네오펜탄
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1. 개요
네오펜탄은 1876년 윌리엄 오들링이 명명한 알칸으로, IUPAC 명명법에 따라 2,2-다이메틸프로페인으로 불린다. 끓는점은 낮지만 녹는점은 다른 펜탄 이성질체보다 높으며, 완전한 사면체 대칭 구조로 인해 모든 수소 원자가 화학적으로 동등하다. 네오펜탄 분자의 수소 원자를 중수소로 치환하면 키랄 분자가 생성될 수 있다. 네오펜탄의 유도체로는 펜타에리트리톨 등이 있다.
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네오펜탄 - [화학 물질]에 관한 문서 | |
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일반 정보 | |
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IUPAC 명칭 | 2,2-다이메틸프로페인 |
다른 이름 | 네오펜테인 테트라메틸메테인 |
확인된 정보 | |
CAS 등록번호 | 463-82-1 |
펍켐(PubChem) CID | 10041 |
켐스파이더(ChemSpider) ID | 9646 |
EC 번호 | 207-343-7 |
MeSH 이름 | 네오펜테인 |
ChEBI | 30358 |
바일슈타인 등록번호 | 1730722 |
G멜린 등록번호 | 1850 |
UNII | M863R1J0BP |
유엔 번호(UN Number) | 2044 |
SMILES | CC(C)(C)C |
표준 InChI | 1S/C5H12/c1-5(2,3)4/h1-4H3 |
표준 InChIKey | CRSOQBOWXPBRES-UHFFFAOYSA-N |
속성 | |
분자식 | C5H12 |
겉모습 | 무색 기체 |
냄새 | 무취 |
밀도 | 3.255 kg/m3 (기체, 9.5°C) 601.172 kg/m3 (액체, 9.5°C) |
녹는점 | -16.5 °C |
끓는점 | 9.5 °C |
증기압 | 146 kPa (20°C에서) |
헨리 상수 | 4.7 nmol Pa−1 kg−1 |
열화학 | |
표준 생성 엔탈피 | −168.5–−167.3 kJ mol−1 |
표준 연소 엔탈피 | −3.51506–−3.51314 MJ mol−1 |
엔트로피 | 217 J K−1 mol−1 |
열용량 | 121.07–120.57 J K−1 mol−1 |
위험성 | |
GHS 그림 문자 | |
GHS 신호어 | 위험 |
NFPA 704 | 건강: 1 화재: 4 반응성: 0 |
관련 화합물 | |
관련 알케인 | 2,2-다이메틸뷰테인 2,3-다이메틸뷰테인 트립테인 테트라메틸뷰테인 |
기타 화합물 | 테트라메틸실레인 테트라메틸저메인 테트라메틸스타네인 테트라메틸플럼베인 |
2. 명명법
윌리엄 오들링은 1876년에 네오펜탄(Neopentane)이라는 이름을 처음 사용했다.[5] 1993년 IUPAC 권고안에서도 이 이름이 유지되었지만,[6][7] 2013년 권고안에 따라 더 이상 권장되지 않는다.[1] IUPAC 우선 명명법에 따른 체계적인 이름은 2,2-다이메틸프로페인이다.
네오펜탄의 끓는점은 9.5°C로, 아이소펜탄(27.7°C)과 노르말펜탄(36°C)보다 훨씬 낮다. 이는 분지쇄가 증가하여 분자 표면적이 감소하고, 분자간 인력이 약하게 작용하기 때문이다.[10][17] 따라서 네오펜탄은 실온 및 대기압에서 기체 상태인 반면, 다른 두 이성질체는 액체 상태이다.
Np로 자주 표기되는 네오펜틸 치환기는 Me3C–CH2– 구조를 가지며, 네오펜틸 알코올(Me3CCH2OH 또는 NpOH)이 그 예시이다. Np는 원자 번호 93번의 넵투늄 원소를 나타내기도 하므로 이 약어는 주의해서 사용해야 한다.
오래된 자료에서는 '테트라메틸메탄'이라는 이름도 사용되었다.[8][9]
3. 물리적 성질
반면 네오펜탄의 녹는점은 -16.6°C로, 아이소펜탄(-159.9°C)보다 140°C 높고, 노르말펜탄(-129.8°C)보다 110°C 높다. 이는 네오펜탄 분자의 사면체 구조로 인해 고체 상태에서 더 잘 쌓일 수 있기 때문으로 여겨졌으나, 낮은 밀도와 낮은 융해 엔탈피를 고려하면 분자 대칭성이 높은 데서 기인하는 엔트로피 효과가 주된 원인으로 보인다.[10][17] 실제로 네오펜탄의 융해 엔트로피는 노르말펜탄 및 아이소펜탄보다 약 4배 낮다.[10][17]
3. 1. 1H NMR 스펙트럼
네오펜탄은 완전한 사면체 대칭 구조를 가지므로 모든 수소 원자가 화학적으로 동등하다.[11] 사염화 탄소에 용해 시, 단일 NMR 화학 이동 δ = 0.902를 나타낸다.[11][18] 이는 단일 화학 이동이 관례상 0인 실란 유사체인 테트라메틸실란과 유사한 특징이다.[11]
네오펜탄 분자의 일부 수소 원자를 중수소 원자로 치환하면 대칭성이 깨진다.[12] 특히, 각 메틸기에 치환된 중수소 원자 수가 다르면 (0, 1, 2, 및 3) 키랄 분자가 생성된다.[12]
4. 유도체
펜타에리트리톨은 네오펜탄의 각 메틸기에 있는 수소 원자 하나가 수산기(-OH)로 치환된 알코올이다. 2002년에는 네오펜탄과 오르토탄산염기가 교대로 반복되는 선형 중합체(펜타에리트리톨 오르토탄산염 에스터)가 합성되었다.[13]
참조
[1]
서적
Nomenclature of Organic Chemistry : IUPAC Recommendations and Preferred Names 2013 (Blue Book)
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문서
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웹인용
Neopentane {{!}} C5H12 - PubChem
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