 |
|
joungul.co.kr 에서
제공하는 좋은글 입니다.
바쁜 일상 속에 잠시 쉬어가는 공간이 되었으면 합니다. |
|
|
|  | 배리 샤플리스 |  | |
| 미국의 화학자.
스웨덴 왕립과학 아카데미가 주관하는 2001년 노벨 화학상은 미국의 K. 배리 샤플리스와 윌리엄 S. 놀스, 일본의 노요리 료지[野依良治] 등 3인이 함께 차지했다. 노벨상의 영예와 상금의 절반은 광학활성 촉매를 이용해 산화반응이라는 비대칭 합성기법을 개발한 공로로 샤플리스에게, 나머지 절반은 수소화반응이라는 합성법을 개발·확대·심화시킨 공로로 놀스와 노요리에게 돌아갔다. 이들의 성과는 관련 학계의 연구 영역을 크게 넓히는 기폭제가 되었을 뿐 아니라 의약품을 필두로 방향제·감미료·살충제 등 산업계에서도 다양하게 응용되고 있다.
분자물질은 대개 2가지 형태로 나타나는데, 이 2가지는 마치 왼손과 오른손의 관계처럼 서로 거울에 비친 이미지를 갖고 있다. 입체구조는 똑같으면서 물리적·화학적·생물학적 성질이 서로 전혀 다른 이 1쌍의 물질은 빛을 통과시킬 때 서로 반대되는 방향으로 편광면을 회전시킨다(이 현상을 일컬어 광학활성이라고 한다). 이 때문에 이 물질을 광학이성질체(光學異性質體) 또는 거울상(像)이성질체라고 한다. 학계에서는 그리스어로 ´손´을 의미하는 단어 ´키랄´(chiral)을 사용해 키랄 물질이라고 지칭한다.
자연계에 존재하는 물질은 대개 광학이성질체의 왼쪽·오른쪽 가운데 어느 한쪽에 치우친 형태를 갖고 있는 데 비해, 인공합성물질은 왼쪽·오른쪽 절반씩 1쌍으로 만들어진다. 이 광학이성질체 1쌍은 성질·기능·효과에서도 서로 판이해서 한쪽은 약(藥)이 되거나 해가 없고, 나머지 한쪽은 독(毒)이 되거나 약효가 없기 십상이다. 인공합성물질인 의약품의 경우 1쌍의 이 상반된 기능·효과가 생사를 가르는 문제로 될 수 있다. 대표적인 사례가 1960년대 ´탈리도마이드 재앙´으로, 이성질체 쌍의 한쪽은 신경안정제로 뛰어난 약효를 보인 반면 다른 한쪽은 유럽·캐나다 등지에서 수천 명의 기형아를 낳게 하는 끔찍한 부작용을 나타냈다. 따라서 인체에 해가 없고 질병 치료 효과가 좋은 한쪽만을 선택적으로 합성하는 방법을 개발하는 것은 학계와 의약업계에 초미의 관심사였다.
광학이성질체를 구별할 수 있는 방법은 광학활성이다. 놀스는 1968년 전이금속을 이용해 1쌍의 광학이성질체 중에서 원하는 기능·효과를 가진 한쪽만을 만들 수 있는 광학활성 촉매를 개발했다. 이 촉매를 이용한 합성법이 수소화반응으로, 2차원 평면 구조를 가진 분자의 탄소 2원자 사이에 수소 2원자를 끼워넣어 해당 분자물질을 한쪽 방향으로 회전시킴으로써 원하는 한쪽 광학이성질체를 만드는 기법이다.
수소화반응 기법이 진전을 보이고 있던 한편으로, 샤플리스는 1980년 전이금속인 티타늄(Ti)을 이용해 원하는 한쪽 물질만을 합성하는 산화반응 촉매를 개발했다. 산화반응이란 이미 결합된 탄소 2원자에 산소 원자를 공통으로 결합시키는 방법이다. 그는 이 방법으로 ´글라이시돌´(Glycidol)이라는 물질을 합성해냄으로써 신약 개발에 획기적인 전기를 마련했다. 이 신물질은 현재 고혈압·부정맥·협심증 등 심장질환의 치료제인 ´베타블로커´(beta-blocker)를 제조하는 데 사용되고 있다.
수소화반응과 달리 산화반응은 기능성이 뛰어나서 일단 하나의 이성질체를 만든 뒤 이 물질을 매개로 계속 다른 새로운 이성질체를 다양하게 합성할 수 있다는 장점이 있다. 이 방법은 물질구조의 다양성에 관한 유기합성화학 연구 분야에 미증유의 지평을 열어주었고, 이후 학계·산업계에서 대단히 광범위하게 응용되고 있다.
대다수 과학자들은 지난 수십 년의 합성 분야에서 가장 중요한 발견으로 샤플리스가 개발한 산화반응을 지목하고 있다.
샤플리스는 1941년에 태어나 1963년 뉴햄프셔 주 하노버 소재 다트머스대학을 졸업하고, 1968년 스탠퍼드대학교에서 박사 학위를 받았다. 이후 같은 대학교와 하버드대학교에서 박사후 연구과정에 있다가 매사추세츠공과대학(MIT) 교수(1970~77, 1980~90), 스탠퍼드대학교 교수(1977~80)를 역임했다. 1990년부터 미국 캘리포니아 라욜라 소재 스크립스 연구소의 석좌 교수로 있으며, 1996년 이래 동(同)연구소 산하 스캐그스 화학생물학연구소에서 겸직하고 있다.
현재 선출직인 미국 국립과학원 특별회원(1985~), 영국 왕립화학회 명예회원(1998~)으로 있다. 미국화학회로부터 최근 20년 간 10여 개 명목의 상을 받았다. 그밖에도 최근 미국 국립과학원의 화학부문 상(2000), 영국 왕립화학회의 론풀랑크 메달(2000), 미국 프랭클린 연구소의 벤저민 프랭클린 메달(2001) 등을 받았다.
by http://preview.britannica.co.kr/spotlights/nobel/ |
|
|
|
|
