Articles

Sulamis- ja kiehumispisteet

On 26 tammikuun, 2022 by

Ensimmäisessä taulukossa on lueteltu tiettyjen tyydyttyneiden heterosyklien kiehumispisteet, joita verrataan vastaavien sykloalkaanien kiehumispisteisiin (taulukon oikeanpuoleisin sarake). Tavallisten heteroaromaattisten yhdisteiden ja niiden substituoitujen johdannaisten sulamis- tai kiehumispisteitä verrataan bentseenin ja sen johdannaisten sulamis- tai kiehumispisteisiin toisessa taulukossa.

Heteroaromaattisten yhdisteiden sulamis- ja kiehumispisteet*
rengassysteemi (substituentin sijainnilla) substituentti
H CH3 C2H5 CO2H CO2C2H5 CONH2 NH2 OH OCH3 Cl Br
*In °C. Lihavointi osoittaa sulamispisteet. Viiva osoittaa, että yhdiste on epästabiili tai tuntematon tai että tietoja ei ole helposti saatavilla.
**Laskettu käyttäen kokeellisesti saatua kiehumispistettä alennetussa paineessa.
***Yhdiste sulaa hajotessaan.
bentseeni 80 111 136 122 212 129 184 41 154 132 156
pyridiini (2) 115 129 148 137 243 107 57 107 140 170 193
pyridiini (3) 115 144 165 237 224 130 65 127 179 148 173
pyridiini (4) 115 145 168 315 219 156 158 148 190 147 174
pyrroli (1) 130 113 129 95 178 166 175 175 185** – – –
pyrroli (2) 130 145** 164** – – – – – 39 174 285** – – – – –
pyrroli (3) 130 143 179 148 40 152 – – – – –
furaani (2) 31 65 92 133 34 142 – – -110 78 103
furaani (3) 31 66 92 122 175 168 168 – – – 110 80 103
tiofen (2) 84 113 134 129 218 180 – 218 151 128 150
tiofeni (3) 84 115 136 138 208 178 146 270** 156** 136 159
pyratsoli (1) 68 127 136 102 213 141 185** 72 – – –
pyratsoli (3) 68 204 209 214 158 159 38 – – 40 70
pyratsoli (4) 68 206 247** 275 78 – 81 118 60 77 97
isoksatsoli. (3) 95 118 138 149 – 134 – 98 – – –
isoksatsoli (5) 95 122 138** 146 – 174 77 – 200** – –
imidatsoli (1) 90 196 196 196 196 196 196 196 218 – 315** 93 252** – – –
imidatsoli (2) 90 90 144 80 164 178 312 – 251 71 165 207
imidatsoli (4) 90 56 76 281 157 215 – – – – 117 130
pyrimidiini (2) 124 138 152 197 64 166 127 180 175** 65 56
pyrimidiini (4) 124 141 140 240 39 194 151 164 152 – – –
pyrimidiini (5) 124 153 175 270 38 212 170 210 47 37 75
pyratsiini (2) 55 137 155 255 255 50 189 118 188 187 152 180

.

Kiehumispisteet (°C) tyydyttyneiden heterosyklien ja vastaavat karbosyklit
renkaan koko heteroatomien lukumäärä (ja sijainti) heteroatomityyppi tyydyttynyt sykloalkaani
N (NH:nä) O S
*Laskettu käyttäen kokeellisesti saatua pistettä alennetussa paineessa.
3 yksi 56 11 55 -33
4 yksi 63 48 94 13
5 yksi 87 65 121 49
6 yksi 106 88 141 80
6 kaksi (1,2) 150 116 190* 80
6 two (1,3) 150 106 207 80
6 two (1,4) 145 101 200 80
7 yksi 138 120 174 119

Kaksikon korvaaminenhiiliyksikkö (kaksi hiili- ja kaksi vetyatomia, molekyylipaino yhtä suuri kuin 26) yhdellä rikkiatomilla (atomipaino 32) vaikuttaa vain vähän sulamis- tai kiehumispisteeseen. Toisaalta kahden hiilen yksikön korvaaminen happiatomilla (atomipaino 16) laskee kiehumispistettä noin 40 °C:lla (72 °F), mikä on odotettavissa furaaniyhdisteiden pienemmän molekyylipainon vuoksi (kevyemmät yhdisteet ovat haihtuvampia). Typpiatomien lisääminen bentseenirenkaaseen aiheuttaa vähemmän säännönmukaisia muutoksia. Kahden hiilen yksikön korvaaminen iminoryhmällä (NH) tai yhden hiilen korvaaminen typpiatomilla nostaa kiehumispistettä. Lisäksi näiden kahden muutoksen tekeminen samanaikaisesti nostaa kiehumispistettä entisestään, luultavasti pyridiinin kaltaisen typpiatomin ja iminoryhmän välisen molekyylien välisen vetysidoksen (heikko kiinnittymismuoto tietyntyyppisten vetyatomien välityksellä; ks. kemiallinen sidos) seurauksena.

Heteroaromaattisten renkaiden substituenttiryhmien vaikutukset osoittavat huomattavaa säännönmukaisuutta. Renkaan hiiliatomiin liitetyt metyyli- (CH3) ja etyyli- (C2H5) ryhmät nostavat kiehumispistettä yleensä noin 20-30 °C:lla (36-54 °F) ja 50-60 °C:lla (90-108 °F), kun taas vastaava liitos renkaan typpiatomiin (esim. pyrroli → 1-metyylipyrroli) laskee kiehumispistettä merkitsevästi, mikä johtuu siitä, että vetyjen sitomisen avulla tapahtuvan molekyylien välisen assosiaatioliitoksen helppoudesta on vähennetty (aktiivinen vety on korvattavalla hiilivetyhiilivedyn ryhmällä). Heterosykliset karboksyylihapot ja amidit ovat kaikki kiinteitä aineita huoneenlämmössä. Heterosyklien karboksyylihapot, jotka sisältävät renkaan typpiatomin, sulavat yleensä korkeammissa lämpötiloissa kuin ne, jotka sisältävät renkaan happi- tai rikkiatomeja, vetysidoksen vuoksi. Yhdisteet, jotka sisältävät sekä renkaan typpiatomin että hydroksyyli- (OH) tai aminoryhmän (NH2), ovat yleensä suhteellisen korkeasti sulavia kiinteitä aineita. Klooria (Cl) sisältävien yhdisteiden kiehumispisteet ovat yleensä samanlaiset kuin vastaavien etyylisubstituoitujen yhdisteiden kiehumispisteet.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.