Part 1. Construction of intramolecular C-O and C-N bond1.1. Stereoselective C-O bond formation via palladium (II)-catalyzed C(sp$^3$)-H activation using chiral bidentate groupOxaspiro compound structure, which is often found in natural materials and pharmacologically active structures, is produced through palladium-catalyzed activation of sp3 hybridized-carbon-hydrogen bonds. At this time, a chiral bidentate directing group using pyridine and alkyl substituent enhanced the stereoselectivity of the intramolecular alkoxylation reaction. This could make it possible to synthesize from a simple ring structure to spiro compounds, nitrogen-containing heterocyclic compound and its derivatives.1.2. C-N bond formation via photocatalyzed oxidative C-H amidationThe generation of amidyl radical through concerted proton-coupled electron transfer (PCET) formed intramolecular carbon-nitrogen bonds. The triplet energy state of the photocatalyst, which is excited by visible light, caused isomerization of alkene, followed by proton loss and electron transfer by excited photocatalyst and base, resulting in homolytic cleavage of N-H bond and radical generation. Finally, through participation of oxygen as oxidant, we synthesized quinolinone and phenanthridinone, which are important scaffolds of bioactive natural compound and drug, and their derivatives.Part 2. Developing dual inhibitors for muscarinic acetylcholine receptor 3 and casein kinase 1Overexpression of the ERK1/2 signal causes proliferation and growth of cancer cell, and muscarinic acetylcholine receptors (mAChRs) are important factor as upstream factor in signal transduction. We have developed a dual inhibitor that could reduce the activation of ERK1/2 by suppressing mAChR3 as antagonist, also block casein kinase 1, which induced ERK1/2 as downstream signaling of mAChR3. Our dual inhibitors inhibit both extracellular receptor and internal kinase and has an inhibitory activity that lowers the side effect.
Part 1. 분자 내 탄소-산소, 탄소-질소 결합 형성 반응 연구1.1. 팔라듐 촉매하에서 카이랄 이중배위 지향성기를 이용한 입체 선택적 탄소-산소 결합 형성자연물과 약리 활성 구조에서 많이 발견되는 옥사스피로 화합물 구조를 팔라듐 촉매하에 sp$^3$ 혼성 탄소-수소 결합의 활성화를 통해 생성한다. 이때, 피리딘과 알킬 치환기를 이용한 카이랄 이중배위 지향성기가 분자 내 알콕시화 반응의 입체선택성을 높인다. 이를 통해 간단한 고리형 이써부터 스피로 화합물, 질소를 포함한 헤테로 고리화합물과 그 유도체를 합성할 수 있다.1.2. 광촉매하에서 탄소-수소 산화성 아미데이션을 이용한 탄소-질소 결합 형성양자 결합 전자 이동 반응을 통한 아미딜 라디칼을 생성하여 분자 내 탄소-질소 결합을 만든다. 빛에 의해 들뜬 광촉매의 삼중항 에너지 준위가 알켄의 아이소머화 이후, 들뜬 광촉매와 염기에 의한 양자 소실과 전자 이동이 함께 발생하여 질소-수소 결합의 균일 분해를 일으켜 라디칼 생성이 가능하다. 이후 추가적인 산화제의 필요없이 산소의 반응 참여를 통해, 생리활성을 가지는 자연물과 약물의 중요한 구조체인 퀴놀리논과 페난트리디논의 유도체를 합성한다. Part 2. 무스카린성 아세틸콜린 수용체 3과 카세인 키나아제 1의 이중 저해제 개발ERK1/2 신호의 과발현은 암세포의 증식과 생장을 일으키며, 무스카린성 아세틸콜린 수용체는 이러한 신호전달의 중요한 상위 인자이다. 우리는 ERK1/2 활성을 낮추기 위한 안타고니스트와, 무스카린성 아세틸콜린 수용체 3의 하위 신호전달자이자 ERK1/2 에 연관된 인자 중 하나인 카세인 키나아제 1을 모두 억제하는 이중 저해제를 개발한다. 저해제는 세포 외부의 수용체와 내부의 키나아제를 모두 억제하여 부작용을 낮춘 억제 활성도를 가진다.
