4-хлорфенилазид
| |
 Модель шарика и палочки 4-хлорфенилазида
| |
| Имена | |
|---|---|
| Предпочтительное название ИЮПАК
1-азидо-4-хлорбензол | |
| Другие имена
4-хлорфенилазид
| |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
| ХимическийПаук | |
ПабХим CID
|
|
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
| Характеристики | |
| С 6 Н 4 ClN 3 | |
| Молярная масса | 153.569 g/mol |
| Появление | Коричневый твердый |
| Плотность | 1,2634 г/см 3 |
| Температура плавления | 20 ° C (68 ° F; 293 К) |
| Точка кипения | 96 ° C (205 ° F; 369 К) |
| Нерастворим в H 2 O; Растворим в диэтиловом эфире | |
| войти P | -3.71 |
| Опасности | |
| СГС Маркировка : | |
| |
| Опасность | |
| Х225 , Х302 , Х315 | |
| П264 , П270 , П301+П310 , П321 , П330 , П405 , П501 | |
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |
| Паспорт безопасности (SDS) | [1] [ 1 ] |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
Хлорфенилазид представляет собой органическое соединение арилазида 4 - с химической формулой C 6 H 4 ClN 3 . Геометрия азидной между атомами азота в , функциональной группе приблизительно линейна тогда как геометрия между азотом и углеродом бензола тригонально - является планарной .
Подготовка
[ редактировать ]Существуют различные методы синтеза арилазидов. Одним из таких методов является использование реакции анилина с нитритом натрия (NaNO 2 ) и гидразингидратом в присутствии уксусной кислоты . [ 2 ] Эта реакция даст выход желаемого арилазида от умеренного до хорошего. Лучшим растворителем для этой реакции является дихлорметан . Дихлорметан наиболее эффективен, поскольку он лишь слегка полярен , тогда как высокополярные растворители дают значительно меньшие выходы в этой реакции. Реагенты лучше растворяются в менее полярном растворителе и реакция протекает более полно до завершения. два эквивалента нитрита натрия Для получения высокого выхода арилазида следует использовать с пятью эквивалентами гидразингидрата. Конкретно для образования 4-хлорфенилазида анилин с хлоридной группой в пара-положении используют . Нитрит натрия реагирует с анилином с образованием соли диазония , которая осуществляет нуклеофильное замещение с азид-ионом, образующимся в результате другой реакции между нитритом натрия и гидразингидратом в кислой среде . Такая реакция занимает около 30 минут и дает выход около 80%. Это эффективный метод синтеза из-за короткого времени реакции, простоты обработка и недорогие реагенты . Изображение реакции приготовления показано ниже:
Другим исследованным методом синтеза был синтез Вонга, в котором используются реагенты NaN 3 и Tf 2 O . [ 3 ] Изучение этого метода синтеза было очень детальным, поскольку NaN 3 известно, что взрывоопасен , поэтому необходимо уделять пристальное внимание процедурам синтеза.
Реакции
[ редактировать ]Азиды используются во множестве полезных реакций и синтезов. Во многих различных реакциях они действуют как промежуточная стадия превращения группы заместителя в амин . Причина, по которой использование азидов полезно в этом процессе, заключается в том, что одним из продуктов реакции является газообразный азот (N 2 ). Когда в результате реакции образуется газ, происходит термодинамически благоприятный толчок к продуктам реакции. Это относится к 4-хлорфенилазиду, поскольку эта молекула является промежуточным продуктом при образовании 4-хлорфениламина. Во многих случаях литийалюминийгидрид ( LAH ) используется для восстановления азидной функциональной группы. Примером такой реакции является следующее:
При дальнейших реакциях вышеуказанного синтеза 4-хлорфенилазид также может привести к полезному преобразованию иминиевого иона . Ион иминия важен в органическом синтезе, поскольку он реагирует так же, как карбонильное соединение . Частичный положительный заряд накапливается на углероде, который дважды связан с азотом, что обеспечивает превосходное место для нуклеофильной атаки . Простой способ получить ион иминия — это провести реакцию амина с формальдегидом , чтобы вода вышла из реакции и способствовала образованию иминия. Пример этой реакции можно увидеть ниже:
Арилазиды, такие как 4-хлорфенилазид, играют важную роль в химии кликов . 4-Хлорфенилазид универсален в соединении различных молекул и используется в некоторых реакциях, которые очень просты и дают высокие выходы (характеристики реакций клик-химии). Одна из этих реакций происходит между 4-хлорфенилазидом и алкинами с образованием 1,2,3-триазолов . [ 4 ] Пример этой реакции показан ниже:
Приложения
[ редактировать ]Использование азидов очень важно во множестве различных применений в органической и биологической химии . Азиды используются в исследованиях применения лекарств, в материаловедении , а также во всей биологии. Большая часть исследований, проводимых с азидами, касается катализатора , необходимого для создания самого азида. Ранее указывалось, что LAH использовался для превращения амина в азид, но это не всегда наиболее экологически выгодный способ образования желаемого продукта. Исследования проводятся во многих различных биологических средах, чтобы выяснить, будет ли определенный катализатор пригодным для вторичной переработки и/или экологически чистым .
Одним из конкретных применений 4-хлорфенилазида является по Фриделю Крафтсу ацилирование и алкилирование . Азид 4-хлорфенилазида действует как электроноакцепторная группа, поскольку азид имеет частичный положительный заряд, который отбирает электроны из кольца. Это означает, что азидный заместитель действует как метадиректор при ацилировании и алкилировании по Фриделю Крафтсу. Следовательно, хлорид 4-хлорфенилазида является дезактивирующим агентом , но он также направляется в орто/пара-положения ароматического кольца. Из-за влияния заместителя на 4-хлорфенилазид ацилирование и алкилирование приведет к образованию основного продукта, который вновь замещен в 3- и 5-положениях ароматического кольца. Пример этой реакции приведен ниже:
Другое применение 4-хлорфенилазида — использование фунгицидов против патогенов растений . [ 5 ] Важно контролировать грибковые патогены на растениях, чтобы в сезон сбора урожая был высокий урожай. Множество соединений было протестировано на семенах растений, чтобы проверить эффективность фунгицида . 4-Хлорфенилазид представлял собой заместитель, связанный с основным молекулярным соединением, для которого проводились все исследования.
Структура и связь
[ редактировать ]4-хлорфенилазид представляет собой арилазид . Это бензольное кольцо с азидной группой и хлорид- ионом, связанным в пара-положении. Азидная группа характеризуется тремя атомами азота, соединенными между собой двумя двойными связями, и изоэлектрична CO 2 . Это формирует положительный заряд на среднем азоте и отрицательные заряды на внешних азотах . При соединении в ароматическое кольцо дополнительный заряд снаружи является важным аспектом реакционной способности молекул. Этот дополнительный внешний заряд способен стабилизировать положительный заряд среднего азота и обеспечить высвобождение газообразного азота, что является важным этапом в реакциях, включающих 4-хлорфенилазид. Размер и структура этой молекулы делают ее важным компонентом в химии кликов . [ 6 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «4-хлорфенилазид, MSDS» . Сигма Олдрич . Проверено 11 апреля 2013 г.
- ^ Сиддики, Афсар Али; Такале, Баларам С.; Телвекар, Викас Н. (2013). «Синтез ароматического азида в одном котле с использованием нитрита натрия и гидразингидрата» . Буквы тетраэдра . 54 (10): 1294–1297. дои : 10.1016/j.tetlet.2012.12.112 .
- ^ Сиддики, Афсар Али; Такале, Баларам С.; Телвекар, Викас Н. (2013). «Синтез ароматического азида в одном котле с использованием нитрита натрия и гидразингидрата» . Буквы тетраэдра . 54 (10): 1294–1297. дои : 10.1016/j.tetlet.2012.12.112 .
- ^ Да Силва, Фернандо; Найт, Хосе; Гомес, Ана; Мартинс, Присцила; Роча, Дэвид; Невес, Мария; Феррейра, Витор; Сильва, Артур (2012). «Последовательное тандемное циклоприсоединение нитрилов и азидов; синтез 5-амино-1H-[1,2,3]-триазолов» . Синлетт . 24 :41–44. дои : 10.1055/s-0032-1317712 .
- ^ «Эспейснет – Библиографические данные» .
- ^ Хейн, CD; Лю, XM; Ван, Д. (2008). «Нажмите «Химия: мощный инструмент для фармацевтических наук» . Фармацевтические исследования . 25 (10): 2216–2230. дои : 10.1007/s11095-008-9616-1 . ПМК 2562613 . ПМИД 18509602 .
- Сиддики А.А., Такале Б.С. и Телвекар В.Н. (2013). Синтез ароматического азида в одном котле с использованием нитрита натрия и гидразингидрата. Tetrahedron Letters , 54(10) , 1294. Получено 11 апреля 2013 г.