מכירות של Diazonio גיבוש, מאפיינים ויישומים

ה מלח דיזוניום הם תרכובות אורגניות שבהן יש אינטראקציות יונית בין קבוצת azo (-N₂⁺) ו X אניון^- (Cl^-, F^-, CH₃COO^-, וכו '). הנוסחה הכימית הכללית שלה היא RN₂⁺X^-, ובמסגרת זו שרשרת ה- R יכולה להיות קבוצה אליפטית או קבוצת אריל; כלומר, טבעת ארומטית.

המבנה של יון arenodiazonium מיוצג בתמונה התחתונה. הכדורים הכחולים מתאימים לקבוצת האזו, ואילו הכדורים השחורים והלבנים מהווים את הטבעת הארומטית של קבוצת הפנילים. קבוצת azo הוא מאוד לא יציב ו תגובתי, כי אחד אטומי חנקן יש חיוב חיובי (-N⁺≡N).

עם זאת, ישנם מבנים התהודה כי delocalize חיוב חיובי זה, למשל, באטום חנקן שכן: -N = N⁺. זה מקורו כאשר זוג אלקטרונים להרכיב אג"ח הולך אטום חנקן בצד שמאל.

כמו כן, חיוב חיובי זה הוא יכול להיות delocalized על ידי מערכת Pi של טבעת ארומטי. כתוצאה מכך, מלחי Diazonium ארומטי יציבים יותר מאשר אלה aliphatic, שכן המטען החיובי לא ניתן delocalised לאורך שרשרת פחמן (CH₃, CH₂CH₃, וכו ').

אינדקס

• 1 הדרכה
• 2 מאפיינים
  • 2.1 תזוזה של תגובות
  • 2.2 עקורים אחרים
  • 2.3 תגובות לחידוש
  • 2.4 פירוק פוטו-כימי
  • 2.5 Azo צימוד תגובות
• 3 יישומים
• 4 הפניות

הדרכה

מלחים אלה נגזרים התגובה של אמין העיקרי עם תערובת חומצה של נתרן ניטריט (NaNO₂).

אמינים משניים (R₂NH) ו שלישוני (R₃N) מקורם במוצרים ניטרוגניים אחרים כגון N-nitrosoamines (שהם שמנים צהובים), מלחים של אמינים (R₃ח⁺X^-) ו- N-nitrosoammonium תרכובות.

התמונה העליונה ממחישה את המנגנון שלפיו יצירת מלחי דיאזוניום מוסדרת, או ידועה גם כתגובה דיאזוטציה.

התגובה מתחילה מ phenylamine (Ar-NH₂), אשר מבצעת התקפה נוקלאופילית על אטום N של קטיון nitrosonium (NO⁺). קטיון זה מיוצר על ידי תערובת NaNO₂/ HX, כאשר X הוא בדרך כלל Cl; כלומר, HCl.

היווצרות קטיון nitrosonium משחרר מים לתוך המדיום, אשר חוטף פרוטון לחנקן חיובי חיובי.

ואז, אותה מולקולה של מים (או מינים אחרים של חומצה שאינם H₃הו⁺) מניב פרוטון לחמצן, delocalising החיוב חיובי על פחות אטום חנקן electronegative).

עכשיו, המים שוב deprotonates חנקן, לייצר אז את המולקולה diazohydroxide (השלישי אל האחרון של רצף).

כאשר המדיום הוא חומצה, diazohydroxide עוברת התייבשות של הקבוצה OH; כדי להתמודד עם הריקנות האלקטרונית, זוג חינם של N מהווה את הקשר המשולש של קבוצת azo.

בדרך זו, benzenediazonium כלורי נשאר הפתרון בסוף המנגנון (ג₆ח₅N₂⁺Cl^-, קטיון זהה של התמונה הראשונה).

מאפיינים

באופן כללי, מלחים דיאזוניום הם חסרי צבע וגבישי, מסיסים ויציבים בטמפרטורות נמוכות (מתחת 5 מעלות צלזיוס).

חלק מהמלחים האלה רגישים כל כך להשפעה מכנית שכל מניפולציה פיזית יכולה לפוצץ אותם. לבסוף, הם מגיבים עם מים כדי ליצור פנולים.

תגובות תזוזה

מלחי הדיאזוניום הם פוטנציאל שחרור חנקן מולקולרי, אשר היווצרותו היא המכנה המשותף לתגובות ההעתקה. אלה, מינים X מחליף את קבוצת azo יציב, לברוח כמו N₂(ז).

תגובת סנדמאייר

ארן₂⁺ + CuCl => ArCl + N₂ + Cu⁺

ארן₂⁺ + CuCN => ArCN + N₂ + Cu⁺

תגובת גטרמן

ארן₂⁺ + CuX => ArX + N₂ + Cu⁺

בניגוד לתגובתו של סנדמאייר, לתגובת גטרמן יש נחושת מתכתי במקום הליד שלה; כלומר, CuX נוצר באתרם.

תגובת שימן

[ארן₂⁺] BF₄^- => ArF + BF₃ + N₂

התגובה Schiemann מאופיין פירוק תרמי של fluoroborate benzenediazonium.

תגובתו של גומברג בכמן

 [ארן₂⁺Cl^- + ג₆ח₆ => Ar-C₆ח₅ + N₂ + HCl

עקורים אחרים

ארן₂⁺ + KI => ארי + K⁺ + N₂

 [ארן₂⁺Cl^- + ח₃PO₂ + ח₂O => C₆ח₆ + N₂ + ח₃PO₃ + HCl

 ארן₂⁺ + ח₂O => AROH + N₂ + ח⁺

ארן₂⁺ + CUNO₂ => ארנו₂ + N₂ + Cu⁺

תגובות לתגובות חוזרות

מלחי דיאזוניום יכול להיות מופחת כדי arylhydrazines, באמצעות תערובת של SnCl₂/ HCl:

ארן₂⁺ => ארנה₂

הם יכולים גם להיות מופחת arylamines בהפחתה חזקה עם Zn / HCl:

ארן₂⁺ => ארנה₂ + NH₄Cl

פירוק פוטוכימי

[ארן₂⁺] X^- => ARX + N₂

מלחי דיאזוניום רגישים לפירוק עקב שכיחות קרינה אולטרה-סגולה, או באורכי גל קרובים מאוד.

Azo צימוד תגובות

ארן₂⁺ + Ar'H → ArN₂Ar + H⁺

תגובות אלה הן אולי שימושי ביותר צדדי של מלחי דיאזוניום. מלחים אלה הם electrophiles חלש (הטבעת delocalises החיוב חיובי של קבוצת azo). כדי שיוכלו להגיב עם תרכובות ארומטיות, הם צריכים אז להיות טעונה שלילית, ובכך שמקורם Azos תרכובות.

התגובה ממשיכה עם תשואה יעילה בין pH 5 ו 7. ב pHs חומצי צימוד נמוך כי קבוצת azo הוא פרוטאטד, מה שהופך אותו בלתי אפשרי לתקוף את הטבעת השלילית.

כמו כן, ב pH בסיסי (יותר מ 10) מלח דיאזוניום מגיב עם OH^- כדי לייצר diazohydroxide, שהוא אינרטי יחסית.

המבנים של סוג זה של תרכובות אורגניות יש מערכת פי מאוד מצומדת מאוד, אשר האלקטרונים לספוג פולטים קרינה בספקטרום גלוי.

כתוצאה מכך, תרכובות azo מאופיינים להיות צבעוניים. בגלל נכס זה הם נקראו גם azo צבעים.

התמונה העליונה ממחישה את הרעיון של צימוד azo עם כתום מתיל כדוגמה. באמצע המבנה שלה ניתן לראות את קבוצת azo המשמש המחבר של שתי הטבעות ארומטי.

אילו משני הטבעות היה האלקטרופול בתחילת הצימוד? אחד בצד ימין, כי קבוצת sulfonate (-SO₃) מסיר את הצפיפות האלקטרונית מהצלצול, מה שהופך אותו אפילו electrophilic יותר.

יישומים

אחד היישומים המסחריים ביותר שלה הוא ייצור של צבעים פיגמנטים, גם מכסה את תעשיית הטקסטיל של צביעה של בדים. אלה תרכובות azo מעוגנים אתרים ספציפיים מולקולריים של הפולימר, צביעה זה עם צבעים.

בשל הפירוק photolytic שלה, הוא (פחות מ לפני) המשמש רבייה של מסמכים. איך? שטחי הנייר מכוסים על ידי פלסטיק מיוחד יוסרו ולאחר מכן פתרון בסיסי של פנול מוחל, צביעה האותיות או כחול עיצוב..

בסינתזה אורגנית הם משמשים נקודות ההתחלה עבור נגזרים ארומטיים רבים.

לבסוף, יש להם יישומים בתחום של חומרים חכמים. אלה הם מקושרים קוולנטית למשטח (של זהב, למשל), ומאפשר להם לתת תגובה כימית לגירויים פיזיים חיצוניים.

הפניות

1. ויקיפדיה. (2018). מתחם דיאזוניום. אוחזר ב -25 באפריל 2018, מ: en.wikipedia.org
2. פרנסיס א. כימיה אורגנית חומצות קרבוקסיליות. (המהדורה השישית, עמ '951-959). מק גרב היל.
3. גרהם סולומונס ט. וו. קרייג ב. פרייהל. כימיה אורגנית. Amines (מהדורה 10, עמוד 935-940). ויילי פלוס.
4. קלארק ג 'יי (2016). תגובות של מלחי דיאזוניום. אוחזר ב -25 באפריל 2018, מ: chemguide.co.uk
5. של ביו. (05 באוקטובר 2016). מלחי דיאזוניום ויישומיהם. אוחזר ב -25 באפריל 2018, מאת: byjus.com
6. תאגידים. (2008-2015). דיאזוניום תכונות מלחים. אוחזר ב -25 באפריל 2018, מ: theglobaltutors.com
7. אחמד ואח ' (2015). פולימר אוחזר ב -25 באפריל 2018, מתוך: msc.univ-paris-diderot.fr
8. ציטוכרומט. (15 באפריל 2017). מנגנון להיווצרות של יון benzenediazonium. אוחזר ב -25 באפריל 2018, מתוך: commons.wikimedia.org
9. ז'אק קגן. (1993). פוטוכימיה אורגנית: עקרונות ויישומים. Academic Press Limited, עמ '71. בתאריך 25 באפריל 2018, מתוך: books.google.com