유기 분자 합성에서 치환 반응은 원하는 원자나 작용기를 분자에 도입하는 가장 기본적인 방법 중 하나입니다. 그러나 기존의 치환 반응은 반응성이 높은 특정 위치에서만 일어나는 경우가 많아, 복잡한 분자의 구조를 원하는 방향으로 선택적으로 변형하는 데에는 근본적인 한계가 있습니다. 이러한 제약은 다양한 분자 구조를 탐색하고 원하는 성질을 가진 새로운 물질을 개발하는 데 큰 걸림돌이 됩니다.
본 연구는 이러한 한계를 극복하기 위해 기존 분자의 탄소 골격을 유지하면서 질소 원자단만 선택적으로 교체하는 아자-코어 오버라이팅(Aza-Core Overwriting)이라는 새로운 합성 전략을 제안합니다. 이를 구현하기 위해 기존의 탄소–질소 결합을 선택적으로 끊고 새로운 질소원을 도입할 수 있는 촉매와 반응 시스템을 개발하고자 합니다. 분자의 탄소 골격과 주요 작용기를 보존하면서 질소 교체 반응을 정밀하게 제어할 수 있는 화학적 원리를 확립하고자 합니다.
이 기술을 통해 복잡한 분자를 처음부터 다시 합성하지 않고도 다양한 의약품 유도체와 동위원소 표지 화합물을 효율적으로 확보할 수 있을 것으로 기대합니다. 궁극적으로 이미 완성된 분자의 구조를 원하는 방향으로 직접 바꾸는 새로운 합성화학의 기반을 마련하여, 의약품 개발과 기능성 소재 연구에 기여하고자 합니다.