메탄올 용액에서 Nd(III)과 B15C5(benzo-1,4,7,10,13-pentaoxacyclopentadecane)의 치환체들간의 착물형성에 따른 화학적 조겅비 및 온도변화에 따른 안정도상수, 열역학적 파라메타들을 분광광도법과 전기전도도법을 이용하여 결정하였다. 이때 B15C5의 치환기들은 $CH_3,\;Br\;CHO,\;NO_2$ 및 43,4-(NO_2)_2$이었다. 메탄올 용액에서 Nd(III)과 이들 리간드와의 착물의 조성비는 1:1임을 알 수 있었으며, 안정도상수는 치환기효과에 $B15C5-3,4(NO_2)2 의하여 순으로 증가함을 알 수 있었다. 또한 용매변화에 따른 안정도상수의 순위는 용매 염기도(DN)에 역비례하는데 이는 용매의 염기도, 리간드의 염기도, 금속이온의 용매화 현상 및 착물형성에 따른 엔트로피변화 등으로 설명할 수 있었다.
치환체-E-arene-diazocyanides와 nitrosobenzenes의 (4+2) 고리첨가 반응의 배향성에 대한 치환기 및 산 촉매효과와 반응성을 예측하기 위하여 Diels-Alder 반응의 열 또는 촉매반응에 대하여 Frontier orbital theory (FMO)이론을 적용해서 CNDO/2 방법과 EHT-SPD 방법으로 고찰하였다. (1) 위 반응은 Hammett 식의 rho(${\rho}$)값이 양이므로 normal electron demand 반응형태를 가지며 4-FMO 및 Anh 방법이 실험적인 주 배향체와 일치함을 알았다. (2)전자끄는 기로 치환되면 dienophile의 HOMO, LUMO 궤도함수에너지가 낮아지고 반응성이 커지는 것을 알았다. (3)Lewis 산은 dienophile과 착물을 형성하고 dienophile의 LUMO계수를 정 반대로 분극시켜 주므로 주 배향제는 B형으로 예측된다. (4) diene HOMO-dienophile LUMO 상호작용의 안정화 에너지 (${\Delta}$E)와 Hammett식의 시그마 (${\sigma}$)값과의 그라프에서는 좋은 직선성을 보여 주었다.
Ca-Zr이 치환된 YIG산화물 자성체의 유효 선폭이 마이코로파 진동수 9.43 GHz에서 공동공진기의 섭동법에 의해 측정되었다. 실험장치는 network analyzer, 전자석, 공동 공진기로 구성되었으며, 시편이 삽입된 공진기에서 정자기장의 변화에 따른 공명진동수와 품질인자의 측정치로부터 계산된 마이크로파 자기감수율 텐서의 대각성분에 의해 분석되었다. 유효 선폭은 균일 모드와 스핀파가 축퇴되는 영역에서 급격한 손실을 보이며, 축퇴영역 밖에서도 비교적 큰 손실을 보이고 있다.
메틸기 또는 페닐기와 같은 유기 치환기를 갖는 폴리실란에 대해 유기염화실란을 출발물질로 하여 금속 나트륨을 이용한 Wurtz 탈염소화 축합반응을 초음파 화학적 합성으로 시도하여 열적 합성방법 결과와 비교하였을 때 보다 높은 수율의 고분자량 폴리실란을 얻었으며 열중량 분석 등의 분석을 통해 우수한 물성을 가지고 있음을 확인하였다. 또한 이들 폴리실란의 광반응성을 조사하여 응용에 대한 가능성도 조사하였다.
광병렬 가산을 위한 광산광 기호치환법을 제안하였다. 제안된 광상광 기호치환 방법에서는 기호치환 규칙 수의 최소화가 용이한 잉여 이진수를 사용하였으며, 광상관 필터로는 SDF 필터에 비해 부엽이 아주 작고 상관치 제어가 우수한 MACE필터를 선택하였다. 또한 분리 인식능력을 증가시키기 위해 입력을 적절히 부호화하였으며, 기호치환 규칙의 수를 최소화하기 위하여 동일한 가산결과를 갖는 입력패턴들을 동일군으로 하여 5개의 군으로 나누었다. 그리고 제안한 방법이 광병렬 가산기의 구현에 적합함을 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 확인하였다.
치환-벤조산, -베젠 및 -나프탈렌의 세 계열에 대해 LCAO MO법으로 Hammett치환기 상수를 해석하였다. Hammett ${\sigma}$값은 이론적으로 유도효과와 공명효과의 독립적인 기여의 합으로 취급됨을 알았다. 즉, 유도효과를 정적유도효과(static inductive effect, Is)와 동적유도효과 (dynamic inductive effect, Id)로 나누어 각각 net charge 및 근사자기편극률 지수로 취하고 공명효과로서 치환 분자와 비치환분자의 HOMO에너지 차$({\Delta}E^{HOMO})$로 취하였으며 계산결과 Hammett ${\sigma}$값은 정적유도효과, 동적유도효과 및 ${\Delta}E^{HOMO}$의 합에 의존됨을 알았다.
메탄올-아세토니트릴 혼합 용매계에서 할로겐화 벤질(파라 치환된 브롬화 벤질과 요오드화 벤질)과 피리딘 사이의 친핵성 치환반응을 속도론적으로 연구하여 반응메카니즘을 밝혔다. 치환기 상호 작용 계수 ${\rho}_{XY}$값으로 부터 할로겐화 벤질과 피리딘 사이의 반응은 전이 상태에서 dissociative S$_N$2 메카니즘으로 진행되고 있음을 알 수 있었다. Hammett ${\rho}$(${\rho}_X$, ${\rho}_Y$) 값, Br${\o}$nsted ${\beta}_N$값, 분광 용매화 관계식의 계수 a, s 및 a/s 값을 이용하여 비교하였다. PES 모형과 QM 모형의 분석결과 QM 모형 해석에 잘 적용 됨을 알수 있었다.
50-100% $CH_3CN-CH_3OH$ 혼합용매계에서 파라-치환된 질산벤질과 아닐린과의 친핵성 치환반응에 대한 2차 속도상수를 전기전도도법으로 구하였다. 속도자료를 이용하여 Hammett ${\rho}_N$과 ${\rho}_C$값, Bronsted $\beta$값 및 용매화 파라미터 계수들을 구하였으며 이들을 PES및 양자역학 모형에 적용하여 구조 변화를 논의하였다. 연구 결과 결합형성보다 결합절단이 비교적 많이 진행된 상태에서 치환기 변화에 따라 결합절단의 진척이 결합형성을 촉진하는 동시적 $S_N2$ 반응메카니즘으로 진행됨을 알았다.
3차원적인 정량적 구조-활성상관(3D-QSAR: 비교분자 유사성지수분석(CoMSIA) 및 비교분자장분석(CoMFA)) 기법에 기초하여 4-Methyl-2H-benzopyran-2-one 유도체들(1-23)의 항산화활성에 관한 benzo 고리상 치환기($R_1-R_4$)들의 영향을 정량적으로 검토하였다. CoMSIA 모델은 CoMFA 모델보다 통계적으로 양호하였으며 최적화된 CoMSIA 2 모델의 예측성($q^2$=0.700)과 상관성($r^2$=0.979)이 가장 양호하였다. 항산화 활성에 관한 CoMSIA 2 모델의 기여비율(%)은 수소결합 주게장(HD) 43.5%, 정전기장(E) 41.8% 및 입체장(S) 14.7%로 정전기장과 H-결합 주게장이 항산화활성에 가장 큰 영향을 미치는 요소이었다. CoMSIA 등고도 분석결과, benzo 고리상에 양하전을 선호하며, 그리고 H-결합주게가 아닌 치환기($R_1-R_4$)들이 항산화활성을 증가시킬 것으로 예상되었다.
새로운 고활성의 살충성 화합물을 예측하고 설계하기 위하여 N'-phenyl-N-methylformamidine 유도체들의 두점박이 응애(Tetranychus urticae)에 대한 살충활성과 물리-화합적인 설명인자들 사이의 2차원적인 정량적 구조-활성관계(2D-QSAR)와 분자 홀로그래피적인 정량적 구조-활성관계(HQSAR)를 구체적으로 검토하였다. 2D-QSAR 모델(1 및 3)로부터 입체적인 요소로서 $R_3$-치환기의 폭($B_2$)과 $R_4$-치환기의 적정한 전체 쌍극자능율값(TDM=2.025 D)이 살충활성에 주로 영향을 미쳤으며 살충활성은 $R_3$- 및 $R_4$-치환기들에 의존적이었다. 특히, 2D-QSAR 모델(3)과 HQSAR 모델 F2에 의하여 설계된 새로운 유력한 활성화합물(P1; $EC_{50}$=0.516 ppm)의 살충활성은 Amitraz에 비하여 약 34.3배 높을 것으로 예측되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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