[1.1.1]propellane was highlighted as the key precursor of small aliphatic ring derivatives used for bioisosteric replacement in drug candidates. Because of its unique reactivity owing to the central bond with inverted bridgeheads, the ring served bicyclo[1.1.1]pentane (BCP) and exo-methylene cyclobutane by strain-released. This thesis describes ring-opening strategies of [1.1.1]propellane with different types of bond cleavages depending on coupling partners. Chapter 1 introduces the radical-mediated ring-opening of [1.1.1]propellane using the pyridinium salts under the visible light irradiation. The EDA complexation with pyridinium salts and base provides an amidyl radical without photocatalyst. Coupling with [1.1.1] propellane and radicals undergo bicyclo[1.1.1]pentyl amine by the cleavage of the central bond. In Chapter 2, silver(I)-catalyzed carbene transfer reaction of [1.1.1]propellane has been developed to synthesize exo-methylene cyclobutane. The cationic transition metal catalyst diminished the electron density in [1.1.1]propellane, to form the methylene cyclobutyl carbene complex by the complex bond fragmentation.
[1.1.1]프로펠레인은 생리동배체 치환에 사용되는 작은 고리구조 화합물들의 전구체로 주목받고 있다. 브릿지헤드 탄소의 역방향 결합구조로 생기는 중앙 탄소결합의 독특한 반응성으로 인해, 스트레인 해소를 통해 바이사이클로[1.1.1]펜테인과 엑소-메틸렌 사이클로부테인을 제공할 수 있다. 본 학위 논문은 결합 상대에 따른 상이한 유형의 [1.1.1]프로펠레인의 고리 열림 전략에 관한 연구를 기술하였다. 1장에서는 가시광선 조사 아래 피리디늄염을 사용한 [1.1.1]프로펠레인의 라디칼 매개 고리 열림 반응을 소개한다. 피리디늄 염과 염기간의 전자 주개-받개 착물은 광촉매없이 라디칼을 제공한다. [1.1.1]프로펠레인과 라디칼의 결합은 중앙 결합의 해리를 통해 바이사이클로[1.1.1]펜틸 아민을 형성한다. 2장에서는 은촉매를 사용한 카벤 전달반응을 통해 [1.1.1]프로펠레인으로부터 엑소-메틸렌 사이클로부테인 구조를 합성하는 방법을 소개한다. 양전하를 가진 전이금속 촉매는 [1.1.1]프로펠레인의 전자밀도를 감소시켜, 결합 해리를 통한 사이클로부틸 카벤 복합체를 제공한다.
