- Trening
- Nieruchomości
- Reakcje przemieszczenia
- Reakcja Sandmeyera
- Reakcja Gattermana
- Reakcja Schiemanna
- Reakcja Gomberga Bachmanna
- Inne przemieszczenia
- Reakcje redoks
- Rozkład fotochemiczny
- Reakcje sprzęgania azowego
- Aplikacje
- Bibliografia
Te sole diazoniowe są związki organiczne, które są jonowe interakcje między grupą azową (N 2 + ), a anion X, - (C - , M - CH 3 COO - , itp.); Jego ogólny wzór chemiczny to RN 2 + X - iw tym łańcuchu bocznym R może być grupą alifatyczną lub arylową; to znaczy pierścień aromatyczny.
Poniższy obraz przedstawia strukturę jonu arenediazoniowego. Niebieskie kule odpowiadają grupie azowej, podczas gdy czarne i białe kule tworzą aromatyczny pierścień grupy fenylowej. Grupa azowa jest bardzo niestabilna i reaktywna, ponieważ jeden z atomów azotu ma ładunek dodatni (–N + ≡N).
Istnieją jednak struktury rezonansowe, które delokalizują ten dodatni ładunek, na przykład na sąsiednim atomie azotu: –N = N + . Dzieje się tak, gdy para elektronów tworzących wiązanie jest skierowana na atom azotu po lewej stronie.
Podobnie, ten dodatni ładunek może zostać zdelokalizowany przez układ Pi pierścienia aromatycznego. W konsekwencji aromatyczne sole diazoniowe są bardziej stabilne niż alifatyczne, ponieważ ładunek dodatni nie może być zdelokalizowany wzdłuż łańcucha węglowego (CH 3 , CH 2 CH 3 , itd.).
Trening
Sole te powstają w wyniku reakcji pierwszorzędowej aminy z kwaśną mieszaniną azotynu sodu (NaNO 2 ).
Aminy drugorzędowe (R 2 NH) i trzeciorzędowe (R 3 N) są pochodnymi innych produktów azotowych, takich jak N-nitrozoaminy (które są żółtawymi olejami), sole amin (R 3 HN + X - ) i związki N-nitrozoamoniowe.
Górny obraz ilustruje mechanizm, za pomocą którego regulowane jest tworzenie soli diazoniowych, znany również jako reakcja diazowania.
Reakcja rozpoczyna się od fenyloaminy (Ar - NH 2 ), która przeprowadza nukleofilowy atak na atom N kationu nitrozoniowego (NO + ). Ten kation jest wytwarzany przez mieszaninę NaNO 2 / HX, gdzie X to na ogół Cl; to znaczy HCl.
Utworzenie kationu nitrozoniowego powoduje uwolnienie wody do ośrodka, który pobiera proton z dodatnio naładowanego azotu.
Następnie ta sama cząsteczka wody (lub inny kwas inny niż H 3 O + ) oddaje proton do tlenu, delokalizując dodatni ładunek na mniej elektroujemnym atomie azotu).
Teraz woda ponownie deprotonuje azot, tworząc w ten sposób cząsteczkę diazohydroksydu (trzecią od końca w sekwencji).
Ponieważ środowisko jest kwaśne, diazowodorotlenek ulega dehydratacji grupy OH; Aby przeciwdziałać wakansowi elektronowemu, wolna para N tworzy potrójne wiązanie grupy azowej.
W ten sposób na końcu mechanizmu chlorek benzenodiazoniowy (C 6 H 5 N 2 + Cl - , ten sam kation na pierwszym zdjęciu) pozostaje w roztworze .
Nieruchomości
Na ogół sole diazoniowe są bezbarwne i krystaliczne, rozpuszczalne i stabilne w niskich temperaturach (poniżej 5 ° C).
Niektóre z tych soli są tak wrażliwe na uderzenia mechaniczne, że każda fizyczna manipulacja może je zdetonować. Wreszcie reagują z wodą, tworząc fenole.
Reakcje przemieszczenia
Sole diazoniowe są potencjalnymi uwalniaczami azotu cząsteczkowego, którego tworzenie jest wspólnym mianownikiem w reakcjach wypierania. W nich gatunek X wypiera niestabilną grupę azową, uciekając jako N 2 (g).
Reakcja Sandmeyera
ArN 2 + + CuCl => ArCl + N 2 + Cu +
ArN 2 + + CuCN => ArCN + N 2 + Cu +
Reakcja Gattermana
ArN 2 + + CuX => ArX + N 2 + Cu +
W przeciwieństwie do reakcji Sandmeyera, reakcja Gattermana zawiera metaliczną miedź zamiast halogenku; to znaczy CuX jest generowany in situ.
Reakcja Schiemanna
BF 4 - => ArF + BF 3 + N 2
Reakcja Schiemanna charakteryzuje się termicznym rozkładem fluoroboranu benzenodiazoniowego.
Reakcja Gomberga Bachmanna
Cl - + C 6 H 6 => Ar - C 6 H 5 + N 2 + HCl
Inne przemieszczenia
ArN 2 + + KI => ArI + K + + N 2
Cl - + H 3 PO 2 + H 2 O => C 6 H 6 + N 2 + H 3 PO 3 + HCl
ArN 2 + + H 2 O => ArOH + N 2 + H +
ArN 2 + + CuNO 2 => ArNO 2 + N 2 + Cu +
Reakcje redoks
Sole diazoniowe można zredukować do arylohydrazyn, stosując mieszaninę SnCl 2 / HCl:
ArN 2 + => ArNHNH 2
Można je również zredukować do aryloamin w silniejszej redukcji za pomocą Zn / HCl:
ArN 2 + => ArNH 2 + NH 4 Cl
Rozkład fotochemiczny
X - => ArX + N 2
Sole diazoniowe są wrażliwe na rozkład pod wpływem promieniowania ultrafioletowego lub bardzo bliskich długości fal.
Reakcje sprzęgania azowego
ArN 2 + + Ar′H → ArN 2 Ar ′ + H +
Te reakcje są prawdopodobnie najbardziej użytecznymi i wszechstronnymi z soli diazoniowych. Sole te są słabymi elektrofilami (pierścień delokalizuje dodatni ładunek grupy azowej). Aby mogły reagować ze związkami aromatycznymi, muszą być następnie naładowane ujemnie, co prowadzi do powstania związków azowych.
Reakcja przebiega z wydajną wydajnością przy pH od 5 do 7. W pH kwaśnym sprzężenie jest niższe, ponieważ grupa azowa jest protonowana, co uniemożliwia atakowanie ujemnego pierścienia.
Również przy zasadowym pH (większym niż 10) sól diazoniowa reaguje z OH - tworząc względnie obojętny diazowodorotlenek.
Struktury tego typu związków organicznych mają bardzo stabilny sprzężony układ Pi, którego elektrony absorbują i emitują promieniowanie w zakresie widzialnym.
W konsekwencji związki azowe charakteryzują się barwą. Ze względu na tę właściwość nazwano je również barwnikami azowymi.
Górny obraz ilustruje jako przykład koncepcję sprzężenia azowego z oranżem metylowym. W środku jego struktury można zobaczyć grupę azową służącą jako łącznik dwóch pierścieni aromatycznych.
Który z dwóch pierścieni był elektrofilem na początku sprzęgania? Ta po prawej, ponieważ grupa sulfonianowa (-SO 3 ) usuwa gęstość elektronów z pierścienia, czyniąc go jeszcze bardziej elektrofilowym.
Aplikacje
Jednym z jej najbardziej komercyjnych zastosowań jest produkcja barwników i pigmentów, obejmująca również przemysł tekstylny do barwienia tkanin. Te związki azowe przyczepiają się do określonych miejsc molekularnych na polimerze, zabarwiając go.
Ze względu na rozkład fotolityczny jest (rzadziej niż dotychczas) wykorzystywany do reprodukcji dokumentów. W jaki sposób? Obszary papieru pokryte specjalnym tworzywem sztucznym usuwa się, a następnie nakłada się na nie podstawowy roztwór fenolu, barwiąc litery lub wzór na niebiesko.
W syntezach organicznych są wykorzystywane jako punkt wyjścia dla wielu pochodnych aromatycznych.
Wreszcie mają zastosowania w dziedzinie materiałów inteligentnych. W nich są kowalencyjnie związane z powierzchnią (na przykład złotem), umożliwiając mu reakcję chemiczną na zewnętrzne bodźce fizyczne.
Bibliografia
- Wikipedia. (2018). Związek diazoniowy. Pobrane 25 kwietnia 2018 z: en.wikipedia.org
- Francis A. Carey. Chemia organiczna. Kwasy karboksylowe. (wyd. szóste, strony 951-959). Mc Graw Hill.
- Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. Chemia organiczna. Aminy. (Wydanie dziesiąte, strony 935-940). Wiley Plus.
- Clark J. (2016). Reakcje soli diazoniowych. Pobrane 25 kwietnia 2018 z: chemguide.co.uk
- BYJU. (05 października 2016). Sole diazoniowe i ich zastosowania. Pobrane 25 kwietnia 2018 r.Z: byjus.com
- TheGlobalTutors. (2008-2015). Właściwości soli diazoniowych. Pobrane 25 kwietnia 2018 r.Z: theglobaltutors.com
- Ahmad i in. (2015). Polimer. Pobrane 25 kwietnia 2018 z: msc.univ-paris-diderot.fr
- CytochromeT. (15 kwietnia 2017). Mechanizm powstawania jonu benzenodiazoniowego. Pobrane 25 kwietnia 2018 z: commons.wikimedia.org
- Jacques Kagan. (1993). Fotochemia organiczna: zasady i zastosowania. Academic Press Limited, strona 71. Pobrane 25 kwietnia 2018 r. Z: books.google.co.ve