구리 촉매를 이용한 산소 산화 반응의 개발

Abstract

본 연구에서는 구리 촉매와 산소를 산화제로 이용하여 친환경적이고 경제적인 프로파질 알코올의 반응을 제안한다. 구리염과 2,2,6,6-tetramethylpiperidine N-oxy (TEMPO) 를 리간드 겸 반응물로 사용하여 propargyl alcohol 을 vinylic alkoxyamine 으로 전환하는 반응을 제안한다. Vinylic alkoxyamine 은 최근 주목 받고 있는 고분자 합성 기술인 ‘controlled/living radical polymerization (CLRP)’ 에 사용되는 유용한 물질로 기존의 합성법과 다른 propargyl alcohol 의 활성화를 통해 친환경적인 조건에서 합성할 수 있었으며 다양한 메커니즘 연구를 통해 allenic radical 중간체를 제안할 수 있었다. 또한 Copper-TEMPO complex 를 이용하여 propargyl alcohol 의 열역학적으로 안정한 carbon-carbon single bond 의 cleavage 반응을 유도할 수 있었다. 기존의 C-C bond cleavage 반응들 보다 더 mild 하고 친환경적인 공정으로, 반응을 통해 생성한 Cu-acetylene 중간체를 Huisgen cycloaddition 반응 및 alkyne-alkyne dimerization 에 응용할 수 있었다. 두 반응 모두 Cu-TEMPO complex 와 산소를 활용한 propargyl alcohol 의 산화를 기반으로 반응을 진행하고 있으나, 적절한 구리염과 반응물의 조합으로 매우 상이한 두 종류의 반응 (alkoxyamine 형성, 구리-acetylene 형성 및 관련 반응) 을 수행할 수 있었다.