المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11123 موضوعاً
علم الكيمياء
الكيمياء التحليلية
الكيمياء الحياتية
الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع اخرى في الكيمياء
الكيمياء الصناعية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية

Order Isomorphic
5-1-2022
انتفاض الزهراء لاعتقال علي (عليهما السلام)
16-12-2014
قصّة العابد (برصيصا)
13-12-2014
distributed morphology (DM)
2023-08-16
النعم الباطنية والمعنوية للمنعم عليهم
2023-06-13
الكربون وتكنولوجيا النانو
2023-11-30

Overview of diazonium salt chemistry  
  
4235   03:39 مساءً   date: 29-9-2020
Author : University of Missouri System
Book or Source : Organic Chemistry ii
Page and Part : .................

Overview of diazonium salt chemistry

Making the aromatic ring available for attack by nucleophiles

Most preparations of aromatic compounds we have seen (such as electrophilic aromatic substitution, as well as the Suzuki reaction covered in the previous section) involve the aromatic ring as nucleophile, reacting with an electrophilic reagent.  Nucleophilic aromatic substitution (in 17.1.) involves nucleophilic reagents, but it is limited to rings with strong electron-withdrawing groups ortho or para to a leaving group.  The most versatile way to make aromatic rings available for nucleophilic attack is to prepare arenediazonium salts, containing the ArN2+ ion.  The diagram below shows the variety of reactions possible with arenediazonium salts.

Chart showing the preparation of arenediazonium salts from anilines, and reactions to produce halides, nitriles, phenols, free arenes and azo compounds

Arenediazonium salts are easily prepared from arylamines (anilines) using a process called diazotization.  The process involves dissolving the amine in a suitable acid, cooling in an ice bath to 0-5 oC, then adding sodium nitrite (NaNO2) solution.  The acid reacts with the NaNO2 to form nitrous acid (HNO2), which then reacts with the arylamine to form the arenediazonium salt. The most common salt to use for these reactions is the chloride (made using HCl as the acid), which are fairly soluble but decompose rapidly at room temperature.  However, in some reactions (such as phenol formation) the chloride ion may interfere and substitute a Cl, so in those cases the sulfate (made using H2SO4) is used.  Diazonium sulfates are a little more stable than chlorides, but they are also generally less soluble and thus more awkward to use.  Diazonium tetrafluoroborates are made from chlorides by adding HBF4; they are usually completely insoluble, which allows them to be filtered off, then dried for decomposition without water present to introduce a fluorine onto the ring.  This method for introducing fluorine onto an aromatic ring is called the Balz-Schiemann reaction.

Arenediazonium salts are useful intermediates, and they easily lose nitrogen react with a variety of nucleophiles, as shown in the diagram above.  Since nitrogen is very stable, and is lost as a gas, this provides a powerful driving force for these reactions to occur.  In the case of water or iodide ion, the nucleophile reacts without need for any catalysis.  However, many reactions of diazonium salts are catalyzed by copper(I), in which case the reaction is referred to as a Sandmeyer reaction.

One reaction that retains the two nitrogens involves coupling to another (electron-rich) aromatic ring, as shown on the left part of the reaction scheme.  This is very important in the artificial dye industry, which was mainly established using the production of these “azo dyes” after the discovery of Perkin’s mauve in 1856.

Use in synthesis

Diazonium salt chemistry, being based on nucleophilic reagents used with an electrophilic aromatic ring, is complementary to electrophilic aromatic substitution (EAS, which uses electrophilic reagents).  Diazonium salts are easily prepared from aromatics via a three step synthesis:

Benzene is nitrated to nitrobenzene, which is reduced to aniline, which is then diazotized to form a diazonium salt

If other substituents are needed, these can be introduced during the synthesis.  If a meta substituent is needed, the substituent is introduced at or before the nitro stage; for ortho/para substituents, this can be done at the NH2 stage.  The amino group in an arylamine (aniline) is a very powerful activator, so many EAS reactions of arylamines rapidly introduce 2 or 3 substituents unless the NH2 group’s reactivity is moderated by formation of an amide – recall this method for protection of amines via acetylation, from chapter 16.  In some cases, the new substituent may also be reduced during the reduction of the nitro group, as in this synthesis of meta-propylbenzenediazonium chloride from benzene:

Benzene is acetylated then nitrated, then reduced and diazotized

For the synthesis of the para isomer, the arylamine is acetylated before the Friedel-Crafts reaction, then deacetylated by heating with excess aq. HCl right before diazotization.

Benzene is nitrated, then the NO2 is reduced and acetylated to give acetanilide. This is then acylated via Friedel-Crafts, reduced, deacetylated and diazotized

This para isomer synthesis shows the use of the acetyl group to control the reactivity of the amino group.  (An alternative synthesis could avoid this by introducing the propyl group first, before nitration.)  Although these syntheses appear to be long, they involve synthetic steps that are reliable and reproducible, and they follow a standard pattern.  Also, the fact that different substituents can be introduced at selected positions along the way makes this approach a very valuable synthetic sequence.




هي أحد فروع علم الكيمياء. ويدرس بنية وخواص وتفاعلات المركبات والمواد العضوية، أي المواد التي تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والاوكسجين والنتروجين واحيانا الكبريت (كل ما يحتويه تركيب جسم الكائن الحي مثلا البروتين يحوي تلك العناصر). وكذلك دراسة البنية تتضمن استخدام المطيافية (مثل رنين مغناطيسي نووي) ومطيافية الكتلة والطرق الفيزيائية والكيميائية الأخرى لتحديد التركيب الكيميائي والصيغة الكيميائية للمركبات العضوية. إلى عناصر أخرى و تشمل:- كيمياء عضوية فلزية و كيمياء عضوية لا فلزية.


إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخرى كثيرة ويعرف بكيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة .


علم يقوم على دراسة خواص وبناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائيين وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات. يعود نشوء الكيمياء الفيزيائية إلى منتصف القرن الثامن عشر . فقد أدت المعلومات التي تجمعت حتى تلك الفترة في فرعي الفيزياء والكيمياء إلى فصل الكيمياء الفيزيائية كمادة علمية مستقلة ، كما ساعدت على تطورها فيما بعد .