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제올라이트 촉매를 이용한 페놀의 과산화수소에 의한 산화

전문가 제언: ○ 대표적인 방향족 탄화수소인 페놀의 산화는 쉽고 단순하게 되는 산화반응이 결코 아니었으나, 환경 친화적인 과산화수소와 특수하게 개발된 제올라이트계의 촉매를 이용하여 의약품 등의 제조에 쓰이는 catechol 및 hydroquinone을 얻고 있으며, 특히 제올라이트를 알칼리토류금속이온으로 변성시킨 촉매가 연구되면서 반응 수율이 향상하는 단계에 이르고 있다.

○ 화학공업 분야에서 산화반응공정은 매우 흔한 기초적인 반응이라 할 수 있기 때문에 앞으로도 페놀 이외의 방향족 화합물의 산화반응에 선택성이 높게 적용될 수 있도록 촉매의 개선은 물론 제조공정의 실용화를 위해 연구가 필요하다 하겠다.

○ 제올라이트 촉매의 산 성질을 염기성 물질인 알칼리토류금속이온에 의해 적절하고 정밀하게 조절한다면 제올라이트 촉매가 갖는 다공성 물질의 세공 크기 특성과 함께 산화반응의 전화율을 향상시킬 수 있는 효율적인 공정조건을 도출할 수 있을 것으로 기대된다.

○ 다음으로 산화반응에서 변성 제올라이트 촉매와 함께 사용하는 ketone류의 첨가는 이것이 촉매의 세공 속에서 특이한 작용을 함으로써 반응 수율 증가에 큰 역할을 하는 것으로 밝혀졌으나, 그 작용 메커니즘은 아직 규명되지 않았기 때문에 이에 대한 분광학적 또는 계산화학적인 연구가 진행되면 촉매활성효율의 증가를 위해 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.

○ 본고는 상당 부분이 이미 상업화된 페놀의 과산화수소를 이용한 산화반응에 각종 제올라이트 촉매가 어떤 역할을 하며 알칼리토류금속이온으로 변성된 제올라이트의 산성질 변화와 촉매의 세공 크기가 반응 수율에 어떤 영향을 주는가를 정리한 보고서로 이 분야를 연구하는 연구소 및 기업계의 연구자들이 참고할 수 있는 자료라고 판단한다.

저자: Takashi Atoguchi
자료유형: 학술정보