Försäljning av Diazonio Formation, Egenskaper och Applications



den diazoniumsalter de är organiska föreningar i vilka det finns joniska interaktioner mellan azo-gruppen (-N2+) och en X-anjon- (Cl-, F-, CH3COO-, etc). Den allmänna kemiska formeln är RN2+X-, och i detta kan sidokedjan R antingen vara en alifatisk grupp eller en arylgrupp; det vill säga en aromatisk ring.

Strukturen av arenodiazoniumjonen är representerad i den nedre bilden. Blå sfärer motsvara azogruppen, medan svart och vitt komponera den aromatiska ringen i fenylgruppen. Azo-gruppen är väldigt instabil och reaktiv, eftersom en av kväveatomerna har en positiv laddning (-N+≡N).

Det finns emellertid resonansstrukturer som delokaliserar denna positiva laddning, till exempel i grannkväveatomen: -N = N+. Den härstammar när ett par elektroner bildar ett bindemedel går till kväveatomen till vänster.

Även denna positiva laddning kan delokaliseras av Pi-systemet i den aromatiska ringen. Som en följd därav är de aromatiska diazoniumsalterna stabila än de alifatiska, eftersom den positiva laddningen inte kan delokaliseras längs en kolkedja (CH3, CH2CH3, etc.).

index

  • 1 träning
  • 2 egenskaper
    • 2.1 Förskjutningsreaktioner
    • 2.2 Andra förskjutningar
    • 2.3 Redox-reaktioner
    • 2.4 Fotokemisk sönderdelning
    • 2,5 Azo-kopplingsreaktioner
  • 3 applikationer
  • 4 referenser

utbildning

Dessa salter härrör från reaktionen av en primär amin med en sur blandning av natriumnitrit (NaNO2).

De sekundära aminerna (R2NH) och tertiär (R3N) härrör från andra kväveprodukter såsom N-nitrosoaminer (vilka är gulaktiga oljor), salter av aminer (R3HN+X-) och N-nitrosoammoniumföreningar.

Den övre bilden illustrerar mekanismen genom vilken bildningen av diazoniumsalter regleras eller också känd som diazotiseringsreaktion.

Reaktionen börjar från fenylamin (Ar-NH2), som utför en nukleofil attack på N-atomen i nitrosoniumkatjonen (NO+). Denna katjon framställs av NaNO-blandningen2/ HX, där X i allmänhet är Cl; det vill säga HCl.

Bildandet av nitrosoniumkatjonen släpper ut vattnet i mediet, vilket skakar en proton till positivt laddat kväve.

Då samma molekyl av vatten (eller en annan syraart än H3O+) ger en proton till syre, delokaliserar den positiva laddningen på den mindre elektronegativa kväveatomen).

Nu avprotonerar vattnet igen kvävet och producerar sedan diazohydroxidmolekylen (den tredje till sist i sekvensen).

Eftersom mediet är surt, genomgår diazohydroxiden dehydrering av OH-gruppen; För att motverka den elektroniska ledigheten bildar det fria paret N den trippelbindning av azogruppen.

På detta sätt förblir bensendiazoniumklorid i lösning vid slutet av mekanismen (C6H5N2+cl-, samma katjon av den första bilden).

egenskaper

I allmänhet är diazoniumsalter färglösa och kristallina, lösliga och stabila vid låga temperaturer (under 5 ° C).

Några av dessa salter är så känsliga för mekanisk inverkan att någon fysisk manipulation kan detonera dem. Slutligen reagerar de med vatten för att bilda fenoler.

Förskjutningsreaktioner

Diazoniumsalterna är molekylära kvävefrigörande potentialer, vars bildning är den gemensamma nämnaren för förskjutningsreaktionerna. I dessa förskjuter en X-species den instabila azogruppen och flyr som N2(G).

Sandmeyer reaktion

ArN2+ + CuCl => ArCl + N2 + Cu+

ArN2+ + CuCN => ArCN + N2 + Cu+

Gatterman reaktion

ArN2+ + CuX => ArX + N2 + Cu+

Till skillnad från Sandmeyers reaktion har Gatterman-reaktionen metallisk koppar istället för dess halogenid; det vill säga CuX genereras in situ.

Schiemann-reaktion

[ARN2+] BF4- => ArF + BF3 + N2

Schiemannreaktionen kännetecknas av den termiska sönderdelningen av bensenedioniumfluorborat.

Reaktion av Gomberg Bachmann

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

Andra förskjutningar

ArN2+ + KI => ArI + K+ + N2

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

 ArN2+ + H2O => ArOH + N2 + H+

ArN2+ + Cuno2 => ArNO2 + N2 + Cu+

Redox-reaktioner

Diazoniumsalterna kan reduceras till arylhydraziner, med användning av en blandning av SnCl2/ HCl:

ArN2+ => ArNHNH2

De kan också reduceras till arylaminer i starkare reduktioner med Zn / HCl:

ArN2+ => ArNH2 + NH4cl

Fotokemisk sönderdelning

[ARN2+] X- => ArX + N2

Diazoniumsalter är känsliga för sönderfall på grund av incidensen av ultraviolett strålning eller vid mycket nära våglängder.

Azo-kopplingsreaktioner

ArN2+ + Ar'H → ArN2Ar '+ H+

Dessa reaktioner är kanske den mest användbara och mångsidiga av diazoniumsalterna. Dessa salter är svaga elektrofiler (ringen delokaliserar den positiva laddningen av azogruppen). För att de ska reagera med aromatiska föreningar behöver de då negativt laddas, sålunda erhållna föreningar azos.

Reaktionen fortskrider med ett effektivt utbyte mellan pH 5 och 7. Vid sura pH-värden är kopplingen lägre eftersom azogruppen är protonerad, vilket gör det omöjligt att attackera negativringen.

Även vid basiskt pH (större än 10) reagerar diazoniumsaltet med OH- för att producera diazohydroxid, vilket är relativt inert.

Strukturerna av denna typ av organiska föreningar har ett mycket stabilt konjugerat Pi-system, vars elektroner absorberar och avger strålning i det synliga spektrat.

Som ett resultat av detta kännetecknas azoföreningar av att vara färgstarka. På grund av den här egenskapen har de också kallats azofärger.

Toppbilden illustrerar konceptet med azo-koppling med metylorange som ett exempel. I mitten av sin struktur kan man se azo-gruppen som betjänar som kontaktdonet för de två aromatiska ringarna.

Vilken av de två ringarna var elektrofilen i början av kopplingen? Den till höger, eftersom sulfonatgruppen (-SO3) tar bort elektronisk täthet från ringen, vilket gör den ännu mer elektrofil.

tillämpningar

En av dess mest kommersiella tillämpningar är produktion av färgämnen och pigment, som också täcker textilindustrin i färgning av tyger. Dessa azoföreningar förankras till molekylära specifika ställen i polymeren och färgar den med färger.

På grund av sin fotolytiska sönderdelning används den (mindre än tidigare) vid reproduktion av dokument. Hur? De områden av papperet som omfattas av en speciell plast avlägsnas och sedan appliceras en baslösning av fenol, färgar bokstäverna eller designblå..

I organisk syntes används de som utgångspunkter för många aromatiska derivat.

Slutligen har de applikationer inom området intelligenta material. I dessa är de kovalent kopplade till en yta (t.ex. i guld), så att de kan ge ett kemiskt svar på externa fysiska stimuli.

referenser

  1. Wikipedia. (2018). Diazoniumförening. Hämtad den 25 april 2018, från: en.wikipedia.org
  2. Francis A. Carey. Organisk kemi Karboxylsyror. (sjätte upplagan, s. 951-959). Mc Graw Hill.
  3. Graham Solomons T.W., Craig B. Fryhle. Organisk kemi. Aminer. (10: e upplagan., Sida 935-940). Wiley Plus.
  4. Clark J. (2016). Reaktioner av diazoniumsalter. Hämtad den 25 april 2018, från: chemguide.co.uk
  5. Byju'S. (05 oktober 2016). Diazonium Salts och deras applikationer. Hämtad den 25 april 2018, från: byjus.com
  6. TheGlobalTutors. (2008-2015). Diazoniumsalter egenskaper. Hämtad den 25 april 2018, från: theglobaltutors.com
  7. Ahmad et al. (2015). Polymer. Hämtad den 25 april 2018, från: msc.univ-paris-diderot.fr
  8. CytochromeT. (15 april 2017). Mekanism för bildandet av bensenedizoniumjonen. Hämtad den 25 april 2018, från: commons.wikimedia.org
  9. Jacques Kagan. (1993). Organisk fotokemi: Principer och tillämpningar. Academic Press Limited, sidan 71. Hämtad den 25 april 2018, från: books.google.com