رد فعل براتو

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

يُعد تفاعل براتو مثالًا خاصًا على تفاعل الإضافة الحلقية ثنائي القطب 1،3 المعروف جيدًا بين إيليدات الأزوميثين والأوليفينات . [ 1 ] في كيمياء الفوليرين، يشير هذا التفاعل إلى إضافة مجموعات وظيفية إلى الفوليرينات والأنابيب النانوية . يتفاعل حمض الساركوزين الأميني مع البارافورمالدهيد عند تسخينه تحت الارتداد في التولوين لإنتاج إيليد، والذي يتفاعل بدوره مع رابطة مزدوجة في الموضع 6،6 من حلقة الفوليرين عبر إضافة حلقية ثنائية القطب 1،3، لينتج مشتق N-ميثيل بيروليدين أو بيروليدينو فوليرين أو بيروليدينو [[3,4:1,2]] [60] فوليرين بنسبة 82% بناءً على تحويل C60 . [ 2 ]

تفاعل براتو لإيليد الأزوميثين مع الفوليرين
تفاعل براتو لإيليد الأزوميثين مع الفوليرين

التطبيقات

في أحد التطبيقات، يتم الحصول على الفوليرين السائل عندما يكون بديل البيروليدون عبارة عن مجموعة 2,4,6-تريس(ألكيلوكسي)فينيل [ 3 ] على الرغم من أنه من المحتمل وجود كمية صغيرة من المذيب.

الأصول

استُمد هذا التفاعل من عمل أوتوهيكو تسوجي [ 4 ] حول كيمياء أزوميثين إيليد التي طُورت في أواخر الثمانينيات. وقد طُبق عمل تسوجي على الفوليرين بواسطة ماوريتسيو براتو ، ومن هنا جاء الاسم.

الميتالوفوليرين وأنابيب الكربون النانوية

من المعروف أن تفاعل براتو مفيد جدًا لتفعيل جزيئات الفوليرين المعدنية الداخلية. ينتج عن تفاعل براتو على M3N@C80 في البداية ناتج [5,6] (الناتج الحركي)، والذي يتحول بالتسخين إلى ناتج [6,6] (الناتج الديناميكي الحراري). [ 5 ] يعتمد معدل التماثل بشكل كبير على حجم المعدن داخل قفص الكربون. [ 6 ]

تُستخدم هذه الطريقة أيضًا في تعديل الأنابيب النانوية أحادية الجدار. [ 7 ] عند تعديل الحمض الأميني بسلسلة جليسين ، تصبح الأنابيب النانوية الناتجة قابلة للذوبان في المذيبات الشائعة مثل الكلوروفورم والأسيتون . ومن خصائص الأنابيب النانوية المعالجة أيضًا أبعادها التجميعية الأكبر مقارنةً بالأنابيب النانوية غير المعالجة.

في طريقة بديلة، تُجرى إضافة الأنابيب النانوية باستخدام N-أكسيد ثلاثي ميثيل أمين و LDA [ 8 ] عند درجة الغليان في رباعي هيدروفوران، بكفاءة مجموعة وظيفية واحدة لكل 16 ذرة كربون في الأنبوب النانوي. وعندما يحمل الأمين أيضًا مجموعة عطرية مثل البيرين، يحدث التفاعل حتى في درجة حرارة الغرفة، لأن هذه المجموعة تُهيئ نفسها مسبقًا على سطح الأنبوب النانوي قبل التفاعل عن طريق تكديس باي .

رد فعل ريترو براتو

كما هو الحال في تفاعلات الفوليرين الأخرى، مثل تفاعل بينجل أو تفاعلات ديلز-ألدر، يمكن عكس هذا التفاعل. يؤدي الحذف الحلقي الحراري لبيروليدينوفوليرين باستخدام مُستقبِل ثنائي القطب قوي ، مثل حمض الماليك، ومحفز مثل محفز ويلكنسون أو تريفلات النحاس في 1،2-ثنائي كلوروبنزين عند درجة الغليان لمدة تتراوح بين 8 و18 ساعة، إلى إعادة تكوين فوليرين C60 الأصلي . [ 9 ] يتطلب وجود المُستقبِل ثنائي القطب بفائض 30 ضعفًا، حيث يعمل على تثبيت الإيليد، مما يدفع التفاعل إلى الاكتمال. يتفاعل مشتق N-ميثيل بيروليدين بشكل ضعيف (بنسبة 5%)، ولنجاح التفاعل، يجب أيضًا استبدال حلقة النيتروجين في الموضع α بمجموعات ميثيل أو فينيل أو إستر كربوكسيلي .

تم استكشاف طرق أخرى: عن طريق تطبيق الحرارة [ 10 ] أو من خلال مزيج من السوائل الأيونية وكيمياء الميكروويف . [ 11 ] [ 12 ]

مراجع

  1. ↑ تسوجي، أوتوهيكو؛ كانيماسا، شوجي (1989). "التطورات الحديثة في كيمياء أزوميثين إيليد". التقدم في الكيمياء الحلقية غير المتجانسة ، المجلد 45. المجلد  45. الصفحات 231-349 . doi : 10.1016/S0065-2725(08)60332-3 . ISBN  9780120206452.
  2. ↑ ماجيني، ميشيل؛ سكورانو، جيانفرانكو؛ براتو، ماوريتسيو (1993). "إضافة إيليدات الأزوميثين إلى C60: تخليق، وتوصيف، ووظيفية بيروليدينات الفوليرين". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية 115 (21): 9798-9799 . Bibcode : 1993JAChS.115.9798M . doi : 10.1021/ja00074a056 .
  3. ↑ ميتشينوبو تي، ناكانيشي تي، هيل جيه بي، فوناهاشي إم، أريغا كيه (2006). "الفوليرين السائل في درجة حرارة الغرفة: شكل غير مألوف لمشتقات C60 " . مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية 128 (32): 10384-10385 . Bibcode : 2006JAChS.12810384M . doi : 10.1021/ja063866z . PMID 16895401 . 
  4. ↑ تسوجي، أوتوهيكو؛ كانيماسا، شوجي (1989). "التطورات الحديثة في كيمياء أزوميثين إيليد". التقدم في الكيمياء الحلقية غير المتجانسة ، المجلد 45. المجلد 45. الصفحات 231-349 . doi : 10.1016/S0065-2725(08)60332-3 . ISBN   9780120206452.
  5. ↑ كاردونا، كلوديا م.؛ إليوت، بيفان؛ إتشيغوين، لويس (2006). "خواص كيميائية وكهروكيميائية غير متوقعة لـ M3N@C80 (M = Sc, Y, Er)". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية 128 (19): 6480-6485 . Bibcode : 2006JAChS.128.6480C . doi : 10.1021/ja061035n . PMID 16683813 . 
  6. ↑ أروة، س.؛ ياماكوشي، ي. (2012). "تفاعل براتو لـ M3N @ Ih - C80 ( M = Sc, Lu, Y, Gd) مع التماثل العكسي" . مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية 134 (50): 20242–20245 . Bibcode : 2012JAChS.13420242A . doi : 10.1021/ ja309550z . PMID 23210903 . 
  7. ↑ جورجاكيلاس ف، كورداتوس ك، براتو م، غولدي د.م، هولزنجر م، هيرش أ (2002). "التعديل العضوي لأنابيب الكربون النانوية". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية 124 (5): 760-761 . Bibcode : 2002JAChS.124..760G . doi : 10.1021/ja016954m . PMID 11817945 . 
  8. ↑ مينارد-مويون سي، إيزارد ن، دوريس إي، ميوسكوفسكي سي (2006). "فصل الأنابيب النانوية الكربونية شبه الموصلة عن الأنابيب النانوية الكربونية المعدنية عن طريق التوظيف الانتقائي باستخدام إيليدات الأزوميثين" . مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية 128 (20): 6552-6553 . Bibcode : 2006JAChS.128.6552M . doi : 10.1021/ja060802f . PMID 16704243 . 
  9. ^ مارتن ن، ألتابل إم، فيليبوني إس، مارتن دومينيك أ، إيتشيجوين إل، كاردونا سي إم (2006). "تفاعل التراكم الحلقي الرجعي للبيروليدينوفوليرين" . Angewandte Chemie الطبعة الدولية . 45 (1): 110-114 . دوى : 10.1002/anie.200502556 . بميد 16240308 . 
  10. ^ فيليبوني، سلفاتوري. باروسو، مارتا إزكويردو؛ مارتن دومينيك، أنخيل؛ أوسونا، سيلفيا؛ سولا، ميكيل. مارتن، نازاريو (2008). “حول آلية الإضافة الحرارية الرجعية للبيروليدينوفوليرين (تفاعل ريترو براتو)”. الكيمياء: مجلة أوروبية . 14 (17): 5198–206 . دوى : 10.1002/chem.200800096 . بميد 18438770 . S2CID 26077850 .  
  11. ^ جوريانوف، إيفان. مونتيلانو لوبيز، أليخاندرو؛ كارارو، ماورو؛ دا روس، تاتيانا؛ سكورانو، جيانفرانكو؛ ماجيني، ميشيل. براتو، ماوريتسيو؛ بونشيو، مارسيلا (2009). "الإضافة الحلقية الخالية من المعادن للفوليروبيروليدينات في السوائل الأيونية تحت إشعاع الميكروويف". الاتصالات الكيميائية (26): 3940-2 . دوى : 10.1039 / b906813a . بميد 19662259 . 
  12. ^ جوريانوف، إيفان. توما، فرانشيسكا ماريا؛ مونتيلانو لوبيز، أليخاندرو؛ كارارو، ماورو؛ دا روس، تاتيانا؛ أنجيليني، جويدو؛ دوريزيو، إليونورا؛ فونتانا، أنطونيلا؛ وآخرون . (2009). “التشغيل بمساعدة الميكروويف للهياكل النانوية الكربونية في السوائل الأيونية”. الكيمياء: مجلة أوروبية . 15 (46): 12837–45 . دوى : 10.1002/chem.200901408 . بميد 19847823 .