UNIST 박철민 교수팀
UNIST는 박철민 자연과학부 교수팀이 가시광선과 광촉매를 이용해 ‘사이클로뷰텐(cyclobutene) 화합물’을 합성하는 데 성공했다고 11일 밝혔다.
약물은 나무 기둥 같은 ‘골격체’(skeleton)와 다양한 ‘곁가지’인 ‘작용기’가 붙어있는 구조를 지니는데 사이클로뷰텐은 이 골격체 중 하나다.
약물은 체내에 존재하는 단백질 같은 분자와 결합해 생물학적 기능을 활성화하거나 억제해 치료 효과를 낸다. 약물과 생체 분자 간 결합은 열쇠와 자물쇠 구조처럼 정교하기 때문에 약물 분자를 특정 구조로 합성하는 것이 매우 중요하다.
사이클로뷰텐은 4개의 탄소 원자가 사각형 고리 모양 구조를 갖는데, 고리의 꺾이는 부분이 불안정해 합성하기 까다로운 골격체 중 하나다.
박 교수팀은 낮은 에너지를 갖는 청색 가시광선과 이리듐 광촉매를 이용해 사이클로뷰텐 화합물을 합성했다. 이를 통해 작용기가 붙은 사이클로뷰텐 화합물을 최대 99% 효율로 얻었다. 자외선에 의한 작용기 손상으로 첨가할 수 있는 작용기 종류에 제한이 있었지만 역시 극복했다.
박 교수팀은 탄소 원자 2개가 이중결합된 ‘알켄’과 삼중결합된 ‘알카인’의 고리첨가반응(고리 모양이 만들어지는 반응)을 이용해 사이클로뷰텐을 합성했다. 또 가시광선의 에너지를 받아 들뜬 상태가 된 이리듐광촉매가 알카인이 아닌 알켄의 전자를 먼저 활성화해 고리첨가반응이 일어난다는 것도 규명했다.
이번 연구는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’(Nature Communications) 5월19일자에 실렸다. 이춘봉기자