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새로운 상전이 촉매로서 1,2,3-트라이아졸륨 기반의 이온성액체

1,2,3-Triazolium-based ionic liquids as a novel class of phase transfer catalyst

초록/요약

양전자방출 단층촬영술(Positron Emission Tomography, PET)은 인체 내부를 3차원적으로 실시간 영상화하는 핵의학 분자영상 기술이다. 질병에 따라 비교적 짧은 반감기를 갖는 양전자방출 방사성 동위원소가 표지된 방사성 추적자들이 필요하며, 그 중에서도 플루오린-18은 110분의 반감기를 가지는 방사성 동위원소로 PET 연구 및 산업에 가장 많이 사용되고 있는 방사성 핵종이다. 플루오린-18은 보통 친핵성 [18F]불소화반응으로 표지되며, 반응성을 좋게 하기 위해 일반적으로 크립토픽스[2.2.2]나 테트라부틸암모늄 염과 같은 상전이 촉매를 사용한다. 또한 이온성 액체 및 3차 알코올이 상전이 촉매나 반응용매로 사용될 수 있음이 보고된 바 있다. 1,2,3-트라이아졸륨-기반의 이온성 액체는 기존의 이미다졸륨-기반의 이온성 액체의 유사체로서, 가장 대표적인 클릭화학인 구리(I)촉매하의 알킨/아자이드 [3+2]고리화반응을 통해 손쉽게 제조될 수 있다. 친핵성 불소화반응에서의 상전이 촉매효과를 높이기 위해 3차 알코올과 에틸렌 글리콜 작용기를 갖는 1,2,3-트라이아졸륨 이온성 액체를 제조하였으며, 금속 플루오라이드 염을 이용한 불균일상 친핵성 불소화반응을 통해 상전이 촉매 효과를 비교하였다. 치환기에 따른 상전이 촉매효과를 아세토나이트릴과 t-부탄올 용매에서 실시하여 분석한 결과 서로 상이하게 얻어졌다. 이는 3차 알코올 작용기와 플루오라이드 이온간의 수소결합에 의한 것으로 해석될 수 있다.

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초록/요약

Positron Emission Tomography (PET) is a molecular imaging technique in nuclear medicine, rendering real-time three-dimensional image of human body. Radiotracers labeled with short-lived (t1/2=110) positron-emitters are required according to the type of disease. F-18 is the most popular radionuclide in PET study and PET industry among them, and can be incorporated into organic molecules by nucleophilic [18F]fluorination The typical nucleophilic [18F]fluorination is carried out in the presence of phase transfer catalysts (PTCs) such as kryptofix[2.2.2] and tetrabutylammonium salt. Recently, imidazolium-based ionic liquids (ILs) and tertiary alcohols were reported that they play a role in heterogeneous nucleophilic substitution reaction as either reaction media or phase transfer catalyst (PTC). As an alternative to imidazolium-based ILs, 1,2,3-triazolium-based ILs can be readily prepared by using a representative click chemistry, copper(I)-catalyzed alkyne/azide [3+2]cycloaddition. A series of novel 1,2,3-triazolium-based ILs having tertiary alcohol or ethylene glycol moiety were synthesized in good yields for better reactivity of fluoride ion. They were evaluated through a heterogeneous fluorination reaction with metal fluoride salt. The substituent effect in phase transfer catalysis was analyzed in both acetonitrile and t-butanol solvents, showing different trend of reactivity probably because of hydrogen-bonding interaction between fluoride ion and 1,2,3-triazolium ILs.

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