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Compuesto azoico

Fórmula química general de los compuestos azoicos

Los compuestos azo son compuestos orgánicos que llevan el grupo funcional diazenilo ( R−N=N−R′ , en el que R y R′ pueden ser grupos arilo o alquilo ).

La IUPAC define los compuestos azo como: "Derivados del diazeno (diimida), HN=NH , en donde ambos hidrógenos están sustituidos por grupos hidrocarbilo, p. ej. PhN=NPh azobenceno o difenildiazeno", donde Ph representa el grupo fenilo . [1] Los derivados más estables contienen dos grupos arilo. El grupo N=N se denomina grupo azo (del francés azote  ' nitrógeno ', del griego antiguo ἀ- (a-)  'no' y ζωή (zōē)  'vida').

Muchos artículos textiles y de cuero se tiñen con colorantes azoicos y pigmentos . [2]

Compuestos arilo azoicos

Los compuestos arilo azoicos suelen ser especies cristalinas estables. El azobenceno es el compuesto azoico aromático prototípico . Existe principalmente como isómero trans , pero al ser iluminado se convierte en isómero cis .

Los compuestos azo aromáticos se pueden sintetizar mediante acoplamiento azoico , que implica una reacción de sustitución electrofílica donde un catión arilo diazonio es atacado por otro anillo arilo, especialmente aquellos sustituidos con grupos donadores de electrones : [3] [4]

Arnés N.+2+ Ar'H → ArN=NAr' + H +

Dado que las sales de diazonio suelen ser inestables cerca de la temperatura ambiente, las reacciones de acoplamiento azoico se llevan a cabo normalmente cerca de 0 °C. La oxidación de hidrazinas ( R−NH−NH−R′ ) también produce compuestos azoicos. [5] Los colorantes azoicos también se preparan mediante la condensación de nitroaromáticos con anilinas seguida de la reducción del intermedio azoxi resultante :

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

Para el teñido de textiles, un compañero de acoplamiento de nitro típico sería el 4,4′-dinitrostilbeno-2,2′-disulfonato de disodio . Los compañeros de anilina típicos se muestran a continuación. [6]

Un colorante azoico de color naranja Disolvente Amarillo 7

Como consecuencia de la deslocalización π , los compuestos arilo azo tienen colores vivos, especialmente rojos, naranjas y amarillos. Por lo tanto, se utilizan como colorantes y se conocen comúnmente como colorantes azoicos , un ejemplo de los cuales es el naranja disperso 1. Algunos compuestos azoicos, por ejemplo, el naranja de metilo , se utilizan como indicadores ácido-base debido a los diferentes colores de sus formas ácidas y salinas. La mayoría de los discos DVD-R / +R y algunos CD-R utilizan colorante azoico azul como capa de grabación. El éxito comercial de los colorantes azoicos motivó el desarrollo de compuestos azoicos en general.

Compuestos azoicos de alquilo

Los compuestos azoicos alifáticos (R y/o R′ = alifáticos) se encuentran con menos frecuencia que los compuestos azoicos arílicos. Un compuesto azoico de alquilo de importancia comercial es el azobisisobutironitrilo (AIBN), que se utiliza ampliamente como iniciador en polimerizaciones por radicales libres y otras reacciones inducidas por radicales. Logra esta iniciación por descomposición , eliminando una molécula de gas nitrógeno para formar dos radicales 2-cianoprop-2-ilo:

Por ejemplo, una mezcla de estireno y anhídrido maleico en tolueno reaccionará si se calienta, formando el copolímero tras la adición de AIBN.

Un compuesto diazo dialquílico simple es el dietildiazeno, CH 3 CH 2 −N=N−CH 2 CH 3 , que se puede sintetizar a través de una variante de la reacción de Ramberg–Bäcklund . [7] Debido a su inestabilidad, los compuestos azo alifáticos plantean riesgo de explosión .

El AIBN se produce mediante la conversión de cianhidrina de acetona en el derivado de hidrazina seguida de oxidación: [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
[(CH3 ) 2C ( CN ) ]2N2H2 + Cl2 [ ( CH3 ) 2C ( CN ) ] 2N2 +2HCl

Seguridad y regulación

Muchos pigmentos azoicos no son tóxicos, aunque se ha descubierto que algunos, como el naranja de dinitroanilina , el naranja de orto-nitroanilina o el pigmento naranja 1, 2 y 5, son mutagénicos . [9] Asimismo, varios estudios de casos han vinculado los pigmentos azoicos con el carcinoma de células basales . [10]

Reglamento europeo

Algunos colorantes azoicos pueden descomponerse en condiciones reductoras y liberar cualquiera de un grupo de aminas aromáticas definidas . En septiembre de 2003, se prohibió la fabricación y venta en los países de la Unión Europea de productos de consumo que contienen aminas aromáticas enumeradas procedentes de colorantes azoicos . Como sólo un pequeño número de colorantes contenía una cantidad igualmente pequeña de aminas, relativamente pocos productos se vieron afectados. [2]

Véase también

Referencias

  1. ^ IUPAC , Compendio de terminología química , 2.ª edición (el "Libro de oro") (1997). Versión corregida en línea: (2006–) "azo Compounds". doi :10.1351/goldbook.A00560
  2. ^ ab Prohibición europea de determinados colorantes azoicos Archivado el 13 de agosto de 2012 en Wayback Machine , Dr. A. Püntener y Dr. C. Page, Calidad y medio ambiente, TFL
  3. ^ Grossman, Robert B. (2003). El arte de escribir mecanismos de reacción orgánicos razonables (2.ª ed.). Nueva York: Springer. pp. 130-131. ISBN 0-387-95468-6.
  4. ^ HT Clarke; WR Kirner (1941). "Metil rojo". Síntesis orgánicas; Volúmenes recopilados , vol. 1, pág. 374.
  5. ^ March, J. (1992). Química orgánica avanzada (5.ª ed.). Nueva York: J. Wiley and Sons. ISBN 978-0-471-60180-7.
  6. ^ Klaus Hunger, Peter Mischke, Wolfgang Rieper, Roderich Raue, Klaus Kunde, Aloys Engel: "Tintes azoicos" en la Enciclopedia de química industrial de Ullmann , 2005, Wiley-VCH, Weinheim. doi :10.1002/14356007.a03_245.
  7. ^ Ohme, R.; Preuschhof, H.; Heyne, H.-U. (1988). "Azoetano". Síntesis orgánicas; Volúmenes recopilados , vol. 6, pág. 78.
  8. ^ Jean-Pierre Schirmann, Paul Bourdauducq: "Hidrazina" en la Enciclopedia de Química Industrial de Ullmann , Wiley-VCH, Weinheim, 2002. doi :10.1002/14356007.a13_177.
  9. ^ Universidad de Tucson. "Salud y seguridad en las artes, una base de datos de búsqueda de información sobre salud y seguridad para artistas". Estudios de la Universidad de Tucson . Archivado desde el original el 10 de mayo de 2009.
  10. ^ Eva Engel; Heidi Ulrich; Rudolf Vasold; Burkhard König; Michael Landthaler; Rudolf Süttinger; Wolfgang Bäumler (2008). "Pigmentos azoicos y carcinoma de células basales en el pulgar". Dermatología . 216 (1): 76–80. doi :10.1159/000109363. PMID  18032904. S2CID  34959909.