4-(4-Nitrofenyl)azoresorcinol, ook bekend als 4-(4-nitrofenyl)-1,2-dihydroxybenzeen, is een synthetische organische verbinding die behoort tot de klasse van azoarenen. Het wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van een nitrofenylgroep die via een azo(-N=N-)-binding aan de 4-positie van een resorcinol (1,3-dihydroxybenzeen)-groep is gebonden. Deze unieke structuur geeft het molecuul verschillende chemische en fysische eigenschappen.
De nitrogroep (-NO2) daarin draagt bij aan de polariteit, oplosbaarheid in polaire oplosmiddelen en zijn potentieel als elektronenacceptor in chemische reacties. De azobinding staat daarentegen bekend om zijn stabiliteit en kan deelnemen aan verschillende organische transformaties, waaronder reductie-, oxidatie- en substitutiereacties.
Deze verbinding vindt toepassingen op verschillende gebieden, waaronder als kleurstoftussenproduct, een voorloper voor de synthese van complexere organische moleculen, en mogelijk in de ontwikkeling van functionele materialen vanwege zijn unieke elektronische en optische eigenschappen. Bovendien maken de structurele kenmerken het tot een interessant onderwerp voor onderzoek in de organische chemie, met name op het gebied van azochemie en heterocyclische synthese.
|
|
|
|
Chemische formule |
C12H9N3O4 |
|
Exacte massa |
259.06 |
|
Moleculair gewicht |
259.22 |
|
m/z |
259.06 (100.0%), 260.06 (13.0%), 260.06 (1.1%) |
|
Elementaire analyse |
C, 55.60; H, 3.50; N, 16.21; O, 24.69 |
Chemisch reagens voor de bepaling van magnesium
Gevoeligheid en nauwkeurigheid: Het dient als een zeer gevoelig reagens voor de bepaling van magnesiumionen in verschillende chemische en biologische monsters. Dit maakt het een essentieel hulpmiddel in de analytische chemie, vooral voor kwantitatieve analyse.
Niet-waterige titratie-indicator: bovendien4-(4-Nitrofenyl)azoresorcinolfunctioneert als indicator in niet-waterige titratieprocessen, waardoor de precisie en nauwkeurigheid van dergelijke metingen wordt verbeterd.
Adsorptie-indicator
Visuele indicator: Het fungeert als een adsorptie-indicator, waardoor veranderingen in adsorptieprocessen visueel kunnen worden gedetecteerd, die cruciaal zijn in een reeks analytische en preparatieve technieken.
Veelzijdigheid: Het gebruik ervan als adsorptie-indicator onderstreept de brede toepasbaarheid ervan op gebieden waar het monitoren van adsorptieverschijnselen essentieel is.
Magnesiumdetectie in biologische systemen
Als reagens voor magnesiumdetectie kan het worden gebruikt om magnesiumgehaltes in biologische monsters zoals serum-, plasma- of weefselextracten te kwantificeren. Magnesium is een essentieel mineraal voor veel biologische processen, waaronder de zenuwfunctie, spiercontractie en energieproductie, waardoor de nauwkeurige kwantificering ervan cruciaal is in biomedisch onderzoek en klinische diagnostiek.
Rol in analytische technieken
Het gebruik van de verbinding als indicator bij titraties en andere analytische procedures kan de ontwikkeling van gevoeligere en selectievere testen voor de detectie en kwantificering van verschillende analyten in biologische monsters vergemakkelijken. Dit kan met name van belang zijn op het gebied van farmacologie, toxicologie en milieumonitoring.
Potentieel voor nieuwe toepassingen
Recent onderzoek heeft zich geconcentreerd op de ontwikkeling van fotochrome vloeibaar-kristalverbindingen, waaronder verbindingen afgeleid van azoverbindingen zoals 4-(4-nitrofenyl)azresorcinol. Deze materialen hebben unieke eigenschappen die ze aantrekkelijk maken voor toepassingen in informatieopslag, optische schakelaars en sensoren. Hoewel deze toepassingen voornamelijk gebaseerd zijn op hun fysieke en optische eigenschappen, is hun potentiële integratie in biologische systemen of apparaten voor biomedische doeleinden een gebied van lopend onderzoek.
De chemische formule van zelfs zuurstofviolet is C12H9N3O4, met een molecuulgewicht van 259,22 en een smeltpunt dat doorgaans tussen 195-200 ºC ligt. Het bereidingsproces omvat meestal de reactie van p-nitroaniline en 1,3-fenyldiol. Specifiek wordt een bepaalde hoeveelheid p-nitroaniline opgelost in heet geconcentreerd zoutzuur, afgekoeld en vervolgens wordt een verzadigde waterige oplossing die salpeterigzuur bevat druppelsgewijs toegevoegd om diazoniumzouten te genereren. Laat deze diazoniumzoutoplossing vervolgens reageren met 1,3-fenyleendiol en verdun de alkalische oplossing om zelfs zuurstofviolet te verkrijgen. Na filtratie, drogen en herkristallisatie van alcohol gebeurt dit4-(4-Nitrofenyl)azoresorcinolkan met hoge zuiverheid worden verkregen.
Hoofddoel
1. Gevoelig reagens voor het meten van magnesium
Als gevoelig reagens wordt het veel gebruikt voor de bepaling van magnesium. Bij chemische analyse kan het specifieke complexen vormen met magnesiumionen, en het magnesiumgehalte in het monster kan nauwkeurig en snel worden gedetecteerd via methoden zoals kleurverandering of spectrale meting. Deze methode is niet alleen zeer gevoelig, maar ook eenvoudig te bedienen, waardoor deze op grote schaal wordt gebruikt op gebieden als geologische verkenning, milieumonitoring en voedselanalyse.
2. Niet-waterige titratie-indicator
Het speelt ook een belangrijke rol bij niet-waterige titratie. Tijdens het titratieproces kan het worden gebruikt als indicator om het eindpunt van de titratie aan te geven door middel van kleurveranderingen. Dankzij de duidelijke kleurverandering en gemakkelijke observatie verbetert het de nauwkeurigheid en efficiëntie van de titratie. Bovendien heeft het een goede oplosbaarheid en stabiliteit in bepaalde specifieke niet-waterige oplosmiddelen, waardoor het een onmisbare indicator is bij niet-waterige titratie.
3. Bereiding van azobenzeen fotochrome vloeibare kristalverbindingen
Het kan ook worden gebruikt om een azobenzeen fotochrome vloeibare kristalverbinding te bereiden. Deze verbinding ondergaat reversibele cis-trans-isomerisatie onder bestraling met licht en vertoont fotochrome eigenschappen. Tegelijkertijd heeft het ook vloeibare kristaleigenschappen, waardoor het een potentiële toepassingswaarde heeft op het gebied van informatieopslag. Op azobenzeen gebaseerde vloeibare kristallen hebben de afgelopen jaren veel aandacht en onderzoek gekregen vanwege hun unieke foto-geïnduceerde cis-trans-isomere eigenschappen. Als een van de belangrijke grondstoffen voor de bereiding van dergelijke vloeibaar-kristalverbindingen biedt het krachtige ondersteuning voor de ontwikkeling van optische opslag, optische holografietechnologie en optische informatieverwerking.
4. Andere mogelijke toepassingen
Naast de hierboven genoemde belangrijkste toepassingen kan het ook andere potentiële toepassingswaarden hebben. Vanwege zijn uitstekende optische prestaties en thermische stabiliteit kan het bijvoorbeeld worden gebruikt op gebieden zoals optische materialen en thermogevoelige materialen. Bovendien zullen mensen, met de voortdurende ontwikkeling van wetenschap en technologie, de toepassingsmogelijkheden van zelfs zuurstofviolet op meer gebieden blijven onderzoeken.
Toepassingsvoorbeelden en case-analyse
1. Toepassing bij magnesiumbepaling
Bij geologisch onderzoek is het magnesiumgehalte een van de belangrijke indicatoren voor het meten van de kwaliteit van gesteenten en ertsen. Door het te gebruiken als een gevoelig reagens voor het meten van magnesium, kan het magnesiumgehalte in gesteenten en ertsen snel en nauwkeurig worden gedetecteerd. Bij een geologische verkenning verzamelden onderzoekers bijvoorbeeld meerdere gesteentemonsters en maten het magnesiumgehalte in de monsters met behulp van reagentia. De resultaten duiden op significante verschillen in het magnesiumgehalte tussen verschillende gesteentemonsters, wat krachtige gegevensondersteuning biedt voor daaropvolgende geologische analyses en beoordeling van hulpbronnen.
2. Toepassing in niet-waterige oplossingstitratie
Bij niet-waterige titratie wordt het ook veel gebruikt als indicator. Bij de analyse van geneesmiddelen hebben bepaalde geneesmiddelcomponenten bijvoorbeeld een hoge oplosbaarheid in niet-waterige oplosmiddelen, dus niet-waterige titratie is vereist voor de bepaling. Op dit punt kan het dienen als indicator om het eindpunt van de titratie aan te geven door middel van kleurveranderingen. In een geneesmiddelenanalyse gebruikten onderzoekers het als een indicator om met succes het gehalte aan geneesmiddelcomponenten in niet-waterige oplosmiddelen te bepalen, wat een sterke ondersteuning vormde voor de kwaliteitscontrole van geneesmiddelen.
3. Toepassing bij de bereiding van fotochrome vloeibaar-kristalverbindingen
Het speelt ook een belangrijke rol bij de bereiding van azobenzeen fotochrome vloeibaar-kristalverbindingen. In een bepaald onderzoek hebben onderzoekers bijvoorbeeld met succes een vloeibare kristalverbinding met fotochrome eigenschappen gesynthetiseerd en deze als een van de grondstoffen gebruikt. Deze verbinding kan onder lichtbestraling reversibele cis-trans-isomere veranderingen ondergaan, wat resulteert in significante kleurveranderingen. Deze ontdekking levert nieuwe ideeën en methoden op voor de ontwikkeling van gebieden zoals optische opslag, optische holografietechnologie en optische informatieverwerking.
Als organische verbinding heeft zelfs zuurstofviolet een brede toepassingswaarde op gebieden als chemische analyse en materiaalvoorbereiding. De toepassing ervan als een gevoelig reagens voor het bepalen van magnesium en als een niet-waterige titratie-indicator is algemeen erkend en toegepast; Ondertussen is er een groot potentieel aangetoond bij de bereiding van azobenzeen fotochrome vloeibaar-kristalverbindingen. Er moet echter ook aandacht worden besteed aan de veiligheid en milieukwesties tijdens het gebruik. In de toekomst, met de voortdurende ontwikkeling van wetenschap en technologie, zullen de toepassingsgebieden uitgebreider worden, en het is ook noodzakelijk om het productieproces en de prestaties voortdurend te verbeteren om zich aan te passen aan nieuwe eisen en uitdagingen.
Veiligheids- en milieuoverwegingen
► Toxiciteit
4-(4 - Nitrofenyl)azoresorcinol kan, zoals veel azoverbindingen, potentieel toxische effecten hebben. De nitrogroep en de azogroep worden beschouwd als potentieel gevaarlijke functionele groepen. Inademing of inname van de verbinding kan irritatie van de luchtwegen en het spijsverteringsstelsel veroorzaken. Huidcontact kan ook leiden tot allergische reacties of irritatie. Langdurige blootstelling aan hoge concentraties van de verbinding kan ernstigere gevolgen voor de gezondheid hebben, zoals schade aan de lever of de nieren. Daarom moeten passende veiligheidsmaatregelen, zoals het dragen van beschermende kleding en het gebruik van goede ventilatie, worden genomen bij het hanteren van dit middel.
► Milieu-impact
De productie en verwijdering van 4-(4 - nitrofenyl)azoresorcinol kan gevolgen hebben voor het milieu. Het syntheseproces kan het gebruik van gevaarlijke chemicaliën met zich meebrengen en afvalproducten genereren die op de juiste manier moeten worden behandeld om milieuvervuiling te voorkomen. Als de verbinding in waterlichamen terechtkomt, kan dit nadelige gevolgen hebben voor het waterleven, aangezien bekend is dat sommige azoverbindingen giftig zijn voor vissen en andere organismen. Er moeten duurzame productiemethoden en goede afvalbeheerstrategieën worden toegepast om de milieueffecten van deze verbinding tot een minimum te beperken.
► Afbraak en biologische afbreekbaarheid
De afbraak van 4-(4 - nitrofenyl)azoresorcinol in het milieu is een belangrijke overweging. De nitrogroep en de azogroep kunnen resistent zijn tegen biologische afbraak, wat betekent dat de verbinding lange tijd in het milieu kan blijven bestaan. Onder bepaalde omstandigheden, zoals in de aanwezigheid van specifieke micro-organismen of onder fotochemische bestraling, kan de verbinding echter worden afgebroken. Het begrijpen van de afbraakroutes en factoren die de biologische afbreekbaarheid van 4-(4 - nitrofenyl)azoresorcinol beïnvloeden, is van cruciaal belang voor het beoordelen van het lot ervan in het milieu en het ontwikkelen van strategieën voor de veilige verwijdering ervan.
In de geschiedenis van de chemische ontwikkeling komt de ontdekking van veel verbindingen vaak voort uit toevallige waarnemingen en onverwachte resultaten. Het ontdekkingsproces van 4-(4-nitrofenyl)azoresorcinol (algemeen bekend als magnesiumreagens I) is een typisch geval, dat meerdere velden bestrijkt, van kleurstofchemie tot analytische chemie, en demonstreert een interessant traject van wetenschappelijke ontdekkingen.
Halverwege de 19e eeuw luidde de kleurstofchemie haar gouden eeuw in. In 1856 ontdekte de jonge Britse chemicus William Henry Perkin per ongeluk de eerste synthetische kleurstof, anilineviolet, terwijl hij probeerde het antimalariamiddel kinine te synthetiseren. Deze toevallige ontdekking luidde niet alleen een nieuw tijdperk van synthetische kleurstoffen in, maar legde ook de basis voor de daaropvolgende ontdekking van azokleurstoffen.
De Duitse chemicus Johann Peter Gries ontdekte systematisch de diazotiseringsreactie in 1858. Deze baanbrekende ontdekking biedt een theoretische basis voor de synthese van azoverbindingen.
Tijdens de bloei van de kleurstofontwikkeling aan het einde van de 19e en het begin van de 20e eeuw synthetiseerden scheikundigen duizenden azoverbindingen. Als diazocomponent heeft p-nitroaniline veel aandacht getrokken vanwege zijn sterke elektronenzuigende eigenschappen; Resorcinol wordt vaak gekozen als koppelingscomponent vanwege de hoge reactiviteit. De koppelingsreactie tussen de twee genereert voornamelijk 4-(4-nitrofenyl)azoresorcinol, en er wordt ook een kleine hoeveelheid isomeren gegenereerd die op de 2-positie zijn gekoppeld.
Aan het begin van de 20e eeuw, met de ontwikkeling van de industriële revolutie, stond de analytische chemie voor nieuwe uitdagingen. Traditionele anorganische kwalitatieve analysemethoden, zoals systeemanalyse op basis van waterstofsulfide, zijn lastig in gebruik en zeer giftig. Chemici begonnen te zoeken naar eenvoudigere en gevoeligere organische reagentia voor de detectie en identificatie van metaalionen.
In de jaren twintig hebben enkele scherpe analytische chemici de azoverbindingen die bij het screenen van kleurstoffen waren "geëlimineerd" opnieuw onderzocht. Ze ontdekten dat 4-(4-nitrofenyl)azoresorcinol een unieke kleurverandering kan ondergaan met magnesiumionen in alkalische media: van de rode of paarse kleur van het reagens zelf naar een levendig blauwe kleur. Deze ontdekking trok onmiddellijk de aandacht van de analytische chemiegemeenschap.
De Duitse analytische chemicus Hermann Beck bestudeerde dit fenomeen voor het eerst systematisch rond 1925. Hij ontdekte dat het blauwe complex gevormd tussen het reagens en magnesiumionen in natriumhydroxidemedium een hoge gevoeligheid heeft, met een detectielimiet tot ppm. Baker's onderzoek legde een theoretische basis voor de toepassing van dit reagens bij magnesiumdetectie.
Populaire tags: 4-(4-nitrofenyl)azoresorcinol cas 74-39-5, leveranciers, fabrikanten, fabriek, groothandel, kopen, prijs, bulk, te koop