UNIST는 화학과 조재흥 교수팀이 금속-활성산소 종의 하나인 ‘망간-요오드실벤젠 종’이 유독성의 알데히드 화합물을 카복실산으로 산화시키는 것과 이 반응이 새로운 친전자성 메커니즘에 따른 것이라는 점을 규명했다고 19일 밝혔다. 이번 연구는 인체나 환경에 해로운 유기 물질을 분해하는 금속 촉매 개발에 도움을 줄 전망이다.
알데히드는 정유산업에서 부산물이나 일상생활에서 발생되는데 공기 중에 섞이면 대기오염을 유발하고, 생체 내에서 유전자 독성을 갖고 돌연변이를 유발하는 발암성 물질로 알려졌다.
알데히드를 산화시키기 위해선 과망간산칼륨(KMnO₄) 등과 같은 강한 산화제가 필요하거나 강한 염기 조건을 통한 불균화 반응을 일으켜야 한다. 또 반응을 개시하기 위한 친핵체도 필요로 한다.
이번 연구에서는 온화한 조건에서 친핵체의 도움없이 알데히드를 카복실산으로 전환할 수 있는 금속 촉매를 개발한 것이다.
조재홍 교수팀은 요오도소 벤젠을 통해 ‘망간-요오도실벤젠 종’을 합성하고, 이 물질이 알데히드의 산화 반응에 관여하는 과정을 규명했다. 또 반응속도론 연구를 통해 새로운 알데히드 산화 반응 기작을 제시했다.
조재흥 화학과 교수는 “생체 모방 화학을 통해 합성한 ‘망간-요오도실벤젠 종’의 수소화이온 흡수 성질을 통해 새로운 알데히드 산화촉매를 개발했다는 점에서 학문적 의미가 크다”며 “이번 연구는 향후 환경 및 산업 분야에서 환경오염물질을 분해하는 촉매의 개발과 알데히드의 다양한 작용기로의 전환을 연구하는 데에 도움을 줄 것”이라고 전망했다.
연구결과는 지난 4일 화학 분야 저명 국제학술지인 ‘미국화학회지’에 발표됐다. 연구 수행은 한국연구재단이 주관하는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업(중견연구자)과 단계도약형 탄소중립기술 개발사업 지원으로 이뤄졌다.
정인준 기자