KAIST 화학과 장석복 교수 연구팀

한국과학기술원(KAIST) 화학과 장석복 교수 연구팀은 에틸렌 등 기본 탄화수소 화합물을 부가가치가 큰 텔레프탈산 등 화학공업 원료로 합성하기 위한 `루테늄 카르보닐 전이 금속 촉매'를 개발했다고 15일 밝혔다.

새로 개발된 촉매를 이용해 화합물을 합성하면 기존의 일산화탄소를 이용한 공정보다 제조 원가와 환경오염물질 발생량이 줄어들 것으로 예상된다. 특히 기존 공정에서는 분자식은 같지만 구조가 다른 이성질체를 걸러내기 위해 한 단계의 분리공정이 더 필요했지만 이번에 개발된 촉매를 이용하면 특정 이성질체를 선택적으로 합성하는 것이 가능하다고 연구팀은 설명했다.

따라서 이번 연구가 실용화되면 일반적인 석유화학공정에서 대량 생산되는 간단한 탄화수소 화합물을 간단한 과정을 거쳐 고부가가치 화합물로 만들 수 있게 될 전망이다.

연구팀은 한국과학재단의 지원을 받아 단순한 탄화수소 화합물의 탄소-수소간 결합을 활성화시키는 촉매를 찾는 연구를 하던 중 원자번소 44인 루테늄(Ru)이 주어진 조건에서 뛰어난 활성도를 가진 사실을 발견했다.

이에 연구팀은 루테늄을 중심으로 일산화탄소 등으로 이뤄진 원자 집단을 만들어 촉매로 사용한 결과 95% 정도의 효율로 에스테르 가운데 하나인 피리딜-메틸-시클로헥실-프로피오네이트를 만들어 내는데 성공했다. 이번 연구결과는 지난 2월 미국 화학회지(JACS)에서 속보로 다루기도 했다.

장 교수는 "간단한 불포화 탄화수소 화합물의 효율적인 변환을 위한 이번 촉매 시스템 개발은 탄화수소 화합물 제조 공정에 획기적인 변화를 가져올 것"이라고 말했다.

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