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1. 실험 소개
1.1. 실험 목적
carbonyl 그룹의 α-proton은 base 처리를 하면 쉽게 떼어낼 수 있다. 이렇게 함으로써 생긴 carbanion은 electrophile을 공격할 수 있어 새로운 C-C 결합은 가진 더 큰 화합물을 만들 수 있다.
1.2. 이론 및 원리
1.2.1. 반응 메커니즘
(1) 친핵체를 활성화 시키기 위해, Malonate에 OH- 혹은 OR-의 염기를 가하여 에놀레이트를 형성시킨다. 이때 말론산에 염기를 작용시켜 탈수소화하면 말론산 음이온이 생성되며, 이 음이온은 친핵체로 작용할 수 있게 된다.
(2) 형성된 에놀레이트는 알데히드나 케톤의 부분 양전하를 띠는 카보닐 탄소를 공격하여 알콕사이드 이온으로 전환시킨다. 이 때 탄소-탄소 결합이 형성된다. 그리고 알콕사이드 이온은 용매에서 H+를 받아 히드록시기로 전환된다.
(3) 형성된 구조에서 β-diester의 사이 탄소는 여전히 산-염기 반응을 할 수 있어서 H+를 잃고 음전하로 전환되고, 카보 음이온이 새로이 이중결합을 형성시키며 OH-가 이탈되어 최종 생성물이 형성된다.
1.2.2. Knoevenagel Reaction
Knoevenagel Reaction은 1890년대에 Emil Knoevenagel에 의해 기술된 고전적인 유기 합성 반응이다. 이 반응은 알데히드 또는 케톤과 염기성 촉매가 존재하는 활성 수소화합물 사이에 친핵성 첨가물을 첨가하여 변형된 알돌 축합 반응으로 C-C 결합을 형성한다.
활성 수소 화합물은 염기성 촉매에 의해 탈양성자화될 수 있는 C-H 결합을 포함한다. 반응은 보통 자발적인 탈수에 의해 불포화 생성물이 생성된다. 이 과정에서 활성 수소 화합물이 카르보닐기에 친핵성 첨가된 후 물 분자가 제거되는 탈수반응(축합)이 일어난다. 생성물은 α,β-불포화 케톤이다.
이 반응에서 카르보닐기는 알데히드 또는 케톤이며, 일반적으로 약염기성 아민을 촉매로 사용한다. 활성 수소 성분의 형태는 Z-CH2-Z, Z-CHR-Z, Z-CHRR'가 있다. Z는 약한 염기를 가지고도 엔올레이트 이온으로의 탈양성자화를 촉진할 수 있을 정도로 충분히 강력해야 한다. 이 반응에서 강한 염기를 사용하면 알데히드 또는 케톤의 자기 축합을 유도할 수 있다.
1.2.3. 입체이성질체(Isomer)
이성질체(Isomer)는 원자의 동일한 수와 종류를 가지고 있지만, 원자들의 배열 방법이 다른 화합물들을 뜻한다. 대표적인 이성질체에는 구조 이성질체(constitutional isomer)와 시스-트랜스 이성질체(cis-trans isomer)가 있다.
구조 이성질체는 동일한 분자식을 가지지만 원자들이 다르게 연결되어 있는 화합물들을 말한다. 예를 들어 butane과 isobutane은 모두 C4H10...
