• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권10호
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• pp.2877-2882
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• 2013

Second-order rate constants ($k_{Ox^-}$) have been measured spectrophotometrically for nucleophilic substitution reactions of 4-nitrophenyl X-substituted-cinnamates (7a-7e) and Y-substituted-phenyl cinnamates (8a-8e) with butane-2,3-dione monoximate ($Ox^-$) in 80 mol % $H_2O$/20 mol % DMSO at $25.0{\pm}0.1^{\circ}C$. The Hammett plot for the reactions of 7a-7e consists of two intersecting straight lines while the Yukawa-Tsuno plot exhibits an excellent linearity with ${\rho}_X$=0.85 and r=0.58, indicating that the nonlinear Hammett plot is not due to a change in the rate-determining step but is caused by resonance stabilization of the ground state (GS) of the substrate possessing an electron-donating group (EDG). The Br${\o}$nsted-type plot for the reactions of Y-substituted-phenyl cinnamates (8a-8e) is linear with ${\beta}_{lg}$ = -0.64, which is typical of reactions reported previously to proceed through a concerted mechanism. The ${\alpha}$-nucleophile ($Ox^-$) is more reactive than the reference normal-nucleophile ($4-ClPhO^-$). The magnitude of the ${\alpha}$-effect (i.e., the $k_{Ox^-}/k_{4-ClPhO^-}$ ratio) is independent of the electronic nature of the substituent X in the nonleaving group but increases linearly as the substituent Y in the leaving group becomes a weaker electron-withdrawing group (EWG). It has been concluded that the difference in solvation energy between $Ox^-$ and $4-ClPhO^-$ (i.e., GS effect) is not solely responsible for the ${\alpha}$-effect but stabilization of transition state (TS) through a cyclic TS structure contributes also to the Y-dependent ${\alpha}$-effect trend (i.e., TS effect).

• 분석과학
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• 제18권3호
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• pp.194-200
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• 2005

물-용매계에서 용매의 몰분율 변화에 따른 di-t-butyl nitroxide (DTBN)의 N hyperfine coupling 상수($a_N$)를 EPR spectroscopy에 의하여 측정하였다. 아세톤, dimethylsulfoxide (DMSO), methanol, ethanol 그리고 1-propanol과 같이 서로 다른 값의 극성도를 갖는 용액들을 용매로서 사용하여 연구하였다. 물-용매계에서 DTBN의 $a_N$ 값으로부터 용매화 평형에 대한 평형상수값을 계산하였고, 또한 몰전이 에너지($E_T$) 값을 용매의 흡수스펙트럼 실험결과로부터 계산하여 제시하였다. 물-용매계에서 용매의 몰분율에 대한 $a_N$ 값들을 도시한 결과 물-DMSO, 물-ethanol과 물-1-propanol계의 경우에는 직선으로부터 약간의 음의 편차가 관측되었으나, 물-아세톤과 물-methanol계의 경우에는 거의 직선적인 관계가 있음을 알 수 있었다. 물-아세톤계의 경우 ${\eta}{\rightarrow}{\pi}^{\ast}$ 전이에 의한 흡수파장 (${\lambda}$)은 아세톤의 몰분율과 비례하여 증가하였다. 물-아세톤과 물-DMSO계에서 ${\eta}{\rightarrow}{\pi}^{\ast}$ 전이에 의한 ${\lambda}$ 값들이 증가함에 따라 $a_N$ 값들은 감소하였으며 이들 값들은 온도에 의하여 거의 영향을 받지 않고 있어 DTBN 라디칼들이 이러한 용매내에서 안정된 전자구조를 가지고 있음을 알 수 있었다.