- Kiképzés
- Tulajdonságok
- Elmozdulási reakciók
- Sandmeyer reakció
- Gatterman reakció
- Schiemann-reakció
- Gomberg Bachmann reakció
- Egyéb elmozdulások
- Redox reakciók
- Fotokémiai bomlás
- Azo kapcsolási reakciók
- Alkalmazások
- Irodalom
A diazóniumsók azok a szerves vegyületek, amelyek ionos kölcsönhatások között az azocsoportot (-N 2 +), és egy X anionnal - (Cl -, F -, CH 3 COO -, stb). Az általános kémiai képlet RN 2 + X -, és ebben az oldalláncban R lehet, egy alifás csoport vagy aril-csoport; vagyis egy aromás gyűrű.
Az alábbi kép az aréndiazonium-ion szerkezetét ábrázolja. A kék gömb az azocsoportnak felel meg, míg a fekete-fehér gömb a fenilcsoport aromás gyűrűjét alkotja. Az azocsoport nagyon instabil és reakcióképes, mivel az egyik nitrogénatom pozitív töltéssel rendelkezik (–N + ≡N).
Vannak olyan rezonanciaszerkezetek, amelyek ezt a pozitív töltést áthelyezik, például a szomszédos nitrogénatomon: –N = N +. Ez akkor származik, amikor egy kötést képező elektronpárt a bal oldali nitrogénatomhoz vezetnek.
Hasonlóképpen, ezt a pozitív töltést az aromás gyűrű Pi-rendszere képes eltávolítani. Ennek következtében, az aromás diazónium-sók stabilabbak, mint az alifás is, mivel a pozitív töltés nem lehet delokalizált mentén szénlánc (CH 3, CH 2 CH 3, stb).
Kiképzés
Ezek a sók származnak a reakció egy primer aminnak egy savas elegyet nátrium-nitrit (NaNO 2).
Másodlagos (R 2 NH) és tercier (R 3 N) aminok származnak egyéb nitrogéntartalmú termékek, mint például az N-nitrozo-(amelyek sárgás olajok), amin-sók (R 3 HN + X -) és az N-nitrosoammonium vegyületek.
A felső kép azt a mechanizmust szemlélteti, amellyel a diazóniumsók képződését szabályozzuk, vagy diazotizációs reakciónak is nevezzük.
A reakció kezdődik fenil-amin (Ar-NH 2), amely elvégzi a nukleofil támadás a nitrogénatomon a nitrozóniumion kation (NO +). Ez a kation által termelt NaNO 2 / HX keverék, ahol X jelentése általában Cl; vagyis HCl.
A nitrozónium-kation képződése vizet enged a közegbe, amely protont vesz a pozitív töltésű nitrogénből.
Ezután, ugyanezen a vízmolekula (vagy más savas eltérő fajok H 3 O +) feladja egy proton oxigén, delocalizing a pozitív töltés a kevésbé elektronegatív nitrogénatom).
A víz újra deprotonálja a nitrogént, és így előállítja a diazohidroxid-molekulát (a harmadik a sorozatban).
Mivel a tápközeg savas, a diazohidroxidon az OH csoport dehidratálódik; Az elektronikus üresedés elleni küzdelem érdekében a szabad N-pár képezi az azocsoport hármas kötését.
Ezen a módon, a végén a mechanizmus, benzol-kloridot (C 6 H 5 N 2 + Cl -, ugyanazt a kation az első kép) oldatban marad.
Tulajdonságok
A diazóniumsók általában színtelenek és kristályosak, oldhatók és alacsony hőmérsékleten (kevesebb mint 5 ° C) stabilok.
Ezen sók egy része annyira érzékeny a mechanikai behatásokra, hogy bármilyen fizikai manipuláció felrobbanthatja őket. Végül vízzel reagálnak, és fenolokat képeznek.
Elmozdulási reakciók
A diazóniumsók a molekuláris nitrogén potenciális felszabadítói, amelyek kialakulása a közös nevező az elmozdulási reakciók során. Ezekben, a faj X kiszorítja az instabil azocsoport, menekülés N 2 (g).
Sandmeyer reakció
ArN 2 + + CuCl => ArCl + N 2 + Cu +
ArN 2 + + CuCN => ArCN + N 2 + Cu +
Gatterman reakció
ArN 2 + + CuX => ArX + N 2 + Cu +
A Sandmeyer-reakciótól eltérően a Gatterman-reakcióban halogén helyett fémes réz van; vagyis a CuX in situ jön létre.
Schiemann-reakció
BF 4 - => ArF + BF 3 + N 2
A Schiemann-reakciót a benzol-diazonium-fluor-borát termikus bomlása jellemzi.
Gomberg Bachmann reakció
Cl - + C 6 H 6 => Ar - C 6 H 5 + N 2 + HCl
Egyéb elmozdulások
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 +
Redox reakciók
A diazóniumsók lehet csökkenteni arylhydrazines, egy SnCl 2 / HCl elegyet:
ArN 2 + => ArNHNH 2
A Zn / HCl-lel végzett erősebb redukciók mellett aril-aminokra redukálhatók:
ArNH 2 + => Ar-NH 2 + NH 4 Cl
Fotokémiai bomlás
X - => ArX + N 2
A diazóniumsók érzékenyek a bomlásra ultraibolya sugárzás előfordulása, vagy nagyon közeli hullámhosszok révén.
Azo kapcsolási reakciók
ArN 2 + + Ar′H → ArN 2 Ar ′ + H +
Ezek a reakciók talán a diazóniumsók közül a leghasznosabb és sokoldalúbbak. Ezek a sók gyenge elektrofilek (a gyűrű az azocsoport pozitív töltését delokalizálja). Annak érdekében, hogy aromás vegyületekkel reagáljanak, negatív töltéssel kell rendelkezniük, így azoszvegyületek keletkeznek.
A reakció hatékony hozammal folytatódik, pH = 5 és 7 között. Savas pH-ban a kapcsolás alacsonyabb, mivel az azocsoport protonálódik, ami lehetetlenné teszi a negatív gyűrű támadását.
Továbbá, bázikus pH-n (10-nél nagyobb) a diazóniumsó reagál az OH-val - diazohidroxidot kap, amely viszonylag inert.
Az ilyen típusú szerves vegyületek szerkezete nagyon stabil konjugált Pi-rendszerrel rendelkezik, amelynek elektronjai a látható spektrumban elnyelik és sugárzást bocsátanak ki.
Következésképpen az azo-vegyületekre jellemző, hogy színesek. Ennek a tulajdonságnak köszönhetően azófestékeknek is nevezik.
A felső kép példaként szemlélteti az metil-narancs azo-kapcsolásának fogalmát. Szerkezetének közepén az azocsoport látható, mint a két aromás gyűrű összekötője.
A két gyűrű közül melyik volt az elektrofil a csatlakozás kezdetén? A jobb oldalon van, mert (-SO 3) a szulfonátcsoport eltávolítja az elektron sűrűségét a gyűrűből, még elektrofilbbé téve azt.
Alkalmazások
Az egyik legkeresettebb alkalmazás színezékek és pigmentek előállítása, amely a textilipart is magában foglalja a szövetek festésében. Ezek az azo-vegyületek a polimer specifikus molekuláris helyeire rögzítik, színezve.
Fotolitikus bomlásának köszönhetően (korábban kevésbé) használják a dokumentumok reprodukciójában. Hogyan? A papír egy speciális műanyaggal borított felületét eltávolítják, majd ráveszik egy alapvető fenolos oldatot, betűket vagy a betűt kék színűre festeni.
Szerves szintézisben sok aromás származék kiindulási pontjaként használják őket.
Végül alkalmazásuk van az intelligens anyagok területén. Ezekben kovalensen kapcsolódnak egy felülethez (például arany), lehetővé téve annak kémiai választ a külső fizikai ingerekre.
Irodalom
- Wikipedia. (2018). Diazónium-vegyület. Visszakeresve: 2018. április 25-én, a következő helyről: en.wikipedia.org
- Francis A. Carey. Szerves kémia. Karbonsavak. (hatodik kiadás, 951-959. oldal). Mc Graw Hill.
- Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. Szerves kémia. Aminok. (10. kiadás., 935–940. Oldal). Wiley Plus.
- Clark J. (2016). A diazóniumsók reakciói. Visszakeresve: 2018. április 25-én, a következő címen: chemguide.co.uk
- BYJU'S. (2016. október 05.). Diazóniumsók és alkalmazásuk. Letöltve: 2018. április 25-én, a következő oldalról: byjus.com
- TheGlobalTutors. (2008-2015). A diazóniumsók tulajdonságai. Letöltve 2018. április 25-én, a következő helyről: theglobaltutors.com
- Ahmad és mtsai. (2015). Polimer. Beérkezett 2018. április 25-én, az msc.univ-paris-diderot.fr-től
- CytochromeT. (2017. április 15.). A benzolediazonium-ion képződésének mechanizmusa. Visszakeresve: 2018. április 25-én, a következő helyről: commons.wikimedia.org
- Jacques Kagan. (1993). Szerves fotokémia: alapelvek és alkalmazások. Az Academic Press Limited, 71. oldal. Beérkezett 2018. április 25-én, a következő helyről: books.google.co.ve