stringtranslate.com

Азосоединение

Общая химическая формула азосоединений

Азосоединения представляют собой органические соединения , содержащие функциональную группу диазенил ( R-N=N-R' , в которой R и R' могут быть либо арильными , либо алкильными группами).

ИЮПАК определяет азосоединения как: «Производные диазена (диимида), HN=NH , где оба атома водорода замещены гидрокарбильными группами, например PhN=NPh азобензол или дифенилдиазен», где Ph означает фенильную группу. [1] Более стабильные производные содержат две арильные группы. Группа N=N называется азогруппой (от французского azote  « азот », от древнегреческого ἀ- (a-)  «не» и ζωή (zōē)  «жизнь»).

Многие текстильные и кожаные изделия окрашиваются азокрасителями и пигментами . [2]

Арилазосоединения

Арилазосоединения обычно представляют собой стабильные кристаллические формы. Азобензол является прототипом ароматического азосоединения. Он существует в основном в виде транс- изомера , но при освещении превращается в цис- изомер.

Ароматические азосоединения могут быть синтезированы путем азосочетания , что влечет за собой реакцию электрофильного замещения , при которой катион арилдиазония атакуется другим арильным кольцом, особенно замещенным электронодонорными группами : [3] [4]

Ар Н+2+ Ar'H → ArN=NAr' + H +

Поскольку соли диазония часто нестабильны при температуре около комнатной, реакции азосочетания обычно проводятся при температуре около 0 ° C. Окисление гидразинов ( R-NH-NH - R' ) также дает азосоединения. [5] Азокрасители также получают конденсацией нитроароматических соединений с анилином с последующим восстановлением образующегося азокси- промежуточного продукта:

ArNO 2 + Ar'NH 2 → ArN(O)=NAr' + H 2 O
ArN(O)=NAr' + C 6 H 12 O 6 → ArN=NAr' + C 6 H 10 O 6 + H 2 O

Для окраски текстиля типичным нитросочетающим партнером будет динатрий 4,4'-динитростильбен-2,2'-дисульфонат . Типичные партнеры анилина показаны ниже. [6]

Оранжевый азокраситель Solvent Yellow 7.

В результате π - делокализации арилазосоединения имеют яркие цвета, особенно красный, оранжевый и желтый. Поэтому они используются в качестве красителей и широко известны как азокрасители , примером которых является Disperse Orange 1 . Некоторые азосоединения, например метилоранж , используются в качестве кислотно-основных индикаторов из-за разного цвета их кислотной и солевой форм. На большинстве дисков DVD-R / +R и некоторых CD-R в качестве записывающего слоя используется синий азокраситель. Коммерческий успех азокрасителей стимулировал разработку азосоединений в целом.

Алкилазосоединения

Алифатические азосоединения (R и/или R' = алифатические) встречаются реже, чем арилазосоединения. Коммерчески важным алкилазосоединением является азобисизобутиронитрил (АИБН), который широко используется в качестве инициатора свободнорадикальной полимеризации и других радикальных реакций. Это инициирование достигается путем разложения , при котором молекула газообразного азота удаляется с образованием двух 2-цианопроп-2-ильных радикалов:

Например, смесь стирола и малеинового ангидрида в толуоле при нагревании вступит в реакцию, образуя сополимер при добавлении АИБН.

Простым диалкилдиазосоединением является диэтилдиазен, CH 3 CH 2 -N=N-CH 2 CH 3 , который можно синтезировать по варианту реакции Рамберга-Беклунда . [7] Из-за своей нестабильности алифатические азосоединения представляют опасность взрыва .

ДАК получают путем превращения ацетонциангидрина в производное гидразина с последующим окислением: [8]

2 (CH 3 ) 2 C(CN)OH + N 2 H 4 → [(CH 3 ) 2 C(CN)] 2 N 2 H 2 + 2 H 2 O
[(CH 3 ) 2 C(CN)] 2 N 2 H 2 + Cl 2 → [(CH 3 ) 2 C(CN)] 2 N 2 + 2 HCl

Безопасность и регулирование

Многие азопигменты нетоксичны, хотя некоторые из них, например динитроанилиновый оранжевый, орто-нитроанилиновый оранжевый или пигментный оранжевый 1, 2 и 5, оказались мутагенными . [9] Аналогично, несколько тематических исследований связали азопигменты с базальноклеточной карциномой . [10]

Европейское регулирование

Некоторые азокрасители могут разрушаться в восстановительных условиях с выделением любого из группы определенных ароматических аминов . Потребительские товары, содержащие включенные в перечень ароматические амины, происходящие из азокрасителей, были запрещены к производству и продаже в странах Европейского Союза в сентябре 2003 года. Поскольку лишь небольшое количество красителей содержало столь же небольшое количество аминов, это затронуло относительно небольшое количество продуктов. [2]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ ИЮПАК , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Интернет-исправленная версия: (2006–) «Азосоединения». дои :10.1351/goldbook.A00560
  2. ^ ab Европейский запрет на некоторые азокрасители. Архивировано 13 августа 2012 г. в Wayback Machine , доктор А. Пюнтенер и доктор К. Пейдж, Качество и окружающая среда, TFL.
  3. ^ Гроссман, Роберт Б. (2003). Искусство написания разумных механизмов органических реакций (2-е изд.). Нью-Йорк: Спрингер. стр. 130–131. ISBN 0-387-95468-6.
  4. ^ HT Кларк; В. Р. Кирнер (1941). «Метиловый красный». Органические синтезы .; Коллективный том , том. 1, с. 374
  5. ^ Марч, Дж. (1992). Продвинутая органическая химия (5-е изд.). Нью-Йорк: Дж. Уайли и сыновья. ISBN 978-0-471-60180-7.
  6. ^ Клаус Хунгер, Питер Мишке, Вольфганг Рипер, Родерих Рауэ, Клаус Кунде, Алоис Энгель: «Азокрасители» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана , 2005, Wiley-VCH, Вайнхайм. дои : 10.1002/14356007.a03_245.
  7. ^ Оме, Р.; Преушхоф, Х.; Хейне, Х.-У. (1988). «Азоэтан». Органические синтезы .; Коллективный том , том. 6, с. 78
  8. ^ Жан-Пьер Ширманн, Поль Бурдодук: «Гидразин» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана , Wiley-VCH, Weinheim, 2002. doi : 10.1002/14356007.a13_177.
  9. ^ Тусонский университет. «Здоровье и безопасность в искусстве, база данных с информацией о здоровье и безопасности для художников с возможностью поиска». Исследования в Тусонском университете . Архивировано из оригинала 10 мая 2009 г.
  10. ^ Ева Энгель; Хайди Ульрих; Рудольф Васольд; Буркхард Кёниг; Майкл Ландталер; Рудольф Зюттингер; Вольфганг Боймлер (2008). «Азопигменты и базальноклеточная карцинома большого пальца». Дерматология . 216 (1): 76–80. дои : 10.1159/000109363. PMID  18032904. S2CID  34959909.