초록 ▼

연구의 목적 및 내용
본 연구는 새로운 전이금속 촉매반응의 개발과 폭넓은 활용을 목적으로 한다. 신규 촉매반응의 개발을 위하여 전례 없는 균일 및 비균일 유기금속 착화합물의 반응성, 기작을 바탕으로 개념적으로 새로운 접근을 제안하였다. 촉매시스템의 관한 연구에서 도출되어 개발된 촉매반응을 이용하여 생리활성을 지닌 천연물, 신약개발에 활용가치가 높은 저분자 화합물 라이브러리 및 기능성 고분자의 효과적 합성을 목표로 한다.

연구결과
유기금속 화합물의 특이한 반응성을 바탕으로 전이금속이 매개하는 새로운 촉매반응의

연구의 목적 및 내용
본 연구는 새로운 전이금속 촉매반응의 개발과 폭넓은 활용을 목적으로 한다. 신규 촉매반응의 개발을 위하여 전례 없는 균일 및 비균일 유기금속 착화합물의 반응성, 기작을 바탕으로 개념적으로 새로운 접근을 제안하였다. 촉매시스템의 관한 연구에서 도출되어 개발된 촉매반응을 이용하여 생리활성을 지닌 천연물, 신약개발에 활용가치가 높은 저분자 화합물 라이브러리 및 기능성 고분자의 효과적 합성을 목표로 한다.

연구결과
유기금속 화합물의 특이한 반응성을 바탕으로 전이금속이 매개하는 새로운 촉매반응의 발견과 개발 그리고 천연물 전합성에의 응용에 관한 연구를 수행하였다. 신규 균일촉매의 개발은 천연물이나 의약후보물질의 합성에 광범위하게 쓰일 수 있는 높은 원자 경제성으로 분자 복잡도의 현저한 증가를 야기하는 일련의 반응들을 타깃으로 하여 성공적으로 새로운 반응을 개발할 수 있었다. 새로운 촉매계의 개발에 관한 연구는 상자성을 지닌 나노입자 지지체의 표면에 전이금속촉매를 정착시켜서 만든 재활용이 가능한 촉매시스템을 합성하여 유기합성반응에 적용하는 연구도 포함하였다. 본 연구에선 금속촉매의 개발뿐만 아니라 응용에 관한 병행탐구 수행하였다. 촉매의 응용에 관한 연구로서 새로운 고리화 반응을 사용하여 복잡한 천연물을 간결하게 합성할 수 있는 전략개발, 새로운 탄소 골격에 바탕을 둔 라이브러리 합성이 수행되었다. Ru 촉매를 이용한 고리화 반응, 텐덤 중합법을 개발하여 리빙 중합을 성공시켰다. 위의 반응법 개발은 거대 고분자 합성까지 가능하여 1D 선형 나노구조를 획득할 수 있음을 밝혔다. Cu 촉매를 이용하여 다중 중합법 개발하여 고분자 라이브러리를 획득에 성공하였으며, Pd 촉매를 나노입자로 만들고 자성체 기능을 추가하여 Suzuki 중합법을 성공시켜 11회 재활용할 수 있게 하였다. Ni 촉매 반응으로 GRIM 중합법을 활용하여 나노구조체를 이루는 thiophene 계열의 고분자를 쉽게 합성할 수 있음을 보였다.

연구결과의 활용계획
개발된 새로운 촉매반응이 유기합성의 넓은 영역에 활용 가능하도록 응용범위를 확장하는 후속연구를 진행할 계획이다. 개발된 개념적으로 새로우며 환경친화적인 촉매반응을 일차적으로 생리활성을 보유한 천연물 및 유도체 전합성에 핵심단계로 활용하여 효과적인 혁신적인 합성루트를 개발하고, 의약유사 화합물 라이브러리 설계 및 구축에 적용하여 치료제 및 진단시약 개발에 관한 특허와 논문발표를 진행할 예정이다. 신개념 촉매반응을 통한 고분자 중합을 통하여 새로운 구조와 기능을 지닌 소재개발의 발판이 마련되었으므로 후속연구에서는 유용성을 극대화하는 새로운 유기전자소자의 합성에 초점을 맞출 계획이다. 휴대성이 높은 두루마리 모니터, 지갑 크기에서 펼쳐지는 컴퓨터 제작 및 유기태양전지 소재의 합성이 일차적인 활용대상이 될 것이다.

(출처 : 요약문 4p)

Abstract ▼

Purpose&contents
Proposed here is a collaborative research program that aims at the development of transition metal-catalyzed reactions for use in broad areas of organic synthesis. The specific goals of the research include: 1) development of conceptually new transition metal-catalyzed reaction s

Purpose&contents
Proposed here is a collaborative research program that aims at the development of transition metal-catalyzed reactions for use in broad areas of organic synthesis. The specific goals of the research include: 1) development of conceptually new transition metal-catalyzed reaction systems, 2) development of magnetically recyclable catalyst systems, 3) development of strategies for the construction of novel scaffold-based small molecule libraries via transition metal-mediated catalysis, and 4) development of useful polymerization processes using a transition metal catalyst.

Result
Our research has targeted novel reactivity of organotransition metal complexes in order to develop powerful new catalytic methods for organic synthesis. Through the collaborative efforts among four research groups, a range of conceptually new catalytic reactions have been discovered, which enable efficient and selective syntheses of various complex natural products, libraries of drug-like small molecules and new types of polymers via catalysis mediated by either homogeneous or heterogeneous transition metal complexes. Also developed has been a heterogeneous catalyst system derived from immobilization of transition metal complexes on the surface of superparamagnetic nanoparticles. This system is environment friendly in that the catalyst can be readily recycled and reused. In addition to the development of a new scaffold for fluorescent sensors, the libraries of drug-like molecules available through transition metal catalysis have led to the identification of promising new leads for therapeutics. Together with the advances in small molecule syntheses, an array of new polymerization methods have also been developed which include Ru-catalyzed cyclopolymerization and tandem polymerization, and Cu-catalyzed multi-component polymerization. Notable among the catalysts developed is the demonstrated feasibility of using magnetically recycleable nanoparticle catalysts for polymer synthesis.

Expected Contribution
The future plan is primarily focused on expanding the scope of the catalytic reactions in order to maximize the utility of the outcomes from the performed research. New synthetic methods and strategies enabled by the new reactions will be first applied to the design and synthesis of complex natural products, novel libraries of drug-like small molecules and new type of polymers. After procuring intellectual properties and publication of the targets as well as the methods to prepare them, further exploration directed toward biomedical applications will be conducted. It is expected that the new catalytic polymerization methods available from the current research will allow for the establishment of a new platform for the synthesis of functional polymers possessing novel properties that may lend themselves to efficient manufacturing of new devices based on organic electronics.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 8
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 10
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 44
• 5. 연구 성과목표 ... 50
• 6. 대표적 연구실적 ... 52
• 7. 연구결과의 활용계획 ... 53
• 8. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 54
• 9. 참고문헌 ... 56
• 10. 연구성과 ... 58
• 11. 연구기자재 현황 및 활용 ... 145
• 12. 기타사항 ... 146
• 별첨1. 대 표 연 구 성 과 ... 147
• 별첨2. 기초연구실 참여 인력 현황 ... 153
• 끝페이지 ... 153