시아노기는 강한 극성과 전자 흡수성을 가지고 있어 표적 단백질 깊숙이 침투하여 활성 부위의 주요 아미노산 잔기와 수소 결합을 형성할 수 있습니다. 동시에 시아노기는 카르보닐, 할로겐 등의 작용기와 생체 전자 동위체로서, 작은 약물 분자와 표적 단백질 간의 상호작용을 강화할 수 있으므로 의약품 및 농약의 구조 변형에 널리 사용됩니다[1]. 대표적인 시아노기를 함유하는 의약품으로는 삭사글립틴(그림 1), 베라파밀, 페북소스타트 등이 있으며, 농약으로는 브로모페니트릴, 피프로닐 등이 있습니다. 또한 시아노 화합물은 향료, 기능성 소재 등의 분야에서도 중요한 응용 가치를 지닙니다. 예를 들어, 시트로니트릴은 국제적으로 인정받는 새로운 니트릴 향료이며, 4-브로모-2,6-디플루오로벤조니트릴은 액정 소재 제조의 중요한 원료입니다. 시아노 화합물은 그 독특한 성질로 인해 다양한 분야에서 널리 사용되고 있음을 알 수 있다[2].

시아노기는 강한 극성과 전자 흡수성을 가지고 있어 표적 단백질 깊숙이 침투하여 활성 부위의 주요 아미노산 잔기와 수소 결합을 형성할 수 있습니다. 동시에 시아노기는 카르보닐, 할로겐 등의 작용기와 생체 전자 동위체로서, 작은 약물 분자와 표적 단백질 간의 상호작용을 강화할 수 있으므로 의약품 및 농약의 구조 변형에 널리 사용됩니다[1]. 대표적인 시아노기를 함유하는 의약품으로는 삭사글립틴(그림 1), 베라파밀, 페북소스타트 등이 있으며, 농약으로는 브로모페니트릴, 피프로닐 등이 있습니다. 또한 시아노 화합물은 향료, 기능성 소재 등의 분야에서도 중요한 응용 가치를 지닙니다. 예를 들어, 시트로니트릴은 국제적으로 인정받는 새로운 니트릴 향료이며, 4-브로모-2,6-디플루오로벤조니트릴은 액정 소재 제조의 중요한 원료입니다. 시아노 화합물은 그 독특한 성질로 인해 다양한 분야에서 널리 사용되고 있음을 알 수 있다[2].

2.2 에놀 보라이드의 친전자성 시안화 반응

Kensuke Kiyokawa 팀[4]은 시안화 시약인 n-시아노-n-페닐-p-톨루엔설폰아미드(NCTS)와 p-톨루엔설포닐 시아나이드(tscn)를 사용하여 에놀 보론 화합물의 고효율 친전자성 시안화 반응을 달성했습니다(그림 3). 이 새로운 방식을 통해 다양한 β-아세토니트릴을 얻을 수 있으며, 광범위한 기질을 사용할 수 있습니다.

2.3 케톤의 유기 촉매 입체선택적 실리코 시아나이드 반응

최근 Benjamin list 팀[5]은 Nature 저널에 2-부타논의 거울상 이성질체 구별(그림 4a)과 HCN 또는 tmscn을 시안화 시약으로 사용하여 효소, 유기 촉매 및 전이 금속 촉매를 이용한 2-부타논의 비대칭 시안화 반응(그림 4b)을 보고했습니다. tmscn을 시안화 시약으로 사용하면 2-부타논과 다양한 다른 케톤이 idpi의 촉매 조건 하에서 고도로 거울상 선택적인 실릴 시안화 반응을 거쳤습니다(그림 4C).

그림 4 A, 2-부타논의 거울상 이성질체 구별. b. 효소, 유기 촉매 및 전이 금속 촉매를 이용한 2-부타논의 비대칭 시안화 반응.

c. Idpi는 2-부타논 및 다양한 기타 케톤의 고도로 입체선택적인 실릴 시아나이드 반응을 촉매합니다.

2.4 알데하이드의 환원적 시안화 반응

천연물 합성에서 녹색 토스믹은 입체적으로 방해받는 알데히드를 니트릴로 쉽게 변환하기 위한 시안화 시약으로 사용됩니다. 이 방법은 알데히드와 케톤에 추가적인 탄소 원자를 도입하는 데에도 사용됩니다. 이 방법은 지아디페놀라이드의 거울상 선택적 전합성에서 건설적인 의미를 가지며 클레로단, 카리베놀 A 및 카리베놀 B와 같은 천연물 합성의 핵심 단계입니다[6] (그림 5).

2.5 유기아민의 전기화학적 시안화 반응

친환경 합성 기술로서 유기 전기화학 합성은 다양한 유기 합성 분야에서 널리 사용되어 왔습니다. 최근 들어 더욱 많은 연구자들이 이에 주목하고 있습니다. PrashanthW. Menezes 팀[7]은 최근 저렴한 Ni2Si 촉매를 사용하여 1.49vrhe의 일정한 전위에서 방향족 아민 또는 지방족 아민을 1m KOH 용액에서 (시안화 시약을 첨가하지 않고) 해당 시아노 화합물로 직접 산화시킬 수 있으며 높은 수율을 얻을 수 있다고 보고했습니다(그림 6).

03 요약

시안화 반응은 매우 중요한 유기 합성 반응입니다. 녹색 화학의 개념에서 출발하여 환경 친화적인 시안화 시약이 기존의 독성 및 유해한 시안화 시약을 대체하고, 무용매, 무촉매, 마이크로파 조사와 같은 새로운 방법을 사용하여 연구 범위와 깊이를 더욱 확장함으로써 산업 생산에서 막대한 경제적, 사회적, 환경적 이익을 창출하고 있습니다[8]. 과학 연구의 지속적인 발전과 함께 시안화 반응은 고수율, 경제성 및 녹색 화학 방향으로 발전할 것입니다.