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叠氮化合物是具有式N -3的阴离子。它是共轭碱的叠氮酸（HN 3）。N -3是与CO 2，NCO -，N 2 O，NO +2和NCF 等电子的线性阴离子。每价键理论，叠氮化物可以用几种共振结构来描述; 一个重要的存在
。叠氮化物也是官能团在有机化学，RN 3。[1] 叠氮化物的主要用途是作为气囊中的推进剂。
无机叠氮化物
叠氮化钠是通过在反应工业上制成一氧化二氮，N 2 O运用氨化钠在液氨作为溶剂：[2]
N 2 O + 2 NaNH 2 →NaN 3 + NaOH + NH 3
许多无机叠氮化物可以直接或间接由叠氮化钠制备。例如，用于雷管的叠氮化铅可以由硝酸铅和叠氮化钠之间的复分解反应制备。另一种途径是金属与溶解在液氨中的叠氮化银的直接反应。[3] 通过用hydrazoic acid处理碳酸盐来生产一些叠氮化物。
有机叠氮化物
叠氮部分的主要来源是叠氮化钠。作为假卤素化合物，叠氮化钠通常取代适当的离去基团（例如Br，I，OTs），得到叠氮基化合物。芳基叠氮化物可以通过用叠氮化钠或三甲基甲硅烷基叠氮化物置换适当的重氮盐来制备; 即使使用氯化物，亲核芳族取代也是可能的。苯胺和芳族肼经历重氮化，烷基胺和肼也是如此。[1]
适当官能化的脂族化合物用叠氮化钠进行亲核取代。脂族醇通过Mitsunobu反应的变体使用叠氮酸产生叠氮化物。[1]肼还可能通过与亚硝酸钠反应形成叠氮化物：[5]
PhNHNH 2 → PhN 3
烷基或芳基酰氯与反应叠氮化钠在水溶液中，得到的酰基叠氮化物，[6] [7]其中给予的异氰酸酯在Curtius重排。
偶氮转移化合物，三氟甲磺酰叠氮化物和咪唑-1-磺酰基叠氮化物也由叠氮化钠制备。它们与胺反应得到相应的叠氮化物：
RNH 2 →RN 3
Dutt-Wormall的反应
合成叠氮化物的经典方法是Dutt-Wormall反应[8]，其中重氮盐首先与磺酰胺反应生成重氮氨基亚磺酸盐，然后水解 叠氮化物和亚磺酸。[9]
反应
无机叠氮化物
如应用中所讨论的，叠氮化物盐可以在释放氮气的情况下分解。碱金属叠氮化物的分解温度为：NaN 3（275℃），KN 3（355℃），RbN 3（395℃）和CsN 3（390℃）。该方法用于生产超纯碱金属。[10]
叠氮盐的质子化在强酸存在下产生有毒的叠氮酸：
H + + N -
3 →HN 3
叠氮化物盐可以与重金属或重金属化合物反应得到相应的叠氮化物，其比单独的叠氮化物更具震动敏感性。酸化时，它们会被亚硝酸钠分解。这是一种在处理之前破坏残余叠氮化物的方法。[11]
2 NaN 3 + 2 HNO 2 →3N 2 + 2NO + 2NaOH
已经描述了许多无机共价叠氮化物（例如氯，溴和碘叠氮化物）。[12]
叠氮阴离子表现为亲核试剂; 它经历了脂肪族和芳香族系统的亲核取代。它与环氧化物反应，导致开环; 它经历了与1,4-不饱和羰基化合物的迈克尔样共轭加成。[1]
叠氮化物可用作金属氮化物配合物的前体。因此诱导叠氮化物络合物释放N 2，产生处于不寻常氧化态的金属络合物（参见高价铁）。
有机叠氮化物
有机叠氮化物参与有用的有机反应。末端氮是温和亲核的。叠氮化物容易挤出双原子氮，这种趋势在许多反应中被利用，例如施陶丁格连接或Curtius重排，或例如在γ-亚氨基-β-烯氨基酯的合成中。[13] [14]
在施陶丁格反应中，叠氮化物可通过氢解[15]或与膦（例如三苯基膦）还原成胺。该反应允许叠氮化物作为受保护的-NH 2合成子，如1,1,1-三（氨基甲基）乙烷的合成所示：
3 H 2 + CH 3 C（CH 2 N 3）3 →CH 3 C（CH 2 NH 2）3 + 3N 2
在叠氮化物炔烃Huisgen环加成反应中，有机叠氮化物以1,3-偶极子反应，与炔烃反应得到取代的1,2,3-三唑。这种反应在点击化学中非常流行。
另一种叠氮化物常规是甲苯磺酰叠氮化物，在氮插入反应中与降冰片二烯反应：[16]
应用
每年生产约250吨含叠氮化合物，主要产品为叠氮化钠。[17]
雷管和推进剂
叠氮化钠是汽车安全气囊中的推进剂。它在加热时分解产生氮气，用于快速膨胀气囊：[17]
2 NaN 3 →2 Na + 3 N 2
重金属盐，如叠氮化铅，Pb（N 3）2，是一种冲击敏感的雷管，可分解成相应的金属和氮，例如：[18]
Pb（N 3）2 →Pb + 3 N 2
类似地使用银盐和钡盐。一些有机叠氮化物是潜在的火箭推进剂，例如2-二甲基氨基乙基叠氮化物（DMAZ）。
其他
由于与其使用相关的危害，很少有叠氮化物在商业上使用，尽管它们对研究人员表现出有趣的反应性。低分子量叠氮化物被认为是特别危险的并且被避免。在研究实验室中，叠氮化物是胺的前体。他们也因参与“ 点击反应 ”和施陶丁格结扎而受欢迎。这两种反应通常非常可靠，有助于组合化学。
抗病毒药物齐多夫定（AZT）含有叠氮基。一些叠氮化物作为生物正交化学记者是有价值的。
安全
叠氮化物是爆炸物和毒素。
叠氮化钠是有毒的（LD 50口服（大鼠）= 27mg / kg）并且可以通过皮肤吸收。它在加热到275℃以上时爆炸性地分解并与CS 2，溴，硝酸，硫酸二甲酯和一系列重金属（包括铜和铅）剧烈反应。与水或布朗斯台德酸反应，释放出剧毒且易爆的叠氮化氢。
重叠金属叠氮化物，例如叠氮化铅，是加热或摇动时可爆炸的主要 高爆炸 药。当叠氮化钠或HN 3蒸气的溶液与重金属或其盐接触时，形成重金属叠氮化物。重金属叠氮化物可以在某些情况下积累，例如，在金属管道和上多样设备（的金属部件旋转蒸发仪，冷冻干燥设备，冷却陷阱，水浴，废水管），并因此导致剧烈爆炸。
一些有机和其他共价叠氮化物被归类为高度爆炸性和毒性：无机叠氮化物作为神经毒素; 叠氮离子作为细胞色素c氧化酶抑制剂。
据报道，叠氮化钠和聚合物结合的叠氮化物试剂与二氯甲烷和氯仿反应形成二 - 和三氮杂甲烷，它们在溶液中都是高浓度不稳定的。报道了各种破坏性爆炸，同时反应混合物在旋转蒸发器上浓缩。已经充分证明了二叠氮甲烷（和三氮杂甲烷）的危害。[19] [20]
固体碘肼是爆炸性的，不应在没有溶剂的情况下制备。[21]
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