KR102367000B1 - 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 이리듐 촉매, 은 첨가제 및 염기 존재 하에서 카르복실화 오르쏘-카르보레인 화합물과 프로파질 알코올 화합물을 반응시켜 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물을 제조하는 방법 및 이에 따라 제조된 오르쏘-카르보레인 화합물에 관한 것이다.
Description
본 발명은 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
3 차원 벤젠 종류로 인식되는 카르보레인은 붕소 중성자 포획 요법 (BNCT)와 같은 약물로, 유기 금속 및 배위 화학에서 신규 리간드로, 초분자 디자인 및 빌딩블록으로서 다양하게 응용되고 연구되어 왔다.
그러나, 카르보레인의 독특한 구조로 인해 카르보레인의 유도체의 제조가 용이하지 않아 응용범위가 제한적이라는 단점을 가진다.
이에 카르보레인의 기능화를 위한 새로운 합성방법의 개발이 요구되고 있으며, 이에 따른 다양한 연구가 진행되고 있다.
일반적으로 카르보레인 클러스터의 탄소보다 카르보레인 클러스터의 붕소의 반응성이 훨씬 낮아 카르보레인 보란의 기능화는 매우 어려운 도전에 해당된다. 이러한 이유로 카르보레인 탄소에 쉽게 도입되어 반응 후 용이하게 제거될 수 있는 카르복실산기를 카르보레인 탄소에 도입하여 카르보레인 클러스터의 기능화의 유도기로 카르복실산기가 사용되고 있다.
최근에는 지향기(directing group)로 카르복실산을 이용하여 알켄, 알킨, 아릴아요다이드, 산소분자, 유기아지드 및 헤테로아릴기와 같은 다양한 커플링 파트너를 이용한 새로운 카르보레인의 기능화가 개발되기도 하였다.
한편, 카르보레인에 사이클릭 또는 π-컨쥬게이션된 시스템을 도입하여 유기발광소자의 재료로 카르보레인을 사용하고자하는 시도가 증가하고 있다.
일례로 한국공개공보 제2016-0056942에 우수한 발광특성 및 높은 내열성을 가지는 동시에 뛰어난 비정질 안정성이 구비되는 유기전계발광소자의 재료로 기능화된 오르쏘-카르보레인 화합물을 공지되어 있다.
이와 같이 카르보레인의 기능화에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있지만 보다 높은 선택성 및 수율로 보다 효율적인 오르쏘-카르보레인의 기능화 방법이 요구된다.
본 발명은 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물 및 이의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 높은 선택성 및 수율로 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물을 제조하는 방법을 제공하는 것으로, 본 발명의 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물의 제조방법은 이리듐 촉매, 은 첨가제 및 염기의 존재 하에서, 하기 화학식 2의 카르복실화 오르쏘-카르보레인 화합물을 화학식 3의 프로파질 알코올 화합물을 반응시켜 하기 화학식 1의 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물을 제조하는 단계를 포함한다.
[화학식 1]
[화학식 2]
[화학식 3]
(상기 화학식 1 내지 3에서,
R은 C1-C10알킬, C3-C10시클로알킬, C3-C10헤테로시클로알킬, C6-C20아릴, C1-C10알킬카보닐, C1-C10알콕시카보닐, C6-C20아릴카보닐, C6-C20아릴옥시카보닐 또는 C3-C20헤테로아릴이고;
R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소, C1-C10알킬 또는 C6-C20아릴C1-C10알킬이거나 R1와 R2가 서로 연결되어 방향족고리가 융합되거나 융합되지 않은 지방족 탄화수소고리를 형성할 수 있으며;
R3 내지 R6는 서로 독립적으로 수소, 할로겐, C1-C10알킬, C1-C10할로알킬, C1-C10알콕시, C1-C10알콕시카보닐, C3-C10시클로알킬, C3-C10헤테로시클로알킬, C6-C20아릴 또는 C3-C20헤테로아릴이며;
상기 R의 알킬, 시클로알칼, 헤테로시클로알킬, 아릴, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 아릴카보닐, 아릴옥시카보닐 및 헤테로아릴은 할로겐, C1-C10알킬, C1-C10알콕시, 할로C1-C10알킬, C6-C20아릴, C6-C20아릴C1-C10알킬, C6-C20아릴옥시, C6-C20아릴C1-C10알킬옥시, C1-C10알킬카보닐옥시, C1-C10알킬카보닐, C1-C10알콕시카보닐, 할로C1-C10알킬카보닐옥시, 할로C1-C10알킬카보닐, 할로C1-C10알콕시카보닐, C6-C20아릴카보닐, C6-C20아릴옥시카보닐, 아미노, 모노C1-C10알킬아미노, 디C1-C10알킬아미노, 니트로 및 시아노로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상으로 더 치환될 수 있고; 상기 헤테로아릴 및 헤테로시클로알킬은 N, O, S 및 Se로부터 선택되는 1 내지 4개의 헤테로원자를 포함한다.)
바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 화학식 1 내지 3에서, R은 C1-C10알킬 또는 C6-C20아릴C1-C10알킬이고; R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소 또는 C1-C10알킬이거나 R1와 R2가 서로 연결되어 지방족 탄화수소고리를 형성할 수 있으며; R3 내지 R6는 서로 독립적으로 수소, 할로겐, C1-C10알킬, C1-C10할로알킬이며; 상기 R의 알킬 및 아릴은 할로겐, C1-C10알킬, C1-C10알콕시, 할로C1-C10알킬, C6-C20아릴, C6-C20아릴C1-C10알킬, 니트로 및 시아노로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상으로 더 치환될 수 있다.
보다 바람직하게는 R은 C1-C10알킬이고; R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소 또는 C1-C10알킬이거나 R1와 R2가 서로 연결되어 하나이상의 이중결합을 포함하는 지방족 탄화수소고리를 형성할 수 있으며; R3 내지 R6는 서로 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, C1-C10알킬 또는 C1-C10할로알킬일 수 있다.
바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 이리듐 촉매는 [Cp*IrCl2]2, Ir(ppy)3, Ir[(ppy)2(dtb-bpy)]PF6 및 [Ir(cod)Cl]2로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 상기 화학식 2의 화합물, 1몰에 대하여 0.1 내지 10몰%로 사용될 수 있다.
바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 은 첨가제는 AgPF6, AgSbF6, AgNTf2, AgBF4, AgOTs, AgOTf, AgAsF6, AgClO4 및 AgNO3로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 화학식 2의 화합물, 1몰에 대하여 1 내지 30몰%일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 염기는 NaOAc, KOAc, LiOAc, AgOAc, CsOAc, Cu(OAc)2, K2HPO4, Li3PO4, NaHCO3, Na2HPO, Na2HPO4ㆍ2H2O 및 Na2CO3에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 상기 화학식 2의 화합물 1당량에 대하여 1.0 내지 2.0당량으로 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반응은 메시틸렌, 자일렌, 톨루엔, 클로로벤젠, 벤젠, 클로로포름, 디클로로메탄(DCM) 및 디클로로에탄(DCE)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상의 유기 용매 하에서 수행될 수 있다.
또한 본 발명은 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물을 제공하는 것으로, 본 발명의 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물은 하기 화학식 1로 표시된다.
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서,
R은 C1-C10알킬, C3-C10시클로알킬, C3-C10헤테로시클로알킬, C6-C20아릴, C1-C10알킬카보닐, C1-C10알콕시카보닐, C6-C20아릴카보닐, C6-C20아릴옥시카보닐 또는 C3-C20헤테로아릴이고;
R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소, C1-C10알킬 또는 C6-C20아릴C1-C10알킬이거나 R1와 R2가 서로 연결되어 방향족고리가 융합되거나 융합되지 않은 지방족 탄화수소고리를 형성할 수 있으며;
R3 내지 R6는 서로 독립적으로 수소, 할로겐, C1-C10알킬, C1-C10할로알킬, C1-C10알콕시, C1-C10알콕시카보닐, C3-C10시클로알킬, C3-C10헤테로시클로알킬, C6-C20아릴 또는 C3-C20헤테로아릴이며;
상기 R의 알킬, 시클로알칼, 헤테로시클로알킬, 아릴, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 아릴카보닐, 아릴옥시카보닐 및 헤테로아릴은 할로겐, C1-C10알킬, C1-C10알콕시, 할로C1-C10알킬, C6-C20아릴, C6-C20아릴C1-C10알킬, C6-C20아릴옥시, C6-C20아릴C1-C10알킬옥시, C1-C10알킬카보닐옥시, C1-C10알킬카보닐, C1-C10알콕시카보닐, 할로C1-C10알킬카보닐옥시, 할로C1-C10알킬카보닐, 할로C1-C10알콕시카보닐, C6-C20아릴카보닐, C6-C20아릴옥시카보닐, 아미노, 모노C1-C10알킬아미노, 디C1-C10알킬아미노, 니트로 및 시아노로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상으로 더 치환될 수 있고; 상기 헤테로아릴 및 헤테로시클로알킬은 N, O, S 및 Se로부터 선택되는 1 내지 4개의 헤테로원자를 포함한다.)
바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 화학식 1에서 R은 C1-C10알킬 또는 C6-C20아릴이고; R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소 또는 C1-C10알킬이거나 R1와 R2가 서로 연결되어 지방족고리를 형성할 수 있으며; R3 내지 R6는 서로 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐 또는 C1-C10알킬일 수 있다.
본 발명의 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물의 제조방법은 이리듐 촉매, 은 첨가제 및 염기의 존재 하에서, 카르복실화 오르쏘-카르보레인 화합물을 특정 화합물인 프로파질 알코올 화합물과 반응시켜 높은 선택성 및 수율로 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물을 제조할 수 있다.
뿐만 아니라 본 발명의 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물의 제조방법은 단순한 공정으로 효율적으로 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물을 제조할 수 있다.
또한 본 발명에서 제조된 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물은 약물 및 촉매 등의 원료물질 또는 중간체로 유용하게 사용될 수 있으며, 특히 붕소 중성자 포획 요법(boron neutron capture therapy) 물질 등의 종양 치료를 위한 생물학적 활성 화합물로도 매유 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명은 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 이에 대해 이하, 상세히 설명한다.
이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가진다. 또한, 종래와 동일한 기술적 구성 및 작용에 대한 반복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 명세서에서, 용어 "CA-CB"는 "탄소수가 A 이상이고 B 이하"인 것을 의미한다.
본 명세서 내 용어 “알킬”은 탄소 및 수소 원자만으로 구성된 1가의 직쇄 또는 분쇄 포화 탄화수소 라디칼을 의미한다. 상기 알킬은 1 내지 10개의 탄소원자를 가질 수 있다. 상기 알킬은 1 내지 7개의 탄소원자, 보다 바람직하게는 1 내지 4개의 탄소원자를 가질 수 있다. 이러한 알킬 라디칼의 예는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, t-부틸, 펜틸, 헥실 등을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.
본 명세서 내 용어 “알콕시”는 알킬-O-* 라디칼을 의미하는 것으로, 여기서 ‘알킬’은 상기 정의한 바와 같다. 구체적인 예로는 메톡시, 에톡시, 이소프로폭시, 부톡시, 이소부톡시, t-부톡시 등을 포함되지만 이에 한정되지는 않는다.
본 명세서 내 용어 "시클로알킬(cycloalkyl)"은 탄소 및 수소 원자를 가지며 탄소-탄소 다중 결합을 가지지 않는 모노사이클릭 또는 폴리사이클릭 포화 고리(ring)를 의미한다. 사이클로알킬 그룹의 예는 (C3-C10)사이클로알킬(예를 들어, 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실 및 사이클로헵틸)을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 사이클로알킬 그룹은 선택적으로 치환될 수 있다. 일 실시예에서, 사이클로알킬 그룹은 모노사이클릭 또는 바이사이클릭 링(고리)이다.
본 명세서 내 용어 “헤테로시클로알킬”은 3 내지 10개, 바람직하게 2 내지 8개의 탄소 원자 및 질소, 산소, 셀레늄 및 황으로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 6개의 헤테로원자, 예를 들어 1 내지 5개의 헤테로원자, 1 내지 4개의 헤테로원자, 1 내지 3개의 헤테로원자, 또는 1 내지 2개의 헤테로원자로 이루어진 안정한 3- 내지 18-원 포화 또는 일부 불포화 라디칼을 지칭한다. 예시적인 헤테로사이클알킬은 비제한적으로 안정한 3-10 원 포화 또는 일부 불포화 라디칼, 안정한 3-12 원 포화 또는 일부 불포화 라디칼, 안정한 3-9 원 포화 또는 일부 불포화 라디칼, 안정한 8-원 포화 또는 일부 불포화 라디칼, 안정한 7-원 포화 또는 일부 불포화 라디칼, 안정한 6-원 포화 또는 일부 불포화 라디칼, 또는 안정한 5-원 포화 또는 일부 불포화 라디칼을 포함한다.
본 명세서에 사용된 용어 “지방족 탄화수소고리”는 고리모양으로 결합된 구조이며, 방향족이 아닌 고리를 의미한다. 지방족 탄화수소고리의 예로 사이클로알켄(cycloalkene)을 들 수 있으며, 상기 사이클로알켄은 탄화수소고리 내에 이중결합이 존재하나, 방향족이 아닌 고리기로서, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 20일 수 있으며, 일 실시상태에 따르면, 3 내지 10일 수 있다. 상기 사이클로알켄의 예로는 사이클로프로펜, 사이클로뷰텐, 사이클로펜텐, 사이클로헥센등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 본 명세서에 있어서, 지방족 탄화수소고리는 상기 시클로알킬기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 "모노-알킬아미노"는 -NHCH3, -NHCH2CH3, -NH(CH2)2CH3, -NH(CH2)3CH3, -NH(CH2)4CH3, -NH(CH2)5CH3, 및 이와 유사한 것을 포함하는, -NH(알킬)을 의미하며, 여기에서 알킬은 위에서 정의된 것과 같다.
본 명세서에서 사용된 용어 "디-알킬아미노"는 -N(CH3)2, -N(CH2CH3)2, -N((CH2) 2CH3)2, -N(CH3)(CH2CH3), 및 이와 유사한 것을 포함하는 -N(알킬)(알킬)을 의미하며, 여기에서 각 알킬은 서로 독립적으로 위에서 정의된 알킬이다.
본 명세서 내 용어 “아릴”은 하나의 수소 제거에 의해서 방향족 탄화수소로부터 유도된 유기 라디칼로, 각 고리에 적절하게는 4 내지 7개, 바람직하게는 5 또는 6개의 고리원자를 포함하는 단일 또는 융합고리계를 포함하며, 다수개의 아릴이 단일결합으로 연결되어 있는 형태까지 포함한다. 구체적인 예로서는 페닐, 나프틸, 비페닐, 안트릴, 플루오레닐, 인데닐 등을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다.
본 명세서 내 용어 “아릴옥시”는 아릴-O-* 라디칼을 의미하는 것으로, 여기서 ‘아릴’은 상기 정의한 바와 같다. 이러한 아릴옥시 라디칼의 예는 페녹시, 나프톡시 등을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.
본 명세서 내 용어 “아릴카보닐옥시”는 아릴CO-O-* 라디칼을 의미하는 것으로, 여기서 ‘아릴’은 상기 정의한 바와 같다. 이러한 아릴알킬옥시 라디칼의 예는 벤질카보닐옥시, 트리틸카보닐옥시 등을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.
본 명세서 내 용어 “할로” 또는 “할로겐”은 할로겐족 원소를 나타내며, 예컨대, 플루오로, 클로로, 브로모 및 요오도를 포함한다.
본 명세서 내 용어 “할로알킬”은 적어도 하나의 할로겐으로 치환된 알킬 라디칼을 의미하는 것으로, 여기서 ‘알킬’은 상기 정의한 바와 같다. 이러한 할로알킬 라디칼의 예는 플루오로메틸, 트리플루오로메틸, 브로모메틸, 퍼플루오로에틸 등을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.
본 명세서 내 용어 “헤테로아릴”은 방향족 고리 골격 원자로서 N, O, Se 및 S로부터 선택되는 1 내지 4개의 헤테로원자를 포함하고, 나머지 방향족 고리 골격 원자가 탄소인 아릴 그룹을 의미하는 것으로, 5 내지 6원 단환 헤테로아릴, 및 하나 이상의 벤젠환과 축합된 다환식 헤테로아릴이다. 또한, 본 발명에서의 헤테로아릴은 하나 이상의 헤테로아릴이 단일결합으로 연결된 형태도 포함한다. 구체적인 예로 퓨릴, 싸이오펜일, 피롤릴, 이미다졸릴, 피라졸릴, 티아졸릴, 이소티아졸릴, 이속사졸릴, 옥사졸릴, 피리딜 등의 단환 헤테로아릴, 벤조퓨란일, 다이벤조퓨란일, 다이벤조티오페일, 벤조티오펜일, 이소벤조퓨란일, 벤조이미다졸릴, 벤조티아졸릴, 벤조이소티아졸릴, 벤조이속사졸릴, 벤조옥사졸릴, 퀴놀릴, 이소퀴놀릴, 카바졸릴 등의 다환식 헤테로아릴 등을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 기재된 “알킬카보닐”은 알킬-C(=O)-* 라디칼을 의미하는 것으로, 여기서 ‘알킬’은 상기 정의한 바와 같다. 이러한 알킬카보닐 라디칼의 예는 메틸카보닐, 에틸카보닐, 이소프로필카보닐, 프로필카보닐, 부틸카보닐, 이소부틸카보닐, t-부틸카보닐 등을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.
본 명세서에 기재된 “알콕시카보닐”은 알콕시-C(=O)-* 라디칼을 의미하는 것으로, 여기서 ‘알콕시’는 상기 정의한 바와 같다. 이러한 알콕시카보닐 라디칼의 예는 메톡시카보닐, 에톡시카보닐, 이소프로폭시카보닐, 프로폭시카보닐, 부톡시카보닐, 이소부톡시카보닐, t-부톡시카보닐 등을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.
본 명세서에 기재된 “아릴카보닐”은 아릴-C(=O)-* 라디칼을 의미하는 것으로, 여기서 ‘아릴’은 상기 정의한 바와 같다. 이러한 아릴카보닐 라디칼의 예는 페닐카보닐, 나프틸카보닐, 안트릴카보닐 등을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.
본 명세서에 기재된 “아릴옥시카보닐”은 아릴옥시-C(=O)-* 라디칼을 의미하는 것으로, 여기서 ‘아릴옥시’는 상기 정의한 바와 같다. 이러한 아릴옥시카보닐 라디칼의 예는 페녹시카보닐, 나프톡시카보닐 등을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.
본 명세서에 기재된 “알킬카보닐옥시”는 알킬-C(=O)-O-* 라디칼을 의미하는 것으로, 여기서 ‘알킬’은 상기 정의한 바와 같다. 이러한 알킬카보닐옥시 라디칼의 예는 메틸카보닐옥시, 에틸카보닐옥시, 이소프로필카보닐옥시, 프로필카보닐옥시, 부틸카보닐옥시, 이소부틸카보닐옥시, t-부틸카보닐옥시 등을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.
본 발명은 이리듐 촉매, 은 첨가제 및 염기의 존재 하에서, 하기 화학식 2의 카르복실화 오르쏘-카르보레인 화합물을 화학식 3의 프로파질 알코올 화합물을 반응시켜 화학식 1의 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물을 제조하는 단계를 포함하는 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 제조방법을 제공한다.
[화학식 1]
[화학식 2]
[화학식 3]
(상기 화학식 1 내지 3에서,
R은 C1-C10알킬, C3-C10시클로알킬, C3-C10헤테로시클로알킬, C6-C20아릴, C1-C10알킬카보닐, C1-C10알콕시카보닐, C6-C20아릴카보닐, C6-C20아릴옥시카보닐 또는 C3-C20헤테로아릴이고;
R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소, C1-C10알킬 또는 C6-C20아릴C1-C10알킬이거나 R1와 R2가 서로 연결되어 방향족고리가 융합되거나 융합되지 않은 지방족 탄화수소고리를 형성할 수 있으며;
R3 내지 R6는 서로 독립적으로 수소, 할로겐, C1-C10알킬, C1-C10할로알킬, C1-C10알콕시, C1-C10알콕시카보닐, C3-C10시클로알킬, C3-C10헤테로시클로알킬, C6-C20아릴 또는 C3-C20헤테로아릴이며;
상기 R의 알킬, 시클로알칼, 헤테로시클로알킬, 아릴, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 아릴카보닐, 아릴옥시카보닐 및 헤테로아릴은 할로겐, C1-C10알킬, C1-C10알콕시, 할로C1-C10알킬, C6-C20아릴, C6-C20아릴C1-C10알킬, C6-C20아릴옥시, C6-C20아릴C1-C10알킬옥시, C1-C10알킬카보닐옥시, C1-C10알킬카보닐, C1-C10알콕시카보닐, 할로C1-C10알킬카보닐옥시, 할로C1-C10알킬카보닐, 할로C1-C10알콕시카보닐, C6-C20아릴카보닐, C6-C20아릴옥시카보닐, 아미노, 모노C1-C10알킬아미노, 디C1-C10알킬아미노, 니트로 및 시아노로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상으로 더 치환될 수 있고; 상기 헤테로아릴 및 헤테로시클로알킬은 N, O, S 및 Se로부터 선택되는 1 내지 4개의 헤테로원자를 포함한다.)
본 발명의 오르쏘-카르보레인 화합물의 제조방법은 지향기(directing group)로 카르복실산기 및 프로파질 알코올 화합물을 사용하여 B-H 활성화를 통해 높은 선택성으로 용이하게 다이에닐기를 도입할 수 있다. 나아가 다양한 치환기를 가진 프로파질 알코올 화합물을 사용함으로써 오르쏘-카르보레인 화합물에 다이에닐기 및 다양한 치환기의 도입이 용이하다.
구체적으로, 본 발명의 오르쏘-카르보레인 화합물의 제조방법은 촉매로 특정 전이금속인 이리듐을 사용하고 여기에 은 첨가제 및 염기 존재 하에 상기 화학식 3의 프로파질 알콜올 화합물과 화학식 2의 오르쏘-카르보레인 화합물의 B-H 활성화에 의한 다이에닐화 반응을 통해 상기 화학식 1의 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물을 효율적으로 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 화학식 1의 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물의 제조방법은 폭넓은 기질 및 치환기를 도입할 수 있으며, 온화한 반응 조건 하에서 우수한 선택성 및 높은 수율로 화학식 1의 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물을 용이하게 얻을 수 있다.
즉, 본 발명의 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물의 제조방법은 카르복실산 및 프로파질 알코올 화합물을 지향기로 하여 다이에닐기가 선택적으로 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물(화학식 1)을 높은 수율로 제조할 수 있다.
특히 본 발명의 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물의 제조방법은 상기 화학식 2로 표시되는 프로파질 알코올올의 페닐기에 전자받게 작용기(electron-withdrawing group)를 가질 경우 높은 선택성 및 수율로 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물을 제조할 수 있다.
본 발명의 카르보레인 클러스터는 오르쏘-카르보레인 클러스터로 하기 화학식으로 표시될 수 있다.
[화학식]
(상기 화학식에서 R, R1 내지 R6은 청구항 제1항의 정의와 동일하며, 오르쏘-카르보레인 클러스터에서 
는 탄소이며, 
는 붕소이며, 나머지는 B-H이다.)
바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 화학식 1 내지 3에서 R은 C1-C10알킬 또는 C6-C20아릴이고; R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소, C1-C10알킬 또는 C6-C20아릴C1-C10알킬이거나 R1와 R2가 서로 연결되어 지방족 탄화수소고리를 형성할 수 있으며; R3 내지 R6는 서로 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, C1-C10알킬, C1-C10할로알킬, C1-C10알콕시, C1-C10알콕시카보닐, 또는 C3-C10시클로알킬이며, 상기 R의 알킬 및 아릴은 할로겐, C1-C10알킬, C1-C10알콕시, 할로C1-C10알킬, C6-C20아릴, C6-C20아릴C1-C10알킬, 니트로 및 시아노로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상으로 더 치환될 수 있다.
보다 바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 화학식 1 내지 3에서 R은 C1-C10알킬이고; R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소 또는 C1-C10알킬이거나 R1와 R2가 서로 연결되어 C3-C12의 지방족 탄화수소고리를 형성할 수 있으며; R3 내지 R6는 서로 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, C1-C10알킬 또는 C1-C10할로알킬일 수 있다.
보다 바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 화학식 1 내지 3에서 R은 C1-C10알킬이고; R1은 서로 독립적으로 C1-C10알킬이며, R2는 수소이며; R1와 R2가 서로 연결되어 C3-C12의 지방족 탄화수소고리를 형성할 수 있으며; R3 내지 R6는 서로 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, C1-C10알킬 또는 C1-C10할로알킬일 수 있다.
바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법은 화학식 3에서 R3 내지 R6이 전자받게 작용기(electron-withdrawing group)일 경우 보다 높은 선택성 및 수율로 생성물을 얻을 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자받게 작용기는 바람직하게 시아노, 니트로, 할로겐, 술포닐, 할로C1-C10알킬 및 C1-C10알킬알데하이드에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
보다 바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 화학식 1에서 R은 C1-C10알킬이고; R1은 C1-C10알킬이며, R2는 수소이고, R1와 R2가 서로 연결되어 지방족 탄화수소고리를 형성할 수 있으며; R3 및 R6은 수소이며; R4는 수소 또는 할로겐이며; R5는 수소, 할로겐, C1-C10알킬 또는 할로C1-C10알킬일 수 있다.
바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 이리듐 촉매는 [Cp*IrCl2]2(Pentamethylcyclopentadienyl iridium dichloride dimer), Ir(ppy)3(Tris[2-phenylpyridinato-C2,N ]iridium(III) ), Ir[(ppy)2(dtb-bpy)]PF6([4,4′-Bis(1,1-dimethylethyl)-2,2′-bipyridine-N1,N1′]bis[2-(2-pyridinyl-N)phenyl-C]iridium(III) hexafluorophosphate) 및 [Ir(cod)Cl]2(Bis(1,5-cyclooctadiene)diiridium(I) dichloride)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상이며, 상기 은 첨가제는 AgPF6, AgSbF6, AgNTf2, AgBF4, AgOTs, AgOTf, AgAsF6, AgClO4 및 AgNO3로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 보다 바람직하게는 [Cp*IrCl2]2, Ir(ppy)3, Ir[(ppy)2(dtb-bpy)]PF6에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 보다 바람직하게는 [Cp*IrCl2]2 및 Ir[(ppy)2(dtb-bpy)]PF6,에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
이리듐 촉매는 화학식 2의 화합물, 1몰에 대하여 0.1 내지 10몰%로 사용될 수 있으며, 보다 바람직하게는 1 내지 5몰%, 보다 좋기로는 1 내지 5몰%일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 은 첨가제는, AgSbF6, AgNTf2, AgBF4, AgOTs, AgOTf, AgAsF6, AgClO4 및 AgNO3로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 바람직하게 AgNTf2, AgPF6, AgSbF6 및 AgOTf에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 화학식 2의 화합물, 1몰에 대하여 1 내지 30몰%, 바람직하게 5 내지 25몰%, 보다 바람직하게 7 내지 20몰%로 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이리듐 촉매 및 은 첨가제는 바람직하게는 [Cp*IrCl2]2 및 AgSbF6의 조합일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 염기는 NaOAc, KOAc, LiOAc, AgOAc, CsOAc, Cu(OAc)2, K2HPO4, Li3PO4, NaHCO3, Na2HPO, Na2HPO4ㆍ2H2O 및 Na2CO3에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 보다 좋기로는 NaOAc, KOAc 및 AgOAc에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 염기는 화학식 2의 화합물, 1당량에 대하여 1.0 내지 2.0당량, 바람직하게는 1.0 내지 1.5당량일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 화학식 3의 프로파질 알코올 화합물은 화학식 2의 카르복실화 오르쏘-카르보레인 화합물 1몰에 대해 1.0 내지 2.5몰로 사용될 수 있다. 바람직하게 1.0 내지 1.5몰로 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다이에닐화 반응은 통상의 유기 용매 하에서 이루어질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 유기용매는 구체적으로 메시틸렌, 자일렌, 톨루엔, 클로로벤젠, 벤젠, 클로로포름, 디클로로메탄(DCM) 및 디클로로에탄(DCE)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상을 사용할 수 있으며, 바람직하게 메시틸렌, 디클로로에탄(DCE) 톨루엔, 클로로벤젠 및 자일렌이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상을 일 수 있으며, 보다 높은 선택성 및 수율로 생성물을 제조하기 위해서 보다 높은 선택성으로 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물을 제조하기위해 바람직하게는 메시딜렌, 톨루엔 및 디클로로에탄(DCE)에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
본 발명의 다이에닐화 반응은 50 내지 150℃, 바람직하게 60 내지 130℃에서 수행될 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니며, 필요에 따라 조절될 수 있다. 반응시간 역시 반응물질, 용매의 종류 및 용매의 양에 따라 달라질 수 있으며, 바람직하게 8 내지 20시간동안, 바람직하게는 10 내지 15시간동안 수행될 수 있으며, TLC 등을 통하여 출발물질이 소모됨과 동시에 생성물을 확인한 후 반응을 완결시킨다. 반응이 완결되면 감압 하에서 용매를 증류시킨 후, 컬럼 크로마토그래피 등의 통상의 방법을 통하여 목적물을 분리 정제할 수 있다.
또한 본 발명은 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물을 제공하는 것으로, 본 발명의 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물은 하기 화학식 1로 표시된다.
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서,
R은 C1-C10알킬, C3-C10시클로알킬, C3-C10헤테로시클로알킬, C6-C20아릴, C1-C10알킬카보닐, C1-C10알콕시카보닐, C6-C20아릴카보닐, C6-C20아릴옥시카보닐 또는 C3-C20헤테로아릴이고;
R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소, C1-C10알킬 또는 C6-C20아릴C1-C10알킬이거나 R1와 R2가 서로 연결되어 방향족고리가 융합되거나 융합되지 않은 지방족 탄화수소고리를 형성할 수 있으며;
R3 내지 R6는 서로 독립적으로 수소, 할로겐, C1-C10알킬, C1-C10할로알킬, C1-C10알콕시, C1-C10알콕시카보닐, C3-C10시클로알킬, C3-C10헤테로시클로알킬, C6-C20아릴 또는 C3-C20헤테로아릴이며;
상기 R의 알킬, 시클로알칼, 헤테로시클로알킬, 아릴, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 아릴카보닐, 아릴옥시카보닐 및 헤테로아릴은 할로겐, C1-C10알킬, C1-C10알콕시, 할로C1-C10알킬, C6-C20아릴, C6-C20아릴C1-C10알킬, C6-C20아릴옥시, C6-C20아릴C1-C10알킬옥시, C1-C10알킬카보닐옥시, C1-C10알킬카보닐, C1-C10알콕시카보닐, 할로C1-C10알킬카보닐옥시, 할로C1-C10알킬카보닐, 할로C1-C10알콕시카보닐, C6-C20아릴카보닐, C6-C20아릴옥시카보닐, 아미노, 모노C1-C10알킬아미노, 디C1-C10알킬아미노, 니트로 및 시아노로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상으로 더 치환될 수 있고; 상기 헤테로아릴 및 헤테로시클로알킬은 N, O, S 및 Se로부터 선택되는 1 내지 4개의 헤테로원자를 포함한다.)
본 발명의 일 실시예에 따른 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물은 오르쏘-카르보레인 화합물에 다이에닐기가 도입됨으로써 BNCT에서 종양 치료를 위한 생물학적 활성 화합물 뿐만아니라 유기 금속 화학에서 리간드, 촉매 등으로 다양하게 이용될 수 있다.
즉, 본 발명의 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물은 천연물, 의약, 전자재료 분야 등의 다양한 분야에서 원료물질 및 중간체 등의 다양하게 사용가능하다.
바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 화학식 1에서 R은 C1-C10알킬 또는 C6-C20아릴이고; R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소 또는 C1-C10알킬이거나 R1와 R2가 서로 연결되어 지방족 탄화수소고리를 형성할 수 있으며; R3 내지 R6는 서로 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, C1-C10알킬 또는 C1-C10할로알킬일 수 있다.
보다 바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 화학식 1에서 R은 C1-C10알킬이고; R1은 C1-C10알킬이며, R2는 수소이며, R1와 R2가 서로 연결되어 지방족 탄화수소고리를 형성할 수 있으며; R3 및 R6은 수소이며; R4는 수소 또는 할로겐이며; R5는 수소, 할로겐, C1-C10알킬 또는 할로C1-C10알킬일 수 있다.
바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 화학식 1의 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물은 하기 화학식 2 내지 3으로 표시될 수 있다.
[화학식 2]
[화학식 3]
(상기 화학식 2 및 3에서,
R은 C1-C10알킬 또는 C6-C20아릴이고;
R11 및 R12는 서로 독립적으로 수소, C1-C10알킬 또는 C6-C20아릴C1-C10알킬이며;
R3 내지 R6는 서로 독립적으로 수소, 할로겐, C1-C10알킬, C1-C10할로알킬, C1-C10알콕시, C1-C10알콕시카보닐, C3-C10시클로알킬, C3-C10헤테로시클로알킬, C6-C20아릴 또는 C3-C20헤테로아릴이며;
상기 R의 알킬 및 아릴은 할로겐, C1-C10알킬, C1-C10알콕시, 할로C1-C10알킬, C6-C20아릴, C6-C20아릴C1-C10알킬, C6-C20아릴옥시, C6-C20아릴C1-C10알킬옥시, C1-C10알킬카보닐옥시, C1-C10알킬카보닐, C1-C10알콕시카보닐, 할로C1-C10알킬카보닐옥시, 할로C1-C10알킬카보닐, 할로C1-C10알콕시카보닐, C6-C20아릴카보닐, C6-C20아릴옥시카보닐, 아미노, 모노C1-C10알킬아미노, 디C1-C10알킬아미노, 니트로 및 시아노로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상으로 더 치환될 수 있고;
n은 0 내지 5의 정수이며;
상기 헤테로아릴 및 헤테로시클로알킬은 N, O, S 및 Se로부터 선택되는 1 내지 4개의 헤테로원자를 포함한다.)
바람직하게 화학식 2 및 3에서 R은 C1-C10알킬이고; R11 및 R12는 서로 독립적으로 수소 또는 C1-C10알킬이며; R3 내지 R6는 서로 독립적으로 수소, 할로겐, C1-C10알킬 또는 C1-C10할로알킬이며; 상기 R의 알킬은 할로겐, C1-C10알킬, C1-C10알콕시, 할로C1-C10알킬, C6-C20아릴, C6-C20아릴C1-C10알킬, 니트로 및 시아노로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상으로 더 치환될 수 있고; n은 0 내지 4의 정수일 수 있다.
본 발명에 따른 일 실시예에 있어서, 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물은 보다 구체적으로 하기의 화합물들로부터 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 화합물에 기재된 Me는 메틸기(-CH3)를 의미한다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명의 구성을 보다 구체적으로 설명하지만, 하기의 실시예들은 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 여기에 국한된 것은 아니다.
실시예: 이리듐 촉매 하 오르쏘 카르보레이닐 카르복실산 화합물 (1)과 프로파질 알코올 화합물 (2)의 반응을 통한 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물 (3)의 제조
질소 분위하에 마그네틱 교반기가 장착된 건조 v-바이알에 카르복실레이티드 오르쏘-카르보레인 화합물 (1) (0.2 mmol, 1.0 equiv), 프로파질 알코올 (2) (0.24 mmol, 1.2 equiv), [Cp*IrCl2]2 (Cp*: pentamethylcyclopentadienyl) (4.0 mol%, 6.4 mg), AgSbF6 (10.0 mol %, 11.0 mg), NaOAc (0.2 mmol, 1.0 equiv, 16.4 mg) 및 메시틸렌 (mesitylene, 2.0 mL)을 넣었다. 80℃에서 12시간 교반시킨 후 반응혼합물을 실온으로 냉각시키고, 셀라이트 패드를 통해 필터하고, 여액을 감압 하에서 농축시켰다. 얻어진 잔류물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물인 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물 (3)을 수득하였다.
상기 기재된 방법을 이용하여 다양한 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물 (3)을 제조하였다.
[실시예 1] 3a의 제조
수율: 39.1 mg (65%); R f = 0.3 (EtOAc:Hexane = 1:20); Pale yellow solid; Melting point: 65-67 oC; 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.31-7.27 (m, 2H), 7.23-7.19 (m, 1H), 7.07-7.05 (m, 2H), 6.51 (s, 1H), 4.91-4.88 (m, 2H), 3.14 (s, 1H), 1.92 (s, 3H), 1.31 (s, 3H); 13C{1H} NMR (100 MHz, CDCl3) δ 143.3, 143.1, 140.4, 128.2, 128.1, 126.2, 119.5, 69.9, 61.2, 26.0, 22.1; 11B{1H} NMR (128 MHz, CDCl3) δ -2,67 (s, 2B), -6.11 (s, 1B), -8.55 ~ -9.26 (m, 2B), -10.83 ~ -13.60 (m, 5B); IR (film): 3053, 2963, 2851, 2584, 1599, 1439, 1209, 1024, 891 cm-1; HRMS (EI) m/z: [M]+ Calcd for C14H24B10 302.2809; Found 302.2812.
[실시예 2] 3b의 제조
수율: 31.4 mg (50%); R f = 0.3 (EtOAc:Hexane = 1:20); White solid; Melting point: 70-72 oC; 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.09 (d, J = 7.7 Hz, 2H), 6.93 (d, J = 7.8 Hz, 2H), 6.49 (s, 1H), 4.89 (d, J = 12.8 Hz, 2H), 3.14 (s, 1H), 2.34 (s, 3H), 1.92 (s, 3H), 1.32 (s, 3H); 13C{1H} NMR (100 MHz, CDCl3) δ 143.4, 140.4, 140.0, 135.7, 128.9, 127.9, 119.2, 69.8, 61.3, 26.0, 22.1, 21.3; 11B{1H} NMR (128 MHz, CDCl3) δ -2.75 (s, 2B), -6.07 (s, 1B), -8.55 ~ -9.34 (m, 2B), -10.84 ~ -13.67 (m, 5B); IR (film): 3052, 2961, 2851, 2586, 1582, 1434, 1206, 1021, 889 cm-1; HRMS (EI) m/z: [M]+ Calcd for C15H26B10 316.2965; Found 316.2962.
[실시예 3] 3c의 제조
수율: 18.9 mg (30%); R f = 0.3 (EtOAc:Hexane = 1:20); Pale yellow solid; Melting point: 85-87 oC; 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.17 (t, J = 7.5 Hz, 1H), 7.02 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 6.87-6.84 (m, 2H), 6.49 (s, 1H), 4.92-4.87 (m, 2H), 3.15 (s, 1H), 2.33 (s, 3H), 1.93 (s, 3H), 1.31 (s, 3H); 13C{1H} NMR (100 MHz, CDCl3) δ 143.4, 143.0, 140.3, 137.7, 128.8, 128.0, 126.9, 125.1, 119.4, 69.8, 61.2, 26.0, 22.0, 21.7; 11B{1H} NMR (128 MHz, CDCl3) δ -2.75 (s, 2B), -6.05 (s, 1B), -8.52 ~ -9.27 (m, 2B), -10.82 ~ -13.66 (m, 5B); IR (film): 3050, 2921, 2860, 2586, 1659, 1450, 1243, 1184, 1025, 886 cm-1; HRMS (EI) m/z: [M]+ Calcd for C15H26B10 316.2965; Found 316.2962.
[실시예 4] 3d의 제조
수율: 49.7 mg (78%); R f = 0.3 (EtOAc:Hexane = 1:20); Pale yellow solid; Melting point: 86-88 oC; 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.02-6.99 (m, 4H), 6.51 (s, 1H), 4.913-4.906 (m, 2H), 3.18 (s, 1H), 1.95 (s, 3H), 1.32 (s, 3H); 13C{1H} NMR (100 MHz, CDCl3) δ 161.6 (d, J = 245.0 Hz), 143.0, 141.1, 138.9 (d, J = 3.5 Hz), 129.6 (d, J = 7.7 Hz), 119.8, 115.1 (d, J = 21.0 Hz), 70.0, 61.2, 26.0, 22.2; 11B{1H} NMR (128 MHz, CDCl3) δ -2.45 (s, 2B), -6.06 (s, 1B), -8.55 ~ -9.25 (m, 2B), -10.79 ~ -13.49 (m, 5B); 19F NMR (376 MHz, CDCl3) δ -116.76; IR (film): 3054, 2963, 2851, 2582, 1504, 1450, 1221, 1155, 893 cm-1; HRMS (EI) m/z: [M]+ Calcd for C14H23B10F 320.2714; Found 320.2716.
[실시예 5] 3e의 제조
수율: 45.5 mg (68%); R f = 0.3 (EtOAc:Hexane = 1:20); Yellow solid; Melting point: 97-99 oC; 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.29-7.27 (m, 2H), 7.01-6.99 (m, 2H), 6.50 (s, 1H), 4.92 (s, 2H), 3.18 (s, 3H), 1.95 (s, 3H), 1.33 (s, 3H); 13C{1H} NMR (100 MHz, CDCl3) δ 142.9, 141.6, 141.0, 132.2, 129.5, 128.4, 120.1, 70.1, 61.1, 26.0, 22.3; 11B{1H} NMR (128 MHz, CDCl3) δ -2.60 (s, 2B), -6.11 (s, 1B), -8.59 ~ -9.24 (m, 2B), -10.82 ~ -13.62 (m, 5B); IR (film): 3054, 2585, 1578, 1486, 1209, 1090, 1013, 893, 740 cm-1cm-1; HRMS (EI) m/z: [M]+ Calcd for C14H23B10Cl 336.2419; Found 336.1421.
[실시예 6] 3f의 제조
수율: 54.9 mg (82%); R f = 0.3 (EtOAc:Hexane = 1:20); White solid; Melting point: 63-65 oC; 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.24-7.19 (m, 2H), 7.07-7.06 (m, 1H), 6.96 (dt, J = 6.9 Hz, J = 1.6 Hz, 1H), 6.51 (s, 1H), 3.22 (s, 1H), 1.96 (s, 3H), 1.34 (s, 3H); 13C{1H} NMR (100 MHz, CDCl3) δ 145.0, 142.8, 141.2, 134.1, 129.5, 128.1, 126.48, 126.46, 120.2, 70.2, 61.1, 26.1, 22.2; 11B{1H} NMR (128 MHz, CDCl3) δ -2.53 (s, 2B), -6.07 (s, 1B), -8.59 ~ -9.24 (m, 2B), -10.85 ~ -13.49 (m, 5B); IR (film): 3053, 2940, 2580, 1695, 1560, 1471, 1263, 1007, 895, 730 cm-1; HRMS (EI) m/z: [M]+ Calcd for C14H23B10Cl 336.2419; Found 336.2420.
[실시예 7] 3g의 제조
수율: 55.4 mg (73%); R f = 0.3 (EtOAc: Hexane = 1:20); White solid; Melting point: 83-85 oC; 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.44-7.41 (m, 2H), 6.96-6.93 (m, 2H), 6.50 (s, 1H), 4.91 (s, 2H), 3.19 (s, 1H), 1.95 (s, 3H), 1.34 (s, 3H); 13C{1H} NMR (100 MHz, CDCl3) δ 142.8, 142.1, 141.0, 131.3, 129.9, 120.2, 120.1, 70.1, 61.1, 26.0, 22.3; 11B{1H} NMR (128 MHz, CDCl3) δ -2.59 (s, 2B), -6.10 (s, 1B), -8.55 ~ -9.24 (m, 2B), -10.84 ~ -13.55 (m, 5B); IR (film): 3051, 2964, 2572, 1577, 1482, 1208, 1009, 893, 614 cm-1; HRMS (EI) m/z: [M]+ Calcd for C14H23B10Br 380.1914; Found 380.1917.
[실시예 8] 3h의 제조
수율: 51.2 mg (60%); R f = 0.3 (EtOAc:Hexane = 1:20); White solid; Melting point: 80-82 oC; 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.62 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 6.82 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 6.50 (s, 1H), 4.92 (s, 2H), 3.18 (s, 1H), 1.95 (s, 3H), 1.34 (s, 3H); 13C{1H} NMR (100 MHz, CDCl3) δ 142.9, 142.7, 140.9, 137.3, 130.2, 120.1, 91.7, 70.1, 61.1, 26.0, 22.3; 11B{1H} NMR (128 MHz, CDCl3) δ -2.62 (s, 2B), -6.10 (s, 1B), -8.61 ~ -9.24 (m, 2B), -10.84 ~ -13.61 (m, 5B); IR (film): 3052, 2924, 2586, 1576, 1480, 1386, 1214, 1006, 567 cm-1; HRMS (EI) m/z: [M]+ Calcd for C14H23B10I 428.1775; Found 428.1773.
[실시예 9] 3i의 제조
수율: 64.8 mg (88%); R f = 0.3 (EtOAc:Hexane = 1:20); White solid; Melting point: 82-84 oC; 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.56 (d, J = 7.9 Hz, 2H), 7.19 (d, J = 7.9 Hz, 2H), 6.53 (s, 1H), 4.92-4.91 (m, 2H), 3.20 (s, 1H), 1.96 (s, 3H), 1.30 (s, 1H); 13C{1H} NMR (100 MHz, CDCl3) δ 147.2, 142.6, 141.2, 128.6 (q, J = 32.4 Hz), 128.5, 125.2 (q, J = 3.7 Hz), 124.3 (q, J = 263.6 Hz), 120.3, 70.3, 61.1, 26.1, 22.3; 11B{1H} NMR (128 MHz, CDCl3) δ -2.42 (s, 2B), -6.04 (m, 1B), -8.56 ~ -9.21 (m, 2B), -10.74 ~ -13.39 (m, 5B); 19F NMR (376 MHz, CDCl3) δ -62.27; IR (film): 3056, 2925, 2587, 1614, 1322, 1125, 1064, 1017, 896 cm-1; HRMS (EI) m/z: [M]+ Calcd for C15H23B10F3 370.2682; Found 370.2685.
[실시예 10] 3j의 제조
수율: 40.5 mg (62%); R f = 0.3 (EtOAc:Hexane = 1:20); White solid; Melting point: 50-52 oC; 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.30-7.26 (m, 2H), 7.24-7.20 (m, 1H), 7.06-7.04 (m, 2H), 6.68 (s, 1H), 5.76 (s, 1H), 3.15 (s, 3H), 2.24-2.21 (m, 2H), 1.92 (s, 3H), 1.64-1.61 (m, 4H); 13C{1H} NMR (100 MHz, CDCl3) δ 143.6, 143.5, 135,33, 135.27, 128.4, 127.9, 126.2, 69.9, 61.2, 33.2, 31.9, 26.0, 24.3; 11B{1H} NMR (128 MHz, CDCl3) δ -2.78 (s, 2B), -6.09 (s, 1B), -8.56 ~ -9.32 (m, 2B), -10.88 ~ -13.74 (m, 5B); IR (film): 3053, 2922, 2582, 1578, 1486, 1434, 1209, 1089, 893 cm-1; HRMS (EI) m/z: [M]+ Calcd for C16H26B10 328.2965; Found 328.2966.
[실시예 11] 3k의 제조
수율: 42.9 mg (63%); R f = 0.3 (EtOAc:Hexane = 1:20); White solid; Melting point: 70-72 oC; 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.29-7.26 (m, 2H), 7.22-7.17 (m, 1H), 7.07-7.05 (m, 2H), 6.39 (s, 1H), 5.79-5.78 (m, 1H), 3.10 (s, 1H), 2.07-2.04 (m, 2H), 1.91 (s, 3H), 1.46-1.38 (m, 4H), 1.35-1.31 (m, 2H); 13C{1H} NMR (100 MHz, CDCl3) δ 143.8, 141.8, 137.5, 133.0, 128.3, 128.0, 126.0, 69.8, 61.2, 27.8, 26.3, 26.0, 23.0, 22.0; 11B{1H} NMR (128 MHz, CDCl3) δ -2.06 ~ 2.91 (m, 2B), -6.13 (s, 1B), -8.59 ~ -9.39 (m, 2B), -10.92 ~ -13.90 (m, 5B); IR (film): 3052, 2928, 2580, 1599, 1432, 1213, 1007, 920 cm-1; HRMS (EI) m/z: [M]+ Calcd for C17H28B10 342.3122; Found 342.3124.
[실시예 12] 3l의 제조
수율: 39.0 mg (55%); R f = 0.3 (EtOAc:Hexane = 1:20); Pale yellow solid; Melting point: 55-57 oC; 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.30-7.26 (m, 2H), 7.20-7.16 (m, 1H), 7.06-7.04 (m, 2H), 6.42 (s, 1H), 5.86-5.83 (m, 1H), 3.19 (s, 1H), 2.10-2.06 (m, 2H), 1.92 (s, 3H), 1.79-1.76 (m, 2H), 1.61-1.55 (m, 2H), 1.40-1.34 (m, 2H), 1.17-1.11 (m, 2H); 13C{1H} NMR (100 MHz, CDCl3) δ 144.2, 143.6, 142.8, 137.1, 128.3, 128.2, 126.0, 69.8, 61.2, 32.4, 30.4, 28.8, 26.6, 26.3, 26.0; 11B{1H} NMR (128 MHz, CDCl3) δ -2.06 ~ -2.87 (m, 2B), -6.09 (s, 1B), -8.51 ~ -9.37 (m, 2B), -10.88 ~ -13.86 (m, 5B); IR (film): 3053, 2919, 2848, 2582, 1598, 1439, 1213, 1007, 918 cm-1; HRMS (EI) m/z: [M]+ Calcd for C18H30B10 356.3278; Found 356.3280.
[실시예 14 및 비교예 1 내지 5]
반응조건에 따른 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물의 제조 여부를 알아보기 위하여 하기와 같이 실험하였다.
하기 표 1에 기재된 구성으로 질소 분위하에 마그네틱 교반기가 장착된 건조 v-바이알에 카르복실화 오르쏘-카르보레인 화합물 (1) (0.2 mmol, 1.0 equiv), 프로파질 알콜올 화합물 (2) (1.5 equiv), 촉매 (4.0 mol%), 은 첨가제 (AgSbF6, 16.0 mol %, 6.9 mg), 염기 (1.0 equiv) 및 용매 (2.0 mL)을 넣었다. 80℃에서 12시간 교반시킨 후 실온으로 냉각시켜 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물 (3)을 수득하였다.
얻어진 화합물의 수율은 다이브로모메탄을 내부 표준으로 사용하여 NMR수율로 측정하였다.
| 촉매 | 염기 | 용매 | 화합물 3의 NMR 수율(%) | |
| 실시예 14 | [Cp*IrCl2]2 | NaOAc | mesitylene | 65a |
| 비교예 1 | [Cp*CoCl2]2 | NaOAc | DCE | 0 |
| 비교예 2 | [RuCl2(p-cymene)]2 | NaOAc | DCE | 15 |
| 비교예 3 | [Cp*RhCl2]2 | NaOAc | DCE | 18 |
| 비교예 4 | [Cp*IrCl2]2 | - | TFE | 0 |
| 비교예 5 | [Cp*IrCl2]2 | AcOH | TFE | 0 |
a는 반응혼합물을 분리하여 얻어진 생성물의 수율임.표 1에서 보이는 바와 같이 본 발명의 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물은 전이금속 촉매 중에서도 이리듐 촉매를 사용할 경우에만 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물을 얻을 수 있었으며, 나아가 이리듐 촉매, 은 첨가제 및 염기의 조합 하에서만 높은 수율로 생성물을 얻을 수 있음을 알 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다
Claims (9)
- 이리듐 촉매, 은 첨가제 및 염기 존재 하에서, 하기 화학식 2의 카르복실화 오르쏘-카르보레인 화합물을 화학식 3의 프로파질 알코올 화합물과 반응시켜 화학식 1의 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물을 제조하는 단계를 포함하는 다이에닐기가 도입된 오르쏘-카르보레인 화합물의 제조방법:
[화학식 1]
[화학식 2]
[화학식 3]
상기 화학식 1 내지 3에서,
R은 C1-C10알킬이고,
R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소 또는 C1-C10알킬이거나 R1와 R2가 서로 연결되어 방향족고리가 융합되지 않은 지방족 탄화수소고리를 형성할 수 있으며;
R3 내지 R6는 서로 독립적으로 수소, 할로겐, C1-C10알킬 또는 C1-C10할로알킬이다. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 이리듐 촉매는 [Cp*IrCl2]2, Ir(ppy)3, Ir[(ppy)2(dtb-bpy)]PF6 및 [Ir(cod)Cl]2로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상인, 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 은 첨가제는 AgPF6, AgSbF6, AgNTf2, AgBF4, AgOTs, AgOTf, AgAsF6, AgClO4 및 AgNO3로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상인, 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 이리듐 촉매는 화학식 2의 화합물 1몰에 대하여 0.1 내지 10몰%로 사용되며, 상기 은 첨가제는 화학식 2의 화합물 1몰에 대하여 1 내지 30몰%로 사용되는, 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 염기는 Cu(OAc)2, LiOAc, KOAc, CsOAc, AgOAc, NaOAc, K2HPO4, Li3PO4, NaHCO3, Na2HPO, Na2HPO4ㆍ2H2O 및 Na2CO3로 에서 선택되는 하나 또는 둘 이상이며, 상기 화학식 2의 화합물 1당량에 대하여 1.0 내지 2.0당량으로 포함되는, 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 반응은 메시틸렌, 자일렌, 톨루엔, 클로로벤젠, 벤젠, 클로로포름, 디클로로메탄(DCM) 및 디클로로에탄(DCE)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상의 유기 용매 하에서 수행되는 것인, 제조방법. - 삭제
- 삭제
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102167979B1 (ko) | 2013-09-30 | 2020-10-20 | 닛테츠 케미컬 앤드 머티리얼 가부시키가이샤 | 유기 전계 발광 소자용 재료 및 이것을 사용한 유기 전계 발광 소자 |
-
2020
- 2020-04-03 KR KR1020200041123A patent/KR102367000B1/ko active IP Right Grant
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| J. American Chem. Soc., 2014, vol. 136(44), pp. 15513-15516, 1부.* |
| Organic & Biomolecular Chemistry, 2019, 17, 12, pp. 3275-3284, 1부.* |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20210124576A (ko) | 2021-10-15 |
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