Diazoniumsalter

Vi forklarer hva diazoniumsalter er, hvordan deres egenskaper og applikasjoner dannes

Hva er diazoniumsalter?

De Diazoniumsalter De er organiske forbindelser der det er ioniske interaksjoner mellom Azo-gruppen (-N₂⁺) Og en anion x^- (CL^-, F^-, Ch₃COO^-, etc.). Den generelle kjemiske formelen er RN₂⁺X^-, og i dette kan sidekjeden R være en alifatisk gruppe eller en arylgruppe; det vil si en aromatisk ring.

I det nedre bildet er strukturen til arenodiazoniumionet representert. De blå kulene tilsvarer Azo -gruppen, mens svart og hvitt utgjør den aromatiske ringen til fenylgruppen. AZ⁺≡N).

Imidlertid er det resonansstrukturer som delokaliserer denne positive belastningen, for eksempel i atomet i nabolandet nitrogen: -n = n⁺. Dette har sin opprinnelse når et par elektroner som danner lenke rettes til nitrogenatomet til venstre.

På samme måte er denne positive belastningen i stand til å demosiere gjennom PI -systemet til den aromatiske ringen. Som en konsekvens er aromatiske diazoniumsalter mer stabile enn alifatiske, siden den positive belastningen ikke kan demokere langs en karbonkjede (CH₃, Ch₂Ch₃, etc.).

Opplæring

Disse saltene stammer fra reaksjonen av en primær amina med en syreblanding av natriumnitritt (nano₂).

Sekundære aminer (r₂NH) og tertiær (r₃N) Andre nitrogenprodukter som n-nitrosoamin (som er gulaktige oljer), aminsalter (r₃Hn⁺X^-) og n-nitrosoniumforbindelser.

Det overordnede bildet illustrerer mekanismen som dannelsen av diazoniumsalter, eller også kjent som diazotiseringsreaksjon, styres.

Kan tjene deg: krom (CR)

Reaksjonen starter fra fenylamin (AR-NH₂), som utfører et nukleofilt angrep på nitrooniumkationatom (nei⁺). Denne kationen produseres av Nano -blandingen₂/Hx, der x vanligvis er cl; det vil si HCl.

Dannelsen av nitrooniumkation frigjør vann i midten, som snapper en positivt lastet nitrogenproton.

Da, det samme vannmolekylet (eller andre syrearter som er forskjellige fra H₃ENTEN⁺) gi et proton til oksygen, og demokkerer den positive belastningen i det mindre elektronegative nitrogenatom).

Nå er vannet igjen ubeskyttet til nitrogen, og produserer deretter diazohydroksydmolekylet (sekvensens antepenultimate).

Ettersom mediet er surt, lider diazohydroksid dehydrering av OH -gruppen; For å motvirke elektronisk ledig stilling, er det frie momentet for trippelkoblingen til Azo -gruppen.

På denne måten, på slutten av mekanismen, forblir Bencenodiazoniumklorid i løsning (C₆H₅N₂⁺Cl^-).

Egenskaper

Generelt er diazoniumsalter fargeløse og krystallinske, oppløselige og stabile ved lave temperaturer (mindre enn 5 ° C).

Noen av disse saltene er så følsomme for mekanisk innvirkning, at enhver fysisk manipulasjon kan detonere dem. Til slutt reagerer de med vann for å danne fenoler.

Forskyvningsreaksjoner

Diazoniumsalter er potensielle molekylære nitrogen, hvis dannelse er fellesnevneren for forskyvningsreaksjoner. I disse fortrenger en art X den ustabile Azo -gruppen, som rømmer som n₂(g).

Sandmeyer -reaksjon

RNA₂⁺ + Cucl => arcl + n₂ + Cu⁺

RNA₂⁺ + Cucn => arcn + n₂ + Cu⁺

Gatterman -reaksjon

RNA₂⁺ + Cux => arx + n₂ + Cu⁺

I motsetning til Sandmeyers reaksjon, har Gattermans reaksjon metallkobber i stedet for halogenet; det vil si at Cux genereres In situ.

Schiemann -reaksjon

[RNA₂⁺] Bf₄^- => Arf + bf₃ + N₂

Kan tjene deg: ketoner: typer, egenskaper, nomenklatur, bruk, eksempler

Schiemanns reaksjon er preget av den termiske nedbrytningen av Benzezonium fluoroborat.

Gomberg Bachmann -reaksjon

 [RNA₂⁺] Cl^- + C₆H₆ => Ar - c₆H₅ + N₂ + HCl

Andre forskyvninger

RNA₂⁺ + Ki => ari + k⁺ + N₂

 [RNA₂⁺] Cl^- + H₃Po₂ + H₂O => c₆H₆ + N₂ + H₃Po₃ + HCl

 RNA₂⁺ + H₂O => aroh + n₂ + H⁺

RNA₂⁺ + Stemple₂ => Arno₂ + N₂ + Cu⁺

Redoksreaksjoner

Diazoniumsalter kan reduseres til arilhydraziner ved bruk av en blanding av CNCL₂/HCl:

RNA₂⁺ => Arnhnh₂

De kan også reduseres til arilaminer i sterkere reduksjoner med Zn/HCl:

RNA₂⁺ => Rnah₂ + NH₄Cl

Fotokjemisk nedbrytning

[RNA₂⁺] X^- => Arx + n₂

Diazoniumsalter er følsomme for nedbrytning ved forekomst av ultrafiolett stråling, eller ved veldig nære bølgelengder.

AZO -koblingsreaksjoner

RNA₂⁺ + AR'H → RNA₂Ar ' + h⁺

Disse reaksjonene er kanskje de mest nyttige og allsidige diazoniumsaltene. Disse saltene er svake elektrofiler (ringen flytter den positive belastningen på Azo -gruppen). For å reagere med aromatiske forbindelser, må de lades negativt, og forårsaker azosforbindelser negativt.

Reaksjonen passerer med effektiv ytelse mellom en pH på 5 og 7. I syre pH er koblingen lavere fordi azo -gruppen protoner, noe som gjør angrepet av den negative ringen umulig.

Også i basisk pH (større enn 10) reagerer diazoniumsalt med OH^- Å produsere diazohydroxide, som er relativt inert.

Strukturer av denne typen organiske forbindelser har et veldig stabilt konjugert PI -system, hvis elektroner absorberer og avgir stråling i det synlige spekteret.

Følgelig er azoforbindelser preget av å være fargerike. På grunn av denne egenskapen har de også blitt kalt azoiske farger.

Kan tjene deg: molaritet: konsentrasjon, enheter, beregning, øvelser

Det overordnede bildet illustrerer koblingsbegrepet med oransje av metyl som et eksempel. Midt i strukturen kan azokonsernet observeres som kontakten til de to aromatiske ringene.

Hvilken av de to ringene var elektrofi i begynnelsen av koblingen? Den til høyre, fordi sulfonatgruppen (-so₃) Fjern elektronisk ringetetthet, og gjør den enda mer elektrofil.

applikasjoner

En av de mest kommersielle bruksområdene er produksjon av fargestoffer og pigmenter, og dekker også tekstilindustrien i stoffbaner. Disse azoiske forbindelsene er forankret til spesifikke molekylære steder i polymeren, døende av farger.

På grunn av den fotolitiske nedbrytningen, brukes den (mindre enn før) i reproduksjon av dokumenter. Som? Papirområdene dekket av en spesiell plast fjernes, og deretter blir en grunnleggende fenolløsning påført, fargelegging av bokstavene eller designblå.

I organisk syntese brukes de som utgangspunkt for mange aromatiske derivater.

Endelig har de applikasjoner innen smarte materialer. I disse er en overflate (gull, for eksempel) koblet sammen, slik at den kan gi en kjemisk respons på ytre fysiske stimuli.