อะโซเบนซีน

ชื่อ
ชื่อ IUPAC ( อี )-ไดฟีนิลไดอะซีน
ชื่ออื่น ๆ อะโซเบนซีน
ตัวระบุ
หมายเลข CAS	103-33-3
โมเดล 3 มิติ ( JSmol )	ภาพแบบโต้ตอบ
อ้างอิง Beilstein	742610
ชอีบี	เชบี:58996
เชมบ์	เชมเบล58835
เคมสไปเดอร์	2185
บัตรข้อมูล ECHA	100.002.820
หมายเลข EC	203-102-5
อ้างอิงกเมลิน	83610
ถัง	C19334
รหัส CID ของ PubChem	2272
หมายเลข RTECS	CN1400000
ยูนิไอ	F0U1H6UG5C
แดชบอร์ด CompTox ( EPA )	DTXSID8020123
อินชี่ InChI=1S/C12H10N2/c1-3-7-11(8-4-1)13-14-12-9-5-2-6-10-12/h1-10H/b14-13+ คีย์: DMLAVOWQYNRWNQ-BUHFOSPRSA-N InChI=1/C12H10N2/c1-3-7-11(8-4-1)13-14-12-9-5-2-6-10-12/h1-10H/b14-13+ คีย์: DMLAVOWQYNRWNQ-BUHFOSPRBP
รอยยิ้ม N(=N/c1cccccc1)\c2ccccc2
คุณสมบัติ
สูตรเคมี	ซี12 เอช10 เอ็น2
มวลโมลาร์	182.226  กรัม·โมล
รูปร่าง	คริสตัลสีส้มแดง
ความหนาแน่น	1.203 กรัม/ซม.
จุดหลอมเหลว	67.88 °C (ทรานส์), 71.6 °C (ซิส)
จุดเดือด	300 องศาเซลเซียส (572 องศาฟาเรนไฮต์; 573 องศาเซลเซียส)
ความสามารถในการละลายในน้ำ	6.4 มก./ล. (25 องศาเซลเซียส)
ความเป็นกรด (p K a )	−2.95 (กรดคอนจูเกต)
ความไวต่อแม่เหล็ก (χ)	−106.8·10 ซม. /โมล
ดัชนีหักเหแสง ( n D )	1.6266 (589 นาโนเมตร, 78 องศาเซลเซียส)
โครงสร้าง
รูปร่างโมเลกุล	sp ที่ N
โมเมนต์ไดโพล	0 D (ทรานส์ไอโซเมอร์)
อันตราย
ความปลอดภัยและอาชีวอนามัย (OHS/OSH):
อันตรายหลักๆ	พิษ
การติดฉลากGHS :
ภาพสัญลักษณ์
คำสัญญาณ	อันตราย
ข้อความแสดงความเป็นอันตราย	H302 , H332 , H341 , H350 , H373 , H410
ข้อความเตือนข้อควรระวัง	P201 , P202 , P260 , P261 , P264 , P270 , P271 , P273 , P281 , P301+P312 , P304+P312 , P304+P340 , P308+P313 , P312 , P314 , P330 , P391 , P405 , P501
จุดวาบไฟ	476 องศาเซลเซียส (889 องศาฟาเรนไฮต์; 749 เคลวิน)
สารประกอบที่เกี่ยวข้อง
สารประกอบที่เกี่ยวข้อง	ไนโตรโซเบนซีน อะนิลีน
ยกเว้นที่ระบุไว้เป็นอย่างอื่น ข้อมูลจะให้ไว้สำหรับวัสดุในสถานะมาตรฐาน (ที่ 25 °C [77 °F], 100 kPa) เอ็น ตรวจสอบ  ( คืออะไร   ?) ข้อมูลอ้างอิงกล่องข้อมูล

อะโซเบนซีนเป็น สารประกอบ เคมีที่สามารถสลับแสงได้ ประกอบด้วย วง ฟีนิล สอง วงเชื่อมกันด้วยพันธะคู่N=Nเป็นตัวอย่างที่ง่ายที่สุดของสารประกอบอะริลอะโซคำว่า "อะโซเบนซีน" หรือเรียกสั้นๆ ว่า "อะโซ" มักใช้เรียกสารประกอบ ที่คล้ายกันในวงกว้าง สารประกอบอะโซเหล่านี้ถือเป็นอนุพันธ์ของไดอะซีน (ไดอิไมด์) และบางครั้งเรียกว่า "ไดอะซีน" ไดอะซีนดูดซับแสงได้มากและเป็นสีย้อมทั่วไปมีสีย้อมอะโซหลายประเภท โดยเฉพาะอย่างยิ่งสีที่ถูกแทนที่ด้วยวงแหวนเฮเทอโรอะริล

อะโซเบนซีนถูกอธิบายครั้งแรกโดยEilhard Mitscherlichในปี ค.ศ. 1834 เกล็ดผลึกสีเหลืองแดงของอะโซเบนซีนถูกค้นพบในปี ค.ศ. 1856 การเตรียมดั้งเดิมของอะโซเบนซีนมีความคล้ายคลึงกับวิธีการในปัจจุบัน ตามวิธีการในปี ค.ศ. 1856 ไนโตรเบนซีนจะถูกรีดิวซ์โดยผงเหล็กในสภาวะที่มีกรดอะซิติกในการสังเคราะห์สมัยใหม่สังกะสีเป็นสารรีดิวซ์ในสภาวะที่มีเบสนอกจากนี้ยังมีการใช้การสังเคราะห์ด้วยไฟฟ้าในอุตสาหกรรม โดยใช้ไนโตรเบนซีนด้วย

ไอโซเมอร์ ทรานส์ -อะโซเบนซีนเป็นแบบระนาบ โดยมีระยะห่าง NN เท่ากับ 1.189 Å ไอโซเมอร์ซิส-อะโซเบนซีนเป็นแบบระนาบ โดยมีมุมไดฮีดรัล CN=NC เท่ากับ 173.5° และระยะห่าง NN เท่ากับ 1.251 Å ไอโซเมอร์ทรานส์มีเสถียรภาพมากกว่าประมาณ 50 kJ/mol และอุปสรรคต่อการเกิดไอโซเมอไรเซชันในสถานะพื้นฐานอยู่ที่ประมาณ 100 kJ/mol

อะโซเบนซีนเป็นเบสอ่อน แต่เกิดโปรตอนเนชันที่ไนโตรเจนหนึ่งชนิดที่มีค่า pK _a = -2.95 ทำหน้าที่เป็นเบสของลิวอิสเช่น จับกับโบรอนไตรฮาไลด์ จับกับศูนย์กลางโลหะที่มีวาเลนซ์ต่ำ เช่น Ni(Ph ₂ N ₂ )(PPh ₃ ) ₂ซึ่งได้รับการจำแนกลักษณะไว้เป็นอย่างดี

อะโซเบนซีนออกซิไดซ์ให้ผล เป็น อะซอกซีเบนซีน ไฮโดรจิเนชันให้ผลเป็นไดฟีนิลไฮดราซีน

อะโซเบนซีน (และอนุพันธ์) เกิดปฏิกิริยาโฟโต ไอโซเมอร์ ของทรานส์และซิสไอโซเมอร์ซิส-อะโซเบนซีนจะคลายตัวกลับเป็นไอโซเมอร์ทรานส์ในที่มืด ปฏิกิริยาความร้อนนี้จะค่อย ๆ คลายตัวที่อุณหภูมิห้อง ไอโซเมอร์ทั้งสองสามารถสลับกันได้ด้วยแสงที่มีความยาวคลื่นเฉพาะ ได้แก่ แสงอัลตราไวโอเลต ซึ่งสอดคล้องกับช่องว่างพลังงานของการเปลี่ยนสถานะ π-π* ( _{สถานะ} S2 ) เพื่อการเปลี่ยนสถานะทรานส์เป็นซิส และแสงสีน้ำเงิน ซึ่งเทียบเท่ากับช่องว่างพลังงานของการเปลี่ยนสถานะ n-π* ( สถานะ S1 ₎เพื่อการเปลี่ยนสถานะซิสเป็นทรานส์ ด้วยเหตุผลหลายประการไอโซเมอร์ซิสจึงมีเสถียรภาพน้อยกว่าทรานส์ (ตัวอย่างเช่น มีโครงสร้างที่บิดเบี้ยวและกระจายตัวน้อยกว่าโครงสร้างทรานส์) การเกิดปฏิกิริยาโฟโตไอโซเมอร์ช่วยให้สามารถกักเก็บพลังงานแบบกลับคืนได้ (ในรูปของโฟโตสวิตช์ )

ความยาวคลื่นที่เกิดไอโซเมอไรเซชันของอะโซเบนซีนขึ้นอยู่กับโครงสร้างเฉพาะของโมเลกุลอะโซแต่ละโมเลกุล แต่โดยทั่วไปจะจัดกลุ่มเป็นสามกลุ่ม ได้แก่ โมเลกุลประเภทอะโซเบนซีน อะมิโนอะโซเบน ซีน และซูโดสติลบีน อะโซเหล่านี้มีสีเหลือง สีส้ม และสีแดง ตามลำดับเนื่องจากความแตกต่างเล็กน้อยในสเปกตรัมการดูดกลืนอิเล็กตรอน สารประกอบที่คล้ายกับอะโซเบนซีนที่ไม่ถูกแทนที่แสดงการดูดกลืน n-π* ความเข้มต่ำในบริเวณที่มองเห็น และการดูดกลืน π-π* ความเข้มสูงกว่ามากในช่วงอัลตราไวโอเลตอะโซที่ ถูกแทนที่ ด้วยหมู่บริจาคอิเล็กตรอน (เช่นอะมิโน ) หรือ ออร์โธหรือพาราจัดเป็นอะมิโนอะโซเบนซีน และมีแนวโน้มที่จะอยู่ใกล้กันแถบ n-π* และ π-π* ในบริเวณที่มองเห็น กลุ่ม pseudo-stilbene มีลักษณะเฉพาะโดยการแทนที่ตำแหน่ง 4' และ 4' ของวงแหวน azo ทั้งสองด้วยหมู่ที่บริจาคอิเล็กตรอนและหมู่ที่ถอนอิเล็กตรอน (กล่าวคือ ปลายตรงข้ามทั้งสองของ ระบบ อะโรมาติกถูกทำให้มีฟังก์ชัน) การเพิ่ม โครงสร้าง แบบผลัก-ดึง นี้ ส่งผลให้เกิด การกระจายตัว ของอิเล็กตรอน ที่ไม่สมมาตรอย่างมาก ซึ่งเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางแสงหลายประการ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มันเปลี่ยนสเปกตรัมการดูดกลืนของ ไอโซเมอร์ transและcisเพื่อให้ซ้อนทับกันอย่างมีประสิทธิภาพดังนั้น สำหรับสารประกอบเหล่านี้ แสงที่ มีความยาวคลื่น เดียว ในบริเวณที่มองเห็นจะเหนี่ยวนำให้เกิดไอโซเมอไรเซชันทั้งแบบไปข้างหน้าและแบบย้อนกลับ ภายใต้แสงสว่าง โมเลกุลเหล่านี้จะหมุนเวียนระหว่างสถานะไอโซเมอร์ทั้งสอง

การเกิดไอโซเมอไรเซชันจากแสงของอะโซเบนซีนเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วมาก โดยเกิดขึ้นในช่วงเวลาพิโควินาที อัตราการคลายตัวจากความร้อนจะแตกต่างกันอย่างมากขึ้นอยู่กับสารประกอบ โดยทั่วไปคือหลายชั่วโมงสำหรับโมเลกุลชนิดอะโซเบนซีน หลายนาทีสำหรับอะมิโนอะโซเบนซีน และหลายวินาทีสำหรับซูโดสติลบีน

กลไกของไอโซเมอไรเซชันเป็นประเด็นถกเถียงกันอยู่บ้าง โดยมีสองวิถีทางที่ระบุว่าเป็นไปได้ คือการหมุนรอบพันธะ NN ที่มีการรบกวนพันธะคู่ หรือผ่านการกลับทิศ (inversion ₎ซึ่งมีสถานะทรานซิชันแบบกึ่งเชิงเส้นและไฮบริดไดซ์ มีข้อเสนอแนะว่า การเปลี่ยนสถานะ ทรานส์ -to- cisเกิดขึ้นผ่านการหมุนเข้าสู่ สถานะ S2ในขณะที่การกลับทิศก่อให้เกิด การเปลี่ยนสถานะ จาก cisเป็นtransสถานะกระตุ้นใดที่มีบทบาทโดยตรงต่อลำดับพฤติกรรมของโฟโตไอโซเมอไรเซชัน อย่างไรก็ตาม งานวิจัยล่าสุดที่ใช้ สเปกโทรส _โกปีการดูดกลืนชั่วคราวแบบเฟมโตวินาที (femtosecond transient absorption spectroscopy) _ชี้ให้เห็นว่า สถานะ S2เข้าสู่การเปลี่ยนสถานะภายในเป็น สถานะ S1จากนั้นจึง เกิดไอโซเมอไรเซชันของ ทรานส์ -to- cisขึ้น เมื่อเร็วๆ นี้ Diau ได้เสนอวิถีไอโซเมอไรเซชันอีกวิถีหนึ่งซึ่งเป็นวิถี "การกลับทิศร่วมกัน" ที่มุมพันธะ CNN ทั้งสองโค้งงอในเวลาเดียวกัน มีหลักฐานจากการทดลองและการคำนวณที่บ่งชี้ถึงการมีอยู่ของกลไกการหมุนแบบหลายสถานะที่เกี่ยวข้องกับสถานะสาม

การเกิดไอโซเมอไรเซชันด้วยแสงของอะโซเบนซีนเป็นรูปแบบหนึ่งของการเคลื่อนที่ของโมเลกุลที่เกิดจากแสงการเกิดไอโซเมอไรเซชันนี้ยังสามารถนำไปสู่การเคลื่อนที่ในระดับความยาวที่มากขึ้นได้ ตัวอย่างเช่น แสง โพลาไรซ์จะทำให้โมเลกุลเกิดไอโซเมอไรเซชันและคลายตัวในตำแหน่งแบบสุ่มอย่างไรก็ตาม โมเลกุลที่คลายตัว ( ทรานส์ ) เหล่านั้นซึ่งตกตั้งฉากกับโพลาไรซ์ของแสงที่เข้ามาจะไม่สามารถดูดซับได้อีกต่อไปและจะยังคงคงที่ ดังนั้นจึงมีการเพิ่มจำนวนโครโมโฟร์ในแนวตั้งฉากกับแสงโพลาไรซ์ (การเผาโฮลเชิงทิศทาง) การฉายรังสีโพลาไรซ์จะทำให้วัสดุอะโซมีลักษณะแอนไอโซทรอปิกดังนั้นจึง มีการหักเหแสง แบบไบรีฟริงเจน ต์ และไดโคร อิกเชิง แสง การวางแนวด้วยแสงนี้ยังสามารถใช้ในการวางแนววัสดุอื่นๆ ได้อีกด้วย (โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน ระบบ ผลึกเหลว )

อะโซเบนซีนเกิดปฏิกิริยาออร์โธเมทัลเลชันโดยสารเชิงซ้อนของโลหะ เช่นไดโคบอลต์ออกตาคาร์บอนิล :

ข้อมูลเกี่ยวกับสารก่อมะเร็งของอะโซเบนซีนสามารถพบได้บนเว็บไซต์ของ EPA ซึ่งสารนี้ได้รับการจัดประเภทให้เป็น "สารก่อมะเร็งในมนุษย์ที่น่าจะเป็นไปได้" โดยอิงจากหลักฐานการก่อมะเร็งในสัตว์

• Haynes, William M., บรรณาธิการ (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (ฉบับที่ 92). Boca Raton, Florida: CRC Press . หน้า 3.32. ISBN 1-4398-5511-0-

Wikimedia Commons มีสื่อเกี่ยวกับAzobenzene

• น่าสนใจทางประวัติศาสตร์: GS Hartley (1937). "รูปแบบซิสของอะโซเบนซีน" Nature . 140 (3537): 281. Bibcode :1937Natur.140..281H. doi : 10.1038/140281a0 .
• ตอร์เรส-ซูนิกา, วี.; โมราเลส-ซาเวดรา, OG; ริเวร่า อี.; Castañeda-Guzmán, R.; บาเญโลส, JG; ออร์เตกา-มาร์ติเนซ, อาร์. (2010) "การเตรียมและคุณสมบัติทางแสงของสีย้อมอะโซแบบผลึกเหลว-ผลึกโมโนเมอร์ที่ฝังอยู่ในแก้ว SiO ₂ -โซโนเจลแบบฟิล์มจำนวนมาก" วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีโซล-เจล . 56 (1): 7– 18. ดอย :10.1007/s10971-010-2265-y. S2CID  96304240.
• Tazuke, S.; Kurihara, S.; Ikeda, T. (1987). "การบันทึกภาพที่ขยายในสื่อผลึกเหลวโดยอาศัยการเปลี่ยนเฟสที่กระตุ้นด้วยแสงเคมี" Chemistry Letters . 16 (5): 911– 914. doi :10.1246/cl.1987.911.
• Tamaoki, N. (2001). "ผลึกเหลวโคเลสเตอริกสำหรับเทคโนโลยีสารสนเทศสี". Advanced Materials . 13 (15): 1135– 1147. doi :10.1002/1521-4095(200108)13:15<1135::AID-ADMA1135>3.0.CO;2-S.
• Pieraccini, S.; Masiero, S.; Spada, GP; Gottarelli, G. (2003). "สวิตช์โฟโตเคมีแบบแกน-ไครัลแบบใหม่". Chemical Communications . 2003 (5): 598– 599. doi :10.1039/b211421f. PMID  12669843
• Yager, KG; Barrett, CJ (2006). "การสร้างรูปแบบพื้นผิวทางกลแสงในวัสดุอะโซ-พอลิเมอร์" Macromolecules . 39 (26): 9320– 9326. Bibcode :2006MaMol..39.9320Y. doi :10.1021/ma061733s.
• Gorostiza, P.; Isacoff, EY (ตุลาคม 2551). " สวิตช์ออปติคัลสำหรับการควบคุมการส่งสัญญาณเซลล์จากระยะไกลและไม่รุกราน". Science . 322 (5900): 395– 399. Bibcode :2008Sci...322..395G. doi :10.1126/science.1166022. PMC  7592022. PMID  18927384.
• Banghart, MR; Volgraf, M.; Trauner, D. (ธันวาคม 2549). "วิศวกรรมช่องไอออนแบบเปิด-ปิดด้วยแสง". Biochemistry . 45 (51): 15129– 15141. CiteSeerX  10.1.1.70.6273 . doi :10.1021/bi0618058. PMID  17176035.