Лабораторно-практическое занятие № 32. «Азо- и диазосоединения: строение и свойства» (2ч)

 

Цель: сформировать знания о строении и свойствах азо- и диазосоединений

 

Вопросы для обсуждения:

1. Диазосоединения, их формы существования, реакционные центры и свойства.

2. Химические свойства диазосоединений

3. Азосоединения, их реакционная способность

4. Основы теории цветности. Азокрасители.

Материалы и примеры для самостоятельного изучения

Пример 1. Почему в присутствии иодид-иона происходит разложение солей диазония?

Разложение соли диазония в присутствии иодид-иона происходит, по-види­мому, с одноэлектронным переносом и образованием арил-радикала, например:

Пример 2. Как можно получить индикатор конго красный?

Решение: Азосочетание с аминами проводят в слабокислой среде, так как повышение кислотности способствует образованию соли амина и отсутствию при этом нуклеофильных свойств амина:

 

 

В кислой среде происходит образование синей формы красителя с хиноидной структурой.

Задачи для самостоятельного решения

Номенклатура и изомерия

Задача 32.1. Чем отличается строение диазо- и азосоединений? К ка­кой из этих групп относятся соединения структурные формулы которых приведены:

Задача 32.2. Укажите соли диазония, азогруппы, диазогруппы, диазониевые группы. Назовите предложенные соединения.

Напишите структурные формулы следующих соединений:

а) орто-бромбензоддиазонийхлорид;

б) пара-метоксибензолдиазонийбромид;

в) 4-метилбензолдиазонийхлорид;

г) 2,4,6-тринитробензолдиазонийбромид;

д) 2-бромбензолдиазонийгидросульфат;

е) пара-нитробензолдиазонийборфторид.

Задача 32.3. Напишите структурные формулы цис- и транс-изомера азобензола. В каком валентном состоянии находятся атомы азота и углерода бензольных колец? Существует ли сопряжение между коль­цами и азогруппой? Какой мезомерный эффект здесь имеет место?

Строение и свойства

Задача 32.4. Расположите следующие катионы диазония по возрас­танию их устойчивости:

Ответ поясните.

Задача 32.5. В формулах соединений отметьте, какие из заместителей находятся в сопряжении с азогруппой, какие — нет:

Задача 32.6. Напишите структурные формулы бензолдиазонийхлорида и хлорида фениламмония. За счет каких электронных эффектов диазо- и аммонийная группы оказывают влияние на бензольное кольцо?

Задача 32.7. Сравните строение бензолдиазонийхлорида и циклогек-сандиазонийхлорида. Почему второе вещество даже на холоду в водных растворах разлагается с выделением азота, в то время как первое вещество в этих условиях устойчиво?

Задача 32.8. Напишите уравнения реакций, протекающих при до­бавлении избытка соляной кислоты к веществам, формулы ко­торых приведены:

 

Задача 32.9. Напишите уравнения реакций, протекающих при нагре­вании водных растворов:

а) мета-бромбензолдиазонийхлорида;

б) мета-нитробензолдиазонийгидросульфата;

в) 2,4,6-трихлорбензолдиазонийбромида.

Задача 32.10. Какие вещества образуются при нагревании пара- бром-бензолдиазонийхлорида с этанолом в кислой и слабощелочной средах? Напишите уравнения реакций.

Задача 32.11. Рассмотрите механизм замещения диазогруппы на атом иода в следующих солях диазония:

а) 4-нитробензолдиазонийхлорид;

б) 3-бромбензолдиазонийхлорид;

в) 2,4,6-триметилдиазонийгидросульфат.

Задача 32.12. Приведите уравнения реакций пара -бромбензолдиазонийхлорида со следующими соединениями:

а) этанол (слабощелочная среда);

б) иодид калия;

в) нитрит калия (катализатор CuNO₂);

г) SnCl₂ + HC1;

д) вода при нагревании;

е) этанол (кислая среда);

ж) фосфорноватистая кислота.

Задача 32.13. Напишите уравнения реакций азосочетания бензолдиазонийхлорида со следующими веществами:

а) N,N-диметиланилин;

б) 2-бромфенол;

в) 2-гидроксибензолсульфокислота;

г) 1,3-дигидроксибензол (резорцин).

Задача 32.14. Какие диазо- и азосоставляющие следует использовать для получения следующих азокрасителей:

 

Задача 32.15. Изложите общие положения теории цветности. Объясни­те, почему от вещества, имеющего формулу а, к веществу, име­ющему формулу в, происходит углубление окраски соединений:

 

 

Литература для самостоятельной работы

Органическая химия: Учебник для вузов: В 2 кн./В.Л. Белобородов, С.Э. Зурабян, А.П. Тюкавкина; Под ред. Н.А. Тюкавкиной. - М.: Дрофа, 2002. – Кн. 1: Основной курс. – 620 с. (С. 541-557).