Prodaja diazonio formacije, lastnosti in aplikacij

The diazonijeve soli gre za organske spojine, v katerih obstajajo ionske interakcije med azo skupino (-N₂⁺) in X anion^- (Cl^-, F^-, CH₃COO^-, itd.). Njegova splošna kemijska formula je RN₂⁺X^-, in v tem stranska veriga R je lahko alifatska skupina ali arilna skupina; to je aromatski obroč.

Struktura arenodiazonijevega iona je predstavljena v spodnji sliki. Modre krogle ustrezajo azo skupini, medtem ko črne in bele sfere tvorijo aromatski obroč fenilne skupine. Azo skupina je zelo nestabilna in reaktivna, ker ima eden od atomov dušika pozitiven naboj (-N⁺)N).

Vendar pa obstajajo resonančne strukture, ki delokalizirajo ta pozitivni naboj, na primer, v sosednjem atomu dušika: -N = N⁺. Izvira, ko par elektronov, ki tvorijo vez, gre na atom dušika na levi.

Prav tako lahko ta pozitivni naboj delokalizira sistem Pi aromatskega obroča. Posledično so aromatične diazonijeve soli stabilnejše od alifatskih, saj pozitivnega naboja ni mogoče preseliti vzdolž ogljikove verige (CH).₃, CH₂CH₃, itd.).

Indeks

• 1 Usposabljanje
• 2 Lastnosti
  • 2.1 Reakcije preseljevanja
  • 2.2 Drugi premiki
  • 2.3 Redoks reakcije
  • 2.4 Fotokemična razgradnja
  • 2.5 Azo reakcije spajanja
• 3 Aplikacije
• 4 Reference

Usposabljanje

Te soli dobimo iz reakcije primarnega amina s kislo zmesjo natrijevega nitrita (NaNO₂).

Sekundarni amini (R₂NH) in terciarno (R₃N) izvirajo iz drugih dušikovih izdelkov, kot so N-nitrozoamini (ki so rumenkasta olja), soli aminov (R)₃HN⁺X^-) in N-nitrozoamonijeve spojine.

Zgornja slika prikazuje mehanizem, s katerim se regulira tvorba diazonijevih soli ali pa je znana tudi kot reakcija diazotizacije.

Reakcija se začne iz fenilamina (Ar-NH₂), ki izvaja nukleofilni napad na N-atom nitrozonijevega kationa (NO⁺). Ta kation nastane z mešanico NaNO₂/ HX, kjer je X na splošno Cl; to je HCl.

Nastanek nitrozonijevega kationa sprošča vodo v medij, ki potegne proton v pozitivno nabit dušik.

Nato ta ista molekula vode (ali druge kislinske vrste, razen H₃O⁺) daje proton kisiku, delokalizira pozitivni naboj na manj elektronegativnem atomu dušika).

Zdaj, voda spet deprotonira dušik, pri čemer nastane molekula diazohidroksida (od tretjega do zadnjega zaporedja)..

Ker je medij kislina, diazohidroksid dehidrira OH skupino; za preprečevanje elektronskega prostega delovnega mesta prosti par N tvori trojno vez azo skupine.

Na ta način ostaja benzendiazonijev klorid v raztopini na koncu mehanizma (C₆H₅N₂⁺Cl^-, isti kation prve slike).

Lastnosti

Na splošno so diazonijeve soli brezbarvne in kristalne, topne in stabilne pri nizkih temperaturah (pod 5 ° C)..

Nekatere od teh soli so tako občutljive na mehanske vplive, da jih lahko fizično manipulira. Končno reagirajo z vodo, da tvorijo fenole.

Reakcije preseljevanja

Diazonijeve soli so potenciali za sproščanje molekulskega dušika, katerih tvorba je skupni imenovalec premestitvenih reakcij. V teh vrstah vrsta X premakne nestabilno azo skupino in pobegne kot N₂(g).

Sandmeyerjeva reakcija

ArN₂⁺ + CuCl => ArCl + N₂ + Cu⁺

ArN₂⁺ + CuCN => ArCN + N₂ + Cu⁺

Gattermanova reakcija

ArN₂⁺ + CuX => ArX + N₂ + Cu⁺

Za razliko od Sandmeyerove reakcije ima Gattermanova reakcija kovinski baker namesto halida; to pomeni, da se generira CuX in situ.

Schiemannova reakcija

[ArN₂⁺] BF₄^- => ArF + BF₃ + N₂

Za Schiemannovo reakcijo je značilna termična razgradnja benzendiazonijevega fluoroborata.

Reakcija Gomberga Bachmanna

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

Drugi premiki

ArN₂⁺ + KI => ArI + K⁺ + N₂

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

 ArN₂⁺ + H₂O => ArOH + N₂ + H⁺

ArN₂⁺ + CUNO₂ => ArNO₂ + N₂ + Cu⁺

Redoks reakcije

Diazonijeve soli lahko reduciramo v arilhidrazine z uporabo zmesi SnCl₂/ HCl:

ArN₂⁺ => ArNHNH₂

Lahko se zmanjšajo tudi na arilamine v močnejšem zmanjšanju z Zn / HCl:

ArN₂⁺ => ArNH₂ + NH₄Cl

Fotokemična razgradnja

[ArN₂⁺] X^- => ArX + N₂

Diazonijeve soli so občutljive na razgradnjo zaradi pojavnosti ultravijoličnega sevanja ali pri zelo kratkih valovnih dolžinah.

Azo reakcije spajanja

ArN₂⁺ + Ar'H → ArN₂Ar '+ H⁺

Te reakcije so morda najbolj uporabne in vsestranske diazonijeve soli. Te soli so šibki elektrofili (obroč delokalizira pozitivni naboj azo skupine). Da bi lahko reagirali z aromatskimi spojinami, jih je treba nato negativno nabiti in s tem tvoriti spojine azos.

Reakcija poteka z učinkovitim donosom med pH 5 in 7. Pri kislih pH je spajanje manjše, ker je azo skupina protonirana, zaradi česar je nemogoče napasti negativni obroček..

Tudi pri bazičnem pH (večjemu od 10) reagira diazonijeva sol z OH^- za proizvodnjo diazohidroksida, ki je relativno inerten.

Strukture te vrste organskih spojin imajo zelo stabilen konjugiran sistem Pi, katerega elektroni absorbirajo in oddajajo sevanje v vidnem spektru..

Posledično je za azo spojine značilna barvitost. Zaradi te lastnosti so jih imenovali tudi azo barvila.

Zgornja slika ponazarja koncept azo-spajanja z metil oranžnim kot primer. Na sredini njegove strukture je vidna azo skupina, ki služi kot spojnik dveh aromatskih obročev.

Kateri od obeh obročev je bil elektrofil na začetku spajanja? Ena na desni, ker sulfonatna skupina (-SO₃) odstrani elektronsko gostoto iz obroča, zaradi česar je še bolj elektrofilna.

Aplikacije

Ena izmed najbolj komercialnih aplikacij je proizvodnja barvil in pigmentov, ki pokrivajo tudi tekstilno industrijo pri barvanju tkanin. Te azo spojine so zasidrane na molekularno specifičnih mestih polimera, ki ga barvamo z barvami.

Zaradi fotolitične razgradnje je (manj kot prej) uporabljena pri reprodukciji dokumentov. Kako? Površine papirja, prekrite s posebno plastiko, se odstranijo in nato nanese osnovna raztopina fenola, ki obarva črke ali modro obliko..

V organski sintezi se uporabljajo kot izhodišča za številne aromatske derivate.

Končno imajo aplikacije na področju inteligentnih materialov. V njih so kovalentno vezane na površino (zlata, na primer), kar jim omogoča, da dajejo kemični odziv na zunanje fizične dražljaje.

Reference

1. Wikipedija. (2018). Diazonijeva spojina. Pridobljeno 25. aprila 2018, z: en.wikipedia.org
2. Francis A. Carey. Organska kemija Karboksilne kisline. (šesta izdaja, str. 951-959). Mc Graw Hill.
3. Graham Solomons T.W., Craig B. Fryhle. Organska kemija. Amini (10. izdaja., Stran 935-940). Wiley Plus.
4. Clark J. (2016). Reakcije diazonijevih soli. Vzpostavljeno 25. aprila 2018, iz: chemguide.co.uk
5. BYJU'S. (5. oktober 2016). Diazonijeve soli in njihove uporabe. Vzpostavljeno 25. aprila 2018, od: byjus.com
6. Globalni mentorji. (2008-2015). Lastnosti diazonijevih soli. Vzpostavljeno 25. aprila 2018, od: theglobaltutors.com
7. Ahmad et al. (2015). Polimer Vzpostavljeno 25. aprila 2018, iz: msc.univ-paris-diderot.fr
8. CitokromT. (15. april 2017). Mehanizem za tvorbo benzendiazonijevega iona. Pridobljeno 25. aprila 2018, iz: commons.wikimedia.org
9. Jacques Kagan. (1993). Organska fotokemija: načela in aplikacije. Academic Press Limited, stran 71. Vzpostavljeno 25. aprila 2018, s strani: books.google.com