공업화학 (Applied Chemistry for Engineering)

  • 제16권1호
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  • Pages.153-157
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  • 2005
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  • 1225-0112(pISSN)
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  • 2288-4505(eISSN)
한국공업화학회 (The Korean Society of Industrial and Engineering Chemistry)
권호 표지

4-(Dimethylamino)pyridinium Dichromate를 이용한 치환 벤질 알코올류의 산화반응 속도

Kinetics of the Oxidation of Substituted Benzyl Alcohols with 4-(Dimethylamino)pyridinium Dichromate

  • 최선도 (삼척대학교 화학공학과) ;
  • 박영조 (삼척대학교 화학공학과)
  • Choi, Sun do (Department of Chemical Engineering, Samchok National University) ;
  • Park, Young Cho (Department of Chemical Engineering, Samchok National University)
  • 투고 : 2004.08.16
  • 심사 : 2004.10.26
  • 발행 : 2005.02.10
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초록

$H_2O$ 용매하에서 4-(dimethylamino)pyridine과 chromium(VI) trioxide의 반응을 통하여 4-(dimethylamino)pyridinium dichromate를 합성하여, IR, EA 및 ICP 등으로 구조를 확인하였다. 여러 가지 용매하에서 4-(dimethylamino)pyridinium dichromate를 이용하여 벤질 알코올의 산화반응을 측정한 결과 유전상수 값이 큰 용매 순서인 시클로헥센 < 클로로포름 < 아세톤 < N,N-디메틸포름아미드 용매에서 높은 산화반응성을 보였다. 산 촉(HCl)를 이용한 N,N-디메틸포름아미드 용매하에서 4-(dimethylamino)pyridinium dichromate는 벤질 알코올과 그의 유도체들($p-CH_3$, H, m-Br, $m-NO_2$)을 효과적으로 산화시켰다. 그리고 전자받개 그룹들은 반응속도가 감소한 반면에 전자주개 치환체들은 반응속도를 증가시켰다. 또한 Hammett 반응상수 $\rho$값은 -0.70(303 K)이였다. 그러므로 본 실험에서 알코올의 산화반응 과정은 먼저 크토메이트 에스테르 형성과정을 거친 후, 속도결정단계에서 양성자 전이가 일어나는 메카니즘임을 알 수 있었다.

4-(Dimethylamino)pyridinium dichromate was synthesized by the reaction of 4-(dimethylamino)pyridine with chromium(VI)trioxide in $H_2O$, and characterized by IR, EA and ICP. The oxidation of benzyl alcohol using 4-(dimethylamino)pyridinium dichromate in various solvents showed that the reactivity increased with the increase of the dielectric constant, in the order: cyclohexen < chloroform < acetone < N,N-dimethylformamide. In the presence of hydrochloric acid(HCl), 4-(dimethylamino)pyridinium dichromate oxidized benzyl alcohol and its derivatives ($p-CH_3$, H, m-Br, $m-NO_2$) smoothly in N,N-dimethylformamide. Electron-donating substituents accelerated the reaction, whereas electron-withdrawing groups retarded the reaction. The Hammett reaction constant($\rho$) was -0.70 at 303K. The observed experimental data have been rationalized as follows: the proton transfer occurs after the prior formation of a chromate ester in the rate-determining step.

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