ДИАЗОНИЕВИ СОЛИ: ОБРАЗУВАНЕ, СВОЙСТВА И ПРИЛОЖЕНИЯ - ХИМИЯ - 2026

На соли диазониеви са органични съединения, които са йонни взаимодействия между азо група (-N ₂ ⁺) и анион X ^- (С ^-, F ^-, СН ₃ COO ^-, и т.н.). Неговата обща химична формула е RN ₂ ⁺ X ^- и в този страничната верига R може да бъде алифатна група, или арилова група; тоест ароматен пръстен.

Изображението по-долу представлява структурата на аренедиазониевия йон. Сините сфери съответстват на азо групата, докато черните и белите сфери съставят ароматния пръстен на фенилната група. Азо групата е много нестабилна и реактивна, тъй като един от азотните атоми има положителен заряд (–N ⁺ ≡N).

Съществуват обаче резонансни структури, които делокализират този положителен заряд, например, на съседния азотен атом: –N = N ⁺. Това възниква, когато двойка електрони, образуващи връзка, е насочена към азотния атом отляво.

По същия начин този положителен заряд може да бъде делокализиран от системата Pi на ароматния пръстен. Като следствие, ароматни диазониеви соли са по-стабилни от алифатни такива, тъй като положителен заряд не могат да бъдат делокализирани заедно въглеродна верига (СН ₃, СН ₂ СН ₃, и т.н.).

обучение

Тези соли произтичат от взаимодействие на първичен амин с киселина Смес от натриев нитрит (NaNO ₂).

Средни (R ₂ NH) и третичен (R ₃ N) амини произхождат други азотни продукти, като например N-нитрозоамини (които са жълтеникави масла), амин соли (R ₃ HN ⁺ X ^-) и N-nitrosoammonium съединения.

Горното изображение илюстрира механизма, по който се управлява образуването на диазониеви соли или известен също като реакция на диазотиране.

Започва реакцията с фениламин (Ar-NH ₂), който изпълнява нуклеофилна атака N атом на нитрозониев катион (NO ⁺). Това катион се произвежда от нано ₂ / НХ смес, където X обикновено е CI; тоест НС1.

Образуването на нитрозониевия катион освобождава водата в средата, която отнема протона от положително заредения азот.

Тогава същата тази водна молекула (или друг кисел вид, различен от Н ₃ О ⁺) се отказва от протона на кислорода, делокализирайки положителния заряд върху по-малко електронегативния азотен атом).

Сега водата отново депротонира азота, като по този начин произвежда молекулата на диазохидроксида (третата за последно в последователността).

Тъй като средата е кисела, диазохидроксидът претърпява дехидратация на ОН групата; За да противодейства на електронната ваканция, свободната двойка N образува тройната връзка на азо групата.

По този начин, в края на механизма, бензендиазониев хлорид (С ₆ Н ₅ N ₂ ⁺ Cl ^- същият катион в първия образ) остава в разтвор.

Имоти

По принцип диазониевите соли са безцветни и кристални, разтворими и стабилни при ниски температури (под 5 ° C).

Някои от тези соли са толкова чувствителни към механично въздействие, че всяка физическа манипулация може да ги взриви. Накрая те реагират с вода и образуват феноли.

Реакции на изместване

Диазониевите соли са потенциални освободители на молекулен азот, образуването на което е общият знаменател в реакциите на изместване. В тях видове, X измества нестабилна азо група, бягство като N ₂ (д).

Реакция на пясъчник

ArN ₂ ⁺ + CuCl => ArCl + N ₂ + Cu ⁺

ArN ₂ ⁺ + CuCN => ArCN + N ₂ + Cu ⁺

Реакция на Геттерман

ArN ₂ ⁺ + CuX => ArX + N ₂ + Cu ⁺

За разлика от реакцията на Sandmeyer, реакцията на Геттерман има метална мед на мястото на своя халид; тоест CuX се генерира in situ.

Реакция на Шиман

BF ₄ ^- => ArF + BF ₃ + N ₂

Реакцията на Schiemann се характеризира с термично разлагане на бензендиазониев флуорорат.

Реакция на Гомберг Бахман

Cl ^- + C ₆ H ₆ => Аг - С ₆ Н ₅ + N ₂ + HCl

Други измествания

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 + Н ⁺

ArN ₂ ⁺ + CuNO ₂ => ArNO ₂ + N ₂ + Cu ⁺

Редокс реакции

Диазониеви соли могат да бъдат намалени до арилхидразини с помощта на SnC! ₂ / HCl смес:

ArN ₂ ⁺ => ArNHNH ₂

Те могат също да бъдат редуцирани до ариламини при по-силно намаляване с Zn / HCl:

ArN ₂ ⁺ => ArNH ₂ + NH ₄ Cl

Фотохимично разлагане

X ^- => АгХ + N ₂

Диазониевите соли са чувствителни към разлагане чрез поява на ултравиолетово лъчение или много близки дължини на вълната.

Реакции на азо свързване

ArN ₂ ⁺ + Ar′H → ArN ₂ Ar '+ H ⁺

Тези реакции са може би най-полезните и универсални от диазониевите соли. Тези соли са слаби електрофили (пръстена делокализира положителния заряд на азо групата). За да могат те да реагират с ароматни съединения, те трябва да бъдат отрицателно заредени, като по този начин се образуват азотни съединения.

Реакцията протича с ефективен добив между рН 5 и 7. При кисело рН свързването е по-ниско, тъй като азо групата е протонирана, което прави невъзможно атаката на отрицателния пръстен.

Също така при основно рН (по-голямо от 10) диазониевата сол реагира с ОН ^{- за} да произведе диазохидроксид, който е сравнително инертен.

Структурите на този вид органично съединение имат много стабилна конюгирана Pi система, чиито електрони абсорбират и излъчват лъчение във видимия спектър.

Следователно, азо съединенията се характеризират с това, че са цветни. Поради това свойство те са наричани и азо багрила.

Горното изображение илюстрира концепцията за азо свързване с метил оранжево като пример. В средата на своята структура азо групата може да се разглежда като свързващ елемент на двата ароматни пръстена.

Кой от двата пръстена беше електрофилът в началото на съединението? Този отдясно, тъй като сулфонатна група (-SO ₃) премахва електронна плътност от пръстена, което го прави още по-електрофилно.

Приложения

Едно от най-комерсиалните му приложения е производството на оцветители и пигменти, обхващащи също текстилната промишленост в боядисването на тъкани. Тези азо съединения се закрепват към специфични молекулни места на полимера, оцветявайки го в цветове.

Поради фотолитичното си разлагане, той се използва (по-малко от преди) при възпроизвеждането на документи. Как? Областите на хартията, покрити със специална пластмаса, се отстраняват и след това върху тях се нанася основен разтвор на фенол, оцветявайки буквите или дизайна в син цвят.

В органичните синтези те се използват като отправна точка за много ароматни производни.

И накрая, те имат приложения в областта на интелигентните материали. В тях те са ковалентно свързани с повърхност (злато, например), което му позволява да даде химичен отговор на външни физически стимули.

Препратки

1. Wikipedia. (2018). Диазониево съединение. Произведено на 25 април 2018 г. от: en.wikipedia.org
2. Франсис А. Кери. Органична химия. Карбоксилни киселини. (шесто изд., страници 951-959). Mc Graw Hill.
3. Греъм Соломон TW, Craig B. Fryhle. Органична химия. Амини. (10-то издание., Стр. 935-940). Wiley Plus.
4. Кларк Дж. (2016). Реакции на диазониеви соли. Произведено на 25 април 2018 г. от: chemguide.co.uk
5. BYJU-те години. (05 октомври 2016 г.). Диазониеви соли и техните приложения. Произведено на 25 април 2018 г. от: byjus.com
6. TheGlobalTutors. (2008-2015). Свойства на диазониевите соли. Произведено на 25 април 2018 г. от: theglobaltutors.com
7. Ахмад и др. (2015). Полимерни. Произведено на 25 април 2018 г. от: msc.univ-paris-diderot.fr
8. CytochromeT. (15 април 2017 г.). Механизъм за образуване на бензендиазониевия йон. Произведено на 25 април 2018 г. от: commons.wikimedia.org
9. Жак Каган. (1993). Органична фотохимия: принципи и приложения. Academic Press Limited, страница 71. Произведено на 25 април 2018 г. от: books.google.co.ve