トップMaster化学I>第4部 有機化合物>第4章 芳香族化合物3節 窒素を含む芳香族化合物

3節 窒素を含む芳香族化合物

 

A 芳香族ニトロ化合物

芳香族ニトロ化合物(nitroaromatic)

 側鎖にニトロ基を有する芳香族化合物の総称。芳香族炭化水素を濃硝酸等のニトロ化剤で処理するか,芳香族アミンをジアゾ化してジアゾニウム塩を触媒存在下で亜硝酸ナトリウムと反応させると得られる。

 一般に水酸化アルカリに対して安定で,還元するとアミンになる。

 

B 芳香族アミン

アミン(amine)

 アンモニアの水素原子を炭化水素基で置換した化合物で,置換基の数により,第一級,第二級,第三級アミンという。第一級アミンはアミノ化合物,第二級アミンはイミノ化合物ともいう。
 脂肪族アミンの低位のものはアンモニア臭を持つ気体または液体で,高位のものは無臭の固体である。

 アミンは代表的な有機塩基で,アンモニアと性質がよく似ている。脂肪族アミンの塩基性はアンモニアよりやや強いが,芳香族アミンでは非常に弱い。

 

芳香族アミン(aromatic amine)

 アミンのうち,芳香環にアミノ基が結合した有機化合物の総称。相当するニトロ化合物を還元すると得られる。一般に水に難溶の液体または固体で,有機溶媒に可溶。特有の臭気がある。ジアゾ反応を利用してアゾ染料の合成に用いられる他,医薬品や有機合成の原料となる。

 

アニリン(aniline)

 ベンゼンにアミノ基の付いた化合物で,特異臭のある無色の液体。融点6°C,沸点185°C比重1.03で,有機溶媒に易溶だが水にはあまり溶けない。空気や光に触れると徐々に赤くなり,最終的に黒色不透明となる。有毒である。弱塩基性を示す。靴墨や香料,染料,医薬,写真薬等の原料に用いられる。最近ではポリウレタン樹脂の出発原料として大量に用いられている。

 ニトロベンゼンを,スズまたは鉄と塩酸を加えて還元すると得られる。
   2C6H5NO23Sn14HCl ―→ 2C6H5NH3Cl3SnCl44H2O
   C6H5NH3ClNaOH ―→ C6H5NH2NaClH2O
 その他,ニトロベンゼンの水素による接触還元や,フェノールのアミノ化法等の工業的合成法もある。
   C6H5NO23H2 ―→ C6H5NH22H2O   C6H5OHNH3 ―→ C6H5NH2H2O

 

アセトアニリド(acetanilide)

 アニリンの氷酢酸によるアセチル化によって得られる無色の固体。加硫促進剤や過酸化水素防止剤,染料,防腐剤等に用いられる。

 

C アゾ化合物

ジアゾ化(diazotization)

 芳香族第一級アミンと亜硝酸の反応により,-N2をもつジアゾ化合物を作る反応をいう。アミンを塩の形,または薄い酸に溶かして懸濁し,亜硝酸ナトリウムを加えて冷やしながら反応させるのが一般的な方法である。

   RNH2NaNO22H―→ RN2Na2H2O

 

カップリング(ジアゾカップリング,couplingdiazo coupling)

 芳香族ジアゾニウム化合物R-N2X-が,ある種の化合物H-R¢と容易に反応してアゾ化合物R-N=N-R¢を生じる反応。

   R-N2H-R―→ R-N=N-RH

 ジアゾ化合物を作るアミンR-NH2をジアゾ成分,カップリングされる化合物H-Rをカップリング成分という。カップリング試薬には,芳香族アミン,芳香族オキシ化合物等がある。

 

アゾ化合物(azo compound)

 アゾ基-NN-をもつ化合物をいう。アゾ化合物はアゾベンゼンの誘導体が多い。アゾ基は芳香族と結合して強力な発色団となり,アゾ化合物は黄,橙や赤色系の色をもっている。普通の芳香族アゾ化合物は全て結晶である。-NH2-OH-SO3H等の置換基をもつアゾ化合物はアゾ染料として使われている。

メチルオレンジは,酸性ではHが付加して赤色となる。

メチルオレンジの発色はアゾ基によるものだが,酸性ではベンゼン環がキノン型構造をとり,その為赤色となる。この様に発色の原因となる基を発色団といい,発色団は特有の波長の光を吸収し,その補色が現れる。

 

D 有機化合物の分類

有機化合物の分離

 有機化合物の分離は酸性,塩基性の強弱や水への溶解性の違い等を利用する。水層には電解質が移動する。教科書で扱ったもの以外の例を幾つか流れ図で次に示す。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 








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