Smelte- og kogepunkter
On januar 26, 2022 by adminSkogepunkterne for visse mættede heterocykliske forbindelser er anført i den første tabel og er sammenlignet med kogepunkterne for de tilsvarende cycloalkaner (kolonnen længst til højre i tabellen). Smeltepunkterne eller kogepunkterne for almindelige heteroaromatiske forbindelser og deres substituerede derivater er sammenlignet med dem for benzen og dets derivater i den anden tabel.
| Ringsystem (med substituentens placering) | substituent | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| H | CH3 | C2H5 | CO2H | CO2C2H5 | CONH2 | NH2 | OH | OCH3 | Cl | Br | |||
| *I °C. Fedtskrift angiver smeltepunkterne. En streg angiver, at en forbindelse er ustabil eller ukendt, eller at data ikke er umiddelbart tilgængelige. | |||||||||||||
| **Udregnet ved hjælp af det eksperimentelt opnåede kogepunkt ved reduceret tryk. | |||||||||||||
| ***Forbindelse smelter ved nedbrydning. | |||||||||||||
| benzen | 80 | 111 | 136 | 122 | 212 | 129 | 184 | 41 | 41 | 154 | 132 | 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 | 148 | 173 | |
| pyridin (4) | 115 | 145 | 168 | 315 | 219 | 156 | 158 | 148 | 190 | 147 | 174 | ||
| pyrrol (1) | 130 | 113 | 129 | 95 | 178 | 166 | 175 | 175 | 185** | – | – | – | |
| pyrrol (2) | 130 | 148 | 148 | 164 | 208 | 39 | 174 | 285** | – | – | – | – | – |
| pyrrol (3) | 130 | 143 | 179 | 148 | 40 | 152 | – | – | – | – | – | ||
| furan (2) | 31 | 31 | 65 | 92 | 133 | 34 | 142 | – | – | – | 110 | 78 | 103 |
| furan (3) | 31 | 66 | 92 | 122 | 175 | 168 | 175 | 168 | – | – | 110 | 80 | 103 |
| thiophen (2) | 84 | 113 | 134 | 129 | 218 | 218 | 180 | – | 218 | 151 | 128 | 150 | |
| thiophen (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 | 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 | – | – | – | ||
| isoxazol (5) | 95 | 122 | 138** | 146 | – | 174 | 77 | 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 | 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 | 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 | ||
| ringstørrelse | antal (og position) af heteroatomer | type af heteroatom | mættet cycloalkan | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| N (som NH) | O | S | ||||
| *Beregnet på grundlag af det eksperimentelt opnåede punkt ved reduceret tryk. | ||||||
| 3 | en | 56 | 11 | 55 | -33 | |
| 4 | en | 63 | 48 | 94 | 13 | |
| 5 | en | 87 | 65 | 121 | 4949 | |
| 6 | en | 106 | 88 | 141 | 80 | |
| 6 | two (1,2) | 150 | 116 | 190* | 80 | |
| 6 | two (1,3) | 150 | 106 | 207 | 80 | |
| 6 | two (1,4) | 145 | 101 | 200 | 80 | |
| 7 | en | en | 138 | 120 | 174 | 119 |
Udskiftning af en to-carbon-enhed (to carbon- og to hydrogenatomer, molekylvægt er lig med 26) ved et enkelt svovlatom (atomvægt 32) har kun ringe effekt på smelte- eller kogepunktet. På den anden side sænker udskiftning af en to-kulstof-enhed med et oxygenatom (atomvægt 16) kogepunktet med ca. 40 °C (72 °F), hvilket er forventeligt på grund af furanforeningernes lavere molekylvægt (lettere forbindelser er mere flygtige). Indførelse af nitrogenatomer i benzenringen er ledsaget af mindre regelmæssige ændringer. Udskiftning af en to-kulstofenhed med en imino (NH)-gruppe eller af et enkelt kulstofatom med et nitrogenatom øger kogepunktet. Desuden øger disse to ændringer samtidig kogepunktet endnu mere, sandsynligvis som følge af intermolekylær association ved hydrogenbinding (en svag form for binding via visse typer hydrogenatomer; se kemisk binding) mellem det pyridinlignende nitrogenatom og iminogruppen.
Virkningerne af substituentgrupper i heteroaromatiske ringe udviser betydelig regelmæssighed. Methyl- (CH3) og ethyl- (C2H5) grupper, der er knyttet til ringens kulstofatomer, øger normalt kogepunktet med henholdsvis ca. 20-30 °C (36-54 °F) og 50-60 °C (90-108 °F), mens en tilsvarende tilknytning til et ringens nitrogenatom (f.eks. pyrrol → 1-methylpyrrol) sænker kogepunktet betydeligt på grund af nedsat lethed af intermolekylær association ved hydrogenbinding (det aktive hydrogen er blevet erstattet af en kulbrintegruppe). Heterocykliske carboxylsyrer og amider er alle faste stoffer ved stuetemperatur. Heterocykliske carboxylsyrer med et nitrogenatom i ringen smelter normalt ved højere temperaturer end carboxylsyrer med oxygen- eller svovlatomer i ringen på grund af hydrogenbinding. Forbindelser, der indeholder både et nitrogenatom i ringen og en hydroxyl- (OH) eller aminogruppe (NH2), er normalt relativt højt smeltende faste stoffer. Forbindelser, der indeholder klor (Cl), har normalt et kogepunkt, der svarer til kogepunkterne for de tilsvarende ethylsubstituerede forbindelser.
Skriv et svar