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데자이너 중합체-겔 촉매에 의한 유기합성에서 새로운 순환계

전문가 제언: ○ 현대 유기합성에서 용매로 물의 사용과 촉매를 재사용할 수 있는 순환계 개발이 중요한 과제이다. 물을 사용하면 청정화학이라는 관점에서 유리하게 유기반응을 수행할 수 있지만 용해도를 개선할 수 있는 계면활성제와 같은 양쪽성 분자의 존재에서 유기반응을 수행하면 반응 후 유기생성물과 촉매의 분리가 어려워진다.

○ 균일계보다는 불균일계에서 수용액으로부터 고정촉매를 반응혼합물로부터 쉽게 분리하고 회수할 수 있다. 실리카와 같은 무기물질을 지지제로 사용할 수도 있으나 불용성 중합체-겔을 사용하면 고체상 촉매의 효율을 높일 수 있고 효율적으로 촉매순환계를 설계할 수 있는 혁신적인 방법을 제공해 준다. 불용성 중합체-겔로는 폴리-N-아이소프로필 아크릴아마이드(PNIPAAm)를 사용한다.

○ PNIPAAm-바탕 중합체는 본질적으로 감온성 기능을 나타내며 낮은 임계용해 온도(LCST)에 걸쳐 있어 가용성, 비가용성 상태 간에 열적 가역변화를 일으킨다. PNIPAAm의 중합체 사슬은 LCST 아래에서 수화되고 위에서는 응집으로 탈수된다. 이상성계에 대해 가용성 PNIPAAm 지지촉매가 효율적으로 적용된다.

○ 중합체 사슬이 교차-결합되면 형태변화가 중합체 회로망에 기계적 변화를 일으킨다. 중합체 사슬의 형태변환은 외부용매의 변화에 따라 부풀림 전이를 일으킨다. PNIPAAm 주 사슬이 교차-결합되거나 혹은 사차 아미노알킬사슬에 접목된 구조를 가진 PNIPAAm-겔은 외부용매의 변화에 따라 유기기질의 흡수도를 조절할 수 있다.

○ 물에 불용인 PNIPAAm-중합체의 사차 암모늄이온과 포스포텅스텐산의 착물은 유기용매-없는 물에서 효율적으로 산화촉매로 작용하며, 이염화포스핀 팔라듐과 PNIPAAm-중합체의 착물은 유기용매-없는 삼상성계에서 효율적인 촉매로 작용한다. 더어머몰프 촉매작용을 거치는 산소성 산화에 루테늄 촉매를 고정한 교차결합 PNIPAAm-겔 착물을 사용하였다.

저자: Ikegami, S; Hamamoto, H,
자료유형: 학술정보