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비-Heme 옥소페릴 화학의 발전과 전망

전문가 제언: ○ 옥소페릴(oxoferryl) 화학종은 철포함 효소의 디옥시젠의 활성화에 있어서 결정적인 역할을 하는 것으로 알려져 있다. heme peroxidase의 반응에 옥소페릴이 관여하고 있다는 증거는 이미 40여 년 전부터 알려진 사실이고, 분광분석 결과로부터 FeIV=O의 존재가 확인되었으나 비-heme 철 착체에서는 옥소페릴종의 존재가 확실하게 검출되지 않아 연구의 진전이 늦어졌다. 반응기구 중에 결정적인 역할을 담당하는 중간체를 규명하려는 노력이 진행되어 왔으나 2000년대에 들어와서 비로소 비-heme 철 착체의 옥소페릴종의 존재가 우리나라 학자의 참여하에 진행된 연구를 통해 밝혀지면서 최근 그 연구의 속도가 가속화되고 있다.

○ 비-heme 철 oxygenase는 디옥시젠을 활성화하는 반응에서는 heme 철효소와 마찬가지이나 비-heme 철 효소는 상응하는 heme 철 효소에 비하여 훨씬 다양한 유기화합물의 산화반응에 관여한다. 1990년대에 E. coli로부터 얻은 class 1 RiboNucleotide Reductase의 R2(RNR R2)와 메탄 monooxygenase(MMO)에 대한 순간 냉각 연구에서 중간체 X와 Q에 대한 증거를 발견하였는데 X는 FeIII-O-FeIV 단위를 가지며 Q는 FeIV2(μ-O)2의 다이아몬드 코어를 가지고 있는 것으로 알려졌다.

○ 1990년대에 S=2인 옥소철(IV) 중심은 입체적으로 장애를 받는 4자리의 N배위자로 사용하여 2핵철(IV) 착체의 가능성이 발견되었으며 이를 이용하여 열린 고리의 Fe-O-Fe=O 중간체도 합성이 가능하다. 또 최근 올레핀을 시스-dihydroxylation시킬 수 있는 Fe(O)(OH) 산화제가 합성되었으며 ntridoiron(VI)종의 합성으로 고원자가 철화학이 가까운 장래에 새롭고 획기적인 발전이 가능할 것으로 생각된다.

○ 본고는 1990년대의 고원자가 철 착체를 촉매로 사용하는 여러 가지 유기합성에 관련된 연구를 필자의 연구와 함께 장래 발전방향까지 섭렵하고 있어 환경 친화적이고 에너지의 소비절약을 가능하게 하며, 특이적인 반응을 통하여 고부가가치의 유기화합물의 합성을 가능하게 하는 반응을 소개하고 있으므로, 관련 연구자에게 큰 도움을 줄 수 있는 보고서로 판단된다.

저자: Que, L; AF Que, Lawrence, Jr.
자료유형: 학술정보