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Journal of the Korean Chemical Society (JKCS)

ISSN 1017-2548(Print)
ISSN 2234-8530(Online)
Volume 34, Number 6
JKCSEZ 34(6)
December 20, 1990 

 
Title
Chemical Reactions in Surfactant Solutions(Ⅲ). Nucleophilic and Micellar Catalyses on Hydrolysis of an Organic Phosphate by Sodium 2-Alkylbenzimidazole-5-sulfonates in Aqueous and CTABr Solutions

계면활성제 용액속에서의 화학반응(제3보) 유기인산 에스테르의 가수분해반응에 미치는 2-알킬벤즈이미다졸-5-술포네이트의 친핵적 및 미셀 촉매효과
Author
Young-Seuk Hong, Hee-Hyun Park, Han-Seok Park

홍영석, 박희현, 박한석
Keywords
Abstract
CTABr 미셀 용액속에서의 sodium 2-alkylbenzimidazole-5-sulfonate(R-BI-SO3Na)의 음이온에 의해 추진되는 p-nitrophenyldiphenylphosphate(p-NPDPP)의 탈인산화 반응은 sodium benzimidazole-5-sulfonate(BI-SO3Na)의 음이온에 의해 추진되는 반응의 반응속도보다 현저히 감소하고, 알킬기의 길이가 methyl기에서 heptyl기로 길어질수록 감소의 정도가 더욱 크다. 이것은 CTABr을 포함하고 있지 않는 수용액속에서의 BI-SO3Na 및 R-BI-SO3Na 에 의한 탈인산화 반응속도가 별차이가 없음을 감안할 때, 이들 친핵체의 알킬기가 미셀 의사층(micellar pseudophase)내에서 입체장애(steric hinderance)로 작용하기 때문인 것으로 판단된다. 이것은 수용액과 미셀 용액속에서의 반응의 측정된 활성화에너지(△H≠, △G≠ 및 △S≠)의 값과도 정성적으로 일치하고 있다. 이러한 입체장애가 반응속도에 미치는 영향을 정량적으로 계산하고자 시도하였다. Nonyl기에서 pentadecyl기까지 긴 알킬기를 갖고 있는 R-BI-SO3Na는 그것들의 benzimidazole 부분(BI moiety)이 친핵체로 작용할 뿐 아니라, 이 분자들은 CTABr을 포함하지 않는 수용액속에서 미셀을 형성하여 반응을 촉진함을 알았다.

Dephosphorylation of p-nitrophenyldiphenylphosphate(p-NPDPP) mediated by anions of sodium 2-alkylbenzimidazole-5-sulfonate(R-BI-SO3Na) in CTABr micellar solutions are obviously slower than that by anion of sodium benzimidazole-5-sulfonate(BI-SO3Na), and the reation rates were decreased with increase of lengths of alkyl groups. This presents a striking contrast to the reactions in aqueous solutions without added CTABr, of which the reaction rates are on approximately same levels. It seems due to steric effect of alkyl groups of R-BI-SO3Na in the Stern layer of micelle, and it is supported by measured activation parameters(△H≠, △G≠ and △S≠) of the reactions in aqueous and micellar solutions. In addition to nucleophilic ability of benzimidazole moiety of R-BI-SO3Na on the reactions, these compounds with long alkyl groups(nonyl to pentadecyl) are micellized for themseleves, and increase the reaction rates due to their micellar catalyses in aqueous solutions, not including CTABr.

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629 - 636
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