서울대학껓 유기무기실험 - Proline-Catalyzed Asymmetric Aldol Reaction (6번째)

이번 실험은 Proline을 catalyst로 사용해 aldol reaction을 asymmetric하게 수행하는 실험이다. 일반적으로 aldol reaction은 enolate ketone을 nucleophile으로, aldehyde의 carbonyl carbon을 electrophile로 사용하여, 새로운 C-C bond를 합성하는 반응이다. Aldol reaction의 일반적인 scheme은 다음과 같다.

Aldol reaction은 natural molecule의 total synthesis에 매우 중요하다. 이 때, reactant들의 substitution에 따라, product aldol에는 chiral carbon이 발생할 수 있다. 유기화학에서 원하는 물질을 얻기 위해 enantioselective한 반응을 설계하는 것은 아주 중요하다. 원하는 enantiomer을 excess로 얻는 것을 asymmetric induction이라고 부른다. asymmetric induction은 주로 반응 mechanism 상에서 발생하는 steric bulkiness로 인해 발생한다. 각 enantiomer를 생성하는 intermediate에서 steric hindrance의 차이로 인해 energy의 차이가 발생하고, 이는 곧 product의 asymmetric induction으로 이어지는 것이다. Asymmetric induction은 reactant의 substituent를 조절함으로써 얻을 수도 있지만, organocatalyst를 통해서 얻을 수도 있다. Aldol reaction에서는 asymmetric induction을 얻기 위해, L-proline을 사용할 수 있다. L-proline을 이용한 aldol reaction의 mechanism은 다음과 같다.

우선 proline에 ketone이 addition되어, enamine을 이룬다. 그 후, nuelcophilic한 enamine에 ketone이 추가되어, aldol reaction을 일으킨다. 마지막으로 hydrolysis으로 aldol product이 release된다.