Journal of the Korean Chemical Society (대한화학회지)

Korean Chemical Society (대한화학회)
권호 표지

Formation and Dissociation Kinetics of Zinc(II) Complexes of Tetraaza-Crown-Alkanoic Acids

Zinc(Ⅱ) Tetraaza-Crown-Allkanoic Acids 착물의 형성 및 해리 반응속도론

  • Choi, Ki Young (Department of Cultural Heritage Conservation Science, Kongju National University) ;
  • Kim, Dong Won (Department of Chemistry, Chungbuk National University) ;
  • Kim, Chang Suk (School of Science Education, Chungbuk National University) ;
  • Park, Byung Bin (Department of Chemistry, Kongju National University) ;
  • Choi, Suk Nam (Department of Chemistry, Kongju National University) ;
  • Hong, Choon Pyo (Department of Chemical Education, Kongju National University) ;
  • Ryu, Hae Il (Department of Chemical Education, Kongju National University)
  • 최기영 (공주대학교 자연과학대학 문화재보존과학과) ;
  • 김동원 (충북대학교 자연과학대학 화학과) ;
  • 김창석 (충북대학교 사범대학 과학교육학부) ;
  • 박병빈 (공주대학교 자연과학대학 화학과) ;
  • 최석남 (공주대학교 자연과학대학 화학과) ;
  • 홍춘표 (공주대학교 사범대학 화학교육과) ;
  • 류해일 (공주대학교 사범대학 화학교육과)
  • Published : 20001000
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Abstract

The formation and dissociation rates of $Zn^{2+}$ Complexes with l,4,7,10-tetraaza-13,16-diox-acyclooctadecane-N,N',N",N'"-tetraacetic acid (1), 1,4,7,10-tetraaza-13,16- dioxacyclooctadecane-N,N',N",N'"-tetramethylacetic acid (2), and 1,4,7,10-tetraaza-13,16- dioxacyclooctadecane-N,N',N",N'"-tetrapropionic acid(3) have been measured by stopped-flow and conventional spectrophotometry. Observations were made at 25.0$\pm$0.1 $^{\circ}C$ and at an ionic strength of 0.10 M NaClO$_4$. The formation reactions of $Zn^{2+}$ ion with 1 and 2 took place by the rapid formation of an intermediate complex (ZnH$_3L^+$) in which the $Zn^{2+}$ ion is incompletely coor-dinated. This might then lead to be a final product in the rate-determining step.ln the pH range 4.76-5.76, the diprotonated (H2L2-) form is the kinetically active species despite of its low concentration. The stability con-stants (log$K_{(ZnH$_3$3$L^+$)}$) and specific water-assisted rate constants (koH) of intermediate complexes have been deter-mined from the kinetic data. The dissociation reactions of $Zn^{2+}$ complexes of 1,2, and 3 were investigated with $Cu^{2+}$ ions as a scavenger in acetate buffer. All complexes exhibit acid-independent and acid-catalyzed con-tributions. The effect of buffer and $Cu^{2+}$ concentration on the dissociation rate has also been investigated. The ligand effect on t dissociation rate of $Zn^{2+}$ complexes is discussed in terms of the side-pendant armsand the chelate ring sizes of the ligands.

1,4,7,10-tetraaza13,16-dioxacyclooctadecane-N,N',N",N'"-tetraacetic acid (1), 1,4,7,10-tetraaza-13,16-dioxactclootadecane-N,N',N",N'"-tramethylacetic acid (2), 및 1,4,7,10-tetraaza-13,16-dixacyclooc-tedecane-N,N',N",N'"-tetrapropionic acid (3)와 $Zn^{2+}$ 착물의 형성 및 해리 속도를 멈춤-흐름법 및 분광학적방법으로 측정하였다. 측정 조건을 온도 25.0$\pm$0.1 $^{\circ}C$ 및 이온강도 0.10 M NaClO4 이었다. $Zn^{2+}$이온과 1과 2의 형성 반응은 빠르게 중간 생성물($ZnH_3L^+$)를 형성한다. 여기서 $Zn^{2+}$ 이온은 부분적으로 배위되어 있고 속도 결정 단계는 최종 생성물이었다. pH범위 4.76-5.76에서, 2가 양성자($H_2L^{2-}$) 형태가 매우 낮은 농도임에도 불구하고 속도론적으로 활성화종임을 알 수 있었다. 또한 중간체 착물의 안정도 상수(log$K_{(ZnH_3L^+)}$)와 고유 물분자-보조 속도상수(KOH)가 속도론적 자료로부터 계산되었다. $Zn^{2+}$이온과 1,2, 및 3의 해리 반응은 아세테이트 완충 용액 하에서 청소군 $Cu^{2+}$ 이온을 이용하여 측정하였다. 모든 착물의 해리 반응은 산-무관 및 산-촉매 반응으로 진행됨을 알 수 있었다. $Zn^{2+}$ 착물의 해리 속도에 영향을 미치는 완충 용액 및 $Cu^{2+}$농도의 효과를 알아보았으며, 아울러 리간드 효과를 곁가지에 매달려있는 치환기와 킬레이트 고리크리로 논하였다.

Keywords

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