胺与含氮化合物

偶氮偶联

/ AY-zoh /

偶氮偶联这个反应,比任何其他反应都更彻底地给世界带来了廉价而鲜艳的颜色:它通过一座氮氮桥 -N=N-(称作偶氮基)把两个芳环缝在一起。衣物、食品标识和油墨里大多数鲜红、橙、黄都可追溯到这一个反应。它是重氮化学友善、富有成效的一面。

这里芳基重氮离子扮演的角色与桑德迈尔反应不同:它不是失去氮,而是保留氮、充当弱亲电试剂。Ar-N2+ 末端的氮缺电子到足以去进攻一个非常富电子的芳环——一个苯酚或苯胺(往往靠它们的氧或氮把电子推进环里)——发生亲电芳香取代。重氮离子在环上电子最富集的位置(通常是活化基的对位)成键,形成 -N=N- 桥,把两个环连成一个延展的共轭体系。由于重氮离子只是弱亲电试剂,它需要一个被活化的搭档;它不会与普通苯偶联。

这些偶氮化合物有颜色的原因,是横跨两个环、并穿过 -N=N- 连接的那一长串不间断、交替的双键。这种延展共轭构成一个生色团,吸收可见光,我们看到的便是剩下的颜色。微调任一环上的取代基就能移动吸收,这就是为什么同一族反应能产出一整道彩虹般的偶氮染料——也是为什么像甲基橙这样对 pH 敏感的偶氮化合物能用作指示剂,因为质子化改变了共轭、从而改变了颜色。

氯化苯重氮盐与 2-萘酚(一种富电子芳香化合物)偶联,得到鲜艳的橙红色偶氮染料;若改与 N,N-二甲基苯胺偶联,产物经磺化后便是甲基橙,一种 pH 指示剂。

两个环由 -N=N- 桥接:延展的共轭使分子吸收可见光,于是我们看到颜色。

这里的重氮离子是弱亲电试剂,所以它只与被强活化的环(苯酚、苯胺)偶联;它不会与普通苯反应。颜色来自横跨 -N=N- 的延展共轭,而非氮原子本身。

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