Although Metal (ion) catalysis undoubtedly has been the most vibrant area of research in synthetic organic chemistry over the past two decades, Lewis acid catalyst is very often required over stoichiometric amounts of the “catalyst” because the product still contains a basic moiety that binds the Lewis acid.
We synthesized several (thio)urea based and phosphoric acid based catalysts. Catalytic amounts (5 mol%) of bis-arylsulfonylurea promoted the Friedel-Crafts alkylation with nitroolefin and 1-methylindole. A sizeable improvement of the yield noticed on running the reaction in Toluene at room temperature. We also examined the catalytic ability of bis-arylsulfonylurea in Diels-Alder reaction. The bis-arylsulfonylurea catalyst under investigation show catalytic behavior (85% yields) and increase the stereoselectivity, even at a catalytic loading of only 1 mol%. Several chiral sulfonyl (thio)ureas and chiral phosphoric acids were prepared and applied to asymmetric reactions such as the Michael reactions, Mannich reaction and Diels-Alder reactions. But enontioselectivities were not observed.
금속(이온) 촉매를 사용하지 않고도 촉매화 할 수 있는 환경친화적인 유기촉매의 개발은 현재 화학자들에게 중요한 도전과제가 되었다. 2003년, Shreiner 등이 기존의 싸이오유리아 유도체를 기반으로 합성된 유기 촉매를 이용한 디엘스알더 반응 및 프리델-크래프츠 반응을 보고한 이후에 싸이오우레아 유기촉매를 이용한 연구가 활발하게 발전 하고 있다.
이에 따라 우리는 새로운 (싸이오)우레아 촉매들과 키랄성 브뢴스테드 산·염기 촉매를 고안하고 합성하였다. 그 중 술포닐우레아 촉매는 두 개의 아민-수소에 의한 수소결합뿐만 아니라 술포닐 그룹 또한 반응물과의 효과적인 상호작용을 제공하여 프리델-크래프츠 반응을 93%까지 증진시켰다 또한 디엘스알더 반응에서는 85%의 비교적 높은 수율과 높은 입체선택적인 결과를 얻을 수 있었다. 하지만 광학활성적 반응을 위해 합성한 키랄성 피롤리딘-싸이오우레아 촉매는 마이클 첨가 반응을 촉매화 하지 못했고, 키랄성 인산유도체 촉매들 역시 낮은 입체선택성과 낮은 수율을 보였다.
이러한 유기촉매를 이용한 합성 방법들은 환경 부하가 적으며 다양한 화합물의 실용적인 합성법의 하나가 될 것으로 예상된다. 더욱 높은 선택성의 촉매나 광범위한 일반성을 가진 촉매의 개발, 환경에 우수하여 불요한 생성물을 배출하지 않는 유기촉매의 개발 등 우수한 기능의 유기촉매가 개발된다면 유기촉매를 이용하는 비대칭 촉매반응이 실제 프로세스에 많이 사용될 것으로 기대된다.
