[공학]유기합성화학 설계 project [Trans-4-fluoro-L-proline의 합성]

목차

Ⅰ. 목 적

Ⅱ. 조사 내용

Ⅲ. 합성 scheme

Ⅳ. 결 론

본문내용

e protecting groups that are stable under basic conditions, such as Boc and benzyl groups, to be used on the side-chains of amino acid residues of the target peptide. This orthogonal protecting group strategy is common in the art of organic synthesis.
7. 고리 화합물에 이중 결합을 단일 결합으로 환원 시키는 방법
이중 결합을 환원시키는 가장 효과적인 방법은 Metal 촉매를 이용하여 H2를 도입하는 것이다. 이때 사용할 수 있는 Metal로는 전이금속 중, Pt, Ni, Pd, Rh등이 있다. 이때, 우리가주의 할 점은 카르보닐기도 환원될 수 있는데, 카르보닐기는 Hydride와 Electron transfer의 형태로 환원이 쉽게 되지만 위의 H2/"M"이 방법은 이중 결합을 선택적으로 환원시킬 수 있기 때문에 효과적으로 환원시킬 수 있다.
Ⅲ. 합성 scheme
- 시작 물질로 가장 적합하다고 생각한 물질은 cis-4-Hydroxy-D-proline인데, 이 물질은 입체화학이 조절이 되지 않아, chirality를 조절 할 수 없었다. 이 물질의 L form을 찾아 보았는데, 이 물질은 실제로 같은 가격으로 파는 것을 확인 할 수 있었다. (50mg당 51,000원 이었다.) 다른 물질로 합성하는 방법은 여러 가지 문제점이 있었음.
-이 물질을 시작 물질로 선택하니, N에 protecting group을 도입하고, OH를 F를 도입하기 위해 좋은 leaving group을 도입하는 것이 주요 문제점이 됐다.
-또한 생각 할 것은 F를 도입하기위해 KF를 쓰는데, F-가 강한 Nucleophile이므로 카르복실기를 안전하게 유지할 수 있을지 의문스러웠다. 때문에 COOH를 KF에 강한 COOCH3로 변형 시키는 것이 필요했다.
-다른 문제점으로는 COOH를 COOCH3로 변형시키기 위해 -OM를 도입할 경우 이것이 base로 작용할 경우 OH의 proton을 떼어 먹을 수 있는 문제점도 생각해 보았다.
-위의 문제점이 있으므로 다른 시작 물질을 가지고 합성을 유도해 보았다. 처음 선택한 물질보다는 가격이 많이 비싸지만 안전하게 반응을 유도 할 수 있는 물질이라고 생각되었다. 그 물질은 N-Boc-cis-4-hydroxy-L-proline methyl ester 인데, 가격은 259,000원 이었다.
이 물질로 반응을 진행하면, protecting 하는 물질인 Boc가 있으므로 N을 보호할 수 있고, OH만 leaving group 으로 변형 시키면 원하는 반응을 이끌어 낼 수 있다는 생각이 들었다.
Ⅳ. 결 론
우리 조는 Trans-4-fluoro-L-proline의 합성법을 생각해 보았다. 이 물질이 어디에 쓰이는지 계속 조사해 보았지만 끝내 찾지는 못했다. 이번 프로젝트에서 우리조의 물질이 가장 비싼 것으로 보아 합성하는 방법이 가장 어려울 것 같다는 생각을 했지만, 예상대로 싼 물질로 낮은 step으로 합성하는 방법을 생각 하기란 학부생으로는 많은 어려움을 느꼈다. 시작물질을 찾기 위해서 인터넷을 통해서 시약을 파는 회사에서 많은 도움을 얻었지만 생각했던 물질들이 너무 비싸거나 팔지 않은 물질들이 많았기 때문에 일을 진행시키는데 시간이 많이 걸렸던 것 같다. 고리 화합물을 만들기 위해 N이 포함된 물질을 고리 형태로 합성하는 것은 포기하고 Ring형태의 물질을 찾아보았다. 그 중에서 두 물질을 생각 했는데, chirality와 functional group의 안정성을 위해서는 N-Boc-cis-4-hydroxy-L-proline methyl ester가 가장 적합 하다고 생각 하고 작업을 진행 했다.
이 물질의 경우, protecting group이 존재하기 때문에, 나머지 기능기를 도입하는 것에 목적을 두었다. 먼저, F를 도입하기 위해 N-Boc-cis-4-hydroxy-L-proline methyl ester에 존재하는 hydroxyl group을 good leaving group인 tosyl group으로 바꾸고, KF를 넣어 nucleophilic substitution reaction을 이용하기로 하였다. 그리고 NaOH를 넣어줌으로써 methyl acetate 을 carboxyl group으로 바꾸었다. amine기를 보호하기 위해서 사용하였던 protecting group인 Boc은 산을 이용하여 떼어냄으로써 우리가 원하는 trans -4-fluoro-L-proline을 합성할 수가 있을 것이다.
이번 유기합성 설계 프로젝트를 진행하면서 수업시간에 배웠던 유기합성에 대한 이론을 복습하고 실제 합성에 필요한 여러 조건들을 강구해 볼 수 있었다. 이론적 측면 뿐 만이 아니라 경제적 측면까지 고려하여 좀 더 합리적인 scheme을 탐색해 보았다. 이를 통해 좀 더 공학도적인 마인드를 배울 수 있었고, 이론의 유기적인 적용이 필요함을 느꼈다.
Ⅴ. 참고문헌
- Organic Chemistry / Oxford University Press, 2001J. Clayden, N. Greeves, S. Warren, P. Wothers
- The chemistry of pyrroles / Academic, Jones, R. Alan/Bean, Gerritt P.
- Selective fluorination in organic and bioorganic chemistry / American Chemical Society, Welch, John T
- 유기합성 / R. K. Mackie ; D. M. Smith ; R. A. Aitken 저 ; 곽영우 역
- 유기화학 / Robert Thornton Morrison ; Robert Neilson Boyd공저- Wikipedia , the free encyclopedia
- www.sigmaaldrich.com
- http://www.cem.msu.edu/~reusch/VirtTxtJml/alcohol1.htm

키워드

fluoro-L-proline,   유기합성,   설계,   organic synthesis,   chemistry