• 제목/요약/키워드: Bond Breaking

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Theoretical Studies of Substituent Effects on S$_N$2 Transition States$^\dag$

  • Lee, Ik-Choon;Song, Chang-Hyun
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제7권3호
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    • pp.186-190
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    • 1986
  • Effects of substituents in the nucleophile(X), the substrate(Y) and the leaving group(Z) on the structure of $S_N2$ transition states have been analyzed by considering effects of four components, electrostatic($E_{es}$), exchange repulsion ($E_{ex}$), polarization($E)_{pl}$) and charge transfer($E_{ct}$) terms, of interaction between the reactants on the degree of bond making and bond breaking. Prediction of net effects of all substituents(X, Y and Z) on the degree of bond making were found to be clearcut whereas the effect of an electron withdrawing group on the substrate (Y = EWG) on the degree of bond breaking was complex; the substituent(Y = EWG) is normally carbon-leaving group($C^{\ast}$-L) bond tightening($E_{pl}$ dominance) but becomes $C^{\ast}$-L bond loosening when the bond is strongly antibonding ($E_{ct}$ dominance). Our model calculations on the reaction of $CH_2XNH_2$ with $YCH_2COOCH_2Z$ using energy decomposition scheme have confirmed that predictions based on our analysis are correct.

벤질할라이드의 할로겐交煥反應 (第 1 報) 鹽化 및 臭化 벤질과 鹽素 및 臭素이온과의 反應速度 (Halogen Exchange Reactions of Benzyl Halides (Part I) Kinetics of Reactions of Chloride and Bromide Ions with Benzyl Chloride and Bromide)

  • 정경훈;허연;이익춘
    • 대한화학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.148-151
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    • 1965
  • Benzyl chloride 및 bromide와 chloride 및 bromide ion 간의 반응을 90% ethanol 용액에서반응속도론적으로 연구하였다. 반 정량적인 결과의 해석은 bond-formation 이 bond-breaking보다 더 중요하고 또 결합형성 과정에서는 형성으로 얻은 energy보다는 nucleophile의 electron affinity의 증가로 인한 차이가 더 중요함을 보여주고 있다.

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N-(5-phenyl-1,2,4-Oxadiazol-3-yl)-N'-arylformamidine의 Mononuclear Heterocyclic Rearrangement반응에 대한 반응속도론 (제1보) (Kinetics for Mononuclear Heterocyclic Rearrangement of N-(5-phenyl-1,2,4-oxadiazol-3-yl)-N'-arylformamidine (I))

  • 황정의;정종재;윤영주
    • 대한화학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.301-310
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    • 1988
  • Dioxane/water (50 : 50, v/v) 용매 중에서 N-(5-phenyl-1,2,4-oxadiazol-3-yl)-N'-arylformamidine의 mononuclear heterocyclic rearrangement반응에 대한 속도를 분광광도법으로 측정하였다. pH에 따라 두가지의 다른 반응경로, 즉 pH에 무관한 경로와 pH에 의존하는 경로가 있음을 알았다. pH에 무관한 경로에서는 치환기효과를 IYT식으로 해석한 결과 질소-질소 결합의 형성이 우세하지만 질소-수소 결합도 약간 절단된 전이상태를 가진다고 결론지을 수 있었다. 한편 pH에 의존하는 경로에서는 위로 오목한 Hammett plot를 나타냈으며, 이는 전이상태에서 전자를 미는 치환기의 경우에는 질소-질소 결합의 형성이 질소-수소 결합의 절단보다 진전되어 있고 전자를 당기는 치환기의 경우에는 질소-수소 결합의 절단이 질소-질소 결합의 형성보다는 약간 더 진전되어 있기 때문으로 결론지을 수 있었다.

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A Simple $H\ddot{u}ckel$ Approach to Intramolecular Photocyclization Reaction of N-(2-Chlorobenzyl)-Pyridinium, N-(Benzyl)-2-Chloropyridinium, and N-(2-Chlorobenzyl)-2-Chloropyridinium Salts

  • Lee, Gang-Ho;Park, Yong-Tae
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제15권10호
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    • pp.857-860
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    • 1994
  • We have calculated the ${\pi}$-electron density, atom self-polarizability, and free valence on each atom of N-(2-chlorobenzyl)-pyridinium, N-(benzyl)-2-chloropyridinium, and N-(2-chlorobenzyl)-2-chloropyridinium salts using a simple Huckel method in order to discuss their intramolecular photocyclization reaction in a qualitative method. Our calculation qualitatively predicts that photocyclization occurs through forming radicals as a reaction intermediate by breaking a C-Cl bond after photoexcitation into a triplet state via intersystem crossing from an initially excited singlet state. We noticed that this C-Cl bond breaking is aided by ${\pi}$-complex formation between a chlorine atom and the ${\pi}$ -electrons of the neighboring ring in the triplet state and a stronger ${\pi}$-complex bond makes C-Cl bond breaking, i.e., radical formation, much easier. A chlorine atom will form a stronger ${\pi}$ -complex bond to a benzyl ring of N-(benzyl)-2-chloropyridinium than a pyridinium ring of N-(2-chlorobenzyl)-pyridinium because the former can donate its ${\pi}$-electron more easily than the latter. The chlorine at position 15 of N-(2-chlorobenzyl)-2-chloropyridinium salt in the excited state also provides its ${\pi}$-electron to the benzyl ring. So this ${\pi}$-electron can increase the bond strength of the $\pi-complex.$ Therefore, the strength of ${\pi}$-complex follows the order of N-(2-chlorobenzyl)-2-chloropyridinium, N-(benzyl)-2-chloropyridinium, and N-(2-chlorobenzyl)-pyridinium salts and thus the radical formation rate. This provides us with an intramolecular photocyclization reaction rate of the same order as given above.

Benzyl Arenesulfonate의 離脫基의 置換基效果에 關한 硏究 (第 1 報) (Substituent Effects on the Leaving Groups in Benzyl Arenesulfonates)

  • 여수동
    • 대한화학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.116-122
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    • 1975
  • Benzyl arenesulfonate와 피리딘과의 아세톤 용매중에서의 反應速度를 測定하였다. Benzyl arenesulfonate의 離脫基의 치환기효과는 p-MeO基 및 $p-NO_2$기를 除外하고는 Hammett 式에 잘 적용되었으며, 전자끄는기는 반응속도를 증가시켰다. 離脫基의 치환효과는 벤질炭素에 아민이 親核的으로 공격하여 전이상태에서 치환기의 電子끄는 능력이 C-N 結合의 形成과 C-O結合의 쪼개짐에 변화를 주고 있다는 사실로서도 설명이 되어진다. 치환기효과는 benzyl p-bromobenzeneslfonate가 benzyl p-nitrobenzenesulfonate보다 N-C結合이 tight 한 전이상태의 구조를 가지고 있음을 말해주며 이는 結合의 형성과 쪼개짐에 있어 Thornton의 $S_N2$전이상태 구조의 예상과도 잘 符合된다.

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Nucleophilic Substitution Reaction of Dansyl Chloride with Substituted Anilines$^1$

  • Han, Sung-Bin;Sung, Dae-Dong;Lee, Ik-Choon
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제6권3호
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    • pp.162-164
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    • 1985
  • Nucleophilic substitution reaction of dansyl chloride with anilines in various solvents have been investigated. The Bronsted ${\beta}$ and Hammett ${\rho}_N$ values indicated that the bond formation is advanced more than the bond breaking at the transition state. Solvatochromic correlations also predicted the importance of bond formation at the TS, showing a greater contribution of polarity (${\pi}^{\ast}$) compared to hydrogen bond donor acidity (${\alpha}$). The effect of solvent on rate was found to violate the reactivity-selectivity principle.

카르보닐 탄소원자의 친핵치환 반응 (제5보). 아세톤 용매속에서의 Dialkylcarbamoyl Chloride의 할로겐 교환반응에 관한 속도론적 연구 (Nucleophilic Substitution at a Carbonyl Carbon Atom (V). Kinetic Studies on Halogen Exchange Reactions of N,N-Dialkylcarbamoyl Chlorides in Dry Acetone)

  • 김시준;이익춘
    • 대한화학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.11-15
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    • 1975
  • Carbonyl 탄소원자의 반응성에 대한 연구의 일환으로 N,N-dimehtylcarbamoyl chloride와 N,N-diethylcarbamoyl chloride의 할로겐 교환반응을 아세톤 용매속에서 방사성 할라이드 이온을 사용하여 두 온도에서 속도론적으로 연구하였다. 그 결과를 alkylchloroformate의 경우와 비교하면, 친핵성의 순서는 비슷한 경향을 나타내나, 반응속도는 가용매분해나 alkylchloroformate의 경우보다 느리다. 활성화 피라미터 ${\Delta}H^*$${\Delta}S^*$$Cl^{\rightarrow}Br^{\rightarrow}I^-$는순서로 감소한다. 이 결과를 용매화 효과, bond-breaking, bond-formation 및 electronic requirment로 설명하였다.

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유황의 친핵 치환반응 (제3보). 아세톤 용매속에서의 Dimethylsulfamoyl Chloride의 할라이드 교환반응에 관한 속도론적 연구 (Nucleophilic Displacement at Sulfur Center (III). Kinetic Studies on Halide Exchange Reactions of Dimethylsulfamoyl Chloride in Dry Acetone)

  • 이익춘;김시준
    • 대한화학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.406-410
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    • 1973
  • Dimethylsulfamoyl chloride의 할라이드 교환반응을 무수 아세톤 용매속에서 방사성 할라이드 이온을 사용하여 두 온도에서 속도론적으로 연구하였다. 그 결과를 benzensulfonyl chloride의 경우와 비교해 보면 친핵성에 있어서는 거의 비슷한 경향성을 나타내나, 반응속도는 dimethylsulfamoyl chloride 쪽이 $10^{-2}$배 이상이나 느린 경향을 나타낸다. 또한 활성화 파라미터, ${\Delta}H^{\neq}$${\Delta}S^{\neq}$는 benzensulfonyl chloride의 경우와는 반대로 dimethylsulfamoyl chloride의 경우는 $Cl^-\;>\;Br^-\;>\;I^-$의 순서로 감소함을 나타낸다. 이 결과를 bond-breaking, bond formation, electronic requirment 및 HSAB 원리로 설명하였다.

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MO 이론에 의한 반응성 결정. 제 79 보. 카르밤산염의 가아민 분해반응에 관한 MO 이론적 연구 (Determination of Reactivity by MO Theory. Part 79. MO Theoretical Studies on Aminolysis of Carbamates)

  • 박병서;이익춘;조정기;김창곤
    • 대한화학회지
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    • 제36권3호
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    • pp.366-375
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    • 1992
  • 카르밤산 화합물의 가아민 분해반응을 이론적으로 고찰하였다. AM1 이론적 계산 결과로서의 반응성은 결합의 형성-파괴효과 및 입체효과에 의하여 결정되는데, 결합의 형성에서 유리한 $B_{AC}2$ 반응메카니즘으로 진행되는데 결과를 줌으로써 실험과 잘 일치하였다. 특히 이론적으로 열적 forbidden인 2 + 2 반응의 구조적 특성을 가지더라도 반응에 관여하는 총 전자수가 6개인 5전자 4중심 반응의 경우 1단계 연속반응으로 진행됨을 밝혔다. 또한 각 반응경로의 활성화 장벽에 대한 차이를 정량적으로 고찰해 보면 전이상태에서 $\sigma$-결합이 깨어지는 것과 $\pi$-결합이 깨어지는 차이는 17kcal/mol이며, 6-각 고리형 구조가 갖는 입체 효과의 차이는 5kcal/mol임을 알았다.

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Ab initio Electronic Structure Calculations of $O_2$ Using Coupled Cluster Approaches and Many-Body Perturbation Theory

  • Yoon Sup Lee;Sang Yeon Lee
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제12권2호
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    • pp.211-213
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    • 1991
  • The ground state of the oxygen molecule is calculated by various methods of coupled cluster approaches and many body perturbation theory using a double zeta plus polarization basis set and the UHF reference state. All the methods employed are capable of describing the oxygen molecule near the equilibrium bond length and the separated atom, but do not correctly depict the breaking of the multiple bond. For this basis set, including more correlations does not necessarily improve the agreement with experiment for molecular properties such as bond lengths and dissociation energies.