대구경북과학기술원 조재흥 교수 연구진이 나프탈렌을 분해하는 새로운 생체모방물질을 합성하는 데 성공했다.

나프탈렌은 벤젠고리 두 개로 이루어진 방향족 탄화수소로, 석탄이나 타르와 같은 연료를 사용하는 공장의 부생성물 중에 큰 비중을 차지하는 유해 물질이다.

나프탈렌은 탄소-수소 결합에너지가 강하고 산화되기 어려운 방향족 탄화수소 중에서도 가장 안정한 구조를 가지고 있어 독성의 나프탈렌을 효과적으로 산화시키고 분해할 수 있는 촉매 개발은 환경·생물학적으로 매우 중요하다.

연구팀은 망간 화합물에 산화제를 이용하여 생체모방물질인 망간-하이드록소 종을 합성하는 데 성공했다. 합성한 망간-하이드록소 종은 그동안 알려진 망간-활성산소 종 가운데 반응성(환원전위:어떤 물질이 전자를 얻고 환원하려는 경향의 세기)이 가장 크다는 사실을 규명했다.

▲ 조재흥 교수

특히 망간-하이드록소 종이 산성 조건에서 산화력이 강화되어, 나프탈렌과 반응한다는 사실을 확인한 것은 이번이 처음이다. 이를 통해 금속-하이드록소 종이 나프탈렌 산화 효소로서 역할을 할 수 있음을 입증했다.

조재흥 교수는 “나프탈렌의 산화 반응을 규명한 이번 연구를 통해 환경적으로 문제가 되고 있는 방향족 화합물을 효과적으로 산화시키거나 제거할 수 있는 촉매 개발이 기대된다”며 “앞으로 나프탈렌 산화 반응에 대한 전체 기작을 정확하게 규명하는 연구를 지속해서 진행할 것”이라고 밝혔다.

이 연구는 화학 분야 국제학술지인 앙케반테 케미(Angewandte Chemie) 4월 27일 자 논문으로 게재되었다. (Naphthalene Oxidation of a Manganese(IV)-Bis(Hydroxo) Complex in the Presence of Acid)