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실온 이온액체의 저점도화와 펨토초 분광으로 본 분자 간 상호작용

전문가 제언: ○ 다양한 화학원료를 제조하는 석유화학공업에 있어서 고 효율이면서 환경부하가 적은 반응 공정을 개발하는 것은 중요한 과제로 되었다. 대량 생산 공정에 있어서는 용매나 촉매의 변경에 의하여 공정 전체의 경제성 향상에 미치는 효과는 막대하다. 그만큼 용매와 촉매는 화학반응 전체를 지배하는 인자라고도 말할 수 있다. 석유화학공업에 있어 새로운 ‘Clean Chemical Process’ 개발에 있어 새로운 용매 촉매의 개발이 필요 불가결하게 되었다.

○ 최근 들어 이온성 액체가 화학반응에서 반응용매, 전기화학 디바이스의 전해질 등으로도 급격히 주목을 받고 있다. 이온성 액체는 실온에서 액체의 염(塩, salt)이고 무기염을 포함한 여러 화합물을 용해시킬 수 있고 우수한 열안정성을 갖고 또 증기압이 거의 영(zero)이므로, VOC(휘발성유기화합물) 없는 용매나 전해질로 이용될 수 있다.

○ 더욱이 이온성 액체는 다채로운 유기 이온으로 구성이 가능하기 때문에 다종다양한 염을 조합시킴으로써 목적에 부합하는 성질의 용매를 디자인할 수 있는 등 많은 이점을 가지고 있다. 이러한 특징을 나타내므로 여러 종류의 화학반응이 시도되고 있다. 그 대부분이 종래의 유기용매를 사용한 방법과 비교하여 수율 선택률 반응효율 등의 점에서 우수한 결과가 보고 되고 있다.

○ 그러나 실제 반응매체로 이용할 경우 원료, 생성물 및 부생성물 등을 이온성 액체로부터 분리하는 것이 어렵고, 증류로 분리하지 않을 경우 이온성 액체에 용해하지 않는 물이나 에테르 등의 유기용매에서 2상계를 형성시켜 추출하는 방법이 많다. 그렇기 때문에 이온성 액체를 반복 이용할 필요가 있을 경우는 이들 문제점을 해결하는 것이 필요하다.

○ 물질 생산의 새로운 수단으로 이온성 액체라 칭하는 물질이 활용되기 시작하고 있다. 이 영역에서의 최신 토픽(topics)으로 이온성 액체에 부여하거나 이온성 액체 그 자체를 광학활성으로 한 반응장으로 활용하는 등 활발하다. 합성화학적 측면에서 보면 유용물질, 특히 광학활성체의 합성에 어느 정도 이용될 수 있을까에 흥미가 모아지고 있다.

저자: Hideaki Shirota
자료유형: 학술정보