초록 ▼

Alcohol에서 hydroxy 작용기를 제거하는 반응은 천연물 합성, 특히 carbohydrate나 aminoglycoside 합성에 있어서 매우 중요한 반응 중의 하나이다. 한 예로 aminoglycoside 항생제에 있어서 hydroxy 작용기를 제거하면 bacteria가 O-acylation이나 O-phosphorylation을 통해서 항생제의 약효를 약화시키는 것을 막아주기 때문에, 항생제의 생화학적 활성이 증가하는 것을 볼 수 있다. 이온 반응을 통한 alcohol의 hydroxy 작용기를 제거하는 방법은 많이 알

Alcohol에서 hydroxy 작용기를 제거하는 반응은 천연물 합성, 특히 carbohydrate나 aminoglycoside 합성에 있어서 매우 중요한 반응 중의 하나이다. 한 예로 aminoglycoside 항생제에 있어서 hydroxy 작용기를 제거하면 bacteria가 O-acylation이나 O-phosphorylation을 통해서 항생제의 약효를 약화시키는 것을 막아주기 때문에, 항생제의 생화학적 활성이 증가하는 것을 볼 수 있다. 이온 반응을 통한 alcohol의 hydroxy 작용기를 제거하는 방법은 많이 알려져 있지만, 이들은 입체장애가 크고 이온 반응 조건에 민감한 화합물들에 대해서는 사용할 수가 없다. 이런 방법을 보완한 것이 radicaldeoxygenation (Barton-McCombie reaction)이다. Barton-McCombie 반응은 mild한 반응조건을 제공하며 입체장애가 큰 secondary alcohol의 hydroxy 작용기를 제거할 수 있는 유용한 방법으로 알려져 있으며, 그 응용 예는 많이 보고되었다. 이와 같이Barton-McCombie 반응은 유기합성에 널리 이용되고 있는데 tributyltin hydride를 사용함으로 여러가지 단점들을 가지고 있다. 일반적으로 organotin 화합물은 독성이 크고, 원하는생성물로부터 완전하게 제거할 수 없으며, 상대적으로 가격이 비싼 편이어서 large-scale로반응을 수행할 수 없으며, 특히 그 독성 때문에 pharmaceutical industry에서는 전혀 사용할수가 없었다. 본 연구의 주요 목적은 이와 같은 단점을 가지고 있는 organotin hydride를대신해서 Barton-McCombie reaction에서 radical hydrogen source 역할을 할 수 있는 새로운 화합물을 개발하는 것이 되겠다.본 연구는 다양한 P-H bond를 함유하는 phosphorous 화합물들을 합성한 다음, 이들화합물들과 alcohol의 S-methyl dithiocarbonate 유도체나 arylthionocarbonate 유도체들과반응시켜 radical hydrogen source로서의 반응성을 연구하였다. P-H bond를 함유하는phosphorous 화합물로는 diakyl phosphite, diaryl phosphite, dialkyphosphine oxide,diarylphosphine oxide, (Me3SiO)2PH, dialkyl phosphorothioite, alkyl hypophosphite 등을합성하여 그 반응성을 검토하였다. 이들 중 diaryl phosphite와 phosphine oxide 계통의 화합물이 radical hydrogen source로서 좋은 반응성을 보여 주었다. 특히 dibutylphosphineoxide와 diphenyl phosphine oxide의 반응성이 매우 좋았다. 이들에 대해서 가장 적절한radical initiator에 관해 연구한 결과, tbutyl peroxide와 azo 화합물 계통의 AIBN(axobisisobutyronitrile)과 1,1'-azobis(cyclohexanecarbonitrile)이 가장 효과적인 radicalinitiator인 것을 알았다. 이들 새로운 radical hydrogen source에 대해서 최적 조건을 확립한 다음, 다양한 alcohol의 hydroxy group 의 제거 반응을 수행하여, 높은 수율로 deoxyproduct를 얻었다. 이 반응 조건에서 steroid나 carbohydrate의 hydroxy group 또한 용이하게 제거되는 것을 볼 수 있었다.이와 같이 좋은 반응성을 나타내는 dibytylphosphine oxide나 diphenylphosphine oxide는 alcohol의 radical deoxygenation뿐만 아니라, dehalogenation, deamination, deselenation등의 radical reduction 반응과 C-C 결합 형성 반응에 이용할 수 있을 것으로 기대된다.

Abstract ▼

Reactions for the selective replacement of hydroxy groups byhydrogen are very important in many areas of natural product chemistry, particularly inthe chemistry of carbohydrates and aminoglycosides. For instance, deoxyaminoglycoside antibiotics show enhanced biological activity beca

Reactions for the selective replacement of hydroxy groups byhydrogen are very important in many areas of natural product chemistry, particularly inthe chemistry of carbohydrates and aminoglycosides. For instance, deoxyaminoglycoside antibiotics show enhanced biological activity because various bacteria cannot deactivate the antibiotics by O-acylation or O-phosphorylation. Although a numberof ionic reactions for the deoxygenation of alcohols have been reported,Barton-McCombie reaction is the most frequently used method for the deoxygenation ofalcohols. Radical deoxygenation is particularly suitable in the case of sterically hinderedhydroxy groups. Tin hydrides are useful in radical deoxygenation. However, they arevery toxic and expensive, and it is difficult to remove the tin byproducts completelyfrom the desired products. Consequently, they are not suitable for large scale work andunacceptable for pharmaceutical applications. Therefore, it was crucial to findsubstitutes for tin hydrides which are economic, non toxic and cheap. The mainpurpose of the research is finding new radical hydrogen sources to use in organicsynthesis.In this research, we have synthesized various phosphorous compounds containingP-H bond. For example, dialkyl phosphite, diaryl phosphite, dialkylphosphine oxide,diarylphosphine oxide, (Me3SiO)2PH, dialkyl phosphorothioite, and alkyl hypophosphite,etc. were made. The P-H bond containing compounds were treated with the S-methyldithiocarbonate and arylthionocarbonate derivatives of alcohols to find that they could beused efficiently instead of tributyltin hydride. Among them, diaryl phosphite,dibutylphosphine oxide, and diarylphosphine oxide showed high reactivity as radicalhydrogen sources. Especially, dibutylphosphine oxide and diphenylphosphine oxide werevary efficient for the radical deoxygenation of alcohols. The optimal reaction conditionswere established with changing the reagents, reaction temperature, solvents, andinitiators. Among the various radical initiators we have examined, tbutyl peroxide,AIBN, (azobisisobutyronitrile), and 1,1'-azobis(cyclohexanecarbonitrile) were effective toinitiate the reactions. Various alcohols including steroids and carbohydrates weredeoxygenated under the conditions giving the corresponding deoxy product in highisolated yields.We expect that new radical hydrogen sources (dibutylphosphine oxide anddiphenylphosphine oxide) can be used for the radical reduction such as dehalogenation,deamination, denitration, and deselenation. It also be expected to be applied for thecarbon-carbon bond formation in the intermolecular and intermolecular cyclization.

목차 Contents

• 목 차...6
• 1) 서론...7
• 2) 연구방법...16
• 3) 결과 및 고찰...26
• 4) 결론...42
• 5) 인용문헌...44
• 연구수행 관련 논문발표목록서...48
• 자체평가서...49