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