атомных кластеров внутрь фуллероидного каркаса. Целью проекта является направленная структурная модификация углеродного каркаса фуллеренов и их производных в результате внедрения дифторметиленовой группы, приводящая к изменению химических и электронных свойств каркаса.

Наиболее важным результатом работы стало обнаружение обратимой трансформации углеродного каркаса дифторметиленфуллерена, направление которой контролируется его зарядовым состоянием. Обнаруженный эффект может быть использован для дизайна молекулярных переключателей нового типа. Однако для функционирования подобных переключателей потребуется проведение дополнительной химической модификации каркаса для создания условий, когда инициируемый переносом электрона переход атомов углерода из sp3- в sp2-состояние приводил бы к значительному изменению электронного строения соединения. Например, такое возможно, если присоединить дифторметиленовый фрагмент по [5,6]-околоэкваториальной связи известного трифторметилфуллерена Cs-C70(CF3)8 (см. рисунок 4). В результате переноса электрона будет происходить переход атомов углерода, несущих мостиковую группу CF2 из sp3-состояния в sp2-состояние, что будет приводить объединению обширных ненасыщенных областей, состоящих из 30 и 26 sp2-атомов углерода, в единую сопряженную систему. Возможность направленного синтеза подобных соединений будет исследована на следующем этапе проекта. Важным результатом стало доказательство протекания реакции фуллеренов с трихлорацетатами щелочных металлов по механизму нуклеофильного присоединения генерируемого in situ CCl3– с последующим внутримолекулярным замещением и образованием дихлорметанофуллеренов. Не исключено, что аналогичный механизм может реализовываться при синтезе дифторметиленпроизводных фуллеренов и оказывать влияние на региоселективность присоединения к фуллеренам и их производным. Этот аспект будет рассмотрен в ходе выполнения работы на завершающем этапе исследования. Синтезированные дифторметиленфуллерены и трихлорметилфуллерены являются перспективными прекурсорами для получения моно- и бисалкилпроизводных фуллеренов. Наличие CF2 фрагментов и алкильных групп различной природы в этих соединениях позволяет провести тонкую настройку их электронакцепторных свойств. В связи с этим синтезированные соединения и их производные перспективны для дальнейших исследований в качестве акцепторных добавок к активному слою в фотовольтаических устройствах на органической основе.