Fusão e pontos de ebulição
On Janeiro 26, 2022 by adminOs pontos de ebulição de certos heterócitos saturados estão listados na primeira tabela e são comparados com os dos cicloalcanos correspondentes (coluna mais à direita da tabela). Os pontos de fusão ou pontos de ebulição de compostos heteroaromáticos comuns e seus derivados substituídos são comparados com os do benzeno e seus derivados na segunda tabela.
| sistema de anel (com posição de substituto) | substituinte | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| H | CH3 | C2H5 | CO2H | CO2C2H5 | CONH2 | NH2 | OH | OCH3 | Cl | Br | ||
| *Em °C. Boldface indica os pontos de fusão. Um traço indica que um composto é instável ou desconhecido ou que os dados não estão facilmente disponíveis. | ||||||||||||
| ***Calculado usando o ponto de ebulição obtido experimentalmente com pressão reduzida. | ||||||||||||
| ***Fusão composta com decomposição. | ||||||||||||
| benzeno | 80 | 111 | 136 | 122 | 212 | 129 | 184 | 41 | 154 | 132 | 156 | |
| piridina (2) | 115 | 129 | 148 | 137 | 243 | 107 | 57 | 107 | 140 | 170 | 193 | |
| pyridine (3) | 115 | 144 | 165 | 237 | 224 | 130 | 65 | 127 | 179 | 148 | 173 | |
| pyridine (4) | 115 | 145 | 168 | 315 | 219 | 156 | 158 | 148 | 190 | 147 | 174 | |
| pirrol (1) | 130 | 113 | 129 | 95 | 178 | 166 | 175 | 185** | – | – | – | |
| pyrrole (2) | 130 | 148 | 164 | 208 | 39 | 174 | 285** | – | – | – | – | – |
| pyrrole (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 | |
| tiofeno (2) | 84 | 113 | 134 | 129 | 218 | 180 | – | 218 | 151 | 128 | 150 | |
| tiofeno (3) | 84 | 115 | 136 | 138 | 208 | 178 | 146 | 270** | 156** | 136 | 159 | |
| pirazole (1) | 68 | 127 | 136 | 102 | 213 | 141 | 185** | 72 | – | – | – | |
| pyrazole (3) | 68 | 204 | 209 | 214 | 158 | 159 | 38 | – | – | 40 | 70 | |
| pyrazole (4) | 68 | 206 | 247** | 275 | 78 | – | 81 | 118 | 60 | 77 | 97 | |
| isoxazol (3) | 95 | 118 | 138 | 149 | — | 134 | — | 98 | — | — | – | |
| isoxazole (5) | 95 | 122 | 138*** | 146 | – | 174 | 77 | – | 200*** | – | – | |
| imidazole (1) | 196 | 208 | – | 218 | – | 315** | 93 | 252** | – | – | ||
| imidazole (2) | 144 | 80 | 164 | 178 | 312 | — | 251 | 71 | 165 | 207 | ||
| imidazol (4) | 56 | 76 | 281 | 157 | 215 | – | – | – | – | 117 | 130 | |
| pirimidina (2) | 124 | 138 | 152 | 197 | 64 | 166 | 127 | 180 | 175** | 65 | 56 | |
| pyrimidine (4) | 124 | 141 | 140 | 240 | 39 | 194 | 151 | 164 | 152 | – | – | |
| pyrimidine (5) | 124 | 153 | 175 | 270 | 38 | 212 | 170 | 210 | 47 | 37 | 75 | |
| pirazina (2) | 55 | 137 | 155 | 225**** | 50 | 189 | 118 | 188 | 187 | 152 | 180 | |
| tamanho do anel | número (e posição) dos heteroátomos | tipo de heteroatom | saturado cycloalkane | ||
|---|---|---|---|---|---|
| N (como NH) | O | S | |||
| *Calculado usando o ponto obtido experimentalmente com pressão reduzida. | |||||
| 3 | one | 56 | 11 | 55 | -33 |
| 4 | um | 63 | 48 | 94 | 13 |
| 5 | um | 87 | 65 | 121 | 49 |
| 6 | um | 106 | 88 | 141 | 80 |
| 6 | dois (1,2) | 150 | 116 | 190* | 80 |
| 6 | 2 (1,3) | 150 | 106 | 207 | 80 |
| 6 | dois (1,4) | 145 | 101 | 200 | 80 |
| 7 | one | 138 | 120 | 174 | 119 |
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Substituição de um dois…unidade de carbono (dois átomos de carbono e dois de hidrogénio, peso molecular igual a 26) por um único átomo de enxofre (peso atômico 32) tem pouco efeito sobre o ponto de fusão ou ebulição. Por outro lado, a substituição de uma unidade de dois carbonos por um átomo de oxigênio (peso atômico 16) diminui o ponto de ebulição em cerca de 40 °C (72 °F), o que é de se esperar devido à diminuição do peso molecular dos compostos furanos (compostos mais leves sendo mais voláteis). A introdução de átomos de nitrogénio no anel do benzeno é acompanhada por alterações menos regulares. A substituição de uma unidade de dois carbonos por um grupo de imino (NH), ou de um único carbono por um átomo de nitrogênio, aumenta o ponto de ebulição. Além disso, fazer essas duas alterações simultaneamente aumenta ainda mais o ponto de ebulição, provavelmente como resultado da associação intermolecular por ligação de hidrogênio (uma forma fraca de fixação através de certos tipos de átomos de hidrogênio; ver ligação química) entre o átomo de nitrogênio tipo piridina e o grupo imino.
Os efeitos de grupos substitutos em anéis heteroaromáticos mostram uma regularidade considerável. Os grupos metilo (CH3) e etilo (C2H5) ligados a átomos de carbono em anel geralmente aumentam o ponto de ebulição em cerca de 20-30 °C (36-54 °F) e 50-60 °C (90-108 °F), respectivamente, enquanto que uma ligação semelhante a um átomo de azoto em anel (por exemplo, pirrol → 1-metilpirrol) diminui significativamente o ponto de ebulição devido à diminuição da facilidade de associação intermolecular por ligação de hidrogénio (tendo o hidrogénio activo sido substituído por um grupo de hidrocarbonetos). Os ácidos carboxílicos heterocíclicos e as amidas são todos sólidos à temperatura ambiente. Os ácidos carboxílicos de heterócitos contendo um átomo de nitrogênio anelar geralmente derretem a temperaturas mais altas do que aqueles contendo oxigênio anelar ou átomos de enxofre, por causa da ligação de hidrogênio. Compostos contendo tanto um átomo de nitrogênio em anel como um grupo hidroxila (OH) ou amino (NH2) são geralmente sólidos de fusão relativamente alta. Compostos contendo cloro (Cl) geralmente têm pontos de ebulição similares aos dos compostos etil-substituídos correspondentes.
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