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퀴놀린 유도체와 p-치환 염화벤조일류의 친핵성치환반응에 따른 반응속도의 압력효과

Kinetics on the Reaction of Substituted Quinolines and p-Substituted Benzoylchlorides under Various Pressures

대한화학회지 1999년 43권 1호 p.15 ~ 22
김영철, 임종완, 최성용, 김세경,
소속 상세정보
김영철 ( Kim Young-Chul ) - Hanyang University Department of Chemistry
임종완 ( Lim Jong-Wan ) - Hanyang University Department of Chemistry
최성용 (  ) - Hanyang University Department of Chemistry
김세경 ( Kim Se-Kyoung ) - Hanyang University Department of Chemistry

Abstract

온도(10,15,20,25℃)와 압력(1,200,500,1000bar) 변화에 따라 p-치환염화벤조일류(p-CH3, p-H, p-NO2)와 퀴놀린 유도체(quinoline, 6-methyl quinoline)의 반응을 아세토니트릴 용매내에서 전기전도도법에 의하여 속도상수(k2)를 구하였다. 이로부터 여러 활성화파라미터(Ea,ΔV≠,ΔH≠,ΔS≠,ΔG≠)를 구하였으며, 또한 Hammett반응상수 px와 기질의 치환기 효과에 따른 py를 구하였다. 속도상수는 온도와 압력 증가에 따라 증가하였으며, 친핵체내에 전자주게 치환체(p-CH3)와 기질에 전자 받게(p-NO2) 치환체가 치환된 경우 더욱 증가 하였다. 이때 활성화부피(ΔV≠), 활성화엔트로피(ΔS≠)는 모두 음의 값으로 나타났으며, 모든 압력 조건에 따라서 친핵체의 치환기 효과 px는 음의 값을, py는 양의 값을 나타내었다. 이러한 속도론적인 연구 결과 전반적인 반응은 SN2반응메카니즘을 따르며, 압력이 증가함에 따라 결합형성이 진전되어지는 반응 메카니즘으로 진행됨을 알수 있었다.

The reaction rates of substituted quinolines(6-CH3C9H7N, C9H7N) with p-substituted benzoylchlorides(p-CH3,p-H, p-NO2) have been measured by conductometry in acetonitrile, and the rate constants are determined at various temperatures(10, 15, 20, 25℃) and pressures(l, 200, 500, 1000bar). From the values of rate constants, the activation parameters(Ea,ΔV≠,ΔH≠,ΔS≠, and ΔG≠) and the pressure dependence of Hammett p values were determined. The rate constants increase as a function of temperatures and pressures, and are further increase by introduction the electron donor substituents in nucleopbile(p-CH3) or electron acceptor(p-NO2) substituents in substrate. The activation volume, and the activation entropy are all negative. Hammett p values are also negative for nucleophile (px) and positive for the substrate (py) over the pressure range studied. The results of kinetic studies for pressure and substituent show that these reactions proceed in typical SN2 reaction mechanism and "associative SN2" in which bond formation favored with increasing pressures.

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