Organische Produkte194 Angeben eines Reaktionsschemas für die Synthese eines Azofarbstoffes und Erläutern der Azokupplung als elektrophile Zweitsubstitution Kompetenzen KO M PE TE NZ EN ER W ER BE N Methylrot ist ein Azofarbstoff, der häufig als Säure Base-Indikator verwendet wird. Er wird aus ortho-Ami no benzoesäure (Anthranilsäure) und N,N-Dimethyl anilin hergestellt. In dem 1. Syntheseschritt wird Anthranilsäure in einer eisgekühlten, sauren NatriumnitritLösung diazotiert. Die Lösung der dabei entstanB1 Methylrot Lösung a) b) Der 2. Syntheseschritt ist die Azokupplung zwischen dem entstandenen Diazonium-Ion und N,NDimethylanilin. Dabei läuft eine elektrophile Substitution am N,N-Dimethylanilin-Molekül durch das positiv geladene, elektrophile Diazonium-Ion ab. Es bildet sich ein mesomeriestabilisiertes, positiv geladenes Interdukt, das durch Abspaltung eines Protons zu dem Methylrot-Molekül reagiert (Rearomatisierung). Die Dimethylamino-Gruppe im N,N-DimethylanilinMolekül übt einen +M-Effekt aus und dirigiert den Zweitsubstituenten in orthound para-Stellung. Aus sterischen Gründen ist bei dieser elektrophilen Zweitsubstitution von N,N-Dimethylanilin die para-Posi tion begünstigt. Daher findet die Azokupplung bevorzugt in para-Stellung zur Dimethylamino-Gruppe statt und es ensteht das para-Isomer „Methylrot“. In geringem Maße findet die Substitution in den ortho-Positionen zur Dimethylamino-Gruppe statt, sodass es auch das ortho-Isomer zu Methylrot gibt: COOH N N N CH3 CH3 denen Diazonium-Ionen wird im 2. Syntheseschritt mit N,N-Dimethylanilin versetzt. Dabei fällt der in Wasser schlecht lösliche, rote Farbstoff Methylrot aus. Aufgabe a) Formulieren Sie eine Reaktionsgleichung für die im 1. Schritt ablaufende Diazotierung von Anthranilsäure. b) Erläutern Sie den 2. Syntheseschritt und formulieren Sie den Mechanismus dieser Reaktion. Begründen Sie den Ort der Azokupplung an N,N-Dimethylanilin und erläutern Sie, ob Isomere von Methylrot gebildet werden. COOH NH2 NaNO2 + H3O+ HONO + Na+ + H2O + HONO + H3O+ COOH N N Anthranilsäure + H2O Diazonium-Ion + COOH N N N CH3 CH3 COOH N N N CH3 CH3H COOH N N N CH3 CH3 + H+ Methylrot COOH N N N CH3 CH3 Kompetenzen trainieren Diese Kompetenzen können mit den Aufgaben A30 und A35 auf den Seiten 206 und 207 vertieft werden. 3377_01_01_2012_Kap3_124_211 23.09.14 06:29 Seite 194 Nu r z u Pr üf zw ec k n Ei ge nt um d es C. C. B uc hn er V er la gs