Smält- och kokpunkter
On januari 26, 2022 by adminSkokpunkterna för vissa mättade heterocykliska föreningar anges i den första tabellen och jämförs med kokpunkterna för motsvarande cykloalkaner (kolumn längst till höger i tabellen). Smältpunkterna eller kokpunkterna för vanliga heteroaromatiska föreningar och deras substituerade derivat jämförs med bensen och dess derivat i den andra tabellen.
| ringssystem (med substituentens position) | substituent | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| H | CH3 | C2H5 | CO2H | CO2C2H5 | CONH2 | NH2 | OH | OCH3 | Cl | Br | |||
| *I °C. Fet stil anger smältpunkterna. Ett streck anger att en förening är instabil eller okänd eller att data inte är lätt tillgängliga. | |||||||||||||
| **Beräknat med hjälp av den experimentellt erhållna kokpunkten vid reducerat tryck. | |||||||||||||
| ***Förening smälter vid sönderdelning. | |||||||||||||
| benzen | 80 | 111 | 136 | 122 | 212 | 129 | 184 | 41 | 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 | ||
| tiofen (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 | – | – | – | ||
| 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 | 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 | ||
| ringstorlek | antal (och position) av heteroatomer | typ av heteroatom | mättad cykloalkan | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| N (som NH) | O | S | ||||
| *Beräknat med hjälp av den experimentellt erhållna punkten vid reducerat tryck. | ||||||
| 3 | ett | 56 | 11 | 55 | 33 | . |
| 4 | ett | 63 | 48 | 94 | 13 | |
| 5 | ett | 87 | 65 | 121 | 49 | |
| 6 | ett | 106 | 88 | 141 | 80 | |
| 6 | två (1,2) | 150 | 116 | 190* | 80 | |
| 6 | två (1,3) | 150 | 106 | 207 | 80 | |
| 6 | två (1,4) | 145 | 101 | 200 | 80 | |
| 7 | en | en | 138 | 120 | 174 | 119 |
Ersättning av en två-kolenhet (två kol- och två väteatomer), molekylvikt är lika med 26) genom en enda svavelatom (atomvikt 32) har liten effekt på smält- eller kokpunkten. Däremot sänker utbytet av en tvåkolsenhet mot en syreatom (atomvikt 16) kokpunkten med cirka 40 °C, vilket är förväntat på grund av furanföreningarnas minskade molekylvikt (lättare föreningar är mer flyktiga). Införandet av kväveatomer i bensenringen åtföljs av mindre regelbundna förändringar. Ersättning av en tvåkolsenhet med en imino (NH)-grupp, eller av ett enda kol med en kväveatom, höjer kokpunkten. Om man dessutom gör dessa två förändringar samtidigt ökar kokpunkten ännu mer, troligen som ett resultat av intermolekylär association genom vätebindning (en svag form av bindning via vissa typer av väteatomer; se kemisk bindning) mellan den pyridinliknande kväveatomen och iminogruppen.
Effekterna av substituentgrupper i heteroaromatiska ringar uppvisar en avsevärd regelbundenhet. Metyl- (CH3) och etylgrupper (C2H5) som är knutna till kolatomer i ringen höjer vanligen kokpunkten med cirka 20-30 °C (36-54 °F) respektive 50-60 °C (90-108 °F), medan en liknande knytning till en kväveatom i ringen (t.ex. pyrrol → 1-metylpyrrol) sänker kokpunkten avsevärt på grund av att det blir mindre lätt att skapa intermolekylära föreningar genom vätebindning (det aktiva väteämnet har ersatts med en kolvätegrupp). Heterocykliska karboxylsyror och amider är alla fasta ämnen vid rumstemperatur. Karboxylsyror från heterocyklar som innehåller en kväveatom i ringen smälter vanligen vid högre temperaturer än de som innehåller syre- eller svavelatomer i ringen, på grund av vätebindning. Föreningar som innehåller både en kväveatom i ringen och en hydroxyl- (OH) eller aminogrupp (NH2) är vanligtvis relativt högsmältande fasta ämnen. Föreningar som innehåller klor (Cl) har vanligtvis kokpunkter som liknar dem för motsvarande etylsubstituerade föreningar.
Lämna ett svar