[테크월드=방제일 기자] UNIST 자연과학부 박철민 교수 연구팀은 전기에너지를 이용해 ‘질소고리화합물’의 하나인 ‘인돌로파이란’(indolopyran)을 만드는 합성법을 개발했다. 

금속 촉매나 고온 등의 오염을 유발하는 요소를 뺀데다가, 공기 중에 풍부한 ‘산소’를 이용해 반응을 유도한 친환경적이고 경제적인 합성법이다. 같은 합성법으로 ‘산소 고리 화합물’도 합성이 가능해 신약 개발 연구에 큰 도움을 줄 것으로 기대된다.

질소고리화합물은 최근 FDA에 승인을 받는 약품 중 약 60%에 포함된 물질이다. 고리(ring) 형태로 결합한 탄소 원자 사이에 질소 원자가 끼어 있는 구조다.

여기에 작용기를 결합해 약품을 합성한다. 고리의 모양이나 작용기의 종류에 따라 합성 난이도가 다르다. 최근 항암, 항염 효과로 인해 주목받는 인돌로파이란은 합성하기 까다로운 물질 중 하나다. 합성 방법도 많지 않고 그마저도 시약(base)과 금속 촉매가 필요하거나 고온에서만 합성할 수 있다.

박철민 교수 연구팀은 전극의 음극과 양극에서 일어나는 반응을 통해 ‘인돌(indole)’과 ‘활성 메틸렌(methylene)’이라는 두 물질을 ‘짝지어’ 인돌로파이란을 합성했다. 

상온(room temperature)에서 공기 중의 산소를 시약으로, 금속 대신 아이오다이드(Iodide)를 촉매로 사용했다. 반응이 일어나려면 ‘탈양성자화 능력’이 있는 별도의 시약(염기)이 필요한데, 이 합성법은 공기 중의 산소를 예비 염기(pre-base)로 사용할 수 있는 장점이 있다. 또 일정한 전압을 유지하는 정전압 모드를 이용한 합성법으로, 높은 전압에 의한 작용기 손상 문제도 극복했다.

연구를 주도한 최수빈 자연과학부 석·박사통합과정 연구원은 “주로 한 쪽 극만 활용하는 합성법과 달리 양극(anode)과 음극(cathode)에서 발생하는 반응 모두를 이용해 복잡한 구조를 갖는 인돌로파이란을 합성 할 수 있었다”고 설명했다.

박철민 교수는 “기존 합성법과 달리 전기에너지를 이용하는 친환경적이고 경제적인 유기합성 방법을 적용해 질소고리화합물을 합성할 수 있었다”며 “반응경로를 알아내 다양한 출발물질로부터 여러 고리 모양의 골격체를 합성하는 방법을 제시했다는 점에서도 그 의의가 크다”고 밝혔다.

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