포스텍 화학과 조승환 교수 연구팀이 100여 년간 유기합성의 대표 시약으로 사용돼 온 '그리냐르 시약'의 반응성을 정밀하게 제어하는 새로운 합성 기술을 개발했다. 이번 연구는 반응성이 지나치게 커 비대칭 합성에 활용하기 어려웠던 기존 그리냐르 시약의 한계를 극복하고, 원하는 입체구조의 분자를 선택적으로 합성할 수 있는 새로운 방법을 제시한 성과로 국제학술지 『Nature Synthesis』에 게재됐다.

연구팀은 붕소(B)를 활용해 그리냐르 시약의 반응성을 조절하는 전략을 제안했다. 마그네슘이 결합한 탄소 바로 옆에 붕소를 배치해 탄소의 과도한 반응성을 안정화했으며, '붕소-마그네슘 금속 교환 반응'을 통해 붕소가 인접한 새로운 형태의 그리냐르 시약을 안정적으로 합성하는 데 성공했다. 이렇게 개발된 시약은 니켈 촉매 반응에서 다양한 알킬 화합물과 높은 수율과 우수한 입체선택성을 보이며, 여러 입체구조가 혼합된 물질 가운데 원하는 구조만 선택적으로 합성할 수 있음을 입증했다.

연구팀은 또한 붕소가 그리냐르 시약의 반응성을 조절하고 높은 입체선택성이 나타나는 원리까지 규명했다. 반응 과정에서 생성되는 유기 붕소 화합물은 다양한 작용기로 쉽게 변환할 수 있어 의약품과 천연물 합성에 활용되는 '분자 조립 블록'으로의 응용 가능성도 확인했다.

조승환 교수는 "그리냐르 시약은 유기합성 분야에서 가장 널리 활용되는 시약이지만 높은 반응성 때문에 비대칭 합성에는 한계가 있었다"며 "이번 연구를 통해 의약품과 기능성 소재 등 다양한 고부가가치 카이랄 분자의 정밀 합성에 그리냐르 시약의 활용 범위를 크게 넓힐 수 있을 것으로 기대한다"고 밝혔다.

[발췌: 동아사이언스]