本文将讲述有关5-氯尿嘧啶的热力学性质的研究有哪些，旨在为相关领域的研究人员提供参考依据和实验支持。
简述：5-氯尿嘧啶是一种卤代尿嘧啶，其分子式为C4H3ClN2O2，常温下呈白色粉末状固体，与6-氯尿嘧啶为同分异构体。其结构类似于胸腺嘧啶，可替代DNA中的胸腺嘧啶，具有抗代谢功能，可用于合成抗肿瘤药物和抗消炎药物。根据中国专利报道，5-氯尿嘧啶与氯化亚砜在二氯乙烷溶剂环境下进行恒温回流反应，可合成一种新型活性染料和抗菌消炎新药——2,4,5-三氯嘧啶化合物。
热力学性质研究：
张晓晔等人报道了采用美国Quantum Design公司的综合物性测量系统 （PPMS）在1.9~300K温区范围内测量5-氯尿嘧啶的热容，并利用热重分析仪考察其稳定性，并得到5-氯尿嘧啶在298.15K的标准摩尔绝对熵为154.98J·K1·mol1。
（1）热容的测量
实验所用5-氯尿嘧啶质量为17.02mg，采用PPMS热容测量模块，在1.9~300K温区范围内的热容测量结果列于表3.7。
5-氯尿嘧啶在1.9~300K温区范围内的热容随温度变化的曲线Cp ,m-T如图3.10所示，其中的小插图为10 K以下温区的实验数据。
从图3.10可以看出，5-氯尿嘧啶的热容随温度的升高而稳定的增大，并且热容曲线在测量温度范围内比较光滑，表明在此温度范围内5-氯尿嘧啶的热力学性质稳定、没有相变和任何其它热异常现象发生。
（2）数据的拟合与热力学函数的计算
对于5-氯尿嘧啶10K以下的实验数据，采用以下模型对数据进行拟合：
其中，γT一般表示为电子、晶格缺陷或氧空位的热容贡献。(B3T3+B 5T5+B 7T7)为比热的晶格贡献。
5-氯尿嘧啶的实验数据与拟合数据的百分比偏差如下图3.11所示；
从图3.11可以看出在该温区内5-氯尿嘧啶的偏差在±1.5%以内。此外，5-氯尿嘧啶的拟合的均方根偏差（RMS%）为0.55。同样证明了方程（3.11）能够较好得表达5-氯尿嘧啶在该温区内的热容实验数据。5-氯尿嘧啶在50 K以上温区的热容数据，同样采用德拜-爱因斯坦方程（3.12）对实验数据进行了拟合；在10~50 K温区，采用多项式方程（3.13）对实验数据进行了拟合；
5-尿嘧啶的实验摩尔热容通过方程（3.11）、（3.12）和（3.13）拟合得到的拟合参数以及%RMS值列于表3.8。
同样根据这些拟合方程和拟合参数以及热力学关系式（3.14）和（3.15），计算5-氯尿嘧啶在0~300K温区的熵、焓等热力学函数。5-氯尿嘧啶在温度T=298.15K时的标准摩尔熵变为S0m= 132.48J·K-1·mol-1。
（3）热重的测量
采用法国 Setaram 公司生产的热重分析仪考察5-氯尿嘧啶的热稳定性，测量结果如图 3.12所示。
从图3.12中可以看出，在测量温度范围内，5-氯尿嘧啶只有一个失重阶段，失重的温度范围在595~655K之间；可以看出5-氯尿嘧啶在595K左右开始发生失重，而且其失重速率很快，温度达到大约632K时，5-氯尿嘧啶的失重速率达到最大，当温度达到655K左右时，5-氯尿嘧啶的失重达到完全。同上述两种样品一致，在实验结束后，在炉壁及吊杆上也发现白色粉末状晶体，可推断5-氯尿嘧啶的失重是因其升华所导致。
参考文献：
[1]张晓晔.含氮杂环药物中间体热力学性质研究[D].沈阳工业大学,2015.
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