Azobenzen - Azobenzene

Azobenzen
Azobenzenin iskelet formülü
Azobenzenin top ve çubuk modeli
İsimler
IUPAC adı
( E ) -Difenildiazen
Diğer isimler
Azobenzen
Tanımlayıcılar
3B modeli ( JSmol )
742610
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
ECHA Bilgi Kartı 100.002.820 Bunu Vikiveri'de düzenleyin
EC Numarası
83610
KEGG
RTECS numarası
UNII
  • InChI = 1S / C12H10N2 / c1-3-7-11 (8-4-1) 13-14-12-9-5-2-6-10-12 / h1-10H / b14-13 +  Kontrol Y
    Anahtar: DMLAVOWQYNRWNQ-BUHFOSPRSA-N  Kontrol Y
  • InChI = 1 / C12H10N2 / c1-3-7-11 (8-4-1) 13-14-12-9-5-2-6-10-12 / h1-10H / b14-13 +
    Anahtar: DMLAVOWQYNRWNQ-BUHFOSPRBP
  • N (= N / c1ccccc1) \ c2ccccc2
Özellikleri
C 12 H 10 N 2
Molar kütle 182.226  g · mol −1
Görünüm turuncu-kırmızı kristaller
Yoğunluk 1.203 g / cm 3
Erime noktası 67,88 ° C (trans), 71,6 ° C (cis)
Kaynama noktası 300 ° C (572 ° F; 573 K)
6,4 mg / L (25 ° C)
Asitlik (p K a ) -2.95
-106,8 · 10 -6 cm 3 / mol
1,6266 (589 nm, 78 ° C)
Yapısı
N'de sp 2
0 D (trans izomer)
Tehlikeler
Ana tehlikeler toksik
GHS piktogramları GHS07: ZararlıGHS08: Sağlık tehlikesiGHS09: Çevresel tehlike
GHS Sinyal kelimesi Tehlike
H302 , H332 , H341 , H350 , H373 , H400 , H410
P201 , P202 , P260 , P261 , P264 , P270 , P271 , P273 , P281 , P301 + 312 , P304 + 312 , P304 + 340 , P308 + 313 , P312 , P314 , P330 , P391 , P405 , P501
Alevlenme noktası 476 ° C (889 ° F; 749 K)
Bağıntılı bileşikler
Bağıntılı bileşikler
Nitrosobenzen anilin
Aksi belirtilmedikçe, veriler standart hallerinde (25 ° C [77 ° F], 100 kPa) malzemeler için verilmiştir.
☒ N   doğrula  ( nedir    ?) Kontrol Y ☒ N
Bilgi kutusu referansları

Azobenzen a, photoswitchable kimyasal iki oluşan bileşik fenil , bir ile bağlanmış halkalar , -N = N çift bağı . Bir aril azo bileşiğinin en basit örneğidir . 'Azobenzen' veya basitçe 'azo' terimi genellikle geniş bir benzer bileşikler sınıfına atıfta bulunmak için kullanılır . Bu azo bileşikleri, diazenin ( diimid ) türevleri olarak kabul edilir ve bazen 'diazenler' olarak anılır. Diazenler ışığı güçlü bir şekilde emer ve yaygın boyalardır .

Yapı ve sentez

X-ışını kristalografisi cis- azobenzen için oldukça düzlemsel olmayan, bükülmüş yapıyı ortaya çıkarır .

trans -Azobenzene düzlemseldir. NN mesafesi 1.189 Å'dur. cis- Azobenzen, 173.5 ° 'lik bir CN = NC dihedral açısı ile düzlemsel değildir. NN mesafesi 1.251 Å'dur. Azobenzen ilk olarak 1834 yılında Eilhard Mitscherlich tarafından tanımlanmıştır. Sarımsı-kırmızı kristalli azobenzen pulları 1856'da elde edilmiştir. Orijinal preparasyonu modern olana benzerdir. 1856 yöntemine göre nitrobenzen , asetik asit varlığında demir dolgularla indirgenir . Modern sentezde çinko , bir baz varlığında indirgeyicidir. Nitrobenzen kullanılarak endüstriyel elektrosentez de kullanılır.

Trans izomer, yaklaşık 50 kJ / mol kadar daha kararlıdır ve temel durumda izomerizasyona karşı bariyer yaklaşık 100 kJ / mol'dür.

Azobenzen fotoizomerizasyonu . Trans- formu (solda) dönüştürülebilir sis 300-400 nm UV dalga boyu kullanılarak formu (sağ). > 400 nm'de görülebilir aydınlatma, molekülü tekrar trans forma dönüştürür . Alternatif olarak, molekül termal olarak kararlı trans forma gevşeyecektir .
Metoksiazobenzenin fotoizomerizasyonu, geri dönüşümlü renk değişikliğine neden olur

Tepkiler

Azobenzen zayıf bir baz olan, fakat maruz kalan bir pKa ile bir nitrojende protonasyon bir = -2.95. Örneğin bor trihalojenürlere doğru bir Lewis bazı olarak işlev görür . Düşük değerlikli metal merkezlerine bağlanır, örneğin Ni (Ph 2 N 2 ) (PPh 3 ) 2 iyi karakterize edilmiştir.

Azoksibenzen verecek şekilde oksitlenir . Hidrojenasyon, difenilhidrazini verir .

Trans-cis izomerizasyonu

Azobenzen (ve türevleri) , trans ve cis izomerlerinin fotoizomerizasyonuna uğrar . cis-Azobenzen, karanlıkta trans izomere geri gevşer. Bu tür termal gevşeme, oda sıcaklığında yavaştır. Ultraviyole ışık, enerji boşluğuna tekabül çok n-π * (: iki izomer ışık belirli dalga boyları ile değiştirilebilir S 2 durumu) geçiş, trans-için-cis dönüşüm için ve eşdeğerdir mavi ışık, n-π * o ( S 1 cis-için-trans izomerizasyon için geçiş durumu). Çeşitli nedenlerden ötürü, cis izomeri, transdan daha az kararlıdır (örneğin, bozuk bir konfigürasyona sahiptir ve trans konfigürasyonundan daha az yer değiştirmiştir). Fotoizomerizasyon (geri dönüşlü bir enerji depolama sağlar photoswitches ).

Spektroskopik sınıflandırma

Azobenzen izomerizasyonunun meydana geldiği dalga boyları, her bir azo molekülünün özel yapısına bağlıdır, ancak tipik olarak üç sınıfa ayrılırlar: azobenzen tipi moleküller, aminoazobenzenler ve psödo- stilbenler . Bu azolar, elektronik absorpsiyon spektrumlarındaki ince farklılıklar nedeniyle sırasıyla sarı, turuncu ve kırmızıdır. Sübstitüe edilmemiş azobenzene benzer bileşikler, görünür bölgede düşük yoğunluklu bir n-* absorpsiyonu ve ultraviyole içerisinde çok daha yüksek yoğunluklu π-* absorpsiyonu sergiler . Olan azo orto- ya da para-ikameli olan elektron-verici gruplar (örneğin aminosu ), aminoazobenzenes olarak sınıflandırılır ve yakından görülebilir n-tt * ve π-π * bantları aralıklı eğilimindedir. Sözde stilben sınıfı, iki azo halkasının 4 ve 4 'pozisyonlarının elektron veren ve elektron çeken gruplarla ikame edilmesiyle karakterize edilir (yani, aromatik sistemin iki zıt ucu işlevselleştirilir). Bu itme-çekme konfigürasyonunun eklenmesi, bir dizi optik özelliği değiştiren güçlü bir asimetrik elektron dağılımı ile sonuçlanır. Özellikle, kayar emme spektrumları bir trans ve sis , öyle ki, etkili bir şekilde üst üste, izomer. Bu nedenle, bu bileşikler için , görünür bölgede tek bir dalga boyundaki ışık, hem ileri hem de ters izomerizasyonu indükleyecektir. Aydınlatma altında, bu moleküller iki izomerik durum arasında geçiş yapar.

İzomerizasyonun fotofiziği

Azobenzenin foto-izomerizasyonu, pikosaniye zaman ölçeklerinde meydana gelen son derece hızlıdır. Termal geri gevşeme oranı, bileşiğe bağlı olarak büyük ölçüde değişir: genellikle azobenzen tipi moleküller için saatler, aminoazobenzenler için dakikalar ve psödo-stilbenler için saniye.

İzomerizasyon mekanizması, uygulanabilir olarak tanımlanan iki yolla bazı tartışmalara konu olmuştur: çift ​​bağın bozulmasıyla NN bağı etrafında bir dönüş veya yarı doğrusal ve hibridize bir geçiş durumu ile bir ters çevirme yoluyla . İleri sürülmüştür trans -to- sis dönüşüm içine dönme yoluyla gerçekleşir S 2 inversiyon sebebiyet verir, oysa durum cis -to- trans- dönüşüm. Hangi uyarılmış durumun fotoizomerizasyon davranışı dizisinde doğrudan bir rol oynadığı hala tartışılmaktadır. Ancak, son araştırmalar femtosaniye geçiş spektroskopisi önerdi ettiğini S 2 devlet uğrar iç dönüşüm S 1 devlet, sonra da trans -to- sis izomerizasyon ilerler. Son zamanlarda, Diau tarafından, her iki CNN bağ açısının aynı anda büküldüğü "uyumlu ters çevirme" yolu olan başka bir izomerizasyon yolu önerilmiştir.

Foto uyarımlı hareketler

Azobenzenin foto-izomerizasyonu, ışığın neden olduğu moleküler hareketin bir şeklidir. Bu izomerizasyon, daha büyük boy ölçeklerinde harekete de yol açabilir. Örneğin polarize ışık, moleküllerin rastgele pozisyonlarda izomerleşmesine ve gevşemesine neden olacaktır. Bununla birlikte, gelen ışık polarizasyonuna dik düşen gevşemiş ( trans ) moleküller artık absorbe edemeyecek ve sabit kalacaktır. Bu nedenle, polarize ışığa dik olan kromoforların istatistiksel olarak zenginleştirilmesi (yönelimsel delik yanması) vardır. Polarize ışınlama, bir azo-malzeme anizotropik ve dolayısıyla optik olarak çift ​​kırılımlı ve dikroik hale getirecektir . Bu ışıkla yönlendirme, diğer malzemeleri yönlendirmek için de kullanılabilir (özellikle sıvı kristal sistemlerde).

Referanslar

Alıntılanan kaynaklar

daha fazla okuma