胺与含氮化合物

重氮盐

/ dy-uh-ZOH-nee-um /

重氮盐是一个有机基团连着两个一字排开的氮,R-N≡N+,末端的氮带正电。有意思的成员是芳基重氮盐 Ar-N2+,由苯胺制得——它们特别之处在于那个 -N2+ 基团是极好的离去基团:它一心想以无害的氮气(N2)飞走,而 N2 是最稳定的小分子之一。这种急于离去的性子,正是重氮盐如此有用的原因。

制备芳基重氮盐靠的是重氮化:在低温(约 0-5 °C)下用亚硝酸(HNO2,由亚硝酸钠与 HCl 当场生成)处理一个伯芳胺(苯胺)。胺的氮经几步被转化成 -N2+ 基团。低温不是可有可无的:芳基重氮盐不稳定,受热会分解,所以要现做现用,全程在冰浴里进行。(来自非芳香胺的脂肪族重氮盐太不稳定,瞬间就散架,这条路用不上——只有芳香族的才稳定到能在台面上加以利用。)

为什么要费这功夫?因为 Ar-N2+ 是一个全能的合成总开关。你可以用一整套基团来替换 -N2+:与铜盐反应(桑德迈尔反应)变成 Ar-Cl、Ar-Br 或 Ar-CN;与水共热变成苯酚(Ar-OH);用次磷酸则把它换成单纯的 -H,从而把氨基当作临时的定位把手、用完再抹掉。重氮离子还能充当弱亲电试剂,与富电子的芳香化合物偶联生成偶氮染料。一句话,苯胺到重氮盐这一步,解锁了你原本够不到的芳香位置。

苯胺 + NaNO2 + HCl 在 0-5 °C 下得到氯化苯重氮盐(C6H5-N2+ Cl-);在水中加热,-N2+ 以 N2 气体离去,被 -OH 取代,生成苯酚。

氮气是终极离去基团——这正是重氮盐几乎可以被换成任何东西的原因。

芳基重氮盐必须低温(0-5 °C)现做现用;受热会分解。只有芳香族重氮盐才有用——脂肪族的瞬间散架,因为没有环来稳定它们。

又称
aryl diazonium saltAr-N2+重氮化合物