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모르핀 등 알칼로이드의 구조 결정에 대한 업적으로 1947년 노벨 화학상을 수상한 로버트 로빈슨(Robert Robinson)

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by 프로젝트빅라이프 2020. 3. 19. 04:25

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1886년 잉글랜드 더비셔주에서 태어나 1912년에 시드니 대학교 교수, 1915년에 영국 리버풀 대학교, 런던 대학교 교수를 거쳐 1930년부터 옥스퍼드 대학교 교수를 맡았다. 1920년에 왕립학회 회원으로 선출됐고 1945년부터 1950년까지 왕립학회 회장을 역임했다.

인류 역사상 최초의 현대적인 의약품은 모르핀이다. 알려져 있다시피 모르핀은 지속적으로 사용할 경우 만성중독을 일으키고 사용을 중단하면 심각한 금단현상을 일으키는 중독성 약물이다. 그러나 *모르핀이 지닌 탁월한 진통 및 최면 효과 덕분에 인류는 마취제를 개발해 고통 없이 수술을 하게 되었다

*모르핀은 아편의 주요 성분인 알칼로이드이며 아편 진통 의약품이다. 통증을 줄이기 위해 중추 신경계 에 직접 작용한다. 급성 통증과 만성 통증 모두에 사용된다. 모르핀은 심근 경색이나 통증 때문에 자주 사용된다. *의존성이 강하여 현재 의학계에서는 처방주의약품 중 하나로 통한다. 중독성과 쾌감유발성이 높은 헤로인으로 전환될 수 있지만 당연히 이것은 일반인에겐 물론이고 의료용으로도 사용이 금지되어 있다. 영국에서는 한때 헤로인을 의료용으로 사용했었지만, 현재는 전부 다 모르핀으로 대체했다.

 


늦봄에서 초여름 사이에 꽃을 피우는 양귀비의 덜 익은 열매에 상처를 내어 흘러나오는 액을 채취한 것이 생아편이고, 거기에서 불순물을 제거해 농축시키면 아편이 된다. 이 아편의 성분 중 동물에게 독특한 생리작용을 일으키는 알칼로이드 성분이 바로 모르핀이다.
‘식물의 물질’이라는 의미에서 명명된 알칼로이드는 고대부터 의약품으로 사용되었다. 모르핀 외에도 코카인, 카페인, 니코틴, 퀴닌 등이 모두 알칼로이드 물질이다.

 

출처: sciencetimes

로버트 로빈슨은 다양한 유기 화합물의 구조와 합성에 관한 연구를 수행했다. 식물 색소에 대한 초기 연구를 통해 안토시아닌과 플라본을 합성 할 수 있었지만 그의 가장 중요한 연구는 알칼로이드에 관한 것이었다. 이들은 생명체에 심각한 생화학 적 영향을 줄 수있는 복잡하고 자연 발생적인 질소 함유 화합물이다. 식물에서 알칼로이드를 형성하는 화학 반응을 결정하려는 Robinson의 노력으로 모르핀 (1925)과 스트리크닌 (1946)의 구조를 발견하게되었다. 그는 또한 유기 분자 구조의 질적 전자 이론을 공식화했다. 그의 연구는 페니실린과 특정 말라리아 예방약의 합성에 중요한 역할을했다.

출처: Britannica

*스트리크닌은 독성이 매우 강하고, 새나 설치류 같은 작은 척추동물을 죽이기 위해 살충제로 사용되는 무색의 알칼로이드 결정이다. 스트리크닌은 근육 경련을 일으키고 질식이나 탈진으로 결국 사망에 이르게 한다. 가장 일반적인 원천은 스트리크닌 나무의 씨앗이다. 스트리크닌은 척추와 뇌에 있는 리간드 통로의 염화물 채널인 글리신 수용기(GlyR)에 길항제로 작용한다. 스트리크닌은 맹독으로 많이 알려져 있지만, 소량은 완화제(변비약)과 각성제로 쓰이며, 위장병 치료에도 사용된다. 스트리크닌을 "매우 가치 있으며 널리 처방되는 의약품 중 하나" 라고 표현한 1934년판 간호사를 위한 의약품 안내서에도 이 물질의 의학적 유용성은 잘 드러나있다. 특히 각성효과는 운동경기에서 기록 향상에 많이 사용되었으나, 높은 독성과 더불어 발작의 위험이 있기 때문에 더 안전한 대체 의약품이 개발되면서 사용이 중단되었다. *1952년 로빈슨은 "스트리크닌은 알려진 화학물질들 중 분자 수준에서 가장 복잡하다"라는 말을 남겼다.

출처: 위키백과

 

 

 

로버트 로빈슨은 Légion d' Honneur 사령관이며 20 개가 넘는 영국 및 외국 대학의 명예 박사 학위를 보유하고 있다. 그는 화학 학회 (Longstaff, Faraday and Flintoff Medal), 왕립 학회 (Davy, Royal and Copley Medal), 스위스, 미국, 프랑스 및 독일 화학 학회에서 영예를 얻었다. 또한 필라델피아 프랭클린 연구소의 프랭클린 메달, 왕립 예술 협회의 앨버트 금메달 및 자유 메달 (미국 정부)을 수상했다. 로버트 경은 영국과 외국에서 배운 50여 명의 사회에 해당하는 회원, 명예 연구원, 외국 회원, 준회원 또는 통신원이다.

1962 년 화학 협회는 로버트 로빈슨 강의 (Robert Robinson Lectureship)를 설립하여 로버트 경을 영예 롭게했으며, 일반적인 대통령 연설 대신 2 년마다 전달된다.

 

출처: 노벨



수상 추천문

전하, 그리고 신사 숙녀 여러분.
유기화학의 주된 목적 중의 하나는 살아 있는 자연에서 발견되는 물질의 화학구조를 규명하는 것입니다. 따라서 생명작용을 갖거나 명백한 특성을 가진 물질에 특별한 관심이 모아지고 있습니다. 다소 단순한 화합물의 구조는 19세기 동안 대부분 밝혀졌고 더 복잡한 것들은 우리 세기를 위해 남겨졌습니다. 로버트 로빈슨 경의 걸출한 연구는 많은 그룹의 복잡한 물질들을 다루었습니다. 통합적인 연구에서 로버트 경은 안토시안을 다루었는데, 이것은 한 그룹의 적색, 청색, 자색 염료로써 식물 왕국의 거의 모든 곳에서 발견되며, 우리는 이것들을 적포도주와 비트 뿌리, 들판의 수레국화와 참제비고깔에서 볼 수 있습니다.
그는 성 호르몬과 이보다는 덜 복잡한 구조를 가지지만 비슷한 성질을 갖는 합성물질에 관한 중요한 연구를 했습니다. 그는 말라리아에 효과가 있는 합성 약물에 관한 선구적 연구를 했고, 페니실린 연구에 기여했으며, 유기화학 반응 메커니즘에 관한 근본적인 의문들을 성공적으로 공략했습니다. 그러나 금년의 노벨 화학상을 수여함에 있어서 왕립과학원은 특히 알칼로이드에 관한 로버트 경의 연구에 주목했습니다.
알칼로이드에 의해 우리는 식물왕국의 수많은 질소를 함유하는 기초 물질을 이해합니다. 그들은 일반적으로 강력하고 때로는 감각적이고 생리적인 효과가 있습니다. 그들 가운데 퀴닌, 코카인, 그리고 아트로핀이 있는데, 이들은 모두 중요한 의학적 성질이 있습니다. 더군다나 모르핀은 의심할 여지 없이 잘 알려져 있고, 스트리키닌은 그 의학적 가치로 인해 널리 알려져 있으며 다소 많은 양은 특별히 활성을 갖는 독약으로 알려져 있습니다. 알칼로이드를 포함하고 있는 식물들은 일반적으로 원시인들의 관심을 끌었는데, 고대 문명을 가진 나라에서는 그것들의 성질에 관한 지식이 가끔 역사 이전의 시대로 올라갑니다. 알칼로이드를 포함하는 식물들은 한편으로는 종교의식과 범죄 목적을 위해, 다른 한편으로는 치료약과 즐거움의 수단으로 사용되어 왔습니다. 그것들은 우리의 생각을 시와 낭만으로 이끌 수 있습니다. 아편과 양귀비액을 찬양하는 노래를 했던 것은 퇴폐적인 시인들뿐만이 아닙니다. 그것들은 또한 부도덕, 범죄, 그리고 공포와도 관련이 있었습니다.
19세기 동안 활성물질 자체인 알칼로이드를 분리하는 방법을 알아내기 시작했습니다. 이들에 관한 화학적 조사는 여전히 줄지 않는 관심과 함께 계속되고 있습니다. 이러한 알칼로이드들은 그 화학적 구조가 매우 복잡하다는 것이 곧 알려졌습니다. 모르핀 분자는 40개의 원자를, 스트리키닌 분자는 47개의 원자를 가지고 있으며 이들 각각의 원자는 나머지 원자들에 대해 정확한 위치를 가지고 있습니다. 다른 화학적 조작을 통해 이 복잡한 시스템의 내부구조를 밝히는 것은 매력적인 만큼이나 어려운 작업입니다. 그것은 대단한 실험적 기술과 창의력과 날카로운 논리를 필요로 합니다. 이러한 알칼로이드 연구에서 로버트 경은 우리 시대에 단연 최고입니다. 그는 모르핀 분자구조의 수수께끼를 풀었는데 이와 관련해서 20개의 다른 구조를 연구 중이었습니다. 일부 자세한 부분은 여전히 불확실하지만 그는 스트리키닌 구조의 근본적 특징을 명확하게 밝혔습니다. 그는 또한 그노스코핀, 하르말린, 피조스티그민, 그리고 루타카르핀과 같이 이상한 이름을 가진 많은 다른 알칼로이드의 연구에 결정적인 공헌을 했습니다.
가끔 식물들이 어떻게 이러한 단일 분자들을 만드는지 의문이 제기되었습니다. 여기서 로버트 경은 단백질에 들어 있는 아미노산이 결정한다는 이론을 만들어 그 의문에 대해 만족할 만한 답을 제시했습니다. 이 이론은 로버트 경의 유명한 트로핀 합성으로 예증되었는데, 트로핀은 코카인과 밀접하게 관련된 물질입니다. 우리는 여기서 3개의 다소 단순한 분자들이 자발적으로 결합하여 하나의 복잡한 시스템이 되는 경우를 봅니다. 이전에는 이것을 일련의 긴 반응을 통해서 단계별로만 만들 수 있었습니다. 우리는 여기서 로버트 경이 자연의 작동방식에 대한 열쇠를 찾았다고 가정할 수 있습니다. 이 이론은 또한 복잡한 구조를 결정할 때의 지침서로서 아주 중요해졌습니다. 여러 그룹의 알칼로이드 물질 내에서 숨겨진 관계를 찾는 일을 가능하게 했기 때문입니다.
자연과학의 경향은 점점 더 다른 과학 사이의 전통적 경계를 허물려고 합니다. 총체적인 지식의 합은 지속적으로 증가합니다. 그러나 인간의 지성은 제한적이고, 그래서 협력이 필요해집니다. 개개인의 과학자가 생산적인 협력 체계로 돌아서지 않고서는 그 스스로의 특정한 기초 위에서 과학을 넓고 깊게 하는 것은 어려운 과업이 됩니다. 아마도 이러한 경향은 특히 화학에서 두드러질 것입니다. 생명과 물질에 관한 한 묶음의 연구가 함께 돌아갑니다. 화학이 오늘날 자연과학에서 중심 위치를 차지할 수 있었던 이유입니다. 로버트 경은 대단히 성공적으로 그러한 문제를 해결했습니다. 그는 자신의 인생을 유기화학에 바쳤지만 그가 이룬 연구의 중요성과 결과는 생물학과 약학 분야까지 멀리 확장됩니다.
로빈슨 교수님.
유기구조의 복잡한 문제는 일반 대중의 관심을 끌 성질의 것은 아닙니다. 우리의 과학은 배타적입니다. 교수님은 원자핵 분열과 같은 일간신문 칼럼에 평판이 자자한 놀라운 발견을 해서 과학적 명성을 얻은 것이 아닙니다.
교수님은 매우 중요한 문제에 대해 수없이 많은 연구조사를 함으로써, 근본적인 질문에 관한 우리의 생각을 점차 바꾸었습니다. 분자설계를 전공하는 학생으로서 매우 성공적으로 케쿨레와 쿠퍼가 수행한 일련의 연구를 추구했고, 살아 있는 식물 내에서 복잡한 구조를 만드는 데 빛을 비추었습니다. 오늘날 교수님은 유기화학자 중에서 지도자이자 스승으로서 누구보다도 뛰어난 사람으로 인정받고 있습니다.
과학에 기여한 교수님의 공로를 인정하고, 생물학적으로 중요한 식물 생성물에 관한 연구, 특히 복잡한 알칼로이드의 구조와 생합성에 관한 뛰어난 연구 업적에 대해 왕립과학원은 교수님에게 노벨 화학상을 수여하기로 결정했습니다.
로버트 경.
과학원을 대신해서, 축하의 말씀을 드리며, 이제 전하로부터 상을 받으시기 바랍니다.

스웨덴 왕립과학원 노벨 화학위원회 위원 아르네 프레드가


 

 

 

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