Synthesis and optical resolution of Tris(ethylenediamine)cobalt(3)chloride

본 내용은 " Exp 4. Synthesis and optical resolution of Tris(ethylenediamine)cobalt(3)chloride " 의 원문 자료에서 일부 인용된 것입니다. 2024.10.31

문서 내 토픽

• 1. 이성질체

  이번 실험에서는 광학 이성질체인 [Co(en)3]Cl3를 합성하였다. 이성질체란 분자식은 같지만 분자 내 구성 원자의 결합 순서나 공간 배열이 다른 화합물을 말한다. 이성질체는 크게 결합순서가 다른 구조 이성질체와 원자들의 공간에서의 배향이 다른 입체 이성질체로 나뉜다. [Co(en)3]Cl3는 거울상 이성질체를 가지는 화합물로, 우회전성을 띠는 (+) 광학 이성질체와 좌회전성을 띠는 (-) 광학 이성질체가 1:1 비율로 존재하는 라세미 혼합물이다.

• 2. 광학 활성

  편광이 카이랄 화합물을 포함하는 용액을 통과할 때, 이 카이랄 화합물은 진동면을 회전시킨다. 편광면을 회전시키는 성질을 광학 활성이라고 부르고, 편광면을 회전시킬 수 있는 물질을 광학적으로 활성이 있다고 한다. 두 가지 거울상 이성질체들은 물리적 성질은 같지만 편광면을 회전시키는 방향만이 다르다. 거울상 이성질체인 화합물들은 편광면을 정확히 같은 양만큼 서로 반대 방향으로 회전시킨다.

• 3. 광학 분할

  본 실험에서는 다양한 분할(resolution) 방법 중 광학 이성질체를 부분 입체 이성질체로 바꿔주는 분할제인 (+)tartrate를 사용하였다. [Co(en)3]Cl3 라세미 혼합물에 (+)tartrate을 반응시키면 [(+)Co(en)3][(+)tart]Cl와 [(-)Co(en)3] [(+)tart]Cl로 나뉘게 된다. 이 두 물질은 부분 입체 이성질체로 물리적, 화학적 성질이 달라 분리가 가능하다. [(+)Co(en)3][(+)tart]Cl는 [(-)Co(en)3] [(+)tart]Cl보다 용해도가 낮아 시간이 지나면 침전되어 결정을 형성하게 되고, 감압 투과를 이용하면 물리적으로 쉽게 분리가 가능해진다.

• 4. Circular Dichroism

  분리된 [(+)Co(en)3][(+)tart]Cl와 라세미 혼합물의 Circular Dichroism을 찍어 두 물질의 광학 활성의 차이를 비교하였다. 라세미 혼합물의 CD에서는 광학 활성도가 크게 나타나지 않은 것을 통해, 두 광학 이성질체의 광학 회전 상쇄의 결과임을 알 수 있었다. [(+)Co(en)3] [(+)tart]Cl의 CD에서는 큰 피크가 나타났는데, 이는 라세미 혼합물과 비교하여 유의미하게 광학 회전이 일어났음을 의미한다. 따라서, [(+)Co(en)3] [(+)tart]Cl와 [(-)Co(en)3] [(+)tart]Cl가 잘 분리되었음을 알 수 있었다.

• 5. UV-Vis 분석

  라세미 혼합물의 UV-Vis spectrum을 측정한 결과, 339nm와 466nm 지점에서 최대 흡광 피크가 나타났다. 각 피크는 Co(Ⅲ)의 배위 화합물의 d6의 Tanabe-Sugano diagram을 통해 339nm에 나타나는 피크는 1A1→ 1T2 의 전이에 의해, 466nm에 나타나는 피크는 1A1→1T1 의 전이에 의해 나타난 것을 확인하였다.

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• 1. 이성질체

  이성질체는 동일한 분자식을 가지지만 원자들의 배열이 다른 화합물을 말합니다. 이러한 이성질체는 화학적, 물리적 성질이 다를 수 있으며, 이는 화학 분야에서 매우 중요한 개념입니다. 이성질체는 구조적 차이로 인해 다양한 용도로 활용될 수 있으며, 특히 의약품 개발 분야에서 중요한 역할을 합니다. 이성질체 연구를 통해 새로운 화합물을 발견하고 기존 화합물의 성질을 개선할 수 있습니다. 따라서 이성질체에 대한 이해와 연구는 화학 분야에서 매우 중요한 주제라고 할 수 있습니다.

• 2. 광학 활성

  광학 활성은 화합물이 편광된 빛을 회전시키는 성질을 말합니다. 이는 화합물의 분자 구조와 관련이 있으며, 특히 비대칭 탄소 원자를 포함하는 화합물에서 나타납니다. 광학 활성 화합물은 의약품, 농약, 향료 등 다양한 분야에서 활용되며, 이들의 광학 순도와 입체 구조는 매우 중요합니다. 광학 활성 화합물의 분리와 정제, 그리고 이들의 생물학적 활성 연구는 화학 및 생명 과학 분야에서 활발히 진행되고 있습니다. 따라서 광학 활성에 대한 이해와 연구는 화학 분야에서 매우 중요한 주제라고 할 수 있습니다.

• 3. 광학 분할

  광학 분할은 광학 활성 화합물의 두 거울상 이성질체를 분리하는 과정을 말합니다. 이는 화합물의 생물학적 활성과 독성이 거울상 이성질체에 따라 크게 달라질 수 있기 때문에 매우 중요합니다. 광학 분할 방법에는 결정화, 크로마토그래피, 효소 촉매 반응 등 다양한 기술이 사용됩니다. 이러한 기술들은 계속해서 발전하고 있으며, 광학 순도가 높은 화합물을 얻는 데 도움을 줍니다. 광학 분할은 의약품, 농약, 향료 등 다양한 산업 분야에서 활용되며, 화학 및 생명 과학 연구에서도 매우 중요한 주제입니다.

• 4. Circular Dichroism

  Circular Dichroism(CD)은 광학 활성 화합물이 편광된 빛을 흡수하는 정도가 다르다는 것을 이용한 분광학적 기법입니다. CD 분석을 통해 화합물의 입체 구조, 분자 간 상호작용, 단백질의 이차 구조 등을 연구할 수 있습니다. CD 분석은 생물학, 화학, 의약학 등 다양한 분야에서 활용되며, 특히 생체 고분자 화합물의 구조 및 기능 연구에 매우 유용합니다. 또한 CD 분석은 비파괴적이고 신속하며 소량의 시료로도 분석이 가능하다는 장점이 있습니다. 따라서 CD 분석은 화학 및 생명 과학 분야에서 매우 중요한 분석 기법이라고 할 수 있습니다.

• 5. UV-Vis 분석

  UV-Vis 분광법은 화합물이 자외선 및 가시광선 영역의 빛을 흡수하는 정도를 측정하는 분석 기법입니다. 이를 통해 화합물의 구조, 농도, 순도 등을 파악할 수 있습니다. UV-Vis 분광법은 간단하고 신속한 분석이 가능하며, 다양한 화합물에 적용할 수 있다는 장점이 있습니다. 특히 유기 화합물, 무기 화합물, 생체 고분자 등 다양한 화학 물질의 분석에 널리 사용됩니다. 또한 UV-Vis 분광법은 화학 반응 모니터링, 환경 오염 물질 분석, 의약품 품질 관리 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 따라서 UV-Vis 분광법은 화학 분야에서 매우 중요한 분석 기법이라고 할 수 있습니다.