Fluorsubstituierte Benzole

Fluorsubstituierte Benzole
Benzol C₆H₆	Strukturformel Benzol
	6 °C<ref name="GESTIS_0">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA Vorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref>
	80 °C<ref name="GESTIS_0"/>
Fluorbenzol C₆H₅F	Strukturformel Fluorbenzol
	−42 °C<ref name="GESTIS_1">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA Vorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref>
	85 °C<ref name="GESTIS_1"/>
Difluorbenzole C₆H₄F₂	Datei:O-Difluorobenzene.svg	Datei:M-Difluorobenzene.svg	Datei:P-Difluorobenzene.svg
	o-	m-	p-
	−34 °C<ref name="FLUKA_12">Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei Sigma-Aldrich Vorlage:Abrufdatum (PDF).</ref>	−59 °C<ref name="ChemBlink_13">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check bei ChemBlinkVorlage:Abrufdatum</ref>	−13 °C<ref name="FLUKA_14">Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei Sigma-Aldrich Vorlage:Abrufdatum (PDF).</ref>
	92 °C<ref name="FLUKA_12"/>	82 °C<ref name="FLUKA_13">Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei Sigma-Aldrich Vorlage:Abrufdatum (PDF).</ref>	88–89 °C<ref name="FLUKA_14"/>
Trifluorbenzole C₆H₃F₃	Datei:1,2,3-trifluorobenzene.svg	Datei:1,2,4-trifluorobenzene.svg	Datei:1,3,5-trifluorobenzene.svg
	1,2,3-	1,2,4-	1,3,5-
	−14,8 °C<ref>Christian Armbruster, Malte Sellin, Matthis Seiler, Tanja Würz, Friederike Oesten, Maximilian Schmucker, Tabea Sterbak, Julia Fischer, Valentin Radtke, Johannes Hunger, Ingo Krossing: Pushing redox potentials to highly positive values using inert fluorobenzenes and weakly coordinating anions. In: Nature Communications. Band 15, Nr. 1, 7. August 2024, S. 6721, doi:10.1038/s41467-024-50669-3. </ref>	−12 °C<ref>1,2,4-Trifluorobenzene; CAS: 367-23-7 – 105624532, german.alibaba.com, abgerufen am 28. Dezember 2019.</ref>	−5,5 °C<ref name="ALDRICH_1_3_5">Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei Sigma-Aldrich Vorlage:Abrufdatum (PDF).</ref>
	94–95 °C<ref name="ALDRICH_1_2_3">Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei Sigma-Aldrich Vorlage:Abrufdatum (PDF).</ref>	90 °C<ref name="CRC_3">David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Physical Constants of Organic Compounds, S. 3-500.</ref>	75–76 °C<ref name="ALDRICH_1_3_5"/>
Tetrafluorbenzole C₆H₂F₄	Datei:1,2,3,4-Tetrafluorobenzene.svg	Datei:1,2,3,5-Tetrafluorobenzene.svg	Datei:1,2,4,5-Tetrafluorobenzene.svg
	1,2,3,4-	1,2,3,5-	1,2,4,5-
	−42 °C<ref name="ALDRICH_1234">Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei Sigma-Aldrich Vorlage:Abrufdatum (PDF).</ref>	−46,25 °C<ref name="CRC_4">David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Physical Constants of Organic Compounds, S. 3-474.</ref>	4 °C<ref name="ALDRICH_1245">Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei Sigma-Aldrich Vorlage:Abrufdatum (PDF).</ref>
	95 °C<ref name="ALDRICH_1234"/>	84,4 °C<ref name="CRC_4"/>	90 °C<ref name="ALDRICH_1245"/>
Pentafluorbenzol C₆HF₅	Struktur von Pentafluorbenzol
	−47,4 °C<ref name="CRC_5">David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Physical Constants of Organic Compounds, S. 3-414.</ref>
	85,74 °C<ref name="CRC_5"/>
Hexafluorbenzol C₆F₆	Struktur von Hexafluorbenzol
	3,7–4,1 °C<ref name="ALDRICH_6">Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei Sigma-Aldrich Vorlage:Abrufdatum (PDF).</ref>
	80–82 °C<ref name="ALDRICH_6"/>

Die fluorsubstituierten Benzole leiten sich vom Benzol ab, bei dem ein oder mehrere Wasserstoffatome durch ein Fluoratom ersetzt werden. Auf diese Weise ergeben sich 12 verschiedene Verbindungen, die sich in Substitutionsgrad und Symmetrie voneinander unterscheiden. Diese Eigenschaften spielen hier die wesentliche Rolle und werden im Vergleich dargestellt.

Man unterscheidet nach der Anzahl der Fluoratome und deren Position am Ring in:

(Mono-)Fluorbenzol C₆H₅F
Difluorbenzole C₆H₄F₂, drei Strukturisomere (1,2-Difluorbenzol, 1,3-Difluorbenzol, 1,4-Difluorbenzol)
Trifluorbenzole C₆H₃F₃, drei Strukturisomere (1,2,3-Trifluorbenzol, 1,2,4-Trifluorbenzol, 1,3,5-Trifluorbenzol)
Tetrafluorbenzole C₆H₂F₄, drei Strukturisomere (1,2,3,4-Tetrafluorbenzol, 1,2,3,5-Tetrafluorbenzol, 1,2,4,5-Tetrafluorbenzol)
Pentafluorbenzol C₆HF₅
Hexafluorbenzol C₆F₆

Eigenschaften

Siedepunkte

Insgesamt ändern sich die Siedepunkte im Schnitt mit jedem hinzutretenden Fluorsubstituenten – im Gegensatz zu den methylsubstituierten Benzolen und den chlorsubstituierten Benzolen – nur im geringen Maße (80<ref name="GESTIS_0"/> – 85<ref name="GESTIS_1"/> – ⌀ 88 – ⌀ 87 – ⌀ 90 – 86<ref name="CRC_5"/> – 81<ref name="ALDRICH_6"/>). Die Siedepunkte der jeweiligen drei Isomere bei den Di-, Tri- und Tetrafluorbenzolen liegen relativ nah beieinander und unterscheiden sich innerhalb einer Gruppe um maximal 15 °C. Die Symmetrie spielt hier praktisch keine Rolle.

Schmelzpunkte

Bei den Schmelzpunkten kommt vor allem die Symmetrie zum Tragen. Zunächst ist ausgehend von Benzol zu Fluorbenzol ein deutliches Absinken des Schmelzpunktes um etwa 50 °C von +6 auf −42 °C festzustellen – durch das Einführen eines einzigen Fluorsubstituenten in das hochsymmetrische Benzolmolekül.

Bei den Di-, Tri- und Tetrafluorbenzolen sind das p-Difluorbenzol (C 2), das 1,3,5-Trifluorbenzol (C 3) und das 1,2,4,5-Tetrafluorbenzol (C 2) die Vertreter mit der jeweils höchsten Symmetrie.

Difluorbenzole: Das p-Difluorbenzol, das die höchste Symmetrie aufweist, besitzt den höchsten Schmelzpunkt von −13 °C.
Trifluorbenzole: Die Schmelzpunkte verhalten sich im Vergleich zu den Difluorbenzolen eher uneinheitlich. Bei dem in dieser Gruppe höchstsymmetrischen Vertreter (1,3,5-Trifluorbenzol) beträgt der Schmelzpunkt −5,5 °C und unterscheidet sich damit wenig von den beiden anderen Isomeren. Auch der vergleichsweise niedrige Siedepunkt des 1,3,5-Trifluorbenzols bei 75–76 °C fällt auf.
Tetrafluorbenzole: Das 1,2,4,5-Tetrafluorbenzol besitzt aufgrund seiner Symmetrie den höchsten Schmelzpunkt von 4 °C.
Pentafluorbenzol schmilzt bei −47,4 °C. Im Vergleich mit den Tetrafluorbenzolen ist dieser aufgrund der niedrigeren Symmetrie niedriger als der von 1,2,4,5-Tetrafluorbenzol mit 4 °C. Der höhere Substitutionsgrad gegenüber den anderen beiden Isomeren fällt hier allerdings nicht ins Gewicht. Zu deren Schmelzpunkten von −42 °C und −46,25 °C besteht nur ein geringer Unterschied. Bemerkenswerter sind die geringen Unterschiede der Schmelz- und Siedepunkte zu seinem Substitutionsinversen, dem Fluorbenzol.
Hexafluorbenzol besitzt mit seinem Schmelzpunkt bei 3,7–4,1 °C und seinem Siedepunkt bei 80–82 °C kaum Unterschiede zu seinem Substitutionsinversen, dem reinen Benzol.

Dichte

Die Dichte nimmt vom Benzol ausgehend kontinuierlich zu (0,88<ref name="GESTIS_0"/> – 1,03<ref name="GESTIS_1"/> – ⌀ 1,14 – ⌀ 1,27 – ⌀ 1,38 – 1,51<ref name="CRC_5"/> – 1,61<ref name="ALDRICH_6"/>).

Einzelnachweise