무수말레인산의 수소화반응 및 아민화 반응에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

N-Methyl-2-Pyrrolidone(이하 NMP)은 정보화 산업이 발달하고 또 한편으로 환경관련 국제 규제가 실행되면서 최근에 그 용도와 사용량이 증가하고 있는 정밀화학 제품이다. 최근에는 인체에 유해한 일 반 유기 용매의 대체 용매로써, 그리고 오존층 파괴 물질로 1995년부터 사용이 금지된 트리클로로에탄을 대체하는 세정제로써 그 시장의 급격한 확대가 전망되고 있다. 현재 NMP는 대부분이 “Reppe process”라는 공정을 통하여 생산되고 있다. 이 공정에서는 Gamma-Butyrolactone(이하 GBL)을 Methylamine과 약 250℃, Dehydrating 촉매상에서 반응시켜 NMP를 제조한다. 그러나 이 공정은 초기 원료로 사용되는 아세틸렌과 포름알데히드의 가격문제, 독성 및 폭발 위험성, 그리고 NMP 제조까지 4 단계의 전환공정을 거쳐야 하는 등의 문제점을 지니고 있다. 따라서 본 연구팀에서는 무수말레인산을 원료로 하여 무수말레인산에서 2단계 공정에 의해 NMP를 제조하는 연구를 수행하였다. 우선 무수말 레인산에서 GBL로의 수소화 전환 반응은 자체 제조한 3원 금속 담지 촉매를 이용하여 90%이상의 수율을 나타내었으며 GBL에서 NMP로의 전환반응은 Zeolite 등의 산촉매를 사용하여 거의 100%수율을 나타내었다. 또한 반응온도 및 압력, 촉매 투입량 등을 조절하여 자체 제조한 촉매공정의 최적화 연구를 수행하였다.