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유기레늄 촉매에 의한 관능기화 올레핀의 불균일계 메타세시스 반응

전문가 제언: ○ 메타세시스 반응은 이중결합을 가진 두 물질 사이에서 금속원자를 매개로 하여 2중 결합이 분해됨과 동시에 새로운 이중결합이 생성되는 반응으로 상호교환반응이라고도 불린다. Ziegler-Natta계 중합반응의 진행 과정에서 발견된 올레핀 메타시스 반응은 1971년 Chauvin 등에 의해 알킬리덴 전이금속의 금속-탄소 이중결합과 탄소-탄소 이중결합과의 고리화 부가에 의해 메탈시클로부탄 중간체를 경유하는 기구로 진행된다는 것이 밝혀진 이래, 균일계 알킬리덴 금속착체형의 개발에 탄력이 붙어 현재에 이르고 있다.

○ Shell사에서 개발된 SHOP법에서는 Co-MoO3/Al2O3 촉매에 의한 불균일계를 사용하는 메타세시스 반응을 이용하여 에틸렌으로부터 계면활성제 용도의 올레핀이 연간 수십만 톤 제조되고 있다. 이에 따라 고 활성의 불균일계 촉매의 개발이 강하게 요구되고 있다.

○ 메소다공성 알루미나(mesoAl2O3)는 통상의 γ-Al2O3에는 보이지 않는 직경 3~5nm의 구조의 규칙성이 높은 세공과 약 3배의 넓은 표면적을 가진다는 특징이 있다. 또한 메틸트리옥시레늄(CH3ReO3: MTO)은 단독으로는 올레핀의 메타세시스 활성을 나타내지 않으나 산성 담체인 실리카 알루미나(SiO2-Al2O3)에 담지하면 극성 관능기를 가진 올레핀에도 적용할 수 있는 메타세시스 촉매가 된다는 사실은 알려져 있다.

○ 본고는 mesoAl2O3을 루이스산을 사용하여 화학 수식하는 방법으로 루이산 수식 알루미나 담체를 새로 개발하고, 루이스산 수식 담체에 MTO를 담지하면 극성 관능기를 가진 올레핀에 대하여도 우수한 메타세시스 활성을 나타내는 촉매가 된다는 사실을 발견하고 이 촉매의 개발에 관한 내용을 소개하고 있다.

○ 상기 내용은 산성을 부여한 담체를 사용하여 유기 금속종을 활성화하여 새로운 촉매기능을 만드는 사례로, 추후에 고체 루이스산에 의한 유기금속 화합물의 활성화로 새로운 촉매기능을 유발하는 연구로 연결될 수 있을 것으로 기대된다.

저자: Yoich Masui, Makoto Onaka
자료유형: 학술정보