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의약품 제조 효율을 늘릴 수 있는 녹색 촉매 기술

동향 개요

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기관명 NDSL
작성자 KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
작성일자 2018-02-17 00:00:00.000
내용 의약품의 약 70%는 팔라듐에 기반을 둔 촉매 공정으로 제조된다. 이 공정은 빠르거나 또는 효율적이지만, 둘 다는 아니다. 이에 미국 연구진은 최소한의 공정 처리 비용으로 크게 효율성을 향상시킨 친환경 화학 공법을 개발했다고 보고했다. 특히 이들 팔라듐을 이용한 촉매 반응은 작은 유기 분자 내의 탄소를 연결하여 의약품과 다른 응용에 사용되는 보다 큰 분자를 만들 때 사용될 수 있다. 전통적으로 이 작업은 두 가지 방법으로 수행되어 왔다. 균일한 공정에서는, 팔라듐은 용액에 녹여서 유기 분자나 시약에 최대한 노출되게 한다. 이 공정은 매우 빠르지만, 많은 양의 팔라듐이 소비된다. 왜냐하면 타깃 분자를 수확한 후에는 폐기되기 때문이다. 팔라듐을 재생하더라고 비용이 많이 든다. 복구 공정이 비싸기 때문이다. 불균일 공정에서는, 팔라듐은 팩-베드 공정기 내의 딱딱한 기질에 고정이 되고, 시약은 반응기를 통과하게 된다. 이 공정은 시간은 매우 오래 걸리지만, 낭비되는 팔라듐은 거의 없다. 이에 연구진은 이 두가지를 혼합해서 유사-균일 촉매 공정이라고 하는 방법을 개발, 시험했다고 밝혔다. 즉 반응은 균일상 촉매처럼 빠르지만, 거의 모든 팔라듐은 보존할 수 있게 되었다고 연구진은 설명했다. 새로운 기술은 연구진이 마이크로 유체를 사용해서 개발한 신축성있는 실리콘 화학을 기반으로 한다. 마이크로 구를 만드는 방법은 유트뷰를 통해 볼 수 있다 (https://www.youtube.com/watch?v=YwkFvMhtIdk). 또한 관련 연구는 AIChE Journal (2018)에 게재되었다 ( DOI: 10.1002/aic.16119). 각 실리콘 마이크로 구는 팔라듐이 탁재되어 있다. 시약은 마이크로구를 통과하도록 했으며, 팔라듐과 상호작용을 한다. 생성된 약제 분자는 미세구를 통과하여 미세구를 떠나지만, 팔라듐은 미세구에 잡힌 채 그대로 남아 있다. 연구진은 이번에 개발된 기술이 비균일상 기술보다는 훨씬 빠르지만, 전통적인 균일상 공정보다는 약간 느리다고 말한다. 따라서 반응 수득률을 높이기 위해 탄성 미세구 기술을 최적화하고 있다고 말했다. 이번 기술의 또 다른 장점 중 하나는 비독성 용매인 물과 에탄올을 사용한다는 점이라고 연구진은 말했다. 전통적인 균일상 기술에서는 비환경적인 톨루엔을 용매로 사용한다. 이것은 녹색 화학을 이용해서 보다 효율성을 높였다는 점에서 의의가 더욱 크다고 연구진은 주장했다.
출처
원문URL 의약품의 약 70%는 팔라듐에 기반을 둔 촉매 공정으로 제조된다. 이 공정은 빠르거나 또는 효율적이지만, 둘 다는 아니다. 이에 미국 연구진은 최소한의 공정 처리 비용으로 크게 효율성을 향상시킨 친환경 화학 공법을 개발했다고 보고했다. 특히 이들 팔라듐을 이용한 촉매 반응은 작은 유기 분자 내의 탄소를 연결하여 의약품과 다른 응용에 사용되는 보다 큰 분자를 만들 때 사용될 수 있다. 전통적으로 이 작업은 두 가지 방법으로 수행되어 왔다. 균일한 공정에서는, 팔라듐은 용액에 녹여서 유기 분자나 시약에 최대한 노출되게 한다. 이 공정은 매우 빠르지만, 많은 양의 팔라듐이 소비된다. 왜냐하면 타깃 분자를 수확한 후에는 폐기되기 때문이다. 팔라듐을 재생하더라고 비용이 많이 든다. 복구 공정이 비싸기 때문이다. 불균일 공정에서는, 팔라듐은 팩-베드 공정기 내의 딱딱한 기질에 고정이 되고, 시약은 반응기를 통과하게 된다. 이 공정은 시간은 매우 오래 걸리지만, 낭비되는 팔라듐은 거의 없다. 이에 연구진은 이 두가지를 혼합해서 유사-균일 촉매 공정이라고 하는 방법을 개발, 시험했다고 밝혔다. 즉 반응은 균일상 촉매처럼 빠르지만, 거의 모든 팔라듐은 보존할 수 있게 되었다고 연구진은 설명했다. 새로운 기술은 연구진이 마이크로 유체를 사용해서 개발한 신축성있는 실리콘 화학을 기반으로 한다. 마이크로 구를 만드는 방법은 유트뷰를 통해 볼 수 있다 (https://www.youtube.com/watch?v=YwkFvMhtIdk). 또한 관련 연구는 AIChE Journal (2018)에 게재되었다 ( DOI: 10.1002/aic.16119). 각 실리콘 마이크로 구는 팔라듐이 탁재되어 있다. 시약은 마이크로구를 통과하도록 했으며, 팔라듐과 상호작용을 한다. 생성된 약제 분자는 미세구를 통과하여 미세구를 떠나지만, 팔라듐은 미세구에 잡힌 채 그대로 남아 있다. 연구진은 이번에 개발된 기술이 비균일상 기술보다는 훨씬 빠르지만, 전통적인 균일상 공정보다는 약간 느리다고 말한다. 따라서 반응 수득률을 높이기 위해 탄성 미세구 기술을 최적화하고 있다고 말했다. 이번 기술의 또 다른 장점 중 하나는 비독성 용매인 물과 에탄올을 사용한다는 점이라고 연구진은 말했다. 전통적인 균일상 기술에서는 비환경적인 톨루엔을 용매로 사용한다. 이것은 녹색 화학을 이용해서 보다 효율성을 높였다는 점에서 의의가 더욱 크다고 연구진은 주장했다.
내용 http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIDetailView?keyValue=03553784&target=TREND&cn=GTB2018003754
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과학기술표준분류
ICT 기술분류
주제어 (키워드) 1. 촉매; 그린 화학; 팔라듐; 약물 개발 2. catalysis; green chemistry; palladium; drug development