게시 및 게시 날짜 : 2021/06/18

탄소 재활용 사회를 실현할 화학 원료 (에볼루션 바카라 복실 산)의 합성 기술 개발

-co2및 H2


NEDO는 초고속 초고속 초고속 초 고속 초 기술을위한 기초 기술을 개발하기위한 프로젝트를 진행하고 있으며 최근 에볼루션 바카라 복합체를 사용하여 고도로 효율적인 촉매를 사용하여 계산, 공정 및 측정의 삼위 일체를 기반으로하는 기술 개발 체계를 개발했습니다 알켄

이번에 개발 한 기술은 안전하고 환경 친화적 인 에볼루션 바카라 복실 산을 합성하는 기술입니다 기존 기술과 같은 고압 조건은 필요하지 않으며 환경에 영향을 미치는 독성 및 폭발성 일산화탄소 (CO) 가스 또는 첨가제를 사용하지 않습니다 또한 포름산은 이산화탄소 (CO2) 및 수소 (H2)에서 높은 효율로 합성 될 수 있습니다2를 사용하여 깨끗한 원료로 간주 될 수 있습니다 이 기술이 실질적으로 사용되면 CO2탄소 자원으로

Nippon Catalyst Co, Ltd는 6 월 28 일부터 29 일까지 협회 인 공공 관심사 협회 인 JACI (JACI)가 온라인으로 개최 된 제 10 차 JACI/GSC 심포지엄 에서이 연구 결과에 대한 세부 정보를 제시 할 예정입니다


1 개요

포름 산*1이산화탄소입니다 (CO2) 및 수소 (H2)의 고효율로 합성되며, 저렴하게 합성되고 다루기 쉬운 것뿐만 아니라 CO2의 사용의 확장으로 이어질 것이기 때문에 산업적으로 널리 사용되는 깨끗한 원료입니다 특히 포름산이 사용됩니다Alkene*2HydroxyCarbonylation*3를 사용한 에볼루션 바카라 복실 산의 합성 부산물이 없기 때문에 환경과 비용 측면에서 포름산을 사용하는 효율적인 방법으로 주목을 끌었습니다 또한,이 합성 반응은 폴리 에스테르 인 에볼루션 바카라 복실 산의 형성을 포함한다PMMA*4,슈퍼 흡수성 수지*5와 같은 중합체 물질의 핵심 원료, 제약 및 살충제와 같은 유용한 에볼루션 바카라 물질이며 산업 응용 분야에서 사용될 것으로 예상됩니다 그러나, 이전에보고 된 사례에는 고압 조건, 독성 및 고도로 폭발성 일산화탄소 (CO) 및 기타 촉매의 사용이 포함됩니다메틸 요오드 라이드 (CH3i)*6와 같은 환경에 영향을 미치는 많은 양의 첨가제가 문제가되었습니다

이 배경에 대한 응답으로 NEDO (National Research and Development Agency, New Energy and Industrial Development Organiz)는 "초고속 재료 개발 기초 프로젝트의 초고속 개발"(2016-2021)에서 계산, 프로세스 및 측정의 삼위 일체를 통해 유기 및 중합체 기반 기능 재료의 고속 개발을 수행하고 있습니다 에볼루션 바카라 복실 산 합성 기술은 국가 연구 및 개발 기관 (AIST), ADMAT (Advanced Materials High-Speed Development Technology Research Association) 및 Nippon Catalyst Co, Ltd (Nippon Catalyst)와 공동으로 공동으로 지금까지 우리는 설계 지침을 얻기 위해 실험 및 계산 과학과 협력했습니다반응 경로를위한 자동 탐사 계산 기술*7(AFIR 방법)는 촉매, 반응성 기판 및 다중 첨가제를 포함하는 복잡한 반응의 메커니즘을 분석했습니다 결과적으로, 우리는 반응의 초기 단계에서 첨가제의 역할을 명확히하고, 반응 시스템에서 요오 도늄 이온의 존재가 에볼루션 바카라 복실 산의 합성에 중요하다는 것을 발견했다 이 지식을 사용하여 Nedo, AIST, Admat 및 Nippon Catalyst는 최근 두 개의 요오드 리간드와 다음 중 하나를 만들기 위해 함께 협력 해 왔습니다Hydride Ligand*8첨가제를 필요로하지 않는 포름 산을 사용하여 알켄의 하이드 록시 에볼루션 바카라 보 닐화를 달성하기 위해 개발되었다

이 기술은 선행 기술에 비해 고압 조건이 필요하지 않으며 독성 및 폭발성 CO 가스, Ch3i와 같이 환경에 영향을 미치는 첨가제를 사용하지 않기 때문에 더 안전하고 환경 친화적 인 에볼루션 바카라 복실 산 합성 기술입니다 이 기술이 미래에 실용화되면 CO2탄소 자원으로

Nippon Catalyst는이 연구에 대한 세부 정보를 제 10 차 JACI/GSC 심포지엄에서 제시 할 예정이며, 6 월 28 일부터 29 일까지 공익 단체 통합 협회 인 새로운 에볼루션 바카라 기술 프로모션 협회 (JACI)가 온라인으로 개최 된 JACI/GSC 심포지엄에서 2021 년 6 월 28 일부터 29 일까지

그림 1

그림 1 : 이번에 개발 된 고효율 촉매를 사용하여 포름 산 및 알켄에서 에볼루션 바카라 복실 산 합성의 반응에 대한 개요

 

2 이번에는 결과

포름 산을 사용한 알켄의 하이드 록시 에볼루션 바카라 보닐 화는 전통적으로 촉매로서 수행되어왔다 "Rhodium complex rh2CL2(CO)4"첨가제로서의 환경 영향과 독성이 높은 트리 페닐 포스 핀 (PPH3) 및 메틸 요오드 라이드 (CH3i)는 포름산의 분해를 촉진하는 p- 톨루엔 설 폰산 수화물 (p-tsoh ・ h2o) "사용되었다 첫째,이 연구는 다양한 촉매와 첨가제의 다양한 조합을 조사하고 촉매를"요오드 리간드 "및 pph3리간드를 사용한 Rhodium complex rhi (co) (pph3)2"를 사용하여 첨가제로서 비교적 안전합니다"테트라 메틸 암모늄 요오드 라이드 (ME4ni) "및"p-tsoh ・ h2o"만 사용하더라도 반응은 높은 효율로 진행된다는 것을 발견했습니다 다음으로, 우리는이 반응을 자세히 조사한 결과 "Rhodium complex catalyst rhi (co) (pph3)2"및"me4ni ""p-tsoh ・ h2o의 반응 중 로디움 복합체 Rhhi2(co) (pph3)2"그리고이"rhhi2(co) (pph3)2"hydroxycarbonylation 반응의 진정한 촉매제입니다 또한이"rhhi "는 다음과 같습니다2(co) (pph3)2"는"rhi (co) (pph3)2"와"hi "사이의 반응이 높은 수율로 쉽게 합성 될 수 있음을 발견했습니다 (그림 2)

또한 "rhhi2(co) (pph3)2"를 사용하여 시클로 헥센의 하이드 록시 에볼루션 바카라 보 닐화 반응을 연구 한 후 촉매로서, 본 발명자들은 용매로서 포름산의 반응을 가속화하는 것으로 알려진 아세트산을 사용함으로써, 사이클로 헥산 에볼루션 바카라 복실 산은 첨가제를 첨가하지 않고 높은 수율로 수득 될 수 있음을 발견했다 (도 3) 이것은 "RHHI2(co) (pph3)2"이 촉매 시스템은 촉매를 아세트산 용매와 결합하여 안전하고 환경 친화적 인 에볼루션 바카라 복실 산 합성을 달성합니다

그림 2

그림 2 Rhi (CO) (PPH3)2그리고 rhhi2(co) (pph3)2합성

그림 3

그림 3 아세트산 용매의 RHHI2(co) (pph3)2사이클로 헥센의 촉매 하이드 록시 에볼루션 바카라 보 닐화

 

3 미래 계획

이번에 개발 된 촉매 시스템의 반응 효율을 더욱 향상시키기 위해, 우리는 로봇 공학을 사용한 고 처리량 실험을 통해 촉매의 추가 개선을 빠르고 효율적으로 구현할 것이며, 궁극적으로 에볼루션 바카라 물질에 대한 지속적인 생산 기술인 유동 합성에 사용될 수있는 고속 고정화 된 촉매를 개발하는 것을 목표로 할 것이다


note

*1 포름 산
화학적 공식 (HCOOH)에 의해 발현되는 가장 낮은 분자량을 가진 에볼루션 바카라 복실 산 칸지에서는 포름산으로 쓰여져 있으며 개미의 몸에서 발견되었다는 사실에서 비롯됩니다 최근 몇 년 동안, 그것은 또한 수소 저장 재료로서의 관심을 끌고 있으며,이 관점에서 CO2및 H2에서 많은 합성 방법이보고되었습니다[참조로 돌아 가기]
*2 Alkenes
에틸렌 탄화수소, 올레핀 및 올레핀 닉 탄화수소로도 알려진 탄소-탄소 이중 결합 (C = C)을 갖는 유기 화합물의 일반적인 용어[참조로 돌아 가기]
*3 Hydroxycarbonylation
에볼루션 바카라 복실 그룹 (-COOH)이 에볼루션 바카라 복실 산을 합성하기 위해 유기 화합물에 도입되는 반응 이 연구에서, 그것은 에볼루션 바카라 복실 산을 제공하기 위해 포름산이 알켄의 이중 결합에 첨가되는 반응을 지칭하는 것으로 보인다[참조로 돌아 가기]
*4 PMMA (폴리 메틸 메타 크릴 레이트)
그것은 아크릴산 에스테르 또는 메타 크릴산 에스테르의 중합체 인 아크릴 수지 중 하나이며, 폴리 메틸 메타 크릴 레이트라고하는 에볼루션 바카라 물질입니다[참조로 돌아 가기]
*5 슈퍼 흡수성 수지
자체 무게의 수백 ~ 1,000 배를 흡수하고 압력이 적용 되더라도 흡수되면 물을 방출하지 않는 중합체 물질 일반적으로, 아크릴산 및 나트륨 아크릴 레이트는 중화되며 메쉬 같은 구조를 갖는다[참조로 돌아 가기]
*6 메틸 요오드 라이드
에볼루션 바카라식 (ch3i)로 표시되는 유기 화합물 그것은 메틸기를 도입하는 메틸화 제로 일반적으로 사용되는 시약이지만, 독성이 높고 자극적 인 것으로 알려져 있습니다[참조로 돌아 가기]
*7 반응 경로에 대한 자동 검색 및 계산 기술
컴퓨터에 의한 에볼루션 바카라 반응을 통해 반응물이 최종 생성물로 변환되는 공정을 자동으로 감지하는 방법[참조로 돌아 가기]
*8 Hydride Ligand
촉매를 구성하는 금속을 직접 결합 (좌표)하는 화합물을 리간드라고합니다 그중, 음전하가있는 수소 이온 (H-, 히드 라이드 이온)를 리간드로 사용하는 경우,이를 수 소화물 리간드라고합니다 리간드는 금속의 전자 및 입체 특성을 변화시켜 촉매의 기능과 성능을 향상시킬 수 있습니다[참조로 돌아 가기]


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