생체 모사 금속 촉매를 이용한 C1 가스 전환

본 연구실은 C1 가스 리파이너리 사업단(https://cgrcms.sogang.ac.kr)에 참여하여 대표적 C1 자원인 메탄의 C-H 결합을 선택적으로 전환하는 분자촉매 시스템을 개발하고 있다.  

메탄의 직접전환에 관여하는 대표적인 금속효소인 MMO(methane monooxygenase)는 아미노산 곁사슬 작용기만을 이용해서 다양한 입체구조를 갖는 금속 중심을 지지하고 있다.  MMO의 구조와 기능을 합성 분자에 기반한 촉매 시스템으로 재현하기 위해서는 철을 포함한 다양한 1주기 전이금속 중심을 안정적으로 지지할 수 있는 새로운 리간드 설계가 필요하다.  

금속이온의 배위를 통해 만들어진 새로운 착물의 구조-물성-반응성 사이의 상관관계를 연구하고, 반응성을 결정하는 파라미터에 대한 정량적 이해를 통해 합리적 설계 원리(rational design principle)를 도출하는 것이 본 연구의 우선 목표이다.  장기적 측면에서, 실험실 수준의 프로토타입을 C1 전환에 이용하기 위해서는 산소를 대체할 수 있는 저가 산화제, 경쟁반응을 하지 않는 반응 매질, 그리고 높은 집적도에서도 고효율을 유지할 수 있는 다공성 매트릭스에 기반한 시스템적 접근이 필요하다.