국내 연구진이 산업 활용도가 높은 나이트릴과 반응하는 금속·활성산소 종의 합성에 성공했다. 그동안 어렵던 나이트릴 반응 화합물 개발이 가능해져 의학과 산업 분야 발전에 기폭제가 될 전망이다.
한국연구재단과 대구경북과학기술원(DGIST)은 조재흥 교수팀이 나이트릴과 산화 반응을 일으키는 금속·활성산소 종을 형성, 다양한 나이트릴 반응 화합물을 만들 수 있게 됐다고 28일 밝혔다.
나이트릴은 탄소와 질소의 삼중결합으로 이뤄진 유기화합물이다. 산화 반응을 거친 나이트릴은 화학 기능이 다양해지고, 의학 및 산업 분야에서 활용도가 높다. 식물 호르몬 및 화합물 합성을 위한 주요 물질이다.
그러나 그동안 삼중결합 구조에 산화 반응을 일으키기는 어려웠다. 결합 구조를 깨는데 많은 에너지가 필요하기 때문이다. 금속과 활성산소가 만난 '금속·활성산소 종'으로 산화 반응을 일으키는 과정에서 강한 산·염기 환경과 높은 온도가 필수였다.
연구팀은 나이트릴과 반응하는 금속·활성산소 종을 처음으로 개발했다. 금속인 코발트 화합물과 산소 분자에 '퍼옥소(산소 분자에 전자 두 개가 추가된 활성 산소)'로 '코발트-퍼옥소 금속·활성산소 종'을 합성했다.
이 금속·활성산소 종은 상온·상압 조건에서 나이트릴과 반응, 다양한 화합물을 만들 수 있게 한다. '하이드록시메이토코발트'가 대표 화합물이다.
이 화합물은 앞으로 암세포에만 약효를 나타내는 '프로드러그'로 활용할 수 있다. 프로드러그는 특정 효소 반응, 화학 반응으로 약효가 나타나는 물질이다.
기존 항암제는 활성도가 높았기 때문에 암세포와 일반세포를 가리지 않고 영향을 미친다. 암세포와 결합한 하이드록시메이토코발트는 세포의 생장을 저해한다.
연구팀은 코발트-퍼옥소 금속·활성산소 종이 다양한 나이트릴 반응 화합물을 만드는 기반이 된다고 설명했다. 산업 활용도가 높은 카르복실리아마이드, 아민, 알데히드, 케톤 등 다양한 화합물을 개발할 수 있게 된다. 유용한 각종 금속 촉매 개발에도 쓸 수 있다.
조재흥 교수는 “이번 연구로 금속·활성산소 종으로 나이트릴을 활성화할 수 있게 됐다”면서 “합성 연구로 부작용 없는 항암 프로드러그 개발도 기대된다”고 말했다.
대구=정재훈기자 jhoon@etnews.com
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
