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산업기술종합연구소(AIST) 연구팀이 고기능 복합 재료의 제조에 사용되는 실란 커플링제(silane coupling agent) 등의 유기 규소 성분을 효율적으로 합성할 수 있는 로듐 착체 촉매를 개발함.

백금과 이리듐 착체 촉매를 이용한 기존 프로세스에서는‘촉매 중간체 2’(그림)는 매우 안정된 화합물이기 때문에 부생성물의 발생을 억제하기 어려웠으나, 새로 개발된 로듐 착체 촉매는 로듐 금속과 불소를 포함, 두 개의 인 원자가 로듐 금속에 결합하는 배위자를 조합하고 있으며, 이 촉매를 사용하는 과정에서 ‘촉매 중간체 2’가 ‘촉매 중간체 1’보다 상대적으로 불안정하기 때문에, 촉매 구조가 ‘촉매 중간체 2’로 변화해도 원래의 촉매 구조로 돌아가는 가역성이 존재함을 규명하였으며, 이 반응 경로를 통해‘촉매 중간체 2’에 의한 부생성물 생성 반응을 억제하는 데 성공함.

해당 촉매를 이용한 프로세스에서는 부생성물의 발생이 적고 정제 공정을 간략화할 수 있기 때문에, 실란 커플링제의 기간 원료를 실험실 수준에서 99% 이상의 수율로 합성할 수 있으며, 본 연구 성과로 인해 다양한 실란 커플링제가 저렴하게 공급될 경우, 친환경 타이어, 반도체 패키징 수지, FRP 등의 고기능 복합 재료의 가격이 내려갈 수 있을 것으로 기대됨.

본 연구 성과는 Communications Chemistry(Selective hydrosilylation of allyl chloride with trichlorosilane)에 게재됨.