• 대한화학회지
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• 제33권1호
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• pp.97-105
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• 1989

CTABr 미셀용액 속에서의 2-alkylbenzimidazole(R-BI) 및 sodium 2-alkylbenzimidazole-5-sulfonate(R-BISO$_3$Na)에 의해 추진되는 p-nitrophenyl carboxylic esters(p-NPCE)들의 가수분해반응에 대한 미셀효과를 다루었다. 이들 반응은 각각 BI 및 BISO$_3$Na에 의해 추진되는 반응의 속도보다 현저히 감소하고, 알킬기가 methyl에서 heptyl로 길어질수록 감소의 정도가 더욱 크다. 이것은 CTABr을 포함하지 않는 수용액속에서의 BISO$_3$Na와 R-BISO$_3$Na에 의한 가수분해 반응속도가 별차이가 없음을 감안 할 때, 미셀의사층(micellar pseudophase) 내에서 이들 친핵체의 알킬기가 입체장해(steric hindrance)로 작용하기 때문이다. 이것은 수용액과 미셀용액 속에서의 반응의 측정된 홀성화에너지(${\Delta}H{\neq},\;{\Delta}G{\neq}$ 및 ${\Delta}S{\neq}$)의 값과도 정성적으로 일치하고 있다. 한편, nonyl기에서 pentadecyl기까지의 긴 알킬기를 갖고 있는 R-BISO$_3$Na는 그것의 imidazole 부분(BI moiety)이 친핵체로 작용할 뿐 아니라, 이들은 CTABr을 포함하지 않는 수용액속에서 미셀을 형성하고, 그 결과 기질인 p-NPCE를 쉽게 수용하여 반응속도를 촉진시키는 것으로 판단된다. R-BISO$_3$Na에 의한 이들 p-NPCE들의 가수분해반응의 mechanism을 알기위하여 중수소 동위원소효과(kinetic isotope effect)를 측정하였다. $k'_{H_2O}/K'_{D_2O}$값이 약 2.5∼3.2의 범위로서, 이 값은 R-BISO$_3$Na가 친핵체로만 작용한다고 보기에는 너무 높고, 일반염기로 작용한다고 보기에는 너무 낮다. 따라서 CTABr 미셀용액 속에서의 이 반응은 이 두 mechanism에 의해 동시적으로 진행된다고 생각된다.