- Đào tạo
- Tính chất
- Phản ứng chuyển vị
- Phản ứng của Sandmeyer
- Phản ứng Gatterman
- Phản ứng Schiemann
- Phản ứng Gomberg Bachmann
- Các chuyển vị khác
- Phản ứng oxy hóa khử
- Phân hủy quang hóa
- Phản ứng ghép đôi azo
- Các ứng dụng
- Người giới thiệu
Các muối diazonium là những hợp chất hữu cơ là tương tác ion giữa nhóm azo (-N 2 + ) và anion X - (Cl - , F - , CH 3 COO - , vv). Công thức hóa học chung của nó là RN 2 + X - , và trong chuỗi bên này R có thể là một nhóm béo hoặc một nhóm aryl; tức là vòng thơm.
Hình ảnh dưới đây đại diện cho cấu trúc của ion arenediazonium. Các quả cầu màu xanh lam tương ứng với nhóm azo, trong khi các quả cầu màu đen và trắng tạo nên vòng thơm của nhóm phenyl. Nhóm azo rất kém bền và dễ phản ứng, vì một trong các nguyên tử nitơ có điện tích dương (–N + ≡N).
Tuy nhiên, có những cấu trúc cộng hưởng phân chia điện tích dương này, ví dụ, trên nguyên tử nitơ lân cận: –N = N + . Điều này bắt nguồn khi một cặp electron hình thành liên kết hướng đến nguyên tử nitơ ở bên trái.
Tương tự như vậy, điện tích dương này có khả năng bị phân chia bởi hệ thống Pi của vòng thơm. Do đó, các muối diazonium thơm bền hơn các muối béo, vì điện tích dương không thể phân chia dọc theo chuỗi cacbon (CH 3 , CH 2 CH 3 , v.v.).
Đào tạo
Các muối này sinh ra từ phản ứng của amin bậc một với hỗn hợp axit của natri nitrit (NaNO 2 ).
Các amin bậc hai (R 2 NH) và bậc ba (R 3 N) tạo ra các sản phẩm nitơ khác như N-nitrosoamines (là dầu màu vàng), muối amin (R 3 HN + X - ) và các hợp chất N-nitrosoamonium.
Hình trên minh họa cơ chế điều chỉnh sự hình thành muối diazonium, hay còn được gọi là phản ứng diazo hóa.
Phản ứng bắt đầu với phenylamine (Ar - NH 2 ), thực hiện một cuộc tấn công nucleophin vào nguyên tử N của cation nitrosonium (NO + ). Cation này được tạo ra bởi hỗn hợp NaNO 2 / HX, trong đó X nói chung là Cl; đó là HCl.
Sự hình thành cation nitrosonium giải phóng nước vào môi trường, lấy một proton từ nitơ tích điện dương.
Sau đó, cùng một phân tử nước này (hoặc một phân tử có tính axit khác không phải là H 3 O + ) nhường một proton cho oxy, phân chia điện tích dương trên nguyên tử nitơ có độ âm điện nhỏ hơn).
Bây giờ, nước lại khử nitơ, do đó tạo ra phân tử diazohydroxit (phân tử thứ ba đứng cuối cùng trong dãy).
Vì môi trường có tính axit, nên diazohydroxit bị khử nhóm OH; Để chống lại sự trống điện tử, cặp N tự do tạo thành liên kết ba của nhóm azo.
Bằng cách này, ở cuối cơ chế, benzenediazonium clorua (C 6 H 5 N 2 + Cl - , cùng một cation trong hình đầu tiên) vẫn còn trong dung dịch .
Tính chất
Nhìn chung, muối diazonium không màu và ở dạng tinh thể, hòa tan và ổn định ở nhiệt độ thấp (dưới 5ºC).
Một số loại muối này rất nhạy cảm với tác động cơ học đến nỗi bất kỳ thao tác vật lý nào cũng có thể kích nổ chúng. Cuối cùng, chúng phản ứng với nước để tạo thành phenol.
Phản ứng chuyển vị
Các muối diazonium là chất liên kết tiềm năng của nitơ phân tử, sự hình thành của nó là mẫu số chung trong các phản ứng chuyển vị. Trong đó, một loài X thay thế nhóm azo không bền, thoát ra dưới dạng N 2 (g).
Phản ứng của Sandmeyer
ArN 2 + + CuCl => ArCl + N 2 + Cu +
ArN 2 + + CuCN => ArCN + N 2 + Cu +
Phản ứng Gatterman
ArN 2 + + CuX => ArX + N 2 + Cu +
Không giống như phản ứng Sandmeyer, phản ứng Gatterman có đồng kim loại thay cho halogenua của nó; nghĩa là, CuX được tạo ra tại chỗ.
Phản ứng Schiemann
BF 4 - => ArF + BF 3 + N 2
Phản ứng Schiemann được đặc trưng bởi sự phân hủy nhiệt của benzenediazonium fluoroborate.
Phản ứng Gomberg Bachmann
Cl - + C 6 H 6 => Ar - C 6 H 5 + N 2 + HCl
Các chuyển vị khác
ArN 2 + + KI => ArI + K + + N 2
Cl - + H 3 PO 2 + H 2 O => C 6 H 6 + N 2 + H 3 PO 3 + HCl
ArN 2 + + H 2 O => ArOH + N 2 + H +
ArN 2 + + CuNO 2 => ArNO 2 + N 2 + Cu +
Phản ứng oxy hóa khử
Muối diazoni có thể bị khử thành arylhydrazin, sử dụng hỗn hợp SnCl 2 / HCl:
ArN 2 + => ArNHNH 2
Chúng cũng có thể bị khử thành arylamin bằng cách khử mạnh hơn với Zn / HCl:
ArN 2 + => ArNH 2 + NH 4 Cl
Phân hủy quang hóa
X - => ArX + N 2
Các muối diazonium nhạy cảm với sự phân hủy do tác động của bức xạ cực tím, hoặc các bước sóng rất gần.
Phản ứng ghép đôi azo
ArN 2 + + Ar′H → ArN 2 Ar ′ + H +
Những phản ứng này có lẽ là hữu ích và linh hoạt nhất trong số các muối diazonium. Các muối này là chất điện li yếu (vòng phân chia điện tích dương của nhóm azo). Để chúng phản ứng với các hợp chất thơm, sau đó chúng cần được tích điện âm, do đó tạo ra các hợp chất azos.
Phản ứng tiến hành với năng suất hiệu quả trong khoảng pH từ 5 đến 7. Trong pH axit, sự kết hợp thấp hơn vì nhóm azo được proton hóa, khiến nó không thể tấn công vòng âm.
Ngoài ra, ở pH cơ bản (lớn hơn 10), muối diazonium phản ứng với OH - để tạo ra diazohydroxide, tương đối trơ.
Cấu trúc của loại hợp chất hữu cơ này có hệ thống liên hợp Pi rất bền vững, các điện tử của chúng hấp thụ và phát ra bức xạ trong quang phổ khả kiến.
Do đó, các hợp chất azo có đặc điểm là có nhiều màu sắc. Do tính chất này mà chúng còn được gọi là thuốc nhuộm azo.
Hình trên minh họa khái niệm ghép nối azo với metyl da cam làm ví dụ. Ở giữa cấu trúc của nó, nhóm azo có thể được xem như là đầu nối của hai vòng thơm.
Khi bắt đầu ghép nối, vòng nào trong số hai vòng là hạt electron? Cái ở bên phải, vì nhóm sulfonat (-SO 3 ) loại bỏ mật độ điện tử khỏi vòng, làm cho nó thậm chí còn nhiều điện hơn.
Các ứng dụng
Một trong những ứng dụng thương mại nhất của nó là sản xuất chất tạo màu và chất màu, cũng bao gồm ngành dệt may trong việc nhuộm vải. Các hợp chất azo này bám vào các vị trí phân tử cụ thể trên polyme, nhuộm màu cho polyme.
Do khả năng phân hủy quang học của nó, nó (ít hơn trước đây) được sử dụng trong việc tái tạo tài liệu. Làm sao? Các khu vực của giấy được bao phủ bởi một loại nhựa đặc biệt được loại bỏ và sau đó một dung dịch cơ bản của phenol được áp dụng cho chúng, tạo màu cho các chữ cái hoặc màu xanh thiết kế.
Trong tổng hợp hữu cơ, chúng được sử dụng làm điểm khởi đầu cho nhiều dẫn xuất thơm.
Cuối cùng, họ đang có các ứng dụng trong lĩnh vực vật liệu thông minh. Trong đó chúng được liên kết cộng hóa trị với một bề mặt (ví dụ như vàng), cho phép nó phản ứng hóa học với các kích thích vật lý bên ngoài.
Người giới thiệu
- Wikipedia. (2018). Hợp chất diazonium. Truy cập ngày 25 tháng 4 năm 2018, từ: en.wikipedia.org
- Francis A. Carey. Hóa học hữu cơ. Các axit cacboxylic. (xuất bản lần thứ sáu, trang 951-959). Đồi Mc Graw.
- Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. Hóa học hữu cơ. Các amin. (Tái bản lần thứ 10., Trang 935-940). Wiley Plus.
- Clark J. (2016). Các phản ứng của muối diazonium. Được lấy vào ngày 25 tháng 4 năm 2018, từ: chemguide.co.uk
- CỦA BYJU. (Ngày 05 tháng 10 năm 2016). Muối Diazonium và các ứng dụng của chúng. Được lấy vào ngày 25 tháng 4 năm 2018, từ: byjus.com
- TheGlobalTutor. (2008-2015). Tính chất của muối diazonium. Được truy cập vào ngày 25 tháng 4 năm 2018, từ: theglobaltutor.com
- Ahmad và cộng sự. (2015). Polyme. Được truy cập ngày 25 tháng 4 năm 2018, từ: msc.univ-paris-diderot.fr
- CytochromeT. (Ngày 15 tháng 4 năm 2017). Cơ chế hình thành ion benzenediazonium. Truy cập ngày 25 tháng 4 năm 2018, từ: commons.wikimedia.org
- Jacques Kagan. (1993). Quang hóa hữu cơ: Nguyên lý và Ứng dụng. Academic Press Limited, trang 71. Truy cập ngày 25 tháng 4 năm 2018, từ: books.google.co.ve