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플루오로 Lewis산 촉매반응의 개발과 응용

전문가 제언: ○ 친환경 및 청정지속성 화학(Green and Sustainable Chemistry; GSC)은 최근 화학의 진로에 새로운 패러다임을 제시해 주고 있다. 일본을 위시한 선진국에서는 이미 이 분야의 연구가 많이 진행되고 있다. 2005년에 일본 동경에서 제1차 국제회의가 열렸고, 2006년 6월에 제2차 국제회의가 미국 Washington에서 개최될 예정이다. 우리도 2003년에 성준용의 ‘국외 청정 생산기술’에 관한 연구가 보고 되어 있다. 최근에 호남석유는 일본 assai kasei chemical과 독성물질인 포스겐을 사용하지 않는 폴리카보네이트 제조에 관한 기술 도입에 합의한 바 있다.

○ GSC는 화학공정, 화학제품에서 생기는 환경문제를 대폭 감소하는 것이다. 폐기물의 억제, 원자효율의 향상, 독성과 위험한 화합물의 사용 억제 및 자원의 절약, 에너지의 절약을 포함하는 경제적 효율을 강조한다. 최근 플루오로화학은 GSC의 한 분야로 각광을 받고 있다. 2005년 7월에 프랑스 보르도에서 제1회 플루오로화학 국제회의가 개최되었다. 본 연구는 플루오로 2상계 반응을 화학공정에 응용한 연구이다.

○ 염화알루미늄을 대표로 하는 Lewis산 반응은 대량의 폐기물을 부산물로 생성한다. 폐기물을 대폭 감소할 수 있는 중심 금속 주위에 퍼-플루오로 알킬기가 리간드로 배위된 Lewis산을 합성하였다. 많은 플루오르 원자로 치환된 플루오로 촉매와 플루오로 용매는 유기 용매와 물에는 잘 섞이지 않는다. 이 원리를 이용하여 유기 용매/플루오로 용매 2상계 반응(Fluorous Biphasic System; FBS)을 개발하였다. 반응이 완결되면 방치하여 2상으로 분리되고 촉매를 포함한 플루오로 상은 재회수하여 사용할 수 있다.

○ 플루오로 실리카겔은 퍼-플루오로알킬기로 표면 처리한 실리카겔이다. 플루오로 화합물과 큰 친화력을 가진다. 플루오로 Lewis산 촉매를 플루오로 실리카겔에 고정화시킨 Lewis산 촉매를 개발하였다. 이 고체 촉매는 간단한 여과조작으로 회수할 수 있다. 또 고체 Lewis산 촉매는 유기 용매에서와 같이 물과의 반응에도 사용할 수 있다. 이 반응공정은 Lewis산 촉매를 사용하는 다른 모든 유기 합성반응에 적용할 수 있다.

저자: Joji Nishikido
자료유형: 학술정보