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탄화수소로 신약 원료 감마-락탐 합성 성공
IBS 연구진, 효율 높은 이리듐 촉매 개발
2018년 03월 05일 (월) 13:55:27 문윤희 기자 news@pharmstoday.com
석유, 천연가스 등 자연에 풍부한 탄화수소로부터 의약품이나 화학소재의 원료가 되는 락탐을 합성할 수 있는 방법이 개발됐다.

기초과학연구원(IBS) 분자활성 촉매반응 연구단(KAIST 캠퍼스) 장석복 단장과 백무현 부연구단장 공동 연구팀은 반응 효율이 높은 이리듐 촉매를 개발하여 상온에서 감마-락탐를 합성했다는 연구결과를 사이언스(Science) 2일자 온라인판에 게재했다.

감마-락탐은 뇌전증 치료제(레비티라세탐)나 혈관형성 억제제(아자스파이렌)와 같이 복잡한 유기분자의 핵심 구성성분으로 의약품, 합성화학, 소재 등에 폭넓게 활용된다.

탄화수소로부터 감마-락탐을 만들기 위해 많은 연구가 있었지만 탄화수소는 상온에서 반응성이 낮아 합성하는데 큰 어려움이 있었다.

IBS 연구팀은 이론연구그룹과 실험그룹의 협동 연구로 최적화된 촉매를 계산화학으로 분석, 예측하고, 실험에 돌입하는 방식으로 중간체 분해 문제를 해결했다.

이론 연구팀은 밀도범 함수(Density Functional Theory)를 활용한 계산화학으로 어떤 촉매가 탄화수소에 효율적인 반응을 일으킬지 분석하고 시뮬레이션으로 완성도 높은 촉매를 제안했다.
  
이를 바탕으로 실험 연구팀이 중간체 분해 및 부산물 형성을 억제하는 이리듐 촉매를 개발하고 탄화수소에 적용해 감마-락탐 합성에 성공했다.

장석복 단장은 “이번 연구는 질소화 반응의 중간체 분해 문제를 해결함으로써 탄화수소로 감마-락탐을 합성하는 계기가 됐다”고 말했다.

연구팀은 후속 연구에서는 이리듐에 비해 풍부하고 저렴한 1주기 전이금속 (first-row transition metal) 기반의 촉매시스템을 개발할 계획이라고 설명했다.
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