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홋카이도대학(北海道大學) 창성연구기구 화학반응창성연구거점(WPI-ICReDD) 연구그룹이 바이오매스 유래 화학성분인 지방산을 원료로 다양·유용한 유기화합물을 효율성 있게 합성하는 획기적인 인공촉매를 개발함. 지방산은 탄화수소기라 불리는 기름과 친밀한 긴사슬 모양의 부분(꼬리)과, 이 사슬의 끝에 있던 물과 친밀한 카르복실기라 불리는(머리) 부분으로 이루어진 올챙이 모양의 유기분자로, 비누 등의 계면활성제로써 일상생활 속에서 많이 이용되고 있음. 합성화학 원료로서 지방산의 이용은 머리 부분인 카르복실기의 화학 변환에 한정되며, 꼬리 부분인 탄화수소 사슬은 거의 이용되지 않았는데, 꼬리의 구성단위인 탄소-수소 결합이 많아 그 중 어느 하나를 선택하여 반응시킬 수 없었기 때문임. 개발된 촉매는 탄소-수소 결합을 탄소–붕소 결합으로 바꾸는 역할을 하는 금속 중심에 가해져, 지방산 머리 부위를 포착하는 포착 부위와 양측을 일정한 거리로 잇는 조절 부위를 가지기 때문에, 조절 부위의 길이에 따라 특정 위치의 탄소–수소 결합만이 화학반응을 일으켜 탄소-붕소 결합으로 변환됨. 이렇게 생성된 유기 붕소화합물은 다시 다양한 형태로 화학 변환할 수 있음. 금속 중심과 포착 부위를 연결하는 조절 부위는 머리에서부터 반응점까지의 위치를 ​​조정하는 ‘척도’임. 척도의 길이를 바꿈으로써 지방산 꼬리 부분의 다양한 위치의 탄소-수소 결합을 자유롭게 변환시킬 가능성이 있음. 본 연구 성과는 지속 가능한 사회실현에 공헌할 것으로 기대됨.

본 연구 성과는 ‘Science’ (“Asymmetric remote C‒H borylation of aliphatic carboxylic acid derivatives with modular iridium catalyst”) 지에 게재됨.