'비대칭 유기촉매' 연구.. 제약산업 혁신 가져와

노벨화학상 美맥밀런·獨리스트
"화학분자 조합법 완전히 바꿔"

데이비드 맥밀런(왼쪽), 베냐민 리스트

화학분자를 보다 간단하고 안전하게 조합할 수 있는 ‘비대칭 유기촉매’를 연구·개발해 제약산업에 혁신을 가져온 과학자 2명이 2021년 노벨화학상을 받았다.

5일(현지시간) 스웨덴 노벨위원회는 노벨화학상 수상자로 베냐민 리스트 독일 막스플랑크연구소 교수와 데이비드 맥밀런 미국 프린스턴대 화학과 교수를 선정했다고 밝혔다.

위원회는 “리스트와 맥밀런은 2000년에 금속이나 효소가 아닌 새로운 촉매 방식을 독립적으로 개발했으며, 이는 화학분자를 조합하는 방법을 완전히 바꿨다”며 “신약 개발부터 태양전지의 빛을 포착하는 분자에 이르기까지보다 효율적으로 구성할 수 있으며, 인류에게 이미 큰 혜택을 주고 있다”고 수상 이유를 설명했다.

유기촉매는 유기 화합물에서 발견되는 비금속 원소로 이뤄진 촉매로, 탄소 원자의 안정적인 골격을 가지고 있어 보다 간단히 화학반응을 끌어낼 수 있다. 유독성 금속촉매와 달리 환경친화적인 데다 생산비용도 저렴하다. 요한 아크비스트 노벨화학위원회 의장은 “유기촉매의 개념은 독창적인 만큼 간단하다”며 “많은 이들이 ‘왜 우리가 더 일찍 생각하지 못했나’라며 의아해할 정도”라고 말했다.

유기촉매는 유용한 분자만을 선택적으로 합성할 수 있는 ‘비대칭 촉매 반응’을 유도할 수 있어 제약산업 등에서 혁신을 가져왔다. 자연에 존재하는 많은 분자는 자신과 같은 ‘쌍둥이 분자’가 있는데, 이는 왼손과 오른손처럼 거울에 비친 것과 같은 모양이지만 겹칠 수 없다. 이를 ‘거울상 이성질체’라고 부른다. 이들은 구성하는 원소의 종류와 개수가 같아도 서로 완전히 성질이 다르다. 제약산업에서는 한쪽은 유용한 약물, 한쪽은 독약이 될 수도 있는 셈이다. 그러나 유기촉매는 이 중 필요한 분자만을 합성해 이용할 수 있다.

리스트와 맥밀런은 1968년 동갑내기로, 각각 독일 프랑크푸르트와 영국 벨실에서 태어났다. 리스트는 1997년 괴테대에서 박사학위를 받고 독일 막스플랑크연구소 소장을 맡고 있다. 맥밀런은 1996년 미국 캘리포니아대에서 박사를 취득하고 프린스턴대 화학과 교수로 재직 중이다.

이병훈 기자