서울대 연구팀, 황 원자 네 개로 희귀금속 대체 촉매 설계

서울대 홍승윤 교수 연구팀이 탄소 원자 하나를 중심으로 황 원자 네 개를 입체적으로 배치해, 전이금속 없이 여러 원자가 하나의 촉매 중심처럼 협력하는 '다원자 주족원소 촉매'를 개발했다. 이 촉매를 할로젠화 반응에 적용한 결과 기존 주족원소 기반 촉매보다 높은 반응성과 넓은 기질 적용 범위를 보였고, 기존 방법으로는 어려웠던 의약품·농약 유사 분자의 후기 단계 기능화 가능성도 확인했다. 연구진은 촉매 설계 단위를 단일 원자에서 여러 원자의 협력 구조로 확장했다는 데 의미가 있다고 설명했다. 연구 결과는 국제학술지 '네이처 카탈리시스'에 게재됐다.

핵심

1. 탄소 원자 하나를 중심으로 황 원자 네 개를 입체 배치해 서로 공간적으로 전자 영향을 주고받는 다원자 주족원소 촉매를 설계했다.
2. 팔라듐 등 희귀 전이금속 없이 자연에 풍부한 황 기반 주족원소로 고성능 촉매를 구현했다.
3. 할로젠화 반응에 적용한 결과 기존 주족원소 기반 방법보다 높은 반응성과 넓은 기질 적용 범위를 보였다.
4. 의약품·농약 유사 분자의 후기 단계 기능화에 활용할 가능성을 확인했다.