偶氮苯

偶氮苯
IUPAC名
(E)-diphenyldiazene
英文名 Azobenzene
别名 Azobenzene
识别
CAS号 103-33-3  checkY
PubChem 2272
ChemSpider 2185
SMILES
 
  • N(=N/c1ccccc1)\c2ccccc2
InChI
 
  • 1/C12H10N2/c1-3-7-11(8-4-1)13-14-12-9-5-2-6-10-12/h1-10H/b14-13+
InChIKey DMLAVOWQYNRWNQ-BUHFOSPRBP
RTECS CN1400000
性质
化学式 C12H10N2
摩尔质量 182.22 g·mol−1
外观 橙色針狀結晶
密度 1.09 g/cm³（固體）
熔点 69℃ (342 K)
沸点 293℃ (566 K)
溶解性（水） 2.4e-6 g/100mL （難溶於水，易溶於有機溶劑）
pKa 3.3
结构
分子构型 sp2 at N
偶极矩 0 D (trans isomer)
危险性
欧盟危险性符号
有毒有毒 T
危害环境危害环境N
警示术语 R：R45, R20/22, R48/22, R50/53, R68
安全术语 S：S53, S45, S60, S61
主要危害 toxic
闪点 476℃
相关物质
相关化学品 亞硝基苯
苯胺
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

偶氮苯是最简单的芳香偶氮化合物，众多偶氮染料的母体结构。含有两个苯基分别与偶氮基–N=N–两端相连的结构。

历史

沃勒合成尿素开创有机合成化学后第六年，Eilhard Mitscherlich便报道了偶氮苯的合成。他通过硝基苯与苛性钾的反应得到红色固体，并将该物质命名为“偶氮苯”（Azobenzol）。这比威廉·珀金合成苯胺紫要早22年。[1][2]

很长时间内偶氮苯的组成一直不明。Mitscherlich 认为其化学式为C12H5N。[3]而有人通过蒸气密度实验，得出 C24H10N2的化学式。[4][5] 1860年，正确的化学式才由 P. Hofmann 提出。[6]1866年，凯库勒提出了正确的偶氮苯的结构式。[7]

凯库勒提出正确的结构后，N=N双键的构型仍然不明。1921年，Arthur Hantzsch提出重氮氢氧化物[需要解释]中的N=N双键有“syn-/anti-异构”现象（即现今 IUPAC 推荐的E/Z-标记法）。[8]

异构体

偶氮苯的顺反异构


1937年，S. Hartley 用光照射偶氮苯，得到了另一种黄色的物质，[9] 可用色谱分离。1939年，Howard Percy Robertson 利用X射线结构分析，得出该物质的结构。[10] 现在知道偶氮苯存在顺反异构现象，两种异构体在颜色、溶解性和色谱亲和力上都有差异。[11]

(E)-偶氮苯的溶液在紫外光照射时，经平衡反应部分转化为(Z)-偶氮苯。根据溶剂的不同，此反应产生15-40%不等的(Z)-偶氮苯。偶氮苯的光致异构是很多偶氮类功能材料光响应的基础。对该反应的机理有很多研究。

稳定和较常见的(E)-偶氮苯无偶极矩（0D），而介稳的(Z)-偶氮苯有3D的偶极矩。[12]

性质

反式为橙红色棱形结晶，溶于乙醇、乙醚和乙酸。顺式为橙红色片状晶体，不稳定，缓慢转化为反式异构体。有毒，易燃。碱性条件下还原得氢化偶氮苯，在锌/乙酸的条件下还原得苯胺。乙酸中用二氧化铬氧化得氧化偶氮苯。

制备

偶氮苯 (5)可通过如下方法制备：

应用

用于制造联苯染料，也用作橡胶促进剂。

内文参考

  1. ^ E. Mitscherlich: Annalen der Physik und Chemie XXXII (1834). S. 224.
  2. ^ E. Mitscherlich: Annalen der Chemie und Pharmacie XII. S. 311.
  3. ^ O. L. Erdmann: Journal für praktische Chemie (1861). S. 444. [1].
  4. ^ P. Hofmann: Annalen der Chemie und Pharmacie CXV. S. 362.
  5. ^ P. Griesse: „Zur Kenntnis des s.g. Azobenzol und verwandter Verbindungen“. Annalen der Chemie CXXI (1864) [2].
  6. ^ P. Hofmann: Annalen der Chemie und Pharmacie (1860). S. 324.
  7. ^ C. Glaser: Zeitschrift für Chemie (1866). S. 308. [3].
  8. ^ A. Hantzsch, G. Reddelien: Die Diazoverbindungen. Springer, Berlin, 1921.
  9. ^ G. S. Hartley: Nature 140 (1937). S. 281.
  10. ^ H. P. Robertson et al.: J. Chem. Soc. (1939). S. 398.
  11. ^ A. H. Cook: J. Chem. Soc. (1938). S. 876.
  12. ^ R. J. W. Le Fevre, G. S. Hartley: J. Chem. Soc. (1939). S. 531.

参考资料

  • H. Zollinger: Chemie der Azofarbstoffe. (Chemische Reihe, Bd. 13). Birkhäuser-Verlag, Basel, 1958. ASIN B0000BPY7I