ABSTRACT
Abstract We report on the synthesis of C60 and C70 monoadducts at room temperature through the Bingel reaction; employing acetylacetone as ligand; in presence of DBU (1,8-Diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene), carbon tetrabromide (CBr4), and o-dichlorobenzene. Diacetylmethane-[C60-Ih]-fullerene-[5,6] and diacetylmethane-[C70-D5h]-fullerene-[5,6] monoadducts were obtained with yields of 69% and 44%, respectively. The products were purified by column chromatography (CC, on silica gel, using hexane, carbon disulfide, and chloroform as eluents at room temperature) and characterized by Nuclear Magnetic Resonance ('H and 13C), Fourier-Transform Infrared (FT-IR) and UV-Visible spectroscopies, Matrix-assisted Laser Desorption/Ionization-Time of Flight (MALDI-TOF) Mass spectrometry, Cyclic Voltammetry (CV), and Osteryoung Square Wave Voltammetry (OSWV). Both compounds showed irreversible reduction peaks controlled by diffusion, with LUMO energy levels of -3.09 eV, -3.13 eV for C60, and C70 monoadducts, respectively. These values are comparable with the -3.99 eV of PC61BM. The synthetized adducts were incorporated into inverted-type perovskite solar cells and were used as electron transporting materials (ETM) obtaining power conversion efficiencies (PCE) of 8.5% and 14.0% for the C60 and C70 monoadducts, respectively. When C60 is replaced by a lower symmetrical fullerene such as C70 an improved light absorption in the visible region is observed.
Resumen Reportamos la síntesis de monoadductos de C60 y C70 a temperatura ambiente a través de la reacción de Bingel, empleando acetilacetona como ligando, en presencia de DBU (1,8-diazabiciclo [5.4.0] undec-7-eno), tetrabromuro de carbono (CBr4) y o-diclorobenceno. Se obtuvieron monoadductos de diacetilmetano-[C -I.]-fullereno-[5,6] y diacetilmetano-[C70-D5h]-fullereno-[5,6] con rendimientos del 69% y 44%, respectivamente. Los productos se purificaron por cromatografía en columna (CC, usando silica gel, hexano, disulfuro de carbono y cloroformo como fase móvil, a temperatura ambiente) y se caracterizaron por resonancia magnética nuclear (1H y 13C), infrarrojo con transformada de Fourier (FT-IR), espectroscopia UV-Visible, espectrometría de masas, desorción/ionización láser asistida por matriz - tiempo de vuelo (MALDI-TOF), voltametría cíclica (CV) y voltametría de onda cuadrada de Osteryoung (OSWV). Ambos compuestos mostraron picos de reducción irreversibles controlados por difusión, con niveles de energía LUMO de -3,09 eV y -3,13 eV para los monoadductos C60 y C70, respectivamente. Estos valores son comparables con el -3,99 eV de PC61BM. Los aductos sintetizados se incorporaron a las células solares de perovskita de tipo inversa y se usaron como materiales de transporte de electrones (ETM) obteniendo eficiencias de conversión de energía (PCE) de 8,5% y 14,0% para los monoaductos C60 y C70, respectivamente. Cuando el C60 se reemplaza por un fullereno menos simétrico como el C70, se observa una absorción de luz mejorada en la región visible.
Resumo Reportamos a sínteses de monoadutos de C60 e C70 a temperatura ambiente através da reação de Bingel, utilizando acetilacetona como ligando, na presença de DBU (1,8-diazabiciclo [5.4.0] undec-7-eno), tetrabromuro de carbono (CBr4) e o-diclorobenzeno. Foram obtidos monoadutos de diacetilmetano-[C60-IJ-fulereno-[5,6] e diacetilmetano-[C70-D5J-fulereno-[5,6] com rendimentos de 69% e 44%, respectivamente. Os produtos se purificaram por cromatografia em coluna (CC, usando sílica gel, hexano, dissulfeto de carbono e clorofórmio como fase móvel à temperatura ambiente ) e se caracterizaram por ressonância magnética nuclear OH e 13C), infra-vermelho com transformada de Fourier (FT-IR), espectroscopia UV-Visível, espectrometria de massas, ionização e dessorção a laser assistida por matriz-tempo de voo (MALDI-TOF), voltametria cíclica (CV) e voltametria de onda quadrada de Osteryoung (OSWV). Ambos compostos mostraram picos de redução irreversíveis controlados por difusão, com níveis de energia LUMO de -3,09 eV, -3,13 eV para os monoadutos C60 e C70, respectivamente. Estos valores são comparáveis com -3,99 eV de PC61BM. Os adutos sintetizados se incorporaram nas células solares de perovskita de tipo inversa e se usaram como materiais de transporte de eletrões (ETM) obtendo eficiências de conversão de energia (PCE) de 8,5% e 14,0% para os monoadutos C60 e C70, respectivamente. Quando o C60 se substitui por um fulereno menos simétrico como o C70, se observa uma absorção de luz melhorado na região visível.
ABSTRACT
Nanoparticles of fullerenes and their water-soluble derivatives have been firmly introduced into solution of medical problems. Although there are still debates about their toxicity and long-term consequences of their application in the clinic, the success of fullerenes application in some sections is undeniable, in particular, in photodynamic therapy (PDT) of cancer tumors. Besides there are interesting data on radiotherapy where fullerenes appear to be more transporters than drugs, but due to own cytoprotective properties, the fullerene adducts can also participate in the combined treatment. This review evaluates the status of these sections of fullerene chemistry in terms of development and recent trends.
ABSTRACT
The displacement per carbon atom cross-sections behaviors with the secondary electron and positron kinetic energy for spherical fullerene C60 molecules are calculated. To accomplish this, the McKinley-Feshbach approach and the Kinchin-Pease approximation were taking into account, using two different displacement threshold energies. The total displacements per atom number generated indirectly by the photons in bulk samples composed of C60 fullerenes is also calculated. Besides, the behaviors of secondary particles contributions with the used displacement threshold energies and incident photon energies are determined. The in-depth distribution of electron and positron contributions and their relationship with the total displacements number are presented and debated. It was found that the positrons contribution to the total atom displacements number is very significant in processes involving the interaction of gamma quanta with energy up to 100 MeV in C60 fullerenes bulk samples.
Teniendo en cuenta las aproximaciones de McKinley-Feshbach y Kinchin-Pease se calcularon los comportamientos de las secciones eficaces de desplazamientos de los átomos de carbono en moléculas esféricas de fullereno C60, en función de la energía cinética de los electrones y positrones secundarios para dos valores de energía umbral de desplazamiento. También se calcularon el número total de desplazamientos atómicos generados de manera indirecta por los fotones en las muestras masivas de fullerenos C60 estudiadas. Además, se estudió el comportamiento de las contribuciones electrónicas y positrónicas, determinando sus dependencias con las energías de desplazamientoutilizadas y la energía de los fotones incidentes. Se presentan y debaten la distribución en profundidad de las contribuciones de los electrones y positrones, así como la relación entre ellos y el número total de desplazamientos. El aporte de la contribución de los positrones al número total de desplazamientos atómicos generados durante el proceso de interacción de los cuantos gamma de energías hasta 100 MeV con muestras masivas de fullerenos C60 se discutió lo que este resulta muy significativo.