buba
10.09.2000, 19:45
Wie kann man Fulleren C60 herstellen?
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buba
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buba
Moderator
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nobody
11.09.2000, 00:27
Wörtlich aus dem Beyer/Walter übernommen:
Darstellung:
Die Fullerene entstehen bei der Entwicklung von Ruß aus verdampfenden Graphit. Sie lassen sich z.B. in Ausbeuten von 5-10% in einem Lichtbogen unter vermindertem Druck mit Helium von 160mbar als Schutzgas erhalten (Krätschmer, Hoffmann 1990).
Darstellung:
Die Fullerene entstehen bei der Entwicklung von Ruß aus verdampfenden Graphit. Sie lassen sich z.B. in Ausbeuten von 5-10% in einem Lichtbogen unter vermindertem Druck mit Helium von 160mbar als Schutzgas erhalten (Krätschmer, Hoffmann 1990).
hippie
29.08.2001, 16:04
Zur Isolierung der Fullerene geht man von fullerenhaltigem Ruß aus. Diesen kann man kaufen oder selber herstellen [2]. Letzteres ist allerdings recht schwierig und setzt einen gewissen apparativen Aufwand voraus.
Der Ruß wird mit Lösemitteln wie Toluol extrahiert (siehe Experimente, V 1). Man erhält eine braune Lösung eines Fullerengemisches, kurz "Fullerit" genannt.
Aus dem Fullerengemisch wird das eigentliche Buckminsterfulleren C60 durch Säulenchromatographie abgetrennt [3] (siehe Experimente, V 2).
Versuch 1: Extraktion eines Fullerengemisches (Fullerit) aus fullerenhaltigem Ruß
Schülerversuch: 45 - 60 min.
Geräte:
250 ml Rundkolben, Soxhlet-Aufsatz, Rückflußkühler, Siedesteinchen, Heizpilzhaube oder Ölbad, Meßzylinder, Watte, Glastrichter, Faltenfilter.
Chemikalien:
Fullerenhaltiger Ruß (Xi) (z. B. Cornelsen Experimenta), Toluol (F, Xn).
Durchführung:
Man gibt 200 ml Toluol sowie einige Siedesteinchen in einen 250 ml Rundkolben. Anschließend füllt man 0,5 g des fullerenhaltigen Rußes in eine passende Extraktionshülse und verschließt diese locker mit Watte. Danach stellt man die Hülse in den Extraktor und setzt die Apparatur zusammen. Nun wird das Kühlwasser angestellt und anschließend der Kolben mit Hilfe einer Heizpilzhaube oder eines Ölbades zum Sieden erhitzt. Die Extraktion ist beendet, wenn die portionsweise abfließende Lösung farblos geworden ist.
Nach dem Abkühlen filtriert man den Extrakt durch ein mit Toluol angefeuchtetes Faltenfilter, um ihn von eventuellen Verunreinigungen durch Ruß zu reinigen. Das rotbraune Filtrat wird in einem verschließbaren Gefäß für Versuch 2 aufbewahrt.
Versuch 2: Isolierung von C60 aus Fullerit
Schülerversuch: 45 min.
Geräte:
Erlenmeyerkolben (50 ml), Ultraschallbad, Destillationsapparatur oder Rotationsverdampfer, Glasrohr, Polyethylenschlauch, Schlauchklemme, Pipetten, Reagenzgläser.
Chemikalien:
Fullerit (Xi) (z. B. Cornelsen Experimenta oder Aldrich), Toluol (F, Xn), Aktivkohle (Cornelsen Experimenta) oder Elorit (A 941247; Norit N.V., Postbus 109, 3800 AC Amersford, The Netherlands)
Durchführung:
a) Herstellen der Fullerit-Lösung
In einem 50 ml Erlenmeyerkolben werden 30 mg Fullerit in 20 ml Toluol gelöst. (Das Auflösen kann in einem gut ausgestattetem Labor durch ein Ultraschallbad beschleunigt werden.) Anschließend wird die rotbraune Lösung zur Abtrennung ungelöster Rückstände filtriert.
Alternativ kann auch der Extrakt aus Versuch 1 verwendet werden, der aber vorher durch Abdestillieren des Toluols auf ca. 10 -15 ml eingeengt werden muß.
b) Vorbereitung der Chromatographiesäule
Die Chromatographiesäule besteht aus einem einfachen Glasrohr (15 cm lang; 0,6 cm Innendurchmesser). Das eine Ende wird mit einem kleinen Stopfen aus Glaswolle versehen, ein Silikonschlauch dient als Auslaß. Die Tropfgeschwindigkeit wird mit einer Schlauchklemme geregelt. Die Säule wird mit Toluol gefüllt. Über einen kleinen Glastrichter gibt man 0,3 g der Kohle in das Glasrohr. Anschließend spült man solange bei geöffneter Schlauchklemme mit Toluol nach, bis eine dichte Packung der Säule resultiert. Dann läßt man das Toluol aus der Säule tropfen, bis der Meniskus der Flüssigkeit gerade die Kohle erreicht hat.
c) Die chromatographische Trennung von Fullerit
2 ml der konzentrierten Fullerit-Lösung werden auf die vorbereitete Säule gegeben. Durch Öffnen der Schlauchklemme läßt man die Lösung in die Kohle eindringen. Anschließend füllt man erneut 2 ml Toluol auf die Säule und beginnt mit der Elution. Die Tropfgeschwindigkeit sollte nicht geringer als 1 Tropfen / 3 Sekunden sein. Man achte darauf, daß sich immer ausreichend Toluol auf der Säule befindet und diese nicht trockenläuft. Insgesamt werden 10 Fraktionen zu je 2 ml Eluat aufgefangen.
Die Eluate, die magenta gefärbt sind (in der Regel Fraktion Nr. 2 - 7), enthalten nahezu reines C60. Sie werden zusammengegossen und dann durch Destillation eingeengt. Die so erhaltene Lösung wird für die weiteren Experimente verwendet.
Fraktionen, die im wesentlichen das C70 enthalten, sind nicht magenta, sondern tief rot gefärbt.
Mögliche Fehler: 1) Die Eluat-Fraktionen bleiben farblos.
Gründe: a) Die Fullerit-Lösung ist nicht konzentriert genug.
b) Die Aktivkohle wurde nicht richtig desaktiviert.
2) Die Eluat-Fraktionen sind alle braun gefärbt, d.h. es erfolgte keine Trennung.
Grund: Die Aktivkohle wurde zu stark desaktiviert, d.h. sie ist zu feucht, oder die Feuchtigkeit ist
nicht gleichmäßig verteilt.
Insgesamt können mit einer Säule dreimal hintereinander je 2 ml Fullerit-Lösung getrennt werden.
Quelle: http://www.chemieunterricht.de/dc2/fullerene/index.html
hippie
Der Ruß wird mit Lösemitteln wie Toluol extrahiert (siehe Experimente, V 1). Man erhält eine braune Lösung eines Fullerengemisches, kurz "Fullerit" genannt.
Aus dem Fullerengemisch wird das eigentliche Buckminsterfulleren C60 durch Säulenchromatographie abgetrennt [3] (siehe Experimente, V 2).
Versuch 1: Extraktion eines Fullerengemisches (Fullerit) aus fullerenhaltigem Ruß
Schülerversuch: 45 - 60 min.
Geräte:
250 ml Rundkolben, Soxhlet-Aufsatz, Rückflußkühler, Siedesteinchen, Heizpilzhaube oder Ölbad, Meßzylinder, Watte, Glastrichter, Faltenfilter.
Chemikalien:
Fullerenhaltiger Ruß (Xi) (z. B. Cornelsen Experimenta), Toluol (F, Xn).
Durchführung:
Man gibt 200 ml Toluol sowie einige Siedesteinchen in einen 250 ml Rundkolben. Anschließend füllt man 0,5 g des fullerenhaltigen Rußes in eine passende Extraktionshülse und verschließt diese locker mit Watte. Danach stellt man die Hülse in den Extraktor und setzt die Apparatur zusammen. Nun wird das Kühlwasser angestellt und anschließend der Kolben mit Hilfe einer Heizpilzhaube oder eines Ölbades zum Sieden erhitzt. Die Extraktion ist beendet, wenn die portionsweise abfließende Lösung farblos geworden ist.
Nach dem Abkühlen filtriert man den Extrakt durch ein mit Toluol angefeuchtetes Faltenfilter, um ihn von eventuellen Verunreinigungen durch Ruß zu reinigen. Das rotbraune Filtrat wird in einem verschließbaren Gefäß für Versuch 2 aufbewahrt.
Versuch 2: Isolierung von C60 aus Fullerit
Schülerversuch: 45 min.
Geräte:
Erlenmeyerkolben (50 ml), Ultraschallbad, Destillationsapparatur oder Rotationsverdampfer, Glasrohr, Polyethylenschlauch, Schlauchklemme, Pipetten, Reagenzgläser.
Chemikalien:
Fullerit (Xi) (z. B. Cornelsen Experimenta oder Aldrich), Toluol (F, Xn), Aktivkohle (Cornelsen Experimenta) oder Elorit (A 941247; Norit N.V., Postbus 109, 3800 AC Amersford, The Netherlands)
Durchführung:
a) Herstellen der Fullerit-Lösung
In einem 50 ml Erlenmeyerkolben werden 30 mg Fullerit in 20 ml Toluol gelöst. (Das Auflösen kann in einem gut ausgestattetem Labor durch ein Ultraschallbad beschleunigt werden.) Anschließend wird die rotbraune Lösung zur Abtrennung ungelöster Rückstände filtriert.
Alternativ kann auch der Extrakt aus Versuch 1 verwendet werden, der aber vorher durch Abdestillieren des Toluols auf ca. 10 -15 ml eingeengt werden muß.
b) Vorbereitung der Chromatographiesäule
Die Chromatographiesäule besteht aus einem einfachen Glasrohr (15 cm lang; 0,6 cm Innendurchmesser). Das eine Ende wird mit einem kleinen Stopfen aus Glaswolle versehen, ein Silikonschlauch dient als Auslaß. Die Tropfgeschwindigkeit wird mit einer Schlauchklemme geregelt. Die Säule wird mit Toluol gefüllt. Über einen kleinen Glastrichter gibt man 0,3 g der Kohle in das Glasrohr. Anschließend spült man solange bei geöffneter Schlauchklemme mit Toluol nach, bis eine dichte Packung der Säule resultiert. Dann läßt man das Toluol aus der Säule tropfen, bis der Meniskus der Flüssigkeit gerade die Kohle erreicht hat.
c) Die chromatographische Trennung von Fullerit
2 ml der konzentrierten Fullerit-Lösung werden auf die vorbereitete Säule gegeben. Durch Öffnen der Schlauchklemme läßt man die Lösung in die Kohle eindringen. Anschließend füllt man erneut 2 ml Toluol auf die Säule und beginnt mit der Elution. Die Tropfgeschwindigkeit sollte nicht geringer als 1 Tropfen / 3 Sekunden sein. Man achte darauf, daß sich immer ausreichend Toluol auf der Säule befindet und diese nicht trockenläuft. Insgesamt werden 10 Fraktionen zu je 2 ml Eluat aufgefangen.
Die Eluate, die magenta gefärbt sind (in der Regel Fraktion Nr. 2 - 7), enthalten nahezu reines C60. Sie werden zusammengegossen und dann durch Destillation eingeengt. Die so erhaltene Lösung wird für die weiteren Experimente verwendet.
Fraktionen, die im wesentlichen das C70 enthalten, sind nicht magenta, sondern tief rot gefärbt.
Mögliche Fehler: 1) Die Eluat-Fraktionen bleiben farblos.
Gründe: a) Die Fullerit-Lösung ist nicht konzentriert genug.
b) Die Aktivkohle wurde nicht richtig desaktiviert.
2) Die Eluat-Fraktionen sind alle braun gefärbt, d.h. es erfolgte keine Trennung.
Grund: Die Aktivkohle wurde zu stark desaktiviert, d.h. sie ist zu feucht, oder die Feuchtigkeit ist
nicht gleichmäßig verteilt.
Insgesamt können mit einer Säule dreimal hintereinander je 2 ml Fullerit-Lösung getrennt werden.
Quelle: http://www.chemieunterricht.de/dc2/fullerene/index.html
hippie
nobody
31.08.2001, 16:12
Hi,
leider kann man an den Thread von VERSTRAHLT nichts mehr anhängen,
weil er geschlossen wurde, deshalb poste ich's hier:
eine klassische "nass"-chemische Synthese von C60 ist noch nicht bekannt.
Gruß Frank
leider kann man an den Thread von VERSTRAHLT nichts mehr anhängen,
weil er geschlossen wurde, deshalb poste ich's hier:
eine klassische "nass"-chemische Synthese von C60 ist noch nicht bekannt.
Gruß Frank
Godwael
31.08.2001, 16:28
Ein interessanter Ansatz ist, polycyclische Aromaten "aufzurollen", dabei entstehen aus sterischen Gründen immer geschlossene Kugelschalen. Ich weiß aber nicht, wie das genau geht.
buba
31.08.2001, 16:28
leider kann man an den Thread von VERSTRAHLT nichts mehr anhängen, weil er geschlossen wurde, deshalb poste ich's hier:
Das war ja auch Sinn der Sache... in einem Thread (und zwar diesem) die Fulleren-Synthese zu besprechen, nicht in mehreren Threads...
Das war ja auch Sinn der Sache... in einem Thread (und zwar diesem) die Fulleren-Synthese zu besprechen, nicht in mehreren Threads...
dodecan
06.12.2003, 23:27
Zur Isolierung der Fullerene geht man von fullerenhaltigem Ruß aus. Diesen kann man kaufen oder selber herstellen [2]. Letzteres ist allerdings recht schwierig und setzt einen gewissen apparativen Aufwand voraus.
Ich denke eine supereinfache Möglichkeit gefunden zu haben, Fullerengemische mit hohem C60 - Anteil herzustellen.
Hat jemand Interesse diese Experimente nachzuvollziehen?
Ich denke eine supereinfache Möglichkeit gefunden zu haben, Fullerengemische mit hohem C60 - Anteil herzustellen.
Hat jemand Interesse diese Experimente nachzuvollziehen?
kleinerChemiker
06.12.2003, 23:55
Handelt es sich um Gedankenexperimente? Solch einem würde ich schon gerne beiwohnen! Also nur her damit!
lg, Peter!
lg, Peter!
Marvek
07.12.2003, 00:10
Ich hätte auch Interesse :)
nobody
07.12.2003, 12:18
Buckminsterfullerene und ihre Vorstufen können bislang nur in schlechten Ausbeuten hergestellt werden. Methoden, welche sich für Scale Ups eignen, sind von grossem Interesse. Dass intensiv geforscht wird, zeigt die veröffentlichte Synthese von Corannulen:
http://www.organische-chemie.ch/literatur/Index/102.gif
http://www.organische-chemie.ch/literatur/Index/102b.gif
http://www.organische-chemie.ch/literatur/Index/102c.gif
http://www.organische-chemie.ch/literatur/Index/102d.gif
A. Sygula, P. W. Rabideau et al., Org. Lett., 2002, 4, 3135-3137.
http://dx.doi.org/10.1021/ol026457q
http://www.organische-chemie.ch/literatur/Index/102.gif
http://www.organische-chemie.ch/literatur/Index/102b.gif
http://www.organische-chemie.ch/literatur/Index/102c.gif
http://www.organische-chemie.ch/literatur/Index/102d.gif
A. Sygula, P. W. Rabideau et al., Org. Lett., 2002, 4, 3135-3137.
http://dx.doi.org/10.1021/ol026457q
bm
07.12.2003, 13:16
Fullerene sind mittlerweile präparativ zugänglich :
http://www.google.de/search?hl=de&ie=UTF-8&oe=UTF-8&q=Synthese+von+Fullerenen+Flash+pyrolyse&spell=1
http://www.google.de/search?hl=de&ie=UTF-8&oe=UTF-8&q=Synthese+von+Fullerenen+Flash+pyrolyse&spell=1
nobody
08.12.2003, 07:09
Mit der Einschränkung, dass die Methoden nicht zur Produktion taugen !
(Abgesehen davon: wer hat eigentlich Interesse an diesen Verbindungen ?)
(Abgesehen davon: wer hat eigentlich Interesse an diesen Verbindungen ?)
bm
08.12.2003, 09:30
aber im Gramm-Masstab schon. Einige Applikationsgebiete sind auch schon in Diskussion.
C60 = Hentriacontacyclo [29. 29. 0. 02.14. 03.12. 04.59. 05.10. 06.58. 07.55. 08.53. 09.21. 011.2. 013.18. 015.30. 016.28. 017.25. 019.24. 022.52. 023.50. 026.49. 027.47. 029.45. 032.44. 033.60. 034.57. 035.43. 036.56. 037.41. 038.54. 039.51. 040.48. 042.46] hexaconta - 1, 3, 5 (10), 6, 8, 11, 13 (18), 14, 16, 19, 21, 23, 25, 27, 29 (45), 30, 32 (44), 33, 35 (43), 36, 38 (54), 39 (51), 40 (48), 41, 46, 49, 52, 55, 57, 59 - triaconten-Chemie zu erhalten (die Leute von IUPAC müssen Langeweile haben - aber mal ehrlich, weil einige Kritiker sich über die Länge des Namens "Buckminsterfullerene" aufregten, wurde diese rationelle Nomenklatur eingeführt).
aus http://www.tu-berlin.de/~ini-chemie/PLASMA/20/bucky.html
C60 = Hentriacontacyclo [29. 29. 0. 02.14. 03.12. 04.59. 05.10. 06.58. 07.55. 08.53. 09.21. 011.2. 013.18. 015.30. 016.28. 017.25. 019.24. 022.52. 023.50. 026.49. 027.47. 029.45. 032.44. 033.60. 034.57. 035.43. 036.56. 037.41. 038.54. 039.51. 040.48. 042.46] hexaconta - 1, 3, 5 (10), 6, 8, 11, 13 (18), 14, 16, 19, 21, 23, 25, 27, 29 (45), 30, 32 (44), 33, 35 (43), 36, 38 (54), 39 (51), 40 (48), 41, 46, 49, 52, 55, 57, 59 - triaconten-Chemie zu erhalten (die Leute von IUPAC müssen Langeweile haben - aber mal ehrlich, weil einige Kritiker sich über die Länge des Namens "Buckminsterfullerene" aufregten, wurde diese rationelle Nomenklatur eingeführt).
aus http://www.tu-berlin.de/~ini-chemie/PLASMA/20/bucky.html
kleinerChemiker
19.10.2005, 21:15
Die Synthese vom Fulleren, die auf der Seite steht, wo bm den Link dazu gepostet hat, die steht auch im Brückner drinnen! Da steht auch dabei, wie man zu dem großen planarem System mit dem Benzolring in der Mitte kommt, nämlich durch Kondensation des entsprechenden Ketongerüsts mittels TiCl4!
Mich würde mal interessieren, ob man statt mit Laser-Licht die Cyclisierung zum Fulleren auch mit Iod vollziehen könnte?
lg, Peter!
Mich würde mal interessieren, ob man statt mit Laser-Licht die Cyclisierung zum Fulleren auch mit Iod vollziehen könnte?
lg, Peter!