The light obtained from sustainable resources is an ideal reagent for chemical synthesis from the perspective of “green” chemistry. While high-energy ultraviolet rays (UV) have been employed for initiating certain photochemical processes, this traditional approach is typically plagued by concurrent side reactions that limit their practicality in synthesis. Visible-light sensitization is an important emerging way to access reactive radical intermediates under much milder conditions and reveals a new opportunity for synthetic transformations via the controllable one-electron mechanism. This dissertation describes research centered on photochemical approaches induced by visible light. Specifically, within this unified theme, the selective peripheral modifications of N-heterocycles and biomolecules, both of which are the main frameworks of preclinical candidates and marketed drugs, have been explored. The results have been disseminated in three separated achievements: (i) Sulfonative pyridylation of alkenes enabled by electron donor-acceptor (EDA) complexes and an ionic sulfonylation at the C4 positions of pyridine, (ii) photocatalytic generation of fluoroalkyl and sulfonyl radicals via cascades and introduction reactions to pyridylic positions, and (iii) cysteine-specific bioconjugation installing fluorophore and biologically-relevant groups via thiol-ene click reactions.
지속 가능한 자원으로부터 얻어지는 빛은 환경 친화적인“녹색”화학 합성에 이상적인 시약이다. 유기 광화학 공정에서 고에너지의 자외선이 활발히 이용되어 왔지만 원치 않는 부반응이 일어나 종종 그 실용성을 제한하곤 했다. 반면 가시광선 민감화를 반응을 시작하는 수단으로 사용하는 것은 굉장히 온화한 조건에서 조절 가능한 방식으로 반응성이 좋은 라디칼 중간체에 쉽게 접근할 수 있는 기회를 제공한다. 본 학위논문에서는 가시광선으로 유도되는 세 가지의 광화학적 접근에 관한 연구를 소개한다. 하나의 통일된 주제 내에서, 전임상 후보 및 시판 약물의 주요 골격인 질소 원자를 포함하는 헤테로고리 화합물과 생체분자의 선택적 변형이 탐구 되었다. (i) 피리디늄과 술피닐 염의 전자 주개-받개 착물의 광활성을 이용한 알켄의 술폰-피리딜화 및 이온성 피리딘 4번 위치의 술포닐화 반응 (ii) 광촉매적 연쇄 작용에 의한 플루오로알킬과 술피닐 라디칼을 생성하고 피리딜릭 위치에 도입하는 반응 (iii) 티올-엔 클릭 반응을 통한 형광단이나 생물학적으로 유용한 물질을 시스테인 선택적으로 도입하는 생체접합
