偶氮化物

偶氮化物

偶氮化物即AZO,偶氮基─N=N─與兩個烴基相連線而生成的化合物,通式R─N=N─R′。

基本介紹

  • 中文名:偶氮化物
  • 外文名:azo compound
  • 屬性:化合物
  • 學科:化學
  • 製備:偶聯反應
  • 反應物:重氮鹽
製備,套用,芳香族偶氮化物,特點,合成,研究進展,偶氮AZO的危害及限制,

製備

偶氮化物具有順、反幾何異構體(見幾何異構)。反式比順式穩定。兩種異構體在光照或加熱條件下可相互轉換。
偶氮化物主要通過重氮鹽偶聯反應製得,例如: 氫化偶氮化合物和芳香胺在氧化劑存在下,可被氧化為相應的偶氮化物;氧化偶氮化合物和硝基化合物還原劑存在下,也可被還原為偶氮化物。
偶氮化物

套用

偶氮基能吸收一定波長的可見光,是一個發色團。偶氮染料是品種最多、套用最廣的一類合成染料,可用於纖維、紙張、墨水、皮革、塑膠、彩色照相材料和食品著色。有些偶氮化合物可用作分析化學中的酸鹼指示劑金屬指示劑。有些偶氮化合物加熱時容易分解,釋放出氮氣,並產生自由基,如偶氮二異丁腈AIBN等:故可用作聚合反應引發劑

芳香族偶氮化物

特點

芳香族偶氮化物共軛體系進一步增大,並且具有較高的化學穩定性和熱穩定性,良好的光學性能和溶解性。芳香偶氮化合物通常以比較穩定的反式結構存在,在適當的波長的紫外光照射下, 反式結構會逐漸轉變成順式結構,在可見光的照射下,順式結構又可恢復到反式結構。這些特點使得芳香偶氮化合物作為一種重要的化合物中間體,被廣泛地套用於有機染料、生物醫藥、食品添加劑、自由基誘發劑、液晶材料及非線性光學材料等許多領域。

合成

因此, 高效地合成芳香偶氮化合物的方法長期以來備受關注。文獻報導過的偶氮苯類化合物的合成方法主要有重氮偶合法、硝基還原法、芳基肼氧化法及芳胺氧化法等。 其中, 芳胺氧化法因其原料來源廣泛易得,反應操作簡單, 反應條件溫和等, 具有更廣闊的套用前景。 例如Cu(I)、Cu(II)、Ag 納米顆粒、Au 納米顆粒等在芳胺的氧化法合成偶氮苯類化合物都有報導。 但這些方法需要對催化劑預先處理或者需要氧氣的參與, 原材料昂貴。

研究進展

東華大學化學化工與生物工程學院安玉龍等考察了碳酸銀作為催化劑和氧化劑,在叔丁醇鉀的輔助作下, 氯苯中加熱反應合成芳香偶氮類化合物的反應活性,獲得良好的效果,為偶氮苯類化合物的合成提供了一種簡便有效的合成方法。具體步驟如下:除非特別說明, 所有的反應都在敞口的環境中進行。向反應瓶中依次加入1 mmol 芳胺、2 mmol 碳酸銀、2 mmol 叔丁醇鉀和5 mL 氯苯, 加熱至120 ℃攪拌3h(通過TLC監測反應進行程度)。反應結束後,冷卻至室溫,減壓蒸除溶劑,加50 mL 乙酸乙酯和20 mL 水,充分振盪,分出有機層,水層用乙酸乙酯萃取3次, 每次10 mL。合併有機層,無水硫酸鈉乾燥, 進行柱層析分離(矽膠柱100~200 目, 洗脫劑為石油醚),得到偶氮苯類化合物。

偶氮AZO的危害及限制

很多偶氮化合物有致癌作用,如曾用於人造奶油著色的奶油黃能誘發肝癌,屬於禁用;作為指示劑甲基紅可引起膀胱和乳腺腫瘤。有些偶氮化合物雖不致癌,但毒性與硝基化合物和芳香胺相近。 為保護人類健康,提供消費者安全,荷蘭、奧地利和德國已經先後採取了強制性規則以禁止在消費品中使用含偶氮的著色劑。2002年9月11日和2003年1月6日,歐洲議會和歐盟委員會也公布了2002/61/EC與2003/3/EC指令,限制在某些紡織品和皮革製品中使用具有致癌作用的偶氮著色劑,禁止銷售用受限制含偶氮著色劑著色的商品。
2002/61/EC與2003/3/EC指令逐步被編入各國法律,並分別已經於2003年9月11日和2004年6月30日生效。在22種芳烴胺中,一種或多種芳烴胺內的偶氮著色劑(芳烴胺)含量應低於30mg/kg。此外,索引編號為611-070-00-2的藍色著色劑在任何產品中的含量應限定在1000mg/kg以內。
目前AZO FREE偶氮控已成為國際紡織品服裝貿易中最重要的品質監控項目一,也是生態紡織品最基本的質量指標之一。德國政府於1994年頒布的法令規定,凡是進入德國的皮革、紡織品必須進行AZO檢測,緊接著歐盟部分國家紛紛效法。目前歐盟禁用的二十四種致癌芳香胺染料包括:
1、4-氨基聯苯
2、聯苯胺
3、4-氯-2-甲基苯胺
4、2-萘胺
5、4-氨基-3,2-二甲基偶氮苯
6、2-氨基-4-硝基甲苯
7、2,4-二氫基甲醚
8、4-氯苯胺
9、4,4‘-二氨基二苯甲烷
10、3,3‘-二氯聯苯胺
11、3,3‘-二甲氧基聯苯胺
12、3,3‘-二甲基聯苯胺
13、3,3‘-二甲基-4,4-二氨基二苯甲烷
14、2-甲氧基-5-甲基苯胺
15、4,4‘-亞甲基-二(2-氯苯胺)
16、4,4‘-二氨基二苯醚
17、4,4‘-二氨基二苯硫醚
18、2-甲基苯胺
19、2,4-二氫基甲苯
20、2,4,5-三甲基苯胺
21、4-氨基偶氮苯
22、2-甲氧基苯胺
23、2,4-二甲基苯胺
24、2,6-二甲基苯胺

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