[한국대학신문 정수정 기자] 성균관대학교(총장 유지범) 화학과 배한용 교수 연구팀은 한국과학기술원(KAIST) 화학과 박윤수 교수 연구팀과 공동으로 기존에 없던 방식의 새로운 촉매 반응 기술을 세계 최초로 개발했다고 2일 밝혔다. 이번 기술은 카이랄 유기슈퍼산과 비스무트 염을 함께 활용해 기존보다 정밀하고 효율적으로 분자를 합성할 수 있는 것이 특징이다.

연구진이 개발한 촉매 시스템은 비대칭 촉매 반응 분야에서 큰 진전을 이뤘다. 흔히 사용되던 금속 촉매 대신 전이후금속 원소인 비스무트와 강한 산성을 지닌 카이랄 유기슈퍼산을 결합해 새로운 반응 조건을 구현했으며, 이를 통해 반응 속도뿐 아니라 분자의 입체 구조까지 정밀하게 제어할 수 있게 됐다.

특히 기존에는 반응이 거의 불가능했던 α-케토 싸이오에스터에 알릴기를 입체선택적으로 도입하는 데 성공했다. 이를 통해 약물과 고기능성 소재의 핵심 구조를 가진 화합물을 99% 이상의 수율과 97%의 광학 순도로 합성했다.

또한 연구진은 컴퓨터 계산과 정밀 분석을 통해 촉매 시스템의 작동 원리를 규명했다. 카이랄 유기슈퍼산과 비스무트가 협동적으로 작용해 반응 효율과 선택도를 높인다는 사실을 과학적으로 입증한 것이다.

배한용 교수는 “새로운 개념의 촉매 시스템을 제시한 점에 큰 의미가 있으며, 향후 다양한 유기화학 반응에 활용될 수 있을 것”이라고 말했다. 박윤수 교수는 “성균관대와 KAIST 협력을 통해 실험과 이론 양쪽에서 입증된 이번 성과는 천연물, 의약품, 고분자 소재 등 다양한 분야에 적용될 기반 기술이 될 것”이라고 강조했다.

이번 연구는 한국연구재단, 교육부, 한국도레이과학진흥재단의 지원을 받아 수행됐으며, 국제 학술지 《네이처 커뮤니케이션즈》에 7월 2일 온라인 게재됐다.