"4개 이상 화합물 한 번에 조립하는 합성 기술 세계 첫 개발"

(울산=뉴스1) 김세은 기자 = 국내 연구진이 약물이나 첨단 소재에 쓰이는 복잡한 화합물을 한 번에 조립하는 화학 합성 기술을 세계 최초로 개발했다.

울산과학기술원(UNIST) 화학과 홍성유, 로드 얀우브 교수팀은 DGIST 서상원·정병혁 교수팀과 함께 니켈 촉매를 이용해 서로 다른 화합물 4개를 한 번의 반응으로 결합하는 합성법을 개발했다고 13일 밝혔다.

기존의 화학 합성에선 2~3개의 물질을 결합하는 것은 가능했지만, 4개 이상의 물질을 한 번에 원하는 위치에 정확히 결합하는 것은 어려웠다.

연구팀이 개발한 합성법은 특수 물질인 '라디칼'이 친전자성과 친핵성을 번갈아 가며 띠도록 설계돼, 화합물 분자가 정해진 위치와 순서에 따라 이어질 수 있다.

친전자성은 전자를 끌어당기려는 성질이고, 친핵성은 전자를 제공하려는 성질로, 두 성질이 번갈아 나타나면서 분자 결합을 정교하게 제어할 수 있다.

라디칼의 성질이 바뀔 때마다 다음 결합 대상이 결정되면서, 앞선 반응으로 생성된 라디칼이 다음 반응을 유도하는 방식으로 복잡한 분자를 조립해 낸다.

니켈 촉매는 초기 라디칼을 만들고, 반응 마지막 단계에서 라디칼을 선택적으로 포획해 결합을 마무리한다. 이로써 반응이 더 이어지거나 엉뚱한 부산물이 생기는 것을 막는다.

이 합성법으론 알킬 할로겐화물, 알켄, 1,3-엔아인, 아릴 할로겐화물이 순차적으로 반응해 결합하게 된다.

알켄의 농도를 높였을 때는 알켄이 두 번 반응에 참여해 다섯 개 화합물 분자가 결합하는 반응으로 확장할 수도 있다.

이번 연구에는 전지환, 김다혜 연구원이 제1저자로 참여했다. 연구팀은 "이번 연구는 정밀 저분자·고분자 합성 영역 사이에서 여러 성분을 한 번에 순서대로 연결할 수 있는 새로운 합성 방식을 제시했다는 점에서 의미가 있다"고 설명했다.

이번 연구 결과는 자연과학 분야 세계적 권위의 국제학술지인 'Advanced Science'에 지난달 9일 출판됐다. 연구 수행은 한국연구재단의 집단연구 ERC과제 (미세플라스틱 대응 화공·바이오 융합 공정 연구센터) 및 개인기초연구사업 지원을 받아 이뤄졌다.

syk000120@news1.kr