2021년 10월 6일
스웨덴 왕립과학원은 2021년 노벨 화학상을 다음에게 수여하기로 결정했습니다.

벤자민 리스트
Max-Planck-Institut für Kohlenforschung, Mülheim an der Ruhr, 독일

데이비드 W.C. 맥밀런
미국 프린스턴 대학교

“비대칭 유기촉매 개발을 위해”

분자를 만드는 독창적인 도구
분자를 만드는 것은 어려운 예술입니다. 벤자민 리스트(Benjamin List)와 데이비드 맥밀런(David MacMillan)은 분자 구조를 위한 정확하고 새로운 도구인 유기촉매를 개발한 공로로 2021년 노벨 화학상을 수상했습니다. 이는 제약 연구에 큰 영향을 미쳤으며 화학을 더욱 친환경적으로 만들었습니다.

많은 연구 분야와 산업은 탄력 있고 내구성이 있는 물질을 형성하고, 배터리에 에너지를 저장하고, 질병의 진행을 억제할 수 있는 분자를 구성하는 화학자의 능력에 의존합니다. 이 작업에는 최종 제품의 일부가 되지 않으면서 화학 반응을 제어하고 가속화하는 물질인 촉매가 필요합니다. 예를 들어, 자동차의 촉매는 배기가스의 독성 물질을 무해한 분자로 변환합니다. 우리 몸에는 또한 생명에 필요한 분자를 깎아내는 효소 형태의 수천 개의 촉매가 포함되어 있습니다.

따라서 촉매는 화학자들에게 기본적인 도구이지만 연구자들은 원칙적으로 금속과 효소라는 두 가지 유형의 촉매만 사용할 수 있다고 오랫동안 믿어왔습니다. 벤저민 리스트(Benjamin List)와 데이비드 맥밀런(David MacMillan)은 2000년에 서로 독립적으로 세 번째 유형의 촉매를 개발한 공로로 2021년 노벨 화학상을 수상했습니다. 이는 비대칭 유기촉매라고 불리며 작은 유기 분자를 기반으로 합니다.

노벨 화학위원회 위원장인 요한 오크비스트(Johan Åqvist)는 “촉매에 대한 이 개념은 독창적인 만큼 간단합니다. 사실 많은 사람들은 왜 우리가 이 개념을 더 일찍 생각하지 않았는지 궁금해했습니다.”라고 말했습니다.

유기 촉매는 더 많은 활성 화학 그룹이 부착될 수 있는 안정적인 탄소 원자 구조를 가지고 있습니다. 여기에는 종종 산소, 질소, 황 또는 인과 같은 공통 원소가 포함되어 있습니다. 이는 이러한 촉매가 환경 친화적이고 생산 비용이 저렴하다는 것을 의미합니다.

유기 촉매 사용의 급속한 확장은 주로 비대칭 촉매 작용을 촉진하는 능력 때문입니다. 분자가 만들어질 때 두 개의 서로 다른 분자가 형성될 수 있는 상황이 종종 발생하는데, 이는 마치 우리 손처럼 서로의 거울상입니다. 화학자들은 특히 의약품을 생산할 때 이들 중 하나만 원하는 경우가 많습니다.

유기촉매는 2000년 이후 놀라운 속도로 발전했습니다. Benjamin List와 David MacMillan은 이 분야의 선두주자로 남아 있으며 유기 촉매를 사용하여 수많은 화학 반응을 유도할 수 있음을 보여주었습니다. 이러한 반응을 사용하여 연구자들은 이제 새로운 의약품부터 태양 전지에서 빛을 포착할 수 있는 분자에 이르기까지 모든 것을 보다 효율적으로 구성할 수 있습니다. 이처럼 유기촉매는 인류에게 가장 큰 혜택을 가져다 주고 있습니다.