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(BioIN + Issue + watch) : 바이오 이슈를 빠르게 포착하여 정보 제공의약산업 및 친환경화학에 큰 공헌을 한 유기촉매기술, 2021년 노벨화학상 수상
- 등록일2021-11-09
- 조회수4158
- 분류자연 > 화학, 화이트바이오 > 바이오화학・에너지기술
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발간일
2021-11-09
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키워드
#유기촉매#노벨상#organocatalyst#Novel prize
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BioINwatch(BioIN+Issue+Watch): 21-76
의약산업 및 친환경화학에 큰 공헌을 한 유기촉매기술, 2021년 노벨화학상 수상
◇ 노벨상위원회, 분자구성을 위한 보다 정확하고 새로운 유기촉매를 개발 하여 의약산업 및 친환경화학 연구에 기여한 2명의 과학자를 2021년 노벨화학상 수상자로 선정
▸주요 출처 : 스웨덴 왕립과학원 노벨상 위원회, Press release & POPULAR SCIENCE BACKGROUND, The Nobel Prize in Chemistry 2021, 20212.10
▣ 2명의 과학자는 유기물질(아미노산과 이미늄이온 형성)을 활용, 새로운 분자 구축을 위한 독창적인 도구인 ‘유기촉매(organocatalyst)’를 개발
※ 수상명 : “for the development of asymmetric organocatalysis”_An ingenious tool for building molecules
○ Benjamin List(독일 막스플랑크 교수)와 David MacMillan(미국 프린스턴대 교수)*는 기존 촉매인 효소나 금속 촉매를 대체하여 보다 정확하고, 친환경적인 유기촉매를 개발
- (List) 아미노산 중 하나인 ‘proline’을 사용, 기존 촉매인 효소를 구성하는 아미노산 자체만으로도 촉매 역할을 할지? 그리고 효소 내(內)가 아닌 분리된 상태에서도 촉매로 역할을 할지에 대한 학문적 탐구에서 출발
| (1) Benjamin List 교수의 기술 개요 |
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(개념)아미노산의 하나인 ‘proline’을 사용, 화학반응을 통해 비대칭 촉매로 작용 (특징)‘proline’이 가지고 있는 질소 원자가 전자를 주고받는 과정에서 특정 분야원하는 분자만 생산할 수 있도록 함 출처 : Press release, The Nobel Prize in Chemistry 2021, 20212.10 |
- (MacMillan) 기존 금속촉매를 활용한 반응은 다양하나, 수분에 매우 민감하고 비싼 가격으로 산업에서 사용하기 어려워 이를 대체하고자 연구
- 이에 보다 값싸고 친환경적인 촉매를 찾던 중 생물을 구성하고 있는 ‘유기분자’를 이용한 새로운 형태의 촉매를 개발
| (2) David MacMillan 교수의 기술 개요 |
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(개념)기존 금속촉매와 달리 이미늄 이온을 형성하는 질소 원자가 포함된 보다 간단한 분자를 설계하고 이를 유기촉매로 명명 (특징)설계된 분자의 부피가 큰 거대 분자는 비대칭 촉매 작용에도 탁월한 효과 출처 : Press release, The Nobel Prize in Chemistry 2021, 20212.10 |
○ 노벨상위원회는 수상 선정 소개에서 “이 화학적 도구가 의약산업에 혁명을 일으켰을 뿐만 아니라 보다 안전하고 편리한 도구로 활용되어 플라스틱, 향수 등 산업전반에 영향을 미칠 것으로 기대” 된다는 점을 강조
▣ ‘촉매’ 관련 분야는 총 7번의 노벨화학상을 수상하는 등 의약품에서 플라스틱까지 일반생활과 밀접한 화학분야에서 그 중요성이 입증
○ 이번 수상자들은 그동안 인류에게 필요한 유기물질 개발을 촉진하기 위해 사용된 ‘효소’나 ‘금속’ 촉매 외에 보다 정확하고 친환경적인 ‘유기촉매(organocatalyst)’를 개발
- 유효 성분이 있는 원하는 부분만 선택(비대칭)하여 대량 생산이 가능하고 저가이면서 친환경적인 ‘제3의 촉매’를 개발하였다는 점이 높게 부각
○ 특히 ‘비대칭성 유기촉매’는 거울상이성질체 정제에 효과적, 일반적으로 의약품 생산 시 거울상이성질체가 혼합된 형태인데, 이를 분리해 필요로 하는 특정 이성질체를 분리하는 것이 매우 중요한 공정 중 하나
※ 1950년대 쓰이던 입덧 치료제 탈리도마이드를 복용한 임신부의 기형아 출산이 속출했는데 이는 거울상이성질체 중 한쪽은 입덧 진정작용을 보이지만, 다른 한
- 이제는 이러한 촉매를 활용하여 인간에게 해가 없는 물질만 생산하도록 하여 안전성을 확보하고 또한 생산 공정도 간소화되는 효과를 기대
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