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구리를 기반으로 하는 촉매에 의한 유기화합물의 산화반응에 관련된 최근의 연구동향

전문가 제언: ○ 원유, 석탄 등의 천연화학원료를 부가가치가 높은 알코올, 알켄, 카보닐 화합물 등 높은 산화상태의 화합물로 전환시키고 있는데 이를 위해서 다양한 종류의 산화반응용 금속촉매가 사용되고 있으며 효율이 높은 금속촉매의 개발은 유기합성공정에 가장 중요한 기술이라 할 수 있다.

○ 산화공정에서 산화제로 사용되는 것은 경제적인 관점에서 공기 중에 다량 포함되어 있는 분자상의 산소를 사용하는 방법인데 이때 금속촉매를 사용하면 반응속도를 높일 수 있을 뿐 아니라 산화생성물의 선택성도 높일 수 있다.

○ 대부분의 정밀화학약품의 합성에서 산화제로 과망간산염이나 중크롬산염 등이 사용되어 왔으나 반응에 사용하는 양이 거의 화학량론적인 시약이 필요하며 또 이들 공정으로부터 중금속이 배출되어 환경이 오염되는 문제가 있어서 현재 세계적으로 그 사용이 제한되고 있으며 공해물질을 최소화하기 위한 새로운 촉매의 개발이 요청된다.

○ 균질계이거나 비균질계의 산화반응에서 사용되는 촉매는 대략 3가지로 분류된다. 즉 금속 촉매 존재 하에서 산소가 공여체로 작용하는 촉매에 의한 산소이동반응, 금속촉매에 의한 알킬 퍼히드로퍼옥시드를 분해시켜 라디칼을 생성시키는 라디칼 산화반응, 산화된 금속이온이 다시 디옥시젠(dioxygen)과 반응하여 다시 환원형으로 재생되는 과정을 거쳐 진행되는 금속이온과 착체화된 기질의 산화과정으로 이루어지는 3가지 경로를 거쳐 진행된다.

○ 본고에서는 구리를 촉매로 사용하여 알칸, 알켄, 알코올, 아렌, 벤질기를 가지는 기질, 슬피드 등의 유기화합물에 대한 산화반응과 관련되어 온 최근 10년간의 연구동향을 분자상의 산소, 과산화수소, tert-부틸히드로옥시드, 퍼옥시에스테르 등의 산소공급원 별로 구분하여 소개하고 있어 유기 합성연구자들의 연구방향 설정에 유익한 도움을 줄 수 있는 자료로 사료된다.

저자: T. Punniyamurthy, Laxmidhar Rout
자료유형: 학술정보