1997년 이학박사학위 논문초록
정 택 동
서울대학교 자연과학대학 화학과, 지도교수 : 김 하 석
전기화학적 활성을 가지는 새로운 이온수용체(ionophore)로서 캘릭스아렌(calixarene) 구조물에 퀴논(quin
one)기 및 아조(azo)기를 치환시킨 분자를 설계, 합성하였다. 비수용매에서 이 화합물들의 전기화학적 거동은 이미 잘 알려진
벤조퀴논의 거동과 매우 유사하고, 두개의 퀴논기가 치환된 분자의 경우는 한 구조물에 공간적으로 떨어진 채 연결되어 있는 벤
조퀴논들의 독립적인 산화환원 거동으로 이해할 수 있다. 양이온이 공존할 경우 일어나는 환원전위 이동의 크기로부터 전기화학
적 환원의 결과 증강된 결합상수를 예측할 수 있다. 핵자기공명법과 열량적정법(calorimetric titration)을 사용하여 얻어진
착화합물 형성반응의 결합상수는 유사한 구조의 퀴논을 포함하지 않은 캘릭스아렌 화합물과 비슷하다. 퀴논기로 치환된 캘릭스
아렌 화합물의 열역학적인 성질은 기존의 각종 이온수용체들과 비교하여 캘릭스아렌 구조 고유의 특징을 유지하고 있음을 보여주
며, 퀴논 치환에 의하여 분자 구조의 유연성이 개선됨으로써 고리 크기보다 상대적으로 큰 양이온들과 착물을 이룰 수 있다. 비
수용매 속의 캘릭스아렌 화합물은 양성자화된 알킬아민류(alkylamines)가 공존하면 착물 형성 여부에 의하여 환원전위에 규칙성
있는 영향을 받고, 이것은 수소결합 주게의 산성도와 전기화학적 환원 부위이외의 수소결합 형성이 중요한 원인으로 작용한다.
따라서 착물 형성 및 전기화학적 거동은 용매의 성질에 의존하며 몇 가지 다른 성질의 용매속에서 명백한 거동차이를 보인다.
그리고 이러한 현상은 아민(amine)기를 가진 생리활성물질의 정량 및 정성분석에 응용될 수 있다. 한편, 아조기로 치환된 캘릭
스아렌의 경우 양이온이 공존할 때 전기화학적 거동의 변화이외에도 가시광선 영역 내에서의 흡광도 변화를 보이며 그것은 캘릭
스아렌의 동공 크기에 맞는 양이온이 있을 때 극명하다. 퀴논기로 치환된 캘릭스아렌은 유리질 탄소전극(glassy carbon electro
de)에 매우 간단한 방법으로 흡착되어 수용액상에서도 사용 가능하고, 알킬티올(alkylthiol)기가 치환된 캘릭스아렌의 경우는 금
전극표면에 흡착되어 고리형 이온수용체(annular ionophore)가 고체전극표면에 간단한 방법으로 수식(modification)될 수 있다.
또한 수용성 캘릭스아렌의 기본적인 성질과 알칼리 토금속 이온과의 특이한 반응은 수용액상에서의 다양한 응용 가능성을 제시
한다. 캘릭스아렌류와 함께 종래의 화합물을 구조적으로 개선한 샌드위치형 크라운 에테르(crown ether) 화합물을 이온수용체로
사용하여 고분자 액체막(polymeric liquid membrane)을 만들고 이를 전위차 측정법(potentiometry)에 이용하였을 때 관찰된 결
과는 이들이 이온선택성 전극(ion-selective electrode)의 이온수용체로서 높은 선택성을 가짐을 보여준다.
주요어: 산화환원 의존성 이온수용체, 캘릭스아렌, 이온선택성 전극, 환원전위 증강 효과, 퀴논, 아조, 알킬아민, 수소결합.
Top Page