**칼 배리 샤플리스(K. Barry Sharpless, 1941년 4월 28일 ~ )**는 미국의 화학자로, 클릭 화학이라는 새로운 화학 합성 방법을 개발하여 2001년과 2022년, 두 번의 노벨 화학상 을 수상했습니다. 그는 분자 구성을 위한 효율적이고 선택적인 방법을 개발하여 화학 및 생명과학 분야에 큰 영향을 미쳤습니다. 이 글에서는 샤플리스의 삶과 그의 주요 업적인 클릭 화학, 그리고 그가 화학 합성 분야에 미친 영향에 대해 자세히 알아보겠습니다.
1. 클릭 화학: 레고 블록처럼 분자를 조립하다, 쉽고 빠르게
칼 배리 샤플리스는 1941년 미국 펜실베이니아 주 필라델피아에서 태어났습니다. 그는 다트머스 대학교에서 화학을 전공했고, 1968년 스탠퍼드 대학교에서 박사 학위를 받았습니다. 이후 MIT와 스탠퍼드 대학교에서 박사 후 연구원으로 활동했으며, 1970년부터 MIT에서 교수로 재직했습니다. 샤플리스는 유기 합성 분야에서 연구를 시작했습니다. 유기 합성은 탄소를 기반으로 하는 유기 화합물을 인공적으로 만드는 것을 말합니다. 샤플리스는 새로운 화학반응을 개발하고, 복잡한 유기 분자를 합성하는 데 관심을 가졌습니다. 2000년대 초, 샤플리스는 클릭 화학(click chemistry)이라는 새로운 화학 합성 방법을 제시했습니다. 클릭 화학은 간단하고 신뢰할 수 있는 화학반응을 이용하여 분자를 레고 블록처럼 조립하는 방법입니다.
클릭 화학은 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.
- 높은 수율: 클릭 화학반응은 부산물이 거의 없이 높은 수율로 진행됩니다.
- 빠른 반응 속도: 클릭 화학반응은 빠른 속도로 진행됩니다.
- 간편한 반응 조건: 클릭 화학반응은 일반적인 실험실 조건에서 쉽게 수행할 수 있습니다.
- 높은 선택성: 클릭 화학반응은 원하는 생성물만을 선택적으로 만들 수 있습니다.
클릭 화학은 의약품, 재료, 그리고 생명과학 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 예를 들어, 클릭 화학을 이용하여 새로운 약물을 합성하거나, 고분자 재료를 만들 수 있습니다. 또한, 클릭 화학은 생체 분자를 표지 하거나 수정하는 데에도 사용됩니다.
2. 노벨 화학상, 두 번의 영광: 비대칭 촉매 반응과 클릭 화학
칼 배리 샤플리스는 2001년 "카이랄 촉매를 이용한 산화 반응 연구"로 노벨 화학상 을 수상했습니다. 그는 비대칭 촉매 반응을 개발하여 의약품 합성에 크게 기여했습니다. 비대칭 촉매 반응은 카이랄 촉매를 사용하여 원하는 카이랄 분자만을 선택적으로 합성하는 반응입니다.
카이랄 분자 란 거울상 이성질체를 갖는 분자로, 왼손과 오른손처럼 서로 겹쳐지지 않는 두 가지 형태가 존재합니다. 의약품 분자는 대부분 카이랄 분자이며, 두 가지 거울상 이성질체는 생체 내에서 다른 활성을 나타낼 수 있습니다. 따라서 의약품 합성에서는 원하는 카이랄 분자만을 선택적으로 합성하는 것이 매우 중요합니다. 샤플리스는 2022년 에는 클릭 화학과 생체 직교 화학 개발에 대한 공로를 인정받아 두 번째 노벨 화학상 을 수상했습니다. 이는 그의 과학적 업적이 얼마나 중요한지를 보여주는 것이며, 클릭 화학 연구 분야의 발전을 촉진하는 계기가 되었습니다.
3. 분자 구성의 예술: 클릭 화학과 생체 직교 화학의 만남
샤플리스는 클릭 화학을 생체 직교 화학(bioorthogonal chemistry) 분야에 응용했습니다. 생체 직교 화학은 살아있는 세포 내에서 일어나는 화학반응을 연구하는 학문입니다. 생체 직교 화학반응은 생체 분자와 빠르고 선택적으로 반응해야 하며, 세포 내 다른 분자와는 반응하지 않아야 합니다. 샤플리스는 구리 촉매 아지드-알킨 고리 첨가 반응(CuAAC) 등 여러 가지 생체 직교 화학반응을 개발했습니다. 이러한 반응들은 생체 분자를 표지 하거나 수정하는 데 사용될 수 있으며, 세포 내 단백질 기능 연구, 약물 전달, 그리고 질병 진단 등에 활용되고 있습니다. 샤플리스의 연구는 화학 합성 분야에 새로운 지평을 열었습니다. 그는 분자 구성을 위한 효율적이고 선택적인 방법을 개발하여 화학 및 생명과학 분야에 큰 영향을 미쳤습니다. 그의 연구는 신약 개발, 신소재 합성, 그리고 생명 현상 규명 등 다양한 분야에서 활용될 수 있으며, 앞으로도 화학 발전에 지속적인 영향을 미칠 것입니다.
'세계 유명한 과학자들 인물소개' 카테고리의 다른 글
| 앨런 맥더미드: 전도성 고분자, 노벨상, 그리고 과학의 즐거움 (0) | 2024.10.31 |
|---|---|
| 로버트 그럽스: 올레핀 복분해, 그럽스 촉매, 그리고 노벨 화학상 (0) | 2024.10.30 |
| 앨런 히거: 전도성 고분자, 노벨 화학상, 그리고 플렉서블 디스플레이의 미래 (0) | 2024.10.29 |
| 리처드 스몰리: 풀러렌, 나노 기술, 그리고 레이저 분광학 (0) | 2024.10.29 |
| 해럴드 크로토: 풀러렌, 분광학, 그리고 과학 교육에 대한 열정 (0) | 2024.10.28 |
