과학연구

질소제공자로 α-아미노니트릴을 리용하는 아조고리화합물들의 합성에 대한 연구

 2020.3.16.

위대한 령도자 김정일동지께서는 다음과 같이 교시하시였다.

《세계최신과학기술의 성과를 널리 받아들이지 않고서는 나라의 과학기술을 최단기간에 전반적으로 세계적수준에 올려세울수 없습니다.》 (김정일선집》 증보판 제15권 500페지)

안이소미찐, 도모인산, 카이닌산과 같은 많은 천연약리활성물질들은 모두 다기능화된 피롤리딘이나 테트라히드로피리딘과 같은 아조고리화합물들을 모체구조로 하고있다. 이로부터 모체구조로 될수 있는 보다 새로운 아조고리화합물들을 많이 합성하면 그에 기초하여 새로운 약리활성을 가지는 약물들의 개발을 앞당길수 있고 정밀유기합성분야의 발전을 추동할수 있다.

최근 김일성종합대학 화학부에서는 모체구조로 될수 있는 새로운 아조고리화합물들을 제조하기 위한 연구사업을 벌려 일련의 성과들을 이룩하였다.

연구자들은 이미 포스핀촉매하에서 질소제공자인 α-아미노니트릴과 2-(아세톡시메틸)부타-2,3-디엔사이의 [4+2]고리화반응을 통하여 모체구조로 될수 있는 새로운 테트라히드로피리딘유도체를 합성하는 방법을 확립하고 그에 기초하여 12종의 테트라히드로피리딘유도체를 합성하였으며 가능한 반응물림새를 제기하였다.

계속하여 연구자들은 세계적으로 피롤리딘고리를 모체구조로 리용하기 위한 연구가 광범히 진행되는 추세에 맞게 그에 대한 연구와 조사를 진행하였다. 이 과정에 이미전의 연구를 통해 파악이 있고 두개의 친핵반응중심을 가진 α-아미노니트릴을 친핵시약으로 리용하고 아크릴산메틸에스테르를 친전자시약으로 리용하여 루이스염기촉매존재하에서 반응시키면 Michael부가와 분자내고리화가 련이어 일어나 모체구조로 될수 있는 새로운 피롤리딘유도체고리가 얻어질수 있다는 착상을 하였다. 착상의 구체적인 내용은 다음과 같다.

α-아미노니트릴에서 α-수소가 탈리된 α-아미노니트릴음이온은 친핵시약(Michael 부가에서는 Michael-제공자)으로 작용할수 있다. 아크릴산메틸에스테르의-CO2Me기에 의한 C=C결합의 분극화에 의해 β-탄소원자는 Michael 부가를 일으킬수 있는 친전자반응중심으로 될수 있고 카르보닐기의 탄소원자에서는 C=O결합의 분극화에 의해 조건에 따라 친전자부가나 친전자치환이 일어날수 있다. α-아미노니트릴과 아크릴산메틸에스테르사이의 Michael 부가반응을 통해 얻어진 알킬치환α-아미노니트릴에서 비결합전자쌍을 가진 질소원자가 카르보닐기탄소 양이온을 친핵공격하고 련이어 탈리기(-OMe)가 탈리되여 결과적으로 새로운 피롤리딘고리화합물이 생기는 분자내고리화가 일어날수 있다.

지금까지 연구된 피롤리딘유도체합성법들에서는 질소제공자로 1급아민이나 이민과 같은 단순한 아미노화합물이 리용되였으며 합성반응들은 분자내아민화과정, Mannich반응과정, 분자내고리화, 루이스산 혹은 부뢴스테트산에 의한 고리열기-닫기과정, [3+2]고리화과정과 같은 물림새에 따라 진행되였다.

연구자들의 착상은 아직까지 연구되지 않은 새로운것이였다.

연구자들은 이 착상에 기초하여 12종의 새로운 물질들을 합성하고 최적합성조건을 찾았다. 합성한 물질들에 대한 구조분석과 CPCM모형에서 몇가지 요소반응에 대한 DFT계산을 진행하여 합성반응이 연구자들의 예측대로 정확히 진행되였다는것을 확증하였으며 가능한 반응물림새를 제기하였다.

연구결과들은 국제학술잡지들인 Chem. Res. Chin. Univ.와 Russ J Org Chem.에 발표되였다.

현재 이 합성과정을 발전시켜 보다 복잡하고 새로운 헤테로고리화합물을 합성하기 위한 연구가 계속 진행되고있다.