Salg av Diazonio Formasjon, Egenskaper og applikasjoner



den diazoniumsalter de er organiske forbindelser der det er ioniske interaksjoner mellom azo-gruppen (-N2+) og en X anion- (Cl-, F-, CH3COO-, etc.). Den generelle kjemiske formelen er RN2+X-, og i dette kan sidekjeden R enten være en alifatisk gruppe eller en arylgruppe; det vil si en aromatisk ring.

Strukturen av arenodiazoniumion er representert i det nedre bildet. De blå kulene samsvarer med azo-gruppen, mens de svarte og hvite kulene utgjør den aromatiske ringen av fenylgruppen. Azo-gruppen er svært ustabil og reaktiv, fordi et av nitrogenatomene har en positiv ladning (-N+≡N).

Imidlertid er det resonansstrukturer som delokaliserer denne positive ladningen, for eksempel i nabokvoteatomet: -N = N+. Den kommer fra når et par elektroner som danner et bindemiddel, går til nitrogenatomet til venstre.

Også denne positive ladningen er i stand til å bli delokalisert av Pi-systemet i den aromatiske ringen. Som et resultat, de aromatiske diazoniumsalter er mer stabile enn alifatiske, ettersom den positive ladning ikke kan delokalisert langs en karbonkjede (CH3, CH2CH3, etc.).

index

  • 1 trening
  • 2 Egenskaper
    • 2.1 Forskyvningsreaksjoner
    • 2.2 Andre forskyvninger
    • 2.3 Redoksreaksjoner
    • 2.4 Fotokjemisk dekomponering
    • 2,5 Azo koblingsreaksjoner
  • 3 applikasjoner
  • 4 referanser

trening

Disse saltene er avledet fra reaksjonen av en primær amin med en syreblanding av natriumnitrit (NaNO2).

De sekundære aminer (R2NH) og tertiær (R3N) oppstår andre nitrogenholdige produkter som N-nitrosoaminer (som er gulaktige oljer), salter av aminer (R3HN+X-) og N-nitrosoammoniumforbindelser.

Det øvre bildet illustrerer mekanismen ved hvilken dannelsen av diazoniumsalter reguleres, eller også kjent som diazotiseringsreaksjon.

Reaksjonen starter fra fenylamin (Ar-NH2), som utfører et nukleofilt angrep på N-atom i nitrosoniumkatjonen (NO+). Denne kation fremstilles av NaNO-blandingen2/ HX, hvor X er generelt Cl; det vil si HCl.

Dannelsen av nitrosoniumkatjonen frigjør vann i mediet, som snapper en proton til positivt ladet nitrogen.

Så, det samme molekylet av vann (eller en annen syreart enn H3O+) gir en proton til oksygen, delokaliserer den positive ladningen på det mindre elektronegative nitrogenatom).

Nå, vann igjen deprotonert nitrogen, deretter diazohidróxido forekommende molekyl (den nest siste sekvens).

Som mediet er surt, gjennomgår diazohydroksidet dehydrering av OH-gruppen; For å motvirke den elektroniske ledigheten danner det frie paret N den trippelbinding av azogruppen.

På denne måten forblir benzendiazoniumklorid i oppløsning på slutten av mekanismen (C6H5N2+cl-, samme kation av det første bildet).

egenskaper

Vanligvis diazoniumsalter er fargeløse og krystallinske, oppløselig og stabil ved lave temperaturer (under 5 ° C).

Noen av disse saltene er så følsomme for mekanisk påvirkning at enhver fysisk manipulasjon kan detonere dem. Til slutt reagerer de med vann for å danne fenoler.

Forskyvningsreaksjoner

Diazoniumsalter er molekylære nitrogenutløsende potensialer, hvis formasjon er fellesnevneren av forskyvningsreaksjonene. I disse forskyver en X-art den ustabile azo-gruppen, flyr som N2(G).

Sandmeyer reaksjon

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

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

Gatterman reaksjon

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

I motsetning til Sandmeyers reaksjon har Gatterman-reaksjonen metallisk kobber istedenfor dets halogenid; det vil si at CuX genereres in situ.

Schiemann reaksjon

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

Schiemann-reaksjonen er karakterisert ved termisk dekomponering av benzenediazoniumfluorborat.

Reaksjon av Gomberg Bachmann

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

Andre forskyvninger

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

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

 ArN2+ + H2O => ArOH + N2 + H+

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

Redoksreaksjoner

Diazoniumsalter kan reduseres til arylhydraziner ved bruk av en blanding av SnCl2/ HCl:

ArN2+ => ArNHNH2

De kan også reduseres til arylaminer i sterkere reduksjoner med Zn / HCl:

ArN2+ => ArNH2 + NH4cl

Fotokjemisk dekomponering

[ARN2+] X- => ArX + N2

Diazoniumsalter er følsomme for dekomponering på grunn av forekomsten av ultrafiolett stråling, eller ved svært nær bølgelengder.

Azo koblingsreaksjoner

ArN2+ + Ar'H → ArN2Ar '+ H+

Disse reaksjonene er kanskje den mest nyttige og allsidige av diazoniumsalter. Disse saltene er svake elektrofiler (ringen delokaliserer den positive ladningen av azogruppen). For at de skal reagere med aromatiske forbindelser, trenger de da å bli negativt ladet, således opprinnelsesforbindelser azos.

Reaksjonen forløper med effektiv ytelse mellom pH 5 og pH 7. syrer koplingen er mindre fordi den azo-gruppen er protonert, og hindrer angrep negativ ring.

Også ved basisk pH (større enn 10) reagerer diazoniumsaltet med OH- å produsere diazohydroksid, som er relativt inert.

Strukturene av denne typen organiske forbindelser har et veldig stabilt konjugert Pi-system, hvis elektroner absorberer og avgir stråling i det synlige spektrum.

Som et resultat kjennetegnes azoforbindelsene ved å være fargerik. På grunn av denne egenskapen har de også blitt kalt azofarger.

Toppbildet illustrerer begrepet azo-kopling med metylorange som et eksempel. I midten av strukturen kan man se azo-gruppen som tjener som kontakt av de to aromatiske ringene.

Hvilken av de to ringene var elektrofilen i begynnelsen av koblingen? Den til høyre, fordi sulfonatgruppen (-SO3) fjerner elektronisk tetthet fra ringen, noe som gjør den enda mer elektrofil.

søknader

En av sine mest kommersielle anvendelser er produksjon av fargestoffer og pigmenter, som også dekker tekstilindustrien i farging av stoffer. Disse azoforbindelsene er forankret til molekylære spesifikke steder av polymeren, farger den med farger.

På grunn av sin fotolytiske nedbrytning er den (mindre enn tidligere) brukt i reproduksjon av dokumenter. Hvordan? Arealet av papiret som dekkes av en spesiell plast, fjernes, og deretter blir en grunnløsning av fenol påført, farger bokstaver eller design blå..

I organisk syntese brukes de som utgangspunkt for mange aromatiske derivater.

Til slutt har de søknader innen intelligent materiale. I disse er de kovalent koblet til en overflate (for eksempel av gull), slik at de kan gi kjemisk respons på eksterne fysiske stimuli.

referanser

  1. Wikipedia. (2018). Diazoniumforbindelse. Hentet 25. april 2018, fra: en.wikipedia.org
  2. Francis A. Carey. Organisk kjemi Karboksylsyrer. (sjette utgave, s. 951-959). Mc Graw Hill.
  3. Graham Solomons T.W., Craig B. Fryhle. Organisk kjemi. Aminer. (10. utgave., Side 935-940). Wiley Plus.
  4. Clark J. (2016). Reaksjoner av diazoniumsalter. Hentet 25. april 2018, fra: chemguide.co.uk
  5. Byju'S. (5. oktober 2016). Diazonium Salts og deres applikasjoner. Hentet 25. april 2018, fra: byjus.com
  6. TheGlobalTutors. (2008-2015). Diazonium salter egenskaper. Hentet 25. april 2018, fra: theglobaltutors.com
  7. Ahmad et al. (2015). Polymer. Hentet 25. april 2018, fra: msc.univ-paris-diderot.fr
  8. CytochromeT. (15. april 2017). Mekanisme for dannelsen av benzenedizoniumion. Hentet 25. april 2018, fra: commons.wikimedia.org
  9. Jacques Kagan. (1993). Organisk fotokjemi: Prinsipper og applikasjoner. Academic Press Limited, side 71. Hentet 25. april 2018, fra: books.google.com