초록 ▼

전이금속을 사용하는 균일촉매 반응은 경제적 효율성을 극대화하면서도 환경에 해를 주지 않는 이상적인 합성법으로 지난 반세기동안 비약적인 발전을 거듭해왔다. 특히 하이 드로아실화반응은 반응기질인 알데히드와 올레핀의 모든 원자들이 화학 산업 전반에서 폭넓게 사용되는 케톤으로 전환되는 반응으로 폐기물을 전혀 만들지 않아 기존의 케톤합 성법을 대체할 수 있는 친환경적 촉매반응이므로 이를 체계적으로 발전시키는 연구는 대 단히 중요하다. 한편 촉매반응은 크게 균일촉매와 불균일촉매로 나눌 수 있는데 불균일 촉매는 분리/재사용 면에서 효과적이지만

전이금속을 사용하는 균일촉매 반응은 경제적 효율성을 극대화하면서도 환경에 해를 주지 않는 이상적인 합성법으로 지난 반세기동안 비약적인 발전을 거듭해왔다. 특히 하이 드로아실화반응은 반응기질인 알데히드와 올레핀의 모든 원자들이 화학 산업 전반에서 폭넓게 사용되는 케톤으로 전환되는 반응으로 폐기물을 전혀 만들지 않아 기존의 케톤합 성법을 대체할 수 있는 친환경적 촉매반응이므로 이를 체계적으로 발전시키는 연구는 대 단히 중요하다. 한편 촉매반응은 크게 균일촉매와 불균일촉매로 나눌 수 있는데 불균일 촉매는 분리/재사용 면에서 효과적이지만 균일촉매계에 비해 반응성과 선택성이 떨어지 는 단점이 있다. 이러한 장단점을 상호 보완할 수 있는 방법을 개발하는 것은 기존의 공 정체제를 바꿀 수 있는 혁신적인 과제이다. 케톤 화합물의 친화경적이면서도 원자경제적인 제조를 위해 하이드로아실화 반응 및 오르토알킬화 반응 등을 이용하여 간단한 알데히드와 불포화 탄화수소들로부터 효율적으 로 케톤을 합성 할 수 있는 방법을 정립한다. 이와 더불어 알데히드 뿐 아니라 알코올과 아민으로부터 케톤을 합성할 수 있도록 함으로써 원료물질의 대체효과 및 반응의 다양성 을 확보한다. 한편 사용된 전이금속 촉매 및 유기 촉매를 효과적으로 재활용 할 수 있는 기술을 개발함으로써 정밀 화학물질 제조과정의 경제성 및 친환경성을 증진시킨다. 이를 위해 수소결합을 통한 자기조립 현상을 이용하여 독창적인 촉매 재활용 기술을 정립한다. 유기합성이나 정밀화학에서 반응중간체나 최종생성물로서 중요한 작용기인 케톤기를 포함하는 화합물을 알데히드, 1차 알코올, 아민 또는 케톤으로부터 효과적으로 합성할 수 있는 환경친화적인 촉매계를 개발하였다. 또한, 촉매계의 실용성을 극대화하기 위해 균일 촉매의 형태로 반응시키고 반응 후에는 촉매가 액상/액상 분리 또는 액상/고체상 분리와 같은 불균일 촉매의 형태가 되게 하여 반응물로부터 쉽게 분리할 수 있는 방법을 개발하 였다. 하이드로아실화 반응 및 오르토알킬화 반응의 진행 속도 및 효율을 획기적으로 개선 시켜 케톤 합성 과정을 비약적으로 개선하였으며 추가적인 연구를 통해 촉매활성 및 재 활용성을 산업화가 가능한 수준으로 발전시킬 계획이다. 이러한 연구 활용 방향은 장차 산업화 단계에서 공정 비용을 비약적으로 감소시키게 될 것이며 높은 경제적 가치를 창 출할 것으로 기대된다.

Abstract ▼

In the last half of the century, homogeneous transition-metal catalyzed reactions have been paid considerable attention as an ideal synthetic methodology for the effectiveness and cleanness. In particular, hydroacylation is well known to environmentally benign and atom-economic reaction, because all

In the last half of the century, homogeneous transition-metal catalyzed reactions have been paid considerable attention as an ideal synthetic methodology for the effectiveness and cleanness. In particular, hydroacylation is well known to environmentally benign and atom-economic reaction, because all substrates can be transformed into ketones without forming any byproduct. Consequently, systematic investigation of the reaction is very important. On the other hand, while heterogeneous catalysis has several advantages in terms of separation and recycle process over homogeneous one, its activities and selectivities are relatively inferior to homogeneous system. Thus development of new recyclable catalytic system having both advantages of homogeneous and heterogeneous system is valuable research task. Effective and environmentally benign synthetic methods for the preparation of various ketones via transition metal catalyzed hydroacylation and orthoalkylation using simple carbonyl compounds and unsaturated hydrocarbons have been established. In addition, by using alcohols and amines instead of aldehydes, synthetic diversity and usefulness of the reaction also have been increased. On the other hand, we have also developed the recyclability of transition metal catalyst and organic catalyst via hydrogen-bonding mediated supramolecular technology.s We have developed an efficient and environmentally benign catalytic system producing various ketones from aldehydes, primary alcohols, amines and ketones themselves. To maximize usefulness of recyclable catalytic system, we have devised thermally regulatable self-assembly process showing liquid/liquid or liquid/solid biphasic property depending on the reaction temperature. As we improved the reaction rate and efficiency of hydroacylation and orthoalkylation, we will carry out more comprehensive investigation to make our catalytic system more suitable in industrial application. Such efforts will make ketone-producing industrial process more economical as well as environmentally benign

목차 Contents

• 제 1 장 연구개발과제의 개요...8
• 제2장 국내외 기술개발 현황...10
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과...15
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...39
• 제5장 연구개발결과의 활용계획...40
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외 과학기술정보...41
• 제7장 참고문헌...45