머크가 친환경 양극성 비양성자성 용매인 키레네(Cyrene)를 출시했다.

키레네는 재사용이 가능한 셀룰로스 원료를 사용해 2단계에 걸쳐 생산된다. 바이오 유래 물질로 만든 키레네는 작업자 안전과 환경 보호를 위해 용매에 대한 규제가 강화되고 있는 상황에 맞춰 개발됐다.

이에 따라 키레네는 기존의 대표 유기 용매인 디메틸포름아마이드(DMF)와 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)을 대체할 친환경 제품으로 주목된다.

머크 생명과학 사업부 연구 솔루션 대표인 클라우스 비숍은 “머크는 인간과 자연에 미치는 부작용을 최소화하는 녹색화학에 주안점을 두며, 당면한 환경 문제 해결에 도움을 주는 혁신 솔루션을 과학자들에게 제공하고 있다”면서 “친환경 대체 제품인 키레네용매를 통해 고객사는 실적 저하 없이도 공정 안전성을 높이고 연구나 제조의 환경 영향을 줄일 수 있다”고 말했다.

머크의 생명과학 사업부는 1991년 폴 아나스타스와 존 워너가 기반을 놓은 녹색화학의 12가지 원칙을 R&D 활동에 적용하고 있다.

DMF와 NMP는 유럽연합의 화학물질 등록 및 평가 규정인 리치에 따라 고위험성 물질로 분류되어 강화된 규제가 적용되고 있다.

최근에는 EU 집행위원회에서 NMP를 REACH Annex XVII (물질사용 및 시장출시 제한조건)에 해당하는 규제 물질로 추가해 대체 제품에 대한 수요를 견인하고 있다.

또한 2020년 5월부터는 제품에 함유된 NMP의 농도가 0.3%를 초과하는 소비재는 EU 전역에서 사용이 금지된다.

키레네 용매는 초기 연구와 시험 결과를 바탕으로 DMF와 NMP에 비해 친환경성과 안전성이 우수한 옵션으로 입증됐다.

키레네 용매는 머크가 영국 요크대학교 녹색화학 연구소와 써카 그룹과 파트너십을 통해 개발했다. GCCE에서는 녹색화학에 대한 전문성을 이용해 키레네용매의 응용 연구를 진행했다.

GCCE 소장을 맡고 있는 제임스 클라크 요크대 교수는 “키레네 용매는 현재 그래핀 제조에 사용되는 용매보다 성능이 우수해 기존 용매보다 효과가 뛰어난 친환경 옵션을 제공한다”고 평가했다.

또한 머크는 의약화학 등 유기 합성에서 많이 이용되는 결합 반응인 소노가시라 크로스커플링에 키레네 용매를 대체 물질로 사용하는 방안을 영국 세인트 앤드류스대학교 앨런 왓슨 교수팀과 함께 연구했다.

왓슨 교수는 “환경에는 더 안전하면서 품질에는 영향을 주지 않는 대체 물질을 찾는 게 중요했다”며 “우리는 연구를 통해 키레네 용매가 DMF나 다른 양극성 비양성자성 용매와 물리적 성질이 유사하면서, 의약화학에서 화학 합성을 더욱 친환경적인 방법으로 수행할 수 있다는 것을 발견했다”고 말했다.

키레네 용매는 또한 신약 개발에 사용되는 기본 화학 반응인 아미드 결합에서 DMF를 대체했다. 더 안전하고 친환경적이면서 월등한 성능을 입증해 2017 유럽 바이오 기반 이노베이션 어워드에서 올해의 바이오 기반 화학 혁신상을 받았다.