La reacción de Prato en la química de los fullerenos es la funcionalización de fullerenos y nanotubos mediante la adición 1,3-dipolar de iluros de azometino . [1] Así, en el siguiente ejemplo, el aminoácido sarcosina se somete a reflujo con paraformaldehído en tolueno para formar una ilida. Este último reacciona con el doble enlace 6,6 del fullereno en el momento de la formación ( adición dipolar 1,3 ). El producto de reacción derivado de N -metilpirrolidina , pirrolidinofullereno o pirilidino3,4:1,2[60]fullereno se obtiene con un rendimiento del 82%.
Esta misma técnica también se utiliza para funcionalizar nanotubos de pared simple . [2] Al modificar el residuo del aminoácido glicina , los derivados de nanotubos se vuelven solubles en solventes comunes como el cloroformo y la acetona . Otra característica de los nanotubos modificados es su "hinchazón" en comparación con los nanotubos no tratados .
Al igual que con otras reacciones utilizadas para funcionalizar fullerenos , como la reacción de Bingel o la reacción de Diels-Alder , esta reacción es reversible. La retrocicloadición térmica de piridinofullereno con dipolarófilos fuertes como el ácido maleico en presencia de un catalizador ( catalizador de Wilkinson o triflato de cobre ) en 1,2-diclorobenceno a reflujo durante 8-18 horas conduce al fullereno C60 inicial . [3] El dipolarófilo se requiere en un exceso de 30 veces y captura el iluro , lo que cambia el equilibrio hacia la formación de C 60 . El derivado de N - metilpirrolidina reacciona débilmente (5% de rendimiento), y para aumentar el rendimiento, es necesario reemplazar el anillo que contiene nitrógeno en la posición α con metilo , grupos fenilo o un residuo de éster .
Un método alternativo para la funcionalización de nanotubos es la reacción con N - óxido de trimetilamina y diisopropilamida de litio (LDA) [4] a reflujo en tetrahidrofurano . Al mismo tiempo, existe 1 grupo funcional por cada 16 átomos de carbono de los nanotubos . Si la amina contiene un grupo aromático , como pireno , la reacción continúa incluso a temperatura ambiente , ya que este grupo está preorientado en la superficie del nanotubo antes de la reacción debido al apilamiento π .
En una de las modificaciones del método, se obtuvo un fullereno líquido (normalmente los fullerenos se encuentran en estado sólido) introduciendo un sustituyente pirrolidina del grupo 2,4,6-tris(alquiloxi)fenilo. [5] Sin embargo, aún se necesita una pequeña cantidad de solvente .