Die Azo-Kupplung

Die Azo-Kupplung ist eine wichtige Reaktion bei der Herstellung einer bestimmten Farbstoff-Klasse, der Azo-Farbstoffe.

Schritt 1

Ausgangsstoff für die Azokupplung ist Anilin oder ein Anilin-Derivat. Das Anilin wird bei sehr niedrigen Temperaturen (!) mit einem Gemisch aus salpetriger Säure HNO₂ und Salzsäure HCl behandelt, dabei findet folgende Reaktion statt:

Bildung des Diazonium-Kations aus Anilin

Die salpetrige Säure erhält man aus Natriumnitrit NaNO₂ und ca. 4 molarer Salzsäure HCl. Bei der Diazotierung bildet sich ein recht instabiles Diazonium-Kation. Die Temperatur muss während der Reaktion unterhalb von 5 ºC gehalten werden, sonst zerfällt das Diazonium-Kation sofort.

Schritt 2

Das Anilin mit dem angehängten Diazonium-Kation ist positiv geladen und kann damit als Elektrophil bei der elektrophilen Substitution eingesetzt werden. Mit Benzol findet dann folgende Reaktion statt:

Azokupplung

Es entsteht eine Verbindung, in der zwei Benzolringe durch die N=N-Gruppierung verbunden sind. Beide N-Atome sind sp²-hybridisiert, die beiden p_z-Orbitale verbinden die beiden Benzolringe. Insgesamt befinden sich 6 + 2 + 6 = 14 delokalisierte pi-Elektronen in dem Molekül, damit wird die 4n+2-Regel für n=3 erfüllt; außerdem ist das Molekül planar, so dass alle p_z-Orbitale parallel stehen und sich überlappen können. Es sind also alle Kriterien für den aromatischen Zustand erfüllt (Hückel-Regel).

Das so entstandene Azobenzol ist eine rote Verbindung. Azobenzol gilt als "Mutter" aller Azoverbindungen. Es wurde bereits 1834 hergestellt, allerdings nach einem anderen Verfahren als dem oben beschriebenen.

In meiner Abteilung zur Farbstoffchemie finden Sie ausführlichere Seiten zum Thema Azofarbstoffe.