목질자원에서 얻는 γ-valerolactone의 유용성

전문가 제언

○ γ-Valerolactone(GVL)은 액상 알켄, 바이오매스 공정의 용매, 연료첨가제, 재생 가능한 고분자 선구물질을 제조하는데 사용할 수 있는 다목적 기반 물질로서 바이오매스에서 운송용 액체 연료나 화학제품을 얻는 중요한 중간체로서 이를 효율적이고 경제적이고 효율적으로 제조할 수 있는 공정 개발이 중요하다.

○ 목질 바이오 매스에서 GVL을 얻는 방법은 셀룰로오스에서 글루코오스를 거쳐 5-hydroxy-methylfurfural(HMF)의 고리열림 반응으로 levulinic acid (LA)와 HCOOH로 전환한 후 LA를 수소화하는 방법이 사용된다. 헤미셀룰로오스에서 자일리톨을 거쳐 Furfural을 얻고 수소화하여 Furfuryl alcohol로 전환시킨 후 산 촉매에서 고리열림반응으로 LA를 만든 다음 귀금속 촉매를 사용하여 LA를 수소화하여 GVL로 전환하는 방법도 있다.

○ GVL의 제조과정에서 수소화 공정에서는 귀금속(Ru, Pt 등) 촉매와 높은 압력(>30bar)의 H2가 필요하기 때문에 경제성이 낮아 이를 대체하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 가격이 싼 전이금속으로 대체하는 연구가 발표되었고 아직은 만족한 단계에 이르지 못하고 있지만 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

○ 귀금속 촉매와 높은 압력의 H2를 사용하는 수소화 반응 대신 Lewis 산촉매와 이차 알코올 수소주개를 사용하여 수소를 이동시키는 이동-수소화 반응(transfer-hydrogenation)과 가수분해 반응 등 Br?nsted 산촉매 반응을 동시에 사용하면 Furfural에서 연속적인 “도미노” 반응으로 GVL을 경제적이고 효율적으로 제조할 수 있다는 결과를 MIT 연구팀이 최근(2013. 07)에 연구단신으로 보고한 바도 있다.

○ 목질의 바이오매스를 활용하는 연구는 당장 실용화가 어려운 탓인지 국내 연구자들의 연구결과 발표는 미미한 정도에 그치고 있으나 석유고갈 등 장기적인 안목에서 기초를 다지는 연구가 필요할 것으로 생각된다.

저자

David Martin Alonso, Stephanie G. Wettstein and James A. Dumesic

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2013

권(호)

15

잡지명

Green Chemistry

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

584~595

분석자

어*선

분석물

• 목질자원에서 얻는 γ-valerolactone의 유용성.pdf [3,305,040 byte]

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