胺與含氮化合物

偶氮偶聯

/ AY-zoh /

偶氮偶聯這個反應,比任何其他反應都更徹底地給世界帶來了廉價而鮮豔的顏色:它透過一座氮氮橋 -N=N-(稱作偶氮基)把兩個芳環縫在一起。衣物、食品標示和油墨裡大多數鮮紅、橙、黃都可追溯到這一個反應。它是重氮化學友善、富有成效的一面。

這裡芳基重氮離子扮演的角色與桑德邁爾反應不同:它不是失去氮,而是保留氮、充當弱親電試劑。Ar-N2+ 末端的氮缺電子到足以去進攻一個非常富電子的芳環——一個苯酚或苯胺(往往靠它們的氧或氮把電子推進環裡)——發生親電芳香取代。重氮離子在環上電子最富集的位置(通常是活化基的對位)成鍵,形成 -N=N- 橋,把兩個環連成一個延展的共軛體系。由於重氮離子只是弱親電試劑,它需要一個被活化的搭檔;它不會與普通苯偶聯。

這些偶氮化合物有顏色的原因,是橫跨兩個環、並穿過 -N=N- 連接的那一長串不間斷、交替的雙鍵。這種延展共軛構成一個生色團,吸收可見光,我們看到的便是剩下的顏色。微調任一環上的取代基就能移動吸收,這就是為什麼同一族反應能產出一整道彩虹般的偶氮染料——也是為什麼像甲基橙這樣對 pH 敏感的偶氮化合物能用作指示劑,因為質子化改變了共軛、從而改變了顏色。

氯化苯重氮鹽與 2-萘酚(一種富電子芳香化合物)偶聯,得到鮮豔的橙紅色偶氮染料;若改與 N,N-二甲基苯胺偶聯,產物經磺化後便是甲基橙,一種 pH 指示劑。

兩個環由 -N=N- 橋接:延展的共軛使分子吸收可見光,於是我們看到顏色。

這裡的重氮離子是弱親電試劑,所以它只與被強活化的環(苯酚、苯胺)偶聯;它不會與普通苯反應。顏色來自橫跨 -N=N- 的延展共軛,而非氮原子本身。

又稱
diazonium couplingazo dye formation偶氮化反应重氮偶联