普拉托反应

普拉托反应（英語：Prato reaction）是发生在富勒烯或碳纳米管与亚甲胺鎓内盐之间的1,3-偶极环加成反应。^[1]此反应以其研究者，意大利化学家毛里奇奥·普拉托（Maurizio prato）的名字命名。^[2]利用此反应是制取官能化富勒烯/（单壁）纳米管^[3]，是对富勒烯进行表面化学修饰的重要方法之一。

普拉托反应
命名根据	毛里奇奥·普拉托
反应类型	环加成反应
反应
富勒烯或碳纳米管 + 亚甲胺鎓内盐 ↓ 官能化的富勒烯或碳纳米管

例如，肌氨酸与多聚甲醛在甲苯中加热回流反应能产生亚甲胺鎓内盐，它与富勒烯中的6,6-键发生1,3-偶极环加成，可以82％产率得到相应的取代吡咯烷基富勒烯。

普拉托反应示意图

氨基酸用甘氨酸修饰后，所得的官能化纳米管可溶于常用溶剂（如氯仿、丙酮），而且生成尺寸较大的聚集体。

此反应与富勒烯的宾格尔反应和狄尔斯－阿尔德反应等其他反应一样是可逆的。在催化剂（如威尔金森催化剂、三氟甲磺酸铜）存在下，在邻二氯苯中用30倍过量的亲偶极体（如顺丁烯二酸，用于捕获叶立德）处理普拉托产物吡咯烷基富勒烯，回流反应8-18小时，可使之发生环消除，再生C₆₀。^[4] 对于N-甲基吡咯烷衍生物来说，逆普拉托反应效果并不理想，产率只有5％。一般地，含氮五元环只有在α-位用甲基、苯基或酯基取代后，其逆普拉托反应才有较理想的产率。

此外还可通过用氧化三甲胺与LDA在四氢呋喃中与纳米管回流反应，以完成后者的官能化。^[5] 而且，当胺上带有芳基（如芘基）时，反应前，该芳基可借助π堆积而在纳米管表面进行自组装，从而使该反应在室温下就可进行。

吡咯烷取代基为2,4,6-三(烷氧基)苯基时，少量溶剂存在下，可通过普拉托反应得一液态富勒烯。^[6]

参见

• 化学反应列表

参考资料

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. 

外部链接

• 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]. （原始内容于2008-07-24）.