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富勒烯的独特结构决定了它独特的化学性质。富勒烯可以视作具有一个缺电子烯烃的的性质，因此它可以发生种类繁多的有机化学反应，比如DA反应，亲核加成反应，氢化反应，卤化反应，自由基反应，光敏化反应等。通过这些化学反应，大量的富勒烯功能化衍生物已经被制备出来，而且在很多领域，如有机材料，非线性光学和生物医药等，显示出良好的应用前景。有机磷化合物是一类具有内源性生物活性的物质，将磷连接到富勒烯上，合成可能兼有两者生物活性的含磷的富勒烯衍生物，将丰富富勒烯化学内容，促进富勒烯的应用。
本论文成功地合成了一类不含环结构的单碳桥含磷富勒烯二聚体，其中包括C60二磷酸四乙脂二聚体，单碳桥亚甲基磷酸酯取代的C60二磷酸四乙脂二聚体以及单碳桥的C60二磷酸四乙脂二聚体的1，2与1，4加成异构体。通过1H、31P、13C核磁共振谱、质谱、红外光谱、紫外可见光谱以及测定碳原子级数的不失真极化转移增强法（DEPT法）、检出1H的异核多键相关谱(HMBC)等光谱手段确定了它们的分子结构。在四甲基碘硅烷(TMSI)作用下得到了它们的水解产物。对单碳桥的C60二磷酸四乙脂二聚体产物的AFM研究中，成功观察到了单个分子的二聚体图像，得到的分子尺寸与理论计算值非常吻合。利用电化学（循环伏安法）的实验发现在这类富勒烯二聚体中，两分子富勒烯之间存在电荷的相互转移，这给该类富勒烯二聚体在纳米器件方面的应用潜力提供了科学依据。在研究富勒烯与与α-氢的磷试剂的反应时，发现它与经典的Bingel反应的亲核加成的反应机制不同，进一步通过ESR实验，证明了反应为自由基历程。上述实验结果丰富了含磷富勒烯衍生物的制备方法。通过对PVP包裹的含磷的富勒烯衍生物的细胞药效实验，证明富勒烯二聚物HC60-C(PO3Et2)2-C60H的浓度为10-5mol/1时，对体外培养的破骨细胞有明显的选择性抑制作用，它诱导破骨细胞的调亡，不影响成骨细胞的成长，这为含“P-C-P”功能团富勒烯二聚物用于治疗骨质疏松的靶向药物研制提供了重要实验基础。此外，还对富勒烯氟烷基化进行了初步实验，表明以氯苯和二甲基亚砜为混合溶剂，利用保险粉，锌粉，铜粉引发，都可以使富勒烯氟烷基化，这对今后的富勒烯氟烷基化反应研究提供了一种新思路。