장석복

[연구자 요약] 장석복 연구단장은 전이금속 촉매반응 및 합성 분야의 세계적인 권위자입니다. 반응성이 낮은 탄화수소의 탄소-수소(C-H) 결합을 효율적으로 활성화하는 촉매 시스템을 개발하고 있으며, 이를 유기화학 반응 및 전합성에 응용하는 연구를 선도하고 있습니다. 석유화학 원료 고갈에 대비하여 자연계에 풍부한 대체 원료를 고부가가치 화학 원료로 전환하는 기반 기술을 제공하며, 특히 메탄과 같은 저분자량 탄화수소에 유용한 작용기를 도입하여 화석 연료 기반의 화학 산업을 혁신하는 것을 목표로 합니다. 실험적 접근과 전산 모사를 융합하여 새로운 유기 반응 촉매를 설계하고, 바이오매스로부터 고부가 화학 원료를 얻는 연구도 수행하고 있습니다. 이러한 연구는 제약, 재료 및 다양한 화학 산업 분야에 광범위하게 적용될 수 있는 잠재력을 지니고 있으며, 기초 연구를 넘어 산업적 파급 효과가 기대됩니다.

직책

연구단장

재직 상태

재직 중

소속기관

기초과학연구원 (분자활성 촉매반응 연구단)

연구실

분자활성촉매반응연구단 (연구실 홈페이지)

연구 분야

전이금속 촉매 기반 탄소-수소 결합 활성화: 본 연구실은 전이금속 촉매를 활용한 탄소-수소(C-H) 결합 활성화 연구의 세계적인 선두 주자입니다. 반응성이 낮은 탄화수소 분자 내의 비활성 C-H 결합을 효율적으로 활성화시키고, 이를 유기화학 반응 및 전체 합성(total synthesis)에 응용하는 새로운 촉매 시스템 개발에 집중하고 있습니다. 특히, 최신 논문(Science, 2018년 '락탐 합성'; Nature Catalysis, 2019년 '비대칭 탄소-수소 활성화')에서 입증되었듯이, 특정 목표 분자를 효율적으로 합성하는 방법론을 제시하고 있습니다. 이러한 연구는 난치성 질환 치료를 위한 신약 개발 및 고기능성 신소재 합성에 필수적인 정밀 화학 공정의 기반 기술을 제공하며, 학술적 깊이와 함께 산업적 파급 효과를 동시에 추구합니다. 또한, 촉매 반응의 메커니즘을 규명하여 예측 가능한 촉매 설계를 가능하게 함으로써, 화학 합성의 효율성과 지속가능성을 극대화하는 것을 목표로 합니다., 지속 가능한 화학 원료 전환 및 산업 혁신: 석유화학 원료 고갈 시대에 대비하여, 본 연구실은 자연계에 풍부하게 존재하는 대체 원료를 고부가가치 화학 제품으로 전환하는 기술 개발에 주력하고 있습니다. 특히 천연가스의 주성분인 메탄과 같은 저분자량 탄화수소에 유용한 작용기를 도입하여 화석 연료 기반의 화학 원료 산업을 혁신하는 것을 목표로 합니다. 이러한 연구는 친환경적인 방식으로 산업 폐기물을 줄이고 자원 효율성을 높여 지속 가능한 화학 산업의 미래를 제시합니다. 또한, 글루코스와 같은 바이오매스 유래 화합물의 선택적 탈작용기화 촉매 시스템 개발을 통해 바이오 기반 화학 물질 생산 가능성을 탐색하며, 이는 미래 에너지 및 화학 산업의 패러다임을 전환할 핵심 기술이 될 것입니다. 본 연구는 단순한 기초 연구를 넘어 실제 산업 현장에 적용 가능한 혁신적인 해결책을 제공하고 있습니다., 유기 반응 촉매 설계 및 반응 메커니즘 규명: 본 연구실은 실험 화학과 최신 전산 모사 기법을 통합하여 새로운 유기 반응 촉매를 디자인하고, 그 작용 메커니즘을 심도 있게 규명하는 연구를 수행하고 있습니다. 반응성이 낮은 탄화수소의 탄소-수소(C-H) 결합을 전이금속 촉매로 활성화하는 과정에 대한 기초 원리를 밝히고, 이 금속 촉매 시스템이 유기화학 반응에 어떻게 응용될 수 있는지를 탐구합니다. 예를 들어, Science 2020년 '전기적 유도 효과를 통한 화학 반응 제어 규명', Nature Chemistry 2023년 '피리디늄 염을 이용한 고리화 반응', 그리고 Science 2023년 '탄화수소 아미노화 반응 메커니즘 규명' 등은 이러한 노력의 결실입니다. 이 연구는 촉매의 활성과 선택성을 극대화하는 데 필요한 분자 수준의 이해를 제공하며, 이는 제약, 재료 과학 등 다양한 산업 분야에서 정밀 화학 합성을 위한 새로운 길을 열고 있습니다. 이를 통해 보다 효율적이고 친환경적인 화학 공정 개발에 기여하고 있습니다.

학력 사항

Ph.D. Harvard University Organic Chemistry (1996) M.S. KAIST Organic Chemistry (1987) B.S. Korea University Chemistry (1985)

사무실 번호

0428789860

연구자 링크

https://cchf.ibs.re.kr/html/cchf_en/people/people_0201.html

중요 키워드

정밀화학, 수소화반응, 화학산업혁신, 바이오매스, 신물질합성, 친환경화학, 탄화수소활성화, C-H결합, 에너지전환, 천연가스전환, 고부가화학원료, 전이금속촉매, 유기화학, 촉매개발, 전이금속 촉매 기반 탄소-수소 결합 활성화, 본 연구실은 전이금속 촉매를 활용한 탄소-수소(C-H) 결합 활성화 연구의 세계적인 선두 주자입니다. 반응성이 낮은 탄화수소 분자 내의 비활성 C-H 결합을 효율적으로 활성화시키고, 이를 유기화학 반응 및 전체 합성(total synthesis)에 응용하는 새로운 촉매 시스템 개발에 집중하고 있습니다. 특히, 최신 논문(Science, 2018년 '락탐 합성'; Nature Catalysis, 2019년 '비대칭 탄소-수소 활성화')에서 입증되었듯이, 특정 목표 분자를 효율적으로 합성하는 방법론을 제시하고 있습니다. 이러한 연구는 난치성 질환 치료를 위한 신약 개발 및 고기능성 신소재 합성에 필수적인 정밀 화학 공정의 기반 기술을 제공하며, 학술적 깊이와 함께 산업적 파급 효과를 동시에 추구합니다. 또한, 촉매 반응의 메커니즘을 규명하여 예측 가능한 촉매 설계를 가능하게 함으로써, 화학 합성의 효율성과 지속가능성을 극대화하는 것을 목표로 합니다., 지속 가능한 화학 원료 전환 및 산업 혁신, 석유화학 원료 고갈 시대에 대비하여, 본 연구실은 자연계에 풍부하게 존재하는 대체 원료를 고부가가치 화학 제품으로 전환하는 기술 개발에 주력하고 있습니다. 특히 천연가스의 주성분인 메탄과 같은 저분자량 탄화수소에 유용한 작용기를 도입하여 화석 연료 기반의 화학 원료 산업을 혁신하는 것을 목표로 합니다. 이러한 연구는 친환경적인 방식으로 산업 폐기물을 줄이고 자원 효율성을 높여 지속 가능한 화학 산업의 미래를 제시합니다. 또한, 글루코스와 같은 바이오매스 유래 화합물의 선택적 탈작용기화 촉매 시스템 개발을 통해 바이오 기반 화학 물질 생산 가능성을 탐색하며, 이는 미래 에너지 및 화학 산업의 패러다임을 전환할 핵심 기술이 될 것입니다. 본 연구는 단순한 기초 연구를 넘어 실제 산업 현장에 적용 가능한 혁신적인 해결책을 제공하고 있습니다., 유기 반응 촉매 설계 및 반응 메커니즘 규명, 본 연구실은 실험 화학과 최신 전산 모사 기법을 통합하여 새로운 유기 반응 촉매를 디자인하고, 그 작용 메커니즘을 심도 있게 규명하는 연구를 수행하고 있습니다. 반응성이 낮은 탄화수소의 탄소-수소(C-H) 결합을 전이금속 촉매로 활성화하는 과정에 대한 기초 원리를 밝히고, 이 금속 촉매 시스템이 유기화학 반응에 어떻게 응용될 수 있는지를 탐구합니다. 예를 들어, Science 2020년 '전기적 유도 효과를 통한 화학 반응 제어 규명', Nature Chemistry 2023년 '피리디늄 염을 이용한 고리화 반응', 그리고 Science 2023년 '탄화수소 아미노화 반응 메커니즘 규명' 등은 이러한 노력의 결실입니다. 이 연구는 촉매의 활성과 선택성을 극대화하는 데 필요한 분자 수준의 이해를 제공하며, 이는 제약, 재료 과학 등 다양한 산업 분야에서 정밀 화학 합성을 위한 새로운 길을 열고 있습니다. 이를 통해 보다 효율적이고 친환경적인 화학 공정 개발에 기여하고 있습니다.