5-(p-solfofenilazo)-8-idrossichinolina sale sodico

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Mario

2013-08-24 08:46

Buongiorno,

negli anni '30 G.Gutzeit e R.Monnier testarono parecchi coloranti azoici che avevano sintetizzato a partire da vari sali di diazonio copulati con 8-idrossichinolina. Il loro obiettivo era quello di verificarne l'applicazione in campo analitico. Uno dei più promettenti fu quello riportato in oggetto.

La presenza di un gruppo -SO3Na assicura una buona solubilità in acqua e la contemporanea presenza dei gruppi -OH; =N- e -N=N- permette l'azione chelante nei confronti di un certo numero di cationi metallici.

Il risultato finale è un netto cambiamento di colore, proprietà che può essere sfruttata come indicatore metallocromatico.

Passiamo ora a descrivere la preparazione:

Reagenti

- Soluzione di sodio carbonato: sciogliere in 10 mL di acqua 2,0 g di sodio carbonato anidro

- Soluzione acquosa satura a temperatura ambiente di sodio carbonato

- Acido cloridrico 37%

- Soluzione di nitrito di sodio: si sciolgono 1,25 g di sodio nitrito in 10 mL di acqua

- Soluzione di 8-idrossichinolina: in un piccolo beker si introducono 5,0 g di 8-idrossichinolina, 10 mL di acqua e poi, sotto costante agitazione, tanto acido cloridrico al 37% (circa 2,5 mL) finchè la soluzione viri dal giallo-arancio al giallo.

- Acido acetico in soluzione acquosa al 50%

- acido solfanilico (CAS n° 121-57-3)

Per la vetreria è sufficiente quella di normale dotazione, imbuto filtrante Bucchner compreso. E' molto utile un agitatore magnetico riscaldante.

Sintesi:

In un bicchiere da 50 mL vengono sciolti 6 g di acido solfanilico in 10 ml di soluzione di sodio carbonato. Sotto energica agitazione si addizionano 10 mL di HCl 37%. Precipita così l’acido solfanilico sotto forma di una polvere bianca finissima. Si raffredda esternamente la sospensione acquosa di acido solfanilico a circa 0 °C con acqua + ghiaccio. Sempre sotto agitazione si aggiunge la soluzione di nitrito di sodio, goccia a goccia, nell’arco di tempo di 2 ore. Al termine lasciare riposare per 30 minuti. Si toglie il beker dal bagno refrigerante e si travasa il contenuto in un beker più grande.

Poi, sotto forte agitazione, si aggiunge tutta in una volta la soluzione di 8-idrossichinolina.

Foto 1: Aspetto del contenuto dopo la copulazione

Si lascia in agitazione per almeno 5 minuti e subito si neutralizza l’acidità minerale con la soluzione satura di sodio carbonato.

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Foto 2: Aspetto del contenuto man mano che la neutralizzazione procede

L’aggiunta va fatta lentamente per evitare schiumeggiamenti (è consigliabile aggiungere alcune gocce di alcool n-ottilico come antischiuma). La poltiglia presente nel beker non deve assolutamente diventare alcalina, per cui è necessario controllare frequentemente con una cartina indicatrice che il pH non superi 5. Suggerisco di usare le cartine indicatrici ACILIT pH 0,5-5 della Merck o equivalenti, oppure, in loro mancanza, osservando il colore della massa di reazione, che non deve affatto assumere tonalità giallo-aranciate.

Addizionare quindi la soluzione di acido acetico (circa 5-7 mL) e tanta acqua in modo da rendere un po più fluido il contenuto. Il colorante azoico si deve presentare di colore arancio-rosso.

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Foto 3: Aspetto del contenuto dopo neutralizzazione e acidificazione con acido acetico

Eventualmente aggiungere ancora un poco di acido acetico. Vista la consistenza della massa di reazione, è preferibile agitare il contenuto con una spatola di acciaio inox anche perchè l’ancoretta magnetica difficilmente riesce nel suo intento. Lasciare reagire ancora per almeno 2 ore, agitando frequentemente. Si rende quindi nettamente alcalino il tutto aggiungendo lentamente e mescolando bene la soluzione satura di carbonato di sodio. (Il colore passerà da rosso-arancio ad arancio e infine ancora rosso-arancio).

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Foto 4: Aspetto del contenuto dopo trattamento con sodio carbonato. Il colorante azoico è sotto forma di sale sodico

Si filtra il tutto su Buchner lavando con acqua ghiacciata. La soluzione filtrata, di colore rosso sangue, viene trasferita nel frigorifero a pochi °C sopra lo zero e li lasciata parecchie ore. Precipiterà il sale sodico del colorante azoico che verrà rapidamente filtrato su Buchner, lavando al solito con poca acqua freddissima. Il colorante viene poi fatto essiccare a 60 °C per almeno 2-3 ore.

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Foto 5: aspetto finale del colorante azoico

saluti

Mario

I seguenti utenti ringraziano Mario per questo messaggio: Guns n'Roses, Dott.MorenoZolghetti, Max Fritz, fosgene

marco the chemistry

2013-08-24 09:59

Bellissimo lavoro, come sempre!

Mi permetto di allegare la formula di struttura del prodotto.

Mi domando anche perchè l'acido solfanilico diazotato vada ad attaccare la posizione 4 della chinolina e non la 5 che è molto più attivata (in para ad un gruppo fenolico).

Cattura.JPG
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Mario

2013-08-24 12:02

marco the chemistry ha scritto:

Bellissimo lavoro, come sempre!

Mi permetto di allegare la formula di struttura del prodotto.

Mi domando anche perchè l'acido solfanilico diazotato vada ad attaccare la posizione 4 della chinolina e non la 5 che è molto più attivata (in para ad un gruppo fenolico).

Grazie per l'osservazione. In effetti la copulazione avviene in posizione 5, solo che avevo contato male (saltato un C) le posizioni nella struttura dell'idrossichinolina.

La probabile struttura del colorante ottenuto è la seguente:

saluti

Mario