Verkoop van Diazonio-formatie, eigenschappen en toepassingen

de diazoniumzouten het zijn organische verbindingen waarin er ionische interacties zijn tussen de azo-groep (-N₂⁺) en een X-anion^- (Cl^-, F^-, CH₃COO^-, etc.). De algemene chemische formule is RN₂⁺X^-, en hierin kan de zijketen R een alifatische groep of een arylgroep zijn; dat wil zeggen, een aromatische ring.

De structuur van het arenodiazonium-ion wordt weergegeven in het onderste beeld. De blauwe bollen komen overeen met de azogroep, terwijl de zwart-witte bollen de aromatische ring van de fenylgroep vormen. De azogroep is zeer onstabiel en reactief, omdat een van de stikstofatomen een positieve lading heeft (-N⁺≡N).

Er zijn echter resonantiestructuren die deze positieve lading delocaliseren, bijvoorbeeld in het aangrenzende stikstofatoom: -N = N⁺. Het ontstaat wanneer een paar elektronen die een binding vormen naar het stikstofatoom aan de linkerkant gaat.

Ook kan deze positieve lading gedelokaliseerd worden door het Pi-systeem van de aromatische ring. Als gevolg hiervan zijn de aromatische diazoniumzouten stabieler dan de alifatische, omdat de positieve lading niet langs een koolstofketen kan worden gedelocaliseerd (CH₃, CH₂CH₃, etc.).

index

• 1 Training
• 2 Eigenschappen
  • 2.1 Verplaatsingsreacties
  • 2.2 Andere verplaatsingen
  • 2.3 Redox-reacties
  • 2.4 Fotochemische ontbinding
  • 2.5 Azokoppelingsreacties
• 3 toepassingen
• 4 Referenties

opleiding

Deze zouten zijn afgeleid van de reactie van een primair amine met een zuur mengsel van natriumnitriet (NaNO₂).

De secundaire amines (R₂NH) en tertiair (R.₃N) ontstaan ​​andere stikstofhoudende producten zoals N-nitrosoaminen (die geelachtige oliën zijn), zouten van aminen (R₃HN⁺X^-) en N-nitrosoammoniumverbindingen.

Het bovenste beeld illustreert het mechanisme waarmee de vorming van diazoniumzouten wordt gereguleerd, of ook bekend als diazoteringsreactie.

De reactie start van fenylamine (Ar-NH₂), die een nucleofiele aanval uitvoert op het N-atoom van het nitrosoniumkation (NO⁺). Dit kation wordt geproduceerd door het NaNO-mengsel₂/ HX, waarbij X in het algemeen Cl is; dat is HCl.

De vorming van het nitrosoniumkation geeft water af in het medium, dat een proton wegtrekt naar positief geladen stikstof.

Vervolgens wordt dezelfde molecule van water (of een andere zure soort anders dan H₃O⁺) levert een proton op voor zuurstof, delocalisering van de positieve lading op het minder elektronegatieve stikstofatoom).

Het water deprotoneert nu opnieuw de stikstof en produceert dan het diazohydroxidemolecuul (de voorlaatste van de reeks).

Aangezien het medium zuur is, ondergaat de diazohydroxide dehydratie van de OH-groep; om de elektronische vacature tegen te gaan, vormt het vrije paar N de drievoudige binding van de azogroep.

Op deze manier blijft benzenediazoniumchloride aan het einde van het mechanisme in oplossing (C.₆H₅N₂⁺cl^-, hetzelfde kation van de eerste afbeelding).

eigenschappen

Over het algemeen zijn diazoniumzouten kleurloos en kristallijn, oplosbaar en stabiel bij lage temperaturen (onder 5 ° C).

Sommige van deze zouten zijn zo gevoelig voor mechanische impact dat elke fysieke manipulatie hen kan doen ontploffen. Uiteindelijk reageren ze met water om fenolen te vormen.

Verplaatsingsreacties

De diazoniumzouten zijn moleculaire stikstof afgevende potentialen, waarvan de vorming de gemeenschappelijke noemer is van de verplaatsingsreacties. Hierin verplaatst een X-soort de onstabiele azo-groep en ontsnapt als N₂(G).

Reactie Sandmeyer

ArN₂⁺ + CuCl => ArCl + N₂ + Cu⁺

ArN₂⁺ + CuCN => ArCN + N₂ + Cu⁺

Gatterman reactie

ArN₂⁺ + CuX => ArX + N₂ + Cu⁺

Anders dan de reactie van Sandmeyer, heeft de Gatterman-reactie metaalkoper in plaats van zijn halogenide; dat wil zeggen, de CuX wordt gegenereerd in situ.

Schiemann-reactie

[ARN₂⁺] BF₄^- => ArF + BF₃ + N₂

De Schiemann-reactie wordt gekenmerkt door de thermische afbraak van benzenediazoniumfluorboraat.

Reactie van Gomberg Bachmann

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

Andere verplaatsingen

ArN₂⁺ + KI => ArI + K⁺ + N₂

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

 ArN₂⁺ + H₂O => ArOH + N₂ + H⁺

ArN₂⁺ + Cuno₂ => ArNO₂ + N₂ + Cu⁺

Redox-reacties

De diazoniumzouten kunnen worden gereduceerd tot arylhydrazinen, met behulp van een mengsel van SnCl₂/ HCl:

ArN₂⁺ => ArNHNH₂

Ze kunnen ook worden gereduceerd tot arylamines in sterkere reducties met Zn / HCl:

ArN₂⁺ => ArNH₂ + NH₄cl

Fotochemische ontbinding

[ARN₂⁺] X^- => ArX + N₂

Diazoniumzouten zijn gevoelig voor ontleding vanwege de incidentie van ultraviolette straling, of bij zeer dichte golflengten.

Azokoppelingsreacties

ArN₂⁺ + Ar'H → ArN₂Ar '+ H⁺

Deze reacties zijn misschien de meest bruikbare en veelzijdige van de diazoniumzouten. Deze zouten zijn zwakke elektrofielen (de ring delocaliseert de positieve lading van de azogroep). Om hen te laten reageren met aromatische verbindingen, moeten ze vervolgens negatief geladen zijn, waardoor de verbindingen azos ontstaan.

De reactie verloopt met een efficiënte opbrengst tussen pH 5 en 7. Bij zure pH's is de koppeling lager omdat de azogroep geprotoneerd is, waardoor het onmogelijk is om de negatieve ring aan te vallen..

Ook reageert bij een basische pH (groter dan 10) het diazoniumzout met de OH^- om diazohydroxide te produceren, dat relatief inert is.

De structuren van dit type organische verbindingen hebben een zeer stabiel geconjugeerd Pi-systeem, waarvan de elektronen straling absorberen en uitstoten in het zichtbare spectrum.

Als resultaat worden azoverbindingen gekarakteriseerd door kleurrijk te zijn. Vanwege deze eigenschap zijn ze ook azo-kleurstoffen genoemd.

Het bovenste beeld illustreert het concept van azo-koppeling met methyloranje als een voorbeeld. In het midden van zijn structuur is de azo-groep te zien die dient als de connector van de twee aromatische ringen.

Welke van de twee ringen was de elektrofiel aan het begin van de koppeling? Die rechts, omdat de sulfonaatgroep (-SO₃) verwijdert de elektronische dichtheid van de ring, waardoor deze nog meer elektrofiel wordt.

toepassingen

Een van de meest commerciële toepassingen is de productie van kleurstoffen en pigmenten, die ook de textielindustrie bedekken bij het verven van stoffen. Deze azoverbindingen zijn verankerd aan moleculair specifieke plaatsen van het polymeer en verven het met kleuren.

Vanwege zijn fotolytische ontbinding, wordt het (minder dan voorheen) gebruikt bij de reproductie van documenten. Hoe? De delen van het papier bedekt met een speciaal plastic worden verwijderd en vervolgens wordt een basische oplossing van fenol aangebracht, waarbij de letters of het ontwerp blauw worden gekleurd..

In organische synthese worden ze gebruikt als startpunten voor veel aromatische derivaten.

Ten slotte hebben ze toepassingen op het gebied van intelligente materialen. In deze zijn ze covalent gekoppeld aan een oppervlak (van bijvoorbeeld goud), waardoor ze een chemische reactie op externe fysieke stimuli kunnen geven.

referenties

1. Wikipedia. (2018). Diazoniumverbinding. Opgehaald op 25 april 2018, van: en.wikipedia.org
2. Francis A. Carey. Organische chemie Carbonzuren. (zesde editie., p 951-959). Mc Graw Hill.
3. Graham Solomons T.W., Craig B. Fryhle. Organische chemie. Aminen. (10e editie., Pagina 935-940). Wiley Plus.
4. Clark J. (2016). Reacties van diazoniumzouten. Opgehaald op 25 april 2018, op: chemguide.co.uk
5. Byju'S. (05 oktober 2016). Diazoniumzouten en hun toepassingen. Opgehaald op 25 april 2018, uit: byjus.com
6. TheGlobalTutors. (2008-2015). Eigenschappen van diazoniumzouten. Opgehaald op 25 april 2018, van: theglobaltutors.com
7. Ahmad et al. (2015). Polymeer. Opgehaald op 25 april 2018, van: msc.univ-paris-diderot.fr
8. CytochromeT. (15 april 2017). Mechanisme voor de vorming van het benzenediazonium-ion. Opgehaald op 25 april 2018, van: commons.wikimedia.org
9. Jacques Kagan. (1993). Organic Photochemistry: Principles and Applications. Academic Press Limited, pagina 71. Opgezocht op 25 april 2018, vanaf: books.google.com