키랄성(chiral) 화합물은 의약품, 디스플레이, 정밀화학 등 광범위한 산업분야에서 응용되므로, 이 화합물의 효율적인 합성법 개발은 오랫동안 주요한 연구 과제 였습니다. 두루 활용되는 대표적 합성법으로는 키랄성 리간드를 활용한 비대칭 전이금속 촉매반응이 있습니다. 이러한 비대칭 촉매반응 분야는 전이금속에 배위하여 유기반응의 반응성과 선택성 조절을 가능케하는 다양한 키랄성 리간드들의 개발을 통하여 괄목할만한 발전을 이루었습니다.

그럼에도 전이금속 촉매사이클 내에 고산화수(high-valent) 전이금속 중간체가 포함되는 경우에는 기본적인 리간드의 힘만으로 충분한 반응을 일으키기 어려웠기 때문에 추가적인 산화제의 사용 혹은 빛의 도움에 의존할 수 밖에 없었습니다. 그 결과 개발 가능한 반응범위가 제한되거나 반응성이 낮아, 이를 극복하기위해 긴 반응 시간, 높은 촉매 loading 등이 요구되었습니다.

본 연구에서는 초염기를 도입한 새로운 키랄성 리간드를 설계함으로써 빛, 산화제 등의 추가적인 도움 없이도 효율적으로 고산화수 전이금속 중간체에 접근할 수 있는 촉매 플랫폼을 구축하고자 합니다. 전이금속의 산화수 변화에 유연하게 대처할 수 있도록 고안된 키랄성 리간드는 반응성이 탁월한 고산화수 중간체를 포함하는 촉매사이클을 가능하게 하고, 이를 통해 기존 방식으로는 불가능했거나 도전적이었던 반응들의 성공적인 개발이 이어질 것으로 기대합니다.

고산화수 금속착물의 구조 및 근본적인 반응성에 대한 심도있는 이해에서부터 비대칭 촉매반응의 응용까지 아우르는 연구로, 리간드가 활성화하는 고산화수 전이금속 화학의 새로운 장을 펼치고자 합니다.