分会

第四十四分会：纳米碳材料

摘要

富勒烯因兼具近各向同性的结构与单一的组成元素，且通过掺杂或光激发等方式引入的电子自旋量子相干性良好，被认为是一种极具前景的分子量子材料。针对量子体系的拓展性挑战，富勒烯的可控修饰与化学改性技术使其相比于晶体缺陷等其他自旋载体材料展现出重要的竞争优势。Bingel反应因条件温和且产率较高，成为富勒烯功能化通用有效的方法，可用于制备高度官能化的富勒烯衍生物并极大改善其溶解性。然而目前所得衍生物存在官能团加成数量可控性与区域选择性不足等问题，对其实现量子比特有序拓展提出挑战。 本工作研究富勒烯衍生物的区域选择性合成，利用多加成过程中空间位阻效应的限制，实现区域选择性的六加成富勒烯衍生物：通过改进的Bingel反应，在富勒烯碳笼上进行亲核加成，合成富勒烯六加成环丙烷化衍生物，并探究了反应过程中典型的副反应及避免策略。值得一提的是，亲核试剂α-卤代物侧基可调，有望获得种类丰富的富勒烯六加成衍生物，是一种具普适性的多加成 Bingel 反应合成策略。通过核磁共振表征手段证明其区域选择性后，我们将反应迁移至氮内嵌富勒烯体系，为进一步对分子量子比特材料进行量子逻辑门操控与终态读出等研究奠定基础。

关键词

富勒烯;分子磁性;量子比特;化学修饰

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