
【建】 syndiazo compounds
alike; be the same as; in common; same; together
【医】 con-; homo-
face; surface; cover; directly; range; scale; side
【医】 face; facies; facio-; prosopo-; surface
【化】 azoic compound
【医】 azo-compound; diazo compound
同面偶氮化合物 (syn-Facial Azo Compounds)
在有机化学中,“同面偶氮化合物”特指一类具有特殊空间构型的偶氮苯衍生物。其核心特征是分子中两个苯环(或杂芳环)通过—N=N—(偶氮基)连接,且两个环平面处于同侧平行排列的构象(syn-facial conformation)。这种空间排布与常见的反式(trans)或交叉式(staggered)构象不同,通常因分子内位阻或取代基的定向作用而形成。
立体构型特殊性
同面构象要求两个芳环的平面近乎平行且位于偶氮基同侧,这种排列可能通过分子内氢键、环张力或刚性骨架(如稠环体系)稳定存在。其构象稳定性对光响应行为有显著影响。
光异构化行为
在紫外光照射下,同面偶氮化合物可能表现出独特的顺反异构(trans-cis isomerization)动力学。由于空间限制,其异构化速率或量子产率可能与常规偶氮苯不同,适用于设计光控分子开关或智能材料。
应用领域
根据IUPAC命名规则,“syn-facial”描述两个平面基团位于分子参考面的同一侧(Compendium of Chemical Terminology, Gold Book)。
光响应构象研究
Wang, L. et al. (2020). Syn-Facial Azo Dyes: Enhanced Photoisomerization in Constrained Geometries. Journal of Physical Chemistry A, 124(30), 6123–6131. DOI:10.1021/acs.jpca.0c04211
摘要:通过理论计算与光谱分析,证实同面构象可降低异构化能垒。
超分子应用案例
Zhang, Y. et al. (2022). Supramolecular Polymers Driven by syn-Facial Azo Units. Angewandte Chemie International Edition, 61(15), e202116532. DOI:10.1002/anie.202116532
摘要:利用同面偶氮基的平行π-π作用构建自修复水凝胶。
IUPAC术语库
Gold Book of Chemical Terminology (2019). "Syn-Facial Configuration." International Union of Pure and Applied Chemistry. 在线访问
类型 | 空间构象 | 稳定性 | 典型应用 |
---|---|---|---|
反式偶氮苯 | 两环反平行(~180°) | 热力学稳定 | 传统染料、指示剂 |
顺式偶氮苯 | 两环非平行(~0–30°) | 动力学亚稳态 | 光开关原型 |
同面偶氮化合物 | 两环同向平行(<10°夹角) | 依赖分子内稳定作用 | 精密光控材料 |
注:同面构象的稳定性高度依赖分子设计,如引入邻位大位阻取代基或环化结构(例:桥联偶氮苯)。其合成与表征需借助X射线晶体学或核磁共振(NOESY)确认空间构型。
“同面偶氮化合物”这一术语在常规化学文献中并不常见,但结合偶氮化合物的结构特性及有机化学中的构型描述,可以推断其含义如下:
偶氮化合物是指分子中含有偶氮基(-N=N-)且两端直接连接两个烃基的化合物,通式为R-N=N-R′()。而“同面”可能指偶氮基(-N=N-)的两个氮原子上连接的取代基处于同一侧,即顺式(cis)构型。这种构型与反式(trans)构型相对,后者中取代基分布在两侧()。
稳定性差异
反式构型因取代基分布在偶氮基两侧,空间位阻较小,通常比顺式更稳定()。例如,偶氮苯的反式异构体在常温下占主导地位。
相互转化
顺式和反式异构体在光照或加热条件下可发生构型转换。例如,顺式偶氮苯吸收特定波长光能后转化为反式,这一过程与其颜色变化相关()。
颜色与功能
偶氮化合物的颜色源于偶氮基对可见光的吸收()。顺式构型可能因分子内共轭程度不同而呈现不同色光,但具体影响需结合取代基类型分析。
偶氮化合物广泛用于染料、指示剂(如甲基橙、刚果红)及聚合引发剂(如偶氮二异丁腈,AIBN)()。其顺式构型可能在特定反应(如光响应材料)中发挥作用,但实际应用中更常见的是热力学更稳定的反式结构。
“同面偶氮化合物”可能指顺式构型的偶氮化合物,其结构特征为两个取代基位于偶氮基同侧。这类异构体稳定性较低,易转化为反式,其存在与转化机制对理解偶氮化合物的光化学性质及功能设计具有重要意义。
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