장석복 연구실은 전이금속 촉매와 유기금속화학을 기반으로 C–H 활성화, 아민화·아미드화, 락탐 합성, 광화학적 질소 중심 반응, 반응 메커니즘 규명 및 촉매 정밀 설계를 수행하며, 고부가가치 질소 함유 화합물의 효율적 합성과 지속가능한 질소 전환 기술 개발을 통해 현대 유기합성 화학의 핵심 방법론을 선도하고 있다.
Mechanistic snapshots of rhodium-catalyzed acylnitrene transfer reactions
Hoimin Jung, Jeonguk Kweon, Jong‐Min Suh, Mi Hee Lim, Dongwook Kim, Sukbok Chang
IF 45.8
Science
Rhodium (Rh) acylnitrene complexes are widely implicated in catalytic C-H amidation reactions but have eluded isolation and structural characterization. To overcome this challenge, we designed a chromophoric octahedral Rh complex with a bidentate dioxazolone ligand, in which photoinduced metal-to-ligand charge transfer initiates catalytic C-H amidation. X-ray photocrystallographic analysis of the Rh-dioxazolone complex allowed structural elucidation of the targeted Rh-acylnitrenoid and provided firm evidence that the singlet nitrenoid species is primarily responsible for acylamino transfer reactions. We also monitored in crystallo reaction of a nucleophile with the in situ-generated Rh-acylnitrenoid, which provided a crystallographically traceable reaction system to capture mechanistic snapshots of nitrenoid transfer.
Torben Rogge, Nikolaos Kaplaneris, Naoto Chatani, Jinwoo Kim, Sukbok Chang, Benudhar Punji, Laurel L. Schafer, Djamaladdin G. Musaev, Joanna Wencel‐Delord, Charis Amber, Richmond Sarpong, Zoe E. Wilson, Margaret A. Brimble, Magnus J. Johansson, Lutz Ackermann
본 1년간의 연수에서는 최종적으로는 기질의 선택에 따라서 분자-복잡도가 높은 질소-포함 화합물을 쉽게 합성할 수 있는 조절-가능한 분자 조립 기술을 개발 하고자 한다. 탄소-질소 결합은 여러 약물 및 자연 유래 화합물에서 쉽게 발견되며, 그렇기 때문에 이를 쉽게 분자 내에 도입하는 것은 중요한 연구 목표이다. 단적인 예시로 현재 FDA 승인 약물의 75퍼센...
아민화 반응
고립된 루이스 산염기 쌍
질소-중심 라디칼
분자 편집
아자-알레늄 중간체
2
2024년 8월-2025년 8월
|60,000,000원
지속가능한 암모니아의 합성 및 활용을 위한차세대 분자 촉매 개발 및 메커니즘 연구
암모니아는 비료의 원료로 활용될 뿐 아니라 이산화탄소를 배출하지 않는 차세대 에너지원으로 그 관심도가 높아지고 있다. 따라서 암모니아 생산의 대부분을 차지하는 하버-보쉬 공정은 화학 산업에서 가장 중요한 방법 중 하나로, 이 공정을 통해 높은 압력과 온도의 촉매조건에서 질소(N2)와 수소(H2)로부터 암모니아를 합성할 수 있다. 하지만 이 과정에서 활용되는...
암모니아
질소고정
유기금속촉매
광화학
지속가능성
3
주관|
2022년 5월-2024년 5월
|20,000,000원
가시광을 활용한 질소 중심 반응 중간체 형성을 통한 탄화수소 아민화 반응의 개발
본 과제는 가시광을 이용해 탄화수소의 C(sp3)-H 결합을 활성화하고, 질소 중심 반응 중간체를 만들어 C-N 결합(탄소-수소 아민화)을 합성하는 광화학 반응 개발 연구임.
연구 목표는 하이드록사메이트로 형성가능한 질소 중심 반응 중간체를 에너지 전달 기작(과제1) 및 전자 전달 기작·radical-polar crossover(과제2), 이중 금속/광촉매(과제3)로 제어해 감마 락탐, diamination, 탄소-수소 아미노화 반응을 개발하는 데 있음. 기대 효과는 가시광 기반의 온화한 조건에서 선택적·효율적 아민화와 탄소-탄소 결합 절단을 가능하게 해 의약품 핵심 골격 및 감마 락탐 합성 등 유기합성 활용성을 높이는 데 있음.