Azobenzen: Różnice pomiędzy wersjami

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przeglądaj historię interaktywnie
[wersja przejrzana][wersja nieprzejrzana]
← poprzednia edycjanastępna edycja →
Usunięta treść Dodana treść
WizualnieWikikod
Paweł Ziemian BOT (dyskusja | edycje)
Boty
1 384 060 edycji
m eliminuje wywołanie CAS z infoboksu
m Poszerzenie opisu azobenzenu i charakterystyka związku pod względem chemicznym, fizycznym i budowy. Opis procesu izomeryzacji trans-cis. Dodanie rozdziału o reaktywności chemicznej azobenzenu.
Linia 72: Linia 72:
|commons =
|commons =
}}
}}
'''Azobenzen''', '''difenylodiazen''' – [[związki organiczne|organiczny związek chemiczny]], jeden z aromatycznych [[grupa azowa|związków azowych]]. Jest najprostszym arylowym związkiem azowym. Termin "azobenzen" jest często stosowany również w odniesieniu do związków, które są pochodnymi diazenu (diimidu), które nazywa się "diazenami". Diazeny to związki silnie absorbujące światło i są powszechnymi barwnikami. <ref>{{Cytuj |redaktor = Miloslav Nič, Jiří Jirát, Bedřich Košata, Aubrey Jenkins, Alan McNaught |tytuł = azo compounds |data = 2009-06-12 |data dostępu = 2020-10-21 |isbn = 978-0-9678550-9-7 |wydanie = 2.1.0 |miejsce = Research Triagle Park, NC |wydawca = IUPAC |doi = 10.1351/goldbook.a00560 |url = http://goldbook.iupac.org/A00560.html |język = en}}</ref>
'''Azobenzen''', '''difenylodiazen''' – [[związki organiczne|organiczny związek chemiczny]], jeden z aromatycznych [[grupa azowa|związków azowych]].


Stosowany jest do produkcji barwników organicznych.
W temperaturze pokojowej tworzy żółte [[Ciało krystaliczne|kryształy]]. Stosowany jest do produkcji barwników organicznych. Należy do związków [[fotochromizm|fotochromowych]], występuje w dwóch odmianach [[izomeria geometryczna|izomerycznych ''cis'' i ''trans'']]. Izomer ''trans'' jest bardziej stabilny termodynamicznie od izomeru ''cis''.

== Struktura i synteza ==
Azobenzen jest cząsteczką, której struktura zawiera dwa pierścienie fenylowe połączone wiązaniem podwójnym N = N tzw. [[Grupa azowa|grupą azową]]. Występuje w postaci pomarańczowych [[Ciało krystaliczne|kryształów]] lub ciemnobrązowego bezpostaciowego ciała stałego. Nie rozpuszcza się w wodzie, natomiast dobrze rozpuszcza się w podstawowych rozpuszczalnikach organicznych takich jak [[etanol]], [[metanol]] czy [[benzen]]. Dzięki obecności wiązania N = N posiada zdolność do [[Fotoizomeryzacja|fotoizomeryzacji]] geometrycznej. Należy do związków [[fotochromizm|fotochromowych]], występuje w dwóch odmianach [[izomeria geometryczna|izomerycznych ''cis'' i ''trans'']]. Cząsteczki te charakteryzują się spektroskopowo niskoenergetycznym pasmem n – π * w obszarze widzialnym i wysokoenergetycznym pasmem π – π * w obszarze UV. Izomer ''trans'' jest bardziej stabilny termodynamicznie od izomeru ''cis''. Trans azobenzen jest cząsteczką płaską. Odległość wiązania N=N wynosi 1.189 Å. Azobenzen w formie cis charakteryzuje się bardziej skręconą geometrią pod kątem 173,5°, a odległość wiązania N=N wynosi 1.251Å. <ref>{{Cytuj |autor = Osvaldo N. Oliveira, Maria Raposo, Anantharaman Dhanabalan |redaktor = Hari Singh Nalwa |tytuł = Chapter 1 - LANGMUIR-BLODGETT AND SELF-ASSEMBLED POLYMERIC FILMS |data = 2001-01-01 |data dostępu = 2020-10-21 |isbn = 978-0-12-513910-6 |miejsce = Burlington |wydawca = Academic Press |s = 1–63 |url = http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780125139106500475 |język = en}}</ref>

== Izomeryzacja ''trans-cis'' ==
[[Plik:Azobenzene isomerization.png|thumb|260px|left|Proces [[fotoizomeryzacja|fotoizomeryzacji]] pod wpływem światła laserowego]]
[[Plik:Azobenzene isomerization.png|thumb|260px|left|Proces [[fotoizomeryzacja|fotoizomeryzacji]] pod wpływem światła laserowego]]
Oba izomery mogą w siebie wzajemnie przechodzić termicznie lub [[fotochemizm|fotochemicznie]] (np. pod wpływem [[Ultrafiolet|nadfioletowego]] światła [[laser]]owego). Przejście od bardziej stabilnej formy ''trans'' do formy ''cis'' zachodzi pod wpływem fali świetlnej o odpowiedniej długości. Powrotna zmiana [[konformacja|konformacji]] może zajść pod wpływem fali świetlnej o innej [[długość fali|długości fali]] lub w wyniku relaksacji (swobodnego powrotu do bardziej stabilnej formy). Izomery ''cis'' i ''trans'' mają nie tylko różną strukturę, ale także odmienne własności fizyczne i chemiczne, wynikające z odmienności ich budowy.
Oba izomery mogą w siebie wzajemnie przechodzić termicznie lub [[fotochemizm|fotochemicznie]] (np. pod wpływem [[Ultrafiolet|nadfioletowego]] światła [[laser]]owego). Przejście od bardziej stabilnej formy ''trans'' do formy ''cis'' zachodzi pod wpływem naświetlania światłem [[ultrafiolet]]<nowiki/>owym ([[UV]]) tj. długość fali z zakresu 300–400 nm. Powrotna zmiana [[konformacja|konformacji]] może zajść pod wpływem fali świetlnej z zakresu światła widzialnego (λ = 425–500 nm) lub w wyniku relaksacji (swobodnego powrotu do bardziej stabilnej formy).<ref>{{Cytuj |autor = Q. Yu, H. Chen |redaktor = Zheng Zhang |tytuł = 7 - Interaction of switchable biomaterials surfaces with proteins |data = 2015-01-01 |data dostępu = 2020-10-21 |isbn = 978-0-85709-713-2 |miejsce = Oxford |wydawca = Woodhead Publishing |s = 167–188 |url = http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780857097132000079 |język = en}}</ref> Takie działanie indukuje powrót izomerów cis do ich odpowiedników w formie trans. Izomery ''cis'' i ''trans'' mają nie tylko różną strukturę, ale także odmienne własności fizyczne i chemiczne, wynikające z odmienności ich budowy. Skutkiem fotoindukowanej reakcji izomeryzacji są zmiany w strukturze cząsteczki takie jak przejście izomeru trans w cis powoduje zmniejszenie odległości między atomami węgla w położeniu para w odniesieniu do atomów azotu z 9,0 Å do 5,5 Å. Konsekwencją tej zmiany jest zmiana [[Moment dipolowy|momentu dipolowego]] cząsteczki. Forma trans azobenzenu nie posiada momentu dipolowego, natomiast forma cis już tak i wynosi on 3,0D

Izomeryzację trans – cis można obserwować za pomocą spektroskopii UV-Vis. Aby reakcja ta mogła zajść potrzebna jest duża energia aktywacji. W widmach absorpcyjnych można zaobserwować dwa możliwe pasma. Pasmo o większej intensywności jest związane z przejściem elektronowym π→π* powodującym rotację wokół podwójnego wiązania N = N. Wystąpienie drugiego pasma jest natomiast konsekwencją przejścia n→π*, któremu towarzyszy płaska inwersja przy atomie azotu. W zależności od zastosowanej długości fali wzbudzenie może przebiegać dwojako, natomiast każdy z tych sposobów prowadzi do otrzymania identycznej formy struktury. <ref>{{Cytuj |autor = Ewelina Ortyl |tytuł = "Zjawiska fotochromowe w wybranych polimerach" Instytut Technologii Organicznej i Tworzyw Sztucznych Politechniki Wrocławskiej |data = 2005}}</ref>

== Reaktywność chemiczna ==
Azobenzen należy do grupy [[Zasady|słabych zasad]]. Poddaje się protonowaniu przy użyciu jednego [[Azot|azotu]] o wartości [[Moc kwasu|pKa]] równej -2,95. Funkcjonuje również jako kwas Lewisa. Wiąże się z centrami metali o niskiej wartościowości, np. Ni(Ph<sub>2</sub>N<sub>2</sub>)(PPh<sub>3</sub>)<sub>2</sub>. Produktem reakcji utlenienia jest azoksybenzen, a reakcji uwodornienia difenylohydrazynę.<ref>{{Cytuj |autor = Y FEDOTOVA, A KORNEV, V SUSHEV, Y KURSKY, T MUSHTINA |tytuł = Phosphinohydrazines and phosphinohydrazides M(–N(R)–N(R)–PPh2)n of some transition and main group metals: synthesis and characterizationRearrangement of Ph2P–NR–NR– ligands into aminoiminophosphorane, RNPPh2–NR–, and related chemistry |czasopismo = Journal of Organometallic Chemistry |data = 2004-09-22 |data dostępu = 2020-10-21 |issn = 0022-328X |wolumin = 689 |numer = 19 |s = 3060–3074 |doi = 10.1016/s0022-328x(04)00470-x |url = http://dx.doi.org/10.1016/s0022-328x(04)00470-x}}</ref>


== Zobacz też ==
== Zobacz też ==
* [[stylben]]
*[[stylben]]
* [[fotochromizm]]
* [[Azozwiązki|związki azowe]]


== Przypisy ==
== Przypisy ==

Wersja z 18:56, 21 paź 2020

Azobenzen
izomer trans izomer trans
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny

C12H10N2

Inne wzory

C6H5–N=N–C6H5

Masa molowa

182,22 g/mol

Wygląd

pomarańczowo-czerwone kryształy

Identyfikacja
Numer CAS

103-33-3
17082-12-1 (izomer trans)
1080-16-6 (izomer cis)

PubChem

2272

Podobne związki
Podobne związki

stylben, difenyloamina

Pochodne

sulfasalazyna, żółcień metylowa

Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)
Multimedia w Wikimedia Commons

Azobenzen, difenylodiazen – organiczny związek chemiczny, jeden z aromatycznych związków azowych. Jest najprostszym arylowym związkiem azowym. Termin "azobenzen" jest często stosowany również w odniesieniu do związków, które są pochodnymi diazenu (diimidu), które nazywa się "diazenami". Diazeny to związki silnie absorbujące światło i są powszechnymi barwnikami. [6]

Stosowany jest do produkcji barwników organicznych.

Struktura i synteza

Azobenzen jest cząsteczką, której struktura zawiera dwa pierścienie fenylowe połączone wiązaniem podwójnym N = N tzw. grupą azową. Występuje w postaci pomarańczowych kryształów lub ciemnobrązowego bezpostaciowego ciała stałego. Nie rozpuszcza się w wodzie, natomiast dobrze rozpuszcza się w podstawowych rozpuszczalnikach organicznych takich jak etanol, metanol czy benzen. Dzięki obecności wiązania N = N posiada zdolność do fotoizomeryzacji geometrycznej. Należy do związków fotochromowych, występuje w dwóch odmianach izomerycznych cis i trans. Cząsteczki te charakteryzują się spektroskopowo niskoenergetycznym pasmem n – π * w obszarze widzialnym i wysokoenergetycznym pasmem π – π * w obszarze UV. Izomer trans jest bardziej stabilny termodynamicznie od izomeru cis. Trans azobenzen jest cząsteczką płaską. Odległość wiązania N=N wynosi 1.189 Å. Azobenzen w formie cis charakteryzuje się bardziej skręconą geometrią pod kątem 173,5°, a odległość wiązania N=N wynosi 1.251Å. [7]

Izomeryzacja trans-cis

Proces fotoizomeryzacji pod wpływem światła laserowego

Oba izomery mogą w siebie wzajemnie przechodzić termicznie lub fotochemicznie (np. pod wpływem nadfioletowego światła laserowego). Przejście od bardziej stabilnej formy trans do formy cis zachodzi pod wpływem naświetlania światłem ultrafioletowym (UV) tj. długość fali z zakresu 300–400 nm. Powrotna zmiana konformacji może zajść pod wpływem fali świetlnej z zakresu światła widzialnego (λ = 425–500 nm) lub w wyniku relaksacji (swobodnego powrotu do bardziej stabilnej formy).[8] Takie działanie indukuje powrót izomerów cis do ich odpowiedników w formie trans. Izomery cis i trans mają nie tylko różną strukturę, ale także odmienne własności fizyczne i chemiczne, wynikające z odmienności ich budowy. Skutkiem fotoindukowanej reakcji izomeryzacji są zmiany w strukturze cząsteczki takie jak przejście izomeru trans w cis powoduje zmniejszenie odległości między atomami węgla w położeniu para w odniesieniu do atomów azotu z 9,0 Å do 5,5 Å. Konsekwencją tej zmiany jest zmiana momentu dipolowego cząsteczki. Forma trans azobenzenu nie posiada momentu dipolowego, natomiast forma cis już tak i wynosi on 3,0D

Izomeryzację trans – cis można obserwować za pomocą spektroskopii UV-Vis. Aby reakcja ta mogła zajść potrzebna jest duża energia aktywacji. W widmach absorpcyjnych można zaobserwować dwa możliwe pasma. Pasmo o większej intensywności jest związane z przejściem elektronowym π→π* powodującym rotację wokół podwójnego wiązania N = N. Wystąpienie drugiego pasma jest natomiast konsekwencją przejścia n→π*, któremu towarzyszy płaska inwersja przy atomie azotu. W zależności od zastosowanej długości fali wzbudzenie może przebiegać dwojako, natomiast każdy z tych sposobów prowadzi do otrzymania identycznej formy struktury. [9]

Reaktywność chemiczna

Azobenzen należy do grupy słabych zasad. Poddaje się protonowaniu przy użyciu jednego azotu o wartości pKa równej -2,95. Funkcjonuje również jako kwas Lewisa. Wiąże się z centrami metali o niskiej wartościowości, np. Ni(Ph2N2)(PPh3)2. Produktem reakcji utlenienia jest azoksybenzen, a reakcji uwodornienia difenylohydrazynę.[10]

Zobacz też

Przypisy

  1. ↑ a b Department of Chemistry, The University of Akron: Azobenzene. [dostęp 2012-02-22]. (ang.).
  2. ↑ a b Azobenzene, [w:] ChemIDplus, United States National Library of Medicine [dostęp 2012-02-22] (ang.).
  3. ↑ a b c d Azobenzen (nr 424633) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Polski.
  4. ↑ G. S. Hartley, R. J. W. Le Fèvre. The dipole moments of cis- and trans-azobenzenes and of some related compounds. „J. Chem. Soc.”, s. 531-535, 1939. DOI: 10.1039/JR9390000531. 
  5. ↑ a b Azobenzen, [w:] Classification and Labelling Inventory, Europejska Agencja Chemikaliów [dostęp 2015-04-07] (ang.).
  6. ↑ Miloslav Nič i inni red., azo compounds, wyd. 2.1.0, Research Triagle Park, NC: IUPAC, 12 czerwca 2009, DOI: 10.1351/goldbook.a00560, ISBN 978-0-9678550-9-7 [dostęp 2020-10-21] (ang.).
  7. ↑ Osvaldo N. Oliveira, Maria Raposo, Anantharaman Dhanabalan, Chapter 1 - LANGMUIR-BLODGETT AND SELF-ASSEMBLED POLYMERIC FILMS, Hari Singh Nalwa (red.), Burlington: Academic Press, 2001, s. 1–63, ISBN 978-0-12-513910-6 [dostęp 2020-10-21] (ang.).
  8. ↑ Q. Yu, H. Chen, 7 - Interaction of switchable biomaterials surfaces with proteins, Zheng Zhang (red.), Oxford: Woodhead Publishing, 2015, s. 167–188, ISBN 978-0-85709-713-2 [dostęp 2020-10-21] (ang.).
  9. ↑ Ewelina Ortyl, "Zjawiska fotochromowe w wybranych polimerach" Instytut Technologii Organicznej i Tworzyw Sztucznych Politechniki Wrocławskiej, 2005.
  10. ↑ Y FEDOTOVA i inni, Phosphinohydrazines and phosphinohydrazides M(–N(R)–N(R)–PPh2)n of some transition and main group metals: synthesis and characterizationRearrangement of Ph2P–NR–NR– ligands into aminoiminophosphorane, RNPPh2–NR–, and related chemistry, „Journal of Organometallic Chemistry”, 689 (19), 2004, s. 3060–3074, DOI: 10.1016/s0022-328x(04)00470-x, ISSN 0022-328X [dostęp 2020-10-21].
Źródło: „https://pl.wikipedia.org/w/index.php?title=Azobenzen&oldid=61149890”