이상기 교수팀 연구논문, 세계적 학술지 <Chemical Reviews> 게재
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- 등록일2021.01.19
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자연과학대학 화학·나노과학전공 이상기 교수 연구팀의 논문 「Synergistic Dual Transition Metal Catalysis」가 12월 23일(수) 이공계 분야 세계 최고 학술지인 <케미컬 리뷰(Chemical Reviews, IF=52.76)>에 게재됐다. 이번 논문은 세계적으로 이슈가 되는 주제를 선정해 최고 연구자에게만 투고 기회를 부여하고 있는 <케미컬 리뷰>에 게재되며, ‘상호협동성 이중 촉매반응(synergistic dual catalysis)’ 연구의 중요성을 다시 한 번 입증했다.
소량의 촉매를 사용하여 많은 양의 생성물을 합성하는 ‘촉매반응’은 가장 분자 경제적인 반응으로, 천연물, 의약품 및 기능성 재료의 합성에서 매우 중요한 역할을 하고 있기 때문에 지난 수십 년 동안 촉매(특히 전이금속 촉매)를 이용한 다양한 촉매반응들이 개발되어 왔다. 이전까지의 촉매반응 연구는 한 종류의 촉매를 이용하는 ‘단일촉매 반응’에 국한되어 왔다면, 최근 서로 다른 두 종류의 촉매를 사용하여 두 종류의 기질을 선택적으로 활성화함으로 단일 촉매로는 진행이 불가능한 반응을 가능하게 하는 ‘상호협동성 이중 촉매반응’에 관한 연구가 활발해졌다.
상호협동성 이중 촉매반응을 진행하기 위해서는 두 촉매 상호간의 산화-환원이 없어야 하며, 각 촉매는 기질들에 대하여 선택성을 가져야 할 뿐만 아니라, 촉매에 의한 기질의 활성화 속도 및 활성화된 중간체들 사이의 반응 속도가 균형이 맞아야 한다. 이러한 상호협동성 이중 촉매반응의 성공적 수행을 위해서는 ‘촉매’의 선택이 매우 중요한 만큼, 많은 연구자들이 촉매 상호간의 산화-환원 작용이 근본적으로 없거나 매우 작은 ‘유기촉매-유기촉매’ 또는 ‘유기촉매-전이금속 촉매’로 이루어진 이중 촉매를 사용하는 반응에 관한 연구를 진행하고 있다.
이상기 교수는 2014년 삼성미래기술육성사업의 지원을 받아 국내 최초로 상호협동성 촉매반응 연구를 시작했으며, 한국연구재단 중견연구과제(2016) 등 다양한 사업에 선정되어 꾸준히 관련 연구 성과를 발표하며 유기합성 및 촉매반응 분야 연구를 선도하고 있다. 이 교수는 촉매 기반 반응의 화학적 유용성과 효율성을 극대화 할 수 있는 방법으로서 전이금속-전이금속 촉매로 이루어진 상호협동성 이중 촉매반응 연구에 집중하고 있다.
(왼쪽) 상호협동성 이중 촉매반응에 대한 도식
이번 논문은 그동안 본교 연구팀의 연구 결과와 함께 2020년 6월까지 발표된 전이금속-전이금속 촉매로 이루어진 상호협동성 이중 촉매반응에 관한 세계 연구자들의 연구 성과를 망라했다. 이를 통해 전이금속 촉매를 이용한 상호협동성 이중 촉매반응에 관한 연구에 대한 이해를 높이고, 연구의 기반을 조성하는데 기여할 것으로 기대된다.
본 연구는 이상기 교수가 교신저자로 참여했으며, BK21+ 사업의 지원을 받아 박사 후 연구원인 김유빈 박사(제1저자)와 본교 화학·나노과학과 졸업생 정다정 박사와 전현지 박사, 그리고 박사 후 연구원인 Kris Rathwell 박사와 함께 진행했다.