팔라듐 촉매를 이용한 올레핀의 Bisalkoxycarbonylation

Abstract

본 연구에서는 Pd-bis(N-heterocyclic carbene, (NHC)) 촉매를 사용하여 올레핀과 일산화탄소, 알코올을 결합하는 Bisalkoxycarbonylation을 효과적으로 진행하는 방법을 제안하고자 한다. 또한, 이 반응으로 생기는 생성물은 유기화학 분야뿐 만 아니라 의학, 약학, 상업적으로 유용한 물질이다. 예로, 이 연구를 통해 얻을 수 있는 숙신산 다이메틸은 상업적으로 유용한 물질이며, 일반적으로 숙신산의 에스터화 반응을 통해 얻어지나 이 반응을 통해 에틸렌에서 바로 합성할 수 있다. 또한, 지금까지 연구된 Bisalkoxycarbonylation을 살펴보면 일반적으로 팔라듐 촉매와 인(Phosphine)계열의 리간드를 사용하였다. 하지만 인 리간드는 합성 시 쉽게 산화되기 때문에 이를 사용하여 반응을 진행하게 되면 반응 조건이 더 까다로워지게 된다. 따라서 본 연구에서는 기존 반응에 대비해서 상대적으로 다루기 쉬운 NHC(N-헤테로사이클릭) 카빈 리간드가 결합한 팔라듐 촉매를 사용하여 반응을 효율적으로 진행 시키는 방안을 연구하였다. 또한, 위 연구를 통해 NHC-Pd 촉매의 할로겐 치환에 따라 반응 선호도가 다름을 발견할 수 있었다. 즉, 이를 통해 할로겐의 치환 정도에 따라 촉매의 활성 정도가 달랐다. 그중 가장 활성이 좋은 촉매인 할로겐이 한 자리 치환된 촉매는 새로합성된 촉매로서, 결정 구조 분석을 통해 구조를 규명하였다 (Scheme 1).