Механизм реакции диазотирования

СИНТЕЗ 2-НАФТОЛОРАНЖЕВОГО КРАСИТЕЛЯ

Отчет по лабораторной работе № 1

Специальность 1-49 01 01 «Технология хранения и переработки пищевого растительного сырья»

Специализация 1-49 01 01 04 «Технология бродильных производств и

виноделия»

Проверила Выполнила

Преподаватель студентка группы ТРБ-111

____________ Н.И.Ильичева ___________Е.И. Жамойдик

«_____» ____________2013г «_____» ____________2013г

Могилев 2013

Цель работы

Синтезировать 2-нафтолоранжевый краситель исходя из 4г. нафтола-2.

Общие положения

Диазосоединения и соли диазония, их строение

Диазосоединения, содержат группировку N₂, связанную с одним орг. остатком. Св-ва алифатических и ароматических диазосоединений различаются очень резко.

Ароматические диазосоединенияArN2X (Х - остаток к-ты). Связь между ArN2 и X в зависимости от природы последнего м. б. ионной (такие диазосоединения наз. солями диазония, напр. - бензолдиазонийхлорид) или ковалентной, как в соед.ArN=N—X (напр., C6H5N=N—ОН - бензолдиазогидроксид, C6H5N=N—CN - бензолдиазоцианид); соед. ArN—N—ОМ (М - металл) наз. диазотатами металлов. Ковалентные диазосоединения в р-рах диссоциируют с образованием катиона диазония и аниона Х- или превращаются в форму, способную к такой диссоциации (см. ниже). Диазосоединения могут не содержать X, когда Аr имеет отрицат. заряд, как, напр., в случае диазофенолятов (хинондиазидов)

Методы получения солей

Основной метод получения солей арендиазония – диазотирование. Процесс диазотирования выражается следующим суммарным уравнением.

ArNH₂ + NaNO₂+ 2 HX --- ArN+=N X - + NaX + 2 H₂O

(X= Cl, HSO₄, BF₄др.)

Механизм реакции диазотирования

Механизм включает cтадии нитрозирования амина. Нитрозирующими агентами являются соединения общей формулы O=N-X. Сама азотистая кислота (X=OH) является слишком слабым электрофильным реагентом, поэтому для ускорения процесса требуется присутствие сильной кислоты, в водном растворе которой азотистая кислота частично протонируется с образованием очень активного электрофильного агента - нитрозацидий-катиона:

HNO₂ + H₃O⁺ ---H₂O + H-O⁺-N=O

Этот катион гораздо быстрее реагирует с неорганическими анионами, присутствующими в растворе, чем с амином. В результате образуются новые нитрозирующие реагенты: азотистый ангидрид, хлористый или бромистый нитрозил.

H2NO₂⁺+ NO₂^---- O=N-O-N=O + H₂O

H₂NO₂⁺+ Cl^- --- Cl-N=O + H₂O

H₂NO₂⁺ + Br ^- --- Br-N=O + H₂O

В разбавленных водных растворах серной, фосфорной, хлорной и других кислот с малонуклеофильными анионами нитрозирующим агентом является азотистый ангидрид N₂O₃. При диазотировании в растворах HCl и HBrэлектрофильными агентами являются соответственно NOCl и NOBr. В сильно кислой среде активной частицей является, вероятно, катион H₂NO₂+. Наиболее активный нитрозирующий агент - нитрозилсерная кислота получается при взаимодействии нитрита натрия с концентрированной серной кислотой.

2 H₂SO₄ + NaNO₂--- O=N-OSO₃H + NaHSO₄ + H₂O

Диазотирование всегда проводят в кислой среде, где протолитическое равновесие сильно смещено вправо.

ArNH₂ + H₃O⁺ --- Ar N⁺H₃ + H₂O

Механизм диазотирования включает образование нитрозамина, таутомерное превращение его в диазогидроксид, протонированная форма которого отщепляет молекулу воды с образованием катиона диазония.

Лимитирующей стадией процесса является образование катиона N-арилнитрозоаммония. Далее следует ряд быстрых протолитических равновесий. На стадии (4) происходит отщепление протона от азота или кислорода, поскольку исходный катион формально является аналогом аллильного катиона. Депротонирование кислорода приводит к исходному субстрату - нитрозамину, тогда как депротонирование азота ведет к образованию конечного продукта - соли арендиазония.