이 연구는 라디칼의 높은 반응성과 짧은 수명으로 인해 제어가 어려웠던 선택성의 한계를 극복하고, 비대칭 라디칼 반응을 구현할 수 있는 재생형 촉매 체계를 확립하는 것을 목표로 합니다. 이를 위해 전이금속에 의존하지 않는 전형 원소 기반 라디칼 촉매(radiCatalyst)를 설계하였습니다. N, P, S, Se, Te, Bi 등 전형 원소를 촉매 중심부로 활용함으로써, 희귀 금속 자원에 대한 의존을 줄이고 환경적 부담을 최소화하며, 지속가능한 촉매 시스템을 구축하고자 합니다. 이 촉매는 라디칼 중심부(radicore)와 상호작용 중심부(interactophore)로 구성되어 있으며, 두 요소를 하나의 분자 골격 안에 통합함으로써 반응 기질과 촉매가 밀접하게 결합한 상태(in-cage complex)에서 반응이 일어납니다. 이러한 구조적 구속 환경은 라디칼 간의 전자전달 기반 재생(radical hopping)을 가능하게 하여 촉매 순환을 실현합니다. 동시에, 상호작용 중심부의 정교한 설계를 통해 기질 인식과 입체선택성을 제어할 수 있어, 단일 촉매 조건에서도 비대칭 반응이 가능하게 됩니다.
이 접근법은 라디칼을 소모성 반응 종에서 지속적으로 순환 가능한 촉매로 전환하는 새로운 패러다임을 제시합니다. 전형 원소 기반으로 전이금속 의존도를 줄이면서, 지속가능한 비대칭 합성 전략을 구현하는 것이 궁극적인 목표입니다. 본 연구는 라디칼 화학의 미개척 영역을 확장하고, 향후 친환경 유기합성, 정밀 촉매화학, 지속가능한 소재 합성 분야의 학문적·산업적 발전에 기여할 것으로 기대합니다.