(1) 1차 년도 (2020): 인공효소 전구제 디자인 및 합성 (1-1) 생체 모방 화합물의 리간드 변형을 통한 인공효소 전구체 합성 자연계에서 촉매현상을 실험실에서 재현해 내기 위해서는 자연계를 모사한 리간드를 디자인 기반으로 화합물의 뼈대를 구성하는 연구가 가장 선행되어야 한다는 것을 의미한다. 본 연구의 시작단계에서는 자연계 존재하는 금속효소 촉매들을 둘러싸고 있는 주변 환경(surrounding)인 펩타이드(peptide) 사슬(chain)을 중점적으로 연구하려고 한다. (1-2) 다양한 금속을 배위하는 인공효소 전구체 합성 본 연구에서는 위에서 디자인된 인공효소 전구체 리간드에 철, 망간, 구리 등 자연계 내에서 많이 발견되는 전이금속을 배위시켜 합성한 인공효소촉매를 이용하여 다양한 반응을 수행할 수 있는 촉매시스템을 개발하고 응용할 것이다. (2) 2차 년도 (2021): 인공효소촉매 합성, 반응성 연구 및 메커니즘 규명 (2-1) 인공효소촉매의 합성 본 연구의 핵심이라 할 수 있는 분자화합물의 안정성을 확보하기 위하여 1차년도에서 합성된 인공효소 전구체에 추가적인 고분자라는 갑옷을 입혀 다양한 반응 조건하에서 금속화합물이 좀 더 안정한상태를 유지할 수 있는 환경을 제공하려한다. (2-2) 인공효소촉매의 반응성 및 반응 메커니즘 이해 본 연구는 반응 중 일어나는 다양한 화학적 반응 기작을 이해하고, 반응 중 생성되는 다양한 중간체를규명하고자 단 결정 X-선 회절법과 , 핵자기 공명, 질량분석기 등 다양한 분광학적 분석 방법을 이용할 것이다. 반응 후 얻어지는 생성물을 크로마토그래피를 이용하여 분리/분석하여 다각도로 반응 메커니즘을 이해하고 규명해 나갈 것이다. (3) 3-4차 년도 (2022-2023): 인공효소촉매 라이브러리 구축 3-4차 년도에서는 선행된 연구에서 얻어진 인공효소촉매의 반응성과 반응 메커니즘에 관한 연구 결과를 토대로 리간드의 구조와 반응성의 상관관계를 고찰하고, 리간드의 전기적(electrical)특성, 산화·환원 가능성(redox non-innocent), 입체적 크기(steric hinderance) 등을 조율하여 인공효소촉매의 반응성과 관련된 데이터베이스를 구축할 것이다. 이를 통하여 인공효소촉매의 반응 메커니즘을 규명함과 공시에 반응성 제어 및 다양한 반응에 응용 가능한 촉매시스템을 구축할 계획이다.