Anilin, Azokupplung, Nitirierung, Acidität von Phenolderivaten

Aufgabe 1

Eigenschaften und Reaktionen des Anilins

Bei den Ihnen demonstrierten Experimenten werden folgende Chemikalien verwendet: Anilin, wasser, Bromthymolblau als Indikator, Bromwasser (Br2 in Wasser gelöst)

a)Beschreiben Sie die Versuche und Ihre Beobachtungen.

b)Analysieren und erklären Sie das Verhalten des Benzols gegen Wasser. Erörtern Sie in diesem Zusammenhang die Wechselwirkung zwischenaromatischen Kern und der Aminogruppeund bergünden Sie so das Lösungsverhalten sowie die alkalische Reaktion der wäßrigen Lösung.

c)Formulieren Sie den vollständigen Mechanismus der Reaktion von Brom mit Anilin.

d)Beschreiben Sie den Ablauf des Reaktionsmechanismus.

e)Diskutieren Sie folgende Fragen und Probleme:

- wie ist das Verhalten des zugefügten Indikators zu erklären?

- läuft die Reaktion besser im wäßrigen oder nichtwäßrigen MIlieu ab?

- warum benötigt man bei dieser Reaktion keinen Katalysator?

- welches ist das Endprodukt des Reaktion und warum?

f)Erläutern Sie die Aussage der folgenden Tabelle und interpretieren Sie die angegebenen Daten:

                   Stoff                              Kb

------------------------------------------------------------------------------

                NH3                              2  10-5

                Anilin                            4 10 -10

Aufgabe2

Azofarbstoffe

Anilin wird diazotiert und mit N,N Dimethylanilin gekuppelt. Es entsteht ein Farbstoff, der im sauren Milieu rot und im alkalischen gelb ist.

a) Formulieren Sie den vollständigen Reaktionsmechanismus der Diazotierung von Anilin sowie der nachfolgenden Azokupplung.

b)Erläutern Sie den Mechanismus.

c)Bei dieser Azokupplung wird im schwach alkaischen, allenfall neutralen Milieu gekuppelt, auf keinen Fall aber in einem sauren Lösungsmittel. Begründen Sie diese Vorschrift.

Aufgabe 3

Nitrierung verschiedener Benzolderivate

Zur Herstellung der Nitriersäure gibt man vorsichtig zu 10 ml konzentrierter Salpetersäure HNO3 12 ml konzentrierte Schwefelsäure H2SO4. Diese Mischung gibt man vorsichtig zu Benzol. Man erhält eine nach Bittermandeln riechende Flüssigkeit, das Nitrobenzol.

Nitriert man andere Derivate des Benzols, so stellt man fest, daß sich teilweise leichter, teilweise schwerer nitrieren lassen.

Beispiele: Toluol, C6H5CH3 läßt sich wesentlich leichter nitrieren, man erhält überwiegend  o-Nitrotoluol, weniger p - Nitrotoluol, aber praktisch kein m - Nitrotoluol.

Nitrobenzol läßt sich schlechter als Benzol nitrieren, man erhält fast nur m - Dinitrobenzol.

Phenol hingegen läßt sich sehr leicht nitrieren, man erhält überwiegend p - Nitrophenol, weniger o - Nitrophenol und fast kein m - Nitrophenol.

a) Formulieren Sie den Mechanismsus der  Nitrierung von Benzol.

b)Erläutern und begründen Sie den Ablauf des Reaktionsmechanismus. Welche Rolle spielt ide Zusammensetzung der NItriersäure?

c) Erläutern undbegründen Sie, warum sich manche der oben genannten Benzolderivate besser, andere schlechter nitrieren lassen. Begründen Sie in diesem Zusammenhang auch den Ort der Zweitsubstitution.

Aufgabe 4

Acidität von Phenol und p - Nitrophenol

p - Nitrophenol reagiert deutlich saurer als Phenol. Begründen Sie dieses aus der Struktur der organischen Moleküle.