
En química orgánica , el grupo diazo es una unidad orgánica que consta de dos átomos de nitrógeno unidos en la posición terminal. Los compuestos orgánicos neutros en carga que contienen el grupo diazo unido a un átomo de carbono se denominan compuestos diazo o diazoalcanos [ a ] y se describen mediante la fórmula estructural general R₂C = N⁺ = N⁻ . El ejemplo más simple de un compuesto diazo es el diazometano , CH₂N₂ . Los compuestos diazo ( R₂C =N₂ ) no deben confundirse con los compuestos azo ( R−N=N−R ) ni con los compuestos diazonio ( R− N⁺² ) .
Estructura
La estructura electrónica de los compuestos diazo se caracteriza por una densidad electrónica π deslocalizada sobre el carbono α y dos átomos de nitrógeno, junto con un sistema π ortogonal con densidad electrónica deslocalizada solo sobre los átomos de nitrógeno terminales. Debido a que todas las formas de resonancia de los compuestos diazo que satisfacen la regla del octeto tienen cargas formales, pertenecen a una clase de compuestos conocidos como 1,3-dipolos . Algunos de los compuestos diazo más estables son las α-diazo-β-dicetonas y los α-diazo-β-diésteres, en los que la densidad electrónica se deslocaliza aún más en un grupo carbonilo atractor de electrones. Por el contrario, la mayoría de los diazoalcanos sin sustituyentes atractores de electrones, incluido el propio diazometano, son explosivos. Un compuesto diazo de relevancia comercial es el diazoacetato de etilo (N₂CHCOOEt ) . Un grupo de compuestos isómeros con pocas propiedades similares son las diazirinas , donde el carbono y dos nitrógenos están unidos formando un anillo.
Se pueden dibujar cuatro estructuras de resonancia : [ 1 ]
Los compuestos con el grupo diazo deben distinguirse de los compuestos de diazonio , que tienen el mismo grupo azo terminal pero presentan una carga positiva global, y de los compuestos azoicos en los que el grupo azo une dos sustituyentes orgánicos.
Historia
Los compuestos diazo fueron producidos por primera vez por Peter Griess, quien había descubierto una nueva y versátil reacción química, como se detalla en su artículo de 1858 "Nota preliminar sobre la influencia del ácido nitroso en el aminonitrofenol y el aminodinitrofenol". [ 2 ] [ 3 ]
Síntesis
Existen varios métodos para la preparación de compuestos diazo. [ 4 ] [ 5 ] Clásicamente, los diazos se preparaban mediante acoplamiento diazo , pero la reacción solo produce compuestos diaril diazo.
A partir de aminas o nitrosaminas
Las nitrosaminas de alquil-acilo se deshidratan en base para formar compuestos diazo: [ 6 ]

Ejemplos de ello son la síntesis en laboratorio de diazometano a partir de diazald o MNNG .
En algunos casos, la nitrosamina se puede producir in situ sin base. Las aminas alifáticas primarias R-CH 2 -NH 2 con un aceptor α (R = COOR, CN, CHO, COR) generan directamente un compuesto diazo en ácido nitroso .
De hidrazonas
Las hidrazonas se oxidan ( deshidrogenación ), por ejemplo, con óxido de plata u óxido de mercurio, como en la síntesis de 2-diazopropano a partir de acetona hidrazona . [ 8 ] Otros reactivos oxidantes son el tetraacetato de plomo , el dióxido de manganeso y el reactivo de Swern . Las tosilhidrazonas RRC=N-NHT reaccionan con bases, por ejemplo, trietilamina, en la síntesis de diazoacetato de crotilo [ 9 ] y en la síntesis de fenildiazometano a partir de PhCHNHT y metóxido de sodio . [ 10 ] Más recientemente, se han introducido las N -triftosilhidrazonas como sustitutos diazo de alta eficiencia y fácil descomposición, capaces de generar intermedios diazo in situ a temperaturas tan bajas como −40 °C. [ 11 ]
La reacción de un grupo carbonilo con la hidrazina 1,2-bis(tert-butildimetilsilil)hidrazina para formar la hidrazona es seguida por la reacción con el yodano difluoroyodobenceno que produce el compuesto diazo: [ 12 ] [ 13 ]
From diazomethyl compounds
An example of an electrophilic substitution using a diazomethyl compound is the Nierenstein reaction between an acyl halide and diazomethane.[14] The same reaction is the first step in the Arndt-Eistert synthesis.
By diazo transfer

In diazo transfer, sometimes called Regitz diazo transfer, certain carbon acids react with sulfonyl azides and a weak base like triethylamine or DBU, with corresponding sulfonamide byproduct.[16] The mechanism involves enolate attack at the terminal nitrogen, proton transfer, and sulfonamide anion expulsion.[17]

Historically, Regitz transferred from tosyl azide, but modern transfer uses reagents that are less explosive or more easily separated from the reaction products. These include imidazole-1-sulfonyl azide, p‑acetanilidesulfonyl azide, and methanesulfonyl azide.[18] β-Carbonyl aldehydes undergo a deformylative variant to give primary diazo compounds stabilized by only the ketone.[17]
Simple examples synthesize tert-butyl diazoacetate,[19] diazomalonate,[20] or methyl phenyldiazoacetate (from methyl phenylacetate).[21][22]
In a more complicated example, phenacyl bromide reacts with trimethylphosphite and then sodium hydride and methanesulfonyl azide to give a diazo product that converts aldehydes into alkynes. This method resembles the Ohira-Bestmann reagent but is significantly more expensive.[23]
From azides
One method is described for the synthesis of diazo compounds from azides using phosphines:[24]
Reactions
In cycloadditions
Los compuestos diazo reaccionan como 1,3-dipolos en las cicloadiciones 1,3-dipolares de diazoalcanos .
Como precursores de carbenos
Los compuestos diazo se utilizan como precursores de carbenos , que se generan por termólisis o fotólisis , por ejemplo, en el reordenamiento de Wolff . (En este sentido, se asemejan a los diazirenos ). Como tales, se utilizan en la ciclopropanación , por ejemplo, en la reacción del diazoacetato de etilo con estireno . [ 25 ] Ciertos compuestos diazo pueden acoplarse para formar alquenos en una reacción formal de dimerización de carbenos .
Los compuestos diazo son intermedios en la reacción de Bamford-Stevens de tosilhidrazonas a alquenos, nuevamente con un intermedio de carbeno:
En la reacción de Doyle-Kirmse , ciertos compuestos diazo reaccionan con sulfuros de alilo para formar sulfuros de homoalilo. Las reacciones intramoleculares de compuestos diazocarbonílicos permiten obtener ciclopropanos. En la expansión de anillo de Buchner , los compuestos diazo reaccionan con anillos aromáticos, produciéndose una expansión del anillo.
Como nucleófilo
La reacción de Buchner-Curtius-Schlotterbeck produce cetonas a partir de aldehídos y compuestos diazo alifáticos:
El tipo de reacción es adición nucleofílica .
Ocurrencia en la naturaleza
Varias familias de productos naturales contienen el grupo diazo. Las kinamicinas y la lomaiviticina son moléculas intercalantes del ADN , con la funcionalidad diazo como su principal mecanismo de acción. En presencia de un agente reductor , se produce la pérdida de N₂ para generar un radical fluorenilo que rompe el ADN .
Un proceso bioquímico para la formación de diazo es la vía L -aspartato-nitrosuccinato (ANS). Esta implica una secuencia de reacciones redox mediadas por enzimas para generar nitrito a través de un intermediario de ácido nitrosuccínico. Esta vía parece estar activa en varias especies diferentes de Streptomyces , y los genes homólogos parecen estar ampliamente distribuidos en actinobacterias . [ 26 ]
Véase también
Notas
- ↑ Algunos autores utilizan el término diazoalcano para referirse a cualquier diazometano sustituido (es decir, todos los compuestos diazo). Sin embargo, otros autores lo emplean exclusivamente para referirse a compuestos diazo con sustituyentes alquilo que no contienen otros grupos funcionales (lo que excluiría compuestos como el diazo(difenil)metano o el diazoacetato de etilo).
Referencias
- ↑ FA Carey RJ Sundberg Química Orgánica Avanzada , 2.ª edición
- ↑ Trevor I. Williams, 'Griess, (Johann) Peter (1829–1888)', Oxford Dictionary of National Biography , Oxford University Press, 2004
- ↑ Peter Griess (1858) "Vorläufige Notiz über die Einwirkung von salpetriger Säure auf Amidinitro- und Aminitrofenilsäure" (Aviso preliminar de la reacción del ácido nitroso con ácido picrámico y aminonitrofenol), Annalen der Chemie und Pharmacie , 106 : 123-125.
- ↑ March, Jerry (1985). Química orgánica avanzada: reacciones, mecanismos y estructura (3.ª ed.). Nueva York: Wiley. ISBN 9780471854722OCLC 642506595
- ↑ Nuevas síntesis de compuestos diazo Gerhard Maas Angew. Chem. Int. Ed. 2009 , 48, 8186 – 8195 doi : 10.1002/anie.200902785
- ↑ Ejemplo: Organic Syntheses, Coll. Vol. 6, p.981 (1988); Vol. 57, p.95 (1977). Enlace
- ↑ La química de los grupos diazonio y diazo. Parte 1. Patai, Saul., Wiley InterScience (Servicio en línea). Chichester: Wiley. 1978. ISBN 978-0-470-77154-9OCLC 501316965
{{cite book}}: CS1 mantenimiento: otros ( enlace ) - ↑ Síntesis Orgánicas, Colección, Vol. 6, pág. 392 (1988); Vol. 50, pág. 27 (1970). Enlace
- ↑ Síntesis Orgánicas, Coll. Vol. 5, pág. 258 (1973); Vol. 49, pág. 22 (1969). Enlace
- ↑ Organic Syntheses, Coll. Vol. 7, p.438 (1990); Vol. 64, p.207 (1986). http://www.orgsyn.org/orgsyn/prep.asp?prep=CV7P0438
- ↑ Liu, Zhaohong; Sivaguru, Paramasivam; Zanoni, Giuseppe; Bi, Xihe (2022-06-21). "N-Triftosilhidrazonas: Un nuevo capítulo para la química de carbenos basada en diazo" . Accounts of Chemical Research . 55 (12): 1763– 1781. doi : 10.1021/acs.accounts.2c00186 . ISSN 0001-4842 .
- ↑ Lei, X.; Porco Ja, J. (2006). "Síntesis total del antibiótico diazobenzofluoreno (-)-kinamicina C1". Journal of the American Chemical Society . 128 (46): 14790– 14791. doi : 10.1021/ja066621v . PMID 17105273 .
- ↑ Se sintetiza un producto natural difícil de encontrar Stu Borman Chemical & Engineering News 31 de octubre de 2006 Enlace Archivado el 28 de agosto de 2008 en Wayback Machine .
- ↑ Ejemplo de síntesis orgánica , vol. 3, pág. 119 (1955); vol. 26, pág. 13 (1946). Enlace
- ↑ Shishkov, IV; Rominger, F.; Hofmann, P. (2009). "Carbenos α-carbonílicos de cobre(I) notablemente estables: síntesis, estructura y estudios mecanísticos de reacciones de ciclopropanación de alquenos". Organometallics . 28 (4): 1049– 1059. doi : 10.1021/om8007376 .
- ↑ M. Regitz, Angew. Chem., 79, 786 (1967); Angew. Chem. Intern. Ed. Engl., 6, 733 (1967).
- 1 2 Kurti Laszlo (2005). Aplicaciones estratégicas de reacciones con nombre en síntesis orgánica . Czako Barbara. Burlington: Elsevier Science. ISBN 978-0-08-057541-4OCLC 850164343
- ↑ Maas, Gerhard (19 de octubre de 2009), "Nuevas síntesis de compuestos diazo", Angewandte Chemie International Edition , vol. 48, n.º 44, págs. 8186–8195 , Bibcode : 2009ACIE...48.8186M , doi : 10.1002/anie.200902785 , PMID 19790217
- ↑ Síntesis Orgánicas, Colección, Vol. 5, pág. 179 (1973); Vol. 48, pág. 36 (1968). Enlace
- ↑ Síntesis Orgánicas, Coll. Vol. 6, pág. 414 (1988); Vol. 59, pág. 66 (1979). Enlace
- ↑ Huw ML Davies; Wen-hao Hu; Dong Xing (2015). "Metil fenildiazoacetato". EEROS : 1–10 . doi : 10.1002/047084289X.rn00444.pub2 . ISBN 978-0-470-84289-8.
- ↑ Selvaraj, Ramajeyam; Chintala, Srinivasa R.; Taylor, Michael T.; Fox, Joseph M. (2014). "3-Hidroximetil-3-fenilciclopropeno". Org. Synth . 91 : 322. doi : 10.15227/orgsyn.091.0322 .
- ↑ Taber, Douglass F.; Bai, Sha; Guo, Peng-fei (noviembre de 2008), "Un reactivo conveniente para la homologación de aldehído a alquino", Tetrahedron Letters , vol. 49, n.º 48, págs. 6904–6906 , doi : 10.1016/j.tetlet.2008.09.114 , PMC 2634292 , PMID 19946355
- ↑ Conversión de azidas en compuestos diazo mediante fosfinas. Eddie L. Myers y Ronald T. Raines . Angew. Chem. Int. Ed. 2009 , 48, 2359–2363. doi : 10.1002/anie.200804689
- ↑ Síntesis Orgánicas, Colección, Vol. 6, pág. 913 (1988); Vol. 50, pág. 94 (1970). Enlace
- ↑ Hagihara, Ryota; Katsuyama, Yohei; Sugai, Yoshinori; Onaka, Hiroyasu; Ohnishi, Yasuo (2018). "Nuevos derivados de deferrioxamina sintetizados utilizando la vía biosintética del ácido nitroso específica del metabolismo secundario en Streptomyces davawensis " . J. Antibiot . 71 (11): 911– 919. doi : 10.1038/s41429-018-0088-1 . PMID 30120394 .
- Grupos funcionales
- compuestos diazo