세계 최초로 3가지 이상의 산화환원 상태를 가지는 포스핀 화합물을 개발하고 각각의 산화환원 상태에서의 촉매반응, 재료물질 등의 다양한 응용방안을 개발하고자 한다. 산화환원도가 굉장히 한정되어 있는 주족원소 화합물에서 다양한 산화환원도를 이끌어내는 기본적인 전략을 수립, 제안함으로써 주족원소 및 유기금속화학의 기초화학적 측면을 확장하며 또한 추가적으로 응용가...

본 연구에서는 타겟 다이실렌 화합물을 합성하고 분석하는 것이 주 목표임. 그를 위한 구체적인 연구개발계획은 아래와 같음. ① NHC 및 CAAC 리독스-액티브 리간드의 합성 [2023년 9월 - 2023년 10월] NHC와 CAAC 리간드는 시약회사에서 쉽게 주문할 수 없는 화합물들이므로 전구체로부터 합성하는 과정이 필요함. 그러나 두 리간드 전부 합성법이 잘 정립되어 있으므로 순차적인 합성을 통해 무리없이 필요한 것들을 합성할 수 있을 것이라 기대됨. 기존에 알려져 있는 방법들에 의하면 하나의 리간드를 만드는 데에 대략적으로 일주일 정도의 시간이 소요될 것이라 예상되므로, 연구과제의 기간을 고려하였을 때 많은 수의 리간드를 합성하지는 못할 것이라 생각됨. 따라서 대표적인 NHC, CAAC 리간드를 하나씩 우선 합성하여 최종 규소화합물을 만들고, 이후 밝혀지는 내용에 따라 추가적으로 필요한 리간드들을 합성할 계획임. 알려진 합성법을 그대로 따르므로 이 구간에서 소요되는 시간은 대략 1.5-2달 정도로 예상됨. ② 묶인 다이실렌 화합물의 합성 [2023년 11월 - 2023년 4월] 이후 본격적으로 다이실렌 화합물을 합성할 예정임. 앞서 준비한 NHC 및 CAAC 리간드를 사용하여 각각 최종 다이실렌 화합물을 합성하는 것이 목표임. NHC, CAAC가 결합된 다이실렌 화합물들이 일부 알려진 바가 있으므로 그들의 합성법을 참고할 수 있으나, 묶인 리간드를 도입하는 것은 첫 시도라는 점에서 기존 합성법을 그대로 이용하는 데에는 어려움이 생길 수 있음. 그래서 아래 3-1)에 설명된 합성루트를 통해 타겟 화합물들을 합성할 계획임. 새로운 합성루트를 개발해야 한다는 점 때문에 이 과정에서 6달 가량의 시간이 소요될 가능성이 큼. 반응이 한 스텝이 아니라 여러 스텝이 포함되므로 각각 단계에서 만들어지는 화합물들을 완벽히 분석해야 한다는 점 때문에 충분히 긴 시간이 필요할 것이라 추정됨. ③ 다이실렌 화합물의 구조적 분석 [2023년 5월 - 2023년 6월] 묶인 다이실렌 화합물은 이전에 전혀 보고된 바가 없으므로 새롭게 합성된 화합물은 기존에 알려진 다른 규소화합물들과 비교했을 때 새로운 구조적 성질을 가질 것이라 예측됨. 따라서 해당 화합물을 구조적으로 정밀하게 분석하는 과정이 필수적으로 요구됨. 구체적으로 X-ray 회절, NMR, IR 등의 각종 스펙트로스코피 등의 실험적 분석과 함께 DFT(Density Functional Theory) 기반의 계산화학적 분석을 통한 electronic configuration을 규명하는 시도도 수반될 것임. 이 과정은 합성단계와 더불어 동시에 진행될 것이므로 긴 추가시간이 요구되진 않을 것이나 분석에 필요한 화합물을 추가적으로 준비해야 할 수 있으므로 2달 정도의 시간이 더 소모될 수 있음. ·위까지의 과정을 통해 묶인 다이실렌 화합물을 합성하고 분석하겠다는 본 연구과제 기간동안의 기본목표가 달성될 수 있을 것이라 사료됨. ·목표 달성 이후에도 과제기간이 남을 경우, 수소, 탄소, 이산화탄소 및 일산화탄소 등의 소분자기체들과 반응시켜 어떤 생성물을 형성하는지에 대한 조사가 진행될 것임.