초록 ▼

연구의 목적 및 내용
1. 입체선택성이 뛰어난 분자체 (molecular sieve)로 제올라이트의 장점을 가지며 다양한 촉매 기능이 추가된 불균일계 촉매(zeolite-like) 제조를 자기조립에 의한 초분자 합성법을 사용하여 구현한다.
1-1) 비대칭 입체환경과 촉매로 작용할 작용기를 가진 적절한 유기리간드를 디자인하고 합성한다.
1-2) 이들을 금속과 결합시켜 MOF (Metal-Organic Frameworks) 다공성 물질이나 무한망상구조를 가진 결정을 얻는다.
2. 이 물질들의 효율적인 입체선택적

연구의 목적 및 내용
1. 입체선택성이 뛰어난 분자체 (molecular sieve)로 제올라이트의 장점을 가지며 다양한 촉매 기능이 추가된 불균일계 촉매(zeolite-like) 제조를 자기조립에 의한 초분자 합성법을 사용하여 구현한다.
1-1) 비대칭 입체환경과 촉매로 작용할 작용기를 가진 적절한 유기리간드를 디자인하고 합성한다.
1-2) 이들을 금속과 결합시켜 MOF (Metal-Organic Frameworks) 다공성 물질이나 무한망상구조를 가진 결정을 얻는다.
2. 이 물질들의 효율적인 입체선택적 불균일계 촉매로 개발한다.
연구결과
1. 카이랄 MOF합성할 때 고려할 사항들을 확인하였다.
- 골격은 가능한한 대칭적으로 입체환경은 골격의 일부분에 도입
- 카이랄 바이페닐 골격을 근간으로 10여개의 호모카이랄 MOF 결정 합성 (이중 4개 구조 확인)
2. 얻어진 MOF를 입체선택적 반응에 적용함
- 얻어진 MOF그대로 적용
- 바이페놀에 적절한 금속을 도입. 루이스 산 촉매자리를 가진 불균일계 촉매 개발
; 카르보닐-인 반응, 헤테로 딜스 올더 반응, 에폭사이드 자리 바꿈 반응, 프리델 크래프츠 반응
- 바이페놀에 양쪽성 작용기를 가진 그룹 도입 (bifunctional catalyst)
; 실릴 사이아네이션 반응 수행
3. 촉매반응의 경우 대부분의 반응은 표면에서만 일어난다.
- 손님분자의 MOF결정 또는 임의의 다공성물질에 출입가능성 확인 방법 고안
; 이광자형광법
- 이를 이용하여 촉매반응은 대부분 결정 표면에서만 일어난다는 점을 증명
- 표면에 있는 반응자리의 입체환경은 결정 내 입체환경에 비해 열악함을 증명
4. 향후 MOF 기반 촉매 개발의 지향점 제시 ; hierachical porous materiPUrpose and Contentsls 개발
연구결과의 활용계획
1. 입체선택성이 개선된 카이랄 MOF 촉매 개발 ; 연구 중 가능성이 있는 촉매계를 가지고 flow reactor개발에 응용
2. 서로 다른 촉매를 연속적으로 연결해 다단계 tandem 반응 개발에 응용

Abstract ▼

Purpose&contents
1. The development of molecular sieve bearing catalytic site as the heterogeneous catalyst is proposed. They must possess the advantages of zeolite in terms of the ratio the number of active sites/ bulk and robust frame as well as activity of enzymes. It could be obtained by the

Purpose&contents
1. The development of molecular sieve bearing catalytic site as the heterogeneous catalyst is proposed. They must possess the advantages of zeolite in terms of the ratio the number of active sites/ bulk and robust frame as well as activity of enzymes. It could be obtained by the self-assembly.
1-1) The design of chirsl ligand and their synthesis, 1-2) Self-assembly of MOF and their characterization.
2. The enantioselective reactions will be tested.
Result
1. The rationale behind the formation of chiral MOF are defined.
- The frame should be as symmetric as possible, and the chirality may better be introduced locally.
- 10 chiral MOFs based on the chiral biphenols have been synthesized, and the structure 4 among them are rigorously characterized by X-ray single crystallography.
2. The MOF-based heterogeneous catalysts have been tested for the enantioselective reactions.
- as synthesized
- after introduction of metal for the generation of Lewis acidic catalytic site
; Carbonyl-ene reaction, Hetero Diels-Alder reaction, Epoxide rearrangement, Friedel-Crafts reaction
- after introduction of bifunctional catalyst ; Cyanosilylation reaction
3. The most catalytic reactions take place on the surface of the crystal instead of inside crystal
- Developed the method to measure the penetration of guest molecules into MOF crystals ; Two-photon fluorescence microscopy
- Demonstrated the reaction on the surface of the crystals, if catalytic.
- Demonstrated the inferiority of the chiral environment on the surface than the inside.
4. Providing a guideline for the future issue in this field ; a hierachical MOF.
Expected Contribution
1. Development of recyclable chiral heterogeneous catalysts with the improvement in enantioselectivity.
2. Development of tandem catalytic system by connecting the catalyst sequentially.

목차 Contents

• 핵심연구사업 최종보고서(평가용) ... 1
• 목 차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 9
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 12
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 49
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 54
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 54
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 55
• 8. 참고문헌 ... 56
• 9. 연구성과 ... 58
• 10. 기타사항 ... 66
• 끝페이지 ... 71