Praton reaktio

Fullereenikemian Praton reaktio on fullereenien ja nanoputkien funktionalisointi atsometiiniylidien 1,3 - dipolaarisella lisäyksellä . [1] Siten alla olevassa esimerkissä aminohappo sarkosiinia refluksoidaan paraformaldehydin kanssa tolueenissa ylidin muodostamiseksi. Jälkimmäinen reagoi fullereenin 6,6- kaksoissidoksen kanssa muodostumishetkellä ( 1,3-dipolaarinen additio ). Reaktiotuote N - metyylipyrrolidiinijohdannainen , pyrrolidinofullereeni tai pyrillidino3,4:1,2[60]fullereeni saadaan 82 %:n saannolla.

Samaa tekniikkaa käytetään myös yksiseinäisten nanoputkien funktionalisointiin . [2] Muuttamalla aminohappoglysiinijäännöstä nanoputkijohdannaiset saadaan liukoisiksi tavallisiin liuottimiin , kuten kloroformiin ja asetoniin . Toinen modifioitujen nanoputkien ominaisuus on niiden "turvotus" verrattuna käsittelemättömiin nanoputkiin .

Kuten muutkin fullereenien funktionalisointiin käytetyt reaktiot , kuten Bingel-reaktio tai Diels-Alder-reaktio , tämä reaktio on palautuva. Pyridinofullereenin terminen retrosykloadditio vahvojen dipolarofiilien , kuten maleiinihapon, kanssa katalyytin ( Wilkinsonin katalyytti tai kuparitriflaatti ) läsnä ollessa 1,2-diklooribentseenissä palautusjäähdyttäen 8-18 tunnin ajan johtaa lähtöaineena olevaan C60 - fulereeniin . [3] Dipolarofiilia tarvitaan 30-kertainen ylimäärä ja se vangitsee ylidin , joka siirtää tasapainoa kohti C60 :n muodostumista . N - metyylipyrrolidiinijohdannainen reagoi heikosti (5 % saanto), ja saannon lisäämiseksi on välttämätöntä korvata typpeä sisältävä rengas a-asemassa metyyli- , fenyyliryhmillä tai esteritähteellä .

Vaihtoehtoinen menetelmä nanoputkien funktionalisoimiseksi on reaktio trimetyyliamiini - N - oksidin ja litiumdi-isopropyyliamidin (LDA) [4] kanssa palautusjäähdyttäen tetrahydrofuraanissa . Samaan aikaan nanoputkien 16 hiiliatomia kohti on 1 funktionaalinen ryhmä . Jos amiini sisältää aromaattisen ryhmän , kuten pyreenin , reaktio etenee jopa huoneenlämpötilassa , koska tämä ryhmä on esiorientoitunut nanoputken pinnalle ennen reaktiota π-pinoamisen vuoksi .

Yhdessä menetelmän muunnelmista saatiin nestemäistä fullereenia (yleensä fullereenit ovat kiinteässä tilassa) lisäämällä pyrrolidiinisubstituentti 2,4,6-tris(alkyylioksi)fenyyliryhmästä. [5] Pieni määrä liuotinta tarvitaan kuitenkin edelleen.

Linkit

  1. ↑ M. Maggini, G. Scorrano ja M. Prato. Atsometiiniylidien lisääminen C60:een: fullereenipyrrolidiinien synteesi, karakterisointi ja funktionalisointi  //  J. Am. Chem. soc. : päiväkirja. - 1993. - Voi. 115 , nro. 21 . - P. 9798-9799 . - doi : 10.1021/ja00074a056 .
  2. ↑ V. Georgakilas, K. Kordatos, M. Prato, D. M. Guldi, M. Holzinger ja A. Hirsch. Hiilinanoputkien orgaaninen funktionalisointi  //  J. Am. Chem. soc. : päiväkirja. - 2002. - Voi. 124 , nro. 5 . - s. 760-761 . doi : 10.1021 / ja016954m .
  3. ↑ N. Martín, M. Altable, S. Filippone, A. Martín-Domenech, L. Echegoyen ja C. M. Cardona. Retro-Cycloaddition Reaction of Pyrrolidinofullerenes  (englanti)  // Angewandte Chemie International Edition  : Journal. - 2006. - Voi. 45 , no. 1 . - s. 110-114 . - doi : 10.1002/anie.200502556 .
  4. ↑ C. Menard-Moyon, N. Izard, E. Doris ja C. Mioskowski. Puolijohteiden erottaminen metallisista hiilinanoputkista selektiivisellä funktionalisoinnilla atsometiinilla Ylides  //  J. Am. Chem. soc. : päiväkirja. - 2006. - Voi. 128 , nro. 20 . - P. 6552-6553 . - doi : 10.1021/ja060802f .
  5. ↑ T. Michinobu, T. Nakanishi, JP Hill, M. Funahashi ja K. Ariga. Huoneenlämpöiset nestemäiset fullereenit: C 60 -johdannaisten  epätavallinen morfologia //  J. Am. Chem. soc. : päiväkirja. - 2006. - Voi. 128 , nro. 32 . - P. 10384-10385 . doi : 10.1021 / ja063866z .

Ulkopuoliset lähteet