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알데히드, 케톤의 유기 붕소 화합물 전환 반응에 성과를 이룬 란조우 화학물리 연구소

동향 개요

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기관명 NDSL
작성자 KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
작성일자 2018-07-13 00:00:00.000
내용 자연에서 널리 발견되는 중요한 화학 원료이면서 카르보닐 화합물의 고부가가치 이용에 대하여 많은 사람들이 주목하고 있다. 동시에, 유기 화학의 중요한 합성 빌딩블럭으로서, 유기 붕소 화합물의 효율적인 합성 또한 연구의 중요한 과제 가운데 하나이다. 중국과학원 란조우 화학물리연구소의 카르보닐합성 및 선택적 산화 중점 실험실 소주 연구원의 류초 (刘超) 연구 그룹은 유기 붕소화학의 카르보닐 화합물 전환 연구에 대해 집중하면서 일련의 연구 성과를 얻었다. 2017년 해당 연구팀은 처음으로 알데히드, 케톤류의 화합물의 탈산화반응과 동시에 붕소화반응을 통해 비스므트계 화합물의 합성에 성공하였다 ( J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 5257-5264). 또한 비스부트 화합물을 카르복실산을 enol 붕소 화합물로 전환하는데 응용하였다 ( Angew. Chem., In. Ed. 2018, 57, 5501-5505). 새로운 카르보닐 화합물의 전환을 위한 새로운 방법을 제공하고, 유기 붕소 화합물의 합성 및 응용에 대한 새로운 아이디어를 제공했다고 평가할 수 있다. 최근 류초 (Liu Chao)연구 그룹은 카르보닐 화합물을 double nucleophile로 사용하는 아이디를 가지고 처음으로 알데히드, 케톤화합물을 유기 붕소화 반응을 통해 관능기를 가진 secondary, tertiary 알킬 보론 에스터를 합성하는데 성공하였다. 알킬 보론 화합물은 유기 합성의 중간체로서 합성화학이나 의약 합성 및 재료 과학에서 중요한 역할을 한다. 그러나, 이러한 화합물의 대부분의 합성은 올레핀 및 할로겐화 알킬 화합물(할로 할로겐화합물)의 촉매에 의한 붕소 화에 의해서만 얻어 질 수 있었다. 따라서, 알데히드 및 케톤과 같은 저렴하고 쉽게 얻을 수 있는 카르보닐 화합물의 전환에 의해 알킬 붕소 화합물을 제조하는 것은 이러한 화합물의 새로운 제조 방법이 되며, 또한 카르보닐 화합물의 고부가치 이용을 위한 새로운 방법을 제공한다. 반응 동안, 카르보닐기를 먼저 B2pin2에 첨가하여 α-OBpin 알킬 붕소 중간체를 얻는다. 이어서, 리튬 시약 또는 Grignard 시약은 α-OBpin 알킬 붕소를 공격하여 C-B-O 결합 및 C-B-C 결합을 형성하는 탄소 nucleophile로 작용한다. C-B-O 구조의 형성으로 인해, 1,2- 이동은 수행하기 어려워서, 연구원들은 싸게 얻을 수 있는 methylchloroformate 을 첨가하여 새로운 leaving group을 만들어서 손쉽게 이러한 문제를 해결하였다. 동시에, 키랄 촉매가 사용될 때, 반응은 우수한 이성질체 선택성을 가지고 키랄 보론 유도체를 제조 할 수 있어서, leaving group을 가진 4 원 붕소 transition chemistry분야에서 촉매에 의해서 입체 선택성을 조절하여 키랄성 알킬 붕소 화합물을 제조할 수 있다. 이러한 접근 방식은 키랄 유도제를 당량으로 사용하지 않아도 되기 때문에, 전통적으로 사용하던 반응물에 의한 선택성 조절 방식과 비교하여 유리하다. 온라인 적외선 조사를 통하여 반응 메커니즘을 조사하였는데 반응 과정에서 새로운 leaving group이 생성되었음이 확인되었다. 해당 연구는 독일 응용화학 잡지 ( Angew. Chem. Int. Ed. 2018, doi: 10.1002/anie.201804684)에 발표되었다. 이 연구는 자연과학기금, 중국화학회 청년인재 프로젝트, 중국과학원 청년촉진회, 란조우 화학물리연구소 “특별 초빙인재 계획” 프로젝트 및 카르보닐 합성 및 선택적 산화 중점 실험실의 장기 지원에 의해 이루어졌다.
출처
원문URL 자연에서 널리 발견되는 중요한 화학 원료이면서 카르보닐 화합물의 고부가가치 이용에 대하여 많은 사람들이 주목하고 있다. 동시에, 유기 화학의 중요한 합성 빌딩블럭으로서, 유기 붕소 화합물의 효율적인 합성 또한 연구의 중요한 과제 가운데 하나이다. 중국과학원 란조우 화학물리연구소의 카르보닐합성 및 선택적 산화 중점 실험실 소주 연구원의 류초 (刘超) 연구 그룹은 유기 붕소화학의 카르보닐 화합물 전환 연구에 대해 집중하면서 일련의 연구 성과를 얻었다. 2017년 해당 연구팀은 처음으로 알데히드, 케톤류의 화합물의 탈산화반응과 동시에 붕소화반응을 통해 비스므트계 화합물의 합성에 성공하였다 ( J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 5257-5264). 또한 비스부트 화합물을 카르복실산을 enol 붕소 화합물로 전환하는데 응용하였다 ( Angew. Chem., In. Ed. 2018, 57, 5501-5505). 새로운 카르보닐 화합물의 전환을 위한 새로운 방법을 제공하고, 유기 붕소 화합물의 합성 및 응용에 대한 새로운 아이디어를 제공했다고 평가할 수 있다. 최근 류초 (Liu Chao)연구 그룹은 카르보닐 화합물을 double nucleophile로 사용하는 아이디를 가지고 처음으로 알데히드, 케톤화합물을 유기 붕소화 반응을 통해 관능기를 가진 secondary, tertiary 알킬 보론 에스터를 합성하는데 성공하였다. 알킬 보론 화합물은 유기 합성의 중간체로서 합성화학이나 의약 합성 및 재료 과학에서 중요한 역할을 한다. 그러나, 이러한 화합물의 대부분의 합성은 올레핀 및 할로겐화 알킬 화합물(할로 할로겐화합물)의 촉매에 의한 붕소 화에 의해서만 얻어 질 수 있었다. 따라서, 알데히드 및 케톤과 같은 저렴하고 쉽게 얻을 수 있는 카르보닐 화합물의 전환에 의해 알킬 붕소 화합물을 제조하는 것은 이러한 화합물의 새로운 제조 방법이 되며, 또한 카르보닐 화합물의 고부가치 이용을 위한 새로운 방법을 제공한다. 반응 동안, 카르보닐기를 먼저 B2pin2에 첨가하여 α-OBpin 알킬 붕소 중간체를 얻는다. 이어서, 리튬 시약 또는 Grignard 시약은 α-OBpin 알킬 붕소를 공격하여 C-B-O 결합 및 C-B-C 결합을 형성하는 탄소 nucleophile로 작용한다. C-B-O 구조의 형성으로 인해, 1,2- 이동은 수행하기 어려워서, 연구원들은 싸게 얻을 수 있는 methylchloroformate 을 첨가하여 새로운 leaving group을 만들어서 손쉽게 이러한 문제를 해결하였다. 동시에, 키랄 촉매가 사용될 때, 반응은 우수한 이성질체 선택성을 가지고 키랄 보론 유도체를 제조 할 수 있어서, leaving group을 가진 4 원 붕소 transition chemistry분야에서 촉매에 의해서 입체 선택성을 조절하여 키랄성 알킬 붕소 화합물을 제조할 수 있다. 이러한 접근 방식은 키랄 유도제를 당량으로 사용하지 않아도 되기 때문에, 전통적으로 사용하던 반응물에 의한 선택성 조절 방식과 비교하여 유리하다. 온라인 적외선 조사를 통하여 반응 메커니즘을 조사하였는데 반응 과정에서 새로운 leaving group이 생성되었음이 확인되었다. 해당 연구는 독일 응용화학 잡지 ( Angew. Chem. Int. Ed. 2018, doi: 10.1002/anie.201804684)에 발표되었다. 이 연구는 자연과학기금, 중국화학회 청년인재 프로젝트, 중국과학원 청년촉진회, 란조우 화학물리연구소 “특별 초빙인재 계획” 프로젝트 및 카르보닐 합성 및 선택적 산화 중점 실험실의 장기 지원에 의해 이루어졌다.
내용 http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIDetailView?keyValue=03553784&target=TREND&cn=GTB2018004255
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주제어 (키워드) 1. 키랄 카르보닐 선택성 2. chiral carbonyl selectivity