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노벨상인물

이브 쇼뱅 Yves Chauvin

이브 쇼뱅 [이미지]
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CNRS (국립과학연구센터)
  • 작성 2014-12-01
  • 조회 1,960
  • 출생1930-10-10, 프랑스
  • 국적 프랑스
  • 분야화학
  • 소속프랑스 과학아카데미 회원, 프랑스석유연구소 명예소장
  • 출신대학리옹 화학, 물리학, 전자학 대학
  • 주요업적유기합성의 복분해 반응 규명을 통해 새 유기화합물을 만들 수 있는 기틀 마련
  • 수상노벨 화학상(2005)
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인물정보

2005년 노벨화학상을 받은 프랑스의 화학자. 유기합성의 복분해 반응 규명을 통해 새로운 유기화합물을 만들 수 있는 기틀을 마련하였다.


" 만약 당신이 새로운 것을 발견하기를 원한다면, 또 다른 새로운 것을 갈망하라! 이에는 분명 감당해야할 위험이 따른다. “심지어 아주 작은 실패도 굉장한 것처럼 보이지만, 그 위험을 감수할 만한 가치를 지니는 일을 성공했을 때 분명 행복이 있을 것이며 이것이 응용적이든 기초적이든 연구의 전체적인 모순은 일반적으로 이전 것에 의해 전해 내려오는 지식과 함께 시작한다는 사실에 있지만, 적당한 시기에 이것으로부터 벗어날 수 있어야한다.”


이브 쇼뱅은 1930년 벨기에와 프랑스 국경에 있는 서쪽 플랜더스에서 태어났다. 그는 5명의 형제와 자매와 엄격한 훈육을 받으며 자랐다. 넓은 장미와 풀들이 있는 넓은 정원과 리즈 강이 보이는 침실, 말이나 사람이 끄는 바지선이 견인되어져 가는 풍경, 섬으로의 침략을 막기 위한 보방의 방어시설과 구운 치커리 냄새의 기억을 떠올릴 만큼 그의 행복했던 유년시절을 기억한다. 휴일에는 보통 조부모 댁에 가서 사촌들과 함께 보냈다. 죽으면 그 마을의 묘지에서 잠들고 싶다는 말을 남길 만큼 그곳에 특별한 애정을 갖고 있다. 그의 할머니는 미술과 피아노 연주를 좋아하셨고, 여름방학 때 마다 멤브롤 근처에서 시간을 보내던 친구에게 레슨을 해주기도 하였다. 대부분의 그의 조상들은 소규모 농장을 운영하는 농부였고 그의 아버지는 전기 기술자였다. 3년간의 군생활과 1차 세계대전을 마치고, 전쟁으로 파괴된 전기 네트워크를 수리하는 업무를 맡은 그의 아버지는 예프르와 메닌으로 보내졌다.


그는 플랜더에서 유치원을 다녔고, 국경과 가까이에 있는 프랑스 초등학교에 다녔다. 중학교와 고등학교는 여러 도시에서 다녔다. 그는 똑똑한 학생은 아니였지만 그는 무엇이든 자신이 맡은 일에 열정적으로 임했고 화학을 공부하기로 한다.


1954년에 리옹 화학·물리학·전자학 대학을 졸업하였으며, 1960년에 프랑스 국립 석유연구소에 들어갔다. 그가 가장 관심 있었던 분야에 초점을 맞추어 연구하였다. 그해 결혼하여 두 명의 아들을 낳았고, 지금은 5명의 손자가 있다. 석유산업은 근본적으로 변형, 분쇠, 수소탈황, 수소 첨가 등 여러 다른 물질로 이루어진 촉매로 사용한다. 그 때는 아무것도 프랑스에서는 전이 원소에 의한 화학을 유기금속 또는 균율 촉매작용이 체계화 되지 않았었고, 이탈리아 독일의 막스프랑크 연구소 그리고 미국에서의 성과에 매료되어 집중 연구해 자신도 모르는 사이 어느새 이 분야에서 프랑스의 전문가가 되어있었다. 그리고 그것은 그를 CNRS에 있는 다양한 위원회의 다루기 힘든 두 측면의 접목으로 이끌었다. 그는 그가 가장 관심 있었고, 주요 연구 분야인 화학을 연구하는데 몰두하였다. 이것은 균율 촉매 작용 과정을 발전시킬 수 있었다.


1971년 탄소의 원자와 원자 사이에 4개의 전자가 결합해 이중결합 구조를 하고 있는 석유화합물이 분자결합으로 ''자리바꿈''을 통해 새로운 유기화합물을 만들어 내는 메커니즘을 밝혀냈다. 다시 말해 탄소 원자들 사이에서 어떻게 화학결합이 일어나고 붕괴되는지를 복분해(상호교환반응) 방법을 통해 규명하였다. 복분해는 두 종류의 화합물이 반응할 때 그들의 성분이 교환되어 새로운 두 종류의 화합물이 생기는 반응을 일컫는다. 쇼뱅이 규명한 복분해 반응은 현재 후천성면역결핍증·알츠하이머병·간염·암 등 각종 질병 치료를 위한 신약 개발은 물론, 생명공학, 식량산업 등에서 광범위하게 활용되고 있다. 뿐만 아니라 새로운 화학물질을 만드는 과정에서 생기는 위험한 쓰레기를 줄일 수 있고, 잠재적으로 위험한 폐기물을 줄이는 ''그린화학''을 완성하는 데도 꼭 필요하다는 점에서 기초과학 분야의 커다란 성과로 꼽힌다.


쇼뱅은 이렇듯 유용한 유기화합물을 인공적으로 만들어 낼 수 있는 원리를 규명함으로써, 탄소와 금속의 이중결합·삼중결합을 처음으로 만들어 낸 미국의 그럽스(Robert H. Grubbs), 몰리브데넘과 루세늄을 이용해 금속착물 촉매를 개발한 미국의 슈록(Richard R. Schrock)과 공동으로 2005년 노벨화학상을 받았다.

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시상연설

전하, 그리고 신사 숙녀 여러분.


금년의 노벨 화학상 수상자들은 새로운 유기분자를 합성하기 위한 환상적인 기회를 창조했습니다. 이것이 왜 중요한지 알아보는 일은 쉽습니다. 이것은 우리가 발견하려고 하는 새로운 물질이나 새로운 약물과 같은 분자들 중 하나이며, 우리가 개발하려고 하는 옛것을 개선하는 방법 중의 하나이기 때문입니다.

유기화합물은 원소로서 탄소를 함유하고 있습니다. 탄소원자는 서로 결합해서 긴 사슬이나 고리를 만들 수 있지만, 수소와 산소, 그리고 질소와 같은 다른 원소들과 결합해서 매우 복잡한 화합물을 만들 수도 있습니다. 지구상의 모든 생명은 자연계의 탄소화합물에 근거하지만, 이러한 물질들과 다른 유기화합물들은 유기합성으로 인위적으로도 만들 수 있습니다. 유기분자는 매우 다양합니다. 지금까지 모든 가능한 유기분자의 단지 적은 분율만이 조사되었습니다. 그럼에도 우리는 한두 해 전까지만 해도 꿈도 꾸지 못했던 새로운 약물, 새로운 물질, 그리고 새롭게 표면이 코팅된 물질을 이미 얻었습니다.

?

금년 수상자들의 업적은 새로운 유기분자를 합성하기 위한 가장 중요한 방법 중의 하나인 복분(metathesis) 방법을 제공한 것입니다. 복분해라는 말은 변화가 일어난다는 뜻입니다. 복분해반응에서 탄소원자들 사이의 이중결합이 끊어지고 이 부분은 새로운 방식으로 서로 쌍을 이룹니다. 이것은 혼자서 일어나지 않습니다. 이것은 특별한 분자기구, 즉 수상자들이 개발한 촉매분자의 도움으로 일어납니다. 복분해현상은 1950년대에 고분자 산업에서 발견되었으나 촉매가 어떻게 생겼는지, 또 어떻게 작용하는지 아무도 알지 못했습니다. 그러나 새로운 유기화합물을 합성하기 위해 복분해반응에 대한 인식이 진전되고 있었습니다.

많은 수의 과학자들이 복분해반응이 어떻게 일어나는지 의견을 내놓았습니다. 돌파구를 찾은 것은 1971년 이브 쇼뱅 교수가 새로운 실험을 제시하여 촉매가 탄소와 금속의 화합물이며 여기서 금속은 이중결합으로 탄소에 결합되어 있다는 것을 제안했을 때였습니다. 쇼뱅 교수는 또한 촉매가 복분해반응에서 어떻게 작용하는지에 관한 기발한 메커니즘을 제시했습니다.

그 메커니즘은 춤을 추는 것 같습니다. 촉매에서는 금속이 그 탄소 파트너의 두 손을 잡고서 탄소/탄소 쌍들 사이에서 ''춤''을 추는데, 탄소/탄소 쌍은 탄소-탄소 이중결합을 갖고 있는 분자들입니다. 촉매 쌍이 탄소/탄소 쌍을 만날 때, 춤을 추는 두 쌍은 합쳐져서 하나의 원을 만듭니다. 잠시 후에 그들은 상대방의 손을 놓아 주고 이전 파트너를 떠나 새로운 파트너와 함께 춤을 춥니다. 새로운 ''촉매 쌍''은 이제 새로운 둥근 원을 만들기 위해 또 다른 춤추는 탄소/탄소 쌍을 만날 준비가 되어 있습니다. 달리 말해서 그것은 복분해반응을 위한 촉매로서의 역할을 계속합니다.

이러한 방식으로 서로 다른 분자들의 일부분만을 결합해서 새로운 성질을 갖는 새로운 분자들이 창조됩니다. 이 한 예가 약물로 작용할 수 있는 생물학적으로 활성을 띠는 분자입니다.

쇼뱅 교수의 결과는 촉매의 디자인과 구성을 위한 길을 열었습니다. 이제 자세한 촉매 디자인에 관한 큰 문제는 복분해반응을 위한 효과적인 촉매를 얻는 것입니다. 이 과정은 리처드 슈록과 로버트 그럽스 교수가 결정적으로 발전시켰습니다.

1970년대 초에 기초 연구를 시작한 슈록 교수는 다른 금속들을 사용하여 연구했습니다. 점차 그는 어떤 금속이 가장 좋은지 촉매의 다른 부분은 어떻게 구성되어야 하는지를 발견했습니다. 돌파구를 찾은 것은 1990년 슈록 교수가 금속 몰리브데넘을 포함하는 활성이 매우 높은 촉매군을 제시했을 때입니다.

새로운 돌파구는 1992년 그럽스 교수가 금속 루테늄에 기초한 촉매의 발견을 발표했을 때 찾아왔습니다. 그럽스 교수의 촉매는 공기 중에서 안정하고 높은 선택성을 보이나 슈록의 촉매보다 활성이 낮았습니다. 그 촉매들은 일반 실험실에서 복분해반응에 처음으로 사용할 수 있게 잘 정의되었으며 유기합성의 새로운 전망이 이들의 사용으로부터 열렸습니다. 오늘날 복분해반응은 제약·식료품·화학·생물공학·고분자와 종이산업에서 사용되고 있습니다. 복분해반응은 또한 에너지와 재료를 절약하며 환경친화적입니다. 그것은 ''더 푸른'' 미래를 향해 우리를 한 발짝 다가가게 합니다.

쇼뱅 박사님, 그럽스 박사님, 슈록 박사님.
여러분의 연구는 유기합성에서 일반적인 도구가 된 혁명적이고 효율적인 복분해 촉매를 찾아냈고, 분자를 어떻게 만드는가에 관한 우리의 생각을 바꾸었습니다. 여러분의 업적은 다음과 같은 질문에 쉽게 대답할 수 있게 합니다. "과학은 어떤 용도에 사용되는가?" 그 질문은 또한 알프레드 노벨 박사의 정신과 전적으로 일치합니다.

스웨덴 왕립과학원을 대신해서 진심어린 축하를 전해 드립니다. 이제 앞으로 나오셔서 전하로부터 노벨상을 받으시기 바랍니다.

스웨덴 왕립과학원 노벨 화학위원회 위원 페르 알베리

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자료출처
www.cnrs.fr/.google, wikipedia, naver, Nobelprize.org

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