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초임계 이산화탄소를 열매체로 이용하는 유기화합물의 신규 합성법

전문가 제언: ○ 초임계수와 초임계 이산화탄소를 이용하여 새로운 환경조화형 물질을 제조하는 프로세스가 개발되고 있다. 초임계수법은 촉매를 사용하지 않으면 진행되지 않았던 종래의 유기반응 대신 초임계수를 이용해 촉매나 유기용매를 사용하지 않고 고분자원료나 정제 화학제품을 초고속 및 높은 선택성으로 제조하는 방법이다. 초임계 이산화탄소법은 이온성액체, 마이크로 에멀션 등을 도입한 다상계반응 프로세스를 이용하여 유기용매를 사용하지 않고도 청정도가 높은 에너지 절약물질의 제조를 현실화하고 있다.

○ 초임계 유체응용분야는 용매 특히 인체나 환경에 악영향을 주는 기존용매의 대체물로, 또 성능이 떨어지는 용매 대신 주목받고 있다. 예를 들면 프레온이나 벤젠 등의 유해한 용매 대신 사용되거나 다이옥신과 같은 통상의 방법으로는 파괴되기 어려운 화합물을 완전하게 분해하는데 사용된다. 또한 나노 사이즈의 의약품 미립자를 제조하거나 반도체의 수십 나노미터 폭의 틈새를 세정하는데 사용되는 등 향후 많은 용도에 이용될 것이 예상된다.

○ 본고는 초임계 이산화탄소를 반응용매 겸 열매로 사용한 연구사례 중 ?알켄의 시스-트랜스 이성화반응?과 ?retro Diels-Alder반응에 의한 이소인돌 유도체 합성?사례를 실제로 수행하고 그 내용을 소개한 것이다. 어느 경우에나 종래의 유기용매를 이용한 합성법보다 효율적이고 경제적으로 목적물을 얻는데 성공하였다. 또한 환경부하도 아주 적기 때문에 종래의 유기합성 프로세스에 충격을 줄 것으로 생각된다.

○ 유기용매 대신 무독, 불연의 초임계 이산화탄소를 유기용매 대체로 이용하면 저환경 부하, 고효율 물질변환, 안전한 프로세스 환경을 실현할 수 있다. 또한 유기용매는 사용 후 소각 처분되어 CO2를 배출하므로 유기용매 대체기술은 CO2 배출권 거래의 대상이 될 수도 있을 것이다. 21세기의 환경 대응 및 제조비용 저감기술로 많은 관심과 연구가 요망된다.

저자: Satoshi Ito, Takafumi Sato, Naotsugu Itoh
자료유형: 학술정보