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이온성 액체의 매개에 의한 5-하이드록시메틸프루프랄의 형성-유망한 생물자원에서 얻은 구성 단위체

전문가 제언: ○ 석탄, 석유 및 천연가스와 같은 화석연료는 인간에게 공전의 발전과 번영을 가져왔다. 그러나 인류가 사용할 수 있는 화석원료는 한정되어 있으며 급격히 그 매장량이 감소되고 있다. 지구상의 에너지 요구는 2030년에는 50% 더 증가할 것이다. 화석원료 의존성에서 벗어나는 것이 현 세계에서 가장 절실한 과제의 하나이다.

○ 상기 목적달성을 위하여 목질섬유소 생재료의 바이오리파이너리는 다음세대 연료와 화학적 원료를 공급할 수 있는 수단의 하나가 된다. 식품과 에너지 간의 원료경쟁은 현재의 제1세대 생연료의 한계점을 나타내준다. 목질섬유소 생재료의 일차적인 구성단위체는 단백질, 기름, 리그닌, 반셀룰로오스, 셀룰로오스 및 녹말이다. 이차생성물로 대표적인 화합물은 5-하이드록시메틸프루프랄(5-HMF)이 있다.

○ 5-HMF의 합성분야에서 이온성 액체(ILs)의 사용은 상당한 관심이 되고 있으며 ILs가 5-HMF 형성에서 중요한 역할을 한다는 것은 알려졌다. 헥소오스의 산-촉매 탈수로부터 생성되는 5-HMF는 대단히 중요한 화합물을 제조하는 적절한 출발물질이 된다. 최근 이온성 액체는 비휘발성, 비연소성, 열안정성의 특성 때문에 청정화학의 매질로 사용되고 있으며 청정 유기합성이라는 관점에서 흥미의 대상이 되고 있다.

○ 최근에 헥소오스의 탈수로 5-HMF를 제조하는데 ILs를 사용하기 시작하였다. [bmin][BF4]와 [bmin][PF6]과 같은 이온성 액체에서 프룩토오스의 산-촉매 탈수반응이 개발되었다. 할로젠화 금속과 [bmim][Cl], [emim][Cl] 및 [omim][Cl]과 같은 다양한 ILs가 사용되었으며 이 반응계에서 프룩토오스와 글루코오스를 우수한 수득률로 5-HMF로 변환할 수 있다.

○ 비식품인 목질 생재료로부터 ILs를 사용하여 5-HMF의 합성은 경제적으로 대단히 중요하지만 공업적 규모의 5-HMF의 개발은 아직도 이루어져 있지 않다. 값비싼 생산비가 가장 중요한 문제점이다. 이 문제점 해결을 위하여 다양한 ILs를 가능한 대체매질로 사용하여 얻은 다양한 자료가 수집되어 있다.

저자: Zakrzewska, ME; Bogel-Lukasik, E; Bogel-Lukasik, R,
자료유형: 학술정보