화학뉴스

100년간 화학 교과서에 실리면서 플래스틱 등 유용한 물질을 만드는 유기합성에서 합성이 불가능한 특정 구조의 화합물을 규정하는 것으로 여겨져 온 브레트 규칙(Bredt's Rule)이 깨졌다.
미국 로스앤젤레스 캘리포니아대 화학과 닐 가그 석좌교수팀은 과학 저널 사이언스(Science)에서 가교형 고리 유기 분자에서 고리가 충분히 크지 않으면 이중 결합이 다리목에 올 수 없다는 브레트 규칙에 어긋나는 항브레트 올레핀 합성법을 개발했다고 밝혔다.
연구팀은 항브레트 올레핀(ABO) 합성법을 찾았다며 화학자들이 100년 동안 받아들인 통념을 깨는 것으로 신약 등 부가가치가 높은 물질의 합성을 가능하게 한다며 교과서를 다시 써야 할 때라고 주장했다.
브레트 규칙은 독일 화학자 율리우스 브레트가 1902년에 처음 내놓은 뒤 1924년 교과서에 실린 것으로, 탄소 중심의 유기 분자 안에서 이중결합이 구조 안정성을 깰 수 있는 위치에 놓일 수 없음을 규정하는 것으로 받아들여져 왔다.
유기 분자는 안정을 위해 원자의 결합 형태와 배열이 특정 구조를 이루게 되며 분자 내에 이중결합이 있는 올레핀은 구성 원자와 원자에 결합한 수소 등은 3차원에서 동일 평면에 놓여 있어야 안정된 구조가 된다.
브레트는 발견한 원리를 토대로 이중 결합이 있는 가교형 고리 유기 분자에서 고리 크기가 충분히 크지 않으면 이중 결합은 다리를 형성하는 다리목 위치에 존재할 수 없다는 경험적 법칙을 발견했다.
브레트 규칙에 따르면, 똑같은 원자로 구성된 3가지 노보넨 분자 중 이중 결합이 다리목(빨간색 C)에 있는 오른쪽 2가지 화합물은 만들 수 없다.
연구팀은 연구에서 실릴 할로겐화합물이라는 분자를 불소 화합물로 처리해 항브레트 올레핀(ABO)을 형성할 수 있는 제거반응을 유도했다.
이어 매우 불안정한 ABO를 가두어 분리해낼 수 있는 다른 화학반응을 도입해 ABO를 만들고 분리함으로써 이 물질을 다른 물질 합성 등에 활용하는 것이 가능하다는 것을 입증했다.
가그 교수는 “3차원 구조 물질은 새로운 의약품을 발견하는데 사용할 수 있기 때문에 제약산업에서 비슷한 물질을 만드는 화학반응 개발에 힘써왔다”며 “연구 결과는 고부가가치제품을 만드는데 ABO을 활용할 수 있음을 보여준다”고 강조했다. (강)