Compuesto azo

compuestos azo son compuestos orgánicos que llevan el grupo funcional diazenilo (R−N=N−R′, en el que R y R′ pueden ser grupos arilo o alquilo).

La IUPAC define los compuestos azo como: "Derivados del diazeno (diimida), HN=NH, en los que ambos hidrógenos están sustituidos por grupos hidrocarbilo, p. PhN=NPh azobenceno o difenildiazeno.", donde Ph significa grupo fenilo. Los derivados más estables contienen dos grupos arilo. El grupo N=N se llama grupo azo (del francés azote 'nitrógeno', del griego antiguo ἀ- (a-) 'no', y ζωή (zōē) 'vida').

Muchos artículos textiles y de cuero se tiñen con colorantes y pigmentos azoicos.

Compuestos arilazo

Los compuestos aril azo suelen ser especies cristalinas estables. El azobenceno es el compuesto azo aromático prototípico. Existe principalmente como isómero trans, pero tras la iluminación se convierte en isómero cis.

Los compuestos azo aromáticos se pueden sintetizar mediante acoplamiento azo, lo que implica una reacción de sustitución electrófila en la que un catión aril diazonio es atacado por otro anillo arilo, especialmente aquellos sustituidos con grupos donadores de electrones:

ArN+2 + Ar'H → ArN=NAr' + H⁺

Dado que las sales de diazonio suelen ser inestables cerca de la temperatura ambiente, las reacciones de acoplamiento azo normalmente se llevan a cabo cerca de 0 °C. La oxidación de hidracinas (R−NH−NH−R′) también da compuestos azo. Los colorantes azoicos también se preparan mediante la condensación de nitroaromáticos con anilinas seguida de la reducción del intermedio azoxi resultante:

ArNO₂ + Ar'NH₂ → ArN(O)=NAr' + H₂O

ArN(O)=NAr' + C₆H₁₂O₆ → ArN=NAr' + C₆H₁₀O₆ + H₂O

Para el teñido de textiles, un compañero de acoplamiento de nitro típico sería el 4,4′-dinitrostilbeno-2,2′-disulfonato de disodio. A continuación se muestran los compañeros de anilina típicos.

Como consecuencia de la π-deslocalización, los compuestos arilazo tienen colores vivos, especialmente rojos, naranjas y amarillos. Por lo tanto, se usan como tintes y se conocen comúnmente como tintes azoicos, un ejemplo de los cuales es el Naranja Disperso 1. Algunos compuestos azo, por ejemplo, el naranja de metilo, se usan como indicadores ácido-base debido a los diferentes colores de su ácido y formas de sal. La mayoría de los discos DVD-R/+R y algunos CD-R utilizan tinte azoico azul como capa de grabación. El éxito comercial de los colorantes azoicos motivó el desarrollo de compuestos azoicos en general.

Compuestos alquil azo

Los compuestos azo alifáticos (R y/o R′ = alifático) se encuentran con menos frecuencia que los compuestos aril azo. Un compuesto alquilazo de importancia comercial es el azobisisobutironitrilo (AIBN), que se utiliza ampliamente como iniciador en polimerizaciones de radicales libres y otras reacciones inducidas por radicales. Esta iniciación se consigue por descomposición, eliminando una molécula de gas nitrógeno para formar dos radicales 2-cianoprop-2-ilo:

Por ejemplo, una mezcla de estireno y anhídrido maleico en tolueno reaccionará si se calienta, formando el copolímero tras la adición de AIBN.

Un compuesto dialquildiazo simple es el dietildiazeno, CH₃CH₂−N=N−CH₂CH₃, que puede sintetizarse mediante una variante de la reacción de Ramberg-Bäcklund. Debido a su inestabilidad, los compuestos azo alifáticos presentan riesgo de explosión.

AIBN se produce convirtiendo acetonacianhidrina en el derivado de hidrazina seguido de oxidación:

2 (CH)₃)₂C(CN)OH + N₂H₄ [CH]₃)₂C(CN)]₂N₂H₂ + 2 H₂O

[CH]₃)₂C(CN)]₂N₂H₂ + Cl₂ [CH]₃)₂C(CN)]₂N₂ + 2 HCl

Seguridad y regulación

Muchos pigmentos azoicos no son tóxicos, aunque se ha descubierto que algunos, como el naranja de dinitroanilina, el naranja de ortonitroanilina o el pigmento naranja 1, 2 y 5, son mutagénicos. Asimismo, varios estudios de casos han relacionado los pigmentos azoicos con el carcinoma de células basales.

Reglamento europeo

Ciertos colorantes azoicos pueden descomponerse en condiciones reductoras para liberar cualquiera de un grupo de aminas aromáticas definidas. En septiembre de 2003 se prohibió en los países de la Unión Europea la fabricación y venta de bienes de consumo que contienen aminas aromáticas enumeradas procedentes de tintes azoicos. Como sólo un pequeño número de tintes contenían un número igualmente pequeño de aminas, relativamente pocos productos se vieron afectados.