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다공성 금속-유기 골격의 구축과 응용

전문가 제언: ○ 수소결합이나 배위결합에 의해 3차원 골격이 자기 집합적으로 구축되는 다공성 분자집합체는 세공의 크기나 형상을 용이하게 설계할 수 있으며 다공성 무기재료인 제올라이트와 유사한 흡착, 분리, 촉매작용 등 다채로운 기능을 나타낸다. 최근 천이금속이온과 유기배위자를 조합하여 다양한 크기, 형상을 갖는 세공구조를 갖는 다공성 금속-유기 골격, MOF의 합성이 가능해졌다.

○ MOF의 특별한 기능의 하나는 가스흡장 능력이 있다는 점과 고체촉매로 응용 가능성이 있다는 점으로 화석자원의 고갈에 대비한 새로운 동력자원의 개발과 저에너지 공정의 개발을 위한 다양한 연구 개발이 전 세계적으로 활발하게 진행되고 있다. 다공성 금속-유기 골격에 키랄리티의 도입은 매력적인 테마이며 부제 촉매나 에난티오 분리에도 응용이 가능하다.

○ 키랄한 MOF의 구축 및 이의 에난티오 분리나 부제 선택적인 유기반응의 촉매로의 응용 연구는 이제 막 시작한 것에 불과하며 그 보고 예는 그리 많지 않다. 본고의 필자는 키랄성의 나프틸 골격을 가진 새로운 키랄 MOF 구축에 성공하고 이를 불균일계 고체촉매로 사용하여 에폭시시클로헥산에 대한 아닐린의 에난티오 선택적 첨가반응이 진행됨을 발견하였다.

○ 본고는 필자가 최근 연구의 결과를 중심으로 하여 다공성 금속-유기 골격의 합성과 가스흡장용 재료와 재사용이 가능한 고체촉매로의 응용 예를 소개한 것으로 앞으로 발전이 크게 기대되는 이 분야에 대한 귀중한 자료를 제공하고 있다.

저자: K. Tanaka
자료유형: 학술정보