偶氮苯

偶氮苯是最簡單的芳香偶氮化合物，眾多偶氮染料的母體結構。含有兩個苯基分別與偶氮基–N=N–兩端相連的結構。

偶氮苯
IUPAC名 (E)-diphenyldiazene
英文名	Azobenzene
別名	Azobenzene
識別
CAS號	103-33-3  Y
PubChem	2272
ChemSpider	2185
SMILES	N(=N/c1ccccc1)\c2ccccc2
InChI	1/C12H10N2/c1-3-7-11(8-4-1)13-14-12-9-5-2-6-10-12/h1-10H/b14-13+
InChIKey	DMLAVOWQYNRWNQ-BUHFOSPRBP
RTECS	CN1400000
性質
化學式	C12H10N2
摩爾質量	182.22 g·mol−1
外觀	橙色針狀結晶
密度	1.09 g/cm³（固體）
熔點	69℃ (342 K)
沸點	293℃ (566 K)
溶解性（水）	2.4e-6 g/100mL （難溶於水，易溶於有機溶劑）
pKa	3.3
結構
分子構型	sp2 at N
偶極矩	0 D (trans isomer)
危險性
歐盟危險性符號 有毒 T 危害環境N
警示術語	R：R45, R20/22, R48/22, R50/53, R68
安全術語	S：S53, S45, S60, S61
主要危害	toxic
閃點	476℃
相關物質
相關化學品	亞硝基苯 苯胺
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

歷史

沃勒合成尿素開創有機合成化學後第六年，Eilhard Mitscherlich便報道了偶氮苯的合成。他通過硝基苯與苛性鉀的反應得到紅色固體，並將該物質命名為「偶氮苯」（Azobenzol）。這比威廉·珀金合成苯胺紫要早22年。^[1][2]

很長時間內偶氮苯的組成一直不明。Mitscherlich 認為其化學式為C₁₂H₅N。^[3]而有人通過蒸氣密度實驗，得出 C₂₄H₁₀N₂的化學式。^[4][5] 1860年，正確的化學式才由 P. Hofmann 提出。^[6]1866年，凱庫勒提出了正確的偶氮苯的結構式。^[7]

凱庫勒提出正確的結構後，N=N雙鍵的構型仍然不明。1921年，Arthur Hantzsch提出重氮氫氧化物^{[需要解釋]}中的N=N雙鍵有「syn-/anti-異構」現象（即現今 IUPAC 推薦的E/Z-標記法）。^[8]

異構體

1937年，S. Hartley 用光照射偶氮苯，得到了另一種黃色的物質，^[9] 可用色譜分離。1939年，Howard Percy Robertson 利用X射線結構分析，得出該物質的結構。^[10] 現在知道偶氮苯存在順反異構現象，兩種異構體在顏色、溶解性和色譜親和力上都有差異。^[11]

(E)-偶氮苯的溶液在紫外光照射時，經平衡反應部分轉化為(Z)-偶氮苯。根據溶劑的不同，此反應產生15-40%不等的(Z)-偶氮苯。偶氮苯的光致異構是很多偶氮類功能材料光響應的基礎。對該反應的機理有很多研究。

穩定和較常見的(E)-偶氮苯無偶極矩（0D），而介穩的(Z)-偶氮苯有3D的偶極矩。^[12]

性質

反式為橙紅色棱形結晶，溶於乙醇、乙醚和乙酸。順式為橙紅色片狀晶體，不穩定，緩慢轉化為反式異構體。有毒，易燃。鹼性條件下還原得氫化偶氮苯，在鋅/乙酸的條件下還原得苯胺。乙酸中用二氧化鉻氧化得氧化偶氮苯。

製備

偶氮苯 (5)可通過如下方法製備：

• 利用硝基苯(1)被鈉汞齊或氫化鋁鋰還原製備（路線A）
• 利用二苯肼(2)被次溴酸鈉溶液氧化製備（路線B）
• 利用亞硝基苯(3)與苯胺(4)在乙酸中縮合製備（路線C，適於不對稱衍生物的合成）

應用

用於製造聯苯染料，也用作橡膠促進劑。