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도쿄공업대학(東京工業大學) 물질공학원 응용화학계 연구팀은 유기 염기 촉매를 이용함으로써 폐수 등에 함유된 암모니아의 탄산 염류로부터 요소(尿素)를 합성할 수 있었음. 연구진은 원료로 카르밤산 암모늄을 이용하여 유기 염기 촉매로 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene를 사용하여 반응조건을 최적화한 결과, 최대 35%의 수율로 요소를 얻음. 요소는 일반적으로 가스 상태의 암모니아와 이산화탄소를 고온·고압(150℃이상, 20기압) 조건 하에 두어 합성함. 연구진은 암모니아보다 반응시키기 어렵다고 여겨졌던 암모늄 이온을 이용하여 70~140℃에서 가압하지 않고 요소를 합성하는 데 성공함. 본 연구는 유기 염기 촉매가 촉매 반응 중에 이온 교환 반응을 매개로 하는 것이 특징이며, 고가의 전이금속을 포함하지 않는 유기 합성 방법을 통해 달성된 것임. 향후 폐수 처리 공정과의 조합이 고려되고 있음. 합성된 요소는 다양한 화학제품의 원료가 되는 기초화학 제품으로 활용 가능함. 기존 하수 처리장에서의 암모늄 이온의 무해화 처리(질소로 분해)와 달리 암모늄 이온을 유용한 물질로 변환하는 것이기 때문에 자원으로 사용할 수 있게 될 것으로 기대됨. 본 연구 성과는 ‘Scientific Reports’ (Organic bases catalyze the synthesis of urea from ammonium salts derived from recovered environmental ammonia)에 게재됨.