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시클로덱스트린을 촉매로 하는 고분자 합성

전문가 제언: 최근 자원의 고갈, 환경이나 에너지문제 등 인류의 존속에 관한 중대한 문제가 현재화하고 있다. 고분자합성에 있어서도 상기 문제의 해결을 목표로 유해한 금속이나 유기용매를 사용하지 않는 안전한 프로세스가 강하게 요망되고 있다. 한편 생체계에서는 금속이나 유기용매를 사용하지 않고 온화한 조건에서 고분자가 생산되고 있다.

시클로덱스트린(CD)이 락톤(고리상 에스터, 폴리에스터 합성의 출발 모노머)을 선택적으로 넣은 포접 착체를 형성하는 것을 발견하였다. 이 과정에서 락톤을 CD와 수중에서 처리함으로써 가수분해가 촉진되는 것을 발견하였다. 이것을 힌트로 혹시 물이 없는 상태에서 CD와 락톤을 처리(가열)하면 가수분해가 일어나지 않고 개환중합이 일어나는 것을 생각하였다.

여러 가지 락톤과 CD를 혼합하고, 유기용매도 물도 촉매도 없는 상태에서 가열한 경우 락톤만으로는 전혀 중합이 일어나지 않는데 대하여 CD 존재 하에서는 선택적으로 폴리머가 얻어졌다. 우선 δ-발레로락톤(δVL)의 경우, αCD에서는 전혀 중합되지 않음에도 불구하고 βCD에서는 중합이 효율적으로 진행되고, 수율이 100% 가까이 되는 것을 발견하였다. 아다만탄(adamantane)을 가하면 중합은 저해되었다. 또한 고리가 작은 β부티로락톤(βBL)의 경우 δVL에 대하여 전혀 중합활성을 나타내지 않았던 αCD가 가장 높은 효율을 나타내었으며, CD와 포접 착체를 형성하는 락톤만이 중합되었다.

저자: Harada Akira et al
자료유형: 연구단신