공기 중에 흔한 질소와 메탄으로 항우울제, 플라스틱 등의 원료가 되는 고부가가치 화학물질을 직접 합성하는 기술이 개발됐다.
중국과학원 다롄화학물리연구소(DICP) 연구팀은 15일(현지시간) 국제학술지 '네이처 신세시스'에 질소, 메탄, 시클로헥사논을 이용해 저온·저압의 온화한 조건에서 시아노히드린을 직접 합성하는 데 성공했다고 발표했다.
시아노히드린은 항우울제나 항바이러스제 같은 의약품과 합성 플라스틱 생산에 널리 쓰이는 핵심 정밀화학 중간체다.
기존의 시아노히드린 합성법은 암모니아와 시안화수소를 만드는 과정에서 막대한 에너지를 소모하고 다량의 탄소를 배출하는 문제가 있었다. 또한 유독성 시약을 사용해 안전성 문제도 꾸준히 제기됐다.
연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 저온 플라스마를 이용한 새로운 공정을 고안했다. 저온 플라스마로 질소와 메탄을 활성화해 반응성이 높은 여러 중간 물질을 만들고, 이들이 시클로헥사논과 연쇄적으로 반응하게 하는 원리다.
이 과정에서 최종 목표 물질인 시아노히드린이 95.8%의 높은 선택도로 합성됐으며, 고부가가치 부산물인 암모니아도 함께 생성되는 것으로 확인됐다.
연구를 이끈 덩더후이 교수는 "이번 연구는 질소와 메탄으로부터 시아노히드린을 높은 선택도로 한 번에 직접 합성하는 새로운 친환경 반응 경로를 확립했다"며 "이는 비활성 저분자 물질을 온화한 조건에서 효율적으로 활용하는 새로운 전략을 제시한다"고 밝혔다.