1. Title : Aldol Condensation2. Date : 2023년 03월 17일, 24일, 31일3. Purpose: Carbonyl compound 가 가진 α-hydrogen 의 acidic한 성질을 이용하여 강염기 촉매 하에서 일어나는 aldol condensation 반응을 이해한다. Benzaldehyde와 acetone을 NaOH 촉매 하에서 Dibenzalacetone으로 합성하고 yield, NMR Spectroscopy로 반응이 제대로 일어났는지 확인한다.
1. Title : Aldol Condensation2. Date : 2023년 03월 17일, 24일, 31일3. Purpose: Carbonyl compound 가 가진 -hydrogen 의 acidic한 성질을 이용하여 강염기 촉매 하에서 일어나는 aldol condensation 반응을 이해한다. Benzaldehyde와 acetone을 NaOH 촉매 하에서 Dibenzalacetone으로 합성하고 yield, NMR Spectroscopy로 반응이 제대로 일어났는지 확인한다.<중 략>5. Theory5.1 Nucleophile and Electrophile(1) Nucleophile: ‘nucleus’ + ‘philos’, 즉 핵을 좋아하는 물질을 말한다. 화학반응에서 electrophile에 전자쌍을 제공하여 화학결합을 한다. 전자를 제공하므로 루이스 염기이다.(2) Electrophile:: ‘electron’ + ‘philos’, 즉 전자를 좋아하는 물질을 말한다. 화학반응에서 nucleophile로부터 전자쌍을 받아 화학결합을 한다. 전자를 받으므로 루이스 산이다.5.2 Enolate: Enol로부터 deprotonation되며 생성된 음이온이 carbonyl group에 의하여 공명 안정화된 유기 음이온이다.5.3 Aldol: Alcohol과 Aldehyde의 양쪽 성질을 함께 지니고 있는 Hydroxyaldehyde이다. 분자 내에 있는 carbonyl group 때문에 alcohol이 쉽게 탈수된다. 염기촉매 하에서는 α-hydrogen이 제거되며 반응 중간체로 enolate가 생성된다. 반면 산촉매 하에서는 E1반응이 일어나며 반응 중간체로 enol이 생성된다.
1. Title : SN2 reaction2. Date : 2023년 06월 2일, 9일 (금)3. Purpose: SN2 반응 과정에서 일어나는 분자 간의 상호작용과 원자의 전달 경로를 파악하여 반응의 메커니즘을 이해한다. NMR spectrum을 통해 새로 합성한 화합물의 구조와 특성을 알아낸다.<중 략>5.8 TLC(Thin layer chromatography) 원리: 얇은 막 크로마토그래피(TLC)는 고체-액체 흡착 크로마토그래피의 한 가지 형태로써 유리판이나 플라스틱판과 같은 받침판에 silicagel과 같은 고체 흡착제의 얇은 막을 입혀서 사용한다. 이때 입자의 크기는 미세하면서 균일해야 한다. 분리 또는 정제하고자 하는 물질의 용액을 모세관에 묻혀서 TLC판의 한쪽 끝 가까이에 반점을 만든다. 이 판을 전개제가 들어 있는 용기에 담그는데, 전개제는 주로 유기 용매를 사용하고 보통은 물보다 극성이 작은 화합물의 혼합용액을 많이 사용한다. 용매의 액면은 반점 바로 아래에 오도록 하고, 시료 반점이 용매에 잠기지 않도록 해야한다. 용매는 모세관 작용에 의하여 판을 따라 이동하면서 성분 물질을 다른 속도로 끌고 올라간다. 실험에 사용되는 용매와 분리되어 생긴 반점들이 용매 액면에 수직한 일직선상에 늘어선다. 용매의 처음 위치로부터 전개제가 이동한 거리와 각 반점들끼리의 거리를 잰다. 무색의 물질일 경우 = 반점의 위치를 확인하기 위해 자외선을 쬐어서 반점의 이동거리( )전개제의 이동거리( ) 형광을 발하게 하는 방법이나 다른 수단을 써야한다.1) 사용되는 흡착제의 조건: 산성, 염기성이 크지 않은 무색 무기질이어야 하며, 물질과 화학반응이 일어나지 않아야 한다.물질에 대한 흡착력이 크고 입자의 크기가 균일한 것이어야 한다.2) 시료성분의 확인: column 조건을 설정하는 판단의 근거와 단서가 되지만 직접적 관련성은 떨어진다.UV lamp : TLC판 중에서 형광물질이 표면에 있는 것을 사용했을 경우 사용 가능한 방법이다.TLC를 전개시킨 후 UV(자외선)을 쬐여주면 conjugate system이 있는 시료는 흡광하여 위치를 알 수 있다.
5.9 Decantation: 섞이지 않는 액체 혼합물이나 현탁액과 같은 액체와 고체 혼합물을 분리하는 과정이다. 용액의 밀도 차이와 like dissolves like의 원리를 이용하여 분리해낸다.5.10 Chromatography1) 크로마토그래피의 종류① 흡착 크로마토그래피(Adsorption Chromatography): 시료가 mobile phase와 함께 흡착제를 지나갈 때 선택적으로 활성자리에 흡착(수소결합 등의 인력 상호작용)되는 방식을 말한다.시료의 구조와 극성 또한 흡착 여부에 큰 영향을 미친다.liquid-solid/gas-solid 크로마토그래피가 여기에 해당한다.② 크기 배제 크로마토그래피(Size Exclusion Chromatography): stationary phase로 사용한 다공성 겔이 갖는 물리적 특성 이용한 방식이다. 시료의 크기 작을수록 겔 사이 틈새에 잘 끼어 이동이 어려워진다.③ 친화 크로마토그래피(Affinity Chromatography): Affinity resin과 분석 물질의 특이적인 결합을 이용하는 방식이다.④ 이온 교환 크로마토그래피(Ion-Exchange Chromatography): 분석물질의 charge 차이를 이용하여 분리하는 방식이다.⑤ 분배 크로마토그래피(Partition Chromatography): 시료 분자들의 mobile phase와 stationary phase에 대한 상호작용(용해도) 차이로 시료 분자들 분리하는 방식이다.<중 략>2) 정상(순상) 크로마토그래피(Normal Phase Chromatography)의 과정① packing- Wet packing: silica를 용매와 섞은 뒤 column에 붓는 방식이다. 가장 기본적이고, 공기방울의 방해를 받지 않아 packing도 잘 되는 편이다.- Dry packingsilica를 column에 넣은 뒤 용매를 넣고 압축공기로 밀어내는 방식이다.
1. Title : Alcohol synthesis2. Date : 2023년 04월 7일, 14일, 21일 (금)3. Purpose: 환원 반응의 기본 원리와 실험 방법을 이해한다. Terephthalaldehyde Mono(diethyl Acetal)의 화학적 성질을 이해하고, 이를 기반으로 다른 유사한 화합물들의 합성과 반응을 예측할 수 있다.<중 략>우리가 합성한 4-(Diethoxymethyl)benzyl alcohol에는 서로 다른 종류의 H가 총 8종 존재한다. 또한 이번 실험을 통해 얻은 NMR spectrum에서 8개의 peak를 얻었다.① 총 18H로 모든 H의 peak가 나왔다는 것을 알 수 있다.② 빨간색 H: 2.16 (t, J = 4.9 Hz, 1H) 주변에 서로 다른 화학적 환경에 있는 H(주황색 H 2개)와 coupling하여 triplet으로 쪼개졌음을 알 수 있다.주황색 H: 4.65 (d, J = 4.6 Hz, 2H) 주변에 서로 다른 화학적 환경에 있는 H(주황색 H 1개)와 coupling하여 doublet으로 쪼개졌음을 알 수 있다. (OH의 H와는 coupling 하지 않는다.)노란색 H: 7.34 (d, J =8.0 Hz, 2H) 주변에 서로 다른 화학적 환경에 있는 H(인접 연두색 H 1개)와 coupling하여 doublet으로 쪼개졌음을 알 수 있다. 약 7ppm 근처에서 나타난 것으로 보아 benzene 고리에 있는 H임을 알 수 있다. 또한 7.45ppm에서 나온 peak와 서로를 향해 기울어있는 peak의 모습을 통해 7.45ppm에서 나온 peak의 H와 coupling한다는 것을 알 수 있다.