Synthetic Organic Chemistry – Dept.Chemistry, POSTECH
화학과
이영호
POSTECH 화학과 유기합성화학 연구실은 유기합성화학 분야에서 세계적 수준의 연구를 수행하고 있습니다. 본 연구실은 새로운 유기합성 방법론의 개발과 이를 통한 복잡한 유기 분자의 효율적 합성, 그리고 생리활성 분자의 전합성 및 기능 탐구에 중점을 두고 있습니다. 금속 촉매를 활용한 다양한 반응 개발, 비대칭 합성, 자리옮김 및 고리화 반응 등 첨단 유기합성 기술을 적극적으로 도입하여, 기존 합성화학의 한계를 극복하고 있습니다.
특히, 금(I), 루테늄, 팔라듐 등 전이금속 촉매를 이용한 새로운 반응 경로의 개척과, 반응의 선택성 제어 기술은 연구실의 핵심 역량 중 하나입니다. 이러한 기술을 바탕으로, 천연물, 항암제, 항생제, 당화물질 등 다양한 생리활성 유기분자의 전합성에 성공하고 있으며, 이 과정에서 얻어진 분자들은 신약 개발, 생명과학 연구 등 다양한 분야에 응용되고 있습니다.
연구실은 단순한 합성법 개발에 그치지 않고, 실제로 산업적·의학적으로 중요한 분자의 대량 생산 가능성, 친환경적이고 경제적인 합성 경로의 제시 등 실용적 가치도 함께 추구합니다. 또한, 다양한 특허 출원과 기술이전, 국내외 학술지 논문 발표를 통해 연구 성과를 널리 확산시키고 있습니다. 최근에는 단백질 정량 및 분석을 위한 새로운 라벨링제 개발, 아미노산 서열 분석 등 화학과 생명과학의 융합 연구도 활발히 진행되고 있습니다.
본 연구실은 과학기술정보통신부, 교육부 등 다양한 정부 부처 및 연구기관의 지원을 받아 다수의 국가연구개발사업을 수행하고 있습니다. 이를 통해 연구 인프라를 확충하고, 국내외 연구 네트워크를 강화하며, 차세대 유기합성화학 인재 양성에도 힘쓰고 있습니다. 연구실 출신 졸업생들은 국내외 유수의 대학, 연구소, 기업 등에서 활발히 활동하고 있습니다.
앞으로도 POSTECH 유기합성화학 연구실은 유기합성화학의 새로운 패러다임을 제시하고, 화학·생명과학·의약학 등 다양한 분야와의 융합을 통해 혁신적인 연구 성과를 창출해 나갈 것입니다. 이를 통해 인류의 건강 증진과 과학기술 발전에 기여하는 세계적 연구실로 자리매김할 것입니다.
Palladium-Catalyzed Reactions
Asymmetric Catalysis
Total Synthesis
유기합성화학의 새로운 방법론 개발
본 연구실은 유기합성화학 분야에서 혁신적인 합성 방법론을 개발하는 데 중점을 두고 있습니다. 특히, 기존 유기합성의 한계를 극복하고, 복잡한 유기 분자의 효율적이고 선택적인 합성을 실현하기 위한 다양한 촉매 반응 및 전략을 연구합니다. 금속 촉매를 활용한 새로운 반응 경로의 개척과, 반응의 화학선택성(chemo-selectivity), 위치선택성(regio-selectivity), 입체선택성(enantioselectivity) 제어 기술을 지속적으로 발전시키고 있습니다.
이러한 연구는 실제로 다양한 천연물 및 생리활성 물질의 전합성(total synthesis)에 적용되고 있습니다. 예를 들어, 금(I), 루테늄, 팔라듐 등 전이금속 촉매를 이용한 고리화 반응, 자리옮김 반응, 비대칭 촉매 반응 등은 복잡한 구조의 천연물 및 약물 후보 물질 합성에 핵심적인 역할을 하고 있습니다. 이를 통해 기존에 접근이 어려웠던 분자 구조의 합성에 성공하며, 유기합성화학의 새로운 지평을 열고 있습니다.
이 연구는 단순히 새로운 합성법을 제시하는 데 그치지 않고, 실제로 산업적·의학적으로 중요한 분자의 대량 생산 가능성, 친환경적이고 경제적인 합성 경로의 제시 등 실용적 가치도 함께 추구합니다. 또한, 다양한 특허 출원과 기술이전, 국내외 학술지 논문 발표를 통해 연구 성과를 널리 확산시키고 있습니다.
생리활성 유기분자의 전합성 및 기능 탐구
연구실에서는 생리활성 유기분자의 전합성(total synthesis)과 이들의 생물학적 기능 탐구에도 집중하고 있습니다. 복잡한 천연물, 항암제, 항생제, 당화물질 등 다양한 생리활성 분자를 목표로 하여, 이들의 구조적 특징을 정밀하게 재현하는 합성 전략을 개발합니다. 이를 통해 분자의 3차원 구조와 생물학적 활성 간의 관계(구조-활성 관계, SAR)를 체계적으로 분석하고, 새로운 기능성 분자 설계에 기여하고 있습니다.
특히, 당화 반응(glycosylation), 아미노당, 피페리딘, 피란, 인돌로카바졸 등 다양한 고리 화합물의 합성에 있어, 금속 촉매 기반의 비대칭 합성법, 자리옮김 반응, 고리화 반응 등 첨단 유기합성 기술을 적극적으로 도입하고 있습니다. 최근에는 N-글리코사이드, 아자이드 유도체, 실릴아민 등 특수 구조의 분자 합성에도 성공하여, 신약 개발 및 생명과학 연구에 새로운 도구를 제공하고 있습니다.
이러한 연구는 단순한 분자 합성에 그치지 않고, 실제로 합성된 분자의 생물학적 평가, 단백질 정량 및 분석, 신약 후보 물질의 탐색 등 다양한 융합 연구로 확장되고 있습니다. 이를 통해 화학, 생명과학, 의약학 등 다양한 분야와의 협력 연구를 활발히 수행하고 있으며, 국내외 연구 네트워크를 기반으로 세계적인 연구 성과를 창출하고 있습니다.
1
Gold(I)-catalyzed Cycloisomerization of the Mixed N,S-acetals Generated from Homopropargylic Amines; Mechanistic Implication for the Formal Alkyne Prins Reaction
Kim, C., Lim, W., Rhee, Y. H.
Bull. Kor. Chem. Soc., 2010
2
Gold(I)-Catalyzed Synthesis of Highly Substituted 2-Cyclopentenones from 5-Siloxypent-3-en-1-ynes
An, S. E., Jeong, J., Baskar, B., Lee, J., Seo, J., Rhee, Y. H.
Chem.-Eur. J., 2009
3
Formal Alkyne Aza-Prins Cyclization: Gold(I)-Catalyzed Cycloisomerization of Mixed N,O-Acetals Generated from Homopropargylic Amines to Highly Substituted Piperidines
Kim, C., Bae, H. J., Lee, J. H., Jeong, W., Kim, H., Sampath, V., Rhee, Y. H.
J. Am. Chem. Soc., 2009
