7 usi del diazometano: fatti che dovresti sapere!

Il diazometano, che ha un gruppo diazo attaccato a un gruppo metilene, è la forma più elementare dei composti diazo. Ora, guarda le sue applicazioni chimiche.

Il diazometano può essere utilizzato per,

  • Formazione di carbene
  • Ciclopropanazione
  • La metilazione
  • Metilazione del gruppo funzionale (RCOOH, Phenol, HCl, R2NH, lattici)
  • Espansione ad anello dei chetoni
  • Formazione delle pirazoline
  • Reazione di riarrangiamento di Wolff
  • Reazione di omologazione Arndt-Eistert

Formazione di carbeni

Diazometano può produrre carbeni quando l'energia luminosa promuove la perdita di azoto dal diazometano senza protonazione.

  • I carbeni sono una classe di molecole neutre con solo sei elettroni di valenza. Solo due atomi di idrogeno sono legati con l'atomo di carbonio in esso. 
  • Il carbene, in particolare "metilene carbene", è una specie chimica con una reattività chimica molto elevata.
  • Un'ampia gamma di sostanze chimiche può essere sintetizzata utilizzando il metilene carbene prodotto dal diazometano.
carbene
Carbene da diazometano

Ciclopropanazione

Forme diazometaniche anello di ciclopropano quando reagisce con un alchene.

  • L'azoto accetta la coppia di elettroni nel legame NC e si rompe come N2, lasciando il carbonio con una coppia di elettroni e un orbitale vuoto.
  • Un carbene è formato da un atomo di carbonio bivalente neutro con un elettrone spaiato e un orbitale vuoto.
  • Quindi reagisce con un alchene per formare un anello ciclopropanico.
  • Ecco il percorso:
diazometano
Ciclopropanazione da diazometano

La metilazione

La capacità del diazometano di sostituire un gruppo metile con un atomo di idrogeno mobile, spesso noto come metilazione, è alla base di una delle sue più importanti applicazioni.

Metilazione dei gruppi funzionali

Metilazione dell'acido carbossilico

  • Il diazometano viene utilizzato per l'O-metilesterificazione dell'acido carbossilico. L'acido carbossilico dapprima protona il diazometano per produrre CH3-N2. Come n2 è uno dei più grandi gruppi uscenti, ora è un fantastico agente alchilante.
acido carbossilico
Metilazione degli acidi carbossilici

Metilazione del fenolo

  • Il diazometano trasforma il fenolo in fenil etere.
fenolo
Metilazione del fenolo

Metilazione di HCl

  • Il diazometano trasforma l'acido cloridrico in cloruro di metile.
HCl
Metilazione di HCl

Metilazione dell'ammina 2°

  • Il diazometano trasforma l'ammina 2° in ammina 3°.
ammina
Metilazione dell'ammina secondaria

Metilazione dei lattamici

  • Con diazometano, lattamici può essere metilato in presenza di catalizzatori (metanolo, acqua, isopropilato di alluminio, acido fluoborico).
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Metilazione dei lattici
  • Altrimenti, l'N-diazometano viene utilizzato per metilare il tiolattone, i composti amminici eterociclici e gli enoli eterociclici.

Espansione ad anello dei chetoni

Quando il substrato chetone è ciclico, la reazione del diazometano con il ciclopentanone è facilitata da Büchner-Curtius-Schlotterbeck, che si traduce in un'espansione dell'anello di carbonio.

  • La capacità di produrre anelli a 7 e 8 membri e anelli a 5 e 6 membri più instabili attraverso le reazioni di espansione dell'anello di Büchner utilizzando il diazometano li ha resi desiderabili per scopi sintetici.
anello
Espansione dell'anello del chetone ciclico mediante diazometano

Formazione delle pirazoline

Il diazometano può essere aggiunto agli eterocicli contenenti doppi legami "olefinici" C=C da creare pirazoline.

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Formazione della pirazolina mediante diazometano

Riarrangiamento di Wolff

Il diazometano si combina con i cloruri acidi. La specie diazo subisce una drammatica transizione quando viene riscaldata o esposta a metalli come l'argento. L'azoto viene rimosso e viene modificata una disposizione. Un ulteriore carbonio è stato aggiunto all'acido carbossilico a causa dell'aggiunta di acqua. È noto come il Riarrangiamento di Wolff.

wolff riarrangiato
Riarrangiamento di Wolff mediante diazometano

Omologazione Arndt-Eistert

Facendo reagire il diazometano attivato con acidi carbossilici e quindi riarrangiando secondo Wolff i diazochetoni intermedi in presenza di nucleofili come acqua o ammine, il Sintesi di Arndt-Eistert consente la sintesi di acidi carbossilici omologati o loro derivati.

non estere
Omologazione Arndt-Eistert con diazometano

Conclusione

La reazione dell'N-diazometano con altre sostanze chimiche ha diversi effetti vantaggiosi, come limitare la flessibilità di una molecola per causare un pre-orientamento conformazionale. In chimica organica, diazometano (CH2N2) è un componente edilizio molto importante e adattabile.