Az olvadás- és forráspontok
On január 26, 2022 by adminAz első táblázatban egyes telített heterociklusok forráspontjai szerepelnek, és a megfelelő cikloalkánok forráspontjaival vannak összehasonlítva (a táblázat jobb szélső oszlopában). A második táblázatban a gyakori heteroaromás vegyületek és szubsztituált származékaik olvadás- vagy forráspontjait a benzol és származékainak olvadás- vagy forráspontjaival hasonlítjuk össze.
| gyűrűrendszer (a szubsztituens helyzetével) | szubsztituens | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| H | CH3 | C2H5 | CO2H | CO2C2H5 | CONH2 | NH2 | OH | OCH3 | Cl | Br | |||
| *In °C. A vastag betűs betűk az olvadáspontokat jelölik. A kötőjel azt jelzi, hogy a vegyület instabil vagy ismeretlen, vagy hogy az adatok nem állnak könnyen rendelkezésre. | |||||||||||||
| **A csökkentett nyomáson kísérletileg kapott forráspont alapján számítva. | |||||||||||||
| ***A vegyület bomlással olvad. | |||||||||||||
| benzol | 80 | 111 | 136 | 122 | 212 | 129 | 184 | 41 | 154 | 132 | 156 | ||
| piridin (2) | 115 | 129 | 148 | 137 | 243 | 107 | 57 | 107 | 140 | 170 | 193 | ||
| piridin (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 | ||
| pirrol (1) | 130 | 113 | 129 | 95 | 178 | 166 | 175 | 185** | – | – | – | ||
| pirrol (2) | 130 | 148 | 164 | 208 | 39 | 174 | 285** | – | – | – | – | – | |
| pirrol (3) | 130 | 143 | 179 | 148 | 40 | 152 | – | – | – | – | – | ||
| furán (2) | 31 | 65 | 92 | 133 | 34 | 142 | – | – | – | 110 | 78 | 103 | |
| furán (3) | 31 | 66 | 92 | 122 | 175 | 168 | – | – | 110 | 80 | 103 | ||
| tiofen (2) | 84 | 113 | 134 | 129 | 218 | 180 | – | 218 | 151 | 128 | 150 | ||
| tiofén (3) | 84 | 115 | 136 | 138 | 208 | 178 | 146 | 270** | 156** | 136 | 159 | ||
| pirazol (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 | ||
| izoxazol. (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 | 90 | 144 | 80 | 164 | 178 | 312 | – | 251 | 71 | 165 | 207 | |
| imidazol (4) | 90 | 56 | 76 | 281 | 157 | 215 | – | – | – | – | – | 117 | 130 |
| pirimidin (2) | 124 | 138 | 152 | 197 | 64 | 166 | 127 | 180 | 175** | 65 | 56 | ||
| pirimidin (4) | 124 | 141 | 140 | 240 | 39 | 194 | 151 | 164 | 152 | – | – | ||
| pirimidin (5) | 124 | 153 | 175 | 270 | 38 | 212 | 170 | 210 | 47 | 37 | 75 | ||
| pirazin (2) | 55 | 137 | 155 | 225*** | 50 | 189 | 118 | 188 | 187 | 152 | 180 | ||
| gyűrűméret | heteroatomok száma (és helyzete) | heteroatom típusa | telített cikloalkán | ||
|---|---|---|---|---|---|
| N (mint NH) | O | S | |||
| *A csökkentett nyomáson kísérletileg kapott pont alapján számítva. | |||||
| 3 | egy | 56 | 11 | 55 | -33 |
| 4 | egy | 63 | 48 | 94 | 13 |
| 5 | egy | 87 | 65 | 121 | 49 |
| 6 | egy | 106 | 88 | 141 | 80 |
| 6 | kettő (1,2) | 150 | 116 | 190* | 80 |
| 6 | kettő (1,3) | 150 | 106 | 207 | 80 |
| 6 | kettő (1,4) | 145 | 101 | 200 | 80 |
| 7 | one | 138 | 120 | 174 | 119 |
Egy két-szénegység (két szén- és két hidrogénatom, molekulatömeg 26) egy kénatomra (32 atomtömeg) nincs nagy hatással az olvadás- vagy forráspontra. Másrészt a két szénatomos egység oxigénatomra (16 atomtömeg) való cseréje kb. 40 °C-kal (72 °F) csökkenti a forráspontot, ami a furánvegyületek csökkent molekulatömege miatt várható (a könnyebb vegyületek illékonyabbak). A nitrogénatomok bevezetése a benzolgyűrűbe kevésbé szabályos változásokkal jár. Egy két szénatomos egység imino (NH) csoporttal való helyettesítése, vagy egy szénatom nitrogénatommal való helyettesítése növeli a forráspontot. Ráadásul e két változtatás egyidejű elvégzése még inkább növeli a forráspontot, valószínűleg a piridinszerű nitrogénatom és az iminocsoport közötti hidrogénkötés (a kötés gyenge formája bizonyos típusú hidrogénatomokon keresztül; lásd kémiai kötés) által létrehozott intermolekuláris társulás eredményeként.
A heteroaromás gyűrűkben lévő szubsztituenscsoportok hatása jelentős szabályosságot mutat. A gyűrű szénatomjához kapcsolt metil (CH3) és etil (C2H5) csoportok általában 20-30 °C-kal (36-54 °F), illetve 50-60 °C-kal (90-108 °F) növelik a forráspontot, míg a gyűrű nitrogénatomjához (pl. pirrol → 1-metil-pirrol) való hasonló kapcsolódás jelentősen csökkenti a forráspontot, mivel a hidrogénkötés révén csökkent az intermolekuláris társulás könnyebbsége (az aktív hidrogén helyébe egy szénhidrogéncsoport lépett). A heterociklusos karbonsavak és amidok szobahőmérsékleten mind szilárd anyagok. A gyűrűs nitrogénatomot tartalmazó heterociklusos karbonsavak a hidrogénkötés miatt általában magasabb hőmérsékleten olvadnak, mint a gyűrűs oxigén- vagy kénatomot tartalmazó karbonsavak. A gyűrűs nitrogénatomot és hidroxil (OH) vagy amino (NH2) csoportot egyaránt tartalmazó vegyületek általában viszonylag magas olvadáspontú szilárd anyagok. A klórt (Cl) tartalmazó vegyületek forráspontja általában hasonló a megfelelő etilszubsztituált vegyületekéhez.
Vélemény, hozzászólás?