[이슈밸리=권동혁 기자] 국내 연구진이 화합물에서 전자를 빼앗는 산화력이 우수한 촉매를 개발했다.
울산과학기술원(UNIST) 화학과 조재흥 교수팀은 새로운 망간-플루오린 촉매 합성에 성공했다고 밝혔다.
탄소-수소 결합 활성화를 통한 유기물 촉매 개발은 의약품이나 산업 공정에 활용할 수 있는 주요 연구 분야로 특히 생체 모사 연구에서는 다양한 금속 효소의 활성을 모방해 경제적인 금속 촉매를 만들기 위해 노력 중이다.
최근에는 금속 효소 중 철, 망간 등 전이 금속과 플루오린과 같은 할로젠 원자가 결합한 금속-할라이드 물질이 다양한 유기물을 산화시키는 중간체로 주목받고 있다.
연구팀이 새롭게 합성한 촉매는 그동안 보고된 금속-할라이드 종 중 가장 반응성이 높은 것으로 나타났다.
연구팀은 반응성이 높아지면 강하게 결합한 원자들을 분해해 다른 화합물로 전환할 수 있어 다양한 산업 공정에서 활용할 수 있다고 설명했다.
또 연구팀은 해당 촉매가 어떻게 산화 반응을 시키는지 원리를 분석하기 위해 각종 화합물의 전자적인 환경을 조절해 변화한 반응 속도를 확인했다.
그 결과 높은 효율로 톨루엔 유도체를 산화시킬 수 있는 것으로 나타났는데, 기존 금속-할라이드 종에서는 관찰할 수 없었던 반응이다.
톨루엔 유도체는 유기 물질로 높은 농도에 노출될 경우 건강에 악영향을 미칠 수 있는 유독성 물질이다.
연구팀은 촉매를 활용하면 톨루엔 유도체가 산화돼 독성이 약한 화합물로 변화하는 것을 확인한 것이다.
조재흥 교수는 "전이 금속-플루오린 종의 높은 산화 능력을 증명한 연구로 학술적 의미가 크다"며 "합성 화학뿐만 아니라 환경·산업 분야에서도 중요한 금속 촉매 개발에 도움이 될 것"이라고 했다.
