울산과학기술원(UNIST)은 그동안 이론적 존재 가능성만 확인됐던 활성 중간체를 실험을 통해 최초로 확인했다고 19일 밝혔다.
UNIST에 따르면 화학과 조재흥 교수 연구팀이 알데하이드 탈(脫)포밀화 반응의 활성 중간체인 ‘퍼옥시헤미아세탈 복합체’를 분리해내는 데 성공했다.
탈포밀화 반응은 알데하이드계 물질의 포밀기 부분이 분리되는 화학 반응이다.
이는 남성 호르몬이 여성 호르몬으로 바뀌는 등의 주요 생체 대사나 원유 정제 과정 중 알데하이드를 휘발유나 천연가스로 변환하는 화학 공정에서 일어난다.
활성 중간체는 탈포밀화 반응의 중간 단계 물질로, 빠르게 생겼다 사라져 포착이 어려웠다.
연구팀은 생체 효소 모방 물질인 ‘코발트-퍼옥소종’을 저온 실험으로 알데하이드와 반응시켜 ‘코발트-퍼옥시헤미아세탈 복합체’를 분리해 내고, 이 복합체의 각종 분광학적 특성을 최초로 분석했다고 설명했다.
특히 분석을 통해 퍼옥시헤미아세탈 복합체가 기존 제안된 이론과는 다른 방식으로 생성된다는 사실을 밝혀냈다.
기존에는 코발트-퍼옥소종이 카보닐작용기 부위를 공격해 복합체가 형성된다고 알려져 있었다.
연구팀 분석 결과로는 알데하이드의 카보닐기 부위가 코발트-퍼옥소종이 이루는 산소-산소 결합 사이에 삽입되는 방식으로 복합체가 만들어졌다.
조재흥 교수는 “주요 생리 대사 반응인 탈포밀화 반응의 중간체를 최초로 분리해 그 특성을 알아냈을 뿐만 아니라 기존 반응 경로와는 또 다른 반응 경로를 확인했다는 점에서 학술적으로 큰 의미가 있다”고 말했다.
이어 “향후 호르몬의 전환을 조절하는 연구나 원유 정제 과정 중 알데하이드를 가스나 휘발유로 바꾸는 생체효소 모방 촉매 개발에 기여할 수 있을 것”이라고 덧붙였다.
연구 결과는 화학 분야 국제 학술지인 ‘미국화학회 골드지'(JACSAu)에 6일 자로 온라인 게재됐다.
연구는 한국연구재단이 주관하는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업의 지원으로 이뤄졌다.