신규의 팔라듐 아미노알콕사이드 화합물 및 이를 이용한 팔라듐 나노 촉매의 제조
*원리 및 구성본 발명은 신규의 팔라듐 아니모알콕사이드 화합물에 관한 것으로, 본 발명에 따른 팔라듐 선구물질은 상온에서 고체 상태로 존재하며 외부 환원제 없이 나노 크기의 팔라듐 촉매를 제조하는 데 유용하게 사용할 수 있다.*배경 - 나노 입자 소재는 입자 크기가 100 nm 이하의 초미립자로서 결정 구조의 변화, 입자 표면적 증가에 따른 표면 기여도의 증가 등에 기인하여 벌크 소재와는 다른 독특한 물리화학적, 광학적, 자기적, 전기적, 촉매적 특성을 띠기 때문에 촉매, 센서, 정보 기록 매체, 연마제 (화학기계적 연마(CMP) 포함), 항균/살균제 (은 입자), 사진 필름용 감광제, 페인트, 잉크, 섬유 염료, 화장품, 세라믹, 전자파 차폐 필름, 전자파 차폐용 TV/컴퓨터 모니터 코팅, 디스플레이 분야 등 여러 산업에 이용되고 있으며, 입자의 성능은 입자의 크기와 크기 분포에 큰 영향을 받는다. - 전이 금속 나노 입자들은 큰 표면적 때문에 효과적인 촉매들로 알려져 있다. 특히 팔라듐 나노 입자들은 유기 합성에서 중요한 촉매로 사용되고 있다. 유기 합성에서 탄소-탄소 결합을 만드는 방법 가운데 많이 이용하는 반응으로 헤크(Heck)-, 스즈끼(Suzuki)-, 소노가시라(Sonogashira)- 및 스틸(Stille)-짝지음 반응이 있다. 헤크 짝지음 반응은 1960년대 말 헤크가 발견하였는데 팔라듐을 촉매로 사용하여 알켄에 방향족이나 올레핀 기를 붙여서 불포화기가 있는 화합물을 만드는 반응으로 정밀 화학에서 중요한 합성 기술이다.*종래기술팔라듐의 표면을 폴리(비닐피롤리돈)(PVP), 폴리스티렌-b-폴리-4-비닐피리딘과 같은 폴리머로 안정화하거나 MCM류와 같은 세공성 물질 등을 담체로 이용한 팔라듐 촉매들이 헤크 반응에 사용된다고 보고되었다. 이들 촉매들은 큰 표면적에 기인하여 브롬화 및 요오드화알렌의 헤크 올레핀화 반응에서 높은 촉매 활성도를 나타낸다 (문헌[B. M. Choudary, S. Madhi, N. S. Chowdari, M. L. Kantam, B. Sreedhar, J. Am. Chem. Soc., 2002, 124, 14127] 참조). 리츠(Reetz) 등은 브롬화아릴과 올레핀을 팔라듐 염 [Pd(OAc)2 또는 PdCl2(PhCN)2]과 염기 [NaOAc] 존재 하에서 헤크 반응시켜 생성물을 얻었다 (문헌[M. T. Reetz, E. Westermann, R. Lohmer, G. Lohmer, Tetrahedron Lett., 1998, 39, 8449] 참조). 잉(Ying) 그룹은 팔라듐이 담지된 중다공성 MCM-41 (Pd-TMS11)과 염기 [Et3N] 존재 하에서 활성화된 할로겐화아릴과 비활성화된 할로겐화아릴을 사용하여 부틸 아크릴레이트와의 반응을 통해 촉매 활성도를 연구하였다 (문헌[C. P. Mehnert, J. Y. Ying, Chem. Commum., 1997, 2215] 참조). 헤크 등은 1-브로모-4-요오도벤젠을 기질로 사용하여 벤젠의 1, 4-위치에 다른 종류의 비닐 기를 붙이는 연구를 수행하였다. 먼저 올레핀과 Pd(OAc)2와 염기만을 사용하여 반응을 일으키면 요오드가 있는 쪽에만 헤크 반응이 진행하여 비닐화 반응이 일어나고 브롬이 있는 쪽에는 Pd(OAc)2와 (o-tol)3P를 사용하여 다른 종류의 올레핀과 반응을 일으켜 서로 다른 종류의 비닐 기를 함유한 화합물을 합성할 수 있었다 (J. E. Plevyak, J. E. Dickerson, R. F. Heck, J. Org. Chem., 1979, 44, 4078).*특징 및 장점 본 발명에 의한 팔라듐(Ⅱ) 아미노알콕사이드 화합물은 휘발성이 매우 높고 열적으로 충분히 안정하며, 또한 외부 환원제 없이 자체 열분해하여 팔라듐으로 환원되기 때문에 팔라듐 나노 촉매를 제조하기 위한 선구물질로서 유용하게 사용할 수 있다. 또한 제조한 팔라듐 나노 입자를 다양한 유기합성에 응용시 높은 촉매 활성도를 기재할 수 있다.
- 보유기관
- 한국화학연구원
- 등록일
- 2006-11-08