KR101943306B1 - 신규 셀레나졸 단량체 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR101943306B1
KR101943306B1 KR1020170094261A KR20170094261A KR101943306B1 KR 101943306 B1 KR101943306 B1 KR 101943306B1 KR 1020170094261 A KR1020170094261 A KR 1020170094261A KR 20170094261 A KR20170094261 A KR 20170094261A KR 101943306 B1 KR101943306 B1 KR 101943306B1
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selenazole
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김인태
이상준
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광운대학교 산학협력단
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    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D517/00—Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having selenium, tellurium, or halogen atoms as ring hetero atoms
    • C07D517/02—Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having selenium, tellurium, or halogen atoms as ring hetero atoms in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D517/04—Ortho-condensed systems

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Abstract

본 발명은 신규 셀레나졸 단량체 및 그 제조방법에 관한 것으로, 그 목적은 도너-억셉터 구조를 가져 높은 전도도를 가지는 공액 고분자 합성에 사용될 수 있는 신규한 단량체를 얻기 위해 아마이드에 셀레늄을 도입하여 셀레노 아마이드를 합성한 후 셀레나졸 유도체로부터 π-공액 구조를 갖는 새로운 구조의 셀레나졸 단량체 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 신규 셀레나졸 단량체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
<화학식 1>
Figure 112017071621212-pat00042

상기 화학식 1에서 B는 H, Br, Cl, I 중 어느 하나이다.

Description

신규 셀레나졸 단량체 및 그 제조방법{New selenazole monomer and manufacturing method thereof}
본 발명은 신규 셀레나졸 단량체 및 그 제조방법에 관한 것으로, 자세하게는 아마이드에 셀레늄을 도입하여 셀레노 아마이드를 합성하는 것을 시작으로, 셀레나졸 유도체로부터 π-공액 구조를 갖는 새로운 구조의 셀레나졸 단량체 합성 기술에 관한 것이다.
일반적으로, 칼코겐족(chalcogen group)으로 불리우는 16족 원소들은 그 족의 전자적 특징 때문에, 유기물질에 다양하게 응용되어져 왔다. 대표적으로 황을 이용한 단량체 합성 연구들이 있다.
한편, 16족 원소 중 셀레늄은 이를 도입하면 황보다 원자 크기가 크기 때문에 Pz 오비탈의 결합이 약해져 밴드 갭(band gap)을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
또한 셀레늄을 도입하면 분자의 알킬 사슬의 길이를 확장시켜 용해도를 증가시킬 수 있어서 고분자 중합시 다양한 유기용매에 용해도 증가를 볼 수 있다는 장점이 있다,
또한 셀레늄을 도입하면 컨쥬게이션 길이의 확장으로 인한 전도도의 증가, 근적외선 영역의 파장 흡수와 같은 성질이 좋아져 전도성 고분자에 응용성을 높일 수 있다는 장점이 있다.
하지만 아직까지 이러한 셀레늄 도입시의 많은 장점에도 불구하고 셀레늄이 들어간 단량체 합성 기술은 황이 들어간 단량체 합성기술 보다 비교적 연구 사례가 적었다. 그 이유는 단량체에 셀레늄을 도입하여 합성하는 것 자체가 어렵기 때문이었다.
따라서 셀레늄을 도입한 단량체 합성 기술의 필요성이 대두되고 있는 실정이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 도너-억셉터 구조를 가져 높은 전도도를 가지는 공액 고분자 합성에 사용될 수 있는 신규한 단량체를 얻기 위해 아마이드에 셀레늄을 도입하여 셀레노 아마이드를 합성한 후 셀레나졸 유도체로부터 π-공액 구조를 갖는 새로운 구조의 셀레나졸 단량체 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 신규 셀레나졸 단량체를 제공함으로써 달성된다.
<화학식 1>
Figure 112017071621212-pat00001
상기 화학식 1에서 B는 H, Br, Cl, I 중 어느 하나이다.
본 발명은 다른 실시양태로,
a) red phosphorus와 grey selenium을 혼합 후 가열하여 하기 화학식 2의 화합물을 제조하는 단계.
b)stearonitrile에 화학식 2의 화합물을 가하여 하기 화학식 3의 화합물을 제조하는 단계;
c)화학식 3의 화합물에 diethyl 2-chloro-3-oxosuccinate를 가하여 하기 화학식 4로 표현되는 화합물을 제조하는 단계;
d)화학식 4의 화합물에 lithium aluminium hydrid를 사용하여 alcohol 그룹을 환원시켜 하기 화학식 5로 표현되는 화합물을 제조하는 단계;
e)화학식 5의 화합물을 이루는 alchol 그룹을 치환하여 하기 화학식 6으로 표현되는 화합물을 제조하는 단계;
f)sodium sulfide nonahydrate를 ethyl alcohol에 녹인 후 화학식 6의 화합물을 적가하여 하기 화학식 7로 표현되는 화합물을 제조하는 단계;
g)화학식 7의 화합물에 용매와 함께 2,3-dichloro-5,6-dicynide-1,4-benzoquinone(DDQ)를 첨가하여 하기 화학식 8로 표현되는 화합물을 제조하는 단계; 및
h)화학식 8의 화합물을 용매에 녹인 후 첨가물을 첨가하는 단계;를 거쳐 하기 화학식 1로 표시되는 신규 셀레나졸 단량체의 제조방법을 제공함으로써 달성된다.
<화학식 1>
Figure 112017071621212-pat00002
상기 화학식 1에서 B는 H, Br, Cl, I 중 어느 하나이다.
<화학식 2>
Figure 112017071621212-pat00003
<화학식 3>
Figure 112017071621212-pat00004
<화학식 4>
Figure 112017071621212-pat00005
<화학식 5>
Figure 112017071621212-pat00006
<화학식 6>
Figure 112017071621212-pat00007
상기 화학식 6에서 A는 Br, Cl, I 중 어느 하나이다.
<화학식 7>
Figure 112017071621212-pat00008
<화학식 8>
Figure 112017071621212-pat00009
바람직한 실시예로,
상기 b)단계에서 화학식 2의 화합물은 stearonitrile 대비 당량기준으로 0.1 ~ 1.0 당량 사용할 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 b)단계는 stearonitrile 0.05 ~ 100g을 N2 가스하에서 무수물 Ethanol(EtOH)용매를 사용하여 20 ~ 40℃에서 용해시킨 후, 고체상태인 화학식 2의 화합물을 stearonitrile 대비 당량 기준으로 0.1 ~ 1.0 당량을 사용하여 넣은 후 온도는 20 ~ 70℃을 유지한 상태에서 1 ~ 24 시간 동안 교반하여 반응시키고, 반응이 종결 된 후 포화시킨 KOH 수용액으로 pH를 중성으로 맞춘 후 증류수를 넣어 고체를 석출하고, 석출된 고체를 필터링 후 필터링된 고체 및 필터링하고 남은 여액을 용매로 녹여 추출하고, 추출된 유기층을 vacuum evaporator를 이용하여 용매를 모두 제거한 후 n-hexane을 이용하여 재결정하는 과정을 포함할 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 c)단계는 합성시약 diethyl 2-chloro-3- oxosuccinate를 화학식 3의 화합물 대비 당량기준으로 1.0 ~ 1.5 당량을 사용할 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 c)단계는 화학식 3의 화합물 0.1 ~ 50g에 N2 가스하에서 합성시약 diethyl 2-chloro-3-oxosuccinate를 화학식 3의 화합물 대비 당량기준으로 1.0 ~ 1.5 당량을 첨가해 용매가 없는 상태에서 가해준 후 2 ~ 24 시간 동안 상온에서 교반하고, 반응이 종료된 혼합물을 vacuum pump 를 통하여 건조시켜 반응동안 생긴 HCl과 물을 제거하며, 건조된 혼합물을 silica gel 칼럼(E·A:hexane=2:18(부피비 기준))를 통하여 정제하는 과정을 포함할 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 d)단계는 lithium aluminium hydrid를 화학식 4의 화합물 대비 당량기준으로 1.0 ~ 1.5 당량을 사용할 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 d)단계는 화학식 4의 화합물 0.1 ~ 100g에 용매를 넣어 녹인후 N2 가스 하에서 반응용기의 온도를 얼음과 acetone(C3H6O)을 이용하여 0 ~ -10℃로 내려준 후 가루상태의 lithium aluminum hydride(LAH) 를 화학식 4의 화합물 대비 당량기준으로 1.0 ~ 1.5 당량을 적가한 다음 1 ~ 12시간 동안 0 ~ -10℃로 교반시킨 다음, 이후 천천히 온도를 올려 상온에서 1 ~ 12시간 동안 교반하여 반응시키고, 이후 반응이 끝난 반응용기의 온도를 0 ~ -10℃로 다시 내려준 후 차가운 물을 넣어 반응을 종결하고 추출용매를 이용하여 유기물을 추출하며, 추출된 유기층에 남아있는 소량의 물을 MgSO4를 넣어 제거한 다음 vacuum evaporator를 이용하여 용매를 모두 제거하고 n-hexane을 이용하여 재결정 하는 과정을 포함할 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 e)단계는 화학식 5의 화합물 0.1 ~ 50g을 THF 10 ~ 1000 mL를 사용하여 녹인 다음, 반응용기의 온도를 얼음과 acetone(C3H6O)을 이용하여 0 ~ -10℃로 내려준 후 반응 용기 내부의 온도가 외부의 온도와 같아 질 때까지 방치한 다음, pyridine을 화합물 대비 0.8 ~ 1.0 당량기준으로 0.2 ~ 10 mL을 넣고 30 ~ 120분 동안 교반하고, 이후 반응용기 온도가 0 ~ -10℃로 유지된 상태에서 액체 상태의 phosphorous tribromide(PBr3), phosphorous trichloride(PCl3), phosphorous triiodide(PI3) 중에서 할로젠화 반응물로 선택된 어느 하나를 0.5 ~ 1.2 당량으로 천천히 적가하며, 이후 상온까지 서서히 온도를 올리면서 2 ~ 12 시간 동안 교반하여 반응시키고, 반응이 끝난 후 반응용기의 온도를 0 ~ -10 ℃로 다시 내려준 후 차가운 물을 넣어 반응을 종결하고 diethyl ether(Et2O)를 이용하여 유기물을 추출하며, 추출된 유기층에 남아있는 소량의 물을 MgSO4를 넣어 제거 후 필터링 하고 유기층을 vacuum evaporator를 이용하여 용매를 모두 제거하여 화합물을 얻은 후 silica gel column chromatography(E·A:hexane=2:8(부피비 기준))를 통해 정제하는 과정을 포함할 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 f)단계는 화학식 6의 화합물을 sodium sulfide nonahydrate 대비 당량기준으로 1.0 ~ 1.5 당량을 사용할 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 f)단계는 고리 닫힘 반응을 sodium sulfide nonahydrate 0.01 ~ 0.05 g을 N2 가스하에서 ethyl alcohol을 넣어 녹인 후 반응용기의 얼음과 acetone(C3H6O)을 이용하여 0 ~ -10 ℃ 로 낮추어 준 다음 화학식 6의 화합물 sodium sulfide nonahydrate 대비 당량기준으로 1.0 ~ 1.5 당량을 정제된 무수 100~1000 mL THF, dichloromethane(DCM), toluene, chlorobenzene 중 어느 하나를 사용하여 희석시킨 용액을 syringe pump를 이용하여 1 ~ 12 시간 동안 적가하고, 이후 1 ~ 2시간동안 -10 ~ 5℃에서 교반한 후 상온으로 온도를 서서히 올려 2 ~ 6시간동안 교반하여 반응시키고, 반응이 종료된 후 용매를 ethyl alcohol을 단순증류를 통해 제거하여 화합물을 얻고, 이 화합물을 hexane에 녹는층과 녹지 않은 층으로 분리한 후 hexane에 녹은 층을 단순증류를 통해 용매를 제거한 후 이 화합물을 silica gel 칼럼(E·A:hexane=0.5:19.5(부피비 기준))으로 정제하는 과정을 포함할 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 g)단계는 2,3-dichloro-5,6-dicynide-1,4- benzoquinone(DDQ)를 화학식 7의 화합물 대비 당량기준으로 1.0 ~ 1.4 당량을 사용할 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 g)단계는 화학식 7의 화합물 0.01 ~ 5.0 g을 N2 가스하에서 유기용매를 넣어 교반 후, 2,3-dichloro-5,6-dicynide-1,4- benzoquinone(DDQ)를 화학식 7의 화합물 대비 당량기준으로 1.0 ~ 1.4 당량을 넣어 0 ~ -5 ℃에서 12~48 시간 동안 교반하여 반응시키고, 반응이 끝난 용액을 silica gel 칼럼(E·A: hexane=2:18(부피비 기준))을 이용하여 fresh 칼럼하여 정제하는 과정을 포함할 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 h)단계는 할로젠화 반응물인 N-bromosuccinimide(NBS), N-chlorosuccinimide(NCS), N-iodosuccinimide(NIS)중에서 선택된 어느 하나를 화학식 8의 화합물 대비 당량기준으로 2.0 ~ 2.8 당량을 사용할 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 h)단계는 화학식 8의 화합물 0.1 ~ 10g과 유기용매 를 혼합하여 용해한 후 dry ice와 aceone을 이용하여 -78 ~ -40℃에서 N2 가스를 순환시키면서 교반하고, 할로젠화 반응물인 N-bromosuccinimide(NBS), N-chlorosuccinimide(NCS), N-iodosuccinimide(NIS) 중에서 선택된 어느 하나를 화학식 8의 화합물 대비 당량기준으로 2.0 ~ 2.8 당량 사용하여 고체 상태로 빠르게 첨가하고 1 ~ 2 시간 동안 온도를 서서히 상온으로 올리고, 상온에서 0.1 ~ 1 시간 동안 교반한 후 상기 유기용매를 evaporation하여 제거한 후 혼합물을 triethyl amine으로 중화된 silica gel 칼럼을 이용하여 fresh 칼럼(E·A:hexane=0.5:19.5(부피비 기준))으로 정제하는 과정을 포함할 수 있다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 셀레나졸 단량체는 황보다 원자 크기가 큰 셀레늄을 도입함으로써 Pz 오비탈의 결합이 약해져 밴드 갭(band gap)을 감소시킬 수 있다는 장점을 가진다.
또한 분자의 알킬 사슬의 길이를 확장시켜 용해도를 증가시켜 고분자 중합시 다양한 유기용매에 용해도 증가를 볼 수 있다는 장점을 가진다.
또한 컨쥬게이션 길이의 확장으로 인한 전도도의 증가, 근적외선 영역의 파장 흡수와 같은 성질이 좋아져 전도성 고분자에 응용성을 높일 수 있다는 장점을 가진다.
또한 본 발명에 따른 신규 셀레나졸 단량체는 도너-억셉터(donor-acceptor) 구조를 갖는 공액 고분자 합성을 통해 향후 태양전지, 투명 전도체(transparent conductor), 박막 트랜지스터, 유기발광소자(OLED: Organic Light Emitting Diodes 또는 유기 EL) 등에 이용될 수 있다는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예 2에 따른 octadecaneselenoamide의 1H-NMR 스팩트럼도이고,
도 2는 본 발명의 실시예 2에 따른 octadecaneselenoamide의 13C-NMR 스팩트럼도이고,
도 3은 본 발명의 실시예 2에 따른 octadecaneselenoamide의 FT-IR 스팩트럼도이고,
도 4는 본 발명의 실시예 3에 따른 diethyl-2-heptadecylselenazole-4,5- dicarboxylate의 1H-NMR 스팩트럼도이고,
도 5는 본 발명의 실시예 3에 따른 diethyl-2-heptadecylselenazole-4,5- dicarboxylate의 13C-NMR 스팩트럼도이고,
도 6은 본 발명의 실시예 3에 따른 diethyl-2-heptadecylselenazole-4,5- dicarboxylate의 FT-IR 스팩트럼도이고,
도 7은 본 발명의 실시예 4에 따른 (2-heptadecyl-1,3-selenazole-4,5-diyl) dimethanol의 1H-NMR 스팩트럼도이고,
도 8은 본 발명의 실시예 4에 따른 (2-heptadecyl-1,3-selenazole-4,5-diyl) dimethanol의 13C-NMR 스팩트럼도이고,
도 9는 본 발명의 실시예 4에 따른(2-heptadecyl-1,3-selenazole-4,5-diyl) dimethanol의 FT-IR 스팩트럼도이고,
도 10은 본 발명의 실시예 5에 따른4,5-bis(bromomethyl)-2-heptadecyl- 1,3-selenazole의 1H-NMR 스팩트럼도이고,
도 11은 본 발명의 실시예 5에 따른 4,5-bis(bromomethyl)-2-heptadecyl- 1,3-selenazole의 13C-NMR 스팩트럼도이고,
도 12는 본 발명의 실시예 5에 따른 4,5-bis(bromomethyl)-2-heptadecyl- 1,3-selenazole의 FT-IR 스팩트럼도이고,
도 13은 본 발명의 실시예 6에 따른 2-heptadecyl-4,6-dihydrothieno [3,4-d][1,3]selenazole의 1H-NMR 스팩트럼도이고,
도 14는 본 발명의 실시예 6에 따른 2-heptadecyl-4,6-dihydrothieno [3,4-d][1,3]selenazole의 13C-NMR 스팩트럼도이고,
도 15는 본 발명의 실시예 6에 따른 2-heptadecyl-4,6-dihydrothieno [3,4-d][1,3]selenazole의 FT-IR 스팩트럼도이고,
도 16은 본 발명의 실시예 7에 따른 2-heptadecyl-thieno[3,4-d]selenazole의 1H-NMR 스팩트럼도이고,
도 17은 본 발명의 실시예 7에 따른 2-heptadecyl-thieno[3,4-d]selenazole의 13C-NMR 스팩트럼도이고,
도 18은 본 발명의 실시예 7에 따른 2-heptadecyl-thieno[3,4-d]selenazole의 FT-IR 스팩트럼도이고,
도 19는 본 발명의 실시예 8에 따른 4,6-dibromo-2-heptadecylthieno [3,4-d][1,3]selenazole의 1H-NMR 스팩트럼도이고,
도 20은 본 발명의 실시예 8에 따른 4,6-dibromo-2-heptadecylthieno [3,4-d][1,3]selenazole의 13C-NMR 스팩트럼도이고,
도 21은 본 발명의 실시예 8에 따른 4,6-dibromo-2-heptadecylthieno [3,4-d][1,3]selenazole의 FT-IR 스팩트럼도이다.
이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 새로운 구조의 셀레나졸 단량체는 하기 화학식 1로 표현되는 단량체로 아마이드에 셀레늄을 도입하여 셀레노 아마이드를 합성하는 것을 시작으로, 셀레나졸 유도체로부터 π-공액 구조를 갖는다.
<화학식 1>
Figure 112017071621212-pat00010
상기식에서 B는 H, Br, Cl, I 중 어느 하나이다.
상기 화학식 1로 표시되는 셀레나졸 단량체는 다음과 같은 합성단계를 거쳐 제조된다. 이하 구체적으로 상기 반응식 1을 통해 상기 화학식 1을 합성하는 과정을 설명한다.
a) red phosphorus와 grey selenium을 혼합 후 가열하여 합성된 하기 화학식 2로 표현되는 화합물 phosphorus selenide의 제조 단계.
<화학식 2>
Figure 112017071621212-pat00011
phosphorus selenide의 제조를 위해 시중에서 쉽게 구할 수 있는 red phosphorous파우더와 selenium 파우더를 테스트 튜브에 넣고 잘 섞어 주면서 N2 gas를 흘려준다.
이때 red phosphorous파우더와 selenium 파우더는 red phosphorous 기준 1 대 2.5의 비율로 혼합한다. 이와 같이 selenium 파우더의 수치를 한정한 이유는 화합물 1 대비 2.5 당량 보다 적으면 인이 남게 되어 가열시 인이 가연성 물질이므로 화재의 위험과 유독가스가 나올 수 가 있다. 물질과 1 : 2.5 보다 많은 양을 가하였을 때는 오히려 selenium 파우더의 양이 많아지기 때문에 다음 반응에서 정제가 어려워진다는 점이 있기 때문이다.
테스트 튜브를 토치로 가열하여 준다. 이때 phosphine gas가 눈에 보일 때 까지 가열하지 않는다. 충분히 가열하면 selenium의 녹는점까지 도달하게 되고 알류미늄 빛깔의 은색 액체가 된다. 이러한 은색 액체를 상온에서 서서히 식혀준다.
은빛 고체를 테스트튜브에서 꺼내 막자사발과 막자를 이용해 곱게 갈아 준다. 곱게 갈면 은색 빛을 띠는 보라색 파우더 형태의 phosphorus pentaselenide가 된다. 이것을 즉시 다음 단계 반응에 사용한다.
b)stearonitrile에 합성된 phosphorus selenide를 가하여 합성되는 하기 화학식 3으로 표현되는 화합물 octadecanese lenoamide의 제조단계.
<화학식 3>
Figure 112017071621212-pat00012
준비된 stearonitrile를 2-neck round bottom flask에 넣어준 후 N2 gas를 흘려준다. 무수물 Ethanol(EtOH)용매를 stearonitrile가 담긴 플라스크에 넣은 후 온도를 상온에서 일정온도까지 올려 출발 물질을 완전히 용해시켜 주면서 교반시킨다.
이때 stearonitrile는 0.05 ~ 100g를 사용하고, 무수물 Ethanol(EtOH)용매 100 ~ 1000mL를 stearonitrile가 담긴 플라스크에 넣은 후 온도를 상온에서 20 ~ 40℃까지 올려 출발 물질을 완전히 용해시켜 주면서 교반시킨다.
이후 합성된 고체 상태의 phosphorus Pentaselenide를 준비하여 플라스크에 천천히 넣어준다. 이때 산화되지 않게 즉시 합성하여 바로 사용한다.
이때 고체 상태의 phosphorus Pentaselenide(P2Se5)는 0.06 ~ 120g을 준비하여 플라스크에 천천히 넣어준다. 이때 산화되지 않게 즉시 합성하여 바로 사용한다. 온도는 10 ~ 30℃로 유지하며 3 ~ 15 시간 동안 교반 시켜 준다. 이와 같이 P2Se5의 수치를 한정한 이유는 화합물 1 대비 1.0 당량 보다 많으면 부산물 H3PO4의 양이 많아져 산성을 띄게 되면서 부산물이 많아지기 때문이다. 또한 0.1 당량 보다 적으면 출발물질과 반응이 충분히 일어나지 않기 때문에 출발 물질이 많이 남게되어 정제가 어렵게 되기 때문이다.
반응이 종결 된 후 포화시킨 KOH 수용액으로 pH를 중성으로 맞추어 준다. 이때 pH를 중성으로 맞추고 증류수를 넣어주게 되면 고체가 석출한다. 석출된 고체를 필터링하고 이후 필터링된 고체를 dichloromethane(DCM)로 녹여 준다. 이때 필터링된 고체를 녹이는 솔벤트는 Ethyl ether도 가능하다.
석출된 고체를 필터링하고 난 여액을 dichloromethane(DCM)로 추출한다.
추출된 유기층을 vacuum evaporator를 이용하여 용매를 모두 제거한 후 n-hexane을 이용하여 재결정하여 은색 가루형태의 octadecaneselenoamide를 합성 하였다.
c)합성된 octadecaneselenoamide에 diethyl 2-chloro-3-oxosuccinate를 가하여 합성되는 하기 화학식 4로 표현되는 화합물 diethyl 2-heptadecyl-1,3- selenazole-4,5-dicarboxylate의 제조단계.
<화학식 4>
Figure 112017071621212-pat00013
상기에서 합성한 octadecaneselenoamide을 1-neck round bottom flask에 넣은 후 N2 gas를 흘려준 후, 반응 용기 안에 합성시약인 2-chloro-3-oxo-succinic acid diethyl ester을 용매가 없는 상태에서 천천히 가하여 준 후 상온에서 교반한다.
이때 octadecaneselenoamide는 0.1 ~ 50g을 사용하고, 합성시약 2-chloro-3-oxo-succinic acid diethyl ester는 0.06 ~ 50g을 사용하여 용매가 없는 상태에서 천천히 가하여 준 후 2 ~ 24 시간 동안 상온에서 교반한다. 이와 같이2-chloro-3-oxo-succinic acid diethyl ester의 수치를 한정한 이유는 화합물 1 대비 1.0 당량 보다 적으면 반응이 덜 진행되기 때문에 출발 물질이 남게되기 때문이다. 또한 1.5 당량 보다 많이 넣게 되면 HCl 가스가 지속적으로 생성되어 인체에 해롭게 되고 부반응 또한 진행하게 되기 때문이다.
반응이 종료된 혼합물을 vacuum pump를 통하여 건조시켜 반응동안 생긴 HCl 과 물을 제거한다. 건조된 혼합물을 silica gel 칼럼(E·A(Ethyl acetate, 이하 'E·A'라 칭함):hexane=2:18(부피비 기준))를 통하여 정제된 연한 노란색 고체 형태의 diethyl-2-heptadecylselenazole-4,5-dicarboxylate 를 합성하였다.
d)합성된 diethyl 2-heptadecyl-1,3-selenazole-4,5-dicarboxylate를 lithium aluminium hydrid를 사용하여 alcohol 그룹을 환원시켜 합성되는 하기 화학식 5로 표현되는 화합물 (2-heptadecyl-1,3-selenazole-4,5-diyl)dimethanol의 제조단계.
<화학식 5>
Figure 112017071621212-pat00014
상기에서 합성된 diethyl 2-heptadecyl-1,3-selenazole-4,5- dicarboxylate을 준비된 3-neck round bottom flask에 넣은 후 정제된 용매인 tetrahydrofuran(THF)을 넣어 완전히 녹여 준 후 N2 gas를 흘려준다.
이때 diethyl 2-heptadecyl-1,3-selenazole-4,5- dicarboxylate는 0.1 ~ 100g을 50 ~ 2000 mL 3-neck round bottom flask에 넣은 후 정제된 용매인 tetrahydrofuran(THF) 10 ~ 1000 mL을 넣어 완전히 녹여 준 후 N2 gas를 흘려준다. 이때 용매는 THF 뿐만 아니라 다른 유기 용매인 DCM, Chloroform, Benzene, Toluene중에서 선택된 것을 사용해도 반응 진행이 가능하다.
반응용기의 온도를 얼음과 acetone(C3H6O)을 이용하여 -10 ~ 0℃로 내려준 후 반응용기 내부 온도가 외부의 온도와 같아 질 때까지 1 ~ 12시간 방치한다. 반응용기 내부 온도가 충분히 내려갔을 때 가루상태의 lithium aluminum hydride(LAH)을 천천히 적가 한다.
이때 가루상태의 lithium aluminum hydride(LAH)는 0.001 ~ 10g을 사용하여 천천히 적가 한다. 이와 같이 lithium aluminum hydride(LAH)의 수치를 한정한 이유는 화합물 1 대비 1.0 당량 보다 적으면 반응이 덜 진행되기 때문에 출발 물질이 남게 되기 때문이다. 또한 1.5 당량 보다 많이 넣게 되면 반응이 급격히 진행되어 부산물이 생겨 수율이 낮아지고 Lithium salt가 많이 생성되어 정제가 어렵게 되기 때문이다.
LAH의 적가가 끝난 후 1 ~ 12시간 동안 -10 ~ 0℃에서 교반시킨 후 천천히 온도를 올려 상온에서 1 ~ 12 시간 동안 교반한다. 반응이 끝난 후 반응용기의 온도를 -10 ~ 0℃로 다시 내려준 후 차가운 물을 넣어 반응을 종결하고 추출용매 diethyl ether(Et2O)를 이용하여 유기물을 추출한다. 이때 추출 용매는 diethyl ether(Et2O) 뿐만 아니라 다른 유기 용매인 DCM도 이용 가능하다.
추출된 유기 층에 남아있는 소량의 물을 제거하기 위해 MgSO4를 넣어준 후 필터링하고 유기 층을 vacuum evaporator를 이용하여 용매를 모두 제거한 후 n-hexane을 이용하여 재결정하여 옅은 상아색 가루 형태의 (2-heptadecyl-1,3- selenazole-4,5-diyl)dimethanol를 합성 하였다.
e)합성된 (2-heptadecyl-1,3-selenazole-4,5-diyl)dimethanol에 할로젠화 반응물인 phosphorus tribromide, phosphorous trichloride(PCl 3 ), phosphorous triiodide(PI 3 ) 중에서 선택된 어느 하나를 가해 alchol 그룹을 bromine, chlorine, iodine으로 치환하여 합성되는 하기 화학식 6으로 표현되는 화합물 의 제조단계.
<화학식 6>
Figure 112017071621212-pat00015
상기에서 합성된 (2-heptadecyl-1,3-selenazole-4,5-diyl)dimethanol 을 준비된 3-neck round bottom flask에 넣고 정제된 용매 THF에 완전히 녹인다.
이때 (2-heptadecyl-1,3-selenazole-4,5-diyl)dimethanol은 0.1~50 g을 사용하여 3-neck round bottom flask에 넣고 정제된 THF 10~1000 mL 에 완전히 녹인다.
이때 유기용매는 THF 뿐만 아니라 DCM, Chloroform, Benzene, Toluene중 어느 하나를 선택해 사용해도 반응이 진행된다..
반응용기의 온도를 얼음과 acetone(C3H6O)을 이용하여 0 ~ -10 ℃로 내려준 후 반응용기 내부 온도가 외부 온도와 같아질 때까지 20분간 방치 한다.
반응용기 내부 온도가 충분히 내려갔을 때, pyridine을 넣고 교반한다.
이때 pyridine는 0.2 ~ 10 mL을 넣고 30 ~ 120분 동안 교반한다. 이와 같이 pyridine의 수치를 한정한 이유는 화합물 1 대비 1.0 당량 보다 적으면 반응이 덜 진행되기 때문에 출발 물질이 남게 되기 때문이다. 또한 1.5 당량 보다 많이 넣게 되면 염기성 용액의 성질이 강해지기 때문에 반응 조건이 달라 지게 되기 때문이다. 시간은 용매에 따라 pyridine이 섞이는 정도의 시간을 나타낸 것이다.
반응용기 온도가 0 ~ -10 ℃로 유지된 상태에서 할로젠화 반응을 위하여 액체 상태의 phosphorous tribromide(PBr3) phosphorous trichloride(PCl3), phosphorous triiodide(PI3) 중에서 선택된 어느 하나를 천천히 적가 한다. 이때 액체 상태의 phosphorous tribromide(PBr3)을 0.01 ~ 10.0을 천천히 적가 한다. 이와 같이 할로젠화 반응물의 수치를 한정한 이유는 화합물 1 대비 0.5 당량 보다 적으면 반응이 덜 진행되기 때문에 출발 물질이 남게 되기 때문이다. 또한 1.2 당량 보다 많이 넣게 되면 부반응 생성물이 많아지게 되고 이로 인하여 수율이 감소되기 때문이다. 할로젠화 반응은 반응성이 뛰어나기 때문에 천천히 적가하여야 한다. 이 때 혼합물의 색깔이 투명한 색에서 흰색 또는 바나나 색으로 변한다.
이후 0 ~ -10 ℃에서 상온까지 서서히 온도를 올리면서 6 ~ 12 시간 동안 교반한다.
반응이 끝난 후 반응용기의 온도를 -10 ~ 0℃로 다시 내려준 후 차가운 물을 넣어 반응을 종결하고 추출용매 diethyl ether(Et2O)를 이용하여 유기물을 추출한다. 이때 추출 용매는 diethyl ether(Et2O) 뿐만 아니라 다른 유기 용매인 DCM도 이용 가능하다.
추출된 유기 층에 남아있는 소량의 물을 제거하기 위해 MgSO4를 넣어준 후 필터링하고 유기 층을 vacuum evaporator를 이용하여 용매를 모두 제거한 후 crude 형태의 혼합물을 얻을 수 있다. 이렇게 얻어진 혼합물을 silica gel column chromatography(E·A:hexane=2:8(부피비 기준))를 통하여 밝은 흰색 고체 형태인 4,5-bis (bromomethyl)-2-heptadecyl-1,3-selenazole를 합성하였다.
상기 화학식 6에서 A는 Br, Cl, I 중 어느 하나로, 하기 화학식 6-1, 화학식 6-2, 화학식 6-3과 같이 표현된다.
<화학식 6-1>
Figure 112017071621212-pat00016
<화학식 6-2>
Figure 112017071621212-pat00017
<화학식 6-3>
Figure 112017071621212-pat00018
f)sodium sulfide nonahydrate를 ethyl alcohol에 녹인 후 합성된4,5-bis(bromomethyl)-2-heptadecyl-1,3-selenazole을 천천히 적가하여 합성된 하기 화학식 7로 표현되는 화합물 2-heptadecyl-4,6-dihydrothieno[3,4-d][1,3] selenazole의 제조단계.
<화학식 7>
Figure 112017071621212-pat00019
준비된 1000 mL 2-neck round bottom flask에 정제된 sodium sulfide nonahydrate(Na2Sㅇ9H2O)을 넣은 후 질소 gas를 흘려준다. 여기에 정제된 무수 ethyl alcohol(EtOH)을 넣어 sodium sulfide nonahydrate(Na2Sㅇ9H2O)를 모두 녹인 후 반응용기의 얼음과 acetone(C3H6O)을 이용하여 -10 ~ 0℃로 낮추어 주었다. 이때 모두 녹는데 2 시간 정도의 시간이 요구된다.
이때 sodium sulfide nonahydrate(Na2Sㅇ9H2O)는 0.01 ~ 0.05g을 사용하였고, 정제된 무수 ethyl alcohol(EtOH) 1 ~ 50 mL을 넣었다,
이와 같이 sodium sulfide nonahydrate(Na2Sㅇ9H2O)의 수치를 한정한 이유는 화합물 1 대비 1.0당량 보다 적으면 출발물질과 1:1로 고리닫힘 반응이 충분히 일어나지 않을 수 있고 1.4당량보다 많으면 친핵성이 매우 큰 Na2Sㅇ9H2O에 의한 부반응이 원하는 물질보다 많이 생성되어 수율이 현저하게 떨어지는 문제가 있기 때문이다. 친핵체인 S2-가 selenazole ring을 깨버릴 수 있다.
Ethanol은 sodium sulfide nonahydrate(Na2Sㅇ9H2O)를 녹이는 용매로 사용된 것인데, 친핵성 치환반응(SN2)을 통한 고리닫힘 반응이 활발하게 일어나게 하기 위해서는 용매를 과량으로 사용하여 묽게 만들거나 반응 온도를 낮추는 것이 일반적이다. ethanol의 수치를 한정한 이유는 1 mL 보다 적게 사용하면 잘 녹지 않아 녹이는데 시간이 오래걸린다. 50 mL보다 많으면 고리화 반응 보다 부산물이 더 생성된다.
여기에 상기에서 합성된 4,5-bis-bromomethyl-2-heptadecyl-selenazole을 정제 된 무수 THF 100~1000 mL에 희석시킨 용액을 syringe pump를 이용하여 1 ~ 12 시간 동안 적가한다. 이때, 플라스크 주위에 흰색의 고체가 형성 된다. 상기 THF의 양을 한정한 이유는 100 mL보다 적게 사용하면 친핵성 화합물 1 두 분자가 결합되는 다이머 형태의 부산물이 생성되는 문제점이 있으며 1000 mL보다 많이 사용하면 반응 시간이 필요 이상으로 길어진다는 문제점이 있기 때문이다.
이때 용매는 THF 뿐만 아니라 dichloromethane(DCM), toluene, chlorobenzene 중 어느 하나를 사용해도 된다.
적가가 모두 끝난 후 1 ~ 2시간 동안 -10 ~ 5℃에서 교반한 후 상온으로 온도를 서서히 올려주고 상온에서 2 ~ 6시간 동안 교반한다. 이는 충분히 반응가는 시간을 주기 위한 것 이다.
반응이 종료된 후 용매를 ethyl alcohol을 단순 증류를 통해 제거한 후 연한 노란색의 고체형태의 혼합물을 얻었다. 이렇게 얻은 혼합물을 hexane에 녹는 층과 녹지 않은 층으로 분리한 후 hexane에 녹은 층을 단순증류에 의하여 용매를 제거한 후 이 혼합물을 silica gel 칼럼(E·A:hexane=0.5:19.5(부피비 기준))으로 연한 하얀색 형태의 합성된 2-heptadecyl-4,6-dihydro-thieno[3,4-d]selenazole을 얻었다.
g)합성된 2-heptadecyl-4,6-dihydrothieno[3,4-d][1,3]selenazole에 용매와 함께 2,3-dichloro-5,6- dicynide-1,4-benzoquinone(DDQ)를 첨가 후 반응시켜 합성된 하기 화학식 8로 표현되는 화합물 2-heptadecylthieno[3,4-d][1,3]selenazole의 제조단계.
<화학식 8>
Figure 112017071621212-pat00020
상기에서 합성된 화합물 2-heptadecyl-4,6-dihydro-thieno[3,4-d] selenazole을 준비된 100 mL 2-neck round bottom flask에 넣은 후 N2 gas를 흘려준다. 이 반응용기에 건조된 유기용매 toluene를 넣어 준 후 교반한다.
이때 2-heptadecyl-4,6-dihydro-thieno[3,4-d] selenazole은 0.01~ 5.0g 준비하고, toluene은 10 ~ 50 mL을 넣어 준 후 5 ~ 30분 동안 교반한다. 이때 toluene 뿐만 아니라 다른 유기 용매인 benzene, chlorobenzene 에서도 반응 진행 가능하다.
완전히 섞인 것을 확인한 후 2,3-dichloro-5,6-dicynide-1,4-benzoquinone (DDQ)을 넣어준 후 -5 ~ 0℃에서 12 ~ 48시간 동안 교반하였다. 교반시 빨강색에서 황토색으로 변한다.
이때 2,3-dichloro-5,6-dicynide-1,4-benzoquinone(DDQ)는 화합물 7 대비 당량기준으로 1.0 ~ 1.4 당량을 넣어준다. 이와같이 수치를 한정한 이유는 화합물 7 대비 1.0당량 보다 적으면 화합물 7을 모두 산화시킬 수 없으며 1.4당량 보다 많으면 화합물 7을 모두 산화시키고 잔존하는 DDQ가 selenazole ring을 공격하거나 다른 부반응이 일어날 수 있기 때문이다.
또한 반응 온도를 -5 ~ 0℃로 한정 한 이유는 -5 ℃보다 낮으면 반응이 진행 되기는 하지만 시간이 매우 오래걸리는 문제점이 있으며 0 ℃보다 높으면 반응이 빨리 진행되기는 하지만 DDQ가 selenaazole ring을 쉽게 공격할 수 있는 환경을 만들어 줄 수 있기 때문에 반응온도는 일반적으로 -5 ℃ 근처로 잡는 것이 바람직하다.
반응이 끝난 용액을 silica gel 칼럼(E·A:hexane=2:18(부피비 기준))을 이용하여 fresh 칼럼하여 하얀색 고체인 2-heptadecyl-thieno[3,4-d]selenazole를 합성하였다.
h)합성된 2-heptadecylthieno[3,4-d][1,3]selenazole을 용매에 녹인 후, 용매와 함께 할로젠화 반응물인 N-bromosuccinimide, N -chlorosuccinimide(NCS), N -iodosuccinimide(NIS) 중에서 선택된 어느 하나를 첨가하여 합성된 상기 화학식 1로 표시되는 신규 셀레나졸 단량체의 제조단계.
반응 flask에 2-heptadecyl-thieno[3,4-d]selenazole과 유기용매 THF를 혼합하여 잘 용해한 후 dry ice와 aceone을 이용한 -78 ~ -40℃에서 N2 gas를 순환시키면서 교반하였다. 이후 할로젠화 반응물인 N-bromosuccinimide, N-chlorosuccinimide(NCS), N-iodosuccinimide(NIS) 중에서 선택된 어느 하나를 고체 상태로 빠르게 첨가하고 1~2 시간 동안 온도를 서서히 상온으로 올린다.
이때 2-heptadecyl-thieno[3,4-d]selenazole는 0.01 ~ 5.0g을 사용하고 THF는 10 ~ 300 mL을 사용하여 혼합한다. 또한 N-bromosuccinimide(NBS)는 0.001 ~ 0.01 g을 사용하였다.
상온에서 1 ~ 2 시간 동안 교반한 후 THF를 evaporation하여 제거한 후 혼합물을 triethyl amine으로 중화된 silica gel 칼럼을 이용하여 fresh 칼럼(E·A:hexane=0.5:19.5(부피비 기준))으로 하여 밝은 하얀색 고체인 4,6-dibromo-2-heptadecyl- thieno[3,4-d]selenazole를 얻었다.
상기와 같은 단계를 거친 본 발명은 하기 화학식 1-1, 화학식 1-2, 화학식 1-3, 화학식 1-4와 같이 표현되는 셀레나졸 단량체를 얻게된다.
상기에서 유기용매는 예시된 THF 뿐만 아니라 N,N-dimethylformamide(DMF), Dichloromethane(DCM)와 같은 유기용매가 가능하다. 이 반응에서는 반응 온도를 낮추는 것이 친핵성 치환반응이 활발하게 일어나게 하는 조건 중 하나인데 상기와 같이 수치를 한정한 이유는 -78 ℃보다 낮으면 ethanol하에서 selenium powder와 odium borohydride(NaBH4)가 용해되지 않는 문제점이 있으며 -40℃보다 높으면 친핵성 치환반응이 활발하게 일어나게 하기 위한 적정한 온도보다 너무 높은 온도이기 때문에 불필요한 부반응이 쉽게 일어날 수 있기 때문이다.
<화학식 1-1>
Figure 112017071621212-pat00021
<화학식 1-2>
Figure 112017071621212-pat00022
<화학식 1-3>
Figure 112017071621212-pat00023
<화학식 1-4>
Figure 112017071621212-pat00024
상기와 같은 과정을 거쳐 합성된 본 발명에 따른 신규 셀레나졸 단량체를 이용하여 단일결합과 이중결합이 반복되는 탄소로 이루어진 공액 전도성 고분자들을 합성하면 전기 변색장치, 트랜지스터, 센서(sensor) 등의 전자 장치(electronic device)에 좋은 특성을 가진 것을 제조할 수 있다. 그 이유는 도너(donor)와 억셉터(acceptor)의 반복 구조로 이루어진 고분자는 도너(donor)의 높은 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital) 에너지와 acceptor의 낮은 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital) 에너지의 혼성화로 인해서 그 차이를 나타내는 값인 밴드갭이 낮아지는 경향이 있기 때문이다.
또한 발명에 따른 신규 셀레나졸 단량체를 이용하여 도너-억셉터(donor-acceptor) 구조를 갖는 공액 고분자 합성시 좋은 전기적 특성과 광학적 특성을 가지기 때문에 태양전지, 투명 전도체(transparent conductor), 박막 트랜지스터, 유기발광소자(OLED: Organic Light Emitting Diodes 또는 유기 EL)에 이용될 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예이다.
단, 하기 실시예는 구체적인 합성 과정 설명을 위한 것으로, 본 발명이 하기 실시예 만으로 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1) Diphosphorus Pentaselenide의 합성
Figure 112017071621212-pat00025
시중에서 쉽게 구할 수 있는 red phosphorous(12.5 g, 403.5 mmol) 파우더와 selenium(79.6 g, 1008.7 mmol) 파우더를 30 mL 테스트 튜브에 넣고 잘 섞어 주면서 N2 gas를 흘려준다. 테스트 튜브를 토치로 가열하여 준다. 이때 phosphine gas가 눈에 보일 때 까지 가열하지 않는다. 충분히 가열하면 selenium의 녹는점까지 도달하게 되고 알류미늄 빛깔의 은색 액체가 된다. 이러한 은색 액체를 상온에서 서서히 식혀준다. 은빛 고체를 테스트튜브에서 꺼내어 막자사발과 막자를 이용해 곱게 갈아 준다. 곱게 갈게 되면 은색 빛을 띠는 보라색 파우더 형태의 phosphorus pentaselenide(90.3 g, 98.0%)가 된다. 이것을 즉시 다음 반응에 사용한다.
(실시예 2) octadecaneselenoamide의 합성
Figure 112017071621212-pat00026
준비된 순도 95%의 stearonitrile(100g, 376.7mmol)를 3000 mL 2-neck round bottom flask에 넣어준 후 N2 gas를 흘려준다. 무수물 Ethanol(EtOH)용매 1000 mL를 stearonitrile가 담긴 플라스크에 넣은 후 온도를 상온에서 30℃까지 올려 출발 물질을 완전히 용해시켜 주면서 교반시킨다.
이후 실시예 1에서 합성된 고체 상태의 phosphorus Pentaselenide(P2Se5) (90.32g, 197.7 mmol)를 준비하여 플라스크에 천천히 넣어준다. 이때 산화되지 않게 즉시 합성하여 바로 사용한다. 30 ℃를 유지하며 15 시간 동안 교반 시켜 준다.
반응이 종결 된 후 포화시킨 KOH 수용액으로 pH를 중성으로 맞추어 준다. 이때 pH를 중성으로 맞추고 증류수를 넣어주게 되면 고체가 석출한다. 석출된 고체를 필터링하고 이후 필터링된 고체를 dichloromethane(DCM)로 녹여 준다.
석출된 고체를 필터링하고 난 여액을 dichloromethane(DCM)로 추출한다.
추출된 유기층을 vacuum evaporator를 이용하여 용매를 모두 제거한 후 n-hexane을 이용하여 재결정하여 은색 가루형태의 octadecaneselenoamide(97.1g, 80.9%)를 합성 하였다.
도 1은 본 발명의 실시예 2에 따른 octadecaneselenoamide의 1H-NMR 스팩트럼도로, 도시된 바와 같이 1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 2.70 (t, 2H), 1.80 (m, 2H), 1.26 (m, 28H), 0.89 (t, 3H) ppm임을 알 수 있다. 2.70 ppm (t, 2H)를 통하여 Selelnium이 도입이 된 탄소옆 수소인 것을 알 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예 2에 따른 octadecaneselenoamide의 13C-NMR 스팩트럼도로 도시된 바와 같이 13C-NMR (100 MHz, CDCl3) δ 217.16, 49.57, 31.85, 29.61, 28.71, 22.59, 14.00 ppm임을 알 수 있다. 271.6 ppm를 통하여 Selelnium이 도입이 된 카본임을 알 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예 2에 따른 octadecaneselenoamide의 FT-IR 스팩트럼도로, 도시된 바와 같이 FT-IR (neat) ν max 3279, 3105, 2955, 2916, 2847, 1628, 1454, 1423, 1099, 980, 968, 725, 687, 652 cm-1임을 알 수 있다.
(실시예 3) diethyl-2-heptadecylselenazole-4,5-dicarboxylate의 합성
Figure 112017071621212-pat00027
상기 실시예 2에서 합성한 octadecaneselenoamide(30g, 86.6mmol)을 100 mL 1-neck round bottom flask에 넣은 후 N2 gas를 흘려준 후, 반응 용기 안에 합성시약인 2-chloro-3-oxo-succinic acid diethyl ester(23.1g, 103.9mmol)을 용매가 없는 상태에서 천천히 가하여 준 후 12시간 동안 상온에서 교반한다.
반응이 종료된 혼합물을 vacuum pump를 통하여 건조시켜 반응동안 생긴 HCl 과 물을 제거한다. 건조된 혼합물을 silica gel 칼럼(E·A:hexane=2:18(부피비 기준))를 통하여 정제된 연한 노란색 고체 형태의 diethyl-2-heptadecylselenazole-4,5- dicarboxylate (28.5 g, 64 %)를 합성하였다.
도 4는 본 발명의 실시예 3에 따른 diethyl-2-heptadecylselenazole-4,5- dicarboxylate의 1H-NMR 스팩트럼도로 도시된 바와 같이, 1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.41 (dd, 2H), 4.31 (dd, 2H), 2.98 (t, 2H), 1.77 (qui, 2H), 1.23 (br, 34H), 0.85 (t, 3H) ppm임을 알 수 있다. 4.41 ppm(dd, 2H), 4.31 ppm(dd, 2H)를 통하여 diethyl-2-heptadecylselenazole-4,5-dicarboxylate가 합성됨을 알 수 있었다.
도 5는 본 발명의 실시예 3에 따른 diethyl-2-heptadecylselenazole-4,5- dicarboxylate의 13C-NMR 스팩트럼도로 도시된 바와 같이, 13C-NMR (100 MHz, CDCl3) δ 183.87, 175.51, 163.46, 162.89, 160.31, 149.46, 149.23, 135.06, 128.72, 62.01, 37.23, 33.56, 31.77, 29.53, 29.25, 29.20, 29.07, 28.89, 13.91 ppm.임을 알 수 있다. 183.87 ppm를 통하여 에스터가 도입된 Selenium 옆 카본임을 알 수 있었다.
도 6은 본 발명의 실시예 3에 따른 diethyl-2-heptadecylselenazole-4,5- dicarboxylate의 FT-IR 스팩트럼도로 도시된 바와 같이, FT-IR (neat) ν max 2912, 2851, 2847, 1724, 1535, 1470, 1369, 1323, 1273, 1200, 1173, 1130, 1076, 1018, 764, 747 cm-1임을 알 수 있다. 에스터 고유 피크인 1724 cm-1를 통하여 diethyl-2-heptadecylselenazole-4,5-dicarboxylate 생성 여부 확인하였다.
(실시예 4) (2-heptadecyl-1,3-selenazole-4,5-diyl)dimethanol의 합성
Figure 112017071621212-pat00028
상기 실시예 3에서 합성된 diethyl 2-heptadecyl-1,3-selenazole-4,5- dicarboxylate(28.5 g, 55.4 mmol)을 준비된 1000 mL 3-neck round bottom flask에 넣은 후 정제된 용매인 tetrahydrofuran(THF) 500 mL을 넣어 완전히 녹여 준 후 N2 gas를 흘려준다.
반응용기의 온도를 얼음과 acetone(C3H6O)을 이용하여 -10 ℃로 내려준 후 반응용기 내부 온도가 외부의 온도와 같아 질 때까지 10분간 방치한다.
반응용기 내부 온도가 충분히 내려갔을 때 가루상태의 lithium aluminum hydride(LAH)(2.94 g, 77.5 mmol)을 천천히 적가 한다.
LAH의 적가가 끝난 후 1시간 동안 -10℃에서 교반시킨 후 천천히 온도를 올려 상온에서 12 시간 동안 교반한다.
반응이 끝난 후 반응용기의 온도를 -10 ℃로 다시 내려준 후 차가운 물을 넣어 반응을 종결하고 diethyl ether(Et2O)를 이용하여 유기물을 추출한다.
추출된 유기 층에 남아있는 소량의 물을 제거하기 위해 MgSO4를 넣어준 후 필터링하고 유기 층을 vacuum evaporator를 이용하여 용매를 모두 제거한 후 n-hexane을 이용하여 재결정하여 옅은 상아색 가루 형태의 (2-heptadecyl-1,3- selenazole-4,5-diyl)dimethanol(20.6 g, 86.2%)를 합성 하였다.
도 7은 본 발명의 실시예 4에 따른 (2-heptadecyl-1,3-selenazole-4,5-diyl) dimethanol의 1H-NMR 스팩트럼도로 도시된 바와 같이,1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.84 (s, 2H), 4.67 (s, 2H), 2.93 (t, 3H), 1.74 (m, 4H), 1.25 (m, 28H), 0.88 (t, 3H) ppm.임을 알 수 있다. diethyl-2-heptadecylselenazole-4,5-dicarboxylate의 4.41 ppm(dd, 2H), 4.31 ppm(dd, 2H)이 4.84 ppm(s, 2H), 4.67 ppm(s, 2H)로 이동한 것을 통하여 (2-heptadecyl-1,3-selenazole-4,5-diyl)dimethanol이 합성됨을 알 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예 4에 따른 (2-heptadecyl-1,3-selenazole-4,5-diyl) dimethanol의 13C-NMR 스팩트럼도로 도시된 바와 같이, 13C-NMR (100 MHz, CDCl3) δ 178.81, 151.09, 140.58, 59.15, 58.13, 37.01, 31.86, 29.63, 29.59, 29.41, 29.26, 29.02, 22.62, 14.05 ppm.임을 알 수 있다. 178.81 ppm를 통하여 알코올기가 도입된 Selenium 옆 카본임을 알 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예 4에 따른(2-heptadecyl-1,3-selenazole-4,5-diyl) dimethanol의 FT-IR 스팩트럼도로 도시된 바와 같이, FT-IR (neat) ν max 3387, 3329, 3067, 2916, 2847, 2754, 2658, 1666, 1555, 1358, 1030, 783, 687 cm-1.임을 알 수 있다. 3387cm-1과 3329cm-1를 통하여 알콜기의 고유 피크를 확인 하였다. 이를 통하여 (2-heptadecyl-1,3-selenazole-4,5-diyl)dimethanol이 합성됨을 알 수 있다.
(실시예 5) 4,5-bis(bromomethyl)-2-heptadecyl-1,3-selenazole의 합성
Figure 112017071621212-pat00029
실시예 4에서 합성된 (2-heptadecyl-1,3-selenazole-4,5-diyl)dimethanol (20.6g, 47.8mmol)을 준비된 3-neck round bottom flask에 넣고 정제된 THF 600 mL 에 완전히 녹인다.
반응용기의 온도를 얼음과 acetone(C3H6O)을 이용하여 -10 ℃로 내려준 후 반응용기 내부 온도가 외부 온도와 같아질 때까지 20분간 방치 한다.
반응용기 내부 온도가 충분히 내려갔을 때, pyridine(3.78g, 47.8 mmol)을 넣고 20분 동안 교반한다.
반응용기 온도가 -10 ℃로 유지된 상태에서 액체 상태의 phosphorous tribromide(PBr3)(3.12 mL, 31.9 mmol)을 천천히 적가 한다. 이 때 혼합물의 색깔이 투명한 색에서 흰색 또는 바나나 색으로 변한다. -10 ℃에서 상온까지 서서히 온도를 올리면서 12 시간 동안 교반한다.
반응이 끝난 후 반응용기의 온도를 -10 ℃로 다시 내려준 후 차가운 물을 넣어 반응을 종결하고 diethyl ether(Et2O)를 이용하여 유기물을 추출한다.
추출된 유기 층에 남아있는 소량의 물을 제거하기 위해 MgSO4를 넣어준 후 필터링하고 유기 층을 vacuum evaporator를 이용하여 용매를 모두 제거한 후 crude 형태의 혼합물을 얻을 수 있다. 이렇게 얻어진 혼합물을 silica gel column chromatography(E·A:hexane=2:8(부피비 기준))를 통하여 밝은 흰색 고체 형태인 4,5-bis (bromomethyl)-2-heptadecyl-1,3-selenazole(17.2s g, 64.4%)를 합성하였다.
도 10은 본 발명의 실시예 5에 따른4,5-bis(bromomethyl)-2-heptadecyl- 1,3-selenazole의 1H-NMR 스팩트럼도로 도시된 바와 같이, 1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.77 (s, 2H), 4.55 (s, 2H), 2.93 (t, 2H), 1.76 (m, 2H), 1.25 (s, 28H), 0.88 (t, 3H) ppm.임을 알 수 있다. (2-heptadecyl-1,3-selenazole-4,5-diyl)dimethanol의 4.84 ppm(s, 2H), 4.67 ppm(s, 2H)이 4.77 ppm(s, 2H), 4.55 ppm(s, 2H)로 이동한 것을 통하여 4,5-bis(bromomethyl)-2-heptadecyl-1,3-selenazole이 합성됨을 알 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예 5에 따른 4,5-bis(bromomethyl)-2-heptadecyl- 1,3-selenazole의 13C-NMR 스팩트럼도로 도시된 바와 같이, 13C-NMR (100 MHz, CDCl3) δ 179.38, 149.98, 139.55, 37.28, 31.86, 29.63, 29.56, 29.36, 29.29, 29.19, 22.61, 14.01 ppm.임을 알 수 있다. 179.38 ppm를 통하여 브로민이 도입된 Selenium 옆 카본임을 알 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예 5에 따른 4,5-bis(bromomethyl)-2-heptadecyl- 1,3-selenazole의 FT-IR 스팩트럼도로 도시된 바와 같이, FT-IR (neat) ν max 2916, 2847, 1747, 1539, 1373, 1219, 1061, 717 cm-1.임을 알 수 있다.
(실시예 6) 2-heptadecyl-4,6-dihydrothieno[3,4-d][1,3]selenazole의 합성
Figure 112017071621212-pat00030
준비된 1000 mL 2-neck round bottom flask에 정제된 sodium sulfide nonahydrate(Na2Sㅇ9H2O)(3.02 g, 10.78 mmol)을 넣은 후 질소 gas를 흘려준다. 여기에 정제된 무수 ethyl alcohol(EtOH) 50mL을 넣어 sodium sulfide nonahydrate (Na2Sㅇ9H2O)를 모두 녹인 후 반응용기의 얼음과 acetone(C3H6O)을 이용하여 -10 ℃ 로 낮추어 주었다.(모두 녹는데 2 시간 정도의 시간이 요구된다).
여기에 상기 실시예 5에서 합성된 4,5-bis-bromomethyl-2-heptadecyl -selenazole(5g, 8.99 mmol)을 정제 된 무수 THF 800 mL에 희석 시킨 용액을 syringe pump를 이용하여 8 시간 동안 적가한다.(이때, 플라스크 주위에 흰색의 고체가 형성 된다.)
적가가 모두 끝난 후 1시간동안 -10 ~ 5℃에서 교반한 후 상온으로 온도를 서서히 올려주고 상온에서 6시간 동안 교반한다.
반응이 종료된 후 용매를 ethyl alcohol을 단순 증류를 통해 제거한 후 연한 노란색의 고체형태의 혼합물을 얻었다. 이렇게 얻은 혼합물을 hexane에 녹는 층과 녹지 않은 층으로 분리한 후 hexane에 녹은 층을 단순증류에 의하여 용매를 제거한 후 이 혼합물을 silica gel 칼럼(E·A:hexane=0.5:19.5(부피비 기준))으로 연한 하얀색 형태의 합성된 2-heptadecyl-4,6-dihydro-thieno[3,4-d]selenazole(1.39g, 36.0%)을 얻었다.
도 13은 본 발명의 실시예 6에 따른 2-heptadecyl-4,6-dihydrothieno [3,4-d][1,3]selenazole의 1H-NMR 스팩트럼도로 도시된 바와 같이, 1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.19 (dd, 2H), 4.11 (dd, 2H), 2.96 (t, 2H), 1.77 (m, 2H), 1.26 (br, 28H), 0.89 (t, 3H) ppm.임을 알 수 있다. 4,5-bis(bromomethyl)-2- heptadecyl-1,3-selenazole의 4.77 ppm(s, 2H), 4.55 ppm(s, 2H)이 4.19 ppm(dd, 2H), 4.11 ppm(dd, 2H)로 이동한 것을 통하여 2-heptadecyl-4,6-dihydrothieno [3,4-d][1,3]selenazole이 합성됨을 알 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시예 6에 따른 2-heptadecyl-4,6-dihydrothieno [3,4-d][1,3]selenazole의 13C-NMR 스팩트럼도로 도시된 바와 같이, 13C-NMR (100 MHz, CDCl3) δ 184.04, 157.33, 134.55, 37.87, 31.87, 29.63, 29.53, 29.39, 29.29, 29.23, 22.61, 14.01 ppm.임을 알 수 있다. 184.04 ppm를 통하여 고리화 반응이 진행된 Selenium 옆 카본임을 알 수 있었다.
도 15는 본 발명의 실시예 6에 따른 2-heptadecyl-4,6-dihydrothieno [3,4-d][1,3]selenazole의 FT-IR 스팩트럼도로 도시된 바와 같이, FT-IR (neat) ν max 2916, 2847, 2361, 1497, 1466, 1072, 771, 717 cm-1.임을 알 수 있다.
(실시예 7) 2-heptadecyl-thieno[3,4-d]selenazole의 합성
Figure 112017071621212-pat00031
실시예 6에서 합성된 화합물 2-heptadecyl-4,6-dihydro-thieno[3,4-d] selenazole(1g, 2.3mmol)을 준비된 100 mL 2-neck round bottom flask에 넣은 후 N2 gas를 흘려준다. 이 반응용기에 건조된 toluene 50 mL를 넣어 준 후 5 분 동안 교반한다.
완전히 섞인 것을 확인한 후 2,3-dichloro-5,6-dicynide-1,4-benzoquinone (DDQ)(0.69 g, 3.0 mmol)을 넣어준 후 22 시간 동안 교반하였다.(이때, 빨강색에서 황토색으로 변한다.)
반응이 끝난 용액을 silica gel 칼럼(E·A:hexane=2:18(부피비 기준))을 이용하여 fresh 칼럼하여 하얀색 고체인 2-heptadecyl-thieno[3,4-d]selenazole(0.97 g, 97.7%)를 합성하였다.
도 16은 본 발명의 실시예 7에 따른 2-heptadecyl-thieno[3,4-d]selenazole의 1H-NMR 스팩트럼도로 도시된 바와 같이, 1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.55 (d, 1H), 7.15 (d, 1H), 3.01 (t, 2H), 1.82 (m, 2H), 1.26 (br, 28H), 0.89 (t, 3H) ppm.임을 알 수 있다. 2-heptadecyl-4,6-dihydrothieno[3,4-d][1,3]selenazole의 4.77 ppm(s, 2H), 4.55 ppm(s, 2H)이 7.55 ppm(d, 1H), 7.15 ppm(d, 1H)로 이동한 것을 통하여 수소가 산화하여 2-heptadecyl-thieno[3,4-d]selenazole이 합성됨을 알 수 있다.
도 17은 본 발명의 실시예 7에 따른 2-heptadecyl-thieno[3,4-d]selenazole의 13C-NMR 스팩트럼도로 도시된 바와 같이,13C-NMR (100 MHz, CDCl3) δ 181.21, 161.73, 133.25, 113.39, 111.55, 38.32, 31.84, 29.60, 29.35, 29.21, 28.97, 22.59, 14.00 ppm.임을 알 수 있다.
도 18은 본 발명의 실시예 7에 따른 2-heptadecyl-thieno[3,4-d]selenazole의 FT-IR 스팩트럼도로 도시된 바와 같이, FT-IR (neat) ν max 3603, 2916, 2847, 2361, 2341, 1732, 1605, 1466, 1288 cm-1.임을 알 수 있다.
(실시예 8) 4,6-dibromo-2-heptadecylthieno[3,4-d][1,3]selenazole의 합성
Figure 112017071621212-pat00032
250 mL 반응 flask에 2-heptadecyl-thieno[3,4-d]selenazole(0.5 g, 1.17 mmol)과 THF 50 mL를 혼합하여 잘 용해한 후 dry ice와 aceone을 이용한 -78 ℃에서 N2 gas를 순환시키면서 교반하였다. N-bromosuccinimide(NBS)(0.44g, 2.46 mmol)을 고체 상태로 빠르게 첨가하고 1 시간 동안 온도를 서서히 상온으로 올린다.
상온에서 2 시간 동안 교반한 후 THF를 evaporation하여 제거한 후 혼합물을 triethyl amine으로 중화된 silica gel 칼럼을 이용하여 fresh 칼럼(E·A:hexane=0.5:19.5(부피비 기준))으로 하여 밝은 하얀색 고체인 4,6-dibromo-2-heptadecyl- thieno[3,4-d]selenazole(0.54 g, 78.3%)를 얻었다.
도 19는 본 발명의 실시예 8에 따른 4,6-dibromo-2-heptadecylthieno [3,4-d][1,3]selenazole의 1H-NMR 스팩트럼도로 도시된 바와 같이,1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 3.00 (t, 2H), 1.79 (m, 2H), 1.26 (br, 28H), 0.89 (t, 3H) ppm.임을 알 수 있다. 2-heptadecyl-thieno[3,4-d]selenazole의 7.55 ppm(d, 1H), 7.15 ppm(d, 1H)이 피크가 사라지는 것을 통하여 수소가 브로민으로 치환된 것으로 2-heptadecyl-thieno[3,4-d]selenazole이 합성됨을 알 수 있다
도 20은 본 발명의 실시예 8에 따른 4,6-dibromo-2-heptadecylthieno [3,4-d][1,3]selenazole의 13C-NMR 스팩트럼도로 도시된 바와 같이, 13C-NMR (100 MHz, CDCl3) δ 183.03, 158.20, 135.56, 99.31, 97.34 38.63, 31.86, 29.63, 29.34, 29.29, 29.19, 29.98, 22.61, 14.01 ppm.임을 알 수 있다.
도 21은 본 발명의 실시예 8에 따른 4,6-dibromo-2-heptadecylthieno [3,4-d][1,3]selenazole의 FT-IR 스팩트럼도로 도시된 바와 같이, FT-IR (neat) ν max 2916, 2847, 2338, 1747, 1562, 1462, 1238, 1092, 802 cm-1임을 알 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (15)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 신규 셀레나졸 단량체.
    <화학식 1>
    Figure 112017071621212-pat00033

    상기 화학식 1에서 B는 H, Br, Cl, I 중 어느 하나이다.
  2. a) red phosphorus와 grey selenium을 혼합 후 가열하여 하기 화학식 2의 화합물을 제조하는 단계.
    b)stearonitrile에 화학식 2의 화합물을 가하여 하기 화학식 3의 화합물을 제조하는 단계;
    c)화학식 3의 화합물에 diethyl 2-chloro-3-oxosuccinate를 가하여 하기 화학식 4로 표현되는 화합물을 제조하는 단계;
    d)화학식 4의 화합물에 lithium aluminium hydrid를 사용하여 alcohol 그룹을 환원시켜 하기 화학식 5로 표현되는 화합물을 제조하는 단계;
    e)화학식 5의 화합물을 이루는 alchol 그룹을 치환하여 하기 화학식 6으로 표현되는 화합물을 제조하는 단계;
    f)sodium sulfide nonahydrate를 ethyl alcohol에 녹인 후 화학식 6의 화합물을 적가하여 하기 화학식 7로 표현되는 화합물을 제조하는 단계;
    g)화학식 7의 화합물에 용매와 함께 2,3-dichloro-5,6-dicynide-1,4-benzoquinone(DDQ)를 첨가하여 하기 화학식 8로 표현되는 화합물을 제조하는 단계; 및
    h)화학식 8의 화합물을 용매에 녹인 후 첨가물을 첨가하는 단계;를 거쳐 하기 화학식 1로 표시되는 신규 셀레나졸 단량체의 제조방법.
    <화학식 1>
    Figure 112017071621212-pat00034

    상기 화학식 1에서 B는 H, Br, Cl, I 중 어느 하나이다.
    <화학식 2>
    Figure 112017071621212-pat00035

    <화학식 3>
    Figure 112017071621212-pat00036

    <화학식 4>
    Figure 112017071621212-pat00037

    <화학식 5>
    Figure 112017071621212-pat00038

    <화학식 6>
    Figure 112017071621212-pat00039

    상기 화학식 6에서 A는 Br, Cl, I 중 어느 하나이다.
    <화학식 7>
    Figure 112017071621212-pat00040

    <화학식 8>
    Figure 112017071621212-pat00041

  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 b)단계에서 화학식 2의 화합물은 stearonitrile 대비 당량기준으로 0.1 ~ 1.0 당량 사용하는 것을 특징으로 하는 신규 셀레나졸 단량체의 제조방법.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 b)단계는 stearonitrile 0.05 ~ 100g을 N2 가스하에서 무수물 Ethanol(EtOH)용매를 사용하여 20 ~ 40℃에서 용해시킨 후, 고체상태인 화학식 2의 화합물을 stearonitrile 대비 당량 기준으로 0.1 ~ 1.0 당량을 사용하여 넣은 후 온도는 20 ~ 70℃을 유지한 상태에서 1 ~ 24 시간 동안 교반하여 반응시키고, 반응이 종결 된 후 포화시킨 KOH 수용액으로 pH를 중성으로 맞춘 후 증류수를 넣어 고체를 석출하고, 석출된 고체를 필터링 후 필터링된 고체 및 필터링하고 남은 여액을 용매로 녹여 추출하고, 추출된 유기층을 vacuum evaporator를 이용하여 용매를 모두 제거한 후 n-hexane을 이용하여 재결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 신규 셀레나졸 단량체의 제조방법.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 c)단계는 합성시약 diethyl 2-chloro-3-oxosuccinate를 화학식 3의 화합물대비 당량기준으로 1.0 ~ 1.5 당량을 사용하는 것을 특징으로 하는 신규 셀레나졸 단량체의 제조방법.
  6. 청구항 2 또는 청구항 5에 있어서,
    상기 c)단계는 화학식 3의 화합물 0.1 ~ 50g에 N2 가스하에서 합성시약 diethyl 2-chloro-3-oxosuccinate를 화학식 3의 화합물 대비 당량기준으로 1.0 ~ 1.5 당량을 첨가해 용매가 없는 상태에서 가해준 후 2 ~ 24 시간 동안 상온에서 교반하고, 반응이 종료된 혼합물을 vacuum pump 를 통하여 건조시켜 반응동안 생긴 HCl과 물을 제거하며, 건조된 혼합물을 silica gel 칼럼(E·A:hexane=2:18(부피비 기준))를 통하여 정제하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 신규 셀레나졸 단량체의 제조방법.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 d)단계는 lithium aluminium hydrid를 화학식 4의 화합물 대비 당량기준으로 1.0 ~ 1.5 당량을 사용하는 것을 특징으로 하는 신규 셀레나졸 단량체의 제조방법.
  8. 청구항 2 또는 청구항 7에 있어서,
    상기 d)단계는 화학식 4의 화합물 0.1 ~ 100g에 용매를 넣어 녹인후 N2 가스 하에서 반응용기의 온도를 얼음과 acetone(C3H6O)을 이용하여 0 ~ -10℃로 내려준 후 가루상태의 lithium aluminum hydride(LAH) 를 화학식 4의 화합물 대비 당량기준으로 1.0 ~ 1.5 당량을 적가한 다음 1~12시간 동안 0 ~ -10℃로 교반시킨 다음, 이후 천천히 온도를 올려 상온에서 1 ~ 12시간 동안 교반하여 반응시키고, 이후 반응이 끝난 반응용기의 온도를 0 ~ -10℃로 다시 내려준 후 차가운 물을 넣어 반응을 종결하고 추출용매를 이용하여 유기물을 추출하며, 추출된 유기층에 남아있는 소량의 물을 MgSO4를 넣어 제거한 다음 vacuum evaporator를 이용하여 용매를 모두 제거하고 n-hexane을 이용하여 재결정 하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 신규 셀레나졸 단량체의 제조방법.
  9. 청구항 2에 있어서,
    상기 e)단계는 화학식 5의 화합물 0.1 ~ 50g을 유기용매를 사용하여 녹인 다음, 반응용기의 온도를 얼음과 acetone(C3H6O)을 이용하여 0 ~ -10℃로 내려준 후 반응 용기 내부의 온도가 외부의 온도와 같아 질 때까지 방치한 다음, pyridine을 화합물 대비 0.8 ~ 1.0 당량기준으로 0.2 ~ 10 mL을 넣고 30 ~ 120분 동안 교반하고, 이후 반응용기 온도가 0 ~ -10℃로 유지된 상태에서 할로젠화 반응물인 액체 상태의 phosphorous tribromide(PBr3), phosphorous trichloride(PCl3), phosphorous triiodide(PI3) 중에서 선택된 어느 하나를 0.5 ~ 1.2 당량으로 천천히 적가하며, 이후 상온까지 서서히 온도를 올리면서 2 ~ 12 시간 동안 교반하여 반응시키고, 반응이 끝난 후 반응용기의 온도를 0 ~ -10 ℃로 다시 내려준 후 차가운 물을 넣어 반응을 종결하고 추출용매를 이용하여 유기물을 추출하며, 추출된 유기층에 남아있는 소량의 물을 MgSO4를 넣어 제거 후 필터링하고 유기층을 vacuum evaporator를 이용하여 용매를 모두 제거하여 화합물을 얻은 후 silica gel column chromatography(E·A:hexane=2:8(부피비 기준))를 통해 정제하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 신규 셀레나졸 단량체의 제조방법.
  10. 청구항 2에 있어서,
    상기 f)단계는 화학식 6의 화합물을 sodium sulfide nonahydrate 대비 당량기준으로 1.0 ~ 1.5 당량을 사용하는 것을 특징으로 하는 신규 셀레나졸 단량체의 제조방법.
  11. 청구항 2 또는 청구항 10에 있어서,
    상기 f)단계는 고리 닫힘 반응을 sodium sulfide nonahydrate 0.01 ~ 0.05 g을 N2 가스하에서 ethyl alcohol을 넣어 녹인 후 반응용기의 얼음과 acetone(C3H6O)을 이용하여 -10 ~ 0℃로 낮추어 준 다음 화학식 6의 화합물 sodium sulfide nonahydrate 대비 당량기준으로 1.0 ~ 1.5 당량을 정제된 무수 100~1000 mL THF, dichloromethane(DCM), toluene, chlorobenzene 중 어느 하나를 사용하여 희석시킨 용액을 syringe pump를 이용하여 1 ~ 12 시간 동안 적가하고, 이후 1 ~ 2시간동안 -10 ~ 5℃에서 교반한 후 상온으로 온도를 서서히 올려 2 ~ 6시간동안 교반하여 반응시키고, 반응이 종료된 후 용매를 ethyl alcohol을 단순증류를 통해 제거하여 화합물을 얻고, 이 화합물을 hexane에 녹는층과 녹지 않은 층으로 분리한 후 hexane에 녹은 층을 단순증류를 통해 용매를 제거한 후 이 화합물을 silica gel 칼럼(E·A:hexane=0.5:19.5(부피비 기준))으로 정제하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 신규 셀레나졸 단량체의 제조방법.
  12. 청구항 2에 있어서,
    상기 g)단계는 2,3-dichloro-5,6-dicynide-1,4-benzoquinone (DDQ)를 화학식 7의 화합물 대비 당량기준으로 1.0 ~ 1.4 당량을 사용하는 것을 특징으로 하는 신규 셀레나졸 단량체의 제조방법.
  13. 청구항 2 또는 청구항 12에 있어서,
    상기 g)단계는 g)단계는 화학식 7의 화합물 0.01 ~ 5.0 g을 N2 가스하에서 유기용매를 넣어 교반 후, 2,3-dichloro-5,6-dicynide-1,4- benzoquinone(DDQ)를 화학식 7의 화합물 대비 당량기준으로 1.0 ~ 1.4 당량을 넣어 0 ~ -5 ℃에서 12~48 시간 동안 교반하여 반응시키고, 반응이 끝난 용액을 silica gel 칼럼(E·A: hexane=2:18(부피비 기준))을 이용하여 fresh 칼럼하여 정제하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 신규 셀레나졸 단량체의 제조방법.
  14. 청구항 2에 있어서,
    상기 h)단계는 할로젠화 반응물인 N-bromosuccinimide(NBS), N-chlorosuccinimide(NCS), N-iodosuccinimide(NIS)중에서 선택된 어느 하나를 화학식 8의 화합물 대비 당량기준으로 2.0 ~ 2.8 당량을 사용하는 것을 특징으로 하는 신규 셀레나졸 단량체의 제조방법.
  15. 청구항 2 또는 청구항 14에 있어서,
    상기 h)단계는 화학식 8의 화합물 0.1 ~ 10g과 유기용매 를 혼합하여 용해한 후 dry ice와 aceone을 이용하여 -78 ~ -40℃에서 N2 가스를 순환시키면서 교반하고, 할로젠화 반응물인 N-bromosuccinimide(NBS), N-chlorosuccinimide(NCS), N-iodosuccinimide(NIS) 중에서 선택된 어느 하나를 화학식 8의 화합물 대비 당량기준으로 2.0 ~ 2.8 당량 사용하여 고체 상태로 빠르게 첨가하고 1 ~ 2 시간 동안 온도를 서서히 상온으로 올리고, 상온에서 0.1 ~ 1 시간 동안 교반한 후 상기 유기용매를 evaporation하여 제거한 후 혼합물을 triethyl amine으로 중화된 silica gel 칼럼을 이용하여 fresh 칼럼(E·A:hexane=0.5:19.5(부피비 기준))으로 정제하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 신규 셀레나졸 단량체의 제조방법.
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