이학준 연구실
화학분자공학과
이학준
이학준 연구실은 유기합성방법론의 혁신과 응용을 중심으로, 다양한 유기화합물의 효율적이고 친환경적인 합성법을 개발하는 데 주력하고 있습니다. 연구실은 팔라듐, 구리, 금 등 금속 촉매를 활용한 탄소-탄소 결합 형성 반응, 예를 들어 Suzuki-Miyaura, Heck, Sonogashira 커플링, Ullmann 반응 등에서 우수한 성과를 내고 있으며, 이러한 합성법은 의약품, 전자소재, 에너지 소재 등 다양한 산업 분야에 직접적으로 응용되고 있습니다.
또한, 연구실은 고분자 및 무기 지지체에 금속 나노입자를 담지시켜 재사용이 가능한 촉매 시스템을 개발하고 있습니다. 이 시스템은 수용액 내에서의 유기합성 반응에 적용되어, 환경 친화적이면서도 경제적인 합성 공정을 구현합니다. 온도감응성 고분자, COF(공액 유기 프레임워크), 폴리도파민 등 첨단 소재를 촉매 지지체로 활용하여 촉매의 효율성과 재활용성을 극대화하고 있습니다.
에너지 소재 및 고기능성 고분자 합성 분야에서도 연구실은 활발한 연구를 수행하고 있습니다. glycidyl azide polymer(GAP) 기반의 에너지화 열가소성 탄성체, carboxylated PBAMO copolymer 등은 우수한 열적, 기계적, 에너지적 특성을 바탕으로 차세대 추진제 및 바인더 소재로 주목받고 있습니다. 다양한 기능성 그룹을 도입한 고분자 합성법과 첨단 분석기법을 통해 소재의 성능을 극대화하고 있습니다.
이러한 연구 성과는 다수의 특허 출원과 기술이전, 산학협력 프로젝트로 이어지며, 실제 산업 현장에 적용되고 있습니다. 연구실은 신약 중간체, OLED 소재, 고굴절 광학소재, 로켓 추진제용 에너지 바인더 등 실용적 가치가 높은 화합물의 대량 합성 및 상업화 기술 개발에도 적극적으로 참여하고 있습니다.
이학준 연구실은 앞으로도 유기합성, 촉매, 고분자 및 에너지 소재 분야에서의 지속적인 연구와 혁신을 통해, 학문적 성과뿐만 아니라 산업적 파급효과와 환경보호에 기여하는 연구실로 자리매김할 것입니다.
유기합성방법론의 혁신과 응용
이학준 연구실은 유기합성방법론의 개발과 혁신에 중점을 두고 있습니다. 다양한 유기화합물의 효율적 합성을 위해 새로운 촉매 시스템, 친환경적 반응 조건, 그리고 고기능성 유기분자의 합성 경로를 연구합니다. 특히 팔라듐, 구리, 금 등 금속 촉매를 활용한 탄소-탄소 결합 형성 반응, 예를 들어 Suzuki-Miyaura, Heck, Sonogashira 커플링, Ullmann 반응 등에서 우수한 성과를 내고 있습니다. 이러한 연구는 기존의 합성법보다 더 높은 수율과 선택성을 제공하며, 반응의 친환경성까지 고려한 점이 특징입니다.
연구실에서는 다양한 고분자 및 무기 지지체에 금속 나노입자를 담지시켜 재사용이 가능한 촉매 시스템을 개발하고 있습니다. 이 시스템은 수용액 내에서의 유기합성 반응, 예를 들어 수소화, 산화, 환원, 그리고 다양한 커플링 반응에 적용되어, 환경 친화적이면서도 경제적인 합성 공정을 구현합니다. 또한, 온도감응성 고분자, COF(공액 유기 프레임워크), 폴리도파민 등 첨단 소재를 촉매 지지체로 활용하여 촉매의 효율성과 재활용성을 극대화하고 있습니다.
이러한 유기합성방법론의 발전은 의약품, 전자소재, 에너지 소재 등 다양한 산업 분야에 직접적으로 응용되고 있습니다. 실제로 연구실은 신약 중간체, OLED 소재, 고굴절 광학소재, 로켓 추진제용 에너지 바인더 등 실용적 가치가 높은 화합물의 대량 합성 및 상업화 기술 개발에도 적극적으로 참여하고 있습니다. 이를 통해 학문적 성과뿐만 아니라 산업적 파급효과도 창출하고 있습니다.
친환경 촉매 및 나노촉매 시스템 개발
연구실은 친환경적이고 재사용 가능한 촉매 시스템의 개발에 많은 노력을 기울이고 있습니다. 기존의 균일 촉매 시스템이 가진 한계, 즉 촉매의 회수 및 재사용의 어려움, 금속 이온의 용출 문제 등을 극복하기 위해, 고분자 및 무기 지지체에 금속 나노입자를 담지하는 이종 촉매 시스템을 개발하였습니다. 이 시스템은 수용액 내에서의 유기합성 반응에 적용되어, 환경 오염을 최소화하면서도 높은 반응 효율을 유지할 수 있습니다.
특히, 온도감응성 고분자, COF, 폴리도파민 등 다양한 첨단 소재를 촉매 지지체로 활용하여, 촉매의 활성도와 선택성을 극대화하고 있습니다. 예를 들어, 온도에 따라 상변이가 일어나는 고분자 지지체는 촉매의 회수와 재사용을 용이하게 하며, COF와 같은 다공성 소재는 높은 표면적과 우수한 금속 담지 능력을 바탕으로 뛰어난 촉매 성능을 발휘합니다. 이러한 시스템은 Suzuki-Miyaura 커플링, 수소화, 산화, 환원 등 다양한 유기합성 반응에 적용되고 있습니다.
이러한 친환경 촉매 기술은 그린 케미스트리의 실현에 중요한 역할을 하며, 실제로 산업 현장에서의 적용 가능성도 높습니다. 연구실은 관련 특허 출원과 기술이전, 그리고 다양한 산학협력 프로젝트를 통해 촉매 시스템의 상용화와 확산에 기여하고 있습니다. 이를 통해 지속가능한 화학공정과 환경보호에 앞장서고 있습니다.
에너지 소재 및 고기능성 고분자 합성
이학준 연구실은 에너지 소재와 고기능성 고분자 합성 분야에서도 활발한 연구를 수행하고 있습니다. 특히 로켓 추진제, 고에너지 바인더, 고굴절 광학소재 등 첨단 산업에 필요한 고분자 및 복합소재의 합성 및 특성 분석에 주력하고 있습니다. 예를 들어, glycidyl azide polymer(GAP) 기반의 에너지화 열가소성 탄성체, carboxylated PBAMO copolymer 등은 우수한 열적, 기계적, 에너지적 특성을 바탕으로 차세대 추진제 및 바인더 소재로 주목받고 있습니다.
연구실은 다양한 기능성 그룹을 도입한 고분자 합성법을 개발하여, 소재의 물리적·화학적 특성을 정밀하게 제어하고 있습니다. 또한, FT-IR, NMR, GPC, TGA, DSC 등 첨단 분석기법을 활용하여 합성된 소재의 구조와 특성을 체계적으로 규명하고 있습니다. 이러한 연구는 소재의 내열성, 기계적 강도, 에너지 밀도, 연소 특성 등 실질적 성능 향상에 기여하고 있습니다.
이와 같은 에너지 소재 및 고기능성 고분자 연구는 국방, 항공우주, 전자, 디스플레이, 의료 등 다양한 산업 분야에 응용되고 있습니다. 실제로 연구실은 다수의 특허와 산학협력 프로젝트를 통해 신소재의 상용화와 대량생산 기술 개발에도 앞장서고 있습니다. 이를 통해 첨단 소재 산업의 발전과 국가 경쟁력 강화에 기여하고 있습니다.
1
Site-Specific Synthesis of Carbazole Derivatives through Aryl Homocoupling and Amination
이학준
SYNTHESIS-STUTTGART, 2020
2
Synthesis and characterization of carboxylated PBAMO copolymers as promising prepolymers for energetic binders
이학준
RSC ADVANCES, 2020
3
Palladium-Catalyzed Carbonylative Coupling Reactions of N,N-Bis(methanesulfonyl)amides through C-N Bond Cleavage
이학준
EUROPEAN JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY, 2018
1
다양한 기공성 COF와 자성지지체를 이용한 재사용가능한 촉매의 개발 및 물속에서의 유기반응 응용연구
2
유기, 무기 지지체 및 온도감응 NIPAM-두 자리 리간드의 공중합체로 코팅한 유·무기 하이브리드 지지체에 담지시킨 금속 촉매의 제조 및 물속에서 다양한 유기반응에의 적용연구
3
페소테로딘의 핵심중간체인3-(3-Diisopropylamino-1-phenylpropyl)-4-hydroxybenzene-methanol의 상업화 대량생산 기술 개발 및 이를 이용한 페소테로딘의 bench scale 합성개발
