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수록정보
25권4호(2014) |수록논문 수 : 17
간행물 제목
25권4호(2014년) 수록논문
권호별 수록 논문
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1아크플라즈마 증착을 이용한 나노촉매 재료 제작

저자 : 김상훈 ( Sang Hoon Kim )

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학 25권 4호 발행 연도 : 2014 페이지 : pp. 341-345 (5 pages)

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아크플라즈마를 이용해 촉매입자를 촉매지지체에 건식으로 직접 분산하는 기술에 대한 개괄과 응용사례를 소개한다. 이 방법은 촉매입자를 담지하는 일반적인 방법인 습식법의 단점을 개선하고자 촉매입자를 기화하여 직접 담지체에증착하는 방법이다. 아크플라즈마 증착을 이용해 제작한 촉매재료의 성능을 연구한 사례 세가지를 소개한다. 이 사례들을 통해 이 방법으로 증착되는 나노입자의 크기가 1∼5 nm 정도이고 일반적으로 습식 방법보다 촉매성능면에서 우수한 성능을 나타낸다는 것을 보인다.


Catalyst nanoparticles are prepared by arc plasma deposition (APD). First, overview of the APD technique is reviewed andsecond, some applications of the technique for nanocatalyst preparation are reviewed. Nanoparticles prepared by APD are typically1∼5 nm in size and their catalytic activity is generally better than that of conventional wet-chemically preparednanocatalysts.

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2정전기적 흡,탈착 공정에서의 탄소 전극

저자 : 정상호 ( Sang Ho Chung ) , 이재광 ( Jae Kwang Lee ) , 조이오콘 ( Joey D. Oeon ) , 손영일 ( Young Il Son ) , 이재영 ( Jae Young Lee )

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학 25권 4호 발행 연도 : 2014 페이지 : pp. 346-351 (6 pages)

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인구증가와 산업화로 인한 물의 수요 급증에 따른 제3세대 수처리 기술로써 정전기적 흡·탈착 공정에 대한 연구가진행되고 있다. 정전기적 흡·탈착 기술의 경우, 기존에 사용되는 수처리 방법들에 비해 에너지 소비량이 적으며, 재생시에 2차 오염이 발생하지 않아 차세대 수처리 기술로 주목 받고 있다. 정전기적 흡·탈착 기술에서 이온 제거를 위한전극 물질로는 넓은 비표면적과 높은 전도도를 갖는 탄소 전극이 주로 사용된다. 현재 다양한 탄소 물질로 이루어진전극에 대한 연구가 수행되고 있으며, 특히 비표면적, 기공 분포에 따른 흡·탈착 연구가 활발히 진행되고 있다. 본총설에서는 다양한 탄소 물질 및 기공 분포에 따른 영향을 분석하고, 메조기공과 마이크로기공이 조화를 이루는 최적의 조건을 제시하고자 한다.


With the world population's continuous growth and urban industrialization, capacitive deionization (CDI) has been proposedas a next-generation water treatment technology to augment the supply of water. As a future water treatment method, CDIattracts significant attention because it offers small energy consumption and low environmental impact in comparison to conventionalmethods. Carbon electrodes, which have large surface area and high conductivity, are mainly used as electrode materialsof choice for the removal of ions in water. A variety of carbon materials have been investigated, including their adsorption-desorption behavior in accordance to the specific surface area and pore size distribution. In this review, we analyzed andhighlighted these carbon materials and looked at the impact of pore size distribution to the overall CDI efficiency. Finally,we propose an optimal condition in the interplay between micropores and mesopores in order to provide the best electrosorptionproperty for these carbon electrodes.

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3실리콘 변성 에폭시 코팅 액의 제조와 물성

저자 : 김진경 ( Jin Kyung Kim ) , 박승우 ( Seung Woo Bak ) , 황희남 ( Hee Nam Hwang ) , 강두환 ( Doo Whan Kang ) , 강호종 ( Ho Jong Kang )

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학 25권 4호 발행 연도 : 2014 페이지 : pp. 352-356 (5 pages)

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α,ω-Aminopropylpolydimethylsiloxane을 bisphenol-A diglycidyl ether (DGEBA)계 이관능성 에폭시 수지와 반응시켜 polydimethylsiloxane(PDMS)의 양 말단에 에폭시가 도입된 실리콘 변성 에폭시 수지(EMPDMS)를 제조한 다음 alkylesteraminopropylalkoxy silane (XD 5607)을 반응시켜 PDMS가 도입된 에폭시 hybrid 화합물(EMPDMSH)을 제조하고 이를FT-IR, 1H-NMR 및 29Si-NMR로 구조를 확인하였다. EMPDMSH base 수지에 용매를 혼합하여 코팅 액을 제조하였으며,이를 에폭시/유리 섬유 복합재료로 얻어진 필름에 도포하고 경화시킨 후 base수지 중에 함유된 PDMS의 함량에 따른물성을 측정하였다. 코팅 면의 접촉각을 측정한 결과 기존의 에폭시 수지로 코팅하여 얻은 코팅 면에 비해 접촉각이41 ° 에서 71 °로 약 30 ° 정도 증가되고 있어 코팅 면에 PDMS가 나타나 있음을 확인할 수 있었다. 또한 접착력 및표면 평활도 개선효과 측정 결과 에폭시 자체 코팅 액이나 일반적으로 많이 사용되고 있는 아크릴계 코팅 액 보다5B 등급의 뛰어난 접착력을 나타내었고 평활도 개선 효과도 우수함을 나타내었다.


PDMS modified epoxy resin with epoxy group (EMPDMS) was prepared from the reaction of α,ω-aminopropylpolydimethylsiloxaneand diglycidyl ether of bisphenol-A (DGEBA) based epoxy resin, and PDMS modified epoxy hybrid compound (EMPDMSH)was prepared by introducing alkylesteraminopropyl alkoxy silane to EMPDMS. Their structures were characterized usingFT-IR, 1H-NMR and 29Si-NMR. Coating materials were prepared by mixing EMPDMSH base and solvent. Physical propertiesof the coating materials coated on epoxy/glass fiber composite film were measured according to the content of PDMS inEMPDMSH. Contact angle of coating film was increased 30 to 71 degree. Adhesive property of coating film was 5B degreebetter then epoxy or acrylate coating materials, and surface roughness was decreased as increasing in EMPDMSH.

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4용매 열처리법을 통한 diketopyrrolopyrroles 화합물의 안료화 및 그 특성

저자 : 김재환 ( Jae Hwan Kim ) , 양석원 ( Seok Won Yang ) , 김대성 ( Dae Sung Kim ) , 우관주 ( Guan Zhu Wu ) , 이근대 ( Gun Dae Lee ) , 박성수 ( Seong Soo Park )

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학 25권 4호 발행 연도 : 2014 페이지 : pp. 357-362 (6 pages)

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본 연구에서는 높은 은폐력과 선명한 색상을 나타내는 diketopyrrolopyrroles (DPP) red 254 안료를 제조하기 위하여 미리 합성한 DPP red 254 crude를 용매 열처리 온도, 유도체 첨가 또는 볼밀링 조건들이 조합된 용매 열처리 공정을 통하여 얻어진 시료들의 물성을 비교 분석하였다. 시료의 특성은 FT-IR, UV-Vis 분광기, TEM, PSA, BET surface area analyzer,viscometer 및 spectrophotometer를 이용하여 분석하였다. 합성한 DPP red 254 crude를 볼밀링 나노화하고 용매 열처리하는 방법이 매우 효과적인 안료화 공정임을 확인하였다.


To prepare diketopyrrolopyrrole (DPP) red 254 pigment with high shield and bright color, DPP red 254 crude previously synthesizedwas treated at various thermal-treat temperature, addition derivative and ball-milling. The properties of samples weremeasured by the means of FT-IR, UV-Vis spectroscopy, TEM, PSA, BET surface area analyzer, viscometer andspectrophotometer. It was found that solvent thermal-treatment of the sample prepared after ball-milling as nano-scale was veryeffective method in pigmentation process.

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5추출법에 따른 큰실말(Cladosiphon novae-caledoniae kylin) 부산물식이섬유의 항산화 효과 및 HT-29 대장암 세포에 대한 항암 작용

저자 : 정행순 ( Haeng Soon Jeong ) , 이재화 ( Jae Hwa Lee )

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학 25권 4호 발행 연도 : 2014 페이지 : pp. 363-367 (5 pages)

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연구에서는 큰실말 부산물의 추출 조건(HCl, H2SO4, NaOH, Na2CO3, Na2EDTA)에 따른 식이섬유 함량을 조사하였다. 또한 큰실말 부산물로부터 분리한 식이섬유의 총 폴리페놀과 플라보노이드양을 측정하고 HT-29 대장암 세포에서의 증식 억제를 통한 항암효과를 확인하였다. 1.5% Na2EDTA와 0.05 N HCl이 큰실말 부산물로부터 가용성 식이섬유를 추출하는데 효과적이었으며 추출 시간과 온도도 가용성 식이섬유의 추출수율에 영향을 주었다. 큰실말 부산물 식이섬유의 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량은 1% NaOH 추출물에서 가장 높게 측정되었다(총 폴리페놀 34.4 ± 0.055mg gallic acid/g dry basis, 총 플라보노이드 34.7 ± 0.023 mg naringin/g extract dry basis). 또한 DPPH 라디칼 소거능측정에서도 1% NaOH 추출물에서 가장 높은 항산화 효과를 보였다. 대장암 세포주의 세포 생존율 측정 결과, D.W.와0.05 N HCl 및 0.5% Na2CO3 추출물에서 농도의존적 세포 증식 억제를 보였다. 이들 결과는 큰실말 부산물로부터 분리한 가용성 식이섬유가 항산화 및 대장암에서의 항암효과에 중요한 기능이 있음을 시사한다.


In this study, the dietary fiber contents of Mozuku (Cladosiphon novae-caledoniae kylin) residue and the extraction condition(HCl, H2SO4, NaOH, Na2CO3, Na2EDTA) of the dietary fiber was investigated. We examined that the contents of the totalpolyphenols and flavonoids in the dietary fiber from Mozuku residue, and the potent anti-cancer effect was also tested throughthe growth inhibition in human colon cancer cells (HT-29) in vitro. It was effective to extract soluble dietary fiber with 1.5%Na2EDTA and 0.05 N HCl in Mozuku residue. The extraction time and temperature affected the yields of soluble dietaryfiber. The contents of the total polyphenols and flavonoids in the dietary fiber from Mozuku residue were the highest in 1%NaOH extract (Total polyphenols 34.4 ± 0.055 mg gallic acid/g dry basis, total flavonoids 34.7 ± 0.023 mg naringin/g extractdry basis). In DPPH radical scavenging activity, 1% NaOH extract showed the most potent antioxidant activity. In the resultof viability in human colon cancer cells, growth inhibition was observed in D.W., 0.05 N HCl, and 0.5% Na2CO3 extractsin a dose-dependent manner. These results demonstrated that soluble dietary fiber from Mozuku residue significant antioxidantactivity and anticancer in human colon cancer.

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6친수성 L-ascorbic acid와 소수성 α-tocopherol을 모두 포집하는 ethosome의 특성

저자 : 임윤미 ( Yoon Mi Lim ) , 전윤경 ( Yoon Kyung Jun ) , 박세연 ( Se Yeon Park ) , 진병석 ( Bayung Suk Jin )

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학 25권 4호 발행 연도 : 2014 페이지 : pp. 368-373 (6 pages)

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친수성 아스코르빈산(L-ascorbic acid)과 소수성 토코페롤(α-tocopherol)을 모두 함유하는 ethosome 베시클을 제조하면서 이들의 특성을 살펴보았다. Ethosome에 포집되는 아스코르빈산 수용액 농도가 증가할수록 베시클 입자 크기는 작아졌다. 토코페롤은 HPC에 혼합되어 ethosome 베시클 액정막의 구성 성분이 되는데 토코페롤 혼합에 의해 베시클 입자크기와 아스코르빈산 수용액의 포집효율이 다소 증가하였다. 그러나 혼합비율이 25 wt% 이상이 되면 베시클 막이 불완전한 액정구조로 변하면서 입자크기는 크게 증가하고 포집효율은 크게 감소하였다. 아스코르빈산과 토코페롤이 함께 ethosome에 포집되어 있을 때 항산화 효능이 고온(40 ℃)에서도 5주간 안정하게 유지됨을 확인하였다. UV 조사 실험에서도 아스코르빈산은 수용액 상태로 있을 때에 비해 ethosome에 포집되어 있을 때 안정성이 향상되었다.


Coencapsulation of hydrophilic L-ascorbic acid and hydrophobic α-tocopherol in ethosome vesicles was attempted and theirproperties were investigated in this study. The size of vesicles decreased with increasing concentration of L-ascorbic acid solutionencapsulated in ethosome. The vesicle size and encapsulation efficiency of ethosomes increased slightly when α-tocopherol was added into the HPC-forming liquid crystalline membrane of ethosome. However, the vesicle size increasedhighly and the encapsulation efficiency decreased abruptly at mixing ratios above 25 wt% due to the formation of an imperfectliquid crystalline structure within a vesicle membrane. It was observed that antioxidant activity was maintained for 5 weeksat 40 ℃ when L-ascorbic acid and α-tocopherol were coencapsulated in ethosome. The L-ascorbic acid in ethosome wasstable compared to that in aqueous solution under UV radiation.

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7탈산처리시 기록물 표면에 발생하는 MgO 입자의 백화현상 규명

저자 : 한신호 ( Sien Ho Han ) , 이상규 ( Sang Kyu Lee ) , 신현창 ( Hyun Chang Shin ) , 김호진 ( Ho Jin Kim )

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학 25권 4호 발행 연도 : 2014 페이지 : pp. 374-379 (6 pages)

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기록물 보존을 위한 탈산처리 완료 후 탈산제 성분인 MgO 입자가 기록물 표면에 미세 입자 형태로 남아있는 일명백화현상이 나타나고 있다. 이 MgO 미세입자에 의한 백화현상은 MgO 입자가 분산되어 종이의 섬유질에 흡착함으로써 탈산효과를 나타내야 하나, MgO 입자의 농도와 입자크기가 적합하지 않을 경우 분산이 잘 이루어지지 않아 종이표면에 과량 흡착됨으로써 흰색인 MgO 미세입자로 입혀지는 현상이다. 이는 작업환경의 저해를 가져오고 또한 탈산처리 시 작업자 건강에 대한 우려가 증대되고 있으나, 이에 대한 원인 규명 및 대책은 없는 상황이다. 따라서 백화현상의 원인 규명 및 향후 대책을 수립하기 위하여 국내외에서 널리 사용되는 탈산제의 물성분석과 탈산제의 주요성분인MgO 입자 크기 및 함량 변화에 따른 탈산 실험을 수행하였다. 탈산 실험은 산성지와 백상지를 사용하였으며, 탈산처리 후 SEM 기기분석으로 MgO 입자의 산성지 및 백상지의 지류 표면 흡착정도를 비교하였다. 실험결과 MgO 입자크기가 847 nm 크기로 유지되는 경우 실험한 두 종류의 지류 모두에서 백화현상이 현저하게 감소되는 것을 확인하였으며,MgO 입자크기가 백화현상의 주요 원인이다.


After completing deacidification process and evacuating rest of solvent, white fine particles of MgO are found on the surfaceof archival materials, such as books and documents. When MgO particles remain on the surface of archives, instead of beingwell dispersed and absorbed into cellulose fiber of archives, such white fine particles are found. These particles have raisedconcerns for employees' deacidification environment and their health; however, the concerns have not been addressed. To findthe cause of white fine particles on the surface of archives after deacidification process and to propose the its solution, anacidic paper and wood free paper were applied with deacidifying chemicals. We analyzed the domestic and abroad deacidifyingchemicals`` physical properties and conducted deacidifcation processes to find effects of different contents and sizes of MgOon white fine particles. When the size of MgO particle was 847 nm, there was significantly less amount of white fine particleson the surface of archival materials. This means that the size of MgO particle plays a significant role in producing whitefine particles on the surface of archives.

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8아토마이징 제강 환원슬래그를 골재로 사용한 폴리머 콘크리트 복합재료의 특성(2) (폴리스티렌 수축저감재 사용)

저자 : 황의환 ( Eui Hwan Hwang ) , 김진만 ( Jin Man Kim )

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학 25권 4호 발행 연도 : 2014 페이지 : pp. 380-385 (6 pages)

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철강산업에서 발생되는 제강 환원슬래그(Ladle furnace slag, LFS)를 사용하여 아토마이징 공법을 통하여 구형의 아토마이징 제강 환원슬래그를 제조하였다. 아토마이징 제강 환원슬래그의 대량 재활용 기술을 개발하기 위하여 구형의 아토마이징 제강 환원슬래그를 입도에 따라 잔골재(강모래)와 굵은 골재(쇄석)를 대체 사용하여 폴리머 콘크리트 복합재료를 제조하였다. 폴리머 콘크리트 복합재료의 특성을 조사하기 위하여 폴리머 결합재의 첨가율과 아토마이징 제강 환원슬래그의 대체율에 따라 다양한 배합의 폴리머 콘크리트 공시체를 제조하였다. 시험결과, 아토마이징 제강 환원슬래그의 대체율 증가에 따라 공시체의 압축강도는 감소되었으나 휨강도는 50%의 대체율에서 최대 강도를 나타내었다. 아토마이징 제강 환원슬래그를 사용함으로서 작업성이 향상되어 폴리머 콘크리트 복합재료의 생산원가에 가장 큰 영향을미치는 폴리머 결합재의 사용량을 최대 18.2 vol% 절감할 수 있었다. 그러나 내열수성시험에서 아토마이징 제강 환원슬래그를 사용한 공시체의 기계적 강도가 현저히 감소되기 때문에 더 많은 연구가 요구된다.


Spherical atomizing reduction steel slag was prepared by atomizing technology using reduction steel slag (ladle furnace slag,LFS) generated from steel industry. In order to develop the mass-recycling technology of atomizing reduction steel slag, polymerconcrete composite was prepared using spherical atomizing reduction steel slag instead of fine aggregate (river sand) andcoarse aggregate (crushed aggregate), depending on the grain size. Different polymer concrete specimens were prepared withthe various proportions of polymer binder and replacement ratios of atomizing reduction steel slag in order to investigate thecharacteristics of polymer concrete composite. Results showed that compressive strengths of polymer concrete specimens decreasedwith the increase of replacement ratios of atomizing reduction steel slag, but flexural strengths of the specimensshowed a maximum strength at the 50% of replacement ratios of atomizing reduction steel slag. It was concluded that additionratio of polymer binder, which affect greatly on the prime cost of production of polymer concrete, could be reduced by maximum18.2 vol% because the workability of the polymer concrete was remarkably improved by using the atomizing reductionsteel slag. However, further study is required because the mechanical strength of the specimen using atomizing reduction steelslag was greatly reduced in hot water resistance test.

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9코로나 방전 플라즈마를 이용한 화산암재 분말 살균

저자 : 조진오 ( Jin Oh Jo ) , 이호원 ( Ho Won Lee ) , 목영선 ( Young Sun Mok )

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학 25권 4호 발행 연도 : 2014 페이지 : pp. 386-391 (6 pages)

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본 연구에서는 상압 저온 코로나 방전 플라즈마를 화산암재(스코리아) 분말의 살균에 적용하였다. 스코리아 분말에Escherichia coli (E. coli) 배양액을 살포하여 균일하게 혼합한 후, 코로나 방전 플라즈마 특성 인자인 방전전력, 방전시간, 주입기체, 전극간격 등의 조건을 변화시키며 E. coli 살균효율을 조사하였다. 실험 결과 상압 저온 코로나 방전 플라즈마는 분말상의 스코리아 살균에 아주 효과적인 것으로 나타났으며, 방전전력 15 W에서 5 min 동안 살균한 결과 E. coli가 99.9% 이상 사멸하였다. 방전전력, 방전시간, 인가전압이 증가할수록 사멸율이 향상되었다. 반응기에 주입되는기체의 종류에 따른 살균력 실험 결과, 산소 > 모사공기(산소 20%) > 질소 순으로 나타났다. 코로나 방전 플라즈마에의한 E. coli 살균은 자외선과 활성산화종(산소라디칼, OH라디칼, 오존 등)에 의한 세포막 침식 및 에칭, 그리고 플라즈마 방전 스트리머에 의한 대장균 세포막 파괴로 설명할 수 있다.


Atmospheric-pressure nonthermal corona discharge plasma was applied to the sterilization of biologically contaminated scoriapowder. Escherichia coli (E. coli) culture solution was uniformly sprayed throughout the scoria powder for artificial inoculation,which was well mixed to ensure uniformity of the batch. The effect of the key parameters such as discharge power,treatment time, type of gas and electrode distance on the sterilization efficiency was examined and discussed. The experimentalresults revealed that the plasma treatment was very effective for the sterilization of scoria powder; 5-min treatment at 15 Wcould sterilize more than 99.9% of E. coli inoculated into the scoria powder. Increasing the discharge power, treatment timeor applied voltage led to an improvement in the sterilization efficiency. The effect of type of gas on the sterilization efficiencywas in order of oxygen, synthetic air (20% oxygen) and nitrogen from high to low. The inactivation of E. coli under theinfluence of corona discharge plasma can be explained by cell membrane erosion or etching resulting from UV and reactiveoxidizing species (oxygen radical, OH radical, ozone, etc.), and the destruction of E. coli cell membrane by the physical actionof numerous corona streamers.

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10(2S,3S,4S)-3,4-다이하이드록시글루타믹산의 효율적인 입체선택적 합성

저자 : 전종호 ( Jong Ho Jeon ) , 신나라 ( Na Ra Shin ) , 이종협 ( Jong Hyup Lee ) , 김영규 ( Young Gyu Kim )

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학 25권 4호 발행 연도 : 2014 페이지 : pp. 392-395 (4 pages)

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생리학적 활성을 가진 (2S,3S,4S)-3,4-다이하이드록시 글루타믹산(DHGA)을 값이 저렴하고 수급이 용이한 D-serine 유도체로부터 효율적으로 합성하였다. D-serine 유도체로부터 얻어진 γ-아미노-α,β-불포화성(Z)-에스터의 아민에 다이페닐메틸렌기를 도입, 이를 이용한 입체선택적 이 중 알코올화 반응을 통해 2,3 위치에 두 개의 하이드록시기를 10 : 1이상의 높은 선택성과 86%의 높은 수율로 도입하여 중간체 5a를 효율적으로 합성하였고, 이 중간체의 간단한 산화및 가수분해 반응을 통해 (2S,3S,4S)-3,4-DHGA 합성에 성공하였다. 이는 11단계에 총 30%의 수율과 입체선택적인 결과로 현재까지 보고된 (2S,3S,4S)-3,4-DHGA의 합성법 중에 가장 효율적이다. 이 결과는 OsO4을 이용한 입체선택적 이중알콜화 반응이 아미노 다이올을 포함하는 다양한 생리활성 물질의 효율적인 합성에 적용할 수 있음을 뒷받침한다.


(2S,3S,4S)-3,4-Dihydroxyglutamic acid (DHGA), a biologically active α,β-dihydroxy-γ-amino acid, was efficiently synthesizedfrom a readily available D-serine derivative in 30% overall yield over 11 steps. The key stereoselective OsO4-catalyzeddihydroxylation reaction controlled by an N-diphenylmethylene group on the amino group of γ-amino-α,β-unsaturated(Z)-ester successfully introduced the diol moiety of the intermediate 5a in 86% with more than 10 : 1 diastereomeric ration. Then it was in turn successfully converted to the desired target compound, (2S,3S,4S)-3,4-DHGA, via simple oxidation andhydrolysis in a highly stereoselective manner and a higher yield than the previous syntheses. This result strongly supportsthat our synthetic methodology of stereoselective OsO4-catalyzed dihydroxylation should be useful in stereoselctive synthesisof various bioactive compounds with an amino diol moiety.

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