¿Qué hace que los compuestos diazo sean tan inestables y explosivos?

Question

Una vez un AT de Orgo se refirió a un compuesto diazo como "diazo-boom-boom" (el término técnico). Siempre he sentido curiosidad por saber el motivo de la inestabilidad y la reactividad.

Según Wikipedia

Algunos de los compuestos diazo más estables son las -diazocetonas y los -diazoésteres, ya que la carga negativa está deslocalizada en el carbonilo. Por el contrario, la mayoría de los compuestos alquídicos son explosivos

¿Qué tienen los alquildiazos que los hacen mucho más inestables? No parece que haya ninguna tensión de enlace u otros factores. Ingenuamente, puedo decir que tener una estructura de resonancia debería hacerla marginalmente más estable.

Answer 1

Pues bien, su pregunta equivale a "¿Qué tienen las α-diazocetonas que las hacen mucho más estables?" que es más fácil de ver. En comparación con un alquildiazo, la α-diazocetona tiene una estructura de resonancia en la que la carga negativa se dirige al oxígeno de la cetona (y se aleja del átomo de nitrógeno con carga positiva):

Como el oxígeno es un elemento bastante electronegativo, la forma de resonancia es bastante estable y explica la estabilidad extra de las α-diazoketonas. Es por la misma razón que los protones en posición α a las cetonas son siempre más ácidos que los protones de la cadena alquídica.

Volviendo a los compuestos alquildiazo, tienes que darte cuenta de que el mero hecho de poder escribir una estructura de resonancia no implica intrínsecamente una estabilización: la estructura de resonancia tiene que tener algún factor de estabilidad intrínseco. En el alquildiazo, la forma de resonancia que escribiste es un carbanión, que se considera bastante desfavorable a menos que tenga un factor de estabilización adicional. Además, las reacciones más comunes dan N ₂ que es un compuesto muy estable la reacción es termodinámicamente muy favorable.

Answer 2

Una respuesta muy corta:

$\Delta G = \Delta H - T\Delta S$

Como se trata de una pregunta de química orgánica, no es necesario resolver la ecuación numéricamente. Como ya sabrás, $\ce{N2_{(g)}}$ La entalpía de formación estándar ( $\Delta H_\text{f}^\circ$ ) es 0 - en la norma $T$ y $p$ , $\ce{N2_{(g)}}$ es gaseoso. Por lo tanto, su contribución entálpica es 0. Su $S^\circ$ es $191.32\ \mathrm{\frac{J}{mol\ K}}$ que indica que, a 273,15 K, $\Delta G^\circ_\text{f}$ no sólo es negativo, sino también grande.

Termodinámicamente, $\ce{N2_{(g)}}$ se ve favorecida. Echa un vistazo a diagrama de fases del nitrógeno generado por Wolfram Alpha.

EDITAR

Acabo de notar que estás considerando iones de diazonio no azo compuestos. Por las razones que F'x ha explicado, los iones son más prontos a la explosión que los compuestos azoicos. Creo que los compuestos azoicos se utilizan en la fabricación de CDs, o eso nos dijo mi profesor... Se supone que son sensibles a la luz.