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의약산업 및 친환경화학에 큰 공헌을 한 유기촉매기술, 2021년 노벨화학상 수상

  • 등록일2021-11-09
  • 조회수878
  • 분류생명 > 생물공학,  종합 > 종합
  • 발간일
    2021-11-09
  • 키워드
    #유기촉매#노벨상#organocatalyst#Novel prize
  • 첨부파일
    • BioINwatch21-76(10.28)●의약산업 및 친환경화학에 큰 공헌을 한... (다운로드 86회) 다운로드 바로보기

 

 

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

 

 

 

 

 

 

(개념)아미노산의 하나인 ‘proline’을 사용화학반응을 통해 비대칭 촉매로 작용

(특징)‘proline’이 가지고 있는 질소 원자가 전자를 주고받는 과정에서 특정 분야원하는 분자만 생산할 수 있도록 함

캡처.JPG

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

 

 

 

 

 

 

(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


1.png

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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