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표제지

목차

초록 13

1. 서론 15

1. 옥사졸리디논 (Oxazolidinone) 15

1-1. Introduction 15

1-2. Previous Syntheses of Oxazolidinone 17

1-3. Curtius rearrangement 22

1-4. (-)-Cytoxazone 23

1-5. Previous Synthesis of (-)-Cytoxazone 24

2. 감마 뷰티로락톤 (γ-Butyrolactone) 26

2-1. Introduction 26

2-2. Previous Syntheses of γ-butyrolactone 28

2-3. Kowalski ester homologation 35

2-4. 리그난 (Lignan) 36

2-5. Gymnothelignan 38

3. Asymmetric aldol 41

2. 본론 43

Part 1. Concise Total Synthesis of (-)-Cytoxazone 43

1. Nucleophilic Azidation/Curtius reaction 43

2. The reactivity with a simpler ester functionality 45

3. Substrate scope 47

4. Concise Total Synthesis of (-)-Cytoxazone 49

Part 2. Divergent Total syntheses of Gymnothelignan N and Beilschmin A 51

1. Original condition of Kowalski Homologation 51

2. This Study 52

3. 결론 60

4. 실험방법 61

시약 및 기기 61

Part 1. Total synthesis of (-)-Cytoxazone 62

Part 2. Divergent Total Syntheses of Gymnothelignan N and Beilschmin A 78

참고문헌 96

ABSTRACT 103

Table 1. Attemped conditions of Azidation/Curtius rearrangement 44

Table 2. Azidation/Curtius reaction of methyl ester 45

Table 3. Attemped conditions of deoxygenation 54

Table 4. Attemped conditions of oxidative Friedel-Crafts reaction 58

Figure 1. Natural products and pharmaceuticals containing oxazolidinones 15

Figure 2. (-)-Cytoxazone 23

Figure 3. Natural products containing γ-butyrolactone 26

Figure 4. Natural products containing lignan 36

Figure 5. Structures of Gymnothelignan A-J 38

Figure 6. Structures of Gymnothelignan M-U 39

Figure 7. Structure of organolithium reagents 53

Scheme 1. Early methods employed with amino alcohol 17

Scheme 2. Conversion of aldehyde to oxazolidinone 17

Scheme 3. Oxazolidinone from epoxide and isocyanate 18

Scheme 4. Synthesis of oxazolidinone using catalyst 19

Scheme 5. CO₂ as a carbonyl source 20

Scheme 6. Reaction performed with DPPA 21

Scheme 7. The Curtius rearrangement and its applications 22

Scheme 8. Synthetic approach for (-)-Cytoxazone in 2021 24

Scheme 9. Natural products synthesized via halolactonization 28

Scheme 10. Bromolactonization of acid with KBr and Oxone 29

Scheme 11. Chromium-catalyzed asymmetric lactonization 30

Scheme 12. Transition metal-catalyzed direct lactonization reactions 31

Scheme 13. General lactonization concept 32

Scheme 14. γ-Butyrolactone by direct annulation of aldehyde 32

Scheme 15. Synthesis of γ-butyrolactone 34

Scheme 16. Proposed mechanism of Kowalski ester homologation 35

Scheme 17. Crimmins' stereodivergent syn aldol reaction 41

Scheme 18. Synthesis of oxazolidine-2-one via the Azidation/Curtius rearrangement 43

Scheme 19. Azidation/Curtius reaction of methyl ester 45

Scheme 20. Azidation/Curtius reaction of carboxylic acid with the treatment of DPPA 46

Scheme 21. Substrate scope of the synthesis of 4,5-disubstituted oxazolidine-2-ones 48

Scheme 22. Total synthesis of (-)-Cytoxazone 49

Scheme 23. Original condition of Kowalski homologation 51

Scheme 24. Syn- γ-lactone optimized condition 52

Scheme 25. Synthesis of key intermediate 54

Scheme 26. Synthesis of Beilschmin A 56

Scheme 27. Synthesis of Gymnothelignan N 57

초록보기

자연계에서 옥사졸리디논 (oxazolidinone)과 감마 뷰티로락톤 (γ-butyrolactone)의 골격을 가지고 있는 천연물은 10% 이상 존재하며 항생제, 항균, 항암의 생물학적 특성을 가지고 있다고 보고되었다. 이런 특징들로 옥사졸리디논과 락톤은 중요한 합성 중간체 역할을 할 수 있어 의약화학 및 합성연구 분야에서 관심을 받아 여러 합성방법들이 보고되었다.

본 연구에서는 옥사졸리디논과 락톤 합성을 위한 전구체로 비대칭 알돌 물질을 사용한다. 이 반응을 통해 2 개의 입체중심탄소를 도입한 후 One-pot 으로 각각의 개발한 방법을 이용하여 반응을 진행해 생성물을 합성하게 된다. 첫 번째 파트에서는 4,5-이치환된 옥사졸리디논 골격 합성에 대하여 가장 효율적인 접근 방식을 제안한다. 이전의 합성 사례 중 단일 치환된 옥사졸리디논의 합성법은 많이 보고되어 있지만 이치환된 구조의 사례는 거의 보고되어 있지 않다. 우리가 개발한 합성전략은 변형된 Curtius 반응을 기반으로 내부 고리화 반응을 통해 oxazolidine-2-one 구조를 합성한다. 본 연구에서는 개발한 합성법을 이용하여 옥사졸리딘 골격을 갖는 (-)-Cytoxazone 을 현재까지 보고된 전합성 사례 중 가장 짧은 3 단계와 높은 수율로 합성하였다. 이는 옥사졸리디논 골격을 갖는 천연물 합성에 있어 본 연구실에서 개발한 전략이 매우 유용하게 사용될 수 있다는 것을 증명하는 사례이다. 두 번째 파트에서는 해당 연구실에서 이전에 보고한 Kowalski homologation 반응을 개선하여 천연물의 핵심 중간체인 감마 락톤을 합성하였다. 이미 발표한 Kowalski homologation 방법은 감마 락톤 합성 사례 중 한 단계로 높은 수율의 락톤을 얻을 수 있는 효율적인 방법이다. 그러나 본래의 합성법은 일부 경우에 대해 일반성이 제한되었다. 따라서 우리는 이전 반응 조건의 일부를 개선하기위해 노력했고 성공적인 결과를 얻었다. 개선된 합성법은 2 개의 입체중심탄소와 다양한 치환기를 포함한 락톤 합성을 이전보다 선택적으로 락톤만을 높은 수율로 얻을 수 있게 하였다. 이렇게 만든 카이랄 감마 락톤을 중간체로 하여 리그난 구조를 가진 다양한 화합물 Gymnothelignan N, Beilschmin A 을 기존보다 향상된 수율과 짧은 단계로 합성하였다.