Kinetics and Mechanism of the Hydrolysis of Imidoyl Halides

김태린,김진희,장병두,이광일,김응조,Tae-Rin Kim,Jin-Hee Kim,Byung-Doo Chang,Kwang-Il Lee,Ung-Cho Kim Korean Chemical Society 1976 대한화학회지 Vol.20 No.1

N-(2,4-dinitrophenyl)-benzimidoyl chloride의 여러가지 유도체의 가수분해 속도상수를 측정하여 넓은 pH 범위에서 잘 맞는 반응속도식을 구하였다. 이 식에 의하면 아직 잘 알려져 있지 않은 산성과 염기성 용액속에서 가수분해 반응메카니즘을 정량적으로 잘 설명할 수 있었다. 즉 pH 7.0 이하에서는 carbonium ion 중간체를 거쳐 반응이 진행되는 $S_n1$ 반응과정이며, pH 8.5 이상에서는 hydroxide ion과 imidoyl chloride 농도에 비례하는 $S_n2$ 반응메카니즘에 의해 가수분해가 진행되며, pH 7.0∼8.5 사이에서는 이 두 반응이 경쟁적으로 일어남을 알았다. The rate constants of the derivatives of N-(2,4-dinitrophenyl)-benzimidoyl chloride were determined at various pH and a rate equation which can be applied over wide pH range was obtained. The reaction mechanism of hydrolysis of N-(2,4-dinitrophenyl)-benzimidoyl chloride which has not been studied carefully earlier in acidic and basic solution can be fullly explained by the rate equation obtained. The rate equation reveals that, beow pH 7.00, the hydrolysis of benzimidoyl chloride proceeds through $S_N2$ reaction to form a carbonium ion intermediate.Above pH 8.5, however, the hydrolysis proceeds through the $S_N2$ type reaction which depends on hydroxide ion and imidoyl chloride concentration. At pH 7.0∼8.5, two reactions occur competitively.

Synthesis of ${\beta}-({\alpha}$-Benzenesulfonamidobenzal)hydrazine and Its Derivatives

김태린,허태성,한인섭,백연옥,Tae-Rin Kim,Tae-Seong Huh,In-Sup Han,Yun-Ok Baik Korean Chemical Society 1979 대한화학회지 Vol.23 No.5

N-Aryllsufonylbenzimidoyl chloride를 출발물질로 사용하여 다음과 같은 7가지 새로운 히드라진 유도체들을 합성하였다. ${\beta}-({\alpha}-Benzenesulfonamidobenzal)hydrazine\;(II),\;{\beta}-({\alpha}-Benzenesulfonamidobenzal)dimethylmethylenehydrazine\;(III),\;{\beta}-({\alpha}-Benzenesulfonamidobenzal)phenylhydrazine\;(VII),\;{\beta}-({\alpha}-Benzenesulfonamidobenzal)-4-nitrophenylhydrazine\;(VIII),\;{\beta}-({\alpha}-Benzenesulfonamidobenzal)-2,4-dinitrophenylhydrazine\;(IX),\;{\beta}-({\alpha}-Benzenesulfonamidobenzal)dimethylhydrazine\;(X),\;{\beta}-({\alpha}-Benzenesulfonamidobenzal)-p-methylphenylhydrazine\;(XI)$ 이 유도체들의 구조를 원소분석, ir, nmr, mass 스펙트럼 및 기타 화학적인 방법을 통해서 확인하였다. 일반적으로 이 치환반응은 극성인 용매에서, 그리고 친핵체인 페닐히드라진 유도체에 전자를 끄는기가 있을 때 수득율이 높았다. Seven new hydrazine derivatives were prepared from N-Aryllsufonylbenzimidoyl chloride. These were: ${\beta}-({\alpha}-Benzenesulfonamidobenzal)hydrazine\;(II),\;{\beta}-({\alpha}-Benzenesulfonamidobenzal)dimethylmethylenehydrazine\;(III),\;{\beta}-({\alpha}-Benzenesulfonamidobenzal)phenylhydrazine\;(VII),\;{\beta}-({\alpha}-Benzenesulfonamidobenzal)-4-nitrophenylhydrazine\;(VIII),\;{\beta}-({\alpha}-Benzenesulfonamidobenzal)-2,4-dinitrophenylhydrazine\;(IX),\;{\beta}-({\alpha}-Benzenesulfonamidobenzal)dimethylhydrazine\;(X),\;{\beta}-({\alpha}-Benzenesulfonamidobenzal)-p-methylphenylhydrazine\;(XI)$. The structure of these derivatives were identified by elemental analysis, spectral data and other chemical methods. In general, it was found that the yields of these reactions were significantly improved in polar solvent and by the electron attracting substituents in phenylhydrazine.

${\alpha}$-Nitrobenzaldehydephenylhydrazone의 가수분해에 대한 반응속도론적 연구

김태린,최원식,Tae-Rin Kim,Won-Sik Choi 대한화학회 1978 대한화학회지 Vol.22 No.1

25% dioxane 수용액 속에서 ${\alpha}$-nitrobenzaldehydephenylhydrazone의 여러 유도체(p-N$NO_2$,p-Cl, m-$NO_2$, p-$CH_3$)에 대해 pH의 변화에 따르는 가수분해 속도상수를 $25^{\circ}C$에서 자외선 분광광도법으로 측정하여 넓은 pH에서 잘 맞는 반응 속도식을 구하였다. 가수분해 속도에 미치는 치환기효과를 고려하고자 Hammett의 식을 적용한 결과 pH1.0에서는 ${\rho}$=0.18, pH 7.0에서는 ${\rho}$=0.06을 얻었다. pH의 변화에 따르는 반응속도상수의 변화, 용매효과, 치환기효과, 산해리상수 측정 등으로부터 ${\alpha}$-nitrobenzaldehydephenylhydrazone의 가수분해는 pH 3.0 이하에서는 $S_N1$, pH 4.0 이상에서는 1,3-dipole을 거치는 반응이 pH 3.0 과 pH 4.0 사이에서는 이 두 반응이 경쟁적으로 일어남을 알았다. The kinetics of hydrolysis of ${\alpha}$-nitrobenzaldehydephenylhydrazone derivatives (p-$NO_2$, m-$NO_2$, p-Cl, p-$CH_3$) have been investigated by UV spectrometry in 25% dioxane-water at $25^{\circ}C$ and a rate equation which can be applied over wide pH range was obtained. From the rate equation and the effect of solvent, substituent and pKa on the rate equation, the following reaction mechanisms were proposed. Below pH 3.0 the hydrolysis of ${\alpha}$-nitrobenzaldehydephenylhydrazone proceeds by $S_N1$ mechanism, while above pH 4.0 the hydrolysis proceeds through 1,3-dipole ion mechanism. In the range of pH from 3.0 to 4.0 these two reactions occur competitively.

酸性溶媒 속에서의 ${\beta}$-Nitrostyrene에 대한 Mercaptan의 親核性 添加反應에 관한 연구 [IV] n-Amyl-, n-Hexyl-, n-Octyl-, n-Decyl-Mercaptan과의 반응

김태린,최영상,Kim, Tae-Rin,Choi, Young-Sang 대한화학회 1969 대한화학회지 Vol.13 No.3

Nucleophile의 親核性 添加反應性을 정량적으로 연구하고자 전보에 이어 3,4-methylenedioxy-${\beta}$-nitrostyrene에 대한 n-amyl, n-hexyl, n-Octyl, n-decylamercaptanㅓ의 添加反應速度常數를 측정한 결과 n-amylmercaptide, n-hexylmercaptide, n-octylmercaptide, n-decylmercaptide ino에 대해 각각 2.82${\times}10^8$, 100${\times}10^8$, 2.23${\times}10^8$과 1.77${\times}10^8$ $M^{-2} .sec^{-1}$를 얻었고, n-amyl, n-hexyl, n-Octyl, n-decylmercaptan분자에 대해서는 각각 2.82${\times}10^{-2}$, 1.95${\times}10^{-2}$, 7.08${\times}10^{-2}$과 5.63${\times}10^{-2}$$M^{-1} . sec^{-1}$를 얻었으며, 염기성뿐만 아니라 산성용매 속에서도 그의 반응메카니즘을 잘 설명할 수 있는 반응속도 식도 구하였다. The nucleophilic addition rate constants of n-amyl-, n-hexyl-, n-octyl-and n-decyl mercaptide ion to 3,4-methylenedioxy-${\beta}$-nitrostyrene were determined and found to be 2.82 ${\times}10^8$ $M^{-2} .sec^{-1}$, 1.00 ${\times}10^8$ $M^{-2}.sec^{-1}$, 2.23 ${\times}10^8$ $M^{-2} .sec^{-1}$ and 1.77 ${\times}10^8$ $M^{-2}.sec^{-1}$ respectively. At low pH, for n-amyl-, n-hexyl-, n-octyl-and n-decyl mercaptan the values determined are 2.82 ${\times}10^{-2}$ $M^{-1} . sec^{-1}$, 1.95 ${\times}10^{-2}$ $M^{-1} . sec^{-1}$, 7.08 ${\times}10^{-2}$ $M^{-1} . sec^{-1}$ and 5.63 ${\times}10^{-2}$ $M^{-1} . sec^{-1}$ respectively. The rate equations which can fully explain the addition mechanism over wide pH range were also be obtained.

酸性溶煤 속에서의 $\beta$-Nitrostyrene에 대한 親核性 添加反應에 관한 硏究 (II) Ethylmercaptan과 Isopropylmercaptan과 반응

김태린,최영상,Kim, Tae-Rin,Choi, Young-Sang 대한화학회 1968 대한화학회지 Vol.12 No.4

Nucleophile의 親核性添加反應性을 정량적으로 연구하고자 3,4-methylenedioxy-$\beta$ -nitrstyrene에 대해 우선 ethylmercaptan과 isopropylmercaptan을 써서 그외 添加反應速度常數를 측정한 결과 ethylmercaptide와 isopropylmercaptide ion에 대해 각각 $6.82{\times}10^7M^{-2}$,$ sec^{-1}$, and $2.86{\times}10^7M^{-2}$,$sec^{-1}$를 얻었으며 염기성 뿐만 아니라 산성 촉매속에서도 그의 반응메카니즘을 잘 설명할 수 있는 속도식도 구하였다. In order to attempt the quantitative correlation of nucleophilic addition(not nucleopbilic substitution) reactivity of nucleophile, the addition constants of ethyl and isopropyl mercaptan to 3,4-methylenedioxy-$\beta$-nitrostyrene were determined and found to be $6.82{\times}10^7 $ and $2.86{\times}10^7 M^{-2},\;sec^{-1}$ respectively. From the rate equation obtained, the addition mechanism at basic media especially the complex addition mechanism at acidic media which has not been revealed can also be fully explained.

Synthesis of Nucleophilic Adducts of Thiols (VIII). Addition of L-Glutathione to ${\beta},\;{\beta}$-Diethoxycarbonylstyrene Derivatives

김태린,최승용,신준섭,Tae-Rin Kim,Sung-Yong Choi,Joon-Seob Shin Korean Chemical Society 1985 대한화학회지 Vol.29 No.6

물-메탄올(9:1) 용매 속에서 ${\beta},\;{\beta}$-diethoxycarbonylstyrene과 L-glutathione을 반응시켜 좋은 수득율로 다음과 같은 화합물을 합성하였다. 즉 S-(2,2-diethoxycarbonyl-1-phenylethyl)-L-glutathione, S-2,2-diethoxycarbonyl-1-(3',4'-methylenedioxy)phenylethyl-L-glutathione, S-2,2-diethoxycarbonyl-1-(3',4',5'-trimethoxy)phenylethyl-L-glutathione, S-2,2-diethoxycarbonyl-1-(4'-hydroxy)phenylethyl-L-glutathione, S-2,2-diethoxycarbonyl-1-(4'-methoxy)phenylethyl-L-glutathione. 위 화합물들의 구조는 원소분석과 분광학적 방법으로 확인하였고 수득율에 미치는 pH와 용매의 영향을 실험한 결과 pH는 4.0에서 8.0사이가 용매는 물-메탄올이 가장 적합하다는 것을 알았다. 한편 이 화합물의 Gram(+) 박테리아에 대한 항균성을 실험한 결과 약함을 알았다. A series of S-(2,2-diethoxycarbonyl-1-phenylethyl)-L-glutathione derivatives (11a-e) were synthesized from the reaction of ${\beta},\;{\beta}$-diethoxycarbonylstyrene with L-glutathione in 9 : 1 aqueous methanol. Thus, S-(2,2-diethoxycarbonyl-1-phenylethyl)-L-glutathione (11a), S-2,2-diethoxycarbonyl-1-(3',4'-methylenedioxy)phenylethyl-L-glutathione (11b), S-2,2-diethoxycarbonyl-1-(3',4',5'-trimethoxy)phenylethyl-L-glutathione (11c), S-2,2-diethoxycarbonyl-1-(4'-hydroxy)phenylethyl-L-glutathione (11d), S-2,2-diethoxycarbonyl-1-(4'-methoxy)phenylethyl-L-glutathione (11e) were obtained in good yields. The structure of the adducts was characterized by analytical and spectral data. The effects of pH and solvents upon the yields were also briefly examined. In the range of pH from 4.0 to 8.0, the aqueous methanol were found to be the best solvent for the addition reaction and the antibacterial activities of the adducts to Gram(+) bacteria were found to be weak.

${\beta},\;{\beta}$-Diethoxycarbonylstyrene 유도체에 대한 3-Mercaptopropionic Acid의 친핵성첨가반응에 관한 반응속도론적 연구

김태린,최윤정,정명숙,Tae-Rin Kim,Yun-Chung Choi,Myung-Sook Chung 대한화학회 1989 대한화학회지 Vol.33 No.1

${\beta},\;{\beta}$-diethoxycarbonylstryene 유도체(H, p-OCH$_3$, 3,4,5-(OCH$_3)_3$), 3,4,5-methylenedioxy)에 대한 3-mercaptopropionic acid의 친핵성 첨가반응 속도상수를 자외선 분광법으로 측정하여 넓은 pH 범위에서 적용될수 있는 속도식을 구하였다. pH에 따르는 속도상수의 변화, 일반염기촉매작용등을 바탕으로 이 첨가반응 메카니즘을 제안하였다. 즉 pH 6.0 이하에서는 중성인 3-mercaptopropionic acid 분자의 첨가로 이 반응이 시작되며 pH 6.0∼8.0영역에서는 이 중성분자와 황화음이온의 첨가가 경쟁적으로 일어나며, pH 8.0이상에서는 황화음이온에 의해서만 첨가반응이 진행된다. The rate constants of the nucleophilic addition reaction of 3-mercaptopropionic acid to the ${\beta},\;{\beta}$-diethoxycarbonylstryene derivatives (H, p-OCH$_3$, 3,4,5-(OCH$_3)_3$, 3,4-methylenedioxy) were determined by ultraviolet spectrophotometry, and rate equation which could be applied over a wide pH range was obtained. On the basis of pH-rate profile and the presence of general base catalysis, a plausible mechanism of this addition reaction was propound:Below pH 6.0 the reaction was initiated by the addition of neutral 3-mercaptopropionic acid molecule, and in the range of pH 6.0∼8.0, a neutral 3-mercaptopropionic acid molecule and a sulfide anion competitively attacked to the double bond. Above pH 8.0, the reaction proceeded through the addition of a sulfide anion.

3,4-Methylenedioxyphenylmethylene Malononitrile에 대한 Cysteine의 친핵성 첨가반응에 관한 반응속도론적 연구

김태린,노동석,이영행,Tae-Rin Kim,Dong-Suk Rho,Young-Haeng Lee 대한화학회 1982 대한화학회지 Vol.26 No.6

3,4-methylenedioxyphenylmethylene malononitrile에 대한 cysteine의 친핵성 첨가반응 속도를 측정하여 염기성 및 산성용액에서의 반응메카니즘을 제안하였고 넓은 pH범위에서 잘 맞는 반응속도식을 구했다. 이 반응속도식으로 부터, pH 9.0 이상에서는 hydroxide ion 농도에만 비례하고, pH 6.0 이하에서는 cysteine의 중성분자만이 첨가하며, pH 7~9.0에서는 cysteine 중성분자와 그의 음이온이 경쟁적으로 첨가됨을 알 수 있었고 첨가되는 cysteine 중성분자와 음이온의 비도 계산할 수 있었다. The rate constants of the nucleophilic addition of cysteine to 3,4-methylenedioxyphenylmethylene malononitrile were determined by UV Spectrophotometry and a rate equation which can be applied over wide pH range was obtained. On the basis of rate equation, it may be concluded that the rate constants were dependent upon only the concentration of hydroxide ion above pH 9.0, however, below pH 6.0, the reaction were initiated by the addition of neutral cysteine molecule to carbon-carbon double bond and at pH 7.0~9.0, the addition of a neutral cysteine molecule and it's anion occurred competitively.

Styryldiphenylphosphine Oxide의 가수분해 반응 메카니즘에 관한 반응속도론적 연구

김태린,신갑철,편상용,이석희,Kim, Tae Rin,Shin, Gap Cheol,Pyun, Sang Yong,Lee, Seok Hee 대한화학회 2000 대한화학회지 Vol.44 No.5

Styryldiphenylphosphine(SDPO)의 가수분해 속도상수를 자외선 분광법으로 측정하여 넓은 pH에서 잘 맞는 반응속도식을 구하였다. pH에 따르는 속도상수의 변화, 가수분해 생성물의 확인, 일반염기 및 치환기 효과 등으로부터 실험 결과에 잘 맞는 반응 메커니즘을 제안하였다. 즉 pH 4.5 이하에서는 phosphine oxide기의 산소에 양성자가 첨가된 다음 탄소 이중결합에 물의 첨가가 일어나 가수분해가 진행되며, pH 4.5-8.0 사이에서는 물분자와 수산와 음이온의 첨가가 경쟁적으로 일어나 반응이 진행되었고, pH 8.0 이상에서는 반응속도 상수가 수산화 음이온의 농도에만 비례함을 알았다. The rate constants for the hydrolysis of styryldiphossphine oxide(SDPO) were deter-mined by ultraviolet visible spectrophotometric method and rate equation which can be applied over wide pH ranges was obtained. On the basis of pH-rate profile, hydrolysis product analysis, general base catalysis and substituent effect, a plausible hydrolysis mechanism is proposed : Below pH 4.5, the hydrolysis reaction is pro-ceeded by the attack of water to carbocation after protonaticentration of hydroxide ion.

Arylmethylenemalononitrile의 가수분해반응메카니즘과 그의 반응속도론적 연구

김태린,임무일,Tae-Rin Kim,Mu-Ill Lim 대한화학회 1973 대한화학회지 Vol.17 No.2

여러 pH에서 3,4-methylenedioxyphenylmethyllenemalonitrile의 가수분해속도상수를 자외선분광광도법에 의하여 측정하여 넓은 궤도 범위에서 잘 맞는 반응속도식을 구하였다. 이 속도식에 의하면 가수분해 반응메카니즘 특히 종전에 잘 규명된 바 없는 산성 용매 속에서의 반응 과정을 잘 설명할 수 있다. 즉 pH 5 이하에서는 물의 첨가로서 가수분해가 시작되며 pH 6∼8 사이에서는 물분자와 수산화이온의 첨가가 경쟁적으로 일어나나 pH 9 이상에서는 수산화이온만이 첨가된다. 한편 친핵성 시약과 촉매 역할을 겸하고 있는 수산화이온 및 물의 역할로 잘 설명할 수가 있었다. The rate-constants of hydrolysis of 3, 4-methylenedioxyphenylmethylenemalononitrile are determined by ultraviolet spectrophotometry at various pH and a rate equation which can be applied over wide pH range is obtained. The rate equation reveals that below pH 5.0 and above pH 9.0, the hydrolysis is initiated by the addition of water and hydroxide ion respectively. However, at pH 6.0-8.0 the competitive addition of water and hydroxide ion occurs. The catalytic contribution of hydroxide ion and water can be fully explained by the rate equation obtained.