Reacția Prato

Reacția Prato în chimia fulerenelor este funcționalizarea fulerenelor și nanotuburilor prin adăugarea 1,3-dipolară de iluri de azometină . [1] Astfel, în exemplul de mai jos, aminoacidul sarcozina este refluxat cu paraformaldehidă în toluen pentru a forma o ilidă. Acesta din urmă reacționează cu legătura 6,6- dublă a fulerenului în momentul formării ( adăugare 1,3-dipolară ). Produsul de reacție este derivat de N - metilpirolidină , pirolidinofulerenă saupirillidino3,4:1,2[60]fulerenă se obţine cu un randament de 82%.

Aceeași tehnică este, de asemenea, utilizată pentru funcționalizarea nanotuburilor cu un singur perete . [2] Prin modificarea reziduului de aminoacid glicină , derivații de nanotuburi sunt solubili în solvenți obișnuiți, cum ar fi cloroformul și acetona . O altă caracteristică a nanotuburilor modificate este „umflarea” lor în comparație cu nanotuburile netratate .

Ca și în cazul altor reacții utilizate pentru funcționalizarea fulerenelor , cum ar fi reacția Bingel sau reacția Diels-Alder , această reacție este reversibilă. Retro-cicloadiția termică a piridinofulerenei cu dipolarofile puternice cum ar fi acidul maleic în prezența unui catalizator ( catalizator Wilkinson sau triflat de cupru ) în 1,2-diclorbenzen sub reflux timp de 8-18 ore conduce la fulerenul C60 de pornire . [3] Dipolarofilul este necesar într-un exces de 30 de ori și captează ilida , care schimbă echilibrul către formarea C 60 . Derivatul de N - metilpirolidină reacționează slab (randament 5%) și pentru a crește randamentul, este necesar să se înlocuiască inelul care conține azot în poziția a cu grupări metil , fenil sau un rest ester .

O metodă alternativă de funcționalizare a nanotuburilor este reacția cu N - oxid de trimetilamină și diizopropilamidă de litiu (LDA) [4] sub reflux în tetrahidrofuran . În același timp, există 1 grup funcțional la 16 atomi de carbon de nanotuburi . Dacă amina conține o grupare aromatică , cum ar fi pirenul , reacția are loc chiar și la temperatura camerei , deoarece această grupă este pre-orientată la suprafața nanotubului înainte de reacție datorită stivuirii π .

Într-una dintre modificările metodei, s-a obţinut o fulerenă lichidă ( de obicei fulerenele sunt în stare solidă) prin introducerea unui substituent pirolidină al grupării 2,4,6-tris(alchiloxi)fenil. [5] Cu toate acestea, este încă necesară o cantitate mică de solvent .

Link -uri

  1. M. Maggini, G. Scorrano și M. Prato. Adăugarea de iluri de azometină la C60: sinteza, caracterizarea și funcționalizarea pirolidinelor fullerenice  //  J. Am. Chim. soc. : jurnal. - 1993. - Vol. 115 , nr. 21 . - P. 9798-9799 . - doi : 10.1021/ja00074a056 .
  2. V. Georgakilas, K. Kordatos, M. Prato, D. M. Guldi, M. Holzinger și A. Hirsch. Functionalizarea organica a nanotuburilor de carbon  //  J. Am. Chim. soc. : jurnal. - 2002. - Vol. 124 , nr. 5 . - P. 760-761 . doi : 10.1021 / ja016954m .
  3. N. Martín, M. Altable, S. Filippone, A. Martín-Domenech, L. Echegoyen și C. M. Cardona. Retro-Cycloaddition Reaction of Pyrrolidinofullerenes  (engleză)  // Angewandte Chemie International Edition  : journal. - 2006. - Vol. 45 , nr. 1 . - P. 110-114 . - doi : 10.1002/anie.200502556 .
  4. C. Menard-Moyon, N. Izard, E. Doris și C. Mioskowski. Separarea semiconductoarelor din nanotuburi metalice de carbon prin funcționalizare selectivă cu iluri de azometină  //  J. Am. Chim. soc. : jurnal. - 2006. - Vol. 128 , nr. 20 . - P. 6552-6553 . - doi : 10.1021/ja060802f .
  5. T. Michinobu, T. Nakanishi, JP Hill, M. Funahashi și K. Ariga. Fullerene lichide la temperatura camerei: O morfologie neobișnuită a derivaților  C 60 //  J. Am. Chim. soc. : jurnal. - 2006. - Vol. 128 , nr. 32 . - P. 10384-10385 . doi : 10.1021 / ja063866z .

Surse externe