프로테아제인 subtilisin A를 이용하여 유기 용매 안에서 당에스테르인 라우르산부틸에스테르를 합성하였다. 높은 수율을 얻을 수 있기 때문에 유기 용매로는 피리딘이 주로 사용되었으나 냄새가 심하여 식품과 의약품에 사용되는 당에스테르를 합성하는 데에는 적합하지 않다. 그러므로 이를 대체할 유기 용매를 선정하기 위하여 여러 유기 용매 안에서 당에스테르를 효소 합성하였으나 피리딘에 미치지 못하였다. 이에 피리딘을 근거로 하는 W/O 마이크로에멀젼을 만들어 당에스테르를 합성하였는데, Tween 60, Brij 56, 1-O-octyl-${\beta}$-D-glucopyranose과 같은 비이온 계면활성제를 사용하였을 때 수율이 우수하였다.
옥소클로로몰리브덴(Ⅴ)산 치환피리딘늄의 초록색결정은 몰리브덴(V)-티오시안산 추출용액의 진한 염산용액에서 얻었다. $MoOCl_3(X-py)_2$(X-py는 4-시아노피리딘, 3-시아노피리딘, 2-아미노-4-피코린 및 4-아세틸피리딘)은 무수알코올에서 ($X-pyH_2$)[$MoOCl_5$]$H_2$O을 환류시켜 염화수소를 날려보낸 다음 얻었다. $MoO^{3+}$를 가지는 (X-pyH)$_2$[MoOCl]$_5$$H_2$O는 물에 용해되어 가수분해되나 MoOCl$_3$(X-py)$_2$는 알코올 및 아세톤등에 녹지 않았다. (X-pyH)$_2$[MoOCl]$_5$$H_2$O는 상자성의 전해질이나 MoOCl$_3$(X-py)$_2$는 상자성의 비전해질 착물임을 알았다.
실리카-알루미나에 담지된 팔라듐 촉매를 제조하여 아크로레인과 암모니아로부터 피리딘과 ${\beta}$-피콜린의 합성반응에 사용하였다. 시간이 경과함에 따라 촉매표면에 생성된 침적물에 의하여 촉매의 활성이 크게 감소하였다. TPR 실험 결과 이 침적물은 아크로레인과 암모니아의 축합 중합에 의하여 생성됨을 알 수 있었다. 전화율과 피리딘 및 ${\beta}$-피콜린의 생성속도는 아크로레인의 분압이 증가할수록 감소하였다. 침적물의 양과 촉매재생 온도는 아크로레인의 분압에 따라 증가하였으나 암모니아의 분압에는 큰 영향을 받지 않았다.
[ $Si(5\;5\;12)-2{\times}1$ ] 표면에 벤젠과 피리딘의 흡착구조를 80K 온도에서 주사 터널링 현미경과 density functional theory 계산 방법으로 연구했다. 벤젠 분자는 기울어진 butterfly 형태로 $Si(5\;5\;12)-2\times1$의 D2, D3 유닛에 두 개의 adatom과 강하게 결합된다. 흡착 벤젠 분자에 두 개의 C=C 이중 결합이 있으며 탄소와 Si adatom 사이에 $di-\sigma$ 결합이 있다. 피리딘 분자는 Si-N dative 결합 또는 $di-\sigma$ 형태로 D2와 D3 유닛의 adatom과 결합을 한다 질소 원자의 홀전자쌍에 의해 결합된 dative 결합은 수직 형태의 구조를 띠며 $di-\sigma$ 결합보다 더 안정한 것으로 나타났다. $Di-\sigma$ 결합은 Si-C2와 Si-C5 또는 Si-Nl와 Si-C4으로 형성된다.
파라니트로 염화벤질(p-NO$_2$), 염화벤질(p-H) 및 파라메틸 염화벤질(p-CH$_3$)과 피리딘 사이의 반응을 메탄올용매내에서 반응시켜 이들의 반응 온도를 40$^{\circ}$C 와 50$^{\circ}$C로 하고, 압력은 1∼2000bar로 변화시켜 전기전도도법으로 측정하여 유사 1차 반응속도 상수와 2차 반응속도 상수를 구하였다. 이때 반응속도 상수는 p-NO$_2$ < p-H < p-CH$_3$의 순으로 증가됨을 알았다. 염화벤질류와 피리딘의 반응속도상수는 온도, 압력이 증가함에 따라 증가하고 피리딘의 농도가 증가할수록 증가하였다. 상기 반응속도 상수로 부터 활성화부피, 활성화 압축율 계수, 활성화엔탈피, 활성화 엔트로피 및 활성화 자유에너지를 구하였다. 활성화 부피와 활성와 압축율 계수는 모두 음의 값이며, 활성화 엔탈피는 양의 값을 활성화 엔트로피는 큰 음의 값을 나타내었다. 이러한 사실로부터 치환체 및 압력에 따른 초기상태와 전이상태를 비교 검토하여 반응메카니즘을 고찰한 결과 전체반응은 S$_N$2반응으로 진행되고 있으나, 압력이 증가함에 따라 S$_N$2반응성이 약화됨을 알았다.
니코틴 二沃化水素酸鹽의 結晶은 直角非等軸結晶係(料方晶係)에 屬하며 空間群은 $p2_12_12_1$이다. 單位格子의 크기는 a=7.61, b=11.01 및 e=17.27${\AA}$이며 單位格子안에 들어있는 化學單位의 水는 4이다. 이 結晶의 構造를 X-線廻折法에 依하여 解析하였으며 R 値 ${\sum}{\mid}{\mid}F_{\circ}{\mid}-{\mid}F_c{\mid}{\mid}{\div}{\sum}{\mid}F_{\circ}{\mid}$ 가 $F_{orl}$와 $_{kol}$에 關하여 各各 0.16및 0.14의 값을 이룰 때까지 精密化 하였다. 原子間距離의 精密化를 試圖하지는 않았지만 피리딘 고리 안의 C-C 및 C-N의平均距離는 各各 1.40 및 $1.35{\AA}$의 값을 가진다. 피리딘 고리 內의 各原子는 實驗誤差內에서 同一平面上에 있으며 피롤리딘 고리에서는 $C_6,\;C_7,\;C_8$및$N_2$原子는 大略 同一平面上에 있으나 $C_9$는 이 平面으로 부터 約0.22${\AA}$ 떨어져있다. 피리딘 고리의 平面과 $C_6,\;C_7,\;C_8$및 $N_2$가 이루는 平面의 各法線은 約 $94^{\circ}$를 이루고 있다. 이코틴 二沃化水素酸鹽의 한 分子內의 두個의 요오드 原子中 한개는 피리딘 고리의 窒素原子와 $3.55{\AA}$의 距離로 連結되여 있으며 다른 한개는 피콜리딘 고리의 窒素原子 와 $3.58{\AA}$의 距離로 連結되여 있다. 結晶內에서 各 分子는 Van der Waals force로 서로 接燭되여 있다.
4-아미노피리딘 (4AP)–HCl와 –HBr 복합체에 대한 양자화학적 계산을 수행하였다. 전하분리된 (즈비 터이온) 형태의 [4AP$H^+-Cl^-$]는 안정하지 않으나, [4AP$H^+-Br^-$]은 안정하여 저온기체상에서 관찰될 것으로 예측되었다. 이것은 HCl에 비하여 HBr의 해리에너지가 작다는 사실과, 4AP의 아미노기가 HBr의 “용매”로 작용 한 결과로 해석되었다.
2-phenethyl p-bromobenzenesulfonate와 치환피리딘과의 반응속도를 아세토니트릴 용매 중에서 $1{\sim}2,000bars$ 및 $45{\sim}55${\circ}C$에서 전기전도도법으로 측정하였다. 반응속도는 온도와 압력이 증가함에 따라서 증가하였으며 또한 피리딘에 전자주게 치환기가 도입됨에 따라 반응속도가 증가하였다. 압력이 증가함에 따라 Hammett $I{\rho}I$값과 Bronsted ${\beta}$값이 증가하였으며 등온속도는 점차 감소하였다. 이러한 결과들은 본 반응이 압력의 증가에 따라 SN2성이 증가함을 나타내었다.
단일양성자성용매(메탄올, 에탄올, 1-프로판올)와 단일반양성자성용매(아세톤, 아세토니트릴, 아세토페논, 니트로벤젠) 및 이성분혼합용매계(메탄올-아세톤, 메탄올-아세토니트릴, 메탄올-벤젠)에서 염화나프탈렌술포닐과 피리딘의 친핵성치환반응에 미치는 용매효과를 전기전도도법으로 연구하였다. 단일양성자성용매의 반응속도상수는 유전상수가 큰 쪽에서 크게 관측되었고 반양성자성 용매의 반응속도상수는 유전상수가 큰 쪽에서 작게 나타났다. 아세토니트릴은 유전상수가 큰 반양성자성용매인데도 다른 반양성자성용매들보다 속도상수가 크게 관측되었다. 본 친핵성치환반응에서 용매효과는 ${\pi}^{\ast}$가 중요하고 염소이온의 이탈효과보다 수소결합형성이 전이상태를 안정화시키는데 기여함을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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