普拉托反應

普拉托反應（英語：Prato reaction）是發生在富勒烯或碳納米管與亞甲胺鎓內鹽之間的1,3-偶極環加成反應。^[1]此反應以其研究者，意大利化學家毛里奇奧·普拉托（Maurizio prato）的名字命名。^[2]利用此反應是製取官能化富勒烯/（單壁）納米管^[3]，是對富勒烯進行表面化學修飾的重要方法之一。

普拉托反應
命名根據	毛里奇奧·普拉托
反應類型	環加成反應
反應
富勒烯或碳納米管 + 亞甲胺鎓內鹽 ↓ 官能化的富勒烯或碳納米管

例如，肌氨酸與多聚甲醛在甲苯中加熱回流反應能產生亞甲胺鎓內鹽，它與富勒烯中的6,6-鍵發生1,3-偶極環加成，可以82％產率得到相應的取代吡咯烷基富勒烯。

普拉托反應示意圖

氨基酸用甘氨酸修飾後，所得的官能化納米管可溶於常用溶劑（如氯仿、丙酮），而且生成尺寸較大的聚集體。

此反應與富勒烯的賓格爾反應和狄爾斯－阿爾德反應等其他反應一樣是可逆的。在催化劑（如威爾金森催化劑、三氟甲磺酸銅）存在下，在鄰二氯苯中用30倍過量的親偶極體（如順丁烯二酸，用於捕獲葉立德）處理普拉托產物吡咯烷基富勒烯，回流反應8-18小時，可使之發生環消除，再生C₆₀。^[4] 對於N-甲基吡咯烷衍生物來說，逆普拉托反應效果並不理想，產率只有5％。一般地，含氮五元環只有在α-位用甲基、苯基或酯基取代後，其逆普拉托反應才有較理想的產率。

此外還可通過用氧化三甲胺與LDA在四氫呋喃中與納米管回流反應，以完成後者的官能化。^[5] 而且，當胺上帶有芳基（如芘基）時，反應前，該芳基可藉助π堆積而在納米管表面進行自組裝，從而使該反應在室溫下就可進行。

吡咯烷取代基為2,4,6-三(烷氧基)苯基時，少量溶劑存在下，可通過普拉托反應得一液態富勒烯。^[6]

參見

• 化學反應列表

參考資料

1. M. Maggini, G. Scorrano and M. Prato. Addition of azomethine ylides to C60: synthesis, characterization, and functionalization of fullerene pyrrolidines. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115 (21): 9798–9799. doi:10.1021/ja00074a056.
2. An Scientific Profile of Prof. Maurizio Prato (PDF).^{[失效連結]}
3. V. Georgakilas, K. Kordatos, M. Prato, D. M. Guldi, M. Holzinger and A. Hirsch. Organic Functionalization of Carbon Nanotubes. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124 (5): 760–761. doi:10.1021/ja016954m.
4. N. Martín, M. Altable, S. Filippone, A. Martín-Domenech, L. Echegoyen and C. M. Cardona. Retro-Cycloaddition Reaction of Pyrrolidinofullerenes. Angewandte Chemie International Edition. 2006, 45 (1): 110–114. doi:10.1002/anie.200502556.
5. C. Menard-Moyon, N. Izard, E. Doris and C. Mioskowski. Separation of Semiconducting from Metallic Carbon Nanotubes by Selective Functionalization with Azomethine Ylides. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128 (20): 6552–6553. doi:10.1021/ja060802f.
6. T. Michinobu, T. Nakanishi, J. P. Hill, M. Funahashi and K. Ariga. Room Temperature Liquid Fullerenes: An Uncommon Morphology of C₆₀ Derivatives. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128 (32): 10384–10385. doi:10.1021/ja063866z.

外部連結

• Elizabeth Wilson. How to make the insoluble soluble: Attaching large organic groups is key to unclumping nanotubes. Chemical & Engineering News. 4 February 2002, 80 (5) [2009-11-04]. （原始內容存檔於2008-07-24）.