올해 노벨 화학상은 '비대칭성 유기촉매 개발'로 분자 구성 연구에 기여한 벤야민 리스트 교수와 데이비드 맥밀런 교수가 수상했다.

스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 6일(현지 시각) 올해 노벨 화학상 수상자로 독일의 벤야민 리스트 막스플랑크연구소 교수와 영국 출생의 데이비드 맥밀런 미국 프린스턴대학 교수 등 2인을 공동 선정했다고 발표했다.

노벨위원회는 "리스트와 맥밀런이 분자 구성과 관련한 정확하고 새로운 도구인 유기촉매 개발 공로로 2021년 노벨 화학상을 수상했다"며 "제약 연구에 큰 영향을 미쳤고 화학을 보다 친환경적으로 만들었다"고 밝혔다.

이어 "여러 연구 분야와 산업은 탄력있고 내구성 있는 분자 구성, 에너지의 배터리 저장, 질병 진행 억제를 할 수 있는 화학자의 능력에 의존한다"며 "이 작업에는 최종 제품의 일부는 되지 않으면서 화학 반응을 제어·가속화하는 물질인 촉매가 필요하다"고 했다.

노벨위원회는 "촉매는 화학자에게 기본적 도구이지만 연구자들은 원론적으로 금속, 효소 등 2가지 유형의 촉매만 사용 가능하다고 오랫동안 믿었다"며 "리스트와 맥밀런은 2000년에 개별적으로 세 번째 유형의 촉매를 개발했다. 이는 비대칭성 유기촉매로 작은 유기 분자를 기반으로 한다"고 설명했다.

탄소(C)·수소(H)·산소(O)·질소(N) 등으로 이뤄져 금속과 대비되는 물질을 유기물질이라고 한다. 이 중 물질의 화학 구조가 비대칭한 물질이 비대칭 유기물질이다. 사람을 포함한 생명체를 이루는 많은 부분은 물론이고, '프레가발린' 같은 우울제 치료 물질과 '시타글립틴' 같은 당뇨 치료 물질 등 많은 의약품 원료가 비대칭 유기물질에 속한다.

이런 물질을 천연에서 추출하는 방법 외 화학 반응을 통해 효율적으로 합성하는 방법은 2000년대까지도 난제로 꼽혔는데, 이번 수상자 두 사람이 해결한 것이다. 과거엔 비대칭 유기물질을 합성하기 위해선 금속촉매가 필요했다. 의약품을 만들면 금속 부산물이 들어갈 수 있고 인체해 해를 끼칠 수도 있다는 뜻이다. 수상자 두 사람은 각자 별도의 연구로 금속 없이도 비대칭 유기 물질을 합성하는 방법인 '비대칭 유기촉매반응'을 2000년대 거의 비슷한 시기에 개발했고 실제로 몇 가지 비대칭 유기촉매 물질도 만드는 데도 성공했다.

위원회는 "유기촉매는 탄소원자의 안정적 틀을 보유하며, 비대칭 촉매 반응을 유도하는 능력을 갖췄다"며 "환경 친화적이고 생산 비용이 저렴하다"고 강조했다. 이어 "리스트와 맥밀런은 여전히 해당 분야의 선도자로 유기촉매가 수많은 화학 반응을 유도하는 데 사용될 수 있음을 보여줬다"고 밝혔다.

그러면서 "이런 반응을 사용해 연구자들은 새로운 의약품에서 태양 전지의 빛을 포착할 수 있는 분자에 이르기까지 어떤 것이든 보다 효율적으로 구성할 수 있게 됐다"며 "유기촉매는 인류에게 최대의 이익을 가져다 주고 있다"고 설명했다.