ДИАЗОТИРОВАНИЕ

Обычнодиазосоставляющая по объему иструктуре молекулы проще, чемазосоставляющая, однако бывают и обратныеварианты:

—Образование диазоаминосоединенияво многих случаях является побочнойреакцией и её стараются избежать. Однаков синтезе азидина она являетсяцелевой:

8.2.Сочетаниесолей диазония с алифатическимиазосоставляющими.

В алифатическомряду реакция азосочетания известналишь с соединениями общей формулыZ—CH2—Z'или Z'-CHR—Z(-кетоэфиры,малоновый эфир и т.п.), где Zи Z' ацильные, карбоксильныеи др. заместители. ВероятныймеханизмSE1:

В этомслучае первоначально образующеесясоединение неустойчиво и таутомернопревращается в гидразон, который иявляется продуктом реакции. Припроведении реакции с соединениямиZ'-CHR-Zотщепляется группа Z(особенно, если это ацил или карбоксил)и, также как и в предыдущем случае,проходит таутомеризация и образуетсягидразон:

При наличии вмолекуле ацильной и карбоксильной групппреимущественно отщепляется карбоксил.В отсутствие этих групп образуетсяазосоединение.

— Всинтезе индопана и серотонина азосочетаниесопровождается декарбоксилированием2-пиперидона-3-карбоновой кислоты, иазогруппа становится на место уходящейкарбоксильной группы:

— Другимпримером использования азосоставляющейнеароматического характера являетсяодна из стадий в синтезе меркаптопурина:

7. Примеры использованияреакции нитрозирования в промышленномсинтезе лекарственных веществ

— Всинтезе фолиевой кислоты в2,4-диамино-6-гидроксипиримидинеположение 5 сильно активировано, поэтомув первую очередь идет С-нитрозирования,а не диазотирования (при 0оС):

— Присинтезе алкалоидов пуринового ряда(синтез Траубе) нитрозирование1,3-диалкил-2,6-диоксо-4-иминопиримидинапроводят при 80°С:

— Всинтезе амидопирина и анальгинабензолсульфонат антипирина нитрозируютпри температуре 2-5°С. Роль кислотыв этой реакции выполняет бензолсульфокислота,связанная с антипирином:

—Нитрозирование 4-диметиламино-2-бутанонав производстве изонитрозинаосуществляют этилнитритом (С2Н5ОН+ NaNO2 + H2SO4):

-N-Нитрозирование вторичногоамина проводят в неводной среде:

Несмотря наизученность процесса и наличие типовыхметодик, проведение реакций диазотированияи нитрозирования при синтезехимико-фармацевтических препаратовдостаточно часто требует индивидуальнойрецептуры, учитывающей химическиесвойства субстратов сложного строения.

8. Другие способыполучения диазо- и нитрозосоединений

Алифатическиедиазосоединения лишь в редкихслучаях получают прямым диазотированиемсоответствующих аминов, чаще используютдругие методы синтеза.

1. Синтездиазоалкановиз N-нитрозо-N-алкиламидовкарбоновых, нитрозоалкилмочевины.

Например,диазометан можно получить избис-(N-нитрозо-N-метиламида)-терефталевойкислоты:

Однакочаще исходят из N-нитрозо-N-алкилмочевины:

Указанныевыше промежуточные продукты получениядиазоалканов легко разлагаются, иногдасо взрывом, поэтому целесообразнееиспользовать устойчивыеN-нитрозо-N-алкил-п-толуолсульфамиды:

3.Диазометан можно получить реакциейнатриевой соли оксима формальдегидас хлорамином:

4. Синтездиазоалканов окислениемкетогидразоны оксидом ртути(II):

Моногидразоны1,2-дикарбонильных соединений образуют,-диазокетоны:

5. Реакциейрасщепления тозилгидразонов:

6.Реакцией аренсульфонилазидовс соединениями с активными метиленовымигруппами в присутствии оснований:

Вобразующемся диазоциклопентадиенеимеется ароматический циклопентадиенил-анион.

Нитрозосоединениямогут быть получены окислениемN-замещенныхгидроксиламинов и первичныхаминов бихроматом калия в сернойкислоте или перкислотами

9.Особенности техники безопасности припроведении процессов диазотированияи нитрозирования

Диазосоединенияв производстве химико-фармацевтическихпрепаратов в свободном виде не выделяют,а используют далее реакционную массу,полученную на стадии диазотирования.

При необходимости (например, длянаучно-исследовательских целей) солидиазония могут быть выделены в чистомвиде при проведении диазотированияалкилнитратом в кислой спиртовой средеи последующем разбавлении реакционноймассы эфиром.

Следует, однако, помнить,что сухие соли диазония взрывчаты.

Нитрозосоединениялегко окисляются, а сухие нитрозосоединенияпод действием окислителей (в частности,окислов азота) способны к самовозгоранию.Последнее может иметь место в вытяжныхвентиляционных каналах от нитрозаторов.Поэтому нитрозосоединения выделяютобычно в виде кислой пасты, а только вотдельных случаях и в сухом виде.

Отделениянитрозирования и диазотированиянеобходимо обеспечить раздельнымисистемами приточно-вытяжной местнойи аварийной вентиляции, не связанной свентиляцией других производств. Аппаратына этих стадиях должны быть снабженыместными отсосами от мест возможноговыделения окислов азота. Для поглощенияокислов азота должны быть предусмотреныпоглотительные системы.

Воизбежание выброса реакционной массы ивыделения большого количества ядовитыхокислов азота, при проведении процессовдиазотирования и нитрозирования, атакже превращения диазосоединений,следует особенно тщательно поддерживатьзаданный температурный режим путемрегулирования подачи реагентов вреакционную массу и хладоагентов врубашку и змеевики реактора.

Спектрофотометр для анализа воды

Lovibond® SpectroDirect — современный спектрофотометр, специально разработанный для анализа как питьевой воды, так и технических и сточных вод сочетающий высокое качество с низкой стоимостью

Скачать брошюру в формате PDF

Скачать инструкцию в формате PDF

SpectroDirect подходит для реализации отечественных и импортных фото-спектрометрических методик (ПНД Ф, РД, МУ, ISO и др.). Спектрофотометр дополнительно оснащен широким набором методик, основанных на использовании реагентов Lovibond® и сертифицированных в соответствии с требованиями ГОСТ Р ИСО 5725 и ГОСТ Р 8.563-96.

Преимущества

• Диапазон длин волн от 330 до 900 нм
• Большой графический ЖК-дисплей с подсветкой
• Клавиатура с химически стойким покрытием
• Использование круглых и прямоугольных кювет от 1 до 50 мм без адаптеров
• Свыше 50 запрограммированных методик, не требующих предварительной калибровки
• 14 пользовательских методов
• Быстрая и легкая замена лампы
• Функция обновления программного обеспечения через Интернет или с дискеты

Функции

• Запрограммированные тест-методы Lovibond®
• Абсорбция
• Пропускание
• Концентрация (линейная)
• Кинетика
• Сканирование спектра
• Пользовательская
• калибровка (полиномы)
• Комплект поставки
• Спектрофотометр SpectroDirect
• Блок питания 100-240 В / 50-60 Гц
• Комплект кювет
• Инструкция по эксплуатации
• Аттестованная методика поверки

SpectroDirect — это простой в использовании однолучевой спектрофотометр (см. рис.). В качестве источника света используется вольфрамовая галогеновая лампа [1], которая включается мгновенно, не требуя предварительного разогрева и выключается сразу после завершения измерения.

Оптическая схема спектрофотометра

Свет попадает на диспергирующий элемент [2], где он разделяется на составные части спектра. Передвижное зеркало [3] автоматически выделяет свет нужной длины волны и направляет луч на образец в кювете [4]. Излучение, прошедшее через образец, попадает на кремниевый фотодиодный детектор [5]. После обработки микропроцессором [6] результат отображается на дисплее.

Автоматическое самотестирование

После каждого включения спектрофотометр автоматически выполняет самотестирование, начиная с проверки шагового двигателя, галогеновой лампы, оптической системы и заканчивая тестом памяти.

Для тестирования оптики спектрофотометр оснащен встроенным контрольным фильтром, с помощью которого автоматически проверяется настройка длины волны.

Обслуживание

Единственная процедура, которая требуется для обслуживания спектрофотометра — это замена галогеновой лампы. Лампа легко доступна и ее замена не требует никаких дополнительных принадлежностей.

Электропитание

Внешний источник питания 12В поставляется в стандартном комплекте. Возможна работа прибора от аккумуляторов (можно заказать дополнительно).

Соединение с компьютером или принтером

SpectroDirect оборудован портом RS232 для подключения к компьютеру или принтеру. Программное обеспечение входит в стандартный комплект поставки.

Распечатка результатов

Каждый результат выводится на печать с указанием даты и времени измерения, порядкового номера измерения, диапазона измерений и номера метода измерения.

Lovibond® SpectroDirect в кейсе

В памяти спектрофотометра могут храниться результаты измерений (до 760 наборов данных). Каждый набор данных содержит информацию о методе измерения, дате и времени проведения опыта.

Пошаговые операции

Для удобства пользователя все выполняемые операции с использованием реагентов Lovibond® пошагово разбиты на этапы. На дисплей перед каждым шагом выводится описание необходимых действий. После завершения измерений на дисплее отображается результат анализа.

Нулевая калибровка и измерения

Пользователь выбирает необходимый метод, вводя соответствующий номер или пользуясь списком химических элементов/соединений, отображаемых на дисплее. После чего на дисплее появляется информация о длине волны, диапазоне измерения, а также о том, какой реагент и тип кюветы требуется для измерения. Время и дата постоянно отображаются на дисплее.

Нулевая калибровка выполняется с образцом воды при нажатии клавиши ZERO.

Характерная окраска образца проявляется после добавления соответствующего индикатора. Для начала измерения необходимо нажать клавишу ENTER, при этом, в зависимости от используемого метода, старт может произойти сразу или после истечения некоторого времени, необходимого для завершения реакции.

Функция обратного отсчета

Некоторые методы требуют времени для завершения химической реакции. Временной интервал и оставшееся до конца реакции время отображаются на дисплее. За 10 секунд до истечения времени срабатывает звуковой сигнал, после чего автоматически начинается измерение и результат отображается на экране.

Одновременное определение нескольких компонентов

SpectroDirect позволяет проводить одновременное определение нескольких компонентов для некоторых методов. Например, определение свободного, связанного и общего хлора.

Абсорбция/Пропускание

С помощью этой функции пользователь может проводить измерение концентрации стандартных образцов при заданной длине волны так, чтобы получить пары данных для построения полинома в абсолютных единицах поглощения или процентах пропускания.

Полиномы

Внешняя математическая программа создает полином на основе полученных пар данных (концентрация/абсорбция). До 10 полиномов (y = A+Bx+Cx2+Dx3) могут быть сохранены вместе с пользовательскими параметрами, такими как название метода, длина волны, диапазон и единицы измерения.

Концентрация

Данная функция может использоваться для измерения от 2 до 8 известных стандартов. На основании полученных пар концентрация/абсорбция, спектрофотометр вычисляет линейную зависимость. Может быть сохранено до пяти различных методов для дальнейшего измерения образцов.

Технические характеристики Lovibond® SpectroDirect

Реагенты Lovibond®

Тест-методы Lovibond® позволяют пользователю проводить точные анализы с минимальными усилиями. Все поставляемые реагенты точно дозированы, что позволяет легко с ними работать. Lovibond® предлагает разные типы реагентов, позволяющие удовлетворить требования различных лабораторий и пользователей:

• тесты в круглых кюветах;
• Таблетированые реагенты в индивидуальной упаковке;
• жидкие реагенты.

Тесты Lovibond® в круглых кюветах

Определенный объ ем образца добавляется в круглую кювету с реагентом и анализируется в спектрофотометре. Комплект для анализа ХПК содержит 25 круглых реакционных кювет диаметром 16 мм. Комплекты круглых кювет для других анализов содержат по 24 кюветы.

Реакторы для разложения

Химическое разложение образцов при постоянной температуре в течение определенного времени необходимо для измерения ХПК. Реакторы E 108 и ЕТ 116 могут быть использованы и для других анализов, в которых требуется термостатирование (например, определение общего азота).

ХПК-Реактор ET 108

• 8 отверстий для круглых кювет диаметром 16 мм;
• 1 отверстие для круглых кювет диаметром 22 мм.

ХПК-Реактор ET 125

• 14 отверстий для круглых кювет диаметром 16 мм;
• 2 отверстия для круглых кювет диаметром 22 мм.

Аксессуары

• Кейс для транспортировки
• Запасная лампа
• Комплект поверочных фильтров
• Комплект из 12 круглых кювет с крышкой высотой 48 мм и диаметром 24 мм
• Комплект из 10 круглых кювет с крышкой высотой 55 мм и диаметром 24 мм
• Комплект из 5 круглых кювет с крышкой высотой 90 мм и диаметром 16 мм
• Прямоугольная кювета из оптического стекла 5 мм
• Прямоугольная кювета из оптического стекла 10 мм
• Прямоугольная кювета из оптического стекла 20 мм
• Прямоугольная кювета из оптического стекла 30 мм
• Прямоугольная кювета из оптического стекла 40 мм
• Прямоугольная кювета из оптического стекла 50 мм
• Комплект лабораторной посуды для определения мышьяка
• Принтер DP 1012
• Кабель для соединения с принтером
• Кабель для соединения с компьютером
• Блок питания
• Адаптер для работы от автомобильного аккумулятора 12 В

Внесен в Госреестр средств измерений РФ.

Термореактор RD-125

Тест-методы и реагенты Lovibond®

1 Возможно определение концентраций свободной, связанной и общей форм
2 Для определения ХПК (150°C), TOC (120°C) и общего хрома / фосфата / азота (100°C) необходим термореактор
3 Необходимо проводить калибровку при переходе к новой партии реагента SPADNS

Диазотирование первичных ароматических аминов

Соли диазония впервые были получены П. Грисом 1858 при воздействии нитритной кислоты на соли анилина:

Рисунок 1.

Диазотирование, или нитрозирование, первичных аминов проводят азотистой кислотой, которую добывают непосредственно из нитритов натрия или калия действием сильных кислот ($HCl$, $H_2SO_4$, $HClO_4$ т.д.).

Реакция проходит при низких температурах (0-5 $circ$С), так как соли диазония — нестабильные соединения и после выделения в сухом состоянии могут разлагаться и взрываться при нагревании до 50-60 $circ$ С.

Нитрозирующие (диазотирующие) агенты

1. Предполагают, что в водных растворах при взаимодействии $HNO_2$ с протоном сначала образуется протонированная азотистая кислота, которая в разбавленных растворах способна превращаться в оксид азота (III) $N_2O_4$ или в соответствующие нитрозилпроизводные.

2. Например, в разведенной серной кислоте образуется нитрозирующий агент — нитрозилсульфат:

   Рисунок 2.

   Схема его образования следующая:

   Рисунок 3.

3. В случае разбавленной $HCl$ получают нитрозилхлорид — сильный электрофил, но менее стабильный, чем нитрозилсульфат:

   Рисунок 4.

4. Активным и стабильным в разбавленных растворах является нитрозил-бромид:

   Рисунок 5.

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Зависимость хода диазотирования от основности амина

Самым активным диазотирующим агентом считается ион нитрозония $N+=O$, но в водных растворах он не образуется. Для его получения необходимо проводить реакцию в концентрированной $H_2SO_4$ (в среде которой нитрозилсульфат способен к ионизации:

Рисунок 6.

Поэтому реакцию диазотирования преимущественно проводят в сильнокислой среде. Известно, что при таких условиях амины дают соли, а к диазотированию способны только амины с непротонованной $NH_2$-группой. С другой стороны, в такой сильпокислотной среде ароматические несолеподибные амины всегда присутствуют благодаря равновесности реакции солеобразования:

Рисунок 7.

В общем, образование солей зависит от значения основности амина. Чем большую основность проявляет амин, тем больше равновесие смещается в сторону получения соли и наоборот.

Это объясняет тот факт, что алифатические амины, основность которых больше, чем ароматических, при $pH$ < $3$ в реакцию диазотирования не вступают, поскольку значительное их количество при этом существует в виде соли.

Итак, свободного (нссолеподобного) алифатического амина для диазотирования не хватает.

Такое разграничение для определенных $pH$ используют при диазоироваинии смешанных аминов, которые одновременно содержат «ароматические» и «алифатических» $NH_2$-группы в сильнокислой среде ($pH$ = 1-2). При чем диазотируется лишь аминогруппа непосредственно соединенная с бензольным ядром, в то время как «алифатическая» аминогруппа будет сохранена.

Отметим, что увеличение основности амина способствует реакции диазотирования, а уменьшение — наоборот. Поэтому для сильно основных аминов можно применять мягкие диазотирующие агенты вроде алкилнитритов, а для аминов со слабой основностью необходимо использовать сильные диазотирующие агенты в среде концентрированной серной кислоты.

Дальнейшее образование диазосоединений

Лимитирующей стадией диазотирования является образование ареннитрозоамония (нитрозоанилиния в случае анилина), который быстро депротонируеться в нитрозоамины:

1. Нитрозоанилиний

   Рисунок 8.

2. N-Нитрозоанилин

   Рисунок 9.

   Аналогично происходит взаимодействие с другими диазотирующими агентами в зависимости от природы кислоты, ее концентрации и основности амина:

   Рисунок 10.

   Далее нитрозоамины благодаря таутомерийной изомеризации превращаются в диазогидраты, которые в кислой среде дают соли диазония:

   Рисунок 11.

Соли диазония вследствие своей неустойчивости используются в виде водных растворов, они полностью ионизированные. Только для таких анионов, как $BF_{4-}$ и $FeCl_{4-}$, образуются относительно устойчивые соли диазония, которые можно выделить в свободном состоянии.

По электрофильной силе диазотирующие агенты, или, как их еще называют, носители катиона нитрозония $+N=O$, в реакция диазотирования располагаются в ряд:

Рисунок 12.

Образование диазотатов

При подщелачивании растворов солей диазония начинается обратная реакция с образованием диазогидратов, которые в условиях избытка щелочи переходят в диазотаты:

Рисунок 13.

Этот процесс уже был рассмотрен ранее.

Получение диазотатов из солей диазония объясняется тем, что при взаимодействии диазокатиона с $ОН$ сначала может возникнуть промежуточный интермедиат диазонийгидроксид, в котором положительный заряд смещается к крайнему атома азота, и связь $N-O$ превращается в ковалентную:

Рисунок 14.

Диазогидраты в свободном состоянии не выделены и в водных растворах проявляют, как было уже отмечено, амфотерные свойства:

Рисунок 15.