The second-order rate constants have been measured spectrophotometrically for the reactions of paraoxon 1 and parathion 2 with a series of alicyclic secondary amines, $OH^-$ and $HOO^-$ ions in $H_2O$ at $25.0{\pm}0.1^{\circ}C$. A linear Br${\o}$nsted-type plot with ${\beta}_{nuc}$ = 0.40 was obtained for the reactions of 1 with amines and $OH^-$. The reaction has been concluded to proceed through a concerted mechanism. $HOO^-$ deviates positively from the linear Br${\o}$nsted-type plot, implying that the ${\alpha}$-effect is operative. The magnitude of the ${\alpha}$-effect ($k_{HOO^-}/k_{OH^-}$) was found to be ca. 55 for the reaction of 1 and 290 for that of parathion 2, indicating that $HOO^-$ is highly effective in decomposition of the toxic phosphorus compounds although it is over 4 $pK_a$ units less basic than $OH^-$. Among the theories suggested as origins of the ${\alpha}$-effect (e.g., TS stabilization through an intramolecular Hbonding interaction, solvent effect, and polarizability effect), polarizability effect appears to be the most important factor for the ${\alpha}$-effect in this study, since the polarizable $HOO^-$ exhibits a larger ${\alpha}$-effect for the reaction of the more polarizable substrate 2.
세개의 ${\alpha}$,${\beta}$-불포화알데히드, 신남알데히드, 크로톤알데히드, 아크로레인을 여러가지 일차 아민 존재하에서 테트라카르보닐철산염으로 환원시켜 상당히 다른 수득률로 N-알킬아민을 합성하였다. 보통, $KHFe(CO)_4$ (22mmole)와 일차아민(22∼44mmole)과 ${\alpha}$,${\beta}$-불포화 알데히드 (22mmole)를 에탄올 용매에 넣고 일산화탄소 분위기하에 실온에서 9∼60시간 자석 젓개로 저어주면 일산화탄소를 천천히 흡수하면서 반응이 진행된다. 생성물은 가스크로마토그래피, 질량분석스펙트럼, 핵자기공명스펙트럼, 적외선스펙트럼 등으로 그 구조를 알았다.
A kinetic study is reported on nucleophilic substitution reactions of 4-nitrophenyl nicotinate (7) and 4-nitrophenyl isonicotinate (8) with a series of cyclic secondary amines in $H_2O$ containing 20 mol % DMSO at $25.0^{\circ}C$. The Br${\o}$nsted-type plots for the reactions of 7 and 8 are linear with ${\beta}_{nuc}=0.90$ and 0.92, respectively, indicating that the reactions proceed through a stepwise mechanism with expulsion of the leaving group occurring in the rate-determining step. Comparison of the reactivity of 7 and 8 with that of 4-nitrophenyl benzoate (2a) and 4-nitrophenyl picolinate (6) has revealed that their reactivity toward the amines increases in the order 2a < 7 < 8 < 6, although the reactions of these substrates proceed through the same mechanism. Factors that control reactivity and reaction mechanism have been discussed in detail (e.g., inductive and field effects, H-bonding interaction, solvent effect, etc.).
The amines studied in this study are less reactive toward ethyl propiolate (3) in MeCN than in H$_2$O although they are 7 to 9 pK$_a$ units more basic in the aprotic solvent. The reactivity of morpholine and deuterated morpholine toward 3 is found to be identical, indicating that proton transfer occurs after rate-determining step (RDS). The fact that kinetic isotope effect is absent excludes a stepwise mechanism in which proton transfer occurs in RDS as well as a concerted mechanism in which nucleophilic attack and proton transfer occur concertedly through a 4-membered cyclic transition state (TS). Thus, the reactions have been concluded to proceed through a stepwise mechanism in which proton transfer occurs after RDS. Brønsted-type plots are linear with small ${\beta}_{nuc}$ values, i.e., ${\beta}_{nuc}$ = 0.29 in H$_2$O and ${\beta}_{nuc}$ = 0.51 in MeCN, indicating that bond formation is not advanced significantly in RDS. The small ${\beta}_{nuc}$ value also supports the conclusion drawn from the study of kinetic isotope effect.
Second-order rate constants (kN) have been determined spectrophotometrically for reactions of 2,4-dintrophenyl 2-furoate (2) with a series of alicyclic secondary amines in 80 mol % H2O/20 mol % dimethyl sulfoxide (DMSO) at 25.0 oC. The furoate 2 is more reactive than 2,4-dintrophenyl benzoate (1) toward all the amines studied. The higher acidity of 2-furoic acid (pKa = 3.16) compared with benzoic acid (pKa = 4.20) has been suggested to be responsible for the reactivity order, at least in part. The Brønsted-type plots for the reactions of 1 and 2 are curved downwardly, indicating that the aminolyses of both 1 and 2 proceed through a zwitterionic tetrahedral intermediate (T±) with a change in the rate-determining step on changing the amine basicity. Dissection of the kN values into their microscopic rate constants has revealed that the pKao and k2/k-1 ratios for the reactions of 1 and 2 are identical, indicating that the nature of the nonleaving group (i.e., benzoyl and 2-furoyl) does not affect the reaction mechanism. The k1 values have been found to be larger for the reactions of 2 than for those of 1, which is fully responsible for the fact that the former is more reactive than the latter.
겨울철 김장김치 12종, 시판 sausage 8종, 생선 9종, 젓갈류 6종, 생선 통조림 5종등 40여종의 식품을 수거하여 nitrosamine의 전구물질인 제2급아민과 아질산염의 식품중 분포를 조사한 바 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 아질산염의 함량은 본(本) 조사대상(調査對象) 식품중(食品中) sausage에서 가장 높아 평균 $3.56{\sim}18.70ppm$ 이었다. 이것은 발색제(發色劑)로 첨가가 허용되고 있기 때문이므로 식품 위생법상 아질산염 또는 질산염의 잔존량 허용기준을 재조정함이 요망된다. 2. 제2급아민의 식품중 분포(分布)는 생선류에서는 평균 $.0.15{\sim}5.60ppm$ 이었으며 동태가 가장 높았다. 젓갈류에서는 흔적${\sim}21.80ppm$으로 명란젓에서 가장 높았다. 생선 통조림에서는 흔적${\sim}19.40ppm$으로 생선에 비하여 약 $4{\sim}10$배 증가하였으며 청어통조림에서 가장 높았다. 한편 김치에서는 2급아민이 다소 점출되어 평균 $0.1{\sim}2.7ppm$으로서 이것은 젓갈류의 첨가가 그 원인이므로 젓갈류 첨가량의 조절이 필요하다. 아질산염이 다량 검출되는 sausage에서는 2급아민의 함량이 다소 낮아 흔적${\sim}0.95ppm$이었다. 3. 본 실험(本 實驗)의 결과(結果) 강력한 발암물질(發癌物質)인 nitrosamine의 전구물질인 2급아민의 식품중 분포(分布) 및 식품조리중의 함량변화를 광범위하게 조사할 필요가 있으며 아울러 아질산염의 식품첨가물 허용여부를 재검토 해야 할 것이다. 또한 가공 식품의 제조과정, 저장과정 조리과정에서의 nitrosamine의 합성(合成)여부를 구명(究明)할 필요가 있다.장의 수축을 촉진하고 guinea pig 담낭의 수축을 증가시키는 등 이들 두물질이 매우 유사한 생물학적 활성을 지니고 있음을 발견하였다. 이러한 결과로 보아 한국에 서식하는 무당개구리의 피부는 서로 다른 두가지 형태의 BBS-LS를 함유하고 있으며 그 중에서 96.5%를 차지하는 BBS-LS는 합성 BBS-14와 분자적 이질성을 지니나 유사한 생물학적 활성을 지니고 있음을 알 수 있었다. Wistar보다 더 심한 이뇨와 Na 배설항진 반응을 보였다. 이상의 결과는 소금 섭취량에 따라서 aldosterone, ANP 및 renin의 분비 조절이 다르며, 정상 혈압과 고혈압쥐 사이에서도 차이가 있음을 시사해 주고 있다.퀼린은 인삼 식물의 세포나 기관등 모든곳에서 새로히 합성된다고 사료할 수 있다. $C^{14}$아세테이트가 패나퀼린의 비당체 부분에도 인코포레이트되는 것을 입증하였는데, 2년생 식물에서 패낙사다이올은 $(0.56\;m{\mu}Ci/mg)$, 4년생 식물에서 패낙사다이올은 $(0.54\;m{\mu}Ci/mg)$스페시획 액티비티를 갖었다.억제하였다. 이상의 실험결과로 보아 GCV와 ara-A의 동시사용은 HSV-1 혹은 ACV저항 DNA polymerase변이주인 $PAA^r5$에 대해서 상승적인 억제작용을 나타냈으며 이 효과는 virus DNA 합성 억제에 의한 것으로 생각된다. ACV저항 thymidine kinase 변이주인 $ACV^r$ 및 $IUdR^r$에 대해서는 ara-A가 유효하였다. 항 virus 약물에 의한 virus 단백질합성의 변화는 virus DNA 합성에 대한 억제효과에 인한 것으로 사려된다.\sim}72$시간(時間)까지 급격(急激)히 감소(減少)하여 72시간(時間)
꽁치($2^{\circ}C$와 $10^{\circ}C$) 및 삼치육($2^{\circ}C$와 $15^{\circ}C$)은 저장하였을 때의 육중의 TMAO-N, TMA-N 및 TMA-N의 경시적인 변화와 아울러 이들 어육을 저장, 열풍건조 및 일건하였을 때의 변화에 대하여 실험하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. TMAO의 변화에 있어서 5일간 저장하였을 때 $2^{\circ}C$의 경우, 꽁치 몇 삼치육은 각각 생시료때의 $48\%$ 및 $41\%$의 잔존율을 나타내었고 $10^{\circ}C$의 꽁치육과 $15^{\circ}C$의 삼치육의 경우는 각각 $39\%$ 및 $18\%$였다. 2. TMA의 변화는 5일간의 저장에서, $2^{\circ}C$의 경우 꽁치 및 삼치육은 각각 생시료때의 6.5배양 및18배양의 증가를 보었고, $10^{\circ}C$의 꽁치와 $15^{\circ}C$의 삼치육의 경우는 각각 28.8배양 및 77.7배양이었다. 3. DMA의 변화는 5일간의 저장에서, $2^{\circ}C$의 경우 꽁치 및 삼치육은 각각 생시료때의 2.5배양 및 5.4배양의 증가를 나타냈고, $10^{\circ}C$의 꽁치와 $15^{\circ}C$의 삼치육의 경우는 각각 4배양 및 8배양이었다. 4. 제품별 TMAO의 함양은 꽁치의 경우, 염장품 > 열풍건조품 > 일건품의 순이었고 삼치의 경우는 염장품 > 일건품열풍건조품의 순이 있다. 5. 제품별 TMA의 합양은 꽁치의 경우, 열풍건조품 > 일건품 > 염장품의 순이였고 삼치의 경우는 일건품 > 열풍건조품 > 염장품의 순이었다. 6. 제품별 DMA의 함양은 모든 시료가 열풍건조품 > 일건품 > 염장품의 순이었다. 본 연구의 실험을 도와 준 성혜경 선생에게 감사를 드리는 바이다.
반응열량계를 사용하여 1, 2, 3차 아민 수용액과 이산화탄소의 반응열을 각각 측정하였다. 이를 통해 MEA(monoethanolamine, 1차 아민), EAE(2-(ethylamino) ethanol, 2차 아민), MDEA (N-methyldiethanolamine, 3차 아민) 30 wt% 수용액이 $40^{\circ}C$에서 이산화탄소와 반응시 발생하는 반응열을 측정하고 이를 $CO_2$의 loading ratio에 따라 어떻게 변화하는지 평가하였다. 또한, 입체장애 구조를 가지는 AMP(2-amino-2-methyl-1-propanol, 1차 아민), DEA(diethanolamine, 2차 아민), TEA(triethanolamine, 3차 아민) 30 wt% 수용액의 반응열을 각각 측정하여 입체장애 구조가 반응열에 미치는 영향을 살펴보았다. 그 결과, 흡수제의 입체장애 유무와 관계없이 1차 > 2차 > 3차 아민 순으로 반응열이 증가함을 확인하였다. 그리고 입체장애 아민이 동일 차수의 비 입체장애 아민보다 상대적으로 반응열이 낮지만 그 차이는 크지 않음을 확인하였다.
아민(암모니아 또는 MPA)은 가압경수로 원전 2차측 부식을 방지하는 최적 pH를 유지하기 위해 사용되고, 온도가 동일하게 유지되지 않는 물-증기 순환 영역에서 모든 아민은 평형상수에 따라 2차측에서 서로 다른 pH를 나타낸다. 부식제어에서 pH는 유일한 인자가 아니므로 두 번째 변수, 즉 불순물의 유입 또는 부식 반응으로 인해 $H^+$가 추가되거나 제거되었을 때 안정된 pH를 지속하는 능력인 완충세기의 고려가 필요하다. 온도를 고려한 완충세기는 2차측 최적 pH 제어제 선정과 유체가속부식의 특징을 기본적으로 이해할 수 있도록 한다. PWRs의 전체 운전범위에서 암모니아와 MPA의 완충세기를 조사하였다. 낮은 온도$(25{\sim}100^{\circ}C)$에서는 암모니아 그리고 높은 온도$(150{\sim}250^{\circ}C)$에서는 MPA가 부식 억제를 위한 충분한 완충세기를 나타내었다. 완충세기 측면에서, i) 최적 pH 제어제 pH 범위는 pH(T)- $1{\leq}pK_a(T){\leq}pH(T)$+0.5, ii) 아민 용액은 부식 억제를 위해 충분한 완충세기$({\beta})$를 가져야하고, iii) 최대 유체가속부식은 ${\beta}_B/{\beta}$ 비율이 최저인 온도에서 최대를 나타낸다.
건식 이산화탄소 분리공정에서 아민 구조체의 운전 특성을 규명하기 위하여 1차 아민과 2차 아민 구조체를 합성하였다. TSA 조건에서 1차 아민과 2차 아민 건식 포집 분리제의 분리 특성을 연구하였다. (3-Aminopropyl) triethoxysilane을 1차 아민 전구체로 가교제로 이용하여 가교 결합된 2차 아민 전구체를 합성하였다. 합성된 2차 아민 전구체를 Tetraethyl orthosilicate를 구조배양제로 사용하여 2차 아민 고체상 이산화탄소 분리제를 합성하였다. 1차 및 2차 아민 구조체의 TSA 공정조건에서 이산화탄소 분리 특성을 비교하였다. 1차 아민에 흡수된 이산화탄소 분리는 170 ℃ 이상에서 완전히 이루어지나 이산화탄소에 의하여 아민이 우레아로 전환되며, 아민기 손실이 발생되었다. 아민 손실이 낮은 130 ℃ 재생시 1차 아민 분리제의 공정 운전성능(working capacity)은 본 구조체의 경우 2% 이하로 나타났다. 2차 아민이 낮은 재생온도에서 높은 이산화탄소 분리능을 나타내었다. 이산화탄소 2% 흡수 분위기와 100% 재생분위기에서 약 6.5%의 공정 운전 성능을 예측할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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