Diazonion muodostumisen, ominaisuuksien ja sovellusten myynti

diatsoniumsuolat ne ovat orgaanisia yhdisteitä, joissa atsoryhmän (-N.) välillä on ionisia vuorovaikutuksia₂⁺) ja X-anionin^- (CI^-, F^-, CH₃COO^-, jne). Sen yleinen kemiallinen kaava on RN₂⁺X^-, ja tässä sivuketju R voi olla joko alifaattinen ryhmä tai aryyliryhmä; eli aromaattinen rengas.

Areodiatsoniumionin rakenne on esitetty alemmassa kuvassa. Siniset pallot vastaavat atsoryhmää, kun taas mustat ja valkoiset pallot muodostavat fenyyliryhmän aromaattisen renkaan. Atsoryhmä on hyvin epävakaa ja reaktiivinen, koska yhdellä typpiatomeista on positiivinen varaus (-N⁺≡N).

On kuitenkin olemassa resonanssirakenteita, jotka siirtävät tämän positiivisen varauksen uudelleen, esimerkiksi naapurin typpiatomissa: -N = N⁺. Se syntyy, kun sidosparin muodostavat elektronit muodostavat vasemmalle tulevan typpiatomin.

Myös tämä positiivinen varaus voidaan siirtää aromaattisen renkaan Pi-järjestelmällä. Tämän seurauksena aromaattiset diatsoniumsuolat ovat stabiilimpia kuin alifaattiset suolat, koska positiivista varausta ei voida siirtää pitkin hiiliketjua (CH₃, CH₂CH₃, jne).

indeksi

• 1 Koulutus
• 2 Ominaisuudet
  • 2.1 Liikkumisreaktiot
  • 2.2 Muut siirtymät
  • 2.3 Redoksireaktiot
  • 2.4 Valokemiallinen hajoaminen
  • 2.5 Azo-kytkentäreaktiot
• 3 Sovellukset
• 4 Viitteet

koulutus

Nämä suolat on johdettu primaarisen amiinin reaktiosta natriumnitriitin (NaNO: n) happoseokseen₂).

Sekundaariset amiinit (R₂NH) ja tertiäärinen (R₃N) ovat peräisin muista typpeä sisältävistä tuotteista, kuten N-nitrosoamiineista (jotka ovat kellertäviä öljyjä), amiinisuoloista (R₃HN⁺X^-) ja N-nitrosoammoniumyhdisteet.

Ylempi kuva havainnollistaa mekanismia, jolla diatsoniumsuolojen muodostumista säännellään tai tunnetaan myös diatsotointireaktioksi.

Reaktio alkaa fenyyliamiinista (Ar-NH₂), joka suorittaa nukleofiilisen hyökkäyksen nitrosoniumkationin N-atomiin (NO⁺). Tämä kationi tuotetaan NaNO-seoksella₂/ HX, jossa X on yleensä Cl; se on HCl.

Nitrosoniumkationin muodostuminen vapauttaa vettä väliaineeseen, joka sieppaa protonin positiivisesti varautuneeseen typpeen.

Sitten tämä sama vesimolekyyli (tai muu happolaji kuin H₃O⁺) tuottaa protonin hapelle, siirtämällä positiivisen varauksen vähemmän elektronegatiiviselle typpiatomille).

Nyt vesi jälleen suojaa typpeä ja tuottaa sitten diatsohydroksidimolekyylin (sekvenssin kolmas-viimeinen).

Koska elatusaine on happo, diatsohydroksidilla suoritetaan OH-ryhmän dehydraatio; elektronisen vapaan työpaikan torjumiseksi N: n vapaa pari muodostaa atsoryhmän kolmoissidoksen.

Tällä tavalla bentseenidiatsoniumkloridi pysyy liuoksessa mekanismin lopussa (C₆H₅N₂⁺cl^-, sama kuva ensimmäisestä kuvasta).

ominaisuudet

Yleensä diatsoniumsuolat ovat värittömiä ja kiteisiä, liukoisia ja stabiileja alhaisissa lämpötiloissa (alle 5 ° C).

Jotkut näistä suoloista ovat niin herkkiä mekaaniselle vaikutukselle, että fyysinen manipulointi voisi räjähtää ne. Lopuksi ne reagoivat veden kanssa fenolien muodostamiseksi.

Siirtymisreaktiot

Diatsoniumsuolat ovat molekyylien typen vapauttamispotentiaaleja, joiden muodostuminen on siirtymäreaktioiden yhteinen nimittäjä. Näissä X-lajit syrjäyttävät epävakaa atsoryhmän, joka poistuu N: stä₂(G).

Sandmeyer-reaktio

ArN₂⁺ + CuCl => ArCl + N₂ + cu⁺

ArN₂⁺ + CuCN => ArCN + N₂ + cu⁺

Gattermanin reaktio

ArN₂⁺ + CuX => ArX + N₂ + cu⁺

Toisin kuin Sandmeyerin reaktiossa, Gattermanin reaktiossa on metallisella kuparilla halogenidin sijasta; eli CuX luodaan in situ.

Schiemannin reaktio

[ARN₂⁺] BF₄^- => ArF + BF₃ + N₂

Schiemann-reaktiolle on tunnusomaista bentseenidiatsoniumfluoriboraatin terminen hajoaminen.

Gomberg Bachmannin reaktio

 [ARN₂⁺] Cl^- + C₆H₆ => Ar-C₆H₅ + N₂ + HCl:

Muut siirtymät

ArN₂⁺ + KI => ArI + K⁺ + N₂

 [ARN₂⁺] Cl^- + H₃PO₂ + H₂O => C₆H₆ + N₂ + H₃PO₃ + HCl:

 ArN₂⁺ + H₂O => ArOH + N₂ + H⁺

ArN₂⁺ + Cuno₂ => ArNO₂ + N₂ + cu⁺

Redox-reaktiot

Diatsoniumsuolat voidaan pelkistää aryylihydratsiineiksi käyttäen SnCl: n seosta₂/ HCl:

ArN₂⁺ => ArNHNH₂

Ne voidaan myös pelkistää aryyliamiineiksi Zn / HCl: n voimakkaammilla pelkistyksillä:

ArN₂⁺ => ArNH₂ + NH₄cl

Valokemiallinen hajoaminen

[ARN₂⁺] X^- => ArX + N₂

Diatsoniumsuolat ovat herkkiä hajoamiselle ultraviolettisäteilyn esiintymisen tai hyvin lähellä olevien aallonpituuksien vuoksi.

Azon kytkentäreaktiot

ArN₂⁺ + Ar'H → ArN₂Ar '+ H⁺

Nämä reaktiot ovat ehkä kaikkein käyttökelpoisin ja monipuolisin diatsoniumsuoloja. Nämä suolat ovat heikkoja elektrofiilejä (rengas siirtää atsoryhmän positiivisen varauksen). Jotta ne voisivat reagoida aromaattisten yhdisteiden kanssa, niiden on tällöin oltava negatiivisesti varautuneita, jolloin ne saavat aikaan yhdisteitä atsos.

Reaktio etenee tehokkaalla saannolla pH 5: n ja 7: n välillä. Happamissa pH: ssa kytkentä on pienempi, koska atsoryhmä protonoidaan, jolloin negatiivisen renkaan hyökkäys on mahdotonta.

Emäksisessä pH: ssa (yli 10) diatsoniumsuola reagoi OH: n kanssa^- tuotetaan diatsohydroksidia, joka on suhteellisen inertti.

Tämän tyyppisten orgaanisten yhdisteiden rakenteilla on hyvin stabiili konjugoitu Pi-järjestelmä, jonka elektronit absorboivat ja emittoivat säteilyä näkyvässä spektrissä.

Tämän seurauksena atsoyhdisteille on ominaista värikäs. Tämän ominaisuuden vuoksi niitä on kutsuttu myös atsoväreiksi.

Ylempi kuva havainnollistaa esimerkkiä atsokytkennästä metyylioranssin kanssa. Sen rakenteen keskellä voidaan nähdä kahden aromaattisen renkaan liittimena toimiva atsoryhmä.

Kumpi näistä kahdesta renkaasta oli elektrofiili liitoksen alussa? Oikealla, koska sulfonaattiryhmä (-SO₃) poistaa elektronisen tiheyden renkaasta, mikä tekee siitä vielä elektrofiilisen.

sovellukset

Yksi sen kaupallisimmista sovelluksista on väriaineiden ja pigmenttien tuotanto, joka kattaa myös tekstiiliteollisuuden kankaiden värjäyksessä. Nämä atsoyhdisteet on ankkuroitu polymeerin molekyyli- spesifisiin kohtiin värjäämällä se väreillä.

Fotolyyttisen hajoamisen vuoksi sitä käytetään (vähemmän kuin aikaisemmin) asiakirjojen kopiointiin. Miten? Erityisen muovin peittämän paperin alueet poistetaan ja sitten käytetään fenolipohjaista liuosta, joka värittää kirjaimet tai siniset..

Orgaanisessa synteesissä niitä käytetään lähtökohtina monille aromaattisille johdannaisille.

Lopuksi heillä on sovelluksia älykkäiden materiaalien alalla. Näissä niissä on kovalenttisesti kytketty kulta (esimerkiksi kulta), jolloin ne voivat antaa kemiallisen vasteen ulkoisille fyysisille ärsykkeille.

viittaukset

1. Wikipedia. (2018). Diatsoniumyhdiste. Haettu 25. huhtikuuta 2018 osoitteesta: en.wikipedia.org
2. Francis A. Carey. Orgaaninen kemia Karboksyylihapot. (kuudes painos., s. 951-959). Mc Graw Hill.
3. Graham Solomons T.W., Craig B. Fryhle. Orgaaninen kemia. Amiineja. (10. painos., Sivu 935-940). Wiley Plus.
4. Clark J. (2016). Diatsoniumsuolojen reaktiot. Haettu 25. huhtikuuta 2018 alkaen: chemguide.co.uk
5. Byju'S. (05.10.2016). Diatsoniumsuolat ja niiden sovellukset. Haettu 25. huhtikuuta 2018 osoitteesta: byjus.com
6. TheGlobalTutors. (2008-2015). Diatsoniumsuolojen ominaisuudet. Haettu 25. huhtikuuta 2018 osoitteesta: theglobaltutors.com
7. Ahmad et ai. (2015). Polymeeriä. Haettu 25. huhtikuuta 2018 alkaen: msc.univ-paris-diderot.fr
8. CytochromeT. (15. huhtikuuta 2017). Mekanismi bentseenidiatsoniumionin muodostamiseksi. Haettu 25. huhtikuuta 2018 osoitteesta: commons.wikimedia.org
9. Jacques Kagan. (1993). Orgaaninen valokemia: periaatteet ja sovellukset. Academic Press Limited, sivu 71. Haettu 25. huhtikuuta 2018 osoitteesta books.google.com