有機溶媒の極性誘電率沸点水溶性の一覧まとめ

TLCやカラムクロマトグラフィーを行う上で、溶媒の極性を調べたいことがありますよね！
溶媒の極性を表す指標には誘電率があります。誘電率が高いほど極性が高いといえます。
溶媒の沸点や水への溶解度をまとめた表を作成しました。

溶媒の極性や沸点の表まとめ
溶媒の極性とは？
よく使用する有機溶媒の紹介！

溶媒の極性や沸点の表まとめ

溶媒	分子式	分子量	沸点(°C)	融点(°C)	密度(g/mL)	溶解度(g/100g)	比誘電率	引火点(°C)
ヘキサン	C6H22	86.18	69	-95	0.655	0.0013	1.89	-23.3
ヘプタン	C7H16?	100.2	98	-90.6	0.684	0.01	1.92	-4
シクロヘキサン	C6H12?	84.16	80.7	6.6	0.779	<0.1	2.02	-20
ジオキサン	C4H8O2?	88.11	101.1	11.8	1.033	∞	2.21	12
テトラクロロメタン	CCl4?	153.82	76.7	-22.4	1.594	0.08	2.24	--
p-キシレン	C8H10?	106.17	138.4	13.3	0.861	Insoluble	2.27	27
ベンゼン	C6H6?	78.11	80.1	5.5	0.879	0.18	2.28	-11
m-キシレン	C8H10?	106.17	139.1	-47.8	0.868	Insoluble	2.37	27
トルエン	C7H8?	92.14	110.6	-93	0.867	0.05	2.38	4
トリエチルアミン	C6H15N	101.19	88.9	-114.7	0.728	0.02	2.4	-11
o-キシレン	C8H10?	106.17	144	-25.2	0.897	Insoluble	2.57	32
ジエチルエーテル	C4H10O	74.12	34.6	-116.3	0.713	7.5	4.34	-45
CPME			106	-140	0.86	1.1	4.76	-1
クロロホルム	CHCl3?	119.38	61.7	-63.7	1.498	0.795	4.81	--
クロロベンゼン	C6H5Cl	112.56	131.7	-45.6	1.1066	0.05	5.69	29
酢酸エチル	C4H8O2?	88.11	77	-83.6	0.895	8.7	6	-4
酢酸	C2H4O2?	60.05	118	16.6	1.049	∞	6.15	39
ジメチルエーテル	C2H6O	46.07	-22	-138.5	NA	NA	6.18	-41
Me-THF			80.2	-136	0.85	14	6.97	-11
1,2-ジメトキシエタン	C4H10O2?	90.12	85	-58	0.868	∞	7.2	-6
ジエチレングリコールジエチルエーテル	C6H14O3?	134.17	162	-68	0.943	∞	7.23	67
THF	C4H8O	72.11	66	-108.4	0.886	30	7.6	-21
ジクロロメタン	CH2Cl2?	84.93	39.8	-96.7	1.326	1.32	9.08	1.6
1,2-ジクロロエタン	C2H4Cl2	98.96	83.5	-35.3	1.245	0.861	10.42	13
ピリジン	C5H5N	79.1	115.2	-41.6	0.982	∞	12.3	17
t-ブチルアルコール	C4H10O	74.12	82.2	25.5	0.786	∞	12.5	11
2-ブタノール	C4H10O	74.12	98	-115	0.808	15	15.8	26
1-ブタノール	C4H10O	74.12	117.6	-89.5	0.81	6.3	17.8	35
2-プロパノール	C3H8O	88.15	82.4	-88.5	0.785	∞	18.3	12
3-ブテン	C4H8O	72.11	79.6	-86.3	0.805	25.6	18.5	-7
1-プロパノール	C3H8O	88.15	97	-126	0.803	∞	20.1	15
アセトン	C3H6O	58.08	56.2	-94.3	0.786	∞	20.7	-18
エタノール	C2H6O	46.07	78.5	-114.1	0.789	∞	24.6	13
HMPA	C6H18N3OP	179.2	232.5	7.2	1.03	∞	31.3	105
ジエチレングリコール	C4H10O3?	106.12	245	-10	1.118	10	31.7	143
NMP	CH5H9NO	99.13	202	-24	1.033	10	32	91
メタノール	CH4O	32.04	64.6	-98	0.791	∞	32.6	12
ニトロメタン	CH3NO2	61.04	101.2	-29	1.382	9.5	35.9	35
DMF	C3H7NO	73.09	153	-61	0.944	∞	36.7	58
アセトニトリル	C2H3N	41.05	81.6	-46	0.786	∞	37.5	6
エチレングリコール	C2H6O2?	62.07	195	-13	1.115	∞	37.7	111
グリセリン	C3H8O3?	92.09	290	17.8	1.261	∞	42.5	160
DMSO	C2H6OS	78.13	189	18.4	1.092	25.3	47	95
水	H2O	18.02	100	0	0.998	--	78.54	--
MTBE	C5H12O	88.15	55.2	-109	0.741	5.1	-	-28
石油エーテル	--	--	30-60	-40	0.656	--	-	-30
HMTP	C6H18N3P	163.2	150	-44	0.898	∞	-	26

エクセル版を下のリンクに貼っておきます。沸点順に並び替えたりできるので、便利だと思います。

溶媒の特性.xls

溶媒の極性とは？

有機合成をする上で、極性の理解は非常に重要です。

極性を理解していないと反応の進行を調べるTLC(薄層クロマトグラフィー)や「精製」で利用するカラムクロマトグラフィーがうまく出来ないからです。

極性の高い溶媒は水のような溶媒

極性の低い溶媒はヘキサンなどの油です。

極性が生じるのは電子の偏りによるものなので、電気陰性度の高い原子が含まれていると極性が高くなることが多いです。極性の高い水やエタノール、アンモニアなどは、酸素や窒素といった電気陰性度の高い元素が入っています。

反対に極性の低い溶媒はヘキサンやトルエンといった炭化水素類で、電気陰性度の高い酸素や窒素などが入っていません。そのため、溶媒の極性が高いかどうかを知るにはその物質の構造が頭に浮かべば分かるようになってきます。

よく使用する有機溶媒の紹介！

ヘキサン(ノルマルヘキサン)

ヘキサンは研究室で最もよく利用する低極性溶媒です。
有機化学系の研究室ではアセトン、酢酸エチルとともに購入量トップ3の溶媒です。

使用用途は展開溶媒やオイル落とし

ヘキサンは酢酸エチルとともにカラムクロマトグラフィーやTLCの展開溶媒に用いることが多いです。

ヘキサンは極性が低いので油分をよく溶かすので、オイル落としに使います。

オイルバスに浸かったフラスコのシリコンオイルの拭き取り
鉱油につかったナトリウムや金属水素化物の洗浄

オイル拭き取り性能はアセトンよりもヘキサンのほうが高いです。
また、アセトンは反応性が高いので反応利用するナトリウム等の洗浄には向いていません。

反応溶媒としての出番は少ない

極性官能基がなく化学的に安定なヘキサンですが、反応溶媒としての出番は少ないです。

極性が低すぎる（溶かせる分子の幅が狭い）

毒性があるので代替品の利用が進む

ヘキサンは代謝物の毒性があることから、ペンタンやシクロヘキサンなど他のアルカン類への代替がすすんでいます。

ヘキサンの代謝経路

Salamon, Fabiola, et al. “Urinary Levels of free 2, 5-hexanedione in Italian subjects non-occupationally exposed to n-hexane.” Applied Sciences 9.24 (2019): 5277.

ヘキサンの代謝物である2,5-ヘキサンジオンには神経毒性があることが知られています。
ヘキサン中毒の症状としては手足の末端部のしびれ、麻痺などのいわゆる末梢神経障害が見られます。
よく換気していれば問題は起こらないと思いますが、比較的大量に利用することが多いので吸入には注意したいところですね。

Couri, D., and M. Milks. “Toxicity and metabolism of the neurotoxic hexacarbons n-hexane, 2-hexanone, and 2, 5-hexanedione.” Annual Review of Pharmacology and Toxicology 22.1 (1982): 145-166.

代替品としては同じアルカン類のヘプタンやシクロヘキサンが利用できると思います。

ジオキサン (1,4-ジオキサン)

ジオキサンの構造

ジオキサンは環状エーテル類でテトラヒドロフラン(THF)と同じ仲間です。

ジオキサンの特徴は誘電率が低いにも関わらず、水と混和する点です。

ジオキサンは対称構造なので分子全体では双極子モーメントが０に近いですが、局所的な極性を有するために水と混和します。
分かりやすく言うと「水に溶けるヘキサン」というような感じです。

水との混合溶媒を極性調整可能な溶媒として利用

水とジオキサンの混合溶媒はジオキサンの比率を変化させることで混合溶媒の極性を任意に変化させることができます。

例えば、分子の周辺環境によって分子の吸収・蛍光波長・強度が変化するソルバトクロミック色素は油分中の水分量測定や生体環境中の分子周辺環境を知ることができるため有用です。

ジオキサンの濃度を10%, 30%, 50%…と変化させることで極性を自由に設定できるためソルバトクロミック色素の機能評価に用いることができます。

Åkerlöf, Gösta, and Oliver A. Short. “The dielectric constant of dioxane—water mixtures between 0 and 80.” Journal of the American Chemical Society 58.7 (1936): 1241-1243.
加藤亮, et al. “有機蛍光色素のソルバトクロミズムを利用する油中水分の測定.” 分析化学 60.6 (2011): 521-526.

非プロトン性溶媒としての利用

ジオキサンはプロトンを持たない非プロトン性溶媒として有用です。

どちらかというと同じ環状エーテルのTHFのほうが出番は多いと思います。ジオキサンはTHFと同様に過酸化物を形成したり、湿気をよく吸収するので脱水が難しいです。

ジオキサンは特定の金属カチオンと配位して錯体をつくる性質があります。例えば、グリニヤール試薬でジオキサンを溶媒に使用しないのは、グリニャール試薬と反応して錯体を形成するためです。

Fischer, Reinald, et al. “Structure–Solubility Relationship of 1, 4‐Dioxane Complexes of Di (hydrocarbyl) magnesium.” Chemistry–A European Journal 25.55 (2019): 12830-12841.