KR20220165575A - Isoindoloindolone derivatives and manufacturing method thereof - Google Patents

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KR20220165575A
KR20220165575A KR1020210074378A KR20210074378A KR20220165575A KR 20220165575 A KR20220165575 A KR 20220165575A KR 1020210074378 A KR1020210074378 A KR 1020210074378A KR 20210074378 A KR20210074378 A KR 20210074378A KR 20220165575 A KR20220165575 A KR 20220165575A
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조은진
배재한
이크발 나임
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중앙대학교 산학협력단
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D487/00Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00
    • C07D487/02Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D487/04Ortho-condensed systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/002Catalysts characterised by their physical properties
    • B01J35/004Photocatalysts
    • B01J35/39

Abstract

The present invention relates to an isoindoloindolone derivative and a method for manufacturing the same. The isoindoloindolone derivative according to the present invention has excellent photophysical and electrochemical properties and can be used as an organic photocatalyst. One embodiment of the present invention provides the isoindoloindolone derivative represented by chemical formula 1.

Description

이소인돌로인돌온 유도체 및 이의 제조방법{Isoindoloindolone derivatives and manufacturing method thereof}Isoindoloindolone derivatives and manufacturing method thereof

본 발명은 이소인돌로인돌온 유도체 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 광물리학적 및 전기화학적 특성이 우수한 이소인돌로인돌온 유도체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an isoindoloindolone derivative and a method for preparing the same, and more particularly, to an isoindoloindolone derivative having excellent photophysical and electrochemical properties and a method for preparing the same.

광활성 분자는 광자 에너지를 모아 광활성이 부족한 물질을 활성화시키고 화학 반응을 촉진시킬 수 있다. 이러한 광활성 유기 화합물은 특히 금속 물질과 비교하여 낮은 비용, 낮은 독성을 가지며, 합성 및 구조 수정이 용이하여 오랫동안 주목받아 왔다. Photoactive molecules can gather photon energy to activate materials that lack photoactivity and promote chemical reactions. These photoactive organic compounds have been attracting attention for a long time because they have low cost, low toxicity, and easy synthesis and structural modification compared to metal materials.

인돌(Indole)은 의학 분야, 소재 분야 등 많은 응용 분야에서 가장 널리 사용되는 헤테로 구조 중 하나이며, 인돌을 포함하는 다양한 화합물이 만들어지고 있다. 합성 인돌 유도체 중에서 인돌-축합 4중 고리를 가지는 6H-이소인돌로[2,1-a]인돌-6-온(6H-isoindolo[2,1-a] indol-6-one)은 우수한 생물학적 활성으로 인해 치료제로 주목받고 있다. 이러한 생활성과 더불어 광 물리학적 및 전기화학적 특성은 컨쥬게이션 구조와 헤테로원소의 존재로부터 추론될 수 있었다. 실제로 이 구조는 형광을 나타내지만, 광 물리학적 및 전자적 특성은 유기 광감광제로 사용하기에는 충분하지 않다. 따라서, 광 물리학적 및 전기화학적 특성이 향상된 새로운 인돌 유도체를 개발할 필요성이 있다. Indole is one of the most widely used heterostructures in many application fields such as medicine and materials, and various compounds containing indole have been made. Among synthetic indole derivatives, 6H-isoindolo[2,1-a]indol-6-one having an indole-fused quadruple ring has excellent biological activity. For this reason, it is attracting attention as a therapeutic agent. In addition to these bioactivity, photophysical and electrochemical properties could be inferred from the conjugated structure and presence of heteroelements. Indeed, this structure exhibits fluorescence, but its photophysical and electronic properties are not sufficient for use as organic photosensitizers. Therefore, there is a need to develop new indole derivatives with improved photophysical and electrochemical properties.

한국등록특허 제10-1885084호는 전이금속 촉매 및 은 촉매하에 N-아실인돌 유도체로부터 온화한 반응조건 및 단순한 공정으로 위치선택적으로 아미드 작용기가 도입된 N-아실인돌 유도체를 제조하는 방법을 개시하고 있다.Korean Patent Registration No. 10-1885084 discloses a method for preparing an N-acylindole derivative regioselectively introduced with an amide functional group under a transition metal catalyst and a silver catalyst from an N-acylindole derivative under mild reaction conditions and a simple process. .

한국등록특허 10-1885084Korea Patent Registration 10-1885084

본 발명의 일 실시형태는 이소인돌로인돌온 유도체 및 이의 제조방법을 제공한다.One embodiment of the present invention provides an isoindoloindolone derivative and a method for preparing the same.

본 발명의 다른 실시형태는 광 물리학적 및 전기화학적 특성이 우수한 유기 광촉매를 제공한다.Another embodiment of the present invention provides an organic photocatalyst with excellent photophysical and electrochemical properties.

그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 기술한 과제로 제한되지 않으며, 기술되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present application is not limited to the problem described above, and other problems not described will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

본 발명의 일 실시형태는 하기 화학식 1로서 표시되는 이소인돌로인돌온 유도체를 제공한다:One embodiment of the present invention provides an isoindoloindolone derivative represented by Formula 1 below:

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

X는 C(탄소) 또는 N(질소)이고,X is C (carbon) or N (nitrogen);

Ar은 치환 또는 비치환된 C4~C20의 (헤테로)아릴기이고, Ar is a substituted or unsubstituted C 4 ~C 20 (hetero)aryl group;

R, R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1~C30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C4~C20의 (헤테로)아릴기이다.R, R 1 , R 2 and R 3 are each independently hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted C 1 ~ C 30 alkyl group, a substituted or unsubstituted alkoxy group, a substituted or unsubstituted C 4 ~ C 20 It is a (hetero) aryl group.

본 발명의 다른 실시형태는 니켈 촉매 및 리간드의 존재 하에 하기 화학식 1a로 표시되는 화합물과 하기 화학식 2a로 표시되는 화합물을 반응시키는 단계를 포함하는 하기 화학식 1로 표시되는 이소인돌로인돌온 유도체의 제조방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention is the preparation of an isoindoloindolone derivative represented by the following formula (1) comprising the step of reacting a compound represented by the following formula (1a) with a compound represented by the following formula (2a) in the presence of a nickel catalyst and a ligand. provides a way

Figure pat00002
Figure pat00002

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 화학식에서,In the above formula,

X는 C(탄소) 또는 N(질소)이고,X is C (carbon) or N (nitrogen);

Ar은 치환 또는 비치환된 C4~C20의 (헤테로)아릴기이고, Ar is a substituted or unsubstituted C 4 ~C 20 (hetero)aryl group;

R, R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 아미노, 치환 또는 비치환된 C1~C30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C4~C20의 (헤테로)아릴기이다.R, R 1 , R 2 and R 3 are each independently hydrogen, deuterium, halogen, amino, a substituted or unsubstituted C 1 to C 30 alkyl group, a substituted or unsubstituted alkoxy group, a substituted or unsubstituted C 4 It is a (hetero)aryl group of ~C 20 .

본 발명의 또 다른 실시형태는 상기 화학식 1로 표시되는 유기 광촉매를 제공한다.Another embodiment of the present invention provides an organic photocatalyst represented by Formula 1 above.

본 발명의 일 실시형태에 따른 이소인돌로인돌온 유도체는 4중 축합고리 11번에 결합된 (헤테로)아릴비닐기에 의해 컨쥬게이션이 확장되어 우수한 광 물리학적 성질과 전기화학적 성질을 가질 수 있다.An isoindoloindolone derivative according to an embodiment of the present invention may have excellent photophysical and electrochemical properties because the conjugation is extended by a (hetero)arylvinyl group bonded to the quadruple condensed ring No. 11.

본 발명의 일 실시형태에 따른 이소인돌로인돌온 유도체는 HOMO/LUMO 에너지 갭이 감소하여 이소인돌로인돌온과 비교하여 분자의 광 물리적 효율이 개선될 수 있고, 우수한 광활성(photoactive)을 가질 수 있다.The isoindoloindolone derivative according to an embodiment of the present invention has a reduced HOMO/LUMO energy gap, so that the photophysical efficiency of the molecule can be improved compared to isoindoloindolone, and it can have excellent photoactivity. there is.

본 발명의 일 실시형태에 따른 이소인돌로인돌온 유도체는 4중 축합고리의 11번 위치에서 확장된 컨쥬게이션에 의하여 HOMO/LUMO 에너지 갭이 작아지고, 이에 따라 광활성이 약한 유기 분자에 에너지 또는 전자를 전달할 수 있다.The isoindoloindolone derivative according to an embodiment of the present invention has a small HOMO/LUMO energy gap due to the extended conjugation at position 11 of the quadruple condensed ring, and thus, energy or electron can deliver.

본 발명의 일 실시형태에 따른 유기 광촉매는 컨쥬게이션되지 않은 이소인돌로인돌온 보다 높은 에너지 레벨의 HOMO를 가지고, 보다 낮은 LUMO 에너지를 가진다. 즉, 본 발명의 일 실시형태에 따른 유기 광촉매는 HOMO와 LUMO 사이의 에너지 갭이 작아 광 여기(photoexcitation)가 용이하게 진행될 수 있다.An organic photocatalyst according to an embodiment of the present invention has a higher energy level of HOMO and lower LUMO energy than that of unconjugated isoindoloindolone. That is, the organic photocatalyst according to an embodiment of the present invention has a small energy gap between the HOMO and the LUMO, so that photoexcitation can be easily performed.

본 발명의 일 실시형태에 따른 유기 광촉매는 HOMO 및 LUMO에서 전자를 주거나 받는 것이 용이하여 우수한 광촉매 특성을 가질 수 있다.The organic photocatalyst according to an embodiment of the present invention can easily donate or receive electrons in HOMO and LUMO, and thus can have excellent photocatalytic properties.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 화합물의 오비탈을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 화합물 합성방법의 메커니즘을 개략적으로 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 화합물(3aa)의 결정 및 X-ray 구조이고, 도 4는 M06HF/def2TZVPP에서 얻어진 프론티어 오비탈(frontier orbital)이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 화합물의 UV-vis 스펙트럼, 형광방출 스펙트럼, 및 순환전압전류(CV) 측정결과이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시형태에 따른 화합물 케톤 유도체(6)의 UV-vis 스펙트럼, 형광방출 스펙트럼, 및 순환전압전류(CV) 측정결과이다.
1 shows orbitals of a compound according to an embodiment of the present invention.
2 schematically shows a mechanism of a method for synthesizing a compound according to an embodiment of the present invention.
3 is a crystal and X-ray structure of compound (3aa) according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a frontier orbital obtained from M06HF/def2TZVPP.
5 to 7 are UV-vis spectrum, fluorescence emission spectrum, and cyclic voltammetry (CV) measurement results of a compound according to an embodiment of the present invention.
8 and 9 are UV-vis spectrum, fluorescence emission spectrum, and cyclic voltammetry (CV) measurement results of the compound ketone derivative (6) according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments and embodiments of the present application will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice the present invention.

그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예 및 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.However, the present disclosure may be embodied in many different forms and is not limited to the implementations and examples described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.Throughout the present specification, when a part "includes" a certain component, it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated. As used throughout this specification, the terms "about," "substantially," and the like are used at or approximating that value when manufacturing and material tolerances inherent in the stated meaning are given, and do not convey the understanding of this application. Accurate or absolute figures are used to help prevent exploitation by unscrupulous infringers of the disclosed disclosure. The term "step of (doing)" or "step of" as used throughout the present specification does not mean "step for".

본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.Throughout the present specification, the term "combination thereof" included in the expression of the Markush form means one or more mixtures or combinations selected from the group consisting of the components described in the expression of the Markush form, and the components It means including one or more selected from the group consisting of.

본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B"의 기재는, "A 또는 B, 또는 A 및 B"를 의미한다. Throughout this specification, reference to "A and/or B" means "A or B, or A and B".

본 발명의 일 실시형태는 하기 화학식 1로 표시되는 이소인돌로인돌온 유도체(이하, "화학식 1로 표시되는 화합물" 또는 "화합물"로도 지칭될 수 있다)를 제공한다:An embodiment of the present invention provides an isoindoloindolone derivative represented by Formula 1 (hereinafter, it may also be referred to as "a compound represented by Formula 1" or "a compound"):

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00004
Figure pat00004

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

X는 C(탄소) 또는 N(질소)이고,X is C (carbon) or N (nitrogen);

Ar은 치환 또는 비치환된 C4~C20의 (헤테로)아릴기이고,Ar is a substituted or unsubstituted C 4 ~C 20 (hetero)aryl group;

R, R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1~C30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 알콕시, 치환 또는 비치환된 C4~C20의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C5~C30의 (헤테로)아릴기이다.R, R 1 , R 2 and R 3 are each independently hydrogen, deuterium, a substituted or unsubstituted C 1 ~ C 30 alkyl group, a substituted or unsubstituted alkoxy group, or a substituted or unsubstituted C 4 ~ C 20 aryl group. group or a substituted or unsubstituted C 5 ~ C 30 (hetero)aryl group.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 C6-20의 아릴기는 이에 제한되지 않으나, 예를 들어, 페닐, 벤질, 나프틸, 비페닐, 터페닐, 플루오렌, 페난트레닐, 트리페닐레닐, 페릴레닐, 크리세닐, 플루오란테닐, 벤조플루오레닐, 벤조트리페닐레닐, 벤조크리세닐, 안트라세닐, 스틸베닐, 파이레닐 등의 방향족 고리일 수 있다. 구체적으로 상기 아릴기는 치환 또는 비치환된 페닐일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the C 6-20 aryl group is not limited thereto, but examples include phenyl, benzyl, naphthyl, biphenyl, terphenyl, fluorene, phenanthrenyl, triphenylenyl, It may be an aromatic ring such as perylenyl, chrysenyl, fluoranthenyl, benzofluorenyl, benzotriphenylenyl, benzochrysenyl, anthracenyl, stilbenyl, or pyrenyl. Specifically, the aryl group may be substituted or unsubstituted phenyl.

또한 C4-20의 헤테로아릴기는 적어도 1개의 헤테로 원소를 포함하는 고리 화합물로, 이에 제한되지 않으나, 예를 들어, 피롤릴, 피라지닐, 피리디닐, 인돌릴, 이소인돌릴, 푸릴, 벤조푸라닐, 이소벤조푸라닐, 디벤조푸라닐, 벤조티오페닐, 디벤조티오페닐, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴, 퀴녹살리닐, 카르바졸릴, 페난트리디닐, 아크리디닐, 페난트롤리닐, 티에닐, 및 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리미딘 고리, 피리다진 고리, 트리아진 고리, 인돌 고리, 퀴놀린 고리, 아크리딘고리, 피롤리딘 고리, 디옥산 고리, 피페리딘 고리, 모르폴린 고리, 피페라진 고리, 카르바졸 고리, 퓨란 고리, 티오펜 고리, 벤조티오펜 고리, 옥사졸 고리, 옥사디아졸 고리, 벤조옥사졸 고리, 티아졸 고리, 티아디아졸 고리, 벤조티아졸 고리, 트리아졸 고리, 이미다졸 고리, 벤조이미다졸 고리, 피란 고리, 디벤조푸란 고리로부터 형성되는 방향족 헤테로고리기를 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 헤테로 아릴기는 치환 또는 비치환된 퓨란, 티오펜, 벤조티오펜일 수 있다.In addition, the C 4-20 heteroaryl group is a ring compound containing at least one hetero atom, but is not limited thereto, for example, pyrrolyl, pyrazinyl, pyridinyl, indolyl, isoindolyl, furyl, benzofura Nyl, isobenzofuranyl, dibenzofuranyl, benzothiophenyl, dibenzothiophenyl, quinolyl group, isoquinolyl, quinoxalinyl, carbazolyl, phenanthridinyl, acridinyl, phenanthrolinyl, thie Nyl, and a pyridine ring, a pyrazine ring, a pyrimidine ring, a pyridazine ring, a triazine ring, an indole ring, a quinoline ring, an acridine ring, a pyrrolidine ring, a dioxane ring, a piperidine ring, a morpholine ring, Piperazine ring, carbazole ring, furan ring, thiophene ring, benzothiophene ring, oxazole ring, oxadiazole ring, benzooxazole ring, thiazole ring, thiadiazole ring, benzothiazole ring, triazole It may include an aromatic heterocyclic group formed from a ring, an imidazole ring, a benzoimidazole ring, a pyran ring, or a dibenzofuran ring. Specifically, the heteroaryl group may be substituted or unsubstituted furan, thiophene, or benzothiophene.

또한 상기 알킬기는 선형 또는 분지형, 포화 또는 불포화의 알킬을 포함할 수 있고, 이에 제한되지 않으나, 예를 들어 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실 또는 이들의 가능한 모든 이성질체를 포함하는 것일 수 있다.In addition, the alkyl group may include linear or branched, saturated or unsaturated alkyl, but is not limited thereto, and may include, for example, methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl or all possible isomers thereof. there is.

또한 치환은 수소, 중수소, 할로겐, 수산기, 아미노기, 니트릴기, 니트로기, 티올기, 실란기, 케톤기, 술폰기, 알킬기, 알케닐기, 알콕시기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기 및 이들의 조합으로 치환되는 것을 의미할 수 있다. 구체적으로, 상기 치환기는 티올기, 수산기, 니트릴기, 아미노기, 염소, 또는 불소일 수 있다.Substitution is hydrogen, heavy hydrogen, halogen, hydroxyl group, amino group, nitrile group, nitro group, thiol group, silane group, ketone group, sulfone group, alkyl group, alkenyl group, alkoxy group, cycloalkyl group, heterocycloalkyl group, aryl group or hetero It may mean that it is substituted with an aryl group and a combination thereof. Specifically, the substituent may be a thiol group, a hydroxyl group, a nitrile group, an amino group, chlorine, or fluorine.

상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 이소인돌로인돌온(isoindoloindolone)을 코어 링으로 하고, 11번 위치에 (헤테로)아릴비닐기를 가지는 것으로 이해될 수 있다.The compound represented by Formula 1 may be understood as having isoindoloindolone as a core ring and having a (hetero)arylvinyl group at position 11.

상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 11번에 결합된 (헤테로)아릴비닐기에 의해 컨쥬게이션이 확장되어 우수한 광 물리학적 성질과 전기화학적 성질을 가질 수 있다. 이에 따라 에너지 전달 또는 전자 전달이 가능한 유기 광촉매로써 기능할 수 있다. The compound represented by Chemical Formula 1 may have excellent photophysical and electrochemical properties as the conjugation is extended by the (hetero)arylvinyl group bonded at number 11. Accordingly, it can function as an organic photocatalyst capable of transferring energy or electrons.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 화합물의 오비탈을 나타낸다.1 shows orbitals of a compound according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 화합물은 11번 위치에 아릴비닐 치환기가 존재함으로 인해 아릴기와 코어 링(4중 축합고리) 사이의 π-π 적층을 통해 분자 내부의 상호작용과 비닐기 모이어티에 의해 컨쥬게이션이 확장될 수 있다. 이에 따라 HOMO/LUMO 에너지 갭이 감소하여 분자의 광 물리학적 효율이 개선될 수 있다.Referring to FIG. 1, the compound according to one embodiment of the present invention has an arylvinyl substituent at position 11, so that the aryl group and the core ring (quadruple condensed ring) interact through π-π stacking in the molecule. Conjugation can be extended by a vinyl group moiety. Accordingly, the photophysical efficiency of molecules may be improved by reducing the HOMO/LUMO energy gap.

본 발명의 일 실시형태에 따르면 상기 이소인돌로인돌온은 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the isoindoloindolone may be represented by the following Chemical Formula 2.

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00005
Figure pat00005

상기 화학식 2에서,In Formula 2,

Ar는 상기 화학식 1에서 정의된 바와 같다.Ar is as defined in Formula 1 above.

본 발명의 일 실시형태에 따르면 상기 치환기 Ar은 전자 주개 또는 전개 받개 치환기를 가질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the substituent Ar may have an electron donor or unfold acceptor substituent.

본 발명의 일 실시형태에 따르면 상기 화합물은 하기 화학식 중 어느 하나로 표시될 수 있다. 하기 화학식에서 Me는 메틸, Ph는 페닐, Bu는 부틸을 의미한다(이하, 동일하다).According to one embodiment of the present invention, the compound may be represented by any one of the following formulas. In the following chemical formula, Me means methyl, Ph means phenyl, and Bu means butyl (hereinafter the same).

Figure pat00006
Figure pat00006

Figure pat00007
Figure pat00007

본 발명의 일 실시형태에 따르면 상기 화합물은 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the compound may be represented by Formula 3 below.

[화학식 3][Formula 3]

Figure pat00008
Figure pat00008

상기 화학식 3에서,In Formula 3,

R, R1, R2 및 R3는 상기 화학식 1에서 정의된 바와 같다.R, R 1 , R 2 and R 3 are as defined in Formula 1 above.

본 발명의 일 실시형태에 따르면 R, R1, R2 및 R3는 전자 주개 또는 전자 받개 치환기일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, R, R 1 , R 2 and R 3 may be electron donor or electron acceptor substituents.

본 발명의 일 실시형태에 따르면 상기 화합물은 하기 화학식 중 어느 하나로 표시될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the compound may be represented by any one of the following formulas.

Figure pat00009
Figure pat00009

본 발명의 일 실시형태에 따르면 R, R1, R2 및 R3는 상기 3ba 및 3ca와 같이 전자 주개 치환기 또는 3da, 3ea와 전자 받개 치환기를 가질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, R, R 1 , R 2 and R 3 may have electron donor substituents or 3da, 3ea and electron acceptor substituents as in 3ba and 3ca.

본 발명의 다른 실시형태는 상기 이소인돌로인돌온 유도체의 제조방법에 관한 것이다.Another embodiment of the present invention relates to a method for preparing the isoindoloindolone derivative.

본 발명의 일 실시형태에 따르며, 니켈 촉매 하에 프탈이미드 유도체(1a)와 (헤테로)아릴 보론산(2a)을 반응시키는 1단계의 반응에 의해 이소인돌로인돌온 유도체를 합성할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, an isoindoloindolone derivative can be synthesized by a one-step reaction of reacting a phthalimide derivative (1a) with a (hetero)aryl boronic acid (2a) under a nickel catalyst.

[반응식][reaction formula]

Figure pat00010
Figure pat00010

본 발명의 일 실시형태에 따른 이소인돌로인돌온 유도체 제조방법에 따르면 (헤테로)아릴 보론산의 Ar은 전자 주개 또는 전개 받개 치환기를 가질 수 있다. 반응물(2a)에 있어서 (헤테로)아릴(Ar)이 가지는 치환기 종류 및 위치는 목적 화합물(3)을 형성하는데 영향을 미치지 아니한다.According to the method for preparing an isoindoloindolone derivative according to an embodiment of the present invention, Ar of (hetero)aryl boronic acid may have an electron donor or unfold acceptor substituent. In the reactant (2a), the type and position of the substituent of (hetero)aryl (Ar) do not affect the formation of the target compound (3).

또한 프탈이미드 유도체(1a)의 치환기 R, R1, R2 및 R3는 전자 주개 또는 전자 받개 치환기를 가질 수 있다. 이러한 치환기의 종류는 목적 화합물(3)을 형성하는데 영향을 미치지 아니한다.In addition, the substituents R, R 1 , R 2 and R 3 of the phthalimide derivative (1a) may have electron donor or electron acceptor substituents. The type of these substituents does not affect the formation of the target compound (3).

본 발명의 일 실시형태에 따른 이소인돌로인돌온 유도체는 일반적인 합성법으로는 제조되기 어렵다.An isoindoloindolone derivative according to an embodiment of the present invention is difficult to prepare by a general synthesis method.

하기 반응식 A와 같이, 일반적으로 6H-이소인돌로[2,1-a]인돌-6-온(A, 6H-isoindolo[2,1-a]indol-6-one)을 합성하기 위해서는 하기와 같이 위팅 반응(Witting reactions) 또는 Pd-촉매 커플링 반응을 포함하여 다단계 반응을 수행해야 한다.As shown in Scheme A below, in general, in order to synthesize 6H-isoindolo[2,1-a]indol-6-one (A, 6H-isoindolo[2,1-a]indol-6-one), Similarly, multi-step reactions including Witting reactions or Pd-catalyzed coupling reactions should be performed.

[반응식 A][Scheme A]

Figure pat00011
Figure pat00011

이에 반하여, 본 발명의 일 실시형태에 따른 이소인돌로인돌온 유도체의 합성방법은 프탈이미드 유도체(1a)와 (헤테로)아릴 보론산을 Ni 촉매 하에 반응시키는 1단계의 방법으로 제조될 수 있다.In contrast, the method for synthesizing an isoindoloindolone derivative according to an embodiment of the present invention can be prepared by a one-step method of reacting a phthalimide derivative (1a) and a (hetero)aryl boronic acid under a Ni catalyst. .

본 발명에 따른 합성방법은 비용이 적게 들고, 상대적으로 독성이 적으며, 안정성이 높은 Ni(II) 염을 사용하여 실용성이 우수하다.The synthesis method according to the present invention is excellent in practicality by using Ni(II) salt with low cost, relatively low toxicity, and high stability.

본 발명의 일 실시형태에 따른 화합물의 합성방법에서 촉매 회로는 다음과 같다.In the method for synthesizing a compound according to an embodiment of the present invention, a catalyst circuit is as follows.

도 2를 참조하면, Ni(II)/PyPhos 컴플렉스(complex)는 페닐 보론 산(phenylboronic acid, 2a)과 금속치환(transmetalation)을 하여 페닐-Ni(phenyl-Ni) 중간체(intermediate, I-1)을 형성하고, 이는 입체선택적으로 프탈이미드 유도체(1a)의 알킨 모이어티에 첨가되어, 알케닐-Ni 종(I-2)을 형성한다. 알케닐-Ni(alkenyl-Ni)과 프탈이미드 모이어티(I-2) 사이의 분자 내 수소이탈 고리화(dehydrocyclization)에 의해 중간체(I-3)를 지나 목적 화합물(3aa)를 형성한다.Referring to FIG. 2, the Ni(II)/PyPhos complex undergoes transmetalation with phenylboronic acid (2a) to obtain a phenyl-Ni intermediate (I-1) , which is stereoselectively added to the alkyne moiety of the phthalimide derivative (1a) to form the alkenyl-Ni species (I-2). Through intramolecular dehydrocyclization between the alkenyl-Ni and the phthalimide moiety (I-2), the target compound (3aa) is formed through the intermediate (I-3).

본 발명의 일 실시형태에 따른 니켈 촉매는 이에 제한되지 않으나, 예를 들면 Ni(OAc)2, Ni(COD)2, NiBr2를 사용할 수 있다. 구리 또는 팔라듐 촉매를 사용하는 경우 목적 화합물을 얻을 수 없거나, 합성 수율이 매우 낮을 수 있다.The nickel catalyst according to an embodiment of the present invention is not limited thereto, but for example, Ni(OAc) 2 , Ni(COD) 2 , or NiBr 2 may be used. In the case of using a copper or palladium catalyst, the target compound may not be obtained or the synthesis yield may be very low.

또한 본 발명의 일 실시형태에 따르면 Ni촉매는 3mol% 이상을 사용할 수 있다. 구체적으로 3 내지 20mol%, 보다 구체적으로 3 내지 10mol%을 사용할 수 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, the Ni catalyst may be used in an amount of 3 mol% or more. Specifically, 3 to 20 mol%, more specifically 3 to 10 mol% may be used.

본 발명의 일 실시형태에 따른 합성방법에서 리간드는 반응성과 선택성에 중요한 역할을 한다.In the synthesis method according to an embodiment of the present invention, ligand plays an important role in reactivity and selectivity.

본 발명의 일 실시형태에 따르면 이배위 리간드를 사용할 수 있다. 이에 제한되지 않으나, 예를 들면 이배위 P^N 리간드를 사용할 수 있다. 보다 구체적으로 2-(2-(디페닐포스피노)에틸)피리딘(2-(2-(diphenylphosphino)ethyl)pyridine을 사용할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, a bicoordinated ligand may be used. Although not limited thereto, for example, a bicoordinated P^N ligand may be used. More specifically, 2-(2-(diphenylphosphino)ethyl)pyridine may be used.

이배위 P^N 리간드가 아닌 다른 리간드를 사용하는 경우 목적 화합물을 얻을 수 없거나, 합성 수율이 매우 낮을 수 있다.When a ligand other than the dicoordinate P^N ligand is used, the target compound may not be obtained or the synthesis yield may be very low.

본 발명의 일 실시형태에 따른 합성방법에서 용매는 이에 제한되지 않으나, 예를 들면 트리플루오로에탄올(trifluoroethanol, TFE), 아세토니트릴, DMF, Dioxane, THF 등을 사용할 수 있다.In the synthesis method according to an embodiment of the present invention, the solvent is not limited thereto, but for example, trifluoroethanol (TFE), acetonitrile, DMF, Dioxane, THF and the like may be used.

다른 용매를 사용하는 경우 목적 화합물을 얻을 수 없거나, 합성 수율이 매우 낮을 수 있다.In the case of using other solvents, the target compound may not be obtained or the synthesis yield may be very low.

본 발명의 일 실시형태에 따른 합성방법에서 반응 온도는 25 내지 80℃일 수 있고, 구체적으로 60 내지 80℃일 수 있다. 반응 온도가 상기 범위를 벗어나면 목적 화합물을 얻을 수 없거나, 합성 수율이 매우 낮을 수 있다. 또한 상기 반응 시간은 1 내지 20시간, 구체적으로 10 내지 15시간 일 수 있다. In the synthesis method according to an embodiment of the present invention, the reaction temperature may be 25 to 80 °C, specifically 60 to 80 °C. If the reaction temperature is out of the above range, the target compound may not be obtained or the synthesis yield may be very low. In addition, the reaction time may be 1 to 20 hours, specifically 10 to 15 hours.

본 발명의 일 실시형태에 따른 합성방법은 공기 중에서 진행하는 경우 합성 수율이 낮아질 수 있다.When the synthesis method according to an embodiment of the present invention proceeds in air, the synthesis yield may be lowered.

본 발명의 또 다른 실시형태는 상기 화학식 1로 표시되는 유기 광촉매에 관한 것이다.Another embodiment of the present invention relates to an organic photocatalyst represented by Formula 1 above.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 이소인돌로인돌온 유도체는 광활성(photoactive)을 가질 수 있다. 4중 축합고리의 11번 위치에서 확장된 컨쥬게이션에 의하여 HOMO/LUMO 에너지 갭이 작아지고, 이에 따라 광활성이 약한 유기 분자에 에너지 또는 전자를 전달할 수 있다.As described above, the isoindoloindolone derivative according to an embodiment of the present invention may have photoactive activity. The HOMO/LUMO energy gap is narrowed by the extended conjugation at position 11 of the quadruple condensed ring, and thus energy or electrons can be transferred to organic molecules having weak photoactivity.

본 발명의 일 실시형태에 따른 유기 광촉매는 상기 이소인돌로인돌온 유도체에서 설명한 모든 화합물일 수 있다.The organic photocatalyst according to an embodiment of the present invention may be any of the compounds described in the above isoindoloindolone derivatives.

본 발명의 일 실시형태에 따른 유기 광촉매는 컨쥬게이션되지 않은 이소인돌로인돌온(A) 보다 높은 에너지 레벨의 HOMO를 가지고, 보다 낮은 LUMO 에너지를 가진다. 즉, 본 발명의 일 실시형태에 따른 유기 광촉매는 HOMO와 LUMO 사이의 에너지 갭이 작아 광 여기(photoexcitation)가 용이하게 진행될 수 있다.An organic photocatalyst according to an embodiment of the present invention has a higher energy level of HOMO and lower LUMO energy than that of unconjugated isoindoloindolone (A). That is, the organic photocatalyst according to an embodiment of the present invention has a small energy gap between the HOMO and the LUMO, so that photoexcitation can be easily performed.

즉, 본 발명의 일 실시형태에 따른 유기 광촉매는 HOMO 및 LUMO에서 전자를 주거나 받는 것이 용이하여 우수한 광촉매 특성을 가질 수 있다.That is, the organic photocatalyst according to an embodiment of the present invention can easily donate or receive electrons in HOMO and LUMO, and thus can have excellent photocatalytic properties.

본 발명의 일 실시형태에 따른 유기 광촉매는 산소 분자와 방사선 조사에 의해 쉽게 산화 및 환원될 수 있다.An organic photocatalyst according to an embodiment of the present invention can be easily oxidized and reduced by irradiation with oxygen molecules and radiation.

본 발명의 일 실시형태에 따른 유기 광촉매는 알켄, 알데하이드의 산화환원반응, 알켄의 E/Z 이성질화 반응, 환원 퀀칭(quenching) 경로에 사용될 수 있다. 또한 유기 분자의 트리플루오로메틸레이션에 사용될 수 있다. -CF3 그룹의 도입은 유기 분자의 화학적, 물리적, 생물학적 특성을 급격히 향상시킬 수 있는데, 본 발명의 일 실시형태에 따른 유기 광촉매는 이에 유용하게 사용될 수 있다.The organic photocatalyst according to an embodiment of the present invention may be used for oxidation-reduction reactions of alkenes and aldehydes, E/Z isomerization reactions of alkenes, and reduction quenching pathways. It can also be used for trifluoromethylation of organic molecules. Introduction of the -CF 3 group can dramatically improve the chemical, physical, and biological properties of organic molecules, and the organic photocatalyst according to an embodiment of the present invention can be usefully used for this purpose.

이에 제한되지 않으나, 예를 들면, 알켄(alkenes), 알킨(alkynes), N-헤테로고리(N-heterocycles), 또는 방향족 화합물에 CF3- 결합 반응에 촉매로 사용될 수 있다.Although not limited thereto, for example, alkenes, alkynes, N-heterocycles, or aromatic compounds may be used as catalysts for CF 3 - coupling reactions.

특히, 본 발명의 일 실시형태에 따른 유기 광촉매는 방향족 화합물의 트리플루오로메틸레이션(trifluoromethylation)에 있어서 에오신-Y(Eosin-Y)와 같은 종래의 유기 염료와 비교하여 보다 우수한 전환율을 가질 수 있다. In particular, the organic photocatalyst according to an embodiment of the present invention may have a higher conversion rate than conventional organic dyes such as Eosin-Y in trifluoromethylation of aromatic compounds. .

본 발명의 일 실시형태에 따른 유기 광촉매서로의 용도 뿐 아니라 다양한 생화학적 성질을 가져, 농약으로서의 용도 등 다양한 분야에 적용될 수 있다. The organic photocatalyst according to an embodiment of the present invention has various biochemical properties as well as use as an organic photocatalyst, so it can be applied to various fields such as use as a pesticide.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하며, 본 실시예에 의하여 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples, and the scope of the present invention is not limited by the examples.

[실시예][Example]

[제조예 1][Production Example 1]

합성예 1 및 1-1: 화합물 3aa 및 화합물 5의 합성Synthesis Examples 1 and 1-1: Synthesis of Compound 3aa and Compound 5

하기 반응식 1과 같이 80℃에서 트리플루오로에탄올(trifluoroethanol, TFE)에 리간드 2-(2-(디페닐포스피노)에틸)피리딘)(2-(2-(diphenylphosphino)ethyl)pyridine, PyPhos)와 Ni(OAc)2·4H2O 촉매 시스템을 사용하여 2-프로피닐아닐린 프탈이미드 유도체(1a)과 PhB(OH)2(2a)을 반응시켜 이소인돌로인돌온 유도체(3aa, vinyl-6H-isoindolo[2,1-a]indol-6-ones)를 얻었다. 수율은 91%였다.As shown in Scheme 1 below, the ligand 2-(2-(diphenylphosphino)ethyl)pyridine)(2-(2-(diphenylphosphino)ethyl)pyridine, PyPhos) in trifluoroethanol (TFE) at 80 ° C. Isoindoloindolone derivatives ( 3aa , vinyl - 6H -isoindolo[2,1-a]indol-6-ones) was obtained. The yield was 91%.

[반응식 1][Scheme 1]

Figure pat00012
Figure pat00012

상기 반응식 1과 같은 조건은 사용하되, 하기 반응식 1-1과 같이 반응물 1a 대신 피리딘 유도체인 반응물 4를 사용하여 화합물 5를 합성하였다.Compound 5 was synthesized using the same conditions as in Scheme 1, but using reactant 4, a pyridine derivative, instead of reactant 1a as shown in Scheme 1-1 below.

[반응식 1-1][Scheme 1-1]

Figure pat00013
Figure pat00013

합성예 2 내지 31Synthesis Examples 2 to 31

상기 합성예 1과 같은 방법을 사용하되, 하기 표 1 및 표 2와 같이 촉매의 양, 용매, 리간드, 온도 조건을 달리하여 반응을 수행하였다.The reaction was carried out using the same method as in Synthesis Example 1, but varying the amount of catalyst, solvent, ligand, and temperature conditions as shown in Tables 1 and 2 below.

합성예synthesis example Ni(OAc)2 ·4H2O
X mol%
Ni ( OAc) 2 4H 2 O
X mol %
SolventSolvent VariationsVariations Yield(%)Yield (%)
1One 10 mol%10 mol % TFETFE -- 9191 22 10 mol%10 mol % MeCNMeCN -- 2121 33 10 mol%10 mol % DMFDMF -- 1010 44 10 mol%10 mol % THFTHF -- 1717 55 10 mol%10 mol % EtOHEtOH -- TraceTrace 66 -- TFETFE 10 mol% NiBr2 10 mol% NiBr 2 5252 77 -- TFETFE 10 mol% Ni(COD)2 10 mol % Ni(COD) 2 9090 88 -- TFETFE 10 mol% Cu(OAc)2 10 mol% Cu(OAc) 2 N.RN.R. 99 -- TFETFE 10 mol% Pd(OAc)2 10 mol % Pd(OAc) 2 N.RN.R. 1010 -- TFETFE 10 mol% Ni(acac)2 10 mol % Ni(acac) 2 4141 1111 10 mol%10 mol % TFETFE 23℃23℃ 77 1212 10 mol%10 mol % TFETFE 60℃60℃ 5555 1313 5 mol%5 mol % TFETFE -- 9191 1414 3 mol%3 mol % TFETFE -- 7777 1515 -- TFETFE No Ni(OAc)2 No Ni(OAc) 2 N.RN.R. 1616 5 mol%5 mol % TFETFE No PyPhosNo PyPhos N.RN.R. 1717 5 mol%5 mol % TFETFE under airunder air 4343

합성예synthesis example Ni(OAc)2 ·
4H2OXmol%
Ni(OAc) 2 ·
4H 2 OXmol %
solventsolvent ligandligand variationsvariations YieldYield
1818 10 mol%10 mol % TFETFE L1L1 -- tracetrace 1919 10 mol%10 mol % TFETFE L2L2 -- tracetrace 2020 10 mol%10 mol % TFETFE L3L3 -- tracetrace 2121 10 mol%10 mol % TFETFE L4L4 -- tracetrace 2222 10 mol%10 mol % TFETFE L5L5 -- tracetrace 2323 10 mol%10 mol % TFETFE L6L6 -- tracetrace 2424 10 mol%10 mol % TFETFE L7L7 -- tracetrace 2525 10 mol%10 mol % TFETFE L8L8 -- 1818 2626 10 mol%10 mol % TFETFE L9L9 NRNR 2727 -- dioxanedioxane L10L10 -- 99 2828 -- TFETFE L10L10 Ni(Cp)2 Ni(Cp) 2 tracetrace 2929 10 mol%10 mol % TFETFE L10L10 40 oC 40oC 1515 3030 -- TFETFE L10L10 -- NRNR 3131 5 mol%5 mol % TFETFE -- -- NRNR

Figure pat00014
Figure pat00014

합성예 6 내지 10을 보면, 촉매 Ni(COD)2는 좋은 반응성을 보여주었으나, 구리 또는 팔라듐 촉매 시스템은 좋은 결과를 얻을 수 없었다. 합성예 11 및 12를 보면, 온도의 감소는 부정적인 영향을 주었다. 또한 합성예 13 및 14를 보면, 촉매는 3mol%까지 사용될 수 있음을 알 수 있었다. 합성예 15 및 16을 보면, Ni 촉매와 리간드의 선택은 본 반응의 필수적인 요소인 것을 알 수 있다. 또한 합성예 17을 보면 공기(다시 말하면, 산소)의 존재는 반응 수율을 낮추는 것을 확인할 수 있었다.Looking at Synthesis Examples 6 to 10, the catalyst Ni(COD) 2 showed good reactivity, but the copper or palladium catalyst system could not obtain good results. Looking at Synthesis Examples 11 and 12, the decrease in temperature had a negative effect. In addition, looking at Synthesis Examples 13 and 14, it was found that the catalyst can be used up to 3 mol%. Looking at Synthesis Examples 15 and 16, it can be seen that the selection of the Ni catalyst and the ligand are essential elements of this reaction. In addition, looking at Synthesis Example 17, it was confirmed that the presence of air (ie, oxygen) lowered the reaction yield.

[제조예 2][Production Example 2]

상기 합성예 1과 같은 방법을 사용하되, 하기 반응식 2와 같이 (헤테로)아릴 보론산(2)의 아릴 치환기를 변화시켜 반응을 수행하였다.The reaction was carried out using the same method as in Synthesis Example 1, but changing the aryl substituent of (hetero)aryl boronic acid (2) as shown in Scheme 2 below.

[반응식 2] [Scheme 2]

Figure pat00015
Figure pat00015

상기 반응의 생성물 및 합성수율은 다음과 같다.The product and synthesis yield of the above reaction are as follows.

Figure pat00016
Figure pat00016

Figure pat00017
Figure pat00017

상기 반응으로 인하여 보론산의 치환기 종류 및 위치는 반응성에 영향을 미치는 않는 것을 확인하였다. 또한 상기 결과를 보면, Ar의 파라 위치(3ab, 3ad, 3af, 3ag, 3ah, 3ai, 3aj, 3al, 3am, 3an, 및 3ap), 메타 위치(3ac, 3ai, 3ao, 및 3aq), 및 오쏘 위치(3ae, 3ak, and 3al) 치환기 모두 높은 수율로 목적 생성물을 얻을 수 있었다.Due to the above reaction, it was confirmed that the type and position of the substituent of boronic acid did not affect the reactivity. Also, looking at the above results, the para positions of Ar (3ab, 3ad, 3af, 3ag, 3ah, 3ai, 3aj, 3al, 3am, 3an, and 3ap), meta positions (3ac, 3ai, 3ao, and 3aq), and ortho The target product was obtained in high yield at all of the substituents at positions (3ae, 3ak, and 3al).

또한 Ar이 티오에테르(thioether, 3af), 하이드록시(free hydroxyl, 3ag), 케톤(ketone, 3ap), 니트릴 그룹(nitrile groups, 3aq) 치환기를 가지는 경우에도 높은 수율로 목적 생성물을 얻을 수 있었다. In addition, when Ar has thioether (3af), hydroxyl (free hydroxyl, 3ag), ketone (3ap), or nitrile groups (3aq) substituents, the desired product could be obtained in high yield.

또한, 의약적으로 중요한 작용기 -OCF3(3ah), -F(3ai-3al), -CF3(3am)를 가지는 화합물도 성공적으로 합성되었다.In addition, compounds having pharmaceutically important functional groups -OCF 3 (3ah), -F (3ai-3al), and -CF 3 (3am) were also successfully synthesized.

또한 일반적으로 Ni촉매 하에 반응성이 높은 아릴 클로라이드(aryl chlorides)가 합성 중에 반응하지 않고 생성물에 형성된 것을 확인할 수 있었다(3an, 3ao). 또한 헤테로 고리인 퓨란, 티오펜, 벤조티오펜도 치환기로 가지는 것을 확인하였다(3ar, 3as, 3at).In addition, it was confirmed that aryl chlorides, which are generally highly reactive under the Ni catalyst, did not react during synthesis and were formed in the product (3an, 3ao). In addition, it was confirmed that heterocyclic furan, thiophene, and benzothiophene also have substituents (3ar, 3as, 3at).

스케일 업scale up

10 mmol 스케일에서도 비슷한 수율로 목적 화합물이 합성되어 본 발명에 따른 합성방법은 우수한 실용성을 가짐을 확인할 수 있었다. It was confirmed that the synthesis method according to the present invention has excellent practicality as the target compound was synthesized with a similar yield even on a 10 mmol scale.

[제조예 3][Production Example 3]

상기 합성예 1과 같은 방법을 사용하되, 하기 반응식 3와 같이 프탈이미드 유도체(1)의 치환기를 변화시켜 반응을 수행하였다.The same method as in Synthesis Example 1 was used, but the reaction was performed by changing the substituent of the phthalimide derivative (1) as shown in Scheme 3 below.

[반응식 3][Scheme 3]

Figure pat00018
Figure pat00018

반응물 1의 종류Kind of reactant 1

Figure pat00019
Figure pat00019

상기 반응의 생성물 및 합성 수율은 다음과 같다.The product and synthesis yield of the above reaction are as follows.

Figure pat00020
Figure pat00020

상기 반응으로 인하여 프탈이미드 유도체(1)의 치환기 종류 및 위치는 반응성에 영향을 미치는 않는 것을 확인하였다. 즉, 반응물 1에 전자 주개(3ba, 3ca) 또는 전자 받개(3da, 3ea) 치환기가 있어도 목적하는 생성물을 얻을 수 있었다.Due to the above reaction, it was confirmed that the type and position of the substituent of the phthalimide derivative (1) did not affect the reactivity. That is, even if the reactant 1 had an electron donor (3ba, 3ca) or electron acceptor (3da, 3ea) substituent, the desired product could be obtained.

프탈이미드 유도체가 아닌 석신이미드 유도체를 반응물로 사용한 경우에는 3중 고리 화합물(3ia)이 합성되었다.When a succinimide derivative other than a phthalimide derivative was used as a reactant, a tricyclic compound (3ia) was synthesized.

프탈이미드 유도체(1)의 알키닐 부분(alkynyl moiety)에 긴 사슬의 알킬 치환기(R2 또는 R3)가 있으면 생성물은 3개의 치환기를 가지는 E/Z 혼합물이 고수율로 얻어졌으며, E-이성질체가 주생성물임을 확인하였다(3ka, 3la, 3ma).When the alkynyl moiety of the phthalimide derivative (1) has a long-chain alkyl substituent (R 2 or R 3 ), the product was obtained as an E/Z mixture having three substituents in high yield, and E- It was confirmed that the isomer is the main product (3ka, 3la, 3ma).

[평가][evaluation]

본 발명의 일 실시형태에 따른 화합물의 특성을 측정하였다.The properties of the compound according to one embodiment of the present invention were measured.

화합물 3aa의 기하학적 구조The geometry of compound 3aa

프로그램(GAUSSIAN 09)을 사용하였으며, Ahlrichs basis set Def2SVPS4를 사용한 DFT 계산(M06-HF funtional) 방법을 사용하였다. A program (GAUSSIAN 09) was used, and the DFT calculation (M06-HF funtional) method using Ahlrichs basis set Def2SVPS4 was used.

도 3은 화합물(3aa)의 결정 및 X-ray 구조이고, 도 4는 M06HF/def2TZVPP에서 얻어진 프론티더 오비탈(frontier orbital)이다. 3 is a crystal and X-ray structure of compound (3aa), and FIG. 4 is a frontier orbital obtained from M06HF/def2TZVPP.

도 3 및 도 4를 참조하면, X-ray 구조에 의한 이면각(dihedral angle, C1-C2-C3-C4)은 34.51도였고, M06HF에 의한 측정 값은 37.26도였다. 3 and 4, the dihedral angle (C1-C2-C3-C4) by the X-ray structure was 34.51 degrees, and the value measured by M06HF was 37.26 degrees.

또한 11-비닐페닐 치환기는 평면 4중 축합고리에 대하여 약 37도 트위스트되어 있으며, 화합물(3aa)의 HOMO는 4중 축합고리와 확장된 아릴비닐 모이어티 전체에 걸쳐 분포되어 있다. 이에 따라 치환된 페닐링과 인돌 시스템의 4중 축합고리 코어의 π-π 상호작용의 존재를 확인할 수 있었다.In addition, the 11-vinylphenyl substituent is twisted at about 37 degrees with respect to the planar quadruple condensed ring, and the HOMO of compound (3aa) is distributed throughout the quadruple condensed ring and the extended arylvinyl moiety. Accordingly, it was confirmed that there was a π-π interaction between the substituted phenyl ring and the quadruple condensed ring core of the indole system.

또한 화합물(3aa)는 컨쥬게이션되지 않은 유사체 화합물 A(-8.94 eV)보다 높은 에너지 레벨의 HOMO(-8.65 eV)를 가지고, 유사체 화합물 A(-0.33 eV) 보다 더 낮은 LUMO 에너지(-0.51 eV)를 가지는 것으로 계산되었다.In addition, compound (3aa) has a higher energy level of HOMO (-8.65 eV) than unconjugated analog compound A (-8.94 eV) and a lower LUMO energy (-0.51 eV) than analog compound A (-0.33 eV) was calculated to have

광 물리학적 및 전기화학적 특성Photophysical and electrochemical properties

상기 합성예에서 제조된 화합물의 UV-vis 스펙트럼, 형광방출 스펙트럼, 및 순환전압전류(CV)를 측정하였다. 이의 결과를 도 5 내지 도 7과 하기 표 3 내지 표 5에 나타내었다.The UV-vis spectrum, fluorescence emission spectrum, and cyclic voltammetry (CV) of the compound prepared in Synthesis Example were measured. The results are shown in FIGS. 5 to 7 and Tables 3 to 5 below.

UV-vis 스펙트럼, 형광방출 스펙트럼은 CH3CN에서 화합물 50μM 용액으로 측정하였고, CV는 전극 Ag/AgCl, 전해질 Bu4NPF6를 사용하였다.UV-vis spectrum and fluorescence emission spectrum were measured with a 50 μM solution of the compound in CH 3 CN, and CV was measured using electrode Ag/AgCl and electrolyte Bu 4 NPF 6 .

도 5는 화합물 3aa의 UV-vis 스펙트럼, 형광방출 스펙트럼과 CV 측정결과이다.5 is a UV-vis spectrum, fluorescence emission spectrum, and CV measurement results of compound 3aa.

도 5을 참조하면, 화합물 3aa의 CV는 가역적인 산화환원을 나타낸다(E1/2=1.55 V vs SCE). 또한 화합물 3aa의 흡수 및 발광 스펙트럼은 370 nm에서 강한 흡수 피크와 493 nm에서 단일 발광 밴드를 나타낸다. 이렇게 123nm 라는 큰 스트로크 이동은 화합물 3aa가 여기 상태에서 중요한 구조적 변화를 한다는 것을 의미한다. Referring to FIG. 5, the CV of compound 3aa shows reversible redox (E 1/2 =1.55 V vs SCE). In addition, the absorption and emission spectrum of compound 3aa shows a strong absorption peak at 370 nm and a single emission band at 493 nm. This large stroke shift of 123 nm means that compound 3aa undergoes significant structural changes in the excited state.

이러한 광 물리학적 및 전기화학적 결과에 기초하여 화합물 3aa의 광 여기 환원전위(photoexcited reduction potential)는 약 1.37V(E * red vs SCE)이고, 여기상태 에너지(E0.0)는 2.92eV(= 67.27kcal/mol)로 추정할 수 있다.Based on these photophysical and electrochemical results, the photoexcited reduction potential of compound 3aa is about 1.37V ( E * red vs SCE), and the excited state energy (E 0.0 ) can be estimated as 2.92 eV (= 67.27 kcal/mol).

이는 높은 삼중항 에너지(triplet energy)로 인해 가장 널리 사용되는 에너지 전달 광촉매인 [Ir{dF(CF3)ppy}2(dtb-bpy)]PF6의 (ET=2.61eV) 보다 더 높은 결과이다. This is a higher result than (E T =2.61eV) of [Ir{dF(CF 3 )ppy} 2 (dtb-bpy)]PF 6 , which is the most widely used energy transfer photocatalyst due to its high triplet energy. to be.

또한 화합물 3aa의 발광 양자수율(luminescence quantum yield, Φ)은 0.12로 결정되었다. 이러한 결과는 화합물 3aa가 전자 및 에너지 전달 촉매반응을 가능하게 하는 유기 광촉매로 사용될 수 있음을 알 수 있었다.In addition, the luminescence quantum yield ( Φ ) of compound 3aa was determined to be 0.12. These results indicate that compound 3aa can be used as an organic photocatalyst enabling electron and energy transfer catalysis.

Figure pat00021
Figure pat00021

Figure pat00022
Figure pat00022

Figure pat00023
Figure pat00023

도 6 및 도 7과 상기 표 4 및 표 5를 참조하면, 화합물 대부분은 373±3nm에서 강한 흡수 밴드를 나타내었고, 495±5nm에서 포토루미네선스 발광(photoluminescence emission)을 나타내었다. Referring to FIGS. 6 and 7 and Tables 4 and 5, most of the compounds exhibited strong absorption bands at 373±3 nm and photoluminescence emission at 495±5 nm.

예외적으로, 발색단(chromophore)으로 NH2(3ha)를 가지면 보다 긴 파장(λ max =410nm)에서 흡수가 나타났다. 또한 아닐린 대신 피리딘을 가지는 화합물(5)는 강한 포토루미네선스와 0.48의 높은 양자효율(quantum yield)과 높은 여기 상태 에너지(E0.0 = 2.97 eV)를 나타냈다. 이에 따라 본 발명에 따른 화합물은 좋은 유기 광촉매로 사용될 수 있음을 확인하였다.Exceptionally, when NH 2 (3 ha) was used as a chromophore, absorption was observed at a longer wavelength (λ max =410 nm). In addition, the compound (5) having pyridine instead of aniline exhibited strong photoluminescence, high quantum yield of 0.48, and high excited state energy (E 0.0 = 2.97 eV). Accordingly, it was confirmed that the compound according to the present invention can be used as a good organic photocatalyst.

광 화학적 특성Photochemical properties

본 발명에 따른 화합물의 유기 광촉매로써의 역할을 확인하기 위하여 화합물 3aa를 사용하여 다양한 광 화학적 반응을 조사하였다. In order to confirm the role of the compound according to the present invention as an organic photocatalyst, various photochemical reactions were investigated using compound 3aa.

화합물 3aa는 산소 분자와 가벼운 방사선 조사(450 nm, 18W)에 의해 완전히 산화되었고, 광 여기된 화합물 3aa는 산소 분자에 에너지를 전달하여 일중항 산소(singlet oxygen)를 발생시켰고, 이것은 3aa의 C-C 결합 분리를 촉진하여 케톤 유도체(6)를 형성하였다.Compound 3aa was completely oxidized by oxygen molecules and light irradiation (450 nm, 18 W), and photoexcited compound 3aa transferred energy to oxygen molecules to generate singlet oxygen, which generated C-C bonds of 3aa. Separation was promoted to form a ketone derivative (6).

Figure pat00024
Figure pat00024

흥미롭게, 케톤 유도체(6)는 화합물 3aa와 비슷한 광물리학적 특성을 나타내었다. 도 8 및 도 9는 케톤 유도체(6)의 UV-vis 스펙트럼, 형광방출 스펙트럼, 및 순환전압전류(CV) 측정결과이다.Interestingly, the ketone derivative (6) exhibited similar photophysical properties to compound 3aa. 8 and 9 are UV-vis spectrum, fluorescence emission spectrum, and cyclic voltammetry (CV) measurement results of the ketone derivative (6).

화합물 3aa의 광촉매 프로세스Photocatalytic process of compound 3aa

하기 반응식 (b)를 보면, prop-1-en-2-ylbenzene(7)는 5mol%의 3aa, 산소 분자와 가벼운 방사선 조사로 산화에 의한 C-C 결합 분리에 의해 아세토페논(acetophenone, 8)으로 변화되었다.Referring to the reaction equation (b) below, prop-1-en-2-ylbenzene (7) is changed to acetophenone (8) by oxidative C-C bond separation with 5 mol% of 3aa, oxygen molecules and light irradiation It became.

Figure pat00025
Figure pat00025

하기 반응식 (c)는 같은 조건에서, 알데하이드(aldehyde, 9)는 높은 수율로 카르복실 산(10)으로 산화되었다.In the following Reaction Formula (c), under the same conditions, aldehyde (9) was oxidized to carboxylic acid (10) in high yield.

Figure pat00026
Figure pat00026

또한 알켄의 E/Z 이성질화는 에너지 이동 촉매 반응의 전형적인 예인데, 하기 반응식 (d)와 같이, trans-stilbene(11)은 화합물 3aa의 존재 하에 주생성물로써 cis-stilbene이 되었다. 이에 의해 화합물 3aa가 에너지 이동 촉매로써 행동하는 것을 확인할 수 있다.In addition, E / Z isomerization of alkenes is a typical example of an energy transfer catalytic reaction. As shown in the following reaction formula (d), trans -stilbene (11) became cis -stilbene as a main product in the presence of compound 3aa. This confirms that compound 3aa acts as an energy transfer catalyst.

또한 화합물 3aa는 전자 이동 광촉매, 특히 환원 퀀칭(quenching) 경로에 사용될 수 있다.Compound 3aa can also be used as an electron transfer photocatalyst, particularly in a reduction quenching pathway.

-CF3 그룹의 도입은 분자의 화학적, 물리적, 생물학적 특성을 급격히 향상시키기 때문에 유기 분자의 트리플루오로메틸레이션(trifluoromethylation)은 중요한 유기물 변환 중 하나이다. Trifluoromethylation of organic molecules is one of the important organic transformations because the introduction of -CF 3 groups dramatically enhances the chemical, physical, and biological properties of molecules.

광촉매로 1mol%의 화합물 3aa를 사용하여 몇 가지 광 산화환원 트리플루오로메틸레이션(trifluoromethylation)을 시도하였다.Several photo-redox trifluoromethylations were attempted using 1 mol% of compound 3aa as a photocatalyst.

하기 반응식 (e) 내지 (f)와 같이 알켄(alkenes), 알킨(alkynes), N-헤테로고리(N-heterocycles), 및 방향족 화합물 같은 다양한 π-시스템의 CF3- 결합 반응이 3aa의 존재 하에 원활하게 진행되었다. As shown in the following Schemes (e) to (f), the CF 3 -bonding reaction of various π-systems such as alkenes, alkynes, N-heterocycles, and aromatic compounds in the presence of 3aa It went smoothly.

Figure pat00027
Figure pat00027

방향족 화합물의 트리플루오로메틸레이션(trifluoromethylation)은 다소 어려울 수 있으나, 화합물 3aa은 낮은 전환율에도 불구하고, 1,4-디메톡시벤젠(1,4-dimethoxybenzene, 18)에 대한 반응을 성공적으로 촉진하였다. 이것은 일반적으로 사용되는 에오신-Y(Eosin-Y)와 같은 유기 염료와 비교하여 상대적으로 더 반응성이 좋다는 것을 알 수 있었다. Trifluoromethylation of aromatic compounds can be somewhat difficult, but compound 3aa successfully catalyzed the reaction to 1,4-dimethoxybenzene (18), despite low conversion. . It has been found that this is relatively more reactive compared to organic dyes such as Eosin-Y, which is generally used.

이에 반하여 바이닐 컨쥬게이션이 없는 유사체 A는 반응을 진행시키지 못했다.In contrast, analogue A without vinyl conjugation failed to proceed with the reaction.

상기와 같은 다양한 광 물리학적, 전기화학적 실험과 컴퓨터 계산을 통한 스터디에 따르면 본 발명에 따른 화합물은 우수한 광활성 특성을 가지는 것을 알 수 있다. 또한 전자 전달 또는 에너지 전달 촉매 반응에 대한 반응성이 높은 유기 광촉매로 사용될 수 있음을 확인할 수 있다.According to studies through various photophysical and electrochemical experiments and computer calculations as described above, it can be seen that the compound according to the present invention has excellent photoactive properties. In addition, it can be confirmed that it can be used as an organic photocatalyst with high reactivity for electron transfer or energy transfer catalysis.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 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. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present application is for illustrative purposes, and those skilled in the art will understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present application. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위, 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present application is indicated by the following claims rather than the detailed description above, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts thereof should be construed as being included in the scope of the present application. .

Claims (10)

하기 화학식 1로서 표시되는 이소인돌로인돌온 유도체:
[화학식 1]
Figure pat00028

상기 화학식 1에서,
X는 C(탄소) 또는 N(질소)이고,
Ar은 치환 또는 비치환된 C4~C20의 (헤테로)아릴기이고,
R, R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 아미노, 치환 또는 비치환된 C1~C30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C4~C20의 (헤테로)아릴기이다.
An isoindoloindolone derivative represented by Formula 1 below:
[Formula 1]
Figure pat00028

In Formula 1,
X is C (carbon) or N (nitrogen);
Ar is a substituted or unsubstituted C 4 ~C 20 (hetero)aryl group;
R, R 1 , R 2 and R 3 are each independently hydrogen, deuterium, halogen, amino, a substituted or unsubstituted C 1 to C 30 alkyl group, a substituted or unsubstituted alkoxy group, a substituted or unsubstituted C 4 It is a (hetero)aryl group of ~C 20 .
제1항에 있어서,
상기 유도체는 하기 화학식 2로 표시되는 것인 이소인돌로인돌온 유도체.
[화학식 2]
Figure pat00029

상기 화학식 2에서,
Ar는 상기 화학식 1에서 정의된 바와 같다.
According to claim 1,
The derivative is an isoindoloindolone derivative represented by Formula 2 below.
[Formula 2]
Figure pat00029

In Formula 2,
Ar is as defined in Formula 1 above.
제1항에 있어서,
상기 유도체는 하기 화학식 3으로 표시되는 것인 이소인돌로인돌온 유도체.
[화학식 3]
Figure pat00030

상기 화학식 3에서,
R, R1, R2 및 R3는 상기 화학식 1에서 정의된 바와 같다.
According to claim 1,
The derivative is an isoindoloindolone derivative represented by Formula 3 below.
[Formula 3]
Figure pat00030

In Formula 3,
R, R 1 , R 2 and R 3 are as defined in Formula 1 above.
제1항에 있어서,
상기 Ar는 치환 또는 비치환된 페닐, 퓨란, 티오펜, 벤조티오펜이고, 상기 R, R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환 된 알킬, 염소, 불소, 아미노, 또는 메톡시인 이소인돌로인돌온 유도체 화합물.
According to claim 1,
Ar is substituted or unsubstituted phenyl, furan, thiophene, or benzothiophene, and R, R 1 , R 2 and R 3 are each independently substituted or unsubstituted alkyl, chlorine, fluorine, amino, or methyl A toxyin isoindoloindolone derivative compound.
제1항에 있어서,
상기 이소인돌로인돌온 유도체는 하기 화학식 중 어느 하나로 표시되는 것인 이소인돌로인돌온 유도체.
Figure pat00031

Figure pat00032

Figure pat00033

상기 화학식에서, Me는 메틸, Ph는 페닐, Bu는 부틸을 의미한다.
According to claim 1,
The isoindoloindolone derivative is an isoindoloindolone derivative represented by any one of the following formulas.
Figure pat00031

Figure pat00032

Figure pat00033

In the above formula, Me means methyl, Ph means phenyl, and Bu means butyl.
니켈 촉매 및 리간드의 존재 하에 하기 화학식 1a로 표시되는 화합물과 하기 화학식 2a로 표시되는 화합물을 반응시키는 단계를 포함하는 하기 화학식 1로 표시되는 이소인돌로인돌온 유도체의 제조방법.
Figure pat00034

[화학식 1]
Figure pat00035

상기 화학식에서,
X는 C(탄소) 또는 N(질소)이고,
Ar은 치환 또는 비치환된 C4~C20의 (헤테로)아릴기이고,
R, R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 아미노, 치환 또는 비치환된 C1~C30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C4~C20의 (헤테로)아릴기이다.
A method for preparing an isoindoloindolone derivative represented by the following Chemical Formula 1, comprising the step of reacting a compound represented by Chemical Formula 1a with a compound represented by Chemical Formula 2a in the presence of a nickel catalyst and a ligand.
Figure pat00034

[Formula 1]
Figure pat00035

In the above formula,
X is C (carbon) or N (nitrogen);
Ar is a substituted or unsubstituted C 4 ~C 20 (hetero)aryl group;
R, R 1 , R 2 and R 3 are each independently hydrogen, deuterium, halogen, amino, a substituted or unsubstituted C 1 to C 30 alkyl group, a substituted or unsubstituted alkoxy group, a substituted or unsubstituted C 4 It is a (hetero)aryl group of ~C 20 .
제6항에 있어서,
상기 리간드는 이배위 P^N 리간드를 사용하는 것인 이소인돌로인돌온 유도체의 제조방법.
According to claim 6,
The ligand is a method for producing an isoindoloindolone derivative using a dicoordinate P^N ligand.
제6항에 있어서,
상기 반응단계의 온도는 25 내지 80℃이고, 반응시간은 1 내지 20시간인 이소인돌로인돌온 유도체의 제조방법.
According to claim 6,
The temperature of the reaction step is 25 to 80 ℃, the reaction time is 1 to 20 hours, the method for producing an isoindoloindolone derivative.
하기 화학식 1로 표시되는 유기 광촉매.
[화학식 1]
Figure pat00036

상기 화학식 1에서,
X는 C(탄소) 또는 N(질소)이고,
Ar은 치환 또는 비치환된 C4~C20의 (헤테로)아릴기이고,
R, R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 아미노, 치환 또는 비치환된 C1~C30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C4~C20의 (헤테로)아릴기이다.
An organic photocatalyst represented by Formula 1 below.
[Formula 1]
Figure pat00036

In Formula 1,
X is C (carbon) or N (nitrogen);
Ar is a substituted or unsubstituted C 4 ~C 20 (hetero)aryl group;
R, R 1 , R 2 and R 3 are each independently hydrogen, deuterium, halogen, amino, a substituted or unsubstituted C 1 to C 30 alkyl group, a substituted or unsubstituted alkoxy group, a substituted or unsubstituted C 4 It is a (hetero)aryl group of ~C 20 .
제9항에 있어서,
상기 유기 광촉매는 알켄 또는 알데하이드의 산화환원반응, 알켄의 E/Z 이성질화 반응, 환원 퀀칭(quenching) 경로, 유기 분자의 트리플루오로메틸레이션에 사용되는 것인 유기 광촉매.
According to claim 9,
The organic photocatalyst is used for oxidation-reduction reactions of alkenes or aldehydes, E/Z isomerization reactions of alkenes, reduction quenching pathways, and trifluoromethylation of organic molecules.
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