우드워드 규칙

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1. 개요

우드워드 규칙은 유기화학에서 다이엔의 최대 흡수 파장(λmax)을 예측하는 데 사용되는 경험적 규칙이다. 이 규칙은 다이엔의 구조적 특징에 따라 λmax 값을 결정하며, 이종환형 또는 동종환형 다이엔의 기본값과 치환기, 이중 결합의 위치에 따른 증분을 더하여 계산한다. 공액 이중 결합이 4개 이상인 폴리엔의 경우에는 피셔-쿤 규칙을 적용한다.

우드워드 규칙
개요

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자외선-가시광선 분광법에서 최대 흡수 파장을 예측하는 데 사용되는 규칙
종류분광학 규칙
관련 항목고리형 반응
우드워드-호프만 규칙
상세 내용
개발자로버트 번스 우드워드
루이스 피저
개발 시기1940년대
목적최대 흡수 파장 예측
적용 분야자외선-가시광선 분광법
유기화학
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2. 적용

다이엔에 대한 우드워드 규칙은 표 1에 요약되어 있다. 다이엔은 두 개의 이중 결합이 하나의 고리에 포함된 동종환형이거나 두 개의 이중 결합이 두 개의 고리 사이에 포함된 이종환형이다.

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구조적 특징λmax 효과
(nm)
이종환형 다이엔의 기본 값214
동종환형 다이엔의 기본 값253
증분
이중 결합 연장 콘주게이션+ 30
알킬 치환기 또는 고리 잔기+ 5
고리외 이중 결합+ 5
아세테이트+ 0
에터+ 6
싸이오에터+ 30
브로민, 염소+ 5
2차 아민+ 60
표 1. 최대 다이엔 흡수 파장에 대한 규칙


위와 같은 규칙들을 통하여 UV 최대 흡수 파장을 예측할 수 있다. 다음 두 화합물을 예시로 들 수 있다.

Woodward-Fieser 규칙의 예
Woodward-Fieser 규칙의 예


위 그림의 왼쪽 화합물에서 초기 값은 214 nm(이종환형 다이엔)이다. 이 다이엔기는 4개의 알킬 치환체(1, 2, 3, 4로 표시)를 가지며 한 고리의 이중 결합은 다른 고리에 대해 고리외 이중결합이다(+5 nm). 위 그림의 오른쪽 화합물에서 다이엔은 4개의 알킬 치환기를 갖는 동종환형이다. 중앙 B 고리의 두 이중 결합은 고리 A와 C 각각에 대해서 고리외 이중결합이다.

공액 이중 결합이 4개 이상인 폴리엔의 경우 Fieser–Kuhn 규칙을 사용해야 한다.

3. 추가 규칙

다이엔에 대한 우드워드 규칙은 다음과 같이 표로 요약할 수 있다. 다이엔은 두 개의 이중 결합이 하나의 고리에 포함된 동종환형이거나 두 개의 고리 사이에 두 개의 이중 결합이 포함된 이종환형이다.

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구조적 특징λmax 효과 (나노미터)
이종환형 다이엔의 기본 값214
동종환형 다이엔의 기본 값253
증분
이중 결합 연장 콘주게이션+ 30
알킬 치환기 또는 고리 잔기+ 5
고리외 이중 결합+ 5
아세테이트+ 0
에터+ 6
싸이오에터+ 30
브로민, 염소+ 5
2차 아민+ 60
최대 다이엔 흡수 파장에 대한 규칙


이러한 규칙들을 통하여 UV 최대 흡수 파장을 예측할 수 있다.

Woodward-Fieser 규칙의 예
Woodward-Fieser 규칙의 예


위 그림의 왼쪽 화합물에서 초기 값은 214 nm(이종환형 다이엔)이다. 이 다이엔기는 4개의 알킬 치환기(1, 2, 3, 4로 표시)를 가지며 한 고리의 이중 결합은 다른 고리에 대해 고리외 이중결합이다(+5 nm). 위 그림의 오른쪽 화합물에서 다이엔은 4개의 알킬 치환기를 갖는 동종환형이다. 중앙 B 고리의 두 이중 결합은 고리 A와 C 각각에 대해서 고리외 이중결합이다.

공액 이중 결합이 4개 이상인 폴리엔의 경우 피셔-쿤 규칙을 사용해야 한다.

3.1. 폴리엔의 경우

다이엔에 대한 우드워드 규칙은 다음과 같이 표로 요약할 수 있다. 다이엔은 두 개의 이중 결합이 하나의 고리에 포함된 동종환형이거나 두 개의 고리 사이에 두 개의 이중 결합이 포함된 이종환형이다.

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구조적 특징λmax 효과 (나노미터)
이종환형 다이엔의 기본 값214
동종환형 다이엔의 기본 값253
증분
이중 결합 연장 콘주게이션+ 30
알킬 치환기 또는 고리 잔기+ 5
고리외 이중 결합+ 5
아세테이트+ 0
에터+ 6
싸이오에터+ 30
브로민, 염소+ 5
2차 아민+ 60


이러한 규칙들을 통하여 UV 최대 흡수 파장을 예측할 수 있다. 다음은 그 예시이다.

Woodward-Fieser 규칙의 예
Woodward-Fieser 규칙의 예


위 그림의 왼쪽 화합물에서 초기 값은 214 nm(이종환형 다이엔)이다. 이 다이엔기는 4개의 알킬 치환기(1, 2, 3, 4로 표시)를 가지며 한 고리의 이중 결합은 다른 고리에 대해 고리외 이중결합이다(+5 nm). 위 그림의 오른쪽 화합물에서 다이엔은 4개의 알킬 치환기를 갖는 동종환형이다. 중앙 B 고리의 두 이중 결합은 고리 A와 C 각각에 대해서 고리외 이중결합이다.

공액 이중 결합이 4개 이상인 폴리엔의 경우 피셔-쿤 규칙을 사용해야 한다.

3.2. 추가 설명

다이엔에 대한 우드워드 규칙은 다음 표와 같이 요약할 수 있다. 다이엔은 하나의 고리에 두 개의 이중 결합이 포함된 동종환형이거나 두 개의 고리 사이에 두 개의 이중 결합이 포함된 이종환형이다.

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좌우로 밀어서 보기
구조적 특징λmax 효과 (nm)
이종환형 다이엔의 기본 값214
동종환형 다이엔의 기본 값253
증분
이중 결합 연장 콘주게이션+ 30
알킬 치환기 또는 고리 잔기+ 5
고리외 이중 결합+ 5
아세테이트+ 0
에터+ 6
싸이오에터+ 30
브로민, 염소+ 5
2차 아민+ 60
최대 다이엔 흡수 파장에 대한 규칙


이러한 규칙들을 통하여 UV 최대 흡수 파장을 예측할 수 있다. 다음은 그 예시이다.

Woodward-Fieser 규칙의 예
Woodward-Fieser 규칙의 예


위 그림의 왼쪽 화합물에서 초기 값은 214 nm(이종환형 다이엔)이다. 이 다이엔기는 4개의 알킬 치환체(1, 2, 3, 4로 표시)를 가지며 한 고리의 이중 결합은 다른 고리에 대해 고리외 이중결합이다(+5 nm). 오른쪽 화합물에서 다이엔은 4개의 알킬 치환기를 갖는 동종환형이다. 중앙 B 고리의 두 이중 결합은 고리 A와 C 각각에 대해서 고리외 이중결합이다.

공액 이중 결합이 4개 이상인 폴리엔의 경우 피셔-쿤(Fieser–Kuhn) 규칙을 사용해야 한다.