Teploty tání a varu
On 26 ledna, 2022 by adminTeploty varu některých nasycených heterocyklů jsou uvedeny v první tabulce a jsou porovnány s teplotami varu odpovídajících cykloalkanů (pravý sloupec tabulky). Teploty tání nebo varu běžných heteroaromatických sloučenin a jejich substituovaných derivátů jsou porovnány s teplotami tání nebo varu benzenu a jeho derivátů ve druhé tabulce.
| kruhový systém (s polohou substituentu) | substituent | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| H | CH3 | C2H5 | CO2H | CO2C2H5 | CONH2 | NH2 | OH | OCH3 | Cl | Br | ||
| *V °C. Tučným písmem jsou vyznačeny body tání. Pomlčka označuje, že sloučenina je nestabilní nebo neznámá nebo že údaje nejsou snadno dostupné. | ||||||||||||
| **Vypočítáno pomocí experimentálně zjištěného bodu varu při sníženém tlaku. | ||||||||||||
| ***Sloučenina taje rozkladem. | ||||||||||||
| benzen | 80 | 111 | 136 | 122 | 212 | 129 | 184 | 41 | 154 | 132 | 156 | |
| pyridin (2) | 115 | 129 | 148 | 137 | 243 | 107 | 57 | 107 | 140 | 170 | 193 | |
| pyridin (3) | 115 | 144 | 165 | 237 | 224 | 130 | 65 | 127 | 179 | 148 | 173 | |
| pyridin (4) | 115 | 145 | 168 | 315 | 219 | 156 | 158 | 148 | 190 | 147 | 174 | |
| pyrrol (1) | 130 | 113 | 129 | 95 | 178 | 166 | 175 | 185** | – | – | – | |
| pyrrol (2) | 130 | 148 | 164 | 208 | 39 | 174 | 285** | – | – | – | – | |
| pyrrol (3) | 130 | 143 | 179 | 148 | 40 | 152 | – | – | – | – | – | |
| furan (2) | 31 | 65 | 92 | 133 | 34 | 142 | – | – | 110 | 78 | 103 | |
| furan (3) | 31 | 66 | 92 | 122 | 175 | 168 | – | – | 110 | 80 | 103 | |
| thiofen (2) | 84 | 113 | 134 | 129 | 218 | 180 | – | 218 | 151 | 128 | 150 | |
| thiofen (3) | 84 | 115 | 136 | 138 | 208 | 178 | 146 | 270** | 156** | 136 | 159 | |
| pyrazol (1) | 68 | 127 | 136 | 102 | 213 | 141 | 185** | 72 | – | – | – | |
| pyrazol (3) | 68 | 204 | 209 | 214 | 158 | 159 | 38 | – | – | 40 | 70 | |
| pyrazol (4) | 68 | 206 | 247** | 275 | 78 | – | 81 | 118 | 60 | 77 | 97 | |
| isoxazol (3) | 95 | 118 | 138 | 149 | – | 134 | – | 98 | – | – | – | |
| izoxazol (5) | 95 | 122 | 138** | 146 | – | 174 | 77 | – | 200** | – | – | |
| imidazol (1) | 90 | 196 | 208 | – | 218 | – | 315** | 93 | 252** | – | – | |
| imidazol (2) | 90 | 144 | 80 | 164 | 178 | 312 | – | 251 | 71 | 165 | 207 | |
| imidazol (4) | 90 | 56 | 76 | 281 | 157 | 215 | – | – | – | – | 117 | 130 |
| pyrimidin (2) | 124 | 138 | 152 | 197 | 64 | 166 | 127 | 180 | 175** | 65 | 56 | |
| pyrimidin (4) | 124 | 141 | 140 | 240 | 39 | 194 | 151 | 164 | 152 | – | – | |
| pyrimidin (5) | 124 | 153 | 175 | 270 | 38 | 212 | 170 | 210 | 47 | 37 | 75 | |
| pyrazin (2) | 55 | 137 | 155 | 225*** | 50 | 189 | 118 | 188 | 187 | 152 | 180 | |
| velikost kruhu | počet (a poloha) heteroatomů | typ heteroatomu | nasycené cykloalkan | ||
|---|---|---|---|---|---|
| N (jako NH) | O | S | |||
| *Vypočítáno pomocí experimentálně získaného bodu při sníženém tlaku. | |||||
| 3 | jedna | 56 | 11 | 55 | -33 |
| 4 | jedna | 63 | 48 | 94 | 13 |
| 5 | jedna | 87 | 65 | 121 | 49 |
| 6 | jedna | 106 | 88 | 141 | 80 |
| 6 | dvě (1,2) | 150 | 116 | 190* | 80 |
| 6 | dva (1,3) | 150 | 106 | 207 | 80 |
| 6 | dva (1,4) | 145 | 101 | 200 | 80 |
| 7 | jedna | 138 | 120 | 174 | 119 |
Záměna dvou-uhlíkové jednotky (dva atomy uhlíku a dva atomy vodíku, molekulová hmotnost rovna 26) jedním atomem síry (atomová hmotnost 32) má malý vliv na teplotu tání nebo varu. Naopak nahrazení dvouuhlíkaté jednotky atomem kyslíku (atomová hmotnost 16) snižuje bod varu přibližně o 40 °C (72 °F), což lze očekávat z důvodu snížené molekulové hmotnosti furanových sloučenin (lehčí sloučeniny jsou těkavější). Zavedení atomů dusíku do benzenového kruhu je doprovázeno méně pravidelnými změnami. Nahrazení dvouuhlíkaté jednotky imino (NH) skupinou nebo jednoho uhlíku atomem dusíku zvyšuje bod varu. Navíc provedení těchto dvou změn současně zvyšuje teplotu varu ještě více, pravděpodobně v důsledku mezimolekulární vazby vodíkovou vazbou (slabá forma vazby prostřednictvím určitých typů vodíkových atomů; viz chemická vazba) mezi pyridinovým atomem dusíku a imino skupinou.
Vliv substitučních skupin v heteroaromatických kruzích vykazuje značnou pravidelnost. Methylové (CH3) a ethylové (C2H5) skupiny připojené k atomům uhlíku v kruhu obvykle zvyšují teplotu varu přibližně o 20-30 °C (36-54 °F), resp. 50-60 °C (90-108 °F), zatímco podobné připojení k atomu dusíku v kruhu (např. pyrrol → 1-methylpyrrol) výrazně snižuje teplotu varu z důvodu snížení snadnosti mezimolekulární vazby vodíkovou vazbou (aktivní vodík byl nahrazen uhlovodíkovou skupinou). Heterocyklické karboxylové kyseliny a amidy jsou při pokojové teplotě pevné látky. Karboxylové kyseliny heterocyklů obsahující kruhový atom dusíku obvykle tají při vyšších teplotách než ty, které obsahují kruhové atomy kyslíku nebo síry, kvůli vodíkové vazbě. Sloučeniny obsahující jak kruhový atom dusíku, tak hydroxylovou (OH) nebo aminoskupinu (NH2) jsou obvykle poměrně vysoce tající pevné látky. Sloučeniny obsahující chlor (Cl) mají obvykle podobné teploty varu jako odpovídající sloučeniny se substituovaným ethylem
.
Napsat komentář