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DFT 계산을 이용한 Buchwald-Hartwig amination 반응 메커니즘 연구 원문보기

EDISON SW 활용 경진대회 논문집. 제3회(2014년), 2014 Mar. 21, 2014년, pp.371 - 383  

강성우 (KAIST 화학과)

초록
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이 연구에서는 팔라듐 착물 $Pd(PPh_3)_2$을 사용한 bromotoluene과 morpholine간의 coupling reaction (Buchwald-Hartwig amination) 반응 메커니즘을 계산화학적 방법을 이용하여 연구하였다. 용매화 자유에너지를 고려한 중간체 에너지를 비교하였으며, 반응물질이 o-bromotoluene 일 때와 p-bromotoluene 일 때, 반응 중간체로 monophosphine 착물이 형성되는 경우와 bisphosphine 착물이 형성되는 경우를 비교하였으며, 반응 중간체로 bisphosphine 착물이 형성되는 경우 cis 이성질체가 중간체인 경우와 trans 이성질체가 중간체인 경우를 비교하였다. 그 결과, 반응물로 p-bromotoluene을 사용할 때 o-bromotoluene을 사용할 때보다 중간체가 상대적으로 더 안정하여 더 좋은 수득률을 얻을 수 있을 것으로 예상되었다. 또한 $Pd(PPh_3)_n(o-tolyl)(N(CH_2CH_2)_2O)$ (n=1 또는 2) 중간체를 제외하고는 모든 경우에서 bisphosphine 중간체가 형성되는 반응경로가 더 안정한 것으로 밝혀졌다. 그리고 $Pd(PPh_3)_2ArBr$의 경우 trans 이성질체가 cis 이성질체보다 안정하지만 $Pd(PPh_3)_2Ar(N(CH_2CH_2)_2O)$의 경우 반대로 cis 이성질체가 trans 이성질체보다 안정한 것으로 나타났다.

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