Jualan Pembentukan, Hakcipta dan Aplikasi Diazonio



The garam diazonium mereka adalah sebatian organik di mana terdapat interaksi ionik antara kumpulan azo (-N2+) dan anion X- (Cl-, F-, CH3COO-, dll.). Formula kimia umumnya adalah RN2+X-, dan dalam hal ini rantai sisi R boleh menjadi kumpulan aliphatik atau kumpulan arit; iaitu cincin aromatik.

Struktur ion arenodiazonium ditunjukkan dalam imej yang lebih rendah. Lingkaran biru sesuai dengan kumpulan azo, manakala sfera hitam dan putih membentuk cincin aromatik kumpulan fenil. Kumpulan azo sangat tidak stabil dan reaktif, kerana salah satu atom nitrogen mempunyai caj positif (-N+≡N).

Walau bagaimanapun, terdapat struktur resonans yang melenyapkan caj positif ini, sebagai contoh, dalam atom nitrogen jiran: -N = N+. Ia berasal apabila sepasang elektron membentuk ikatan pergi ke atom nitrogen di sebelah kiri.

Juga, caj positif ini dapat diselalogikan oleh sistem pi aromatik. Sebagai akibatnya, garam diazonium aromatik lebih stabil daripada yang alifatik, kerana cas positif tidak boleh diasingkan di sepanjang rantai karbon (CH3, CH2CH3, dll.).

Indeks

  • 1 Latihan
  • 2 Hartanah
    • 2.1 tindak balas pemindahan
    • 2.2 Anjakan lain
    • 2.3 Reaksi redoks
    • 2.4 Penguraian fotokimia
    • 2.5 Reaksi gandingan Azo
  • 3 Aplikasi
  • 4 Rujukan

Latihan

Garam ini berasal dari tindak balas amina primer dengan campuran asid natrium nitrit (NaNO2).

Amina menengah (R2NH) dan tertiari (R3N) berasal dari produk nitrogen lain seperti N-nitrosoamines (yang merupakan minyak kekuningan), garam amina (R3HN+X-) dan sebatian N-nitrosoammonium.

Imej atas menggambarkan mekanisme di mana pembentukan garam diazonium diatur, atau juga dikenali sebagai reaksi diazotisasi.

Reaksi bermula dari phenylamine (Ar-NH2), yang melakukan serangan nukleofilik pada atom N dari nitrosonium kation (NO+). Kation ini dihasilkan oleh campuran NaNO2/ HX, di mana X biasanya Cl; iaitu, HCl.

Pembentukan nitrosonium cation membebaskan air ke dalam medium, yang merangkumi proton untuk nitrogen bercas positif.

Kemudian, molekul air yang sama (atau spesies asid lain selain H3O+) menghasilkan proton kepada oksigen, memindahhakkan caj positif terhadap atom nitrogen elektronegatif yang kurang).

Sekarang, air sekali lagi menyerap nitrogen, menghasilkan maka molekul diazohidroksida (ketiga yang terakhir dari urutan).

Oleh kerana medium adalah asid, diazohidroksida mengalami dehidrasi kumpulan OH; untuk mengatasi kekosongan elektronik, pasangan bebas N membentuk ikatan triple kumpulan azo.

Dengan cara ini, benzenediazonium klorida kekal dalam penyelesaian pada akhir mekanisme (C6H5N2+Cl-, kation yang sama imej pertama).

Hartanah

Secara umum, garam diazonium tidak berwarna dan kristal, larut dan stabil pada suhu rendah (di bawah 5 ° C).

Sesetengah garam ini sangat sensitif terhadap impak mekanikal yang mana-mana manipulasi fizikal dapat meletupkannya. Akhirnya, mereka bertindak balas dengan air untuk membentuk fenol.

Tindak balas pemindahan

Garam diazonium adalah potensi nitrogen molekul yang melepaskan, yang pembentukannya adalah penyebut biasa bagi tindak balas anjakan. Di dalamnya, spesies X mengalihkan kumpulan azo yang tidak stabil, melarikan diri sebagai N2(g).

Reaksi Sandmeyer

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

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

Reaksi Gatterman

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

Tidak seperti reaksi Sandmeyer, reaksi Gatterman mempunyai tembaga logam bukannya halida; iaitu, CuX dihasilkan in situ.

Reaksi Schiemann

[ArN2+] BF4- => ArF + BF3 + N2

Reaksi Schiemann dicirikan oleh penguraian terma fluoroborate benzenediazonium.

Reaksi Gomberg Bachmann

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

Anjakan lain

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

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

 ArN2+ + H2O => ArOH + N2 + H+

ArN2+ + CUNO2 => ArNO2 + N2 + Cu+

Reaksi redoks

Garam diazonium boleh dikurangkan kepada arylhydrazines, menggunakan campuran SnCl2/ HCl:

ArN2+ => ArNHNH2

Mereka juga boleh dikurangkan kepada arylamin dalam pengurangan yang lebih kuat dengan Zn / HCl:

ArN2+ => ArNH2 + NH4Cl

Penguraian fotokimia

[ArN2+] X- => ArX + N2

Garam Diazonium sensitif kepada penguraian kerana kejadian radiasi ultraviolet, atau pada panjang gelombang yang sangat dekat.

Reaksi gandingan Azo

ArN2+ + Ar'H → ArN2Ar '+ H+

Reaksi ini mungkin adalah yang paling berguna dan serba boleh garam diazonium. Garam ini adalah elektrofil yang lemah (cincin itu menghapuskan pertuduhan positif kumpulan azo). Bagi mereka untuk bertindak balas dengan sebatian aromatik, mereka perlu kemudian dikenakan caj negatif, oleh itu sebatian azos berasal.

Tindak balas yang dihasilkan dengan hasil yang cekap antara pH 5 dan 7. Pada pH berasid gandingan adalah lebih rendah kerana kumpulan azo protonated, menjadikannya mustahil untuk menyerang cincin negatif.

Juga, pada pH asas (lebih besar daripada 10) garam diazonium bertindak balas dengan OH- untuk menghasilkan diazohidroksida, yang agak tidak aktif.

Struktur sebatian organik jenis ini mempunyai sistem Pi konjugasi yang stabil, dengan elektron-elektron menyerap dan mengeluarkan radiasi dalam spektrum yang kelihatan.

Akibatnya, sebatian azo dicirikan dengan berwarna-warni. Kerana harta ini mereka juga dipanggil pewarna azo.

Imej teratas menggambarkan konsep gandingan azo dengan metil oren sebagai contoh. Di tengah-tengah strukturnya dapat dilihat kumpulan azo yang berfungsi sebagai penyambung dua cincin aromatik.

Mana antara dua cincin yang elektrofil pada awal gandingan? Yang di sebelah kanan, kerana kumpulan sulfonat (-SO3) menghilangkan kepadatan elektronik dari cincin, menjadikannya lebih elektrofilik.

Permohonan

Salah satu aplikasi yang paling komersil adalah pengeluaran pewarna dan pigmen, juga meliputi industri tekstil dalam pencelupan kain. Sebatian-sebatian azo ini berlabuh ke tapak khusus polimer, mencelupkannya dengan warna.

Oleh kerana penguraian fotolitiknya, ia (kurang daripada sebelumnya) digunakan dalam pengeluaran semula dokumen. Bagaimana? Bidang kertas yang diliputi oleh plastik khas dikeluarkan dan kemudian penyelesaian asas fenol diterapkan, mewarna huruf atau reka bentuk biru..

Dalam sintesis organik, ia digunakan sebagai titik permulaan bagi banyak derivatif aromatik.

Akhirnya, mereka mempunyai aplikasi dalam bidang bahan pintar. Di dalamnya, mereka dikaitkan dengan permukaan (contohnya emas), yang membolehkan mereka memberi tindak balas kimia kepada rangsangan fizikal luar.

Rujukan

  1. Wikipedia. (2018). Sebatian Diazonium. Diambil pada 25 April 2018, dari: en.wikipedia.org
  2. Francis A. Carey. Kimia Organik Asid carboxylic. (edisi keenam, p 951-959). Mc Graw Hill.
  3. Graham Solomons T.W, Craig B. Fryhle. Kimia Organik. Amines (Edisi ke-10, Page 935-940). Wiley Plus.
  4. Clark J. (2016). Reaksi garam diazonium. Diperoleh pada 25 April 2018, dari: chemguide.co.uk
  5. BYJU'S. (05 Oktober 2016). Garam Diazonium dan Aplikasi mereka. Diambil pada 25 April 2018, dari: byjus.com
  6. TheGlobalTutors. (2008-2015). Sifat garam Diazonium. Diambil pada 25 April 2018, dari: theglobaltutors.com
  7. Ahmad et al. (2015). Polimer Diambil pada 25 April 2018, dari: msc.univ-paris-diderot.fr
  8. CytochromeT. (15 April 2017). Mekanisme pembentukan ion benzenediazonium. Diambil pada 25 April 2018, dari: commons.wikimedia.org
  9. Jacques Kagan. (1993). Fotokimia Organik: Prinsip dan Aplikasi. Akademik Press Limited, halaman 71. Diperoleh pada 25 April 2018, dari: books.google.com