化学修饰一直是富勒烯化学的主要研究方向之一,在过去的三十多年里,大量结构新颖的富勒烯衍生物已经被合成与报道,它们在光电材料、纳米材料和生物医药等领域具有巨大的潜在应用价值。因此,用简便高效的方法来合成结构新颖的富勒烯衍生物具有重要的研究意义。本论文紧紧围绕富勒烯的官能化开展了两部分研究工作。首先在已制备的N-未取代富勒烯吡咯烷基础上对其进行N-烷基化反应,随着酮或芳基硼酸化合物的加入,得到了一系列新的N-烷基化富勒烯吡咯烷类化合物。同时也研究了在没有酮和芳基硼酸化合物存在情况下苄醇促进的富勒烯吡咯烷N-甲基反应。并对所有N-烷基化富勒烯吡咯烷的生成提出了合理的反应机理。其次,在比较温和的反应条件下,也系统地研究了[60]富勒烯(C₆₀)与醛和芳胺在高氯酸镁促进下的反应,制备了一系列富勒烯环戊烷衍生物,并提出了合理的反应机理。为获得好的产率,我们对反应条件例如反应物比例、反应温度、反应时间等进行了筛选。此外,通过柱层析法分离得到产物,并利用高分辨质谱（HRMS）、核磁共振谱(¹H NMR和¹³C NMR)、紫外可见光谱（UV-vis）和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）对所有富勒烯化合物的结构进行了表征,并确定了其结构。第一章绪论介绍了富勒烯的发现,结构,性能和一些其它性质,概述了近几年来国内外课题组在各种功能富勒烯衍生物的合成方面取得的一些进展,并提出了本研究的设计思路。第二章N-烷基化富勒烯吡咯烷的合成及结构表征系统地研究了在多聚甲醛和对甲苯磺酸存在条件下,N-未取代富勒烯吡咯烷衍生物的N-烷基化反应。随着酮或芳基硼酸化合物的加入,得到了一系列新的N-烷基化富勒烯吡咯烷类化合物。同时也研究了在没有酮和芳基硼酸化合物的情况下,苄醇促进的富勒烯吡咯烷N-甲基化反应。并对所有N-烷基化富勒烯吡咯烷的生成提出了合理的反应机理。第三章富勒烯环戊烷衍生物的合成及结构表征研究了在空气条件下,高氯酸镁促进下的C₆₀与肉桂醛和芳胺的反应,合成了一系列结构新颖的含有氨基取代基的富勒烯环戊烷衍生物。该反应生成的产物为一对顺反异构体,通过二维核磁NOESY谱对该产物的立体化学结构作了明确指认,最后探究了该产物的生成历程并提出了合理的反应机理。