Seit der ersten Herstellung organischer Azide, genauer gesagt von Phenylaziden, durch Peter Grieß vor fast 160 Jahren hat diese Entdeckung ein enormes Interesse in der wissenschaftlichen Gemeinschaft geweckt.^[1-2] Einige Jahre später wurden mit der Entdeckung der Curtius-Umlagerung im Jahr 1894^[3-4] und dem ersten Vorschlag von Nitrenen als Reaktionszwischenprodukte durch Tiemann im Jahr 1891 weitere Maßstäbe in der Azidchemie gesetzt.^[5] Erst in den 1950er Jahren fanden organische Azide wieder große Beachtung. Seitdem wurde über zahlreiche neue Synthesen von organischen Aziden und Umwandlungen von Azidderivaten berichtet. Aufgrund ihrer herausragenden chemischen Eigenschaften spielten organische Azide in der organischen Synthese eine zunehmend wichtige Rolle^[6-7]. 
Die Azidgruppe zeichnet sich durch eine bemerkenswerte chemische Reaktivität aus, die auf die außergewöhnliche Fähigkeit des molekularen Stickstoffs als Abgangsgruppe zurückgeführt wird. Ob sie nun als Elektrophile, Nukleophile oder Radikalakzeptoren fungieren, Azide sind eine äußerst vielseitige Familie von Verbindungen, die sich für verschiedene Reaktionswege eignen, bei denen hochreaktive Zwischenprodukte entstehen^[6,8]. 
Die faszinierende synthetische Chemie der organischen Azide wurde in mehreren Übersichtsarbeiten untersucht. Darin wurden entweder ihre Synthesewege und die grundlegenden Mechanismen, ihre Funktion als Vorstufen für die gebildeten Produkte, ihre Fortschritte aufgrund ihrer drei Reaktivitätsmuster oder ihre Anwendungen in den Mittelpunkt gestellt.^[6-11]
Neben der oben erwähnten Curtius-Umlagerung sind die bekanntesten Reaktionen mit organischen Aziden die regioselektive Kupfer(I)-katalysierte Azid-Alkin-Cycloaddition (CuAAC), die Staudinger-Reduktion und -Ligation, die Aza-Wittig-Reaktion, die Mitsunobu-Reaktion und die Schmidt-Umlagerung. Diese kleine Auswahl zeigt bereits die Vielseitigkeit der synthetischen Azidchemie, die die Grundlage für eine breite Anwendbarkeit dieser energiereichen Moleküle bildet. Organische Azide finden Anwendung als Treibmittel, als funktionelle Gruppen in Arzneimitteln, in der Naturstoffsynthese, bei der Photaffinitätsmarkierung und auf dem Gebiet der Hochenergiematerialien. Diese vielseitigen Moleküle haben eine Schlüsselrolle an der Schnittstelle zwischen Chemie, Biologie, Medizin und Materialwissenschaft übernommen^[6].

Sicherheitsgefahren - allgemeine Hinweise

Azide sind eine interessante Klasse von 1,3-Dipolen, die zur Synthese einer breiten Palette von stickstoffhaltigen Verbindungen verwendet werden können. Allerdings haben Azide bestimmte gefährliche Eigenschaften. Daher sollte man mit den Risiken vertraut sein und verschiedene Sicherheitsvorkehrungen treffen. Die wichtigsten Sicherheitshinweise und -maßnahmen für die Verwendung von Azidoverbindungen sind:^[12]

- Verwenden Sie ein Schutzschild

- Bei kritischen Vorgängen wie Erhitzen usw. die Abdeckhaube des Abzugs geschlossen halten.

- Mit kleinen Mengen arbeiten

- Gefährliche Azide so lange wie möglich in Lösung halten; die meisten Sprengstoffe werden normalerweise in Lösung desensibilisiert

- Vermeiden Sie den Kontakt mit Metallen, z. B. Metallspatel

- Beachten Sie die Toxizität von Aziden

Azoylsäure und Natriumazid

Azoesäure ist eine hochgiftige, flüchtige Flüssigkeit, die zu spontanen Explosionen neigt. Durch Ansäuern der Metallsalze kann HN₃ freigesetzt werden. Eine unkontrollierte Freisetzung sollte vermieden werden. Die Handhabung von HN₃ im Labormaßstab sollte in wässriger Lösung oder in organischen Lösungsmitteln erfolgen.^[12] 
Die Metallsalze der Azoylsäure aus Blei, Kupfer oder anderen Schwermetallen sind stoß- und druckempfindliche Verbindungen. Stabiler in der Handhabung sind Alkalimetallazide, die unter den meisten Laborbedingungen nicht als Explosivstoffe gelten.^[12-13] Natriumazid ist jedoch thermisch instabil und zersetzt sich schnell, wenn es starker Hitze ausgesetzt wird. Aus diesem Grund wird es als Zünder in Airbags verwendet. Das Fahrzeug sendet eine elektrische Ladung aus, wodurch das Natriumazid auf eine hohe Temperatur erhitzt wird, was die schnelle Freisetzung von Stickstoff bewirkt. Die Zündung ist jedoch schwierig, so dass die Explosionsgefahr im Labor unwahrscheinlich ist. Dennoch ist bei der Arbeit mit Natriumazid Vorsicht geboten, da es mit verschiedenen laborüblichen organischen Stoffen wie CS₂ oder Brom heftig reagiert.^[6] Außerdem sollten chlorierte Lösungsmittel wie Dichlormethan oder Chloroform wegen der Bildung hochexplosiver Azidomethane nicht verwendet werden.^[14-15]
Aufgrund der hohen Toxizität von Natriumazid sollte die Aufnahme über die Haut oder die orale Einnahme vermieden werden. Azide bilden starke Komplexe mit Hämoglobin, was zu einer Blockade des Sauerstofftransports im Blut führt. In Bezug auf die Toxizität ist das Azid-Ion mit der Toxizität von Cyanid-Ionen vergleichbar^[16-17].

Organische Azide

Die Stabilität von organischen Aziden hängt von ihrer chemischen Struktur ab. Um die Stabilität zu beschreiben, wurden Regeln aufgestellt, die die Anzahl der energetischen Funktionalitäten berücksichtigen. Zusätzlich zu diesen Regeln sollte man bedenken, dass Azide mit einer höheren Molekülmasse weniger flüchtig sind, was ihr Gefahrenpotenzial verringert. Außerdem sind aliphatische Azide viel stabiler und weniger gefährlich als Moleküle mit olefinischen, aromatischen oder Carbonylgruppen neben der Azidgruppe. 

1) C/N-Verhältnis
Damit organische Azide manipulierbar oder nicht explosiv sind, gilt die Regel, dass die Anzahl der Stickstoffatome nicht größer sein darf als die des Kohlenstoffs und dass (NC + NO)/NN ≥ 3 (N = Anzahl der Atome). Es ist zu beachten, dass alle Stickstoffatome, nicht nur die der Azidogruppe, in der Gleichung mitgezählt werden.
 Ein C/N-Verhältnis zwischen 3 und 1 deutet auf eine hohe Instabilität hin; solche Azide sollten in kleinen Mengen synthetisiert und sorgfältig unter Raumtemperatur und im Dunkeln gelagert werden. Außerdem sollte die Lagerung in Lösungen mit nicht mehr als 1M und weniger als 5 Gramm erfolgen. 
Organische Azide mit einem C/N-Verhältnis < 1 sollten niemals isoliert werden.^[6] 

2) "Sechser-Regel"
Eine andere Methode zur Beschreibung der Stabilität ist die Sechserregel, die besagt, dass es nicht weniger als sechs Kohlenstoffe pro energetischer funktioneller Gruppe geben sollte. Sechs Kohlenstoffe (oder andere Atome von etwa gleicher Größe) pro energetischer funktioneller Gruppe (Azid, Diazo, Nitro usw.) machen die Verbindung relativ sicher in der Anwendung. Bei weniger als sechs Kohlenstoffen pro funktioneller Gruppe kann das Material explosiv sein.^[18] 

Überblick über Handhabung von Aziden:

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Scale-up of Azide Chemistry: A Case Study | Organic Process Research & Development (acs.org)

Azide safety (ucsb.edu)

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SafeHandlingOfSodiumAzide.pdf (wisc.edu)

Microsoft Word - 04-028 Guidelines for the Safe Handling of Azides (pitt.edu)

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