N-실릴엔아민과 나이트릴이민의 [3+2] 고리화 첨가를 통한 피라졸린 합성 = Synthesis of Pyrazolines via [3 + 2] Cycloaddition of Nitrile Imines and N-Silyl Enamines

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Enamines exhibit excellent nucleophilic properties, making them highly valuable in organic synthesis. They are utilized for the synthesis of amines, amidines, and other nitrogen-containing functional groups, and they find applications in various pharmaceutical fields.
Previous studies have reported the synthesis of pyrazolidinones via [3+2] cycloaddition of azomethine imine using an endo-cyclic enamine
intermediate. Our study builds upon this by synthesizing an N-silyl enamine intermediate based on the frustrated Lewis pair (FLP) theory. According to this theory, when hydrosilane is added to a mixture, the silane and hydride are taken up by different components of the pair.
In our research, we advanced previous studies by using isoquinoline, a readily available nitrogen-containing compound, as a starting material in accordance with FLP theory. We synthesized the N-silyl enamine intermediate through the hydroxylation reaction of a borane catalyst and
subsequently generated pyrazoline derivatives via a [3+2] cycloaddition between the synthesized N-silyl enamine and nitrile imine.
Although various methods for synthesizing pyrazoline have been explored, the synthesis of pyrazoline through electron-rich alkenes remains understudied. Therefore, we focused on this approach, attaching various functional groups to isoquinoline and nitrile imine to confirm their reactivity.

국문 초록 (Abstract)

Enamine은 우수한 친핵성 성질을 나타내고 있으며, 이에 유기 합성에 다양한 응 용성을 보여준다. 또한 amine, amidine 및 기타 질소 함유 작용기의 합성에 활용되어 약리학적으로 다방면에 활용되고 있다.
선행 연구에서는 endo-cyclic한 enamine 중간체를 이용하여 azomethine imine의 [3+2] cycloaddition을 통해 pyrazolidinones의 합성을 보고하였다. 우리의 연구에서 기반이 되는 N-silyl enamine 중간체는 좌절된 루이스쌍 이론을 바탕으로 하여 합성된다. 좌절된 루이스쌍 이론은 산 루이스 염기가 만나면 결합을 이루지 못하고 혼합물인 상태에서 실레인에 수소를 붙여준 하이드로 실레인을 첨가해 주게 되면, 한쪽은 실레인을 다른 한쪽은 hydride을 가져가는 이론이다.
이번 연구는 선행 연구에서 더 나아가 좌절된 루이스쌍 이론을 바탕으로 하여 쉽게 구할 수 있는 질소를 포함한 isoquinoline을 시작 물질로 설정하였다. 여기에 보레인 촉매의 hydrosilylation 반응을 통해 중간체인 N-silyl enamine을 합성하고, 합성된 N-silyl enamine과 nitrile imine의 [3+2]고리화 첨가 반응으로부터 pyrazoline 유도체의 합성을 진행하였다.
Pyrazoline을 합성하는 방법은 지금까지 다양한 방법으로 합성되어 왔고, 현재까지도 여러 과학자들이 활발하게 합성을 연구하고 있다. 하지만 전자가 풍부한 alkene을 통한 pyrazoline을 합성하는 방법은 많이 연구되지 않았다. 이에 우리는 전자가 풍부한 alkene을 통한 pyrazoline 합성에 집중하고 isoquinoline 및 nitrile imine에 여러 가지 작용기를 붙여 봄으로써 반응성을 확인하였다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1. Pyrazoline 의 생물학적 활성 1
• 2. Pyrazoline 의 다양한 합성 방법 3
• 3. N-silyl enamine 의 합성 및 반응성 7
• Ⅱ. 본론 12
• 1. Pyrazoline 합성 최적화 12
• 2. Isoquinoline, Nitrile Imine 을 이용한 Pyrazoline 합성 14
• Ⅲ. 추가 논의 19
• Ⅳ. 결론 21
• Ⅴ. 참고문헌 22
• Ⅵ. 실험방법 24
• 1. 실험 기기 및 시약 24
• 2. 실험 방법 25
• Ⅶ. 실험데이터 28
• 1. 데이터 28
• 2. 결정학적 데이터 40