加成反应

C60 分子上交替存在的单键和双键使其能很容易地打开其双键而与其他原子、分子或原子基团发生相互作用.这种反应显示十分丰富的化学内容，人们采用各种元素和有机基团获得了大量的 C60 加成物.最先人们想到的是给C60 加氢或添加卤素原子，因为这些原子是显示±1 价的元素.C60 容易与氢发生伯奇（Birch）还原反应，产物为 C60H36 和 C60H18.加氢还原是可逆的，而且不改变 C60 的分子构架.C60 分子还可以与 F2，Cl2 和 Br2 等卤素气体双原子分子发生反应生成卤化物，即 C60+X2→C60X2.伯奇特（P. R. Birkett）和克罗托等人将 C60 溶液与 Br2 反应，得到两种加溴的衍生物 C60Br6 和 C60Br8（图4－8），将 C60 与纯溴反应可得到 C60Br24.C60 还能与 Cl2 发生反应.英国苏塞克斯等大学的化学家成功地给 C60 分子的每一个碳原子添加一个氟原子，得到一种完全氟化的 C60F60（称“特氟隆球”）.这种白色粉末状物质是一种超级耐高温材料，被认为是一种比 C60 更好的润滑剂.由于氟原子封住了 C60 球表面上所有能移动的电子，因此 C60F60 将比 C60 更加稳定，可作为“分子滚珠” 而广泛应用于高技术领域.

C60 与各种有机基的反应则更加丰富多彩，并形成具有各种形状或特性的

复合物，如通过偶极加成反应生成的聚合物，有“珍珠项链”式的，有“手镯”式的.1990 年末，霍金斯等人就是通过制备 C60 的四氧化锇加成物阻止住C60 分子的转动，从而用 X 射线衍射实验第一次测定了 C60 的分子结构.在 C60 的金属配合物中，金属原子直接加到 C60 球上，由于加入其他原子基团，形成一个超分子体系.C60 金属配合物的应用前景已为人们所预见到，有人设想将铂等贵金属挂到 C60 球上，从而做成高效催化剂.另外 C60 的金属复合物还可能用于光电器件等方面.

图 4-8 加溴 C60 的结构(a)C60Br6、(b)C60Br8

C60 的加成反应是形成 C60 衍生物的一个十分重要的方面，有着丰富的化学内涵.人们已将各种原子基团添加到 C60 球上，形成众多的 C60 加成复合物， 使 C60 成为最具化学多样性的分子之一.