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Azoderivado
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Los azoderivados son compuestos químicos que cuentan con el grupo funcional azo, que tiene la forma R-N=N-R’, siendo las R compuestos del carbono y las N, nitrógenos con un enlace doble entre ellos. Así todos los compuestos que en su composición química cuentan con un enlace –N=N-, se conocen como azoderivados o azocompuestos, y en algunas ocasiones se encuentran también bajo la denominación de compuestos azoicos.
Los azoderivados pueden presentar una intensa coloración, cuando el compuesto azo se encuentra en conjugación con un par de anillos aromáticos, debido a que el compuesto resultante absorbe radiación de tipo electromagnética en la banda del espectro visible. Debido a esta característica, los azoderivados suele ser utilizado como colorantes en diferentes campos de la industria tan dispares como pueden ser la industria alimentaria o la textil, pasando por la industria del papel, etc.
Cuando en la composición química del azoderivado se encuentran presentes otros grupos químicos, éste puede llegar a absorber diferentes longitudes de onda, obteniéndose de este modo, diferentes coloraciones, pues hablamos de diferentes compuestos. La presencia de otros grupos, puede también inducir al compuesto a absorber la luz con intensidades diferentes. De igual manera, alguno de los grupos que se encuentran en el azoderivado, le confieren a éste mayor o menos solubilidad, por lo cual, las características que presente un azocompuesto depende mucho de los grupos químicos que se encuentren presente en su configuración.
Sumario
[ocultar]Origen y empleo
En la actualidad, los colorantes de tipo azoico, son los más utilizados en la industria textil, desde que el 1884 se sintetizara el compuesto conocido como “rojo congo”, usado para la tinción de prendas de algodón.
Los azoderivados suelen utilizarse también a modo de indicadores en los laboratorios químicos para la realización de volumetrías de tipo ácido- base, lo que permite ver el viraje de las disoluciones en esta técnica. Uno de los más conocidos es el naranja de metilo, el cual presenta diferentes tonalidades dependiendo del pH que presente, según tenga el grupo azo protonado o no protonado. Hay que utilizarlo con cautela pues se cree que sea cancerígeno.
En su composición, las R que presentan pueden hacer referencia a compuestos arilo o alquilo. Cuando se trata de compuestos azoderivados de arilo, por lo general son compuestos bastante estables y con presencia cristalina. Por ejemplo el azobenceno, es un compuesto azoderivado típico. Se encuentra de manera principal en forma isomérica trans, pero después de la fotólisis llega a convertirse en forma cis. Los compuestos azoicos con anillos aromáticos se suelen sintetizar a través de la reacción de acoplamiento diazoico, que conlleva una reacción aromática donde interviene la sustitución electrofílica, sobretodo en aquellos compuestos que cuentan con grupos que pueden ceder electrones. Las sales de estos compuestos por lo general, son inestables cuando se encuentran en torno a la temperatura ambiental, por lo que las reacciones con ellas suelen llevarse acabo a bajas temperaturas (entorno a los 0ºC).
Por otro lado, los compuestos azo cuyas R o R’ sean grupos alifáticos son más raros que los de arilo. En ellos, a altas temperaturas, los enlaces entre el carbono y el nitrógeno suelen romperse provocando la pérdida del nitrógeno (gas), generando radicales libres. Debido a esto, ciertos compuestos azo alifáticos se usan a modo de indicadores de radicales. Estos compuestos deben tratarse con extrema atención, pues su alta inestabilidad los hace explosivos.
Compuestos azoicos de arilo o alirulos
Los compuestos azoicos de arilo suelen ser especies cristalinas y estables. El azobenceno es el compuesto aromático azoico prototípico. Existe principalmente como el isómero trans, pero a través de fotólisis, se convierte en el isómero cis. Los compuestos aromáticos azoicos pueden ser sintetizados usando la reacción de acoplamiento diazoico, que involucran una reacción de sustitución electrofílica aromática, donde un catión aril diazonio ataca a otro anillo de arilo, especialmente aquellos que tienen grupos liberadores de electrones.1 Puesto que las sales de diazonio suelen ser inestables cerca a la temperatura ambiente, las reacciones de acoplamiento diazoico suelen ser llevadas a cabo a temperaturas bajas (alrededor de 0 °C). La oxidación de las hidrazinas también produce compuestos azoicos.2
Compuestos azoicos de alquilo
Los compuestos azoicos alifáticos ((R y/o R' = alifático) son menos comunes que los compuestos azoicos de arilo. Un ejemplo es el dietildiazeno, EtN=NEt.3 A temperaturas elevadas o irradiación, los enlaces carbono-nitrógeno (C-N) en ciertos compuestos azoicos de alquilo se rompen con la pérdida de gas nitrógeno para generar radicales libres. Debido a este proceso, algunos compuestos azoicos alifáticos se utilizan como iniciadores de radicales. Un ejemplo representativo es el azobisisobutilonitrilo (AIBN), que se usa ampliamente como un iniciador en la polimerización. Debido a su inestabilidad, especialmente para los alifáticos, debe tenerse cuidado al manejar compuestos azoicos, o puede ocurrir una explosión.
Ejemplos de Azoderivados:
• C6H6-N=N-C6H6 Trans-azobenceno
• CH3-CH2-N=N-CH2-CH3 Dietildiazeno
• Naranja de Metilo
Clasificación y Ejemplos de los Grupos Funcionales
• Alquilo: formado por Alcanos. Da lugar a Radicales Alquilo (-CH3 metilo, -CH2CH3 etilo...)
• Alquenilo: formado por Alquenos. Da lugar a Radicales Alquenilo (-CH=CH-CH3 1-propenilo...)
• Alquinilo: formado por Alquinos. Da lugar a Radicales Alquinilo (-C≡CH etinilo...)
• Hidroxilo: R-OH. Da lugar a los Alcoholes (CH3OH alcohol metílico, CH3CH2OH alcohol etílico...)
• Alcoxi: R-O-R'. Da lugar a los Éteres (CH3OCH2CH3 metoxietano, CH3OCH=CH2 metoxieteno...)
• Carbonilo: R-(C=O)-R'. Da lugar a dos tipos de compuestos:
• Aldehídos: cadena acabada en R-HC=O. Ejemplos: HCHO metanal, CH3-CHO etanal...
• Cetonas: R-(C=O)-R'. Ejemplos: CH3-(C=O)-CH3 propanona, CH3CH2-(C=O)-CH2CH3...
• Carboxilo: R-(C=O)-OH. Da lugar a dos tipos de compuestos:
• Ácidos Carboxílicos: CH3COOH ácido acético...
• Anhídridos de Ácido: CH3-CO-O-CO-CH2CH3 anhídrido etanoico...
• Acilo: R-CO-O-R'. Da lugar a los Ésteres: CH3-COO-CH3 etanoato de metilo...
• Amino: R-NR'R o RR'C=N-R. Da lugar a dos tipos de compuestos:
• Aminas: CH3-NH-CH3 dimetilamina...
• Iminas: CH3C=N-CH3...
• Amino-Carbonilo: R-(C=O)-NR'H o R-(C=O)-NR'R". Da lugar a los siguientes compuestos:
• Amidas: CH3-CO-NH2...
• Imidas: HCONHCOCH3...
• Nitro: R-NO2. Da lugar a los Nitrocompuestos: CH3-CH2-CH2-NO2...
• Nitrilo: R-C≡N o R-N≡C. Da lugar a:
• Nitrilos o Cianuros: H-C≡N...
• Isocianuros: CH3-N≡C...
Fuentes
• Catalytic Cyclopropanation of Alkenes Using Diazo Compounds Generated in Situ. A Novel Route to 2-Arylcyclopropylamines Varinder K. Aggarwal, Javier de Vicente, and Roger V. Bonnert Org. Lett.; 2001; 3(17) pp 2785 - 2788; (Letter) Abstract
• ↑ Notas: El benzaldehído reacciona con la para-toluensulfonil hidracida a la hidrazona. Su sal sódica reacciona con la N-vinilftalimida y el acetato de rodio en una catálisis con cambio de fase y el PTC al ciclopropano. El grupo ftalimida se elimina con hidracina. El producto resultante es el isómero cis, pero mediante la adición de ClFeTPP la cantidad de isómero trans aumenta a un 33%
• ↑ Total Synthesis of the Diazobenzofluorene Antibiotic (-)-Kinamycin C1 Xiaoguang Lei and John A. Porco, Jr. J. Am. Chem. Soc.; 2006; ASAP Web Release Date: 26-Oct-2006; (Communication) doi 10.1021/ja066621v 10.1021/ja066621v
• ↑ Elusive Natural Product Is Synthesized Stu Borman Chemical & Engineering News October 31, 2006 Link el 28 de agosto de 2008 en Wayback Machine..
