Azobenzol

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Strukturformel
Azobenzene.svg
(E)-Azobenzol
Allgemeines
Name Azobenzol
Andere Namen

Di(phenyl)diazen (IUPAC)

Summenformel C12H10N2
CAS-Nummer 103-33-3
PubChem 2272
Kurzbeschreibung

orangerote Blättchen[1]

Eigenschaften
Molare Masse 182,22 g·mol−1
Schmelzpunkt
  • (E)-Azobenzol: 68 °C[1]
  • (Z)-Azobenzol: 71,4 °C[1]
Siedepunkt

(E)-Azobenzol: 293 °C (unzersetzt)[1]

Löslichkeit

kaum löslich in Wasser, aber leicht in organischen Lösungsmitteln[1]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [2]
08 – Gesundheitsgefährdend 07 – Achtung 09 – Umweltgefährlich

Gefahr

H- und P-Sätze H: 350​‐​341​‐​332​‐​302​‐​373​‐​410Vorlage:H-Sätze/Wartung/mehr als 5 Sätze
P: 201​‐​273​‐​281​‐​308+313​‐​501 [3]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [4] aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [2]
Giftig Umweltgefährlich
Giftig Umwelt-
gefährlich
(T) (N)
R- und S-Sätze R: 45​‐​20/22​‐​48/22​‐​68​‐​50/53
S: 53​‐​45​‐​60​‐​61
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Vorlage:Infobox Chemikalie/Summenformelsuche vorhanden

Azobenzol ist die einfachste aromatische Azoverbindung und somit die Stammsubstanz der Azofarbstoffe. Es ist eine chemische Substanz, die aus zwei Phenylgruppen, die durch eine Azobrücke –N=N– miteinander verbunden sind, besteht.

Geschichte[Bearbeiten]

Bereits sechs Jahre nach dem allgemein anerkannten Beginn der „organischen Synthese“ (F. Wöhler, Harnstoff aus Ammoniumcyanat) und 22 Jahre vor W. H. Perkin (Mauvein) berichtet E. Mitscherlich[5][6] über eine rote Verbindung, die er durch Destillation von Nitrobenzol mit Kalilauge erhielt. Er nannte sie Azobenzol.

Lange Zeit wusste man nichts über die Konstitution dieser Verbindung. Mitscherlich selbst schlug als Summenformel C12 H5 N vor.[7] Aufgrund von Dampfdichtemessungen kamen andere Autoren zur Summenformel C24 H10 N2.[8][9] Erst im Jahre 1860 wurde die richtige Summenformel postuliert.[10] F. A. Kekulé machte 1866 schließlich den ersten korrekten Strukturvorschlag.[11]

Ungeklärt blieb die Frage der Konfiguration der N=N-Doppelbindung. Für analoge Verbindungen (Diazohydroxide) schlug A. Hantzsch 1921 eine Isomerie vor, damals „syn-/anti-Isomerie“ genannt.[12] [Die IUPAC empfiehlt heute die Verwendung der (E,Z)-Nomenklatur, siehe unten.]

Isomere[Bearbeiten]

cis-trans Isomerie Azobenzols

1937 fand S. Hartley durch Belichten von Azobenzol eine zweite, gelbe Modifikation (siehe unten).[13] Das gelbe Isomer konnte er chromatographisch abtrennen. Die genaue Konfiguration der beiden Isomere wurde 1939 von Howard P. Robertson et al. durch eine Röntgenstrukturanalyse bewiesen.[14] Azobenzol existiert demnach in Form von zwei Isomeren (siehe cis-trans-Isomerie), die sich in Farbe, Löslichkeit, im chromatographischen Verhalten usw. unterscheiden.[15]

Bei der Bestrahlung einer Lösung von (E)-Azobenzol mit UV-Licht geht dieses in einer Gleichgewichtsreaktion teilweise in die (Z)-Form über, in Abhängigkeit vom Lösungsmittel entstehen dabei 15–40 % (Z)-Azobenzol. Reines (Z)-Azobenzol wandelt sich langsam thermisch im Feststoff[16] bzw. in der Schmelze[16][17] in das stabilere (E)-Isomer um.

Das stabilere, normalerweise vorliegende (E)-Azobenzol hat kein Dipolmoment (µ = 0 D), im Gegensatz zum metastabilen (Z)-Azobenzol (µ = 3 D).[18]

Darstellung und Gewinnung[Bearbeiten]

Azobenzol (5) lässt sich auf folgende Arten herstellen (vergleiche auch unteres Bild):

Synthesis azobenzene.svg

Verwendung[Bearbeiten]

(E)-Azobenzol findet als Testsubstanz für das Kofler-Heiztischmikroskop bzw. als Kalibriersubstanz für die Kofler-Heizbank Verwendung.[19]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b c d e Hans Beyer, Wolfgang Walter: Lehrbuch der Organischen Chemie. 20. Aufl., Hirzel, Stuttgart, 1984. S. 529.
  2. a b Eintrag aus der CLP-Verordnung zu CAS-Nr. 103-33-3 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA (JavaScript erforderlich)
  3. Eintrag zu CAS-Nr. 103-33-3 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 9. März 2011 (JavaScript erforderlich)
  4. Seit 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Gemischen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
  5. E. Mitscherlich: Annalen der Physik und Chemie XXXII (1834). S. 224.
  6. E. Mitscherlich: Annalen der Chemie und Pharmacie XII. S. 311.
  7.  Otto Linné Erdmann: Journal für praktische Chemie. Bd. 82, Verlag von Johann Ambrosius Barth, 1861, S. 444 (Online lesen in der Google-Buchsuche).
  8. P. Hofmann: Annalen der Chemie und Pharmacie CXV. S. 362.
  9.  Peter Griefs: Zur Kenntnifs des s. g. Azobenzols und verwandter Verbindungen. In: Justus Liebig (Freiherr von) (Hrsg.): Annalen der Chemie und Pharmacie. Bände 131–132, C.F. Winter'sche, 1864 (Online lesen in der Google-Buchsuche).
  10. P. Hofmann: Annalen der Chemie und Pharmacie (1860). S. 324.
  11.  Dr. Carl Glaser: Ueber eine neue Bildungsweise des Azobenzols. In: Zeitschrift für Chemie. 1866 (Online lesen in der Google-Buchsuche).
  12. A. Hantzsch, G. Reddelien: Die Diazoverbindungen. Springer, Berlin, 1921.
  13. G. S. Hartley: Nature 140 (1937). S. 281.
  14. H. P. Robertson et al.: J. Chem. Soc. (1939). S. 398.
  15. A. H. Cook: J. Chem. Soc. (1938). S. 876.
  16. a b Wolf, E.; Cammenga, H.K.: Thermodynamic and Kinetic Investigation of the Thermal Isomerization of Cis-azobenzene in Z. Phys. Chem. 107 (1977) 21–38, doi:10.1524/zpch.1977.107.1.021.
  17. Eckardt, N.; Flammersheim, H.J.; Cammenga, H.K.: The cis-trans isomerization of azobenzene in the molten state in J. Therm. Anal. Calorim. 52 (1998) 177–185.
  18. R. J. W. Le Fevre, G. S. Hartley: J. Chem. Soc. (1939). S. 531.
  19. M. Kuhnert-Brandstätter: Thermomicroscopy in the Analysis of Pharmaceuticals, Pergamon Press, Oxford (1971).

Literatur[Bearbeiten]

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