Материал по химии на тему "Диазо- и азосоединения. Азокрасители"

Диазосоединениями называются вещества общей формулы R-N₂X, где R – алифатический или ароматический углеводородный радикал, Х – анион сильной кислоты или ОН^-. По своему строению диазосоединения делятся на две группы:

1. Собственно диазосоединения R-N=N-X, где оба атома  азота трехвалентны.

2. Соли диазония, сходные с солями аммония, сходные с солями аммония, где  один атом азота трехвалентен, а второй имеет 4 ковалентные связи, как в ионе аммония.

[NH₄]⁺Cl^- - хлорид аммония.

[C₆H₅-NºN]⁺Cl^- - хлорид бензолдиазония.

Получение.

Реакция диазотирования. Соли диазония получают при действии азотистой кислоты на растворы соли ароматического амина в кислой среде.

[C₆H₅-NH₃]Cl + HONO ® [C₆H₅-NºN]Cl + H₂O. Соли диазония очень непрочные соединения, обладают высокой реакционной способностью, при легком нагревании или ударе взрываются. Из них получают целый ряд соединений.

Химические свойства.

l. Реакция, идущая с выделением азота.

1. Образование фенолов.

[C₆H₅-NºN]Cl + HOH →OH+ N₂ +HCl

2. Образование галогенпроизводных.

[C₆H₅-NºN]I  →  C₆H₅I + N₂

Хлор- и бромпроизводные получают в присутствии катализаторов – Cu₂Cl₂ или Cu₂Br₂.

Il. Реакции, идущие без выделения азота.

Наибольшее значение имеют реакции образования азокрасителей (азосоединения – вещества, содержащие в молекуле азогруппу – N=N-, связанную с двумя радикалами). В основе всех азокрасителей лежит азобензол.

1. Реакция сочетания солей диазония с ароматическими аминами.

2. Реакция сочетания с фенолами.

Все азосоединения – окрашенные вещества. Азокрасители могут окрашивать природные и искусственные волокна.

В зависимости от заместителей окраска их меняется. В настоящее время известно несколько сот различных азокрасителей.

Основные положения теории цветности.

Изучение строения красителей показало, что красители содержат хромофоры – группы атомов, ответственные за возникновение цвета и ауксохромы – группы атомов которые сами не способны вызвать окраску, но в присутствии хромофоров усиливают, углубляют или изменяют оттенок окраски.

Все группы ауксохромов обладают основным или кислым характером, поэтому они выполняют еще одну функцию, способствуют взаимодействию органического соединения с окрашиваемым материалом. В молекуле красителя могут присутствовать несколько различных по природе ауксохромных групп.

Если преобладают основные свойства, то краситель называется основным, а если кислотные - то кислотным.

Существуют и нейтральные красители.

Многие азокрасители могут изменять окраску в зависимости от -РН среды, поэтому их применяют в качестве индикаторов, например, метиловый оранжевый (гелиантин).

В щелочной и нейтральной среде этот индикатор имеет желтый цвет, а в кислой – красный.

Изменение окраски связано с изменением распределения электронной плотности в молекуле. При переходе от щелочной среды к кислой происходит протонирование одного из атомов азота азогруппы, при этом исчезает хромофорная структура - N=N- и возникает новый хромофор – хиноидная структура.

Весь материал - в документе.

Диазо- и азосоединения. Азокрасители.

Диазосоединениями называются вещества общей формулы R-N₂X, где R – алифатический или ароматический углеводородный радикал, Х – анион сильной кислоты или ОН^-. По своему строению диазосоединения делятся на две группы:

1. Собственно диазосоединения R-N=N-X, где оба атома азота трехвалентны.

2. Соли диазония, сходные с солями аммония, сходные с солями аммония, где один атом азота трехвалентен, а второй имеет 4 ковалентные связи, как в ионе аммония.

[NH₄]⁺Cl^- [C₆H₅-NºN]⁺Cl^-

хлорид аммония

хлорид бензолдиазония

Получение

Реакция диазотирования. Соли диазония получают при действии азотистой кислоты на растворы соли ароматического амина в кислой среде.

[C₆H₅-NH₃]Cl + HONO ® [C₆H₅-NºN]Cl + H₂O

хлорид фениламмония

хлорид фенилдиазония (бензоилдиазония)

Соли диазония очень непрочные соединения, обладают высокой реакционной способностью, при легком нагревании или ударе взрываются. Из них получают целый ряд соединений.

Химические свойства

1. Реакция, идущая с выделением азота.

   OH

   ï

1. Образование фенолов.

кипячение

[C₆H₅-NºN]Cl + HOH ® + N₂ +HCl

фенол

1. Образование галогенпроизводных.

KI,t⁰

[C₆H₅-NºN]I ® C₆H₅I + N₂

иодбензол

I

Хлор- и бромпроизводные получают в присутствии катализаторов – Cu₂Cl₂

I

или Cu₂Br₂.

1. Реакции, идущие без выделения азота

Наибольшее значение имеют реакции образования азокрасителей (азосоединения – вещества, содержащие в молекуле азогруппу – N=N-,

связанную с двумя радикалами). В основе всех азокрасителей лежит азобензол.

-N = N-

CH₃

/

N

\

CH₃

1. Реакция сочетания солей диазония с ароматическими аминами.

+NaOH

Cl + ®

-HCl

-NºN

-N = N-

хлорид бензоилдиазония

диметиланилин

4-диметиламиноазобензол

CH₃

/

-N

\

CH₃

®

1. Реакция сочетания с фенолами

-OH

+NaOH

-N = N-

-OH

-NºN

Br + ®

-HBr

фенол

4-гидроксиазобензол

Все азосоединения – окрашенные вещества. Азокрасители могут окрашивать природные и искусственные волокна. В зависимости от заместителей окраска их меняется. В настоящее время известно несколько сот различных азокрасителей.

Основные положения теории цветности

Изучение строения красителей показало, что красители содержат хромофоры – группы атомов, ответственные за возникновение цвета и ауксохромы – группы атомов которые сами не способны вызвать окраску, но в присутствии хромофоров усиливают, углубляют или изменяют оттенок окраски.

Все группы ауксохромов обладают основным или кислым характером, поэтому они выполняют еще одну функцию, способствуют взаимодействию органического соединения с окрашиваемым материалом. В молекуле красителя могут присутствовать несколько различных по природе ауксохромных групп. Если преобладают основные свойства, то краситель называется основным, а если кислотные - то кислотным. Существуют и нейтральные красители. Многие азокрасители могут изменять окраску в зависимости от -РН среды, поэтому их применяют в качестве индикаторов, например, метиловый оранжевый (гелиантин).

CH₃

/

-N

\

CH₃

-N = N-

HO₃S-

В щелочной и нейтральной среде этот индикатор имеет желтый цвет, а в кислой – красный. Изменение окраски связано с изменением распределения электронной плотности в молекуле. При переходе от щелочной среды к кислой происходит протонирование одного из атомов азота азогруппы, при этом исчезает хромофорная структура - N=N- и возникает новый хромофор – хиноидная структура.

Щелочная среда

CH₃

/ HCl

-N

\ NaOH

CH₃

-N = N-

HO₃S-

CH₃

/

=N Cl

\

CH₃

-N - N= о

HO₃S-

хиноидный

фрагмент

желтый цвет

красный цвет

Реакции азосочетания применяются в фармацевтическом анализе для подтверждения подлинности сульфаниламидных препаратов, производных аминобензойной кислоты (анестезин, новокаин), производных нитробензола (левомицетин), тетрациклина.