這應(yīng)該是做有機(jī)合成的一個(gè)非常大的疑惑點(diǎn),二氯甲烷的極性明明是小于乙酸乙酯,但是很多情況下我們卻發(fā)現(xiàn),有些極性物質(zhì)在二氯甲烷中可以非常容易溶解,但在乙酸乙酯中卻很難溶,甚至可以用其結(jié)晶。
所以這是為什么呢?
個(gè)人認(rèn)為有三個(gè)原因。
第一個(gè)是極性,偶極矩,以及極性鍵,介電常數(shù)四個(gè)概念的理解:
偶極矩和極性都是分子整體的概念,是一個(gè)平衡的結(jié)果;和乙酸乙酯只有一個(gè)極性酯基不同,二氯甲烷有兩個(gè)C-Cl極性鍵,通過 受力分析可得, 二氯甲烷的極性會(huì)在整體層面上有很大的抵消;
這忽略了單獨(dú)區(qū)域內(nèi)C-Cl鍵的極化。兩個(gè)C-Cl極性鍵給二氯甲烷帶來了高額的介電常數(shù)( 約9.1 ),高于乙酸乙酯(約6),而 高介電常數(shù)溶劑能有效與極性溶質(zhì)形成 偶極 - 偶極相互作用 ,甚至微弱的氫鍵,從而分離極性分子,降低其相互吸引力,促進(jìn)溶解。
比如你可以說一個(gè)團(tuán)軍隊(duì)是一盤散沙,但是不能排除會(huì)有些個(gè)人能力爆表的悍將。
第二個(gè)是分子間的滲透和作用;
和“烏鴉喝水”的寓言故事是一個(gè)道理,越小的東西越容易滲透到大體積物質(zhì)的中間。乙酸乙酯和二氯甲烷的的體積大小,我們可以通過高斯軟件(Gaussian)計(jì)算出大概的數(shù)值,二氯 甲烷體積約為 :86.2 ?3 ; 乙酸乙酯體積約為152.7?3;
故而二氯甲烷分子體積更小,易滲透到溶質(zhì)分子間隙中,削弱溶質(zhì)間的相互作用。同時(shí)由于Cl 原子電負(fù)性足夠高,在滲透中也可與含 H 的溶質(zhì)形成弱氫鍵,增加溶解性。
注:上述高斯計(jì)算 在電荷密度為 0.001 e/bohr3的情況下獲取等表面。基于方法 B3LYP/6-311+G (d,p) 。
第三個(gè)是“相似相溶”的底層邏輯;
“相似相溶”的底層邏輯雖然受溶劑外在表現(xiàn)影響,但更主要的要看“內(nèi)涵”,幾結(jié)構(gòu)單元的類似性。以及類似結(jié)構(gòu)單元在溶劑分子中的占比!
最簡單的理解是我們都是壞人,但我是好色,你是好財(cái),所以我們可以做朋友,但做不到“臭味”相投,惺惺相惜,肝膽相照!
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