Вплив фторзаміщення на теплоємність аліфатичних спиртів
Анотація
Із використанням принципу відповідних станів у статті проведено порівняльний аналіз температурних залежностей ізобарної теплоємності аліфатичних спиртів та їх фторзаміщених аналогів. Для теплоємності використані як літературні експериментальні дані, так і симульовані дані, отримані за допомогою штучних нейронних мереж. Ізобарна теплоємність для аліфатичних спиртів за абсолютними величинами в широкому температурному інтервалі при сталому тиску є меншими, ніж для відповідних фторзаміщених аналогів. Порівняння даних теплоємності аліфатичних спиртів та їх фторзаміщених аналогів із теплоємністю води, для якої існує сітка водневих зв’язків, із відповідними даними для перекису водню, де є водневі зв’язки, але сітка відсутня, вказує на те, що зміна фізичних властивостей спиртів при фторзамiщеннi пов’язана зі щільністю водневих зв’язків.
Завантаження
Посилання
V.A. Soloshonok, K. Mikami, T. Yamazaki, J.T. Welch, and J.F. Honek, editors, Current Fluoroorganic Chemistry: New Synthetic Directions, Technologies, Materials, and Biological Applications, (American Chemical Society, 2007).
J. Vymětal, L. Bednárová, and J. Vondrášek, “Effect of TFE on the helical content of AK17 and HAL-1 peptides: Theoretical insights into the mechanism of helix stabilization”, The Journal of Physical Chemistry B, 120, 1048-1059 (2016). https://doi.org/10.1021/acs.jpcb.5b11228
A.M. Arnold, P. Dullinger, A. Biswas, C. Jandl, D. Horinek, and T. Gulder, “Enzyme-like polyene cyclizations catalyzed by dynamic, self-assembled, supramolecular fluoro alcohol-amine clusters”, Nature Communications, 14, 813 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-36157-0
N. Nakata, R. Okamoto, T. Sumi, K. Koga, T. Morita, and H. Imamura, “Molecular mechanism of the common and opposing cosolvent effects of fluorosubstituted alcohol and urea on a coiled coil protein”, Protein Science, 32, e4763 (2023). https://doi.org/10.1002/pro.4763
V.V. Motov, E.F. Kot, A.V. Shabalkina, S.A. Goncharuk, A.S. Arseniev, M.V. Goncharuk, and K.S. Mineev, “Investigation of lipid/protein interactions in trifluoroethanol-water mixtures proposes the strategy for the refolding of helical transmembrane domains”, Journal of Biomolecular NMR, 77, 15-24 (2023). https://doi.org/10.1007/s10858-022-00408-x
E.L. Godden, R.A. Harris, and T.V. Dunwiddie, “Correlation between molecular volume and effects of n-alcohols on human neuronal nicotinic acetylcholine receptors expressed in Xenopus oocytes”, Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics, 296, 716-722 (2001). https://doi.org/10.1016/s0022-3565(24)38808-1
B. Akitake, R.E. Spelbrink, and S. Sukharev, “2,2,2-Trifluoroethanol changes the transition kinetics and subunit interactions in the small bacterial mechanosensitive channel MscS”, Biophysical Journal, 92, 2771-2784 (2007). https://doi.org/10.1529/biophysj.106.098715
M.I. Lioudyno, M. Broccio, and J.E. Hall, “Effect of synthetic aβ peptide oligomers and fluorosubstituted solvents on Kv1.3 channel properties and membrane conductance”, PLoS One, 7, e35090 (2012). https://doi.org/10.1371/journal.pone.0035090
H. Abdel-Wahab, and J. Bozzelli, “Gaussian M-062x/6-31+g (d,p) calculation of standard enthalpy, entropy and heat capacity of some fluorosubstituted alcohol’s and its radicals at different temperatures”, American Journal of Physical Chemistry, 9, 101 111 (2020). https://doi.org/10.11648/j.ajpc.20200904.13
G.M.C. Silva, J. Justino, P. Morgado, M. Teixeira, L.M.C. Pereira, L.F. Vega, and E.J.M. Filipe, “Detailed surface characterization of highly fluorosubstituted liquid alcohols: Experimental surface tensions, molecular simulations and soft-SAFT theory”, Journal of Molecular Liquids, 300, 112294 (2020). https://doi.org/10.1016/j.molliq.2019.112294
Y.B. Vysotsky, V.S. Bryantsev, F.L. Boldyreva, V.B. Fainerman, and D. Vollhardt, “Quantum chemical semiempirical approach to the structural and thermodynamic characteristics of fluoroalkanols at the air/water interface”, The Journal of Physical Chemistry B, 109, 454-462 (2005). https://doi.org/10.1021/jp048240e
M.P. Krafft, and J.G. Riess, “Chemistry, physical chemistry, and uses of molecular fluorocarbon−hydrocarbon diblocks, triblocks, and related compounds – Unique “apolar” components for self-assembled colloid and interface engineering”, Chemical Reviews, 109, 1714-1792 (2009). http://doi.org/10.1021/cr800260k
A.M. Hetalo, O.V. Khorolskyi, S.A. Stetsenko, S.O. Samoilenko, and O.S. Svechnikova, “Similar behavior of rheological properties and the evaluation of the melting temperatures of fluorosubstituted aliphatic alcohols”, Ukrainian Journal of Physics, 65, 419-427 (2020). https://doi.org/10.15407/ujpe65.5.419
A.M. Hetalo, O.P. Rudenko, O.V. Khorolskyi, S.O. Samoilenko, and L.A. Bulavin, “Temperature dependence of the bulk elasticity modulus of aliphatic alcohols and their fluorosubstituted analogs”, Ukrainian Journal of Physics, 63, 134-137 (2018). https://doi.org/10.15407/ujpe63.2.134
M. Zabransky, M. Bures, and V. Ruzicka Jr., “Types of curves for the temperature dependence of the heat capacity of pure liquids”, Thermochimica Acta, 215, 25-45 (1993). https://doi.org/10.1016/0040-6031(93)80080-T
V. Pogorelov, L. Bulavin, I. Doroshenko, O. Fesjun, and O. Veretennikov, “The structure of liquid alcohols and the temperature dependence of vibrational bandwidth”, Journal of Molecular Structure, 708, 61-65 (2004). https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2004.03.003
V.I. Petrenko, M.V. Avdeev, L. Almásy, L.A. Bulavin, V.L. Aksenov, L. Rosta, and V.M. Garamus, “Interaction of mono-carboxylic acids in benzene studied by small-angle neutron scattering”, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 337, 91-95 (2009). https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2008.12.001
I.I. Novikov, “Thermodynamic similarity and prediction of the properties and characteristics of substances and processes”, Journal of Engineering Physics, 53, 1227-1232 (1987). https://doi.org/10.1007/BF00871080
[19] H.W. Xiang, “The Corresponding-States Principle and Its Practice. Thermodynamic, Transport and Surface Properties of Fluids” (Elsevier Science, 2005).
C. Yaws, Thermophysical Properties of Chemicals and Hydrocarbons, (Gulf Professional Publishing, 2014).
M.Z. Southard, and D.W. Green, Perry’s Chemical Engineers’ Handbook, (McGraw-Hill Education, 2019).
P.J. Linstrom, and W.G. Mallard (Eds.), NIST Chemistry WebBook, NIST Standard Reference Database Number 69, (National Institute of Standards and Technology, 2025). https://doi.org/10.18434/T4D303
MiniRefprop Database, (National Institute of Standards and Technology, 2025). https://trc.nist.gov/refprop/MINIREF/MINIREF.HTM
I.H. Bell, J. Wronski, S. Quoilin, and V. Lemort, “Pure and pseudo-pure fluid thermophysical property evaluation and the open-source thermophysical property library CoolProp”, Industrial & Engineering Chemistry Research, 53, 2498-2508 (2014). https://doi.org/10.1021/ie4033999
NIST Reference Fluid Thermodynamic and Transport Properties Database (REFPROP), (National Institute of Standards and Technology, 2025). https://www.nist.gov/srd/refprop
ThermoData Engine Database, (National Institute of Standards and Technology, 2025). https://trc.nist.gov/tde.html
NIST/TRC Web Thermo Tables (WTT). NIST Standard Reference Subscription Database, (National Institute of Standards and Technology, 2025). https://wtt-pro.nist.gov/wtt-pro/
MOL-Instincts Database, (ChemEssen, 2025). https://www.molinstincts.com/
ChemRTP Database, (ChemEssen, 2025). http://www.chemrtp.com/
M. Zábranský, V. Růžička, V. Majer, “Heat capacities of organic compounds in the liquid state I. C1 to C18 1-alkanols”, Journal of Physical and Chemical Reference Data, 19, 719-762 (1990). https://doi.org/10.1063/1.555860
Pure Property Calculator, (Korea Thermophysical Properties Data Bank, 2025). https://www.mdlkdb.com/calculate/pure
Авторське право (c) 2025 Леонід А. Булавін, Олексій В. Хорольський, Богдан А. Гетало, Андрій М. Гетало, Євгеній Г. Рудніков
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
