Diazonio veidošanās, rekvizītu un lietojumprogrammu pārdošana

The diazonija sāļi tie ir organiskie savienojumi, kuros starp azo grupu (-N.) ir jonu mijiedarbība₂⁺) un X anjonu^- (Cl^-, F^-, CH₃COO^-, utt.). Tās vispārējā ķīmiskā formula ir RN₂⁺X^-, un šajā gadījumā sānu ķēde R var būt vai nu alifātiska grupa, vai arilgrupa; tas ir, aromātisks gredzens.

Arododiazona jonu struktūra ir attēlota apakšējā attēlā. Zilās sfēras atbilst azo grupai, bet melnās un baltās sfēras veido fenilgrupas aromātisko gredzenu. Azo grupa ir ļoti nestabila un reaktīva, jo vienam no slāpekļa atomiem ir pozitīvs lādiņš (-N⁺≡N).

Tomēr pastāv rezonanses struktūras, kas delokalizē šo pozitīvo lādiņu, piemēram, kaimiņu slāpekļa atomos: -N = N⁺. Tas rodas, kad elektronu pāris, kas veido saiti, nonāk pie slāpekļa atoma kreisajā pusē.

Arī šo pozitīvo lādiņu var pārvērst ar aromātiskā gredzena Pi sistēmu. Rezultātā aromātiskie diazonija sāļi ir stabilāki nekā alifātiskie, jo pozitīvo lādiņu nevar pārvietot pa oglekļa ķēdi (CH₃, CH₂CH₃, utt.).

Indekss

• 1 Apmācība
• 2 Rekvizīti
  • 2.1. Pārvietošanās reakcijas
  • 2.2. Citi pārvietojumi
  • 2.3. Redoksu reakcijas
  • 2.4. Fotoķīmiskā sadalīšanās
  • 2.5 Azo savienošanas reakcijas
• 3 Pieteikumi
• 4 Atsauces

Apmācība

Šie sāļi iegūti, reaģējot primārajam amīnam ar nātrija nitrīta (NaNO) skābes maisījumu₂).

Sekundārie amīni (R₂NH) un terciārā (R₃N) izcelsme ir citi slāpekļa produkti, piemēram, N-nitrozoamīni (kas ir dzeltenīgas eļļas), amīnu sāļi (R₃HN⁺X^-) un N-nitrozoammonija savienojumi.

Augšējais attēls parāda mehānismu, ar kuru regulē diazonija sāļu veidošanos vai arī to sauc par diazotizācijas reakciju.

Reakcija sākas no fenilamīna (Ar-NH₂), kas veic nukleofilo uzbrukumu nitrozonijas katjona N atomam (NO⁺). Šo katjonu iegūst ar NaNO maisījumu₂/ HX, kur X parasti ir Cl; tas ir, HCl.

Nitrozonijas katjona veidošanās ūdenī izdala ūdeni, kas uztver protonu uz pozitīvi uzlādētu slāpekli.

Tad šī pati ūdens molekula (vai cita skābes suga, kas nav H₃O⁺) dod skābekļa protonu, novirzot pozitīvo lādiņu uz mazāk elektronegatīvā slāpekļa atoma).

Tagad ūdens atkal deprotonē slāpekli, radot diazohidroksīda molekulu (trešā līdz pēdējai secībai)..

Tā kā barotne ir skābe, diazohidroksīds tiek pakļauts OH grupas dehidratācijai; lai novērstu elektronisko vakanci, N brīvais pāris veido azo grupas trīskāršo saiti.

Šādā veidā benzenediazonija hlorīds paliek šķīdumā mehānisma beigās (C₆H₅N₂⁺Cl^-, tas pats pirmais attēls.

Rekvizīti

Kopumā diazonija sāļi ir bezkrāsaini un kristāliski, šķīstoši un stabili zemās temperatūrās (zem 5 ° C)..

Daži no šiem sāļiem ir tik jutīgi pret mehānisko iedarbību, ka jebkura fiziska manipulācija var tos detonēt. Visbeidzot, tie reaģē ar ūdeni, veidojot fenolus.

Pārvietošanās reakcijas

Diazona sāļi ir molekulārais slāpekļa atdalīšanas potenciāls, kura veidošanās ir pārvietošanās reakciju kopējais saucējs. Tajās X sugas pārvieto nestabilo azo grupu, izbraucot kā N₂(g).

Sandmeijera reakcija

ArN₂⁺ + CuCl => ArCl + N₂ + Cu⁺

ArN₂⁺ + CuCN => ArCN + N₂ + Cu⁺

Gattermana reakcija

ArN₂⁺ + CuX => ArX + N₂ + Cu⁺

Atšķirībā no Sandmeyera reakcijas Gattermana reakcijai ir halogēna vietā metāla metāls; tas ir, tiek radīts CuX in situ.

Schiemann reakcija

[ArN₂⁺] BF₄^- => ArF + BF₃ + N₂

Schiemann reakciju raksturo benzenediazonija fluoroborāta termiskā sadalīšanās.

Gomberg Bachmann reakcija

 [ArN₂⁺Cl^- + C₆H₆ => Ar-C₆H₅ + N₂ + HCl

Citi pārvietojumi

ArN₂⁺ + KI => ArI + K⁺ + N₂

 [ArN₂⁺Cl^- + H₃PO₂ + H₂O => C₆H₆ + N₂ + H₃PO₃ + HCl

 ArN₂⁺ + H₂O => ArOH + N₂ + H⁺

ArN₂⁺ + CUNO₂ => ArNO₂ + N₂ + Cu⁺

Redoksu reakcijas

Diazona sāļus var reducēt līdz arilhidrazīniem, izmantojot SnCl maisījumu₂/ HCl:

ArN₂⁺ => ArNHNH₂

Tās var arī samazināt arilamīnos, samazinot to ar Zn / HCl:

ArN₂⁺ => ArNH₂ + NH₄Cl

Fotoķīmiskā sadalīšanās

[ArN₂⁺] X^- => ArX + N₂

Diazonija sāļi ir jutīgi pret sadalīšanos ultravioletā starojuma biežuma dēļ vai ļoti tuvu viļņu garumam..

Azo savienojuma reakcijas

ArN₂⁺ + Ar'H → ArN₂Ar '+ H⁺

Šīs reakcijas, iespējams, ir visizdevīgākās un daudzpusīgākās diazonija sāļi. Šie sāļi ir vāji elektrofīli (gredzens novirza azo grupas pozitīvo lādiņu). Lai viņi varētu reaģēt ar aromātiskiem savienojumiem, tiem ir jābūt negatīvi uzlādētiem, tādējādi radot savienojumus azos.

Reakcija notiek ar efektīvu iznākumu starp pH 5 un 7. Pēc skābiem pH savienojumiem savienojums ir zemāks, jo azo grupa ir protonēta, padarot neiespējamu uzbrukumu negatīvajam gredzenam.

Arī bāzes pH (lielāks par 10) diazonija sāls reaģē ar OH^- ražot diazohidroksīdu, kas ir relatīvi inerts.

Šāda veida organisko savienojumu konstrukcijām ir ļoti stabila konjugēta Pi sistēma, kuras elektroni absorbē un izstaro starojumu redzamā spektrā.

Tā rezultātā azo savienojumus raksturo krāsains. Šīs īpašības dēļ tās ir sauktas arī par azo krāsvielām.

Augšējais attēls ilustrē azo savienojuma ar metiloranžu koncepciju kā piemēru. Tās struktūras vidū var redzēt azo grupu, kas kalpo kā divu aromātisko gredzenu savienotājs.

Kurš no diviem gredzeniem bija elektrofils sakabes sākumā? Viens pa labi, jo sulfonāta grupa (-SO₃) no gredzena noņem elektronisko blīvumu, padarot to vēl elektrofilāku.

Programmas

Viens no tās komerciālākajiem lietojumiem ir krāsu un pigmentu ražošana, kas aptver arī tekstilrūpniecību audumu krāsošanā. Šie azo savienojumi ir nostiprināti polimēra specifiskajās molekulās, krāsojot to ar krāsām.

Tā fotolītiskās sadalīšanās dēļ dokumentu reproducēšanai (mazāk nekā agrāk). Kā? Tiek izņemti papīra apgabali, kas pārklāti ar īpašu plastmasu, un pēc tam tiek izmantots fenola pamatšķīdums, krāsojot burtus vai zilo krāsu..

Organiskās sintēzes gadījumā tos izmanto kā sākuma punktus daudziem aromātiskiem atvasinājumiem.

Visbeidzot, viņiem ir pieteikumi inteliģento materiālu jomā. Tajos tie ir kovalenti saistīti ar virsmu (piemēram, zeltu), ļaujot tiem ķīmiski reaģēt uz ārējiem fiziskiem stimuliem..

Atsauces

1. Vikipēdija. (2018). Diazonija savienojums. Saturs iegūts 2018. gada 25. aprīlī no: en.wikipedia.org
2. Francis A. Carey. Organiskā ķīmija Karbonskābes. (sestais izdevums., 951. – 959. lpp.). Mc Graw kalns.
3. Graham Solomons T.W., Craig B. Fryhle. Organiskā ķīmija. Amīni (10. izdevums., Lpp. 935-940). Wiley Plus.
4. Clark J. (2016). Diazonija sāļu reakcijas. Saturs iegūts 2018. gada 25. aprīlī no: chemguide.co.uk
5. BYJU. (2016. gada 5. oktobris). Diazonija sāļi un to pielietojumi. Saturs iegūts 2018. gada 25. aprīlī no: byjus.com
6. TheGlobalTutors. (2008-2015). Diazonija sāļu īpašības. Saturs iegūts 2018. gada 25. aprīlī no: theglobaltutors.com
7. Ahmad et al. (2015). Polimērs Saturs iegūts 2018. gada 25. aprīlī no: msc.univ-paris-diderot.fr
8. CytochromeT. (2017. gada 15. aprīlis). Mehānisms benzenediazona jonu veidošanai. Saturs iegūts 2018. gada 25. aprīlī no: commons.wikimedia.org
9. Jacques Kagan. (1993). Organiskā fotoķīmija: principi un pielietojumi. Academic Press Limited, 71. lpp. Saturs iegūts 2018. gada 25. aprīlī no: books.google.com