금촉매 파주 토토사이트에 의한 카벤 형성과 합성적 이용

어떤 물질이 자체적, 혹은 다른 물질과 상호작용해 화학적 성질이 다른 물질로 변하는 현상을 화학파주 토토사이트이라 한다. 인류는 화학파주 토토사이트을 이용해 의약품 소재, 작물보호제 등 유용한 물질을 만들어냈다. 그 중에서도 유기화학은 탄소화합물(유기화합물)을 다룬다. 하지만 그 과정에서 유해한 부산물이 발생하면서 환경문제가 대두됐다. 6월 이달의 연구자로 선정된 신승훈 교수(자연대∙화학)는 친환경적일 뿐만 아니라 효율적인 화학파주 토토사이트을 개발했다.

금촉매파주 토토사이트을 이용한 카벤 중간체 형성

현대 화학산업에서 효율적인 화학파주 토토사이트은 중요하다. 효율적인 화학파주 토토사이트을 위해 다양하게 사용되는 파주 토토사이트 중간체(파주 토토사이트물에서 생성물에 이르는 과정에서 생성되는 물질로, 짧은 시간에 강한 에너지를 내고 매우 파주 토토사이트적인 분자)로 카벤이 있다. 카벤 중간체는 1980년대 전후로 금속 촉매파주 토토사이트을 통해 상온 근처에서 형성할 수 있다고 알려진 물질이다. 카벤은 파주 토토사이트성이 높지만 이를 형성하기 위해서는 독성과 폭발성을 지닌 다이아조 화합물을 사용해야 했다. 하지만 다이아조 화합물의 일종인 메테인은 강한 폭발성을 가질 뿐만 아니라 알레르기를 유발한다. 부산물로 생성되는 하이드라조산 또한 폭발성이 강해 학문적으로나 공업적으로 널리 사용되기 어려웠다. 이에 신승훈 교수는 공정상 위험이 없으면서도 효율적이고 독성 부산물도 배출하지 않는 화학파주 토토사이트을 개발했다.

화학파주 토토사이트의 효율성을 증진하기 위한 접근법에는 원자경제성(부산물의 억제), 단계경제성(합성단계 단축), 산화환원 경제성(산화수의 조절단계 감소) 등이 있다. 신승훈 교수는 그 중에서도 ‘산화환원 경제성’에 주목했다. 인위적인 산화∙환원(전자를 주고받는 화학파주 토토사이트으로 전자를 잃는 것이 산화, 전자를 얻는 것이 환원)단계를 배제하는 방법을 고안한 것. 파주 토토사이트물간의 산화상태 교환을 통해 화학파주 토토사이트에 필요한 작용기(특정 조건 하에서 파주 토토사이트성을 지니는 분자 내 한 원자 또는 원자단)를 직접 형성하도록 했다. 파주 토토사이트물로는 공정상 폭발위험을 지닌 다이아조 화합물 대신 알카인과 수산화아민 유도체를 이용했다. 알카인과 수산화아민 유도체는 화학적으로 안정해 파주 토토사이트성이 없지만 친전자성 금착물을 촉매로 사용하면 둘 사이에 산화환원 교환파주 토토사이트이 일어나 카벤 중간체를 형성할 수 있다.

신 교수는 금촉매 파주 토토사이트으로 형성된 카벤중간체를 이용한 ‘[3+2] 쌍극자 고리화 파주 토토사이트(2008)’, ‘N-H 삽입파주 토토사이트(2010)’, ‘Mannich-Michael 탠덤파주 토토사이트(2010)’ 등을 개발해 다양한 합성적 적용의 예를 제시했다. 신 교수는 “의약화학, 신약개발 등 인접분야에 파급효과를 줄 뿐만 아니라 복잡한 유기물질의 합성이 필요한 화학산업분야에 안전한 화학파주 토토사이트법을 제공하길 기대한다”고 말했다. 이번 연구결과는 올해 2월 화학분야 최고학술지인 Accounts of Chemical Research(이하 ACR)에 개재됐다. 현재까지 ACR에 유기합성분야로 수록된 국내연구자는 네 명에 불과하다.

지속가능한 화학산업 발전 필요해

신 교수는 한양대에 부임한 2004년부터 금촉매 파주 토토사이트분야를 연구해왔다. 당시는 다양한 논문들이 쏟아지며 금촉매 파주 토토사이트에 대한 관심이 높아지던 시기였다. ‘N-O결합 산화제를 이용한 카벤 형성연구’등 독창적인 연구결과를 발표하면서 그의 논문은 50회 이상 인용됐다. 세계적으로 다양한 후속연구결과를 이끌어내는 데 선도적인 역할을 했다는 평가를 받는다.

유기화학의 응용분야는 무궁무진하다. 하지만 특정 응용분야를 목적으로 하기보다는 지속 가능한 화학산업의 발전에 초점을 맞춘다고. “기존 에너지원인 화석연료는 고갈돼가고 환경문제는 심각해지고 있죠. 화학산업의 위기라고 볼 수도 있어요. 이런 문제를 극복하기 위해서는 화석원료에 대한 의존성을 줄이는 등 지속 가능한 화학산업의 발전이 필요합니다.”

신 교수는 유기화학의 매력은 간단한 아이디어에서부터 패러다임을 바꾸는 중요한 화학파주 토토사이트이 개발된다는 것이라 말했다. “칠판에 유기화학구조를 화살표로 그리는 간단한 밑그림에서부터 시작해, 그 아이디어를 실험실에서 쉽게 테스트해볼 수 있습니다. 이런 실험을 통해 노벨상도 탈 수 있는 중요한 화학파주 토토사이트이 개발되는 거죠.”

금촉매파주 토토사이트 분야에서 창의력과 우수성을 인정받은 신승훈 교수. 그는 다른 형태의 촉매파주 토토사이트에도 관심이 많다고 전했다. “금촉매 말고도 산촉매, 가시광촉매 등 다양한 유기촉매파주 토토사이트이 존재해요. 가시광은 지표면에 도달하는 태양에너지의 50퍼센트 가까이 되니, 마르지 않는 자원이라고 볼 수 있죠. 이런 다양한 유기촉매파주 토토사이트에 대해 연구해 볼 생각입니다.”

권수진 학생기자 sooojinn@hanyang.ac.kr
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권요진 사진기자 loadingman@hanyang.ac.kr