기초과학연구원(IBS) 분자활성 촉매반응 연구단(카이스트 캠퍼스)은 의약품, 합성화학, 소재 등에 중요하게 사용하는 '감마-락탐'을 상온에서 합성할 수 있게 해주는 이리듐 촉매를 개발했다고 2일 밝혔다.
연구 결과는 이날 국제학술지 '사이언스'(Science)에 실렸다.
감마-락탐은 뇌전증 치료제, 혈관형성 억제제 등 복잡한 유기분자의 핵심 구성성분으로, 의약품 및 화학소재 합성에 널리 활용된다.
지금껏 탄화수소에서 감마-락탐을 얻기 위한 연구가 진행돼왔지만, 상온에서 합성하는 데는 어려움을 겪어왔다.
감마-락탐을 합성하려면, 탄화수소의 '탄소-수소 결합'을 '탄소-질소 결합'으로 바꿔야 하는데, 상온에서는 반응 중간 단계에서 다른 부산물로 쉽게 분해되기 때문이다.
IBS 연구진은 중간 단계에서 물질이 분해되는 것을 막기 위해 계산화학 기법을 이용해 새로운 이리듐 촉매를 찾아냈다.
이렇게 찾아낸 촉매는 상온에서도 중간 단계에서 분해되는 것을 막고 탄소-질소 결합이 완성될 수 있도록 도왔다.
장석복 분자활성 촉매반응 연구단장은 "질소화 반응의 중간체 분해 문제를 해결해, 탄화수소로 감마-락탐을 합성할 수 있었다"며 "이번 연구가 의약품과 신소재 개발 등 산업적인 면에서도 기여할 수 있게 되기를 바란다"고 말했다.