- Latihan
- Hartanah
- Reaksi perpindahan
- Reaksi Sandmeyer
- Reaksi Gatterman
- Reaksi Schiemann
- Reaksi Gomberg Bachmann
- Perpindahan lain
- Reaksi redoks
- Penguraian fotokimia
- Reaksi gandingan Azo
- Permohonan
- Rujukan
The garam diazonium adalah sebatian organik yang interaksi ionik antara kumpulan azo (-N 2 + ) dan anion X - (Cl - , F - , CH 3 COO - , dan lain-lain). Rumus kimia amnya adalah RN 2 + X - , dan dalam ini rantai sisi R mungkin merupakan kumpulan alifatik atau kumpulan aril; iaitu cincin beraroma.
Gambar di bawah mewakili struktur ion arenediazonium. Sfera biru sesuai dengan kumpulan azo, sementara sfera hitam dan putih membentuk cincin aromatik kumpulan fenil. Kumpulan azo sangat tidak stabil dan reaktif, kerana salah satu atom nitrogen mempunyai muatan positif (–N + ≡N).
Walau bagaimanapun, terdapat struktur resonans yang memindahkan muatan positif ini, misalnya, pada atom nitrogen yang berdekatan: –N = N + . Ini bermula apabila sepasang elektron yang membentuk ikatan diarahkan ke atom nitrogen di sebelah kiri.
Begitu juga, cas positif ini mampu dilepaskan oleh sistem cincin cincin aromatik. Akibatnya, garam diazonium aromatik lebih stabil daripada garam alifatik, kerana muatan positif tidak dapat dilepaskan di sepanjang rantai karbon (CH 3 , CH 2 CH 3 , dll.).
Latihan
Garam ini berasal dari tindak balas amina primer dengan campuran asid natrium nitrit (NaNO 2 ).
Amina sekunder (R 2 NH) dan tersier (R 3 N) menghasilkan produk nitrogen lain seperti N-nitrosoamines (yang merupakan minyak kekuningan), garam amina (R 3 HN + X - ) dan sebatian N-nitrosoammonium.
Gambar atas menggambarkan mekanisme di mana pembentukan garam diazonium diatur, atau juga dikenali sebagai reaksi diazotisasi.
Reaksi dimulakan dengan phenylamine (Ar - NH 2 ), yang melakukan serangan nukleofilik pada atom N kation nitrosonium (NO + ). Kation ini dihasilkan oleh campuran NaNO 2 / HX, di mana X umumnya Cl; iaitu, HCl.
Pembentukan kation nitrosonium melepaskan air ke medium, yang mengambil proton dari nitrogen bermuatan positif.
Kemudian, molekul air yang sama ini (atau spesies berasid lain selain H 3 O + ) menyerahkan proton kepada oksigen, mengalihkan muatan positif pada atom nitrogen yang kurang elektronegatif).
Sekarang, air sekali lagi mendepronisasi nitrogen, sehingga menghasilkan molekul diazohydroxide (yang ketiga bertahan dalam urutan).
Oleh kerana mediumnya berasid, diazohydroxide mengalami dehidrasi kumpulan OH; Untuk mengatasi kekosongan elektronik, pasangan bebas N membentuk ikatan rangkap tiga kumpulan azo.
Dengan cara ini, pada akhir mekanisme, benzenediazonium klorida (C 6 H 5 N 2 + Cl - , kation yang sama pada gambar pertama) masih dalam larutan .
Hartanah
Secara amnya, garam diazonium tidak berwarna dan kristal, larut dan stabil pada suhu rendah (kurang dari 5 ºC).
Sebilangan garam ini sangat sensitif terhadap kesan mekanikal sehingga sebarang manipulasi fizikal dapat meletupkannya. Akhirnya, mereka bertindak balas dengan air untuk membentuk fenol.
Reaksi perpindahan
Garam Diazonium adalah pembebas nitrogen molekul yang berpotensi, yang pembentukannya adalah penyebut biasa dalam tindak balas perpindahan. Di dalamnya, spesies X menggantikan kumpulan azo yang tidak stabil, melarikan diri sebagai N 2 (g).
Reaksi Sandmeyer
ArN 2 + + CuCl => ArCl + N 2 + Cu +
ArN 2 + + CuCN => ArCN + N 2 + Cu +
Reaksi Gatterman
ArN 2 + + CuX => ArX + N 2 + Cu +
Tidak seperti reaksi Sandmeyer, reaksi Gatterman mempunyai tembaga logam sebagai pengganti halida; iaitu, CuX dihasilkan secara in situ.
Reaksi Schiemann
BF 4 - => ArF + BF 3 + N 2
Tindak balas Schiemann dicirikan oleh penguraian terma benzenediazonium fluoroborate.
Reaksi Gomberg Bachmann
Cl - + C 6 H 6 => Ar - C 6 H 5 + N 2 + HCl
Perpindahan lain
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 +
Reaksi redoks
Garam Diazonium dapat dikurangkan menjadi arilhidrazin, menggunakan campuran SnCl 2 / HCl:
ArN 2 + => ArNHNH 2
Mereka juga boleh dikurangkan menjadi arylamin dalam pengurangan yang lebih kuat dengan Zn / HCl:
ArN 2 + => ArNH 2 + NH 4 Cl
Penguraian fotokimia
X - => ArX + N 2
Garam Diazonium sensitif terhadap penguraian oleh kejadian sinaran ultraviolet, atau panjang gelombang yang sangat dekat.
Reaksi gandingan Azo
ArN 2 + + Ar′H → ArN 2 Ar ′ + H +
Tindak balas ini mungkin merupakan garam diazonium yang paling berguna dan serba boleh. Garam-garam ini adalah elektrofil yang lemah (cincin tersebut melepaskan muatan positif kumpulan azo). Agar mereka bertindak balas dengan sebatian aromatik, mereka kemudiannya perlu dicas negatif, sehingga menimbulkan sebatian azos.
Reaksi diteruskan dengan hasil yang efisien antara pH 5 dan 7. Pada pH berasid kopling lebih rendah kerana kumpulan azo diprotonasikan, sehingga tidak mungkin menyerang cincin negatif.
Juga, pada pH asas (lebih besar daripada 10) garam diazonium bertindak balas dengan OH - untuk menghasilkan diazohydroxide, yang relatif lengai.
Struktur sebatian organik jenis ini mempunyai sistem Pi terkonjugasi yang sangat stabil, yang elektronnya menyerap dan memancarkan sinaran dalam spektrum yang dapat dilihat.
Akibatnya, sebatian azo dicirikan dengan warna-warni. Oleh kerana harta ini, mereka juga dipanggil pewarna azo.
Gambar atas menggambarkan konsep gandingan azo dengan oren metil sebagai contoh. Di tengah strukturnya, kumpulan azo dapat dilihat berfungsi sebagai penyambung kedua cincin aromatik tersebut.
Antara dua cincin yang manakah merupakan elektrofil pada permulaan gandingan? Yang di sebelah kanan, kerana kumpulan sulfonat (-SO 3 ) menghilangkan ketumpatan elektron dari gelang, menjadikannya lebih elektrofilik.
Permohonan
Salah satu aplikasi yang paling komersial adalah pengeluaran pewarna dan pigmen, yang juga meliputi industri tekstil dalam pencelupan kain. Sebatian azo ini melekat pada lokasi molekul tertentu pada polimer, mewarnainya.
Oleh kerana penguraian fotolitiknya, ia (kurang daripada sebelumnya) digunakan dalam pembuatan semula dokumen. Bagaimana? Kawasan kertas yang diliputi oleh plastik khas dikeluarkan dan kemudian larutan asas fenol digunakan pada mereka, mewarnakan huruf atau reka bentuk berwarna biru.
Dalam sintesis organik, ia digunakan sebagai titik permulaan bagi banyak turunan aromatik.
Akhirnya, mereka mempunyai aplikasi dalam bidang bahan pintar. Di dalamnya mereka terikat secara kovalen ke permukaan (misalnya, emas), yang memungkinkannya memberikan tindak balas kimia terhadap rangsangan fizikal luaran.
Rujukan
- Wikipedia. (2018). Sebatian Diazonium. Diakses pada 25 April 2018, dari: en.wikipedia.org
- Francis A. Carey. Kimia organik. Asid karboksilik. (edisi keenam, halaman 951-959). Bukit Mc Graw.
- Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. Kimia organik. Amines. (Edisi ke-10., Halaman 935-940). Wiley Plus.
- Clark J. (2016). Tindak balas garam diazonium. Diakses pada 25 April 2018, dari: chemguide.co.uk
- BYJU. (05 Oktober 2016). Garam Diazonium dan Aplikasinya. Diakses pada 25 April 2018, dari: byjus.com
- TheGlobalTutors. (2008-2015). Sifat garam Diazonium. Diakses pada 25 April 2018, dari: theglobaltutors.com
- Ahmad et al. (2015). Polimer. Diakses pada 25 April 2018, dari: msc.univ-paris-diderot.fr
- CytochromeT. (15 April 2017). Mekanisme pembentukan ion benzenediazonium. Diakses pada 25 April 2018, dari: commons.wikimedia.org
- Jacques Kagan. (1993). Kimia Foto Organik: Prinsip dan Aplikasi. Academic Press Limited, halaman 71. Diperoleh pada 25 April 2018, dari: books.google.co.ve