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자연과학대학, 고교생 대학연계 심화기자재 탐구실험 활동 개최

자연과학대학, 고교생 대학연계 심화기자재 탐구실험 활동 개최본교 자연과학대학(학장 최철용) 물리학과, 생명과학과, 화학과는 8월 20일, 27일과 9월 3일, 3일간 낙생고등학교(경기 성남 소재)의 과학중점반 학생들을 대상으로 대학연계 심화기자재 탐구실험 활동을 실시하였다. 본 탐구활동은 과학에 흥미를 가지고 있는 고등학교 학생들에게 전문적이고 심화된 교수님들의 강의를 접하고 고등학교 기자재로는 한계가 있는 전문적인 실험을 직접 수행할 수 있는 기회를 대학에서 제공함으로써 과학에 대한 탐구 의욕을 고취시켜 우수 기초과학인재 육성 기반 마련을 목표로 하였다. 또한 심화 실험 및 분석 경험을 통하여 교과서로는 이해하기 힘든 과학 이론들을 쉽게 이해할 수 있도록 돕고자 하였다.낙생고 학생 84명은 물리학과, 화학과, 생명과학과의 강의실 및 실험실을 방문하여 대학의 강의 및 실험을 체험하고 연구실과 삼성학술정보관 투어에도 참여하였다. 물리학 특성화반의 실험 실습의 내용은 이론 강의와 함께 포물선운동, 2차원 충돌실험, 고체의 선팽창계수 측정, 쿨롱의 법칙, 패러데이 유도 법칙, 빛의 반사, 굴절, 간섭, 회절 등이었으며, 화학 특성화반 실험 실습은 살리실산의 에스테르화를 이용한 아스피린의 합성, 아스피린의 구조 분석(NMR 및 FT-IR)과 아스피린의 물리적 특성 분석(크로마토그래피를 이용한 극성 관찰) 등으로 구성되었다. 진화의 기본 개념 이해 및 진화 관계 규명을 주제로 하였던 생물 특성화반은 진화계통수 실험을 이용한 두릅나무과(Araliaceae) 식물들의 DNA 바코드 유전자 분석과 함께, 곤충의 날개와 식물의 잎 표면을 주사전자현미경(SEM)으로 관찰하여 형태 구조와 기능의 진화적 과정을 추론하는 탐구학습을 수행하였다.탐구학습에 참여한 고등학생들은 처음으로 방문한 대학 실험실에서 최신 실험기자재를 이용하여 본격적인 기초과학실험을 경험하였을 뿐 아니라, 조교 선생님들과의 교류를 통하여 과학적인 추론의 과정에 참여한 것에 큰 의미가 있었다고 감사를 표하였다.한편 자연과학대학은 대학연계 심화기자재 탐구실험 활동, 생활 속의 기초과학캠프 프로그램 등 다양한 참여 프로그램을 진행하며 기초과학의 확산에 힘쓰고 있다.
- POSTED DATE : 2022-09-07
- WRITER : 화학과
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화학과 배한용 교수, 대한화학회 유기화학분과회 ‘젊은 유기화학자상’ 수상

화학과 배한용 교수, 대한화학회 유기화학분과회 ‘젊은 유기화학자상’ 수상화학과 배한용 교수가 2022년 대한화학회(KCS) 유기화학분과회 하계워크샵에서 ‘젊은 유기화학자상’을 수상하였다.배한용 교수는 ‘유기촉매를 이용한 반응방법론의 개발과 응용에 대한 연구’를 주로 진행하고 있으며 특히 물을 반응의 매개로 한 새로운 생체모방 촉매활성 메커니즘 규명 연구성과에 대한 공로를 인정받았다.대한화학회는 1946년 7월 7일 설립된 비영리 학술단체로서 화학 분야의 학술과 기술 발전, 교육 및 화학 지식의 확산에 기여함을 목적으로 하고 있으며 대한화학회 유기화학분과회에서는 매년 유기화학에 관련된 탁월한 논문을 발표하여 유기화학분야 및 분과회의 발전에 공헌하였다고 인정되는 만 40세 미만 연구자에게 젊은 유기화학자 상을 수여하고 있다.
- POSTED DATE : 2022-08-31
- WRITER : 화학과
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자연과학대학, 생활 속의 기초과학캠프 성료

자연과학대학, 생활 속의 기초과학캠프 성료본교 자연과학대학(학장 최철용)은 UN 세계기초과학의 해 선포를 기념하여 지난 7월 23일 자연과학캠퍼스에서 생활 속의 기초과학캠프를 개최하였다.본 캠프는 우수 기초과학 인재를 발굴하고 중ㆍ고등학생의 진로 설정에 도움이 되고자 물리학과, 수학과, 생명과학과, 화학과 등 여러 학문 분야의 교수들이 힘을 합쳐 개최하였다. 이번 캠프에는 전국 130여 개 학교에서 470여 명의 학생이 참가하였다.물리학과에서는 김범준 교수가 ‘물리로 보는 세상’, 이주열 교수가 ‘창의과학 상상터 체험마당 – 물리요?’라는 주제로 강연 및 체험을 진행하며 일상 속 물리의 즐거움을 전달하였다. 수학과는 최우철 교수가 ‘세상을 움직이는 몇가지 수학 이야기’, 홍영준 교수가 ‘인공지능 속 수학’이라는 주제로 미래를 이해하는 언어로써 수학을 소개하였다.생명과학과에서는 윤환수 교수가 ‘생명의 기원과 진화’, 배외식 교수가 ‘건강한 삶을 위한 생명과학’이라는 주제로 재미있고 흥미로운 영상을 통해 생명과 건강, 세포 및 면역의 개념을 쉽게 설명하였다. 화학과는 신광민 교수가 ‘노벨상으로 알아보는 촉매화학’, 손용근 교수가 ‘지속가능성과 화학’이라는 주제로 세상을 바꾼 화학자의 이야기를 들려주며 세상에 큰 기여를 하는 화학이라는 학문에 대하여 소개하였다.이날 참가자들은 연사와 적극적으로 소통하고 강연 후에도 질의응답을 이어가는 등 능동적으로 캠프에 참여하였다. 참가 학생들은 "평소 학교 교육에서 경험할 수 없는 주제를 대학 교수님들께서 직접 강의해주어서 너무 좋았다”며 “어렵고 멀리 있는 기초과학이 아닌 일상생활 속 기초과학을 쉽게 접할 수 있어서 흥미로웠다”고 소감을 밝혔다.최철용 자연과학대학장은 “이번 캠프를 통해 기초과학이 어렵고 지루하다는 인식과 편견을 깨고, 학생들이 세상을 바꾸는 사이언티스트를 꿈꾸고 경험하길 바란다”고 전했다.
- POSTED DATE : 2022-08-01
- WRITER : 화학과
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화학과 부진효 교수 한국진공학회 회장 당선

화학과 부진효 교수 한국진공학회 회장 당선화학과 부진효 교수가 한국진공학회 제17대 회장으로 당선되었다. 임기는 2023년부터 2024년까지 2년이다.한국진공학회는 1991년에 창립되어 기초과학, 응용공학 등 여러 분야의 연구자 및 학생 회원 6,500여 명이 가입한 대형 학회로, 6개 분과(진공기술, 표면 및 계면과학, 반도체 및 박막, 플라즈마 및 디스플레이, 나노과학 및 바이오인터페이스, 에너지기술)로 구성된 국내 유일의 융합과학기술(Convergence Science & Technology) 학회이다. 한국진공학회는 세계 33개국 진공학회가 연합으로 참여하는 세계진공과학기술연합(IUVSTA)의 핵심 학회이다.부진효 교수는 한국진공학회 창립멤버로 학회에서 장기발전위원장, 대외협력위원장, 운영이사장, 부회장 등으로 활동하며 리더로서 역할을 수행해 왔다. 부진효 교수는 “학회의 제2의 도약 및 세계화를 통해 외연을 넓히는 동시에 유기적인 산학연 협력체계를 구축하는 데 최선의 노력을 다하겠다”며 당선 소감을 밝혔다.
- POSTED DATE : 2022-07-25
- WRITER : 화학과
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하찬홍 동문 화학과발전기금 1억 원 기부

하찬홍 동문 화학과발전기금 1억 원 기부하찬홍 동문(화학58, 부동산업)은 7월 22일(금) 모교 총장실을 방문하여 「화학과발전기금」 1억 원을 전달하였다.기금전달식에는 신동렬 총장, 주영수 상임이사, 조준모 (인)부총장, 이동환 법인국장, 최철용 자연과학대학장, 손성욱 화학과학과장, 부진효 화학과교수가 참석하였으며, 기부자 측에서는 하찬홍 동문을 비롯한 부인과 딸, 사위, 손자손녀까지 참석하여 자리를 더욱 빛내주었다.신동렬 총장은 환영사에서 "코로나 등으로 어려운 가운데 이렇게 기부를 결심해 주시고 또 가족분들도 동의해 주셔서 대단히 감사하다. 세계적인 학과로 발돋움하고 있는 화학과의 발전을 위해서 우수교수 및 학생유치로 국가사회에 기여할 수 있도록 노력하겠다."고 말했다.하찬홍 동문은 인사말에서 "성균관대학교 화학과를 졸업하여 고마운 일생을 살았다. 2000년대 초 ‘화학관건립기금’ 모금 당시 화학과총동창회장이던 김선창 동문(화학58)이 도움을 요청하였으나 경제적 상황이 원활하지 않아 100만원만 냈던 것이 마음에 걸렸었다. 대학이 앞장서서 좋은 나라를 만들고 국가발전을 이룰 수 있도록 돕는 길은 기부라고 생각했다. 언제나 모교생각을 하고 있고 성대발전을 위해 기도하겠다."고 말했다.하찬홍 동문은 화학과발전기금은 화학과 대학원생과 교수를 대상으로 IF10이상 논문 게재자에게 장학금과 인센티브를 지급할 예정이다.
- POSTED DATE : 2022-07-25
- WRITER : 화학과
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경동제약 류덕희 회장, 연구/장학기금 2억 원 기부

경동제약 류덕희 회장, 연구/장학기금 2억 원 기부류덕희 회장(화학56, 경동제약(주))은 5월 26일(목) 총장실을 방문해 「송천의학연구기금」 1억 원, 「법학전문대학원장학기금」 5천만 원, 「화학과장학기금」 5천만 원, 총 2억 원을 전달하였다.기금전달식에는 내빈으로 김준영 이사장, 신동렬 총장, 주영수 상임이사, 조준모 인사캠부총장, 박선규 자과캠부총장, 이동환 법인국장, 김일환 법학전문대학원장, 최철용 자연과학대학장, 지성우 대외협력처장, 손성욱 화학과 학과장이 참석하였으며, 외빈으로 기부자 류덕희 회장을 비롯하여 윤용택 총동창회장, 차동옥 총동창회 총괄부회장이 참석하여 자리를 빛내주었다.신동렬 총장은 환영사에서 “우리대학 최고액 기부자이신 류덕희 회장님의 학교발전과 인재양성의 소중한 뜻을 받들어 학교 구성원 모두 더욱 노력하겠다”고 말했다.류덕희 회장은 인사말에서 “지속적인 기부로 모교발전에 보탬이 될 수 있도록 계속 힘을 보태겠다. 학교도 글로벌 리딩 대학을 향해 매진해주길 바란다”고 당부했다.윤용택 회장은 기념사에서 “류덕희 회장님의 남다른 모교사랑의 열정은 우리 동문들이 모두 이어받아야 한다. 23만 동문을 대표해서 감사의 뜻을 표한다”고 말했다.김준영 이사장은 감사말씀에서 “우리대학은 그동안 류덕희 회장님의 큰사랑과 뜨거운 열정에 힘입어 더 큰 세계를 열어갈 수 있었다”며 “교육과 연구에 있어서 성대가치를 잘 살릴 수 있도록 더욱 노력하겠다”고 감사의 뜻을 표했다.류덕희 회장의 송천의학연구기금 등 모교 전체 누적기부액은 현재 111억2천만 원에 이른다.
- POSTED DATE : 2022-05-27
- WRITER : 화학과
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성균경영인포럼 제20회 자랑스러운 성균경영인상 수여식 개최

제20회 자랑스러운 성균경영인상 수여식 개최성균관대학교(총장 신동렬) CEO 모임인 성균경영인포럼(회장 전용주 ㈜해시스냅 회장)은 5월 18일 오후 6시 30분 서울신라호텔 토파즈홀에서 ‘제20회 자랑스러운 성균경영인상’ 수여식을 개최한다.‘자랑스러운 성균경영인상’은 모교와 사회 발전에 기여한 동문에게 수여하는 상으로, 이번 성균경영인상 수상자는 조서윤(화학78, ㈜다원앤컴퍼니) 대표이사, 오유식(경영대학원71기, ㈜하나인터내셔날) 대표이사 2명이다. 이날 수여식에는 신동렬 총장을 비롯하여 약 100여명이 참석할 예정이다.
- POSTED DATE : 2022-05-24
- WRITER : 화학과
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[송창식교수] SKKU Teaching Award 수상자 선정

우리 대학은 SKKU Teaching Award 수상자로 백영선(유학.동양학과), 황호덕(국어국문학과), 오종우(러시아어문학과), 이아름(철학과), 구정우(사회학과), 서미혜(미디어커뮤니케이션학과), 이승덕(경제학과), 심수옥(경영대학), 배상훈(교육학과), 김보성(한문교육과), 이진민(디자인학과), 송창식(화학과), 한태희(반도체시스템공학과), 이대호(인터랙션사이언스학과), 구자춘(기계공학부), 이의경(약학과), 권대혁(융합생명공학과), 이준열(글로벌바이오메디컬공학과), 한옥영(학부대학), 윤민향(학부대학) 등 총 20명의 교수를 선정했다.SKKU Teaching Award 제도는 교육의 질적 향상을 선도한 교․강사를 선정해 포상하는 영예로운 상으로, 교육 역량이 뛰어난 교․강사의 자긍심과 명예를 드높이고, 양질의 교육 제공을 위한 동기부여를 진작․확산시키는 데 목적을 두고 있다.SKKU Teaching Award 시상식은 오는 5월 13일 금요일 오후 3시 600주년기념관 제1회의실에서 개최될 예정이다.문의 : 교무처 교무팀(02-760-1055 / pleasemi@skku.edu)
- POSTED DATE : 2022-05-12
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[이동기교수] 상상 이상의 꿈을 가진 성대생들에게 전하는 마음

상상 이상의 꿈을 가진 성대생들에게 전하는 마음우리대학 화학과 교수이자 ㈜올릭스 대표이사인 이동기 교수도 30여년전엔 신약 개발을 꿈꾸던 대학생이었다. 대학생 때 우연한 계기로 핵산 화학 수업을 듣게 된 그는 RNA나 DNA를 이용해 유전자 발현을 억제하는 치료제를 만들면 매우 획기적일 것이라 생각했다. 이전까지 약이란 유기화학을 이용한 저분자 화합물이라 생각하여 유기화학을 연구하였던 이동기 교수는 이 생각을 발단으로 생화학으로 전공을 바꾸었다. 지속적인 연구의 결과로 이 교수는 RNA 간섭 분야에서 독자적인 기술을 개발하게 되었고 2010년 실험실에서 개발한 기술을 바탕으로 ㈜올릭스를 설립하였다.㈜올릭스는 신약 개발 기업으로 신약 개발 기술 중에서도 3세대 신약 기술이라 불리고 있는 핵산 신약 개발을 하고 있다. 최근 ㈜올릭스는 프랑스 안과 전문기업인 테아오픈이노베이션에 안 질환을 치료하는 RNA 치료제 후보물질 4개를 기술 이전하는 계약을 맺으며 제22회 대한민국신약개발상 기술수출부문 기술수출상을 수상할 정도로 국내와 국제 바이오 업계에서 인정받는 기업이다. 하지만 만일 이 교수의 꿈과 목표가 치료제가 없는 분야의 신약 개발이 아니라 제약회사에 들어가 안정적인 직업을 갖는 거였다면 하고 반문해본다면 이동기 교수가 꿈을 크게 가지라고 강조하며 말하는 이유가 이해된다. 그의 큰 꿈이 있었기에 지금의 ㈜올릭스가 있을 수 있는 게 아닐까?치료제 개발을 위해 이제까지 해온 많은 연구, 실험 중 이동기 대표는 성균관대학교에서 시행된 2008년부터 9년간 이어진 글로벌 연구가 단연 기억에 남는다고 한다. 그는 이 연구에서 RNA 신약개발을 하고자 했다. 이 노력이 훗날 ㈜올릭스에서의 연구에 굉장히 큰 도움이 되었다고 한다. 또한 그는 ㈜올릭스를 설립하고 힘들었던 당시를 떠올리며 말했다. “2010년에 창업을 했는데 그 당시에는 바이오 분야의 투자 분위기가 좋지 않았고 특히 신약개발에 대한 투자가 매우 저조했습니다. 신약개발은 아무래도 리스크가 크고 오래 걸린다는 이유 때문이었죠. 벤처 캐피털이 모험 자본이라고 생각하는 데 모험을 하기 싫다면 그게 어떻게 벤처 캐피털인가란 생각도 들었어요. 결국 4년 6개월 동안 투자를 받지 못했는데 이 시기가 굉장히 힘들었습니다. 하지만 그 기간을 잘 버티고 투자를 받기 시작하면서 본격적으로 연구개발을 할 수 있었어요. 그때부터 회사가 굉장히 가파르게 성장했고 우리나라 바이오 업계에서 꽤 알려지며 기술력 부분에서 굉장히 인정받는 회사가 될 수 있었습니다.”이동기 교수는 특별히 10억이라는 큰 금액을 기부하기로 결정한 것에 대한 고민이 없었다고 말한다. 그는 교수가 교육, 연구, 봉사 이렇게 3가지 활동에 열심히 임해야 한다고 생각했다. 회사를 운영하면서 교육과 연구는 소홀히 하지 않았지만 봉사 면에서는 다른 교수들에 비해 미흡했다고 말했다. 그래서 그는 지금까지 받아온 학교의 지원에 대한 감사를 전하고 싶었고, 기부 약정을 결정하게 된 것이라고 했다. 이동기 교수는 기부금이 이렇게 쓰였으면 한다고 말했다. “제 기부금의 절반은 화학과에, 다른 절반은 자연과학캠퍼스에 지정을 해주었으면 합니다. 화학과에 기부한 금액은 학과 발전을 위해서 첨단 강의실을 만들고 새로운 장비를 구입할 수 있는 일에 쓰였으면 좋겠어요. 자연과학캠퍼스로 지정한 기부금은 학교 실험 기자재나 학교 실험의 질을 높이는 일들에 사용되기를 희망합니다. 학생들의 꿈의 크기를 키울 수 있게 기부금을 써주세요.”그는 성균관대학교 학생들에게 항상 하고 싶은 이야기 두 가지가 있다고 한다. 첫번째로 그는 말한다. “우리 성균관대학교는 굉장히 우수한 인재들이 와서 공부를 하고 앞으로 진로를 설계합니다. 이 때 꿈을 크게 가졌으면 좋겠어요. 사실은 인류를 위해 무언가를 한다는 것은 굉장히 거창해 보일지 모르겠지만, 우리가 남들이 듣기에는 너무 꿈이 큰 거 아니냐 싶을 정도로 꿈을 크게 꾸는 사람들이 많을수록 이 사회는 발전 가능성이 높아진다고 생각해요. 개인이 성취할 수 있는 최대치는 그 사람이 세운 목표라고 생각합니다. 목표를 낮게 설정하면 절대 그 위로 올라가진 못합니다.” 그는 이어 말했다. “자신이 굉장히 능력 있는 사람이라고 생각한다면 파이를 키우는 일을 선택했으면 합니다. 현재 학생들이 주로 선호하는 직업은 정해진 틀에서 자기가 더 잘 살 수 있게 만들어 주는 직업이에요. 뛰어난 학생들이 주어진 파이를 그저 더 먹을 수 있는 길만 모색하는 것이 안타까워요. 그런 일보다는 자신이 그 분야를 더 발전시키고 국가에 이바지할 수 있는 일을 하기 위해 꿈을 꾸었으면 좋겠습니다.”이동기 교수가 생각하는 기부의 의미란 무엇일까? 이동기 교수는 기부를 '보답'과 '나눔'으로 여긴다. "학교에 기부하는 것은 성균관대학교라는 울타리가 날 돌봐 주는 것에 대해서 내가 그만큼 돌려드리는 의미로 기부하는 것이에요. 여유가 되면 더 많은 다양한 형태의 기부를 하고 싶죠. 공부를 잘하는 것은 머리가 좋게 태어난 것이고 그만큼 달란트가 주어진 것이라고 생각해요. 왜 나에게 더 많은 재능을 주셨을까, 그것은 나누라는 뜻이 아닐까, 힘들고 어려움을 가진 사람들에게 베풀라고 이런 달란트를 주신 게 아닐까 생각했어요. 얼마 안 되는 금액이지만 작년에 회사 차원에서 수원지역 보육원에 1000만원을 기부했어요. 기부의 금액보다는 일단 시작을 하는 것이 지속적인 기부를 위해 중요하다고 생각했답니다. 우리가 할 수 있는 형태의 지역사회에 대한 기부는 앞으로도 계속 늘려가고 싶어요.”한국에서 알아주는 바이오 기업의 대표인 이동기 교수는 지속적으로 성균관대학교에 기부를 해오고 있다. 자신이 어려웠던 시절을 떠올리며 여유가 생긴 현재, 그는 앞으로 보여줄 잠재력이 무궁무진한 학생들의 학업을 위해 나눔을 실천하고 있다. 기부의 금액보다는 일단 시작을 하는 것이 중요하다는 그의 말처럼 기부란, 액수보다 마음이 중요한 것 아닐까?
- POSTED DATE : 2022-05-10
- WRITER : 화학과
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[과학자가 해설하는 노벨상] 세상을 바꾸는 촉매반응의 발견과 미래

2021 노벨화학상 수상자 중 한 명인 베냐민 리스트 독일 막스플랑크연구소 교수의 연구실에서 필자가 연구생활을 할 때 함께 찍은 사진이다. 2015년에서야 본격적으로 포스닥 생활을 시작하였는데, 이때 리스트 교수가 제안한 연구테마는 ”케톤을 친전자체로 유기촉매 반응에 활용해 보자”였다. 배한용 제공올해 노벨화학상은 비대칭 유기촉매반응 분야를 개척한 2명의 과학자에게 돌아갔다. 베냐민 리스트 독일 막스플랑크연구소 교수와 데이비드 맥밀런 미국 프린스턴대 교수가 그 주인공들이다. 필자는 2015년부터 2019년까지 리스트 교수 연구실에서 박사후연구원으로 근무했다. 리스트 교수는 2008년 성균관대에 방문교수 자격으로 방한하였는데, 이때 우연히 필자가 재학중이던 성균관대 화학과에서 개최한 강연에서 큰 영감을 받아 학부생 자격으로 연구를 시작하게 된 결정적인 계기가 됐다.리스트 교수의 권유로 마침 비대칭 유기촉매반응을 마침 연구하고 있던 송충의 성균관대 화학과 교수님의 연구실에서 연구생활을 시작했다. 유기촉매반응은 현재까지 필자의 연구 인생 그 자체라고 보아도 될 것 같다. 올해도 독일을 떠나오기 전 리스트 교수 연구실에서 시작한 향수원료 천연물 전합성에 관한 연구를 국제학술지 '앙게반테 케미'에 발표하였으니 햇수로만 벌써 13년째의 인연을 이어오고 있다.비대칭 유기촉매반응이란보통 카이랄성(거울상성)을 지난 유기물질을 합성하기 위해서는 기존의 생체촉매 혹은 금속촉매와 결합된 카이랄성 리간드가 필수적으로 필요하다고 알려져 왔다. 하지만, 리스트 교수와 맥밀런 교수에 의해 각각 독자적으로 유기촉매 분야가 2000년 거의 같은 시기에 알려졌다. 이후 학계는 물론 산업계에서도 매우 큰 영향을 받았다. 현재는 유기촉매를 이용한 합성방법론은 완전히 정립된 하나의 도구로서 다른 촉매와 상호보완적으로 작동한다.리스트 교수는 특히 아미노산의 하나인 카이랄성 프롤린을 이용해 최초의 비대칭 크로스-알돌반응을 성공적으로 보고하였다. 반면, 맥밀런 교수는 직접 개발한 이미다졸리디논을 이용한 디엘스-알더 반응을 발표하였다. 현재 필자가 강의하고 있는 학부 유기화학에 등장하는 반응들을, 기존에 교과서에 소개되지 않은 전혀 새로운 방법으로도 완수할 수 있음을 보인 것이다.이후 두 그룹은 완전히 다른 방향으로 연구가 진행된다. 리스트 교수팀은 유기촉매 그 자체가 가진 반응성과 선택성에 관심을 가지고 새롭고 다양한 촉매개발에 중점을 두는 반면, 맥밀런 교수팀은 이미다졸리디논을 기본 촉매로 해 다른 유기금속 혹은 광산화환원반응 시스템과 결합을 시도했다. 두 그룹의 방향성 모두 현재 유기합성 분야에서 매우 중요하면서도 새로운 발견을 지속적으로 이루어 나가고 있다고 보인다.리스트 교수는 효소를 구성하는 단일 아미노산이 그 자체적으로 촉매반응을 반응을 촉진할 수 있는지 궁금해 했다. 유기 촉매역할을 하는 아미노산인 프롤린을 이용하여서 카이랄성 베타-하이드록시-케톤 구조를 지닌 생성물을 만들어내는 알돌 반응을 촉매화 하는데 성공했다.이것이 다른 방법론에 비해 보다 효율적이고 훨씬 더 높은 광학선택성을 지닌 거울상 생성물을 형성한다는 것을 2000년 발견했다. 이와 같은 유기촉매 반응은 반응이 작동하는 메커니즘의 측면으로 볼 때, 루이스 염기 유기촉매다. 유기촉매는 루이스 염기, 루이스 산, 브뢴스테드 염기, 브뢴스테드 산 등 기본적으로 4가지의 촉매반응을 일으키는 메커니즘을 지니고 있다. 최근에는 라디칼 유기촉매 반응으로까지 확장되고 있는 상황이다.프롤린으로 대표되는 루이스 염기 촉매로 시작된 리스트 교수의 연구는, 이후 학계 및 산업계에 매우 큰 임팩트를 가져왔다. 전세계의 연구자들이 앞다투어 유기촉매 분야의 연구에 뛰어들었고, 매우 중요한 촉매들이 개발되었다. 특히, 일본의 연구자들이 키랄성을 지닌 포스포릭 산 브뢴스테드 산 촉매를 2004년에 개발했는데, 이 촉매 역시도 현재까지도 산업적으로 매우 널리 사용되고 있다. 리스트 교수의 연구팀도 루이스 염기와 브뢴스테드 산 유기촉매 연구에 뛰어들었다. 특히, 리스트 교수의 연구실에서 이어지는 중요한 발견 중 하나는, 키랄성을 지닌 음이온 에 의해 비대칭 유기촉매반응을 촉진할 수 있다는 점을 발견한 것이다. 그는 이 발견을 ACDC, 비대칭 음이온-유도 촉매반응으로 명명했다. 이 현상을 이용하면 기본적인 브뢴스테드 산 뿐만 아니라, 루이스 염기와의 협동 촉매반응에 까지도 확장될 수 있음을 보였다.최근에는 이러한 ACDC 컨셉을, 실릴륨 루이스 산 유기촉매반응에까지 적용할 수 있게 됐다. 특히 실리콘 루이스 산과, 카이랄 음이온에 의해 촉진되는 촉매반응을 개발함에 이르렀다. 즉, 실릴륨-ACDC 유기촉매 방법론을 통해, 기존에 불가능하다고 알려진 에스터와 다이엔 간의 디엘스-알더 반응은 물론, 반응성이 매우 낮은 트리메틸알릴실레인과 알데하이드와의 호소미-사쿠라이 반응도 성공적으로 진행됐다. 이처럼 끊임없이 다양한 촉매반응의 개발을 통해, 기존에 산적해 있는 화학적 문제가 하나씩 해결됐다.리스트 교수는 매우 도전적인 문제를 유기촉매의 개발을 통해 해결하고자 하는 확고한 철학을 가지고 있었다. 언뜻 지켜보면, 도전하는 반응 자체들이 기존에 시도된 바가 있는 반응을 다시 찾아보는 것으로 보여질 모른다. 하지만, 실제로 작동하는 ‘기질의 범위’ 을 극복하는 것은, 유기합성 방법론 연구자들에게 있어서 실질적인 난제다. 대부분 이 난제를 극복하지 못한 채 시간이 흐른다. 리스트 교수는 가장 극복하기 어려운 기질에 도전하여 문제를 붙잡고 해결 하는데에 매우 큰 노력을 쏟았고, 이제서야 그 오랜 노력이 헛되지 않았으며 결과가 빛을 발하는 순간이라고 보여진다.유기촉매 연구의 시작필자는 앞서 언급하였듯, 대학 학부과정 3학년 때에 리스트 교수를 만나 유기촉매에 관하여 알게 되었다. 당시만 해도 인터넷에 한국어로 된 유기촉매에 관한 기사가 거의 없을 만큼, 매우 생소한 분야였다. 함께 내한했던 막스플랑크 연구소 균일계촉매 부서의 그룹리더로 재직중이던 양정운 박사(현 성균관대 에너지과학과 교수)을 만난 계기도 그것이었다. 양 박사는 리스트 교수가 고용한 첫번째 박사후연구원이었는데, 그룹리더이던 그와의 교류 역시도 필자의 연구분야를 결정하는데 결정적인 역할을 했다. 양 교수는 유기합성분야, 특히 유기촉매로는 불가능하다고 여겨졌던 국제학술지 '네이처'에 논문을 낸 첫번째 한국인이다.막스플랑크연구소는 독일 서쪽의 뮬하임 안데어 루어라는 작은 시골마을에 위치해 있다. 1914년에 본 연구소가 설립될 당시 붙여진 이름을 전통으로 여기고 현재까지 사용하고 있다. 현재는 유기촉매반응, 균일계 및 비균일계 촉매, 이론화학 등 화학촉매 전반의 다양한 연구들을 진행하고 있다. 명실공히 세계최고 수준의 과학연구소다. 이미 이곳에서 노벨화학상이 나온 적이 있다. ‘저압 폴리에틸렌 합성’, 즉 고분자 합성에 관한 연구로 칼 지글러 교수가 1963년에 노벨상을 수상했다. 리스트 교수는 두번째 노벨화학상 수상자다.필자는 이곳에 2013년에는 교환연구원으로 방문했고, 박사학위를 마친 2015년에서야 본격적으로 박사후연구원 생활을 시작했다. 이때 리스트 교수가 제안한 연구테마는 ”케톤을 친전자체로 유기촉매 반응에 활용해 보자” 는 간단한 문장 뿐이었다. 당시만해도 매우 도전적인 과제였다.하지만 필자는 리스트 그룹에서 발간한 거의 모든 논문을 다 읽고 아이디어를 준비해 갔는데, 이것이 마침 리스트 교수의 제안과 정확하게 맞아 떨어졌다. 왜냐하면 그간에 행해온 연구를 통해 유기촉매의 한계점을 알고 있었기 때문이다. 이를 극복하기 위해, 운이 좋게도 매우 열심히 연구생활에 뛰어들어, 초기에 매우 좋은 결과를 얻을 수 있었다. 리스트 그룹에서는 광학선택성이 90%ee(광학적 순도) 이상의 값을 얻으면 간소한 파티를 연다. 박사후연구원을 시작한 3달째에 90% ee 파티를 할 수가 있었다. 물론 극도로 운이 좋았던 경우이고, 한국인 동료 연구원이던 이성기 박사(DGIST 신물질과학전공 교수) 과 김혜진 박사(현 한국화학연구원 선임연구원) 을 비롯한 다른 연구원의 도움이 없었다면 전혀 불가능한 이야기다.PPM 이하의 유기촉매반응 개발필자는 리스트 교수와 막스플랑크연구소에서 ‘PPM(100만 분의 1) 이하의 촉매량으로 작동하는 비대칭 알돌반응’을 연구한 것을 최고 성과로 꼽는다. 새롭게 개발한 카이랄성 IDPi촉매는, 무카이야마 알돌 반응으로 잘 알려진, 실릴-케텐-아세탈 이라 불리우는 친핵체와 케톤 친전자체의 결합 반응을 가능하게 하였다. 이를 비대칭 유기촉매 반응으로 성공한 경우는 처음이었다. 빠른 초기결과를 얻었음에도 불구하고, 이 반응을 원하는 수준의 높은 광학선택성으로 가장 완벽하게 구현해내는 촉매를 합성하기까지는 1년이라는 시간이 더 걸렸다. 역시 공동 연구원들과의 사투 끝에 성공적으로 논문을 2018년 ‘네이처 화학’에 발표할 수 있었다.이처럼, 리스트 교수의 연구실은 공동연구를 적극 장려하며, 팀워크를 우선으로 생각하는 아름다운 연구문화를 가지고 있다. 리스트 교수도 여유를 가지고 인생을 즐기면서, 열심히 문제해결에 몰입하다 보면 좋은 결과들이 있을 것이라고 항상 용기를 북돋아 주었다. 다소 엄격해 보이는 특유의 외모와는 달리, 항상 유머감각과 웃음이 넘치고, 긍정의 에너지가 가득한 동료이자 지도교수셨다. 실제로 필자를 친구라 칭하면서 격의 없이 대해 주셨다.유기촉매의 미래리스트 교수와 맥밀런 교수에 의해 문이 열린 유기촉매는 완전히 새로운 장을 향해 나아가고 있다. 올해 노벨상 이전의 학계에서의 인식은 ‘유기촉매가 과연 금속촉매를 대체할 수 있는가?’ 가 지배적인, 다소 회의적인 의견이 대부분이었다. 실제로 필자가 대학 교수가 되기 위한 인터뷰에 초청되어 갔을 때에도 들은 질문이다.그때와 지금의 필자의 생각은 여전히 같다. “아니요, 유기촉매 반응과 금속촉매가 갈 방향이 다릅니다. 유기촉매는 금속이나 생체촉매들이 할 수 없는, 전혀 새로운 제3의 길을 우리에게 가져다줄 것"이라는 점이다. 리스트 교수와 필자가 공유했던 모토인 'world changing catalysis(세상을 바꾸는 촉매반응)'을 개발하기 위해 필자와 연구원들은 오늘도 함께 달리고 있다.
- POSTED DATE : 2021-10-08
- WRITER : 화학과
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