초록 ▼

연구개요
전이금속 착화합물은 에너지 저장, 전환이나 약물 합성, 고분자 특성 조절 등 화학 전반에 활용되는데 값비싼 귀금속들을 주로 활용해왔다. 값싼 1주기 전이금속으로 대체하려면 활성도가 높은 리간드를 활용하는 금속-리간드 협동성 전략을 활용하는데 이 연구에서 두 자리 N-헤테로고리 인 리간드과 1주기 전이금속 착화합물을 합성하는 것이 목표이다.

연구 목표대비 연구결과
리간드 전구체 L1의 합성은 잘 알려진 반응은 CDI와 이당량의 치환된 diaminobenzene을 활용했을 때 예상한 리간드가 만들어지기

연구개요
전이금속 착화합물은 에너지 저장, 전환이나 약물 합성, 고분자 특성 조절 등 화학 전반에 활용되는데 값비싼 귀금속들을 주로 활용해왔다. 값싼 1주기 전이금속으로 대체하려면 활성도가 높은 리간드를 활용하는 금속-리간드 협동성 전략을 활용하는데 이 연구에서 두 자리 N-헤테로고리 인 리간드과 1주기 전이금속 착화합물을 합성하는 것이 목표이다.

연구 목표대비 연구결과
리간드 전구체 L1의 합성은 잘 알려진 반응은 CDI와 이당량의 치환된 diaminobenzene을 활용했을 때 예상한 리간드가 만들어지기보다는 분자 내 반응을 통한 고리화 반응 생성물이 선호됐다. 여러 가지 반응 조건을 바꿔가며 반응시켰지만 예상한 L1은 얻어지지 않아서 리간드 합성은 더 나아갈 수 없었다. 예상치 못했지만 얻어진 화합물의 결정구조를 분석하고 두 가지의 다른 결정이 가지는 특성을 연구했다. 분자 간 수소결합이 더 강한 구조에서는 골격 간의 파이-파이 상호작용이 더 약하고, 분자 간 수소결합이 더 약한 구조에서는 파이-파이 상호작용이 더 강했다.
대신 선행연구에서 얻어진 dimethylamine 치환된 리간드(L2)에서 PCl₃ 또는 PhPCl₂를 처리하면 4-원자 고리를 가진 인 화합물이 형성되는 것을 확인했다(L3). 분광학적 분석을 통해 제안하는 화합물이 얻어짐을 확인했다. 결정구조에서는 원자 수가 적은 이유로 인은 매우 작은 결합각을 가지고 뒤틀린 형태의 기하구조를 띄고 있었다.
연구과제에서 제안한 것처럼 금속 착화합물을 합성하기 위해 몇 가지 금속 시작 물질과의 반응성을 간단히 테스트했고 현재는 생성된 화합물을 분리해서 분석하는 단계에 있다.

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
합성한 화합물은 여러 가지 활용 가능성을 나타내는데 주로 인의 뒤틀린 기하구조 때문이다. 인이 4-원자 고리를 형성하기 위해 매우 작은 결합각을 가지면서 전체적으로 뒤틀린 것으로 보이는데 이는 금속이 작용하지 않는 주족원소 소분자 활성화 반응이나 촉매 반응에 활용할 수 있을 것이다.
다음으로 각 치환기의 영향을 체계화하는 것도 흥미로운 연구 주제가 될 것이다. 이번 결과에서는 Cl, Ph 두 가지 치환기에 관해서만 연구했지만, 산소, 질소, 플루오린 등 다양한 원자의 치환기를 가진 인 화합물의 기하구조와 반응성 등은 주목할만한 결과를 나타낼 것이다.
마지막으로 금속 착화합물의 형성과 반응성도 연구할 예정이다. 뒤틀린 인 화합물이 가지는 독특한 반응성은 금속과 결합했을 때 극대화될 수 있고 새로운 종류의 반응성도 나타날 수 있을 것으로 예상한다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 9
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 9
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 9
• 3) 목표 달성 수준 ... 9
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 10
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 11
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 11
• 6. 자체점검표 ... 12
• 7. 참고문헌 ... 13
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 14
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 16
• 끝페이지 ... 22