1. Synthesis of indole via tandem cyclization catalyzed by Pd–Fe3O4 nanocrystals

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

With the increased concerns about economical and environment issues, more efficient and environmentally benign protocols for the synthesis of valuable organic compounds are being developed extensively. In this respect, two types of methodologies, tandem reactions and multicomponent reactions, have received much attention since they enable development of efficient synthetic routes by transforming multiple reactions into a single synthetic operation or by constructing diverse complex molecules through the combination of multiple starting materials. In this dissertation, developments of a new tandem reaction and a new multicomponent reaction are described, which afford important indole and sulfonyl fluoride derivatives, respectively.
Chapter 1 describes the synthesis of indole derivatives via a palladium-catalyzed Sonogashira coupling reaction followed by tandem cyclization. This method allowed us to obtain 2-substituted indole derivatives with high atom efficiency, saving time and resources. In addition, the Pd–Fe3O4 nanoparticle catalyst could be recovered with an external magnet and reused up to ten times without the loss of its catalytic activity.
Chapter 2 describes the synthesis of arenesulfonyl fluoride derivatives from sulfuryl fluoride, arynes, and amines via a multicomponent reaction. This novel and practical protocol allow for the direct synthesis of sulfonyl fluoride derivatives under mild transition-metal-free conditions. The simple and powerful approach also enabled participation of other nucleophiles such as isocyanides, imines, and phosphines in the multicomponent coupling process for the preparation of diverse sulfonyl fluoride derivatives.

국문 초록 (Abstract)

경제성과 환경에 관한 이슈는 점점 중요해지고 있고, 따라서 복잡하고 가치 있는 분자를 생산하기 위한 효율적이고 친환경적인 합성 방법은 유기화학 분야에서 꾸준히 개발되고 있다. 이러한 점에서 여러 반응을 한 번의 실험을 통해 보내는 연쇄반응과 여러가지 출발 물질의 조합을 통해 다양하고 복잡한 화합물을 얻을 수 있는 다분자 반응은 효율적인 합성 방법을 가능하게 한다는 점에서 많은 관심을 받고 있다. 본 학위 논문은 연쇄반응을 통한 인돌 합성 방법 개발과 다분자 반응을 이용한 설포닐 플로라이드 합성 방법 개발에 관한 연구를 다룬다.
제 1 장에서는 소노가시라 반응과 고리화반응의 연쇄반응을 통해서 유용한 화합물인 인돌 합성법의 개발을 다룬다. 개발된 반응은 원자 경제적이고, 친환경적인 방법으로 2번 위치에 치환기가 있는 인돌 화합물을 합성할 수 있다. 또한 팔라듐-산화철 나노촉매는 외부자석을 통해 손쉽게 회수할 수 있으며, 10번의 재사용 실험에서도 촉매 활성이 유지 되었다.
제 2 장에서는 설퍼릴 플로라이드, 벤자인, 그리고 아민의 다분자 반응을 통한 설포닐 플로라이드 합성법의 개발을 다룬다. 개발된 반응은 새롭고 실용적인 합성법으로 전이금속 촉매 없이, 온화한 반응 조건에서 설포닐 플로라이드 작용기를 한번에 도입할 수 있다. 또한 아이소사이아나이드, 이민, 포스핀과 같은 다른 친핵체 사용을 통해, 다양한 설포닐 화합물 화합물을 합성할 수 있다.

목차 (Table of Contents)

• Title Page
• Signature Page
• Abstract
• Table of Contents
• List of Tables
• List of Schemes
• List of Figures
• List of Abbreviations
• Abstract in Korean
• Appendix