촉매를 이용한 리그노셀룰로오스바이오매스의 가치 있는 화합물로의 전환
Catalytic Conversion of Lignocellulosic Biomass to Valuable Chemicals
초록/요약
바이오매스는 화석연료를 대체하여 지속 가능한 연료 및 화학물질을 공급할 수 있다. 그 중에서도 목재, 옥수수껍질에서 가장 많이 나오는 리그노 셀룰로오스 바이오 매스를 유용한 화학물질로 변환하는 연구가 활발히 진행 중이다. 해미 셀룰로오스와 셀룰로오스는 수십만 개의 당 단위로 구성되어 있고, 리그닌은 탄소-탄소 결합 또는 에테르 결합으로 이루어진 방향족 고리로 구성된 복합 유기 중합체이다. 리그닌은 탄소-탄소 절단반응을 이용하여 유용한 방향족 화합물을 생산하는데 활용할 수 있다. 리그닌에서 생산한 단분자 방향족 화합물은 염료, 의약품 등으로 활용할 수 있다. 또한 셀룰로오스에서 많이 얻어지는 단당류는 호기성 산화 반응을 통하여 2,5-디포밀퓨란을 생산할 수 있다. 이는 의약품, 살균제 및 기능성 폴리머 생산에 활용된다. 본 연구에서는 다양한 리그닌 모델을 합성하여, 이를 산화적 조건하에 구리 촉매를 이용하여 선택적으로 탄소-탄소 결합을 절단하였다. 그리고 바이오 매스로부터 유래한 다양한 단당류들을 산화 반응을 통해 고부화가치의 2.5-디포밀퓨란을 생산하였다.
more목차
1.Introduction 1
2. Result and Discussion 7
1)구리촉매를 이용한 카본-카본 절단 반응 7
(1)베타 알콕시(β-alkoxy) 알코올 모델 7
① 반응 최적화 7
② Substrate Scope 12
③ Control experiment 15
④ Mechanism 18
(2)베타 원(β-1) 리그닌 모델 19
① 반응 최적화 19
② Substrate Scope 23
③ Control experiment 26
④ Mechanism 27
(3)Substrate 확장 28
2)과당에서 2,5-디포르밀퓨란의 합성 30
(1) 반응 최적화 30
(2) Control experiment 34
(3) Mechanism study 37
3. Conclusion 40
4. Experimental section 41
1)구리촉매를 이용한 카본-카본 절단반응 41
(1)카본-카본 절단반응 실험과정 41
(2)1H NMR을 통한 생성물의 수율 계산 43
(3)리그닌 모델의 합성법 45
(4)Characterization 49
2)과당에서 2,5-디포르밀퓨란 합성 57
5.Reference 58
