Diazomethan

Was ist Diazomethan?

Diazomethan ist eine organische Verbindung mit der Summenformel CH2N2.

Es wird als Diazoverbindung eingestuft, weil es Diazogruppen in seinem Molekül hat. Diazomethan hat die einfachste Struktur unter den Diazoverbindungen und seine CAS-Registriernummer lautet 334-88-3.

Es hat ein Molekulargewicht von 42,04, einen Schmelzpunkt von -145 °C und einen Siedepunkt von -23 °C. Es liegt als gelbes Gas mit muffigem Geruch bei Raumtemperatur vor. Es hat eine Dichte von 1,4 (Luft = 1). Es ist hochexplosiv und kann bei Schlag, Hitze, Licht oder in Gegenwart von Alkalimetallen explodieren.

Reagiert mit Wasser, ist aber in Ether- oder Dioxanlösungen relativ stabil. Ansonsten ist es leicht löslich in Benzol, schwach löslich in Ethanol und Ethylether, reagiert aber langsam mit Alkoholen und zersetzt sich.

Es ist auch schädlich für den menschlichen Körper durch Hautreizungen und Einatmen, so dass es mit Vorsicht gehandhabt werden muss. Nach dem Gesetz über Sicherheit und Gesundheitsschutz am Arbeitsplatz ist Diazomethan ein gefährlicher Stoff, der mit seinem Namen usw. gekennzeichnet werden muss, sowie ein gefährliches und brennbares Gas.

Anwendungen von Diazomethan

Zu den wichtigsten Anwendungen von Diazomethan gehören Methylierungsmittel, agrochemische und pharmazeutische Grundstoffe. In organischen Syntheselabors wird es insbesondere für Reaktionen wie die O-Methylierung von Carbonsäuren und phenolischen Hydroxygruppen (zur Herstellung von Methylether- und Methylesterderivaten) und die C-Methylierung durch Epoxidierung von Ketonen verwendet.

Aufgrund seiner Explosivität wird es in der Regel als Ether- oder Dioxanlösung verwendet, die für den Gebrauch vorbereitet wird, doch werden sehr häufig sicherere und leichter zu handhabende Alternativreagenzien verwendet.

Merkmale von Diazomethan

Aufgrund der delokalisierten π-Elektronen von Diazomethan wird die Lewis-Struktur als Resonanzgemisch dargestellt und die Molekülstruktur ist linear. Es ist eine sehr instabile Substanz und kann sich, wie bereits erwähnt, explosionsartig zersetzen, wenn es Stößen, Reibung oder Vibrationen ausgesetzt wird.

Erhitzung auf 100 °C und Kontakt mit rauen Oberflächen sind ebenfalls explosionsfördernde Faktoren. Darüber hinaus kann das Vorhandensein von Verunreinigungen oder Feststoffen in unverdünnten Flüssigkeiten oder konzentrierten Lösungen bei starker Lichtintensität ebenfalls Explosionen verursachen.

Arten von Diazomethan

Diazomethan selbst ist nicht im Handel erhältlich, da es sich um einen äußerst instabilen, gefährlichen und schwer zu handhabenden Stoff handelt. Wie bereits erwähnt, wird es in der Regel als Etherlösung oder als Dioxanlösung verwendet, die für die Verwendung eingestellt wird.

Trimethylsilyldiazomethan ((CH3)3SiCHN2) hingegen ist eine stabile Flüssigkeit mit fast der gleichen Reaktivität wie Diazomethan, jedoch ohne explosive Eigenschaften. Da es leicht zu handhaben ist, ist es auch im Handel als chemisches Reagenz erhältlich.

Außer in besonderen Fällen, in denen Diazomethan selbst verwendet werden muss, ist dies in der Regel die Hauptart von Reagenzien, die auch unter Sicherheitsaspekten bevorzugt wird. Trimethylsilyldiazomethan-Reagenzprodukte, in der Regel in Form einer 10%igen Hexanlösung, sind in den Größen 5ml, 25ml und 100ml erhältlich und werden als Reagenzien behandelt, die gekühlt gelagert werden müssen.

Weitere Informationen über Diazomethan

1. Synthese von Diazomethan

Diazomethan ist, wie bereits erwähnt, explosiv und sollte daher als Lösung in Ether oder Dioxan verwendet werden, die für den Gebrauch hergestellt werden können. Es wird im Allgemeinen durch Reaktion von acylierten oder sulfonierten N-Methyl-N-Nitrosaminen mit wässrigen konzentrierten alkalischen Lösungen synthetisiert.

Spezifische Versuchsabläufe können nach dem folgenden Schema durchgeführt werden:

1. Bereiten Sie ein zweischichtiges Becherglas mit einer Ether- oder Dioxanschicht über der konzentrierten alkalischen Lösung vor.
2. Geben Sie das N-Methyl-N-Nitrosamin-Derivat in kleinen Mengen unter Rühren bei eiskalten Bedingungen zu.
3. Das in der Etherschicht gebildete Diazomethan wird aufgefangen.

2. Chemische Reaktion von Diazomethan

Diazomethan ist ein Stoff, der durch Photolyse Methylen-CH2 erzeugt. Bei der Reaktion mit Säurechloriden werden Diazomethylketone oder Chlormethylketone gebildet.

Es reagiert mit den Dreifachbindungen aktiver Acetylene und den Doppelbindungen von Ethylenen durch 1,3-Dipoladdition unter Bildung von Pyrazol- oder Pyrazolinderivaten. Die Substanz wird auch bei der Ringerweiterungsreaktion von cyclischen Ketonen in der Arndt-Eistert-Synthese verwendet.

Bei der Verwendung als O-Methylierungsmittel für Phenol oder Carbonsäuren erfolgt die experimentelle Manipulation im Allgemeinen durch Rühren einer Etherlösung eines eiskalten Überschusses an Diazomethan und dessen Zugabe in kleinen Mengen zu einer Phenol- oder Carbonsäurelösung, um die Reaktion ablaufen zu lassen.