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반복사용이 가능한 고정화 Pd촉매의 개발

전문가 제언: ○ 본고는 탄소-탄소 형성결합을 통한 유기합성 방법 중 Suzuki-Miyaura 반응에 촉매로 사용되는 Pd의 고정화에 관련된 것으로서 Pd의 고정화 기술은 에너지의 절약과 함께 환경친화적 유기합성공정 개발에 필수적인 과제라 할 수 있다. 현재까지 공정 분야에서 이루어진 중요한 연구 개발의 발전 결과를 포함하여 필자들의 연구결과를 소개하고 있다.

○ Suzuki-Miyaura 반응은 Heck 반응과 함께 탄소와 탄소를 공유결합으로 연결함으로써 유기분자를 크게 만드는데 이용되며 의료용 약품, 농약, 염료, 계면활성제, 액정 또는 전기발광 재료의 합성과정에서 널리 이용되는 유기합성과정 특히 정밀합성 과정에서 가장 중심적 역할을 하는 유용한 반응이라 할 수 있다.

○ 새로운 탄소-탄소결합 반응은 많은 에너지를 필요로 하는 반응이며 따라서 효율적이고 경제적이며 경쟁력 있는 합성공정을 개발하기 위해서는 반드시 고 활성 촉매의 사용이 요청된다. Suzuki-Miyaura반응에서는 고 활성인 팔라듐 포스핀이나 팔라듐-카르벤 등이 가장 효율적인 촉매로 알려져 있으나 사용 후 고가의 촉매를 제거, 회수 및 재사용하는데 문제가 있어서 이를 개선하기 위한 촉매의 고정화에 의한 불균제 촉매의 연구가 주류를 이루어왔다.

○ 본고에서는 고 활성의 고정화 Pd 촉매로 보고 된 Ikegami 등의 양친매화 고분자를 담체로 한 Pd 촉매, Hyeon 등에 의해 개발된 Hollow Pd 구, Ley 등에 의해 개발되어 현재 시판되고 있는 Pd(II) Encat 등의 활성과 재사용 가능성에 소개하고 필자들이 개발한 히드록시 아파타이트 (HAP)에 고정화된 불균화 Pd 촉매의 성능을 소개하고 있다.

○ 히드록시 아파타이트는 동물의 뼈나 치아에 주성분으로 합성하기 용이할 뿐 아니라 4급 유기암모늄 첨가물을 첨가함으로써 고 활성의 Suzuki-Miyaura 반응 촉매로 이용할 수 있음을 보고하고 있는데 앞으로의 활용이 크게 기대되는 연구로 판단된다.

저자: Kiyotomi Kaneda, Kohsuke Mori, Tomoo Mizugaki, Kohki Ebitani
자료유형: 학술정보