Azidi

Azidna funkcionalna grupa

Azidi (prema franc. azote: dušik), soli dušikovodične (azidne) kiseline, HN₃. Azid je anion formule N₃⁻. To je konjugirana baza azidne kiseline. Azid je i funkcionalna grupa u organskoj kemiji, RN₃. N₃⁻ je linearni anion koji je izoelektričan sa CO₂ i N₂O. Po teoriji valentnih veza, azid se može opisati pomoću nekoliko rezonantnih struktura, od kojih je jedna bitnija N⁻=N⁺=N⁻.

Neorganski azidi

Azidi formiraju i kovalentne i ionske spojeve sa metalima. Natrijev azid, NaN₃, je sol koja ima široku uporabu kao aktivator zračnih jastuka u automobilima putem sljedeće reakcije:

2 NaN_3(s) → 2 Na_(s) + 3 N_2(g)

Olovni azid Pb(N₃)₂ se koristi kao inicijalni eksploziv. Kovalentni azidi su brojni, a jedan primjer je [Co(NH₃)₅N₃]Cl₂. Metalo-organski azid je trimetilsilil azid, koji se ponekad koristi kao bezvodni izvor N₃⁻.

Azidi u biokemiji

Azidni anion je toksičan, djeluje inhibirajuće na funkciju citokrom c oksidaze na taj način što se ireverzibilno vezuje za hemov kofaktor, na sličan način kao što je proces vezivanja cijanidnog aniona. Azidne soli se koriste u proučavanju mutageneze.

Organski azidi

Organski azidi se koriste u korisnim organskim reakcijama. Terminalni dušik je blago nukleofilan. Azidi lako istiskuju molekularni dušik, svojstvo koje se koristi u mnogim reakcijama kao što je Staudingerova ligacija ili Curtisovo pregrađivanje ili na primjer u sintezi γ-imino-β-enamino estera. U azidno alkilnoj Huisgen cikloadiciji, organski azidi reagiraju kao 1,3-dipoli. Primjeri organskih azida su kemijski reagens fenil azid i antivirusni lijek Zidovudin. Jedan od uobičajenih azida je tosil azid ovdje u reakciji sa norborandienom u reakciji ubacivanja dušika.

Dutt-Wormall reakcija

Klasična metoda za sintezu azida je Dutt-Wormall reakcija u kojoj diazonij soli reagiraju sa sulfonamidima stvarajući diazoaminosulfinate koji hidrolizom daju azide i sulfinsku kiselinu.

Sigurnost

• Natrij azid je toksičan (LD₅₀ oralno (štakori) = 27 mg/kg) i može biti apsorbiran kroz kožu. Energično reagira sa CS₂, bromom, dušičnom kiselinom,dimetil sulfatom i cijelim nizom teških metala uključujući bakar i olovo. Natrij azid eksplozivno se raspada kada se zagrije do temperature 275 °C ili više. Koristi se kao izvor plina u zračnim jastucima.
• Poznat je i borov azid koji je pak prije služio prije kao punjenje u detonatorima (upaljačima). Jedan je od najosjetljivijih i najotrovnijih azida.
• Azidi se više ne proizvode sbog svojih mana, ali se jedino koristi olov azid, kao upaljač (detonator) na udar u metku.
• Azidi teških metala kao što je olovni azid su vrlo nestabilni inicijalni eksplozivi koji detoniraju zbog udara ili zagrijavanja.
• U reakciji sa vodom ili Brønstedovim kiselinama oslobađa se izuzetno toksična i eksplozivna azidna kiselina.
• Poznato je da natrij azid i polimerno vezani azidi kao reagensi reagiraju sa diklormetanom i kloroformom pri čemu formiraju diazidometan i triazidometan koji su nestabilni u otopinama visokih koncentracija. Različite razarajuće eksplozije su prijavljene kao posljedica koncentriranja reakcijske smjese pomoću rotacijskog isparivača.
• Azidi teških metala koji su visoko eksplozivni pod tlakom ili udarom nastaju kada otopinu natrijevog azida ili pare HN₃ dođu u kontakt s teškim metalima ili njihovim solima. Azidi teških metala mogu se pod određenim uvjetima akumulirati, primjerice u metalnim cijevima i na metalnim dijelovima različite opreme (rotacijski isparivači, oprema za liofilizaciju, sustavi za hlađenje, cijevi za otpadne vode), što može dovesti do jakih eksplozija. Pojedini organski i kovalentni azidi klasificirani su kao jako eksplozivni i toksični (neorganski azidi kao neurotoksini, azidni ion kao inhibitor citokrom c oksidaze.
• Kruti jodoazid je eksplozivan i ne smije se pripremati bez otapala.