[여러가지 화합물]유기화합물 7부






유기화합물과 생활


유기화학은 200년 정도의 역사를 가진 젊은 학문이지만, 고대문명에서부터 이미 유기화합물은 응용되고 그리고 사용되고 있었다.

① 비누 만들기

② 탄수화물을 발효하여 술 만들기

③ 염료 만들기

④ 아스피린 (1800년경 영국에서는 이미 버드나무껍질에서 아스피린 유사체를 진통제로 사용하였다.)




⑤ 북미원주민은 코카나무 잎을 씹어서 진통효과를 얻었는데 현재는 그것을 코카인으로 사용되고 있다.





⑥ 에쿠아도르 원주민이 화살촉에 독으로 사용한 것은 Epipedobates Tricolor 라는 독 개구리의 등 분비액으로 이것은 Epibetadine이 함유된 화합물이다.

1. 유기화합물의 중요성

유기화합물은 일상생활에 관련된 모든 물질의 일부분이라 할 수 있다. 신체를 이루고 있는 근육, 단백질, 피의 성분과 머리털, 세포, 지방, 간과 세포의 글리코겐 호르몬 및 엔자임 시각과 관련된 화합물, 신경전달물질유전자를 이루는 DNA등. 이 모든 물질은 유기물질이며 언제나 화학반응을 동반하고 있다.


 

당신이 입고 있는 옷들도 면이나 비단은 자연산 이지만 폴리에스테르 등은 합성된 유기화합물이다. 그리고 집을 지을 때 필요한 나무, PVC, 비닐, 카펫, 바닥의 타일등 또한 자동차의 가솔린 그리고 플라스틱 등, 이 모든 것은 유기화합물인 것이다. 당신이 먹는 모든 음식 그리고 음식을 싼 포장재 또한 유기화합물인 것이다. 항균제와 항생제를 포함한 모든 의약품은 유기화합물이다.

 



2. 유기화합물의 전망

유기화합물을 다루는 유기화학자들이 해야 할 일들은 다음 세 가지로 요약할 수 있다.

첫째, 새로이 발견된 유기화합물의 구조를 밝히는 일이다.

유기화학자는 유기화합물의 탐정이라 할 수 있다. 자연으로부터 얻어지거나 실험실에서 합성되고 분리된 화합물의 분자구조를 밝혀서 그 화합물이 삼차원적으로 어떤 모양을 가지고 있는지 아는 것은 그것이 물리적인 특성과 구조적인 복잡성을 이해하는데 매우 중요하다. 어떤 화합물은 약으로도 중요하게 사용되어 지기도 한다. 예전에는 화합물의 구조를 아는 것은 매우 힘들고 어려운 일이었다. 예를 들어 모르핀은 양귀비에서 추출되어 옛날부터 진통제로 쓰여 왔으나 처음으로 분리 정제된 것은 1804년이었다. 그리고 1925년에야 그 구조식이 밝혀졌다.

 

그리고 효과 있는 항암제로 밝혀진 탁솔(taxol)은 1962년 태평양 주목나무에서 미량 추출되었고 1971년에 그 구조가 밝혀졌으며 1994년에 전 합성이 되었다.

 

 유기화합물의 두 번째 일은 어떻게 화학적인 구조가 물리적, 화학적, 그리고 생리적인 특성을 가질 수 있는지 밝히는 일이다.



즉 아스피린이나 모르핀 같은 구조가 왜 진통효과를 나타내고 페니실린이 항균성을 가지는지 밝히는 일이다. 구조에 따라서 같은 플라스틱이라도 어떤 것은 식품의 포장에 쓰이고 어떤 것은 방탄복에도 쓰인다. 그것은 구조에 따라서 그 성질과 특성이 변하기 때문이다. 상업적인 그리고 사회적인 요구에 의하여 화학자의 관심도 구조와 특성에 대한 초점을 맞추게 된다.

 

셋째로는 간단하고 쉽게 구할 수 있는 물질로부터 유기화합물을 합성하는 것이다.

합성함으로서 자연에서는 조금밖에 얻을 수 없는 화합물을 우리가 원하는 양만큼을 얻을 수가 있으며, 자연에 존재하지 않은 화합물도 만들 수 있고, 구조에 의하여 만들어진 화합물의 특성을 직접 시험해볼 수도 있으며, 이론이 존재하지 않은 화합물을 도전적으로 합성해볼 수도 있다.



어떤 화합물은 간단하지만 대량으로 합성해야 되는 것이 있고 어떤 화합물은 복잡하지만 소량 합성해야 되는 것도 있다. 최근의 예를 들면 지난 12년 간 기존의 냉장고나 에어콘에 쓰이는 냉매, 프레온-12 (CF2Cl2, CFC 혹은 Chlorofluorocarbon)는 오존층의 파괴로 인하여 염소가 없는 HFC-14(C2H2F4, Hydrofluorocarbon)로 대치되었으며 현재 대량생산되고 있다.


반면에 식물이나 동물로부터 추출된 화합물이 너무나 그 양이 적어서 그 효능을 시험하기 곤란할 때 실험실에서 소량 합성하여 그것의 효능을 알아볼 수 있다. 항균제 페니실린G는 1928년 플레밍에 의하여 발견된 이후에 현재는 합성을 통하여 쉽게 구할 수 있다.

 

스테로이드 제약으로는 처음 의약용으로 사용된 코르티손은 소의 뇌에서 미량 얻을 수 있었으나 현재는 합성에 의하여 광범위하게 사용되고 있다.


그리고 최근에는 항암제로 효과가 있는 탁솔은 주목나무 한 그루에서 단지 몇 미리 그램을 얻을 수 있었는데, 합성을 하여 의약용 시험을 하기에 충분한 양을 얻을 수 있다. 이러한 탁솔의 합성은 복잡하고 수많은 합성과정을 통하여 얻어 질 수 있다.


 

 




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