
【建】 syndiazo compounds
alike; be the same as; in common; same; together
【醫】 con-; homo-
face; surface; cover; directly; range; scale; side
【醫】 face; facies; facio-; prosopo-; surface
【化】 azoic compound
【醫】 azo-compound; diazo compound
同面偶氮化合物 (syn-Facial Azo Compounds)
在有機化學中,“同面偶氮化合物”特指一類具有特殊空間構型的偶氮苯衍生物。其核心特征是分子中兩個苯環(或雜芳環)通過—N=N—(偶氮基)連接,且兩個環平面處于同側平行排列的構象(syn-facial conformation)。這種空間排布與常見的反式(trans)或交叉式(staggered)構象不同,通常因分子内位阻或取代基的定向作用而形成。
立體構型特殊性
同面構象要求兩個芳環的平面近乎平行且位于偶氮基同側,這種排列可能通過分子内氫鍵、環張力或剛性骨架(如稠環體系)穩定存在。其構象穩定性對光響應行為有顯著影響。
光異構化行為
在紫外光照射下,同面偶氮化合物可能表現出獨特的順反異構(trans-cis isomerization)動力學。由于空間限制,其異構化速率或量子産率可能與常規偶氮苯不同,適用于設計光控分子開關或智能材料。
應用領域
根據IUPAC命名規則,“syn-facial”描述兩個平面基團位于分子參考面的同一側(Compendium of Chemical Terminology, Gold Book)。
光響應構象研究
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:通過理論計算與光譜分析,證實同面構象可降低異構化能壘。
超分子應用案例
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作用構建自修複水凝膠。
IUPAC術語庫
Gold Book of Chemical Terminology (2019). "Syn-Facial Configuration." International Union of Pure and Applied Chemistry. 線上訪問
類型 | 空間構象 | 穩定性 | 典型應用 |
---|---|---|---|
反式偶氮苯 | 兩環反平行(~180°) | 熱力學穩定 | 傳統染料、指示劑 |
順式偶氮苯 | 兩環非平行(~0–30°) | 動力學亞穩态 | 光開關原型 |
同面偶氮化合物 | 兩環同向平行(<10°夾角) | 依賴分子内穩定作用 | 精密光控材料 |
注:同面構象的穩定性高度依賴分子設計,如引入鄰位大位阻取代基或環化結構(例:橋聯偶氮苯)。其合成與表征需借助X射線晶體學或核磁共振(NOESY)确認空間構型。
“同面偶氮化合物”這一術語在常規化學文獻中并不常見,但結合偶氮化合物的結構特性及有機化學中的構型描述,可以推斷其含義如下:
偶氮化合物是指分子中含有偶氮基(-N=N-)且兩端直接連接兩個烴基的化合物,通式為R-N=N-R′()。而“同面”可能指偶氮基(-N=N-)的兩個氮原子上連接的取代基處于同一側,即順式(cis)構型。這種構型與反式(trans)構型相對,後者中取代基分布在兩側()。
穩定性差異
反式構型因取代基分布在偶氮基兩側,空間位阻較小,通常比順式更穩定()。例如,偶氮苯的反式異構體在常溫下占主導地位。
相互轉化
順式和反式異構體在光照或加熱條件下可發生構型轉換。例如,順式偶氮苯吸收特定波長光能後轉化為反式,這一過程與其顔色變化相關()。
顔色與功能
偶氮化合物的顔色源于偶氮基對可見光的吸收()。順式構型可能因分子内共轭程度不同而呈現不同色光,但具體影響需結合取代基類型分析。
偶氮化合物廣泛用于染料、指示劑(如甲基橙、剛果紅)及聚合引發劑(如偶氮二異丁腈,AIBN)()。其順式構型可能在特定反應(如光響應材料)中發揮作用,但實際應用中更常見的是熱力學更穩定的反式結構。
“同面偶氮化合物”可能指順式構型的偶氮化合物,其結構特征為兩個取代基位于偶氮基同側。這類異構體穩定性較低,易轉化為反式,其存在與轉化機制對理解偶氮化合物的光化學性質及功能設計具有重要意義。
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