linear한 화학구조에서 열분해 거동시 ester 옆에 carbon을 하나 더 추가한 것 뿐인데 Td가 높아지는 이유는?

Question

안녕하세요 유기합성 관련하여 석사과정을 진행하고 있는 학생입니다.

수율문제를 개선하기 위해서 사진과 같이 파란색 동그라미의 탄소를 하나 더 추가했습니다.

근데 오히려 탄소를 추가한 구조가 Td가 더 높에 측정되어서

보편적인 지식으로는 carbon chain이 더 길면 열을 받는 면적이 늘어나고 약한 C-C weak bond가 생긴 것이니까

더 낮은온도에서 분해되는게 맞는 것 같은데

그 반대의 결과가 나온게 어떠한 이유 때문인지 궁금합니다.

요는 탄소를 하나 더 추가 했을 뿐인데 분해온도가 20oC가량 높아졌습니다. 이유가 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.

유기합성에서 수율을 개선하기 위해

탄소 사슬을 변경할 때 여러 요인들이

물리적 성질에 영향을 미칩니다.

탄소 사슬이 길어질수록

열적 안정성이 감소하는 경향이 있지만

이는 단순화된 관점입니다.

여러 복합적인 요인들이 작용하여

분해 온도(Td)를

결정합니다.

새로운 탄소가 추가됨으로써 주변의 원자들 사이에

더 많은 입체장애를

일으켜서 분자의 안정성이

상대적으로 증가했을 수 있습니다.

탄소의 추가로 인해

분자의 전자 구조가 변화되어

공명 안정화 효과가 생기거나 강화되었을 수 있습니다.

이 공명은 분자의

열적 안정성을 높일 수 있습니다.

새로운 탄소가 추가되어 분자 내 수소 결합이나

반데르발스 힘과 같은

비공유 전자쌍의 상호작용이 변할 수 있으며

이러한 변화는 분자의 안정화 또는 불안정화에

영향을 줄 수 있습니다.

단단한 물질의 경우 탄소의 추가로 인해

결정 구조가 바뀌어 열적

안정성이 증가했을 수 있습니다.

강력한 분자간 결합은 더 높은

열 분해 온도로 이어질 수 있습니다.

탄소 체인이 길어지면 분자의 유연성이

증가할 수 있으나 이러한

유연성이 더 견고한 3차 구조를

형성하는 데 기여하여

열적 안정성을 높일 수도 있습니다.

이러한 요소들 사이의 상호작용이 복잡하기

때문에 구체적인 분자 구조와 실험 조건을 볼 때만

정확한 결론에 도달할 수 있습니다.

더욱 상세한 분석을 위해서는

추가적인 실험 데이터나

계산 화학을 통한 이론적 연구가

필요할 수 있습니다.

분자의 열적 안정성에 기여하는

이러한 요소들에 대해

추가적인 실험적 데이터나

계산 데이터가 없이는 정확한 이유를 결정하기

어렵습니다.

연구의 이러한 부분을 좀 더

탐구하기 위해서는

지도 교수나 경험이 풍부한 연구원과 상의하거나

이러한 변화들을 설명할

수 있는 문헌을 찾아보는

것이 필요합니다.

답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.