황산 지르코니아(SZ)의 촉매작용에 의한 유기합성과 변환

전문가 제언

○ 고체, 초강산 촉매인 황산 지르코니아(SZ)는 많은 화학공업 영역에 응용되고 있다. 탄화수소 화학의 대규모 공업과정으로부터 생세포의 효소-조절방법에 이르는 광범위한 영역에 적용된다. 이들은 정밀화학제품의 생산과 알킬화, 이성화 및 분해반응과 같은 석유화학의 대규모 공업과정에서도 대단히 유용한 촉매로 사용된다. SZ의 초강산성 특성은 양성자원과 제조조건에 의해 결정된다.

○ SZ 촉매를 재조하는 첫 단계에서 수산화지르코늄을 제조하고 두 번째 단계에서 황산염을 침윤한다. 수산화지르코늄을 제조하기 위하여 사용되는 선구물질의 형태는 최종촉매의 구조를 경정하는데 중요한 역할을 한다. 최근에 졸-겔 방법은 화학적 균일성, 낮은 공정온도 및 생성된 입자의 크기와 결정형태를 조절할 수 있기 때문에 더 많이 사용된다.

○ SZ는 낮은 온도에서 알케인의 이성화에 대한 촉매로 개발되었기 때문에 SZ의 표면구조로 활성 자리의 성질을 규명할 수 있다. 하이드록실기가 황산염과 킬레이트된 Zr원자 이웃 Zr원자에 결합되어 있다. 양성자는 황산기의 두 S=O 결합의 전자 유발효과에 의해 더 강한 산이 된다. 물이 존재하면 황산기는 다리 걸친 두 자리 황산염으로 변환된다. 황산염을 변형하면 Bronsted와 Lewis산의 세기를 증강시킬 수 있다.

○ SZ는 폭 넓은 유기합성과 변환에 효율적인 촉매로 사용된다. 1, 5-벤조다이아제핀, 비스(인돌일)메테인 유도체, β-아미노알코올, α-와 β-만노피라노시드, 2-데옥시-α-와 β-글루코피라노시드 및 다이하이드로피리미디논과 같은 생물학적 및 약리학적으로 중요한 다양한 화합물을 합성하는 촉매로 사용된다.

○ SZ 촉매는 Pt, Pd, Ir, Fe 및 Mn과 같은 다양한 전이금속과 귀금속으로 개질하면 활성이 더 커진다. 이 개질금속 중에서 Pt, Fe 및 Mn이 가장 좋은 촉매활성을 나타낸다. 또한 황산 이성분 산화물을 사용하면 산성과 촉매활성을 개선할 수 있다. 실리카-지르코니아, 알루미나-지르코니아 및 티타니아-지르코니아의 세 형태의 이성분 산화물이 주로 사용된다.

저자

Reddy, BM; Patil, MK,

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2009

권(호)

109(6)

잡지명

Chemical Reviews

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

2185~2208

분석자

허*성

분석물

• 황산 지르코니아(SZ)의 촉매작용에 의한 유기합성과 변환.pdf [428,284 byte]

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