KR20200140774A - Manganese(Ⅳ) bis(hydroxo) complex, preparation method thereof, and oxidation method of naphthalene derivative using the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a manganese(IV)-bis(hydroxo) complex, a preparation method thereof, and a method for oxidizing a naphthalene derivative using the same. The complex represented by chemical formula 1: [Mn^IV(L)(OH)_2]^2+ provided in an aspect of the present invention can easily oxidize naphthalene and derivatives thereof, which are known to have low reactivity and be toxic substances, in the presence of an acid, and thus has an effect of converting naphthalene and derivatives thereof to 1,4-naphthoquinone with low toxicity.

Description

망간(Ⅳ) 비스(하이드록소) 복합체, 이의 제조방법 및 이를 사용한 나프탈렌 유도체의 산화방법{Manganese(Ⅳ) bis(hydroxo) complex, preparation method thereof, and oxidation method of naphthalene derivative using the same}Manganese(IV) bis(hydroxo) complex, preparation method thereof, and oxidation method of naphthalene derivative using the same {Manganese(IV) bis(hydroxo) complex, preparation method thereof, and oxidation method of naphthalene derivative using the same}

망간(Ⅳ) 비스(하이드록소) 복합체, 이의 제조방법 및 이를 사용한 나프탈렌 유도체의 산화방법에 관한 것이다.The present invention relates to a manganese (IV) bis (hydroxyl) complex, a method for preparing the same, and a method for oxidizing a naphthalene derivative using the same.

다환 방향족 탄화수소(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)는 유전 독성(genotoxic), 돌연변이 유발성(mutagenic) 및 발암성(carcinogenic)이므로, 다환 방향족 탄화수소의 대사 전환(metabolic conversion)은 환경 및 생물화학 분야에서 많은 주목을 받고 있다.Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are genotoxic, mutagenic, and carcinogenic, so metabolic conversion of polycyclic aromatic hydrocarbons is of great interest in the field of environmental and biochemistry. Are receiving.

다환 방향족 탄화수소의 미생물 분해(microbial catabolism)에 대한 세 가지 주요 분해 경로가 하기와 같이 알려져 있다.Three major decomposition pathways for microbial catabolism of polycyclic aromatic hydrocarbons are known as follows.

1) 다이옥시제나제(dioxygenases) 존재하에, 방향족 고리(aromatic ring)에 이산소 분자(dioxygen molecule)를 삽입하여 시스 디하이드로디올(dihydrodiols)을 형성하는 경로;1) In the presence of dioxygenases, a pathway to form cis dihydrodiols by inserting dioxygen molecules into the aromatic ring;

2) 아렌 옥사이드(arene oxides)를 경유하는, 사이토크롬(cytochrome) P450에 의한 방향족 화합물의 수산화 또는 에폭시화 경로; 및2) the pathway for hydroxylation or epoxidation of aromatic compounds by cytochrome P450 via arene oxides; And

*3) ligninases를 사용하여 다환 방향족 탄화수소를 산화시켜 퀴논으로 전환하고, 고리를 절단하는 경로.*3) A pathway that uses ligninases to oxidize polycyclic aromatic hydrocarbons to convert them to quinones and to break the ring.

이러한 반응은 금속 하이드록소(hydroxo), 퍼옥소(peroxo) 및 옥소(oxo) 중간체와 같은 금속-반응성 산소종에 의해 수행될 수 있다.This reaction can be carried out by metal-reactive oxygen species such as metal hydroxo, peroxo and oxo intermediates.

구조적으로 안정한 다환 방향족 탄화수소인 나프탈렌(naphthalene)은 석탄(coal-) 및 타르(tar-) 기반 산업의 주성분이며, 독성이 매우 강한 생체 이물(xenobiotic) 화합물이다. 하지만, 나프탈렌 산화는 방향족 C-H 결합의 낮은 반응성 및 높은 산화 전위로 인해 매우 어렵다.Naphthalene, a structurally stable polycyclic aromatic hydrocarbon, is a major component of coal- and tar-based industries, and is a highly toxic xenobiotic compound. However, naphthalene oxidation is very difficult due to the low reactivity and high oxidation potential of the aromatic C-H bond.

높은-원자가 금속 옥소 종은 안트라센과 같은 비교적 약한 다환 방향족 탄화수소의 산화에 사용되어왔다. 비특허문헌 1(J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 20088.)에서 개시하고 있는 Mn 옥소 복합체는 부진한 나프탈렌의 산화를 유도하였다. 촉매 반응 조건하에서, 나프탈렌 산화를 유도하기 위한 목적으로 몇몇 철 촉매에 대한 연구도 진행된 바 있으나, 나프탈렌의 산화를 쉽게 유도할 수 있는 촉매가 개발되지는 못하였다. 최근에는, 리폭시게나제(lipoxygenase) 및 리그닌 분해효소(ligninolytic enzymes)에서 높은-원자가 금속 하이드록소(hydroxo) 중간체가 반응성 종(reactive species)으로 제안되었다.High-valent metal oxo species have been used for the oxidation of relatively weak polycyclic aromatic hydrocarbons such as anthracene. The Mn IV oxo complex disclosed in Non-Patent Document 1 ( J. Am. Chem. Soc. 2011 , 133 , 20088.) induced the oxidation of naphthalene, which was sluggish. Under catalytic reaction conditions, some iron catalysts have been studied for the purpose of inducing the oxidation of naphthalene, but a catalyst capable of easily inducing the oxidation of naphthalene has not been developed. Recently, high-valent metal hydroxo intermediates in lipoxygenase and ligninolytic enzymes have been proposed as reactive species.

생체 모방 연구에서, 소수의 비헴(nonheme) 높은-원자가 금속 하이드록소 복합체가 제조되어, 지방족 기질(aliphatic substrates)에 대한 C-H 결합 활성화 반응성을 보였으나, 나프탈렌과 같은 방향족 분자에 대한 반응성에 대해 보고된 바는 없다.In biomimetic studies, a small number of nonheme high-valent metal hydroxyl complexes were prepared, showing the reactivity to activate CH bonds on aliphatic substrates, but reported on the reactivity to aromatic molecules such as naphthalene. There is no bar.

따라서, 유전 독성, 돌연변이 유발성 및 발암성을 갖는 나프탈렌을 쉽게 산화시킬 수 있는 복합체가 요구되고 있는 실정이다.Therefore, there is a demand for a complex capable of easily oxidizing naphthalene having genotoxicity, mutagenicity and carcinogenicity.

본 발명의 일 측면에서의 목적은 반응성이 낮고 인체에 독성물질로 알려진 나프탈렌을 쉽게 산화시킬 수 있는 망간(Ⅳ) 비스(하이드록소) 복합체를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a manganese (IV) bis (hydroxyl) complex that has low reactivity and can easily oxidize naphthalene known as a toxic substance to the human body.

본 발명의 다른 일 측면에서의 목적은 상기 망간(Ⅳ) 비스(하이드록소) 복합체의 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for preparing the manganese (IV) bis (hydroxyl) complex.

본 발명의 또 다른 일 측면에서의 목적은 상기 망간(Ⅳ) 비스(하이드록소) 복합체를 사용한, 나프탈렌 유도체를 산화시키는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of oxidizing a naphthalene derivative using the manganese (IV) bis (hydroxyl) complex.

상기 목적을 달성하기 위하여,To achieve the above object,

본 발명의 일 측면은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 망간(Ⅳ) 비스(하이드록소) 복합체를 제공한다.One aspect of the present invention provides a manganese (IV) bis (hydroxyl) complex comprising a compound represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

[Mn(L)(OH)2]2+ [Mn IV (L)(OH) 2 ] 2+

(상기 화학식 1에서,(In Formula 1,

L은

Figure pat00001
이고, L is
Figure pat00001
ego,

R1 및 R2는 독립적으로 수소, 비치환 또는 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-10알킬, C3-10사이클로알킬, C6-10아릴, 또는 C6-10아릴C1-3알킬이고,R 1 and R 2 are independently hydrogen, unsubstituted or substituted straight or branched C 1-10 alkyl, C 3-10 cycloalkyl, C 6-10 aryl, or C 6-10 aryl C 1-3 alkyl ego,

상기 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-10알킬, C3-10사이클로알킬, C6-10아릴, 또는 C6-10아릴C1-3알킬은 각각 할로겐, 하이드록시, 나이트로, 나이트릴, C1-3알킬 및 C1-3알콕시로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 치환체가 치환된 C1-10알킬, C3-10사이클로알킬, C6-10아릴, 또는 C6-10아릴C1-3알킬이다).The substituted straight or branched C 1-10 alkyl, C 3-10 cycloalkyl, C 6-10 aryl, or C 6-10 aryl C 1-3 alkyl is halogen, hydroxy, nitro, nitrile, respectively. , C 1-3 alkyl and C 1-3 alkoxy substituted C 1-10 alkyl, C 3-10 cycloalkyl, C 6-10 aryl, or C 6-10 aryl C 1-3 alkyl).

본 발명의 다른 일 측면은 하기 반응식 1에 나타난 바와 같이,Another aspect of the present invention is as shown in Scheme 1 below,

하기 화학식 2로 표시되는 화합물과 아이도실벤젠(Iodosylbenzene, PhIO)을 반응시켜, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제조하는 단계; 를 포함하는, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 망간(Ⅳ) 비스(하이드록소) 복합체의 제조방법을 제공한다.Preparing a compound represented by the following formula (1) by reacting a compound represented by the following formula (2) with iodosylbenzene (PhiO); It provides a method for producing a manganese (IV) bis (hydroxyl) complex comprising a compound represented by the following formula (1), including.

[반응식 1][Scheme 1]

Figure pat00002
Figure pat00002

(상기 반응식 1에서,(In the above Scheme 1,

L은

Figure pat00003
이고, L is
Figure pat00003
ego,

R1 및 R2는 독립적으로 수소, 비치환 또는 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-10알킬, C3-10사이클로알킬, C6-10아릴, 또는 C6-10아릴C1-3알킬이고,R 1 and R 2 are independently hydrogen, unsubstituted or substituted straight or branched C 1-10 alkyl, C 3-10 cycloalkyl, C 6-10 aryl, or C 6-10 aryl C 1-3 alkyl ego,

상기 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-10알킬, C3-10사이클로알킬, C6-10아릴, 또는 C6-10아릴C1-3알킬은 각각 할로겐, 하이드록시, 나이트로, 나이트릴, C1-3알킬 및 C1-3알콕시로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 치환체가 치환된 C1-10알킬, C3-10사이클로알킬, C6-10아릴, 또는 C6-10아릴C1-3알킬이다).The substituted straight or branched C 1-10 alkyl, C 3-10 cycloalkyl, C 6-10 aryl, or C 6-10 aryl C 1-3 alkyl is halogen, hydroxy, nitro, nitrile, respectively. , C 1-3 alkyl and C 1-3 alkoxy substituted C 1-10 alkyl, C 3-10 cycloalkyl, C 6-10 aryl, or C 6-10 aryl C 1-3 alkyl).

본 발명의 또 다른 일 측면은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 망간(Ⅳ) 비스(하이드록소) 복합체를 사용한, 나프탈렌 유도체를 산화시키는 방법을 제공한다.Another aspect of the present invention provides a method of oxidizing a naphthalene derivative using a manganese (IV) bis(hydroxyl) complex including the compound represented by Formula 1 above.

본 발명의 일 측면에서 제공하는 화학식 1로 표시되는 복합체는 산 존재하에, 반응성이 낮고 독성물질로 알려진 나프탈렌과 이의 유도체를 쉽게 산화시켜, 독성이 낮은 1,4-나프토퀴논으로 쉽게 전환시킬 수 있는 효과가 있다.The complex represented by Formula 1 provided in one aspect of the present invention can easily oxidize naphthalene and its derivatives, which are known to have low reactivity and toxic substances, in the presence of an acid, and can be easily converted to 1,4-naphthoquinone with low toxicity. There is an effect.

도 1은 제조예 1에서 제조한 [Mn(TBDAP)(OTf)2)] (1-(OTf)2) 복합체의 ESI-MS 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 2는 -30℃와 CF3CH2OH/아세톤 (1:3 v/v)에서, 제조예 1 복합체(검정선)와, 실시예 1 복합체(빨간선)의 UV/Vis 흡수 스펙트럼을 나타내는 도면이며, 삽도는 293K, CH3CN/H2O (4:1 v/v)에서 얻어지는 제조예 1 복합체(4.0 mM, 검정선)와, 실시예 1 복합체(4.0 mM, 빨간선)의 X-밴드 EPR 스펙트럼을 나타낸다.
도 3은 CF3CH2OH/아세톤 (1:3 v/v)에서 실시예 1 복합체 (0.10 mm)의 ESI-MS 스펙트럼을 나타내는 도면이며, 삽도는 실시예 1 복합체-16O (빨간선) 및 실시예 1 복합체-18O (파란선)의 동위원소 분포 패턴을 나타낸다.
도 4는 제조예 1 복합체와 CAN (cerium(IV) ammonium nitrate)을 반응시킴에 따라 발생하는 UV-vis 스펙트럼 변화를 나타낸다.
도 5는 실시예 1 복합체의 ORTEP 다이어그램을 나타내는 도면이다.
도 6은 -30℃ 및 CF3CH2OH/아세톤 (v/v = 1:3) 조건에서, 실시예 1 복합체인 [MnIV(TBDAP)(OH)2]2+ (0.10 mM)이, [FeII(phen)3](PF6)2 (0.10 mM)과 반응함에 따라 나타나는 UV-vis 스펙트럼 변화를 나타나며, 삽도는 시간 경과에 따라 [FeIII(phen)3]3+의 생성에 기인하는 620 nm 영역에서의 흡수 강도를 나타낸다.
도 7은 HOTf (10 mM)의 존재하에, -30℃ 및 CF3CH2OH/아세톤 (v/v = 1:3) 조건에서, 실시예 1 복합체인 [MnIV(TBDAP)(OH)2]2+ (0.50 mM)이, [RuII(Cl-phen)3](PF6)2 (0.25 mM)과 반응함에 따라 나타나는 UV-vis 스펙트럼 변화를 나타나며, 삽도는 시간 경과에 따라 [RuIII(Cl-phen)3]3+의 생성에 기인하는 650 nm 영역에서의 흡수 강도를 나타낸다.
도 8은 HOTf (10 mM) 존재하에, 실시예 1 복합체 (1.0 mM)과 50 당량의 나프탈렌을 반응시킴에 따른 UV/Vis 스펙트럼 변화를 나타내고, 삽도는 HOTf가 없을 때와(검은선), HOTf가 존재할 때(빨간선) λ=380 nm에서의 흡수 측면에서 관찰되는 반응의 시간 경과를 나타낸다.
도 9는 나프탈렌(검은색 원) 및 나프탈렌-d8(빨간색 원)의 농도에 따른 k obs (pseudo-first-order rate constants)를 나타낸다.
도 10은 (a) 나프탈렌; (b) 1,4-나프토퀴논; (c) 내부 표준(internal standard)인 1,2,4,5-테트라메틸벤젠 존재 하 1,4-나프토퀴논; (d) N2 분위기, 20℃, CD3CN/D2O (v/v = 9:1) 에서, HOTf (10 mM) 존재하에, 실시예 1 복합체인 [MnIV(TBDAP)(OH)2]2+ (1.0 mM)에 의한, 나프탈렌 (10 mM)의 산화 반응으로 얻어지는 반응 용액 샘플의 1H-NMR 스펙트럼을 나타낸다.
도 11은 실시예 1 복합체에 해당하는 [MnIV(TBDAP)(OH)2]2+ (1.0 mM) 또는 [MnIV(TBDAP)(18OH)2]2+ (1.0 mM)를 사용하여 나프탈렌을 산화시켜 생성되는 1,4-나프토퀴논의 GC-MS 스펙트럼을 나타낸다.
도 12는 X 치환체(X = OH, OMe, Me, H)가 치환된 나프탈렌의 E pc에 대한 log k2의 그래프를 나타내는 도면이다.
도 13은, 산 존재하에, 실시예 1 복합체를 사용한 나프탈렌의 산화 반응 메커니즘을 나타내는 도면이다.
1 is a diagram showing the ESI-MS spectrum of the [Mn(TBDAP)(OTf) 2 )] (1-(OTf) 2 ) complex prepared in Preparation Example 1. FIG.
FIG. 2 shows UV/Vis absorption spectra of the composite of Preparation Example 1 (black line) and the composite of Example 1 (red line) at -30°C and CF 3 CH 2 OH/acetone (1:3 v/v). It is a drawing, and the inset is X of Preparation Example 1 complex (4.0 mM, black line) obtained from 293K, CH 3 CN/H 2 O (4:1 v/v) and Example 1 complex (4.0 mM, red line). -Shows the band EPR spectrum.
Figure 3 is a view showing the ESI-MS spectrum of the Example 1 complex (0.10 mm) in CF 3 CH 2 OH / acetone (1: 3 v / v), inset is Example 1 complex- 16 O (red line) And Example 1 complex- 18 O (blue line) shows the isotope distribution pattern.
4 shows the change in the UV-vis spectrum caused by reacting the composite of Preparation Example 1 with CAN (cerium(IV) ammonium nitrate).
5 is a diagram showing an ORTEP diagram of the composite in Example 1. FIG.
Figure 6 is -30 ℃ and CF 3 CH 2 OH / acetone (v / v = 1: 3) conditions, Example 1 complex [Mn IV (TBDAP) (OH) 2 ] 2+ (0.10 mM), [Fe II (phen) 3 ](PF 6 ) 2 (0.10 mM) reacts with UV-vis spectrum changes, and the inset is due to the formation of [Fe III (phen) 3 ] 3+ over time. Represents the absorption intensity in the 620 nm region.
Figure 7 is in the presence of HOTf (10 mM), -30 ℃ and CF 3 CH 2 OH / acetone (v / v = 1: 3) in the conditions, Example 1 complex [Mn IV (TBDAP) (OH) 2 ] 2+ (0.50 mM) reacts with [Ru II (Cl-phen) 3 ](PF 6 ) 2 (0.25 mM), resulting in a change in the UV-vis spectrum, and the inset shows [Ru III It shows the absorption intensity in the 650 nm region due to the formation of (Cl-phen) 3 ] 3+ .
Figure 8 shows the UV/Vis spectrum change according to the reaction of the Example 1 complex (1.0 mM) and 50 equivalents of naphthalene in the presence of HOTf (10 mM), and the inset is in the absence of HOTf (black line), HOTf The time course of the reaction observed in terms of absorption at λ=380 nm when is present (red line) is shown.
9 shows k obs (pseudo-first-order rate constants) according to the concentration of naphthalene (black circle) and naphthalene-d 8 (red circle).
10 shows (a) naphthalene; (b) 1,4-naphthoquinone; (c) 1,4-naphthoquinone in the presence of 1,2,4,5-tetramethylbenzene, which is an internal standard; (d) In N 2 atmosphere, 20° C., CD 3 CN/D 2 O (v/v = 9:1), in the presence of HOTf (10 mM), Example 1 complex [Mn IV (TBDAP)(OH) 2 shows, 1 H-NMR spectrum of the reaction solution sample obtained by the oxidation of naphthalene (10 mM) according to 2+ (1.0 mM).
11 shows naphthalene using [Mn IV (TBDAP)(OH) 2 ] 2+ (1.0 mM) or [Mn IV (TBDAP) ( 18 OH) 2 ] 2+ (1.0 mM) corresponding to Example 1 complex It shows the GC-MS spectrum of 1,4-naphthoquinone produced by oxidation of.
12 is a diagram showing a graph of log k 2 for E pc of naphthalene substituted with an X substituent (X = OH, OMe, Me, H).
13 is a diagram showing a mechanism of oxidation reaction of naphthalene using the composite of Example 1 in the presence of an acid.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

한편, 본 발명의 실시 형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 나아가, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 포함할 수 있다는 것을 의미한다.On the other hand, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. In addition, embodiments of the present invention are provided in order to more completely explain the present invention to those having average knowledge in the art. Furthermore, "including" certain elements throughout the specification means that other elements may not be excluded, but other elements may be included unless specifically stated to the contrary.

본 발명의 일 측면은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 망간(Ⅳ) 비스(하이드록소) 복합체를 제공한다.One aspect of the present invention provides a manganese (IV) bis (hydroxyl) complex comprising a compound represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

[Mn(L)(OH)2]2+ [Mn IV (L)(OH) 2 ] 2+

(상기 화학식 1에서,(In Formula 1,

L은

Figure pat00004
이고, L is
Figure pat00004
ego,

R1 및 R2는 독립적으로 수소, 비치환 또는 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-10알킬, C3-10사이클로알킬, C6-10아릴, 또는 C6-10아릴C1-3알킬이고,R 1 and R 2 are independently hydrogen, unsubstituted or substituted straight or branched C 1-10 alkyl, C 3-10 cycloalkyl, C 6-10 aryl, or C 6-10 aryl C 1-3 alkyl ego,

상기 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-10알킬, C3-10사이클로알킬, C6-10아릴, 또는 C6-10아릴C1-3알킬은 각각 할로겐, 하이드록시, 나이트로, 나이트릴, C1-3알킬 및 C1-3알콕시로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 치환체가 치환된 C1-10알킬, C3-10사이클로알킬, C6-10아릴, 또는 C6-10아릴C1-3알킬이다).The substituted straight or branched C 1-10 alkyl, C 3-10 cycloalkyl, C 6-10 aryl, or C 6-10 aryl C 1-3 alkyl is halogen, hydroxy, nitro, nitrile, respectively. , C 1-3 alkyl and C 1-3 alkoxy substituted C 1-10 alkyl, C 3-10 cycloalkyl, C 6-10 aryl, or C 6-10 aryl C 1-3 alkyl).

다른 일 측면에서,On the other side,

상기 R1 및 R2는 독립적으로 비치환 또는 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-10알킬, 또는 C3-10사이클로알킬이고,Wherein R 1 and R 2 are independently unsubstituted or substituted linear or branched C 1-10 alkyl, or C 3-10 cycloalkyl,

상기 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-10알킬, 또는 C3-10사이클로알킬은 각각 할로겐, 하이드록시, 나이트로, 나이트릴, C1-3알킬 및 C1-3알콕시로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 치환체가 치환된 C1-10알킬, 또는 C3-10사이클로알킬일 수 있다.The substituted straight or branched C 1-10 alkyl, or C 3-10 cycloalkyl is selected from the group consisting of halogen, hydroxy, nitro, nitrile, C 1-3 alkyl and C 1-3 alkoxy, respectively. One or more substituents to be substituted may be substituted C 1-10 alkyl, or C 3-10 cycloalkyl.

또 다른 일 측면에서,In another aspect,

상기 R1 및 R2는 독립적으로 비치환 또는 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-10알킬이고, 상기 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-10알킬은 할로겐, 하이드록시, C1-3알킬 및 C1-3알콕시로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 치환체가 치환된 C1-10알킬일 수 있다.The R 1 and R 2 are independently unsubstituted or substituted linear or branched C 1-10 alkyl, and the substituted linear or branched C 1-10 alkyl is halogen, hydroxy, C 1-3 alkyl And one or more substituents selected from the group consisting of C 1-3 alkoxy may be substituted C 1-10 alkyl.

다른 일 측면에서,On the other side,

상기 R1 및 R2는 독립적으로 비치환 또는 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-5알킬이고, 상기 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-5알킬은 할로겐, 하이드록시, C1-3알킬 및 C1-3알콕시로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 치환체가 치환된 C1-5알킬일 수 있다.The R 1 and R 2 are independently unsubstituted or substituted straight or branched C 1-5 alkyl, and the substituted straight or branched C 1-5 alkyl is halogen, hydroxy, C 1-3 alkyl And at least one substituent selected from the group consisting of C 1-3 alkoxy may be substituted C 1-5 alkyl.

또 다른 일 측면에서,In another aspect,

상기 L은 N,N'-di-tert부틸-2,11-디아자[3.3](2,6)-피리디노판 (N,N'-di-tertbutyl-2,11-diaza[3.3](2,6)-pyridinophane)일 수 있다.L is N,N'-di-tertbutyl-2,11-diaza[3.3](2,6)-pyridinophane (N,N'-di-tertbutyl-2,11-diaza[3.3]( 2,6)-pyridinophane).

상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 망간(Ⅳ) 비스(하이드록소) 복합체는 나프탈렌 유도체의 산화 용도로 사용될 수 있으며, -2가의 음이온과 이온결합으로 함께 존재할 수 있다. 일례로, -2가의 음이온은 [Ce(NO3)6]2- 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The manganese (IV) bis(hydroxyl) complex including the compound represented by Formula 1 may be used for oxidation of a naphthalene derivative, and may exist together with a -divalent anion and an ionic bond. As an example, the -divalent anion may be [Ce IV (NO 3 ) 6 ] 2- , but is not limited thereto.

본 발명의 다른 일 측면은 하기 반응식 1에 나타난 바와 같이,Another aspect of the present invention is as shown in Scheme 1 below,

하기 화학식 2로 표시되는 화합물과 아이도실벤젠(Iodosylbenzene, PhIO)을 반응시켜, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제조하는 단계; 를 포함하는, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 망간(Ⅳ) 비스(하이드록소) 복합체의 제조방법을 제공한다.Preparing a compound represented by the following formula (1) by reacting a compound represented by the following formula (2) with iodosylbenzene (PhiO); It provides a method for producing a manganese (IV) bis (hydroxyl) complex comprising the compound represented by Formula 1, including.

[반응식 1][Scheme 1]

Figure pat00005
Figure pat00005

(상기 반응식 1에서,(In the above Scheme 1,

L은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다).L is as defined in Formula 1).

상기 반응식 1에 따른 반응은 공지된 유기 용매 하에서 수행될 수 있고, 일례로 CF3CH2OH 및 아세톤이 혼합된 유기 용매를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 아이도실벤젠은 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 1 당량 대비 0.5 내지 2.5 당량, 0.7 내지 2.5 당량, 0.9 내지 2.5 당량, 1.0 내지 2.5 당량, 0.5 내지 2.0 당량, 0.5 내지 1.5 당량, 0.5 내지 1.3 당량, 0.5 내지 1.1 당량, 0.5 내지 1.0 당량, 0.7 내지 2.0 당량, 0.9 내지 1.5 당량, 1.0 내지 1.2 당량 만큼 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 나아가, 상기 반응은 -70 내지 20℃, -60 내지 20℃, -50 내지 20℃, -40 내지 20℃, -30 내지 20℃, -70 내지 10℃, -70 내지 0℃, -70 내지 -10℃, -70 내지 -20℃, -70 내지 -30℃, -60 내지 10℃, -50 내지 0℃, -40 내지 -10℃, -35 내지 -25℃ 범위에서 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The reaction according to Reaction Scheme 1 may be performed under a known organic solvent, and as an example, an organic solvent in which CF 3 CH 2 OH and acetone are mixed may be used, but is not limited thereto. In addition, the idosylbenzene is 0.5 to 2.5 equivalents, 0.7 to 2.5 equivalents, 0.9 to 2.5 equivalents, 1.0 to 2.5 equivalents, 0.5 to 2.0 equivalents, 0.5 to 1.5 equivalents, 0.5 to 1 equivalent of the compound represented by Formula 2 1.3 equivalents, 0.5 to 1.1 equivalents, 0.5 to 1.0 equivalents, 0.7 to 2.0 equivalents, 0.9 to 1.5 equivalents, and 1.0 to 1.2 equivalents may be used, but are not limited thereto. Further, the reaction is -70 to 20 ℃, -60 to 20 ℃, -50 to 20 ℃, -40 to 20 ℃, -30 to 20 ℃, -70 to 10 ℃, -70 to 0 ℃, -70 to -10°C, -70 to -20°C, -70 to -30°C, -60 to 10°C, -50 to 0°C, -40 to -10°C, and -35 to -25°C, It is not limited thereto.

다른 측면에서, 본 발명은 상기 아이도실벤젠을 사용하는 대신에, CAN (cerium(IV) ammonium nitrate)을 사용하여 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 망간(Ⅳ) 비스(하이드록소) 복합체를 제조하는 방법을 제공한다. CAN (cerium(IV) ammonium nitrate)을 사용할 경우, CAN은 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 1 당량 대비 5 내지 11 당량, 6 내지 11 당량, 7 내지 11 당량, 8 내지 11 당량, 5 내지 10 당량, 5 내지 9 당량, 5 내지 8 당량, 6.5 내지 10 당량, 7 내지 9 당량 만큼 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In another aspect, the present invention uses CAN (cerium(IV) ammonium nitrate), instead of using the idosylbenzene, a manganese (IV) bis (hydroxo) complex comprising the compound represented by Formula 1 It provides a method of manufacturing. When using CAN (cerium(IV) ammonium nitrate), CAN is 5 to 11 equivalents, 6 to 11 equivalents, 7 to 11 equivalents, 8 to 11 equivalents, 5 to 10 equivalents, compared to 1 equivalent of the compound represented by Formula 2, 5 to 9 equivalents, 5 to 8 equivalents, 6.5 to 10 equivalents, and 7 to 9 equivalents, but are not limited thereto.

본 발명의 또 다른 일 측면은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 망간(Ⅳ) 비스(하이드록소) 복합체를 사용한, 나프탈렌 유도체를 산화시키는 방법을 제공한다. 이때, 상기 나프탈렌 유도체는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물일 수 있다.Another aspect of the present invention provides a method of oxidizing a naphthalene derivative using a manganese (IV) bis(hydroxyl) complex including the compound represented by Formula 1 above. In this case, the naphthalene derivative may be a compound represented by Formula 2 below.

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00006
Figure pat00006

(상기 화학식 2에서,(In Chemical Formula 2,

A1 및 A2는 독립적으로 수소, 하이드록시, 직쇄 또는 분지쇄의 C1-10알킬, 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C1-10알콕시이다).A 1 and A 2 are independently hydrogen, hydroxy, straight or branched C 1-10 alkyl, or straight or branched C 1-10 alkoxy).

다른 측면에서,On the other side,

상기 A1 및 A2는 독립적으로 수소, 하이드록시, 직쇄 또는 분지쇄의 C1-5알킬, 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C1-5알콕시일 수 있다.The A 1 and A 2 may be independently hydrogen, hydroxy, straight or branched C 1-5 alkyl, or straight or branched C 1-5 alkoxy.

상기 나프탈렌의 산화반응은 산(acid) 존재하에 수행되는 것이 바람직하다. 도 13의 메커니즘에 나타난 바와 같이, 산이 존재할 경우 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 망간(Ⅳ) 비스(하이드록소) 복합체가 H+를 받아 나프탈렌과의 산화반응이 시작된다. The oxidation reaction of naphthalene is preferably carried out in the presence of an acid. As shown in the mechanism of FIG. 13, in the presence of an acid, the manganese (IV) bis(hydroxyl) complex including the compound represented by Formula 1 receives H + and an oxidation reaction with naphthalene begins.

상기 산은 H+을 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 망간(Ⅳ) 비스(하이드록소) 복합체에 제공할 수 있는 산이라면 특별한 제한 없이 사용할 수 있으며, 구체예로는 HOTf(Triflic acid)를 사용할 수 있다.The acid may be used without particular limitation as long as it is an acid capable of providing H + to the manganese (IV) bis (hydroxyl) complex containing the compound represented by Formula 1, and as a specific example, HOTf (Triflic acid) is used. I can.

본 발명의 일 측면에서 제공하는 화학식 1로 표시되는 복합체는 산 존재하에, 반응성이 낮고 독성물질로 알려진 나프탈렌과 이의 유도체를 쉽게 산화시켜, 독성이 낮은 1,4-나프토퀴논으로 쉽게 전환시킬 수 있는 효과가 있으며, 이는 후술하는 실시예, 실험예에 의해 직접적으로 뒷받침된다.The complex represented by Formula 1 provided in one aspect of the present invention can easily oxidize naphthalene and its derivatives, which are known to have low reactivity and toxic substances, in the presence of an acid, and can be easily converted to 1,4-naphthoquinone with low toxicity. There is an effect, which is directly supported by the examples and experimental examples described later.

이하, 본 발명을 실시예 및 실험예를 통해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples and experimental examples.

단, 후술하는 실시예 및 실험예는 본 발명의 일부를 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. However, the Examples and Experimental Examples described below are merely illustrative of a part of the present invention, and the present invention is not limited thereto.

실험준비Preparation for experiment

후술하는 제조예, 실시예, 실험예에서 사용하는 모든 화학 약품은 Aldrich Chemical Co. 또는 Alfa Aesar Co. 에서 구매하였으며, 이들은 높은 순도를 가지며 별도의 언급이 없는 한 추가 정제 없이 그대로 사용하였다. 용매인 아세토니트릴(CH3CN) 및 디에틸 에테르(Et2O)는 사용 전에 용매 정제 컬럼(JC Meyer Solvent Systems)을 통과시켰다. H2 18O (95% 18O-enriched)는 ICON Services Inc. (Summit, NJ, USA)에서 구매하여 사용하였다. 아이도실벤젠(Iodosylbenzene, PhIO) 및 1-전자 환원제, 일례로 [FeII(phen)3]2+ 및 [RuII(Cl-phen)3]2+ 는 공지된 방법으로 준비하여 합성하였다(H. Saltzman, J. G. Sharefkin, Organic Syntheses Coll, 1973, 5, 658. / O. Fussa-Rydel, H.-T. Zhang, J. T. Hupp, C. R. Leidner, Inorg. Chem. 1989, 28, 1533). TBDAP (N,N'-di-tert부틸-2,11-디아자[3.3](2,6)-피리디노판: N,N'-di-tertbutyl-2,11-diaza[3.3](2,6)-pyridinophane) 리간드는 80℃에서 2,6-비스-(클로로메틸)피리딘과 2,6-비스[(N-tert-부틸아미노)메틸]-피리딘을 반응시켜 준비하였다. UV-vis 스펙트럼은 저온 실험을 위한 UNISOKU Scientific Instruments 저온 유지 장치(cryostat) 및/또는 순환 수 욕조가 장착된 Hewlett Packard 8454 다이오드 어레이 분광 광도계로 기록하였다. ESI-MS(Electrospray ionization mass spectra)는 Waters (Milford, MA, USA) Acquity SQD quadrupole Mass instrument로 수집하였다. 분무 전압(spray voltage)은 2.5 kV로, 모세관 온도는 80℃로 설정하였다. EPR 스펙트럼은 JEOL JES-FA200 분광기로 얻었다(EPR 파라미터: 9.152 GHz, 마이크로파 전력 = 1.0 mW, 변조 주파수 = 100 kHz 및 스윕 폭 = 0.6 T). 1H NMR 스펙트럼은 DGIST의 CCRF에서, Bruker AVANCE III-400 분광계로 측정하였다. 전기 화학적 측정(Electrochemical measurements)은 지지 전해질로서 n-Bu4NPF6 (TBAPF6, 0.10M)을 함유하는 CF3CH2OH / 아세톤 (v/v = 1:3) 혼합물 용매와 298 K 조건에서, CHI600E 전기 화학 분석기로 수행하였다. 종래의 3-전극 전지는 백금 작용 전극 (표면적 0.3mm2), 상대 전극으로 백금 와이어 및 기준 전극으로 Ag/AgNO3 (0.010M) 전극을 갖는 전지를 사용하였다. 백금 작동 전극(BAS)은 BAS 연마 알루미나 현탁액으로 광택을 내고, 사용하기 전에 아세톤 및 아세토니트릴로 헹구었다. 측정된 전위는 Ag/AgNO3 (0.010M) 기준 전극과 관련하여 기록하였다. 모든 전위 (Ag/Ag+ 대비)는 동일한 조건에서의 페로센 전위를 사용하여, SCE 대비 값(values)으로 변환하였다. 모든 전기 화학적 측정은 N2 대기 하에서 수행하였다. 결정학적 분석은 DGIST의 CCRF에 Mo X-선 관이 장착된 SMART APEX II CCD로 수행하였다.All chemicals used in Preparation Examples, Examples, and Experimental Examples described later are Aldrich Chemical Co. Or Alfa Aesar Co. Purchased from, these have high purity and were used as such without further purification unless otherwise noted. The solvents acetonitrile (CH 3 CN) and diethyl ether (Et 2 O) were passed through a solvent purification column (JC Meyer Solvent Systems) before use. H 2 18 O (95% 18 O-enriched) is a trademark of ICON Services Inc. (Summit, NJ, USA) purchased and used. Iodosylbenzene (PhiO) and a 1-electron reducing agent, for example [Fe II (phen) 3 ] 2+ and [Ru II (Cl-phen) 3 ] 2+ were prepared and synthesized by a known method ( H. Saltzman, JG Sharefkin, Organic Syntheses Coll, 1973, 5, 658. / O. Fussa-Rydel, H.-T. Zhang, JT Hupp, CR Leidner, Inorg. Chem. 1989, 28, 1533). TBDAP (N,N'-di-tertbutyl-2,11-diaza[3.3](2,6)-pyridinophane: N,N'-di-tertbutyl-2,11-diaza[3.3](2 ,6)-pyridinophane) ligand was prepared by reacting 2,6-bis-(chloromethyl)pyridine and 2,6-bis[(N-tert-butylamino)methyl]-pyridine at 80°C. UV-vis spectra were recorded with a Hewlett Packard 8454 Diode Array Spectrophotometer equipped with a UNISOKU Scientific Instruments cryostat and/or circulating water bath for low temperature experiments. ESI-MS (Electrospray ionization mass spectra) was collected with a Waters (Milford, MA, USA) Acquity SQD quadrupole Mass instrument. The spray voltage was set to 2.5 kV and the capillary temperature was set to 80°C. EPR spectra were obtained with a JEOL JES-FA200 spectrometer (EPR parameters: 9.152 GHz, microwave power = 1.0 mW, modulation frequency = 100 kHz and sweep width = 0.6 T). 1 H NMR spectrum was measured by DGIST's CCRF, Bruker AVANCE III-400 spectrometer. Electrochemical measurements were carried out in a mixture solvent of CF 3 CH 2 OH / acetone (v/v = 1:3) containing n-Bu 4 NPF 6 (TBAPF 6 , 0.10M) as a supporting electrolyte and at 298 K. , Performed with a CHI600E electrochemical analyzer. The conventional three-electrode battery used a battery having a platinum working electrode (surface area 0.3 mm 2 ), a platinum wire as a counter electrode, and an Ag/AgNO 3 (0.010 M) electrode as a reference electrode. Platinum working electrodes (BAS) were polished with a BAS polished alumina suspension and rinsed with acetone and acetonitrile prior to use. The measured potential was recorded in relation to the Ag/AgNO 3 (0.010M) reference electrode. All potentials (Ag/Ag + contrast) were converted into values compared to SCE using the ferrocene potential under the same conditions. All electrochemical measurements were carried out under an N 2 atmosphere. Crystallographic analysis was performed with a SMART APEX II CCD equipped with a Mo X-ray tube on the CCRF of DGIST.

<제조예 1> [Mn(TBDAP)(OTf)<Production Example 1> [Mn(TBDAP)(OTf) 22 )] (1-(OTf))] (1-(OTf) 22 ) 복합체 제조) Composite manufacturing

Figure pat00007
Figure pat00007

글러브 박스(glove box) 내에서, TBDAP (0.1763 g, 0.5 mmol)이 용해된 클로로포름 용액 (2.0 mL)에, CH3CN (2.0 mL)에 용해된 Mn(OTf)2 (0.1853 g, 0.525 mmol)를 첨가하여 제조예 1 복합체를 제조하였다(OTf = Triflate group). 무색 혼합물을 상온(20-23℃)에서 6시간 동안 교반하였다. 생성된 용액을 여과한 후, 생성된 용액에 Et2O (30 mL)를 첨가하여 백색 분말을 수득하였다. 수율: 0.2810 g (79%).In a glove box, in a chloroform solution (2.0 mL) in which TBDAP (0.1763 g, 0.5 mmol) is dissolved, Mn(OTf) 2 (0.1853 g, 0.525 mmol) dissolved in CH 3 CN (2.0 mL) Was added to prepare a composite of Preparation Example 1 (OTf = Triflate group). The colorless mixture was stirred at room temperature (20-23°C) for 6 hours. After filtering the resulting solution, Et 2 O (30 mL) was added to the resulting solution to obtain a white powder. Yield: 0.2810 g (79%).

ESI-MS in CH3CN (도 1 참조): m/z = 224.2 for [MnII(TBDAP)(CH3CN)]2+ (calculated m/z =224.1), 244.7 for [MnII(TBDAP)(CH3CN)2]2+ (calculated m/z = 244.6), 및 m/z = 556.2 for [MnII(TBDAP)(OTf)]+ (calculated m/z = 556.1).Anal. Calcd for C48H64F12Mn2N8O12S4: C, 40.85; H, 4.57; N, 7.94. Found: C, 40.7; H, 4.68; N, 7.85. X-선 결정학적으로 적합한 결정은 CH3CN에서 상기 복합체 용액으로의 Et2O의 느린 확산에 의해 얻어졌다.ESI-MS in CH 3 CN (see Fig. 1): m/z = 224.2 for [Mn II (TBDAP)(CH 3 CN)] 2+ (calculated m/z =224.1), 244.7 for [Mn II (TBDAP) (CH 3 CN) 2 ] 2+ (calculated m/z = 244.6), and m/z = 556.2 for [Mn II (TBDAP)(OTf)] + (calculated m/z = 556.1). Anal. Calcd for C 48 H 64 F 12 Mn 2 N 8 O 12 S 4 : C, 40.85; H, 4.57; N, 7.94. Found: C, 40.7; H, 4.68; N, 7.85. X-ray crystallographically suitable crystals were obtained by slow diffusion of Et 2 O from CH 3 CN into the complex solution.

<실시예 1> [Mn<Example 1> [Mn IVIV (TBDAP)(OH)(TBDAP)(OH) 22 ]] 2+2+ 복합체 제조 Composite manufacturing

Figure pat00008
Figure pat00008

-30℃에서, CF3CH2OH/아세톤 (v/v = 1:3)에 용해된 상기 제조예 1 복합체 용액 (1.0 mM)에, 1.5 당량의 PhIO를 첨가하여 실시예 1의 [MnIV(TBDAP)(OH)2]2+ 복합체를 초록색의 용액 형태로 제조하였다.At -30°C, 1.5 equivalents of PhIO was added to the preparation example 1 complex solution (1.0 mM) dissolved in CF 3 CH 2 OH/acetone (v/v = 1:3) to obtain [Mn IV The (TBDAP)(OH) 2 ] 2+ complex was prepared in the form of a green solution.

UV-Vis in CF3CH2OH/아세톤 (v/v = 1:3): λmax (ε) = 834 nm (380 M-1 cm-1) (도 2), UV-vis in CH3CN/H2O (v/v = 9/1): λmax (ε) = 834 nm (470 M-1 cm-1). ESI-MS in CF3CH2OH/아세톤 (v/v = 1:3) (도 3): m/z = 220.7 for [MnIV(TBDAP)(OH)2]2+ (calculated m/z = 220.6).UV-Vis in CF 3 CH 2 OH/acetone (v/v = 1:3): λ max (ε) = 834 nm (380 M -1 cm -1 ) (Fig. 2), UV-vis in CH 3 CN /H 2 O (v/v = 9/1): λ max (ε) = 834 nm (470 M -1 cm -1 ). ESI-MS in CF 3 CH 2 OH/acetone (v/v = 1:3) (Fig. 3): m/z = 220.7 for [Mn IV (TBDAP)(OH) 2 ] 2+ (calculated m/z = 220.6).

[MnIV(TBDAP)(18OH)2]2+ 는 CF3CH2OH/아세톤 (v/v = 1:3) 용매 하에서 PhI16O 용액에 H2 18O (98%, 5 μL)를 첨가하여 제조되는 PhI18O를, [MnII(TBDAP)(OTf)2]와 반응시켜 제조하였다.[Mn IV (TBDAP)( 18 OH) 2 ] 2+ is H 2 18 O (98%, 5 μL) in PhI 16 O solution under CF 3 CH 2 OH/acetone (v/v = 1:3) solvent. PhI 18 O prepared by addition was prepared by reacting with [Mn II (TBDAP)(OTf) 2 ].

다른 방법으로, -30℃ 및 CH3CN/H2O (v/v = 9:1) 용매 상에서, 상기 제조예 1 복합체 1 당량과, 8 당량의 CAN (cerium(IV) ammonium nitrate)을 반응시켜 실시예 1의 [MnIV(TBDAP)(OH)2]2+ 복합체를 초록색의 용액 형태로 제조할 수도 있다.Alternatively, in a solvent of -30° C. and CH 3 CN/H 2 O (v/v = 9:1), 1 equivalent of the Preparation Example 1 complex and 8 equivalents of CAN (cerium(IV) ammonium nitrate) were reacted. The [Mn IV (TBDAP)(OH) 2 ] 2+ complex of Example 1 may also be prepared in the form of a green solution.

CAN (cerium(IV) ammonium nitrate)을 반응시킴에 따라 나타나는 UV-vis 스펙트럼 변화를 도 4에 나타내었다.4 shows the change in the UV-vis spectrum that appears as the reaction with CAN (cerium(IV) ammonium nitrate).

또 다른 방법으로, 20℃ 및 CH3CN/H2O (v/v = 3:1) 용매 상에서, 상기 제조예 1 복합체 (0.352 g, 0.050 mmol)와, CAN (0.223 g, 0.40 mmol)을 반응시켜 실시예 1의 [MnIV(TBDAP)(OH)2]2+ 복합체를 초록색의 용액 형태로 제조할 수도 있다. [MnIV(TBDAP)(OH)2]-[CeIV(NO3)6]의 결정학적으로 적합한 X-선 결정을 하기 방법을 통해 얻었다. 보다 구체적으로, 상기 초록색의 용액을 -40℃로 냉각하고, N2 하에서 미리 냉각된 Et2O로 적층하여(layered) 초록색 결정을 수득하였다. 결정 수율: 0.0048 g (10%). As another method, on a solvent at 20° C. and CH 3 CN/H 2 O (v/v = 3:1), the Preparation Example 1 complex (0.352 g, 0.050 mmol) and CAN (0.223 g, 0.40 mmol) were By reacting, the [Mn IV (TBDAP)(OH) 2 ] 2+ complex of Example 1 may be prepared in the form of a green solution. Crystallographically suitable X-ray crystals of [Mn IV (TBDAP)(OH) 2 ]-[Ce IV (NO 3 ) 6 ] were obtained through the following method. More specifically, the green solution was cooled to -40°C, and then layered with Et 2 O previously cooled under N 2 to obtain green crystals. Crystal yield: 0.0048 g (10%).

<실험예 1> [Mn<Experimental Example 1> [Mn IVIV (TBDAP)(OH)(TBDAP)(OH) 22 ]] 2+2+ 복합체의 구조적 특성 평가 Evaluation of the structural properties of the composite

실시예 1에서 제조한 [MnIV(TBDAP)(OH)2]2+ 복합체의 구조적 특성을 평가하기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.In order to evaluate the structural properties of the [Mn IV (TBDAP)(OH) 2 ] 2+ complex prepared in Example 1, the following experiment was performed.

<1-1> UV-vis 흡수 스펙트럼, X-밴드 EPR 스펙트럼, ESI-MS 스펙트럼, 동위원소 분포 패턴 평가<1-1> UV-vis absorption spectrum, X-band EPR spectrum, ESI-MS spectrum, isotope distribution pattern evaluation

전술한 Hewlett Packard 8454 다이오드 어레이 분광 광도계와 Waters (Milford, MA, USA) Acquity SQD quadrupole Mass instrument를 사용하여 UV-vis 흡수 스펙트럼, X-밴드 EPR 스펙트럼, ESI-MS 스펙트럼, 동위원소 분포 패턴을 확인하였고, 그 결과를 도 2, 도 3, 도 4에 나타내었다.Using the aforementioned Hewlett Packard 8454 diode array spectrophotometer and Waters (Milford, MA, USA) Acquity SQD quadrupole Mass instrument, UV-vis absorption spectrum, X-band EPR spectrum, ESI-MS spectrum, and isotope distribution pattern were confirmed. , The results are shown in FIGS. 2, 3, and 4.

도 2는 -30℃와 CF3CH2OH/아세톤 (1:3 v/v)에서, 제조예 1 복합체(검정선)와, 실시예 1 복합체(빨간선)의 UV/Vis 흡수 스펙트럼을 나타내는 도면이며, 삽도는 293K, CH3CN/H2O (4:1 v/v)에서 얻어지는 제조예 1 복합체(4.0 mM, 검정선)와, 실시예 1 복합체(4.0 mM, 빨간선)의 X-밴드 EPR 스펙트럼을 나타낸다.FIG. 2 shows UV/Vis absorption spectra of the composite of Preparation Example 1 (black line) and the composite of Example 1 (red line) at -30°C and CF 3 CH 2 OH/acetone (1:3 v/v). It is a drawing, and the inset is X of Preparation Example 1 complex (4.0 mM, black line) obtained from 293K, CH 3 CN/H 2 O (4:1 v/v) and Example 1 complex (4.0 mM, red line). -Shows the band EPR spectrum.

도 3은 CF3CH2OH/아세톤 (1:3 v/v)에서 실시예 1 복합체 (0.10 mm)의 ESI-MS 스펙트럼을 나타내는 도면이며, 삽도는 실시예 1 복합체-16O (빨간선) 및 실시예 1 복합체-18O (파란선)의 동위원소 분포 패턴을 나타낸다.Figure 3 is a view showing the ESI-MS spectrum of the Example 1 complex (0.10 mm) in CF 3 CH 2 OH / acetone (1: 3 v / v), inset is Example 1 complex- 16 O (red line) And Example 1 complex- 18 O (blue line) shows the isotope distribution pattern.

도 4는 제조예 1 복합체와 CAN (cerium(IV) ammonium nitrate)을 반응시킴에 따라 발생하는 UV-vis 스펙트럼 변화를 나타낸다.4 shows the change in the UV-vis spectrum caused by reacting the composite of Preparation Example 1 with CAN (cerium(IV) ammonium nitrate).

도 2의 삽도는 293K, CH3CN/H2O (4:1 v/v)에서 얻어지는 제조예 1 복합체(4.0 mM, 검정선)와, 실시예 1 복합체(4.0 mM, 빨간선)의 X-밴드 EPR 스펙트럼을 나타내며, 이로부터 실시예 1 복합체는 g=4.32에서의 광역 신호(broad signal) 및 g=1.99에 중심을 둔 6-라인 초미세 패턴(A=10 mT)은 S=3/2 MnIV 기저 상태(ground state)를 나타냄을 알 수 있고, 반대로 제조예 1 복합체는 g=6.48에서의 강력한 공진(resonance) 및 g=2.02에서의 약한 초미세 패턴(A=9 mT)을 보였고, 이는 제조예 1 복합체가 S=5/2 MnII 중심을 갖고 있음을 의미한다. 이러한 제조예 1 복합체, 실시예 1 복합체의 대조되는 스펙트럼 강도는 다른 축 방향 영-필드 분할 항 D(zero-field splitting terms D)에 기인한다.The inset of FIG. 2 is X of the complex of Preparation Example 1 (4.0 mM, black line) obtained from 293K, CH 3 CN/H 2 O (4:1 v/v) and the complex of Example 1 (4.0 mM, red line). -Band EPR spectrum is shown, from which the Example 1 complex has a broad signal at g =4.32 and a 6-line ultrafine pattern centered at g =1.99 (A =10 mT) is S =3/2 Mn IV It can be seen that the ground state is represented, and on the contrary, the composite in Preparation Example 1 has a strong resonance at g =6.48 and a weak ultrafine pattern at g =2.02 (A =9 mT), which means that the composite of Preparation Example 1 has an S=5/2 Mn II center. Spectrum strength in contrast to Production Example 1 of this complex, the complex of Example 1 is different axial zero-field splitting is due to the anti-D (zero-field splitting terms D ).

도 3의 삽도는 실시예 1 복합체-16O (빨간선) 및 실시예 1 복합체-18O (파란선)의 동위원소 분포 패턴을 나타내며, 이로부터 실시예 1 복합체가 2개의 산소 원자를 갖고 있음이 뒷받침된다.The inset of FIG. 3 shows the isotopic distribution patterns of the Example 1 complex- 16 O (red line) and the Example 1 complex- 18 O (blue line), from which the Example 1 complex has two oxygen atoms. This is supported.

<1-2> X-선 결정학<1-2> X-ray crystallography

X-선 회절에 적합한 제조예 1 복합체, 실시예 1 복합체-[CeIV(NO3)6]의 단결정(Single crystals)을 -40℃의 쿠퍼 플레이트(cooper plate)에서 나일론 루프(nylon loop, Hampton Research Co.)를 사용하여 용액으로부터 취하고, N2 크라이오스트림(cryostream) 내 측각기(goniometer) 헤드에 장착하였다. 데이터 수집은 Mo Kα (λ = 0.71073Å) 입사 빔 내에 단색화 기기(monochromator)가 장착된 Bruker SMART APEX II CCD 회절계(diffractometer)에서 수행하였다. CCD 데이터는 Bruker-SAINT 소프트웨어 패키지를 사용하여 통합 및 확장하였고, 구조는 SHEXTL V 6.12를 사용하여 분석 및 정제하였다. 수소 원자는 계산된 위치에 있었다. 하이드록소기(hydroxo groups) 상의 수소 원자들은 푸리에 차이 맵(Fourier difference map.)에서 확인되었다. 모든 비-수소 원자는 이방성 열 매개변수(anisotropic thermal parameters)로 정제하였다.Preparation Example 1 composite suitable for X-ray diffraction, Example 1 composite-[Ce IV (NO 3 ) 6 ] single crystals (nylon loop, Hampton) in a cooper plate at -40 ℃ Research Co.) was used and mounted on a goniometer head in an N 2 cryostream. Data collection was performed on a Bruker SMART APEX II CCD diffractometer equipped with a monochromator in the Mo Kα (λ = 0.71073Å) incident beam. The CCD data was integrated and expanded using the Bruker-SAINT software package, and the structure was analyzed and purified using SHEXTL V 6.12. The hydrogen atom was in the calculated position. Hydrogen atoms on the hydroxo groups were identified on the Fourier difference map. All non-hydrogen atoms were purified by anisotropic thermal parameters.

제조예 1 복합체, 실시예 1 복합체-[CeIV(NO3)6]의 결정학적 데이터를 하기 표 1에 나타내었고, 특정 결합 거리와 각도는 하기 표 2에 나타내었다.The crystallographic data of Preparation Example 1 complex, Example 1 complex-[Ce IV (NO 3 ) 6 ] are shown in Table 1 below, and specific binding distances and angles are shown in Table 2 below.

[표 1][Table 1]

Figure pat00009
Figure pat00009

[표 2][Table 2]

Figure pat00010
Figure pat00010

실시예 1 복합체인 [Mn(TBDAP)(OH)2][Ce-(NO3)6]의 X-선 결정 구조는 단핵 Mn 비스(하이드록소) 복합체가 왜곡된 8면체 기하학(distorted octahedral geometry)을 채택하고 있음을 뒷받침한다(도 5 참조). [Ce(NO3)6] 부분의 구조 파라미터는 [(NH4)2CeIV(NO3)6] 복합체의 구조 파라미터와 매우 유사하며, 세륨의 공식 산화 상태가 4+임을 뒷받침한다. 또한, 결정 격자(crystal lattice)에서 Mn 원자당 하나의 [CeIV(NO3)6]2- 반대 이온의 존재는 Mn 중심이 4+ 산화 상태에 있음을 의미한다. 특히, Mn-O 결합 길이 (1.804 및 1.807Å) 및 하이드록소기(hydroxo groups)의 성공적인 정제는 명확하게 Mn(OH)2 부분의 존재를 입증한다.Example 1 The X-ray crystal structure of the complex [Mn(TBDAP)(OH) 2 ][Ce-(NO 3 ) 6 ] is an octahedral geometry in which the mononuclear Mn bis(hydroxyl) complex is distorted. Supports the adoption of (see Fig. 5). The structural parameters of the [Ce(NO 3 ) 6 ] part are very similar to those of the [(NH 4 ) 2 Ce IV (NO 3 ) 6 ] complex, and support that the formal oxidation state of cerium is 4+ . In addition, the presence of one [Ce IV (NO 3 ) 6 ] 2- counter ion per Mn atom in the crystal lattice means that the Mn center is in a 4+ oxidation state. In particular, the successful purification of Mn-O bond lengths (1.804 and 1.807 Å) and hydroxo groups clearly demonstrates the presence of the Mn(OH) 2 moiety.

<실험예 2> 산화환원 적정(Redox titration) 평가<Experimental Example 2> Evaluation of redox titration

실시예 1에서 제조한 [MnIV(TBDAP)(OH)2]2+ 복합체의 일(one)-전자 환원 전위를 평가하기 위하여 산화환원 적정 실험을 수행하였다.In order to evaluate the one-electron reduction potential of the [Mn IV (TBDAP)(OH) 2 ] 2+ complex prepared in Example 1, a redox titration experiment was performed.

보다 구체적으로, -30℃ 및 CF3CH2OH/아세톤 (v/v = 1:3) 조건에서, 다양한 농도의 [FeII(phen)3]2+ (3.0 × 10-5 ~ 1.5 × 10-4 M), 실시예 1 복합체 (1.0 × 10-4 M)의 전자 이동 반응(Electron transfer reaction)을 수행하였다. [FeII(phen)3]2+의 탈기된 아세톤 용액을 실시예 1 복합체 용액에 가하였더니, [FeIII(phen)3]3+에 기인하여 UV-vis 스펙트럼이 620 nm에서 변화하였다. [FeIII(phen)3]3+의 농도는 620 nm에서의 흡수 밴드(ε=5.4×102 M-1 cm-1)로부터 결정되었다. 상기 [FeIII(phen)3]3+의 ε 값은, -30℃ 및 CF3CH2OH/아세톤 (v/v = 1:3)에서, 세륨 암모늄 나이트레이트 (5 당량)와 함께, [FeII(phen)3]2+의 전자-전달 산화에 의해 측정되었다.More specifically, at -30°C and CF 3 CH 2 OH/acetone (v/v = 1:3) conditions, various concentrations of [Fe II (phen) 3 ] 2+ (3.0 × 10 -5 to 1.5 × 10) -4 M), an electron transfer reaction of the Example 1 complex (1.0 × 10 -4 M) was performed. When a degassed acetone solution of [Fe II (phen) 3 ] 2+ was added to the composite solution of Example 1, the UV-vis spectrum was changed at 620 nm due to [Fe III (phen) 3 ] 3+ . The concentration of [Fe III (phen) 3 ] 3+ was determined from the absorption band at 620 nm (ε=5.4×10 2 M -1 cm -1 ). The ε value of [Fe III (phen) 3 ] 3+ is at -30°C and CF 3 CH 2 OH/acetone (v/v = 1:3), together with cerium ammonium nitrate (5 equivalents), [ It was measured by electron-transfer oxidation of Fe II (phen) 3 ] 2+ .

또한, HOTf (10 mM)의 존재하에, -30℃ 및 CF3CH2OH/아세톤 (v/v = 1:3) 조건에서, 다양한 농도의 [RuII(Cl-phen)3]2+ (1.25 × 10-4 ~ 3.75 × 10-4 M), 실시예 1 복합체 (2.5 × 10-4 M)의 전자 이동 반응을 수행하였다. [RuII(Cl-phen)3]2+의 탈기된 아세톤 용액을 실시예 1 복합체 용액에 가하였더니, [RuIII(Cl-phen)3]3+에 기인하여 UV-vis 스펙트럼이 650 nm에서 변화하였다. [RuIII(Cl-phen)3]3+의 농도는 650 nm에서의 흡수 밴드(ε=1.1×103 M-1 cm-1)로부터 결정되었다. 상기 [RuIII(Cl-phen)3]3+의 ε 값은, -30℃ 및 CF3CH2OH/아세톤 (v/v = 1:3)에서, HOTf (10 mM)의 존재하 세륨 암모늄 나이트레이트 (3 당량)와 함께, [RuII(Cl-phen)3]2+의 전자-전달 산화에 의해 측정되었다.In addition, in the presence of HOTf (10 mM), at -30° C. and CF 3 CH 2 OH/acetone (v/v = 1:3) conditions, various concentrations of [Ru II (Cl-phen) 3 ] 2+ ( 1.25 × 10 -4 to 3.75 × 10 -4 M), an electron transfer reaction of the Example 1 complex (2.5 × 10 -4 M) was performed. When a degassed acetone solution of [Ru II (Cl-phen) 3 ] 2+ was added to the composite solution of Example 1, the UV-vis spectrum due to [Ru III (Cl-phen) 3 ] 3+ was found at 650 nm. Changed. The concentration of [Ru III (Cl-phen) 3 ] 3+ was determined from the absorption band at 650 nm (ε=1.1×10 3 M -1 cm -1 ). The ε value of [Ru III (Cl-phen) 3 ] 3+ is at -30°C and CF 3 CH 2 OH/acetone (v/v = 1:3), in the presence of HOTf (10 mM) cerium ammonium Measured by electron-transfer oxidation of [Ru II (Cl-phen) 3 ] 2+ with nitrate (3 equivalents).

도 6은 -30℃ 및 CF3CH2OH/아세톤 (v/v = 1:3) 조건에서, 실시예 1 복합체인 [MnIV(TBDAP)(OH)2]2+ (0.10 mM)이, [FeII(phen)3](PF6)2 (0.10 mM)과 반응함에 따라 나타나는 UV-vis 스펙트럼 변화를 나타나며, 삽도는 시간 경과에 따라 [FeIII(phen)3]3+의 생성에 기인하는 620 nm 영역에서의 흡수 강도를 나타낸다. 실시예 1 복합체의 전자 이동 환원(ET reduction)은 [FeII(phen)3]2+와 평형을 이루는 것으로 확인되며, [FeIII(phen)3]3+의 최종 농도는 [FeII(phen)3]2+의 최초 농도가 증가함에 따라 증가하였다. 평형 상수 (K et)는 1.38로 결정되었고, 실시예 1 복합체의 일(one)-전자 환원 전위(E red)는 Nernst 방정식을 사용하여 1.09 V vs. SCE로 결정되었다. 실시예 1 복합체의 일(one)-전자 환원 전위 값인 1.09 V는 현재까지 공지된 모든 비헴(nonheme) MnIV 비스-(하이드록소), MnIV 옥소 중간체가 달성하지 못하였던 매우 우수한 값이다.Figure 6 is -30 ℃ and CF 3 CH 2 OH / acetone (v / v = 1: 3) conditions, Example 1 complex [Mn IV (TBDAP) (OH) 2 ] 2+ (0.10 mM), [Fe II (phen) 3 ](PF 6 ) 2 (0.10 mM) reacts with UV-vis spectrum changes, and the inset is due to the formation of [Fe III (phen) 3 ] 3+ over time. Represents the absorption intensity in the 620 nm region. Example 1 The electron transfer reduction (ET reduction) of the complex was confirmed to be in equilibrium with [Fe II (phen) 3 ] 2+, and the final concentration of [Fe III (phen) 3 ] 3+ was [Fe II (phen) ) 3 ] Increased as the initial concentration of 2+ increased. The equilibrium constant ( K et ) was determined to be 1.38, and the one-electron reduction potential ( E red ) of the Example 1 complex was 1.09 V vs. Nernst equation. It was decided by SCE. The one-electron reduction potential value of 1.09 V of the Example 1 complex is a very good value that has not been achieved by all known nonheme Mn IV bis-(hydroxyl) and Mn IV oxo intermediates.

도 7은 HOTf (10 mM)의 존재하에, -30℃ 및 CF3CH2OH/아세톤 (v/v = 1:3) 조건에서, 실시예 1 복합체인 [MnIV(TBDAP)(OH)2]2+ (0.50 mM)이, [RuII(Cl-phen)3](PF6)2 (0.25 mM)과 반응함에 따라 나타나는 UV-vis 스펙트럼 변화를 나타나며, 삽도는 시간 경과에 따라 [RuIII(Cl-phen)3]3+의 생성에 기인하는 650 nm 영역에서의 흡수 강도를 나타낸다. 실시예 1 복합체와 [RuII(Cl-phen)3]2+의 평형 상수 (K et)는 1.73으로 결정되었고, HOTf (10 mM)의 존재하에 실시예 1 복합체의 일(one)-전자 환원 전위 값(E red)은 Nernst 방정식을 사용하여 1.41 V vs. SCE로 결정되었다.Figure 7 is in the presence of HOTf (10 mM), -30 ℃ and CF 3 CH 2 OH / acetone (v / v = 1: 3) in the conditions, Example 1 complex [Mn IV (TBDAP) (OH) 2 ] 2+ (0.50 mM) reacts with [Ru II (Cl-phen) 3 ](PF 6 ) 2 (0.25 mM), resulting in a change in the UV-vis spectrum, and the inset shows [Ru III It shows the absorption intensity in the 650 nm region due to the formation of (Cl-phen) 3 ] 3+ . The equilibrium constant ( K et ) of the Example 1 complex and [Ru II (Cl-phen) 3 ] 2+ was determined to be 1.73, and one-electron reduction of the Example 1 complex in the presence of HOTf (10 mM) The potential value ( E red ) is determined by using the Nernst equation to determine 1.41 V vs. It was decided by SCE.

이로부터, 실시예 1 복합체의 일(one)-전자 환원 전위 값(E red)은, HOTf (10 mM)가 존재하지 않을 때는 1.09 V vs. SCE 였으나, HOTf (10 mM)가 존재할 때의 일(one)-전자 환원 전위 값(E red)이 1.41 V vs. SCE로, 즉, 양의 방향(positive direction)으로 크게 이동할 수 있음을 알 수 있다.From this, the one-electron reduction potential value ( E red ) of the complex of Example 1 was 1.09 V vs. when HOTf (10 mM) was not present. It was SCE, but the one-electron reduction potential value ( E red ) in the presence of HOTf (10 mM) was 1.41 V vs. It can be seen that it can move largely with SCE, that is, in a positive direction.

<실험예 3> 나프탈렌 산화 유도활성 평가<Experimental Example 3> Evaluation of naphthalene oxidation-inducing activity

실시예 1 복합체의 매우 우수한 일(one)-전자 환원 전위 값을 고려하여, 실시예 1 복합체가 나프탈렌의 산화를 유도할 수 있을지 평가하였다.In consideration of the very good one-electron reduction potential value of the Example 1 composite, it was evaluated whether the Example 1 composite could induce the oxidation of naphthalene.

보다 구체적으로, -30℃ 및 CF3CH2OH/아세톤 (1:3 v/v) 혼합 용매 하에서, 실시예 1 복합체 (1.0 mM)에 과량(50 당량)의 나프탈렌을 첨가하여 반응을 유도해본 결과, 나프탈렌과 실시예 1 복합체가 반응하지 않는 것으로 나타났다.More specifically, the reaction was induced by adding an excess (50 equivalents) of naphthalene to the Example 1 complex (1.0 mM) under a mixed solvent of -30°C and CF 3 CH 2 OH/acetone (1:3 v/v). As a result, it was found that naphthalene and the composite of Example 1 did not react.

반면, HOTf (10 mM) 존재하에 동일한 반응을 유도한 결과, 실시예 1 복합체와 나프탈렌이 반응함에 따라, 1차-감쇠 프로파일(first-order decay profile)로 현저한 흡수 밴드의 변화가 나타났다(도 8).On the other hand, as a result of inducing the same reaction in the presence of HOTf (10 mM), as the Example 1 complex and naphthalene reacted, a remarkable change in the absorption band appeared as a first-order decay profile (Fig. 8). ).

도 8은 HOTf (10 mM) 존재하에, 실시예 1 복합체 (1.0 mM)과 50 당량의 나프탈렌을 반응시킴에 따른 UV/Vis 스펙트럼 변화를 나타내고, 삽도는 HOTf가 없을 때와(검은선), HOTf가 존재할 때(빨간선) 반응 시간 경과에 따른 λ=380 nm에서의 흡수 강도를 나타낸다. 한편, k obs (pseudo-first-order rate constants)는 나프탈렌의 농도가 높아짐에 따라 선형적으로 증가하였으며(도 9), -30℃에서 k 2 (second-order rate constant)가 7.3(6)×10-1M-1s-1 이었다.Figure 8 shows the UV/Vis spectrum change according to the reaction of the Example 1 complex (1.0 mM) and 50 equivalents of naphthalene in the presence of HOTf (10 mM), and the inset is in the absence of HOTf (black line), HOTf When is present (red line), it shows the absorption intensity at λ=380 nm over the course of the reaction time. Meanwhile, k obs (pseudo-first-order rate constants) increased linearly with increasing naphthalene concentration (Fig. 9), and k 2 (second-order rate constant) at -30°C was 7.3(6)× It was 10 -1 M -1 s -1 .

반응 결과, 나프탈렌(naphthalene)이 1,4-나프토퀴논(1,4-naphthoquinone)으로 전환되었음은 1H NMR 스펙트럼을 통해 확인하였고, 전환 수율도 90%로 매우 우수함을 확인하였다(도 10). 도 10은 (a) 나프탈렌; (b) 1,4-나프토퀴논; (c) 내부 표준(internal standard)인 1,2,4,5-테트라메틸벤젠 존재 하 1,4-나프토퀴논; (d) N2 분위기, 20℃, CD3CN/D2O (v/v = 9:1) 에서, HOTf (10 mM) 존재하에, 실시예 1 복합체인 [MnIV(TBDAP)(OH)2]2+ (1.0 mM)에 의한, 나프탈렌 (10 mM)의 산화 반응으로 얻어지는 반응 용액 샘플의 1H-NMR 스펙트럼을 나타낸다. 도 10에서 *는 내부 표준(internal standard)인 1,2,4,5-테트라메틸벤젠에 의한 피크이다. 또한, 나프탈렌을 실시예 1 복합체-18O로 산화시킬 경우, 생성물인 1,4-나프토퀴논 내 산소 원자는 실시예 1 복합체로부터 유래하였음을 확인하였다(도 11).As a result of the reaction, it was confirmed through 1 H NMR spectrum that naphthalene was converted to 1,4-naphthoquinone, and it was confirmed that the conversion yield was also very good at 90% (FIG. 10). . 10 shows (a) naphthalene; (b) 1,4-naphthoquinone; (c) 1,4-naphthoquinone in the presence of 1,2,4,5-tetramethylbenzene, which is an internal standard; (d) In N 2 atmosphere, 20° C., CD 3 CN/D 2 O (v/v = 9:1), in the presence of HOTf (10 mM), Example 1 complex [Mn IV (TBDAP)(OH) 2 shows, 1 H-NMR spectrum of the reaction solution sample obtained by the oxidation of naphthalene (10 mM) according to 2+ (1.0 mM). In FIG. 10, * is a peak due to an internal standard of 1,2,4,5-tetramethylbenzene. In addition, when naphthalene was oxidized to the Example 1 complex- 18 O, it was confirmed that the oxygen atom in the product 1,4-naphthoquinone was derived from the Example 1 complex (FIG. 11).

<실험예 4> X 치환체가 치환된 나프탈렌 산화 유도활성 평가<Experimental Example 4> Evaluation of the oxidation-inducing activity of naphthalene substituted with the X substituent

실험예 3과 동일한 실험을 수행하되, 나프탈렌 대신 X 치환체가 치환된 나프탈렌을 대상으로 산화 반응을 수행하여, 치환체 존재에 따른 산화반응 정도의 변화를 확인하였다. X 치환체로는 OH, OMe, Me 또는 H를 채택하였다. (즉, 1-나프톨, 1-메톡시나프탈렌, 1-메틸나프탈렌, 나프탈렌)The same experiment as in Experimental Example 3 was performed, but the oxidation reaction was performed on naphthalene in which the X substituent was substituted instead of naphthalene, and the change in the degree of oxidation reaction according to the presence of the substituent was confirmed. As the X substituent, OH, OMe, Me or H was adopted. (I.e. 1-naphthol, 1-methoxynaphthalene, 1-methylnaphthalene, naphthalene)

그 결과, 나프탈렌 유도체의 산화 전위 (E pc)에 대해, 전자 전달 속도를 플로팅(plotting) 할 때, 좋은 선형 상관관계가 얻어졌으며, -3.7의 음의 기울기가 도출되었다(도 12). 이러한 결과는, 실시예 1 복합체를 사용한 나프탈렌 산성-촉진 산화가 속도-결정 전자 전달 경로를 통해 발생함을 뒷받침한다.As a result, when plotting the electron transfer rate with respect to the oxidation potential ( E pc ) of the naphthalene derivative, a good linear correlation was obtained, and a negative slope of -3.7 was derived (Fig. 12). These results support that naphthalene acid-accelerated oxidation using the Example 1 composite occurs through the rate-determining electron transport pathway.

산 존재하에, 실시예 1 복합체를 사용한 나프탈렌의 산화 반응 메커니즘을 도 13에 나타내었다.In the presence of acid, the oxidation reaction mechanism of naphthalene using the Example 1 composite is shown in FIG. 13.

이로부터, 본 발명의 일 측면에서 제공하는 화학식 1로 표시되는 복합체는 산 존재하에, 반응성이 낮고 독성물질로 알려진 나프탈렌과 이의 유도체를 쉽게 산화시켜, 독성이 낮은 1,4-나프토퀴논으로 쉽게 전환시킬 수 있는 효과가 있음을 알 수 있다.From this, the complex represented by Formula 1 provided in one aspect of the present invention easily oxidizes naphthalene and its derivatives, which are known to have low reactivity and toxic substances, in the presence of acid, and thus easily become 1,4-naphthoquinone with low toxicity. It can be seen that there is an effect that can be converted.

Claims (4)

하기 반응식 1에 나타난 바와 같이,
하기 화학식 2로 표시되는 화합물과 아이도실벤젠(Iodosylbenzene, PhIO)을 반응시켜, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제조하는 단계; 를 포함하는, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물인 망간(Ⅳ) 비스(하이드록소) 복합체의 제조방법:
[반응식 1]
Figure pat00011

(상기 반응식 1에서,
L은
Figure pat00012
이고,
R1 및 R2는 독립적으로 비치환 또는 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-5알킬이고,
상기 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-5알킬은 할로겐, 하이드록시, C1-3알킬 및 C1-3알콕시로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 치환체가 치환된 C1-5알킬이며,
상기 OTf는 트리플루오로메틸술포닐이다).
As shown in Scheme 1 below,
Preparing a compound represented by the following formula (1) by reacting a compound represented by the following formula (2) with iodosylbenzene (PhiO); A method of preparing a manganese (IV) bis (hydroxyl) complex, which is a compound represented by the following Formula 1, including:
[Scheme 1]
Figure pat00011

(In the above Scheme 1,
L is
Figure pat00012
ego,
R 1 and R 2 are independently unsubstituted or substituted straight or branched C 1-5 alkyl,
And the substituted straight- or branched-chain C 1-5 alkyl is alkyl of 1-5 is one or more substituents selected from halogen, hydroxy, C 1-3 alkyl and C 1-3 alkoxy substituted by the group consisting of C,
OTf is trifluoromethylsulfonyl).
하기 화학식 1로 표시되는 화합물인 망간(Ⅳ) 비스(하이드록소) 복합체를 사용한, 하기 화학식 2로 표시되는 나프탈렌 유도체를 산화시키는 방법:
[화학식 1]
[Mn(L)(OH)2]2+
(상기 화학식 1에서,
L은
Figure pat00013
이고,
R1 및 R2는 독립적으로 비치환 또는 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-5알킬이고,
상기 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1-5알킬은 할로겐, 하이드록시, C1-3알킬 및 C1-3알콕시로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 치환체가 치환된 C1-5알킬이다),
[화학식 2]
Figure pat00014

(상기 화학식 2에서,
A1 및 A2는 독립적으로 수소, 하이드록시, 직쇄 또는 분지쇄의 C1-10알킬, 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C1-10알콕시이다).
A method of oxidizing a naphthalene derivative represented by the following formula (2) using a manganese (IV) bis(hydroxyl) complex, a compound represented by the following formula (1):
[Formula 1]
[Mn IV (L)(OH) 2 ] 2+
(In Formula 1,
L is
Figure pat00013
ego,
R 1 and R 2 are independently unsubstituted or substituted straight or branched C 1-5 alkyl,
The C 1-5 alkyl-substituted straight-chain or branched-chain halogen, hydroxy, C 1-3 alkyl and C 1-3 alkoxy are one or more substituents selected from the group consisting of substituted C 1-5 alkyl) ,
[Formula 2]
Figure pat00014

(In Chemical Formula 2,
A 1 and A 2 are independently hydrogen, hydroxy, straight or branched C 1-10 alkyl, or straight or branched C 1-10 alkoxy).
제2항에 있어서,
상기 A1 및 A2는 독립적으로 수소, 하이드록시, 직쇄 또는 분지쇄의 C1-5알킬, 또는 직쇄 또는 분지쇄의 C1-5알콕시인 것을 특징으로 하는 나프탈렌 유도체를 산화시키는 방법.
The method of claim 2,
The method of oxidizing a naphthalene derivative, wherein A 1 and A 2 are independently hydrogen, hydroxy, straight or branched C 1-5 alkyl, or straight or branched C 1-5 alkoxy.
제2항에 있어서,
상기 나프탈렌 유도체의 산화는 산(acid) 존재하에 수행되는 것을 특징으로 하는 나프탈렌 유도체를 산화시키는 방법.
The method of claim 2,
The method of oxidizing a naphthalene derivative, characterized in that the oxidation of the naphthalene derivative is performed in the presence of an acid.
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