새로운 재활용 열조절 상전이 팔라듐 촉매 개발

유기금속 착물은 유기 합성에서 효율적인 균일 촉매로 널리 사용되지만, 회수 및 재활용이 어렵다는 한계가 있습니다. 본 연구에서는 열조절 상전이 기능을 갖는 새로운 LTRPT22-Pd(0) 나노촉매를 설계하고 합성하여, 미조로키-헥 반응에서의 촉매 활성 및 재활용성을 평가했습니다. 합성된 인 리간드 LTRPT22는 부피가 크고 전자가 풍부한 아릴 부분과 유연한 폴리에테르 사슬을 포함하며, 이들의 시너지 효과로 LTRPT22-Pd(0) 나노촉매는 균일 촉매의 높은 활성과 불균일 촉매의 용이한 회수성을 동시에 가집니다. 이 나노촉매는 혼합 수용액/유기 용매 시스템에서 가열 시 유기상으로, 냉각 시 수용상으로 이동하는 우수한 열조절 상전이 거동을 보였으며, 상전이 온도는 47 °C였습니다. 85 °C의 물/톨루엔 이상계 시스템에서 아이오도벤젠과 아크릴산 부틸의 미조로키-헥 반응에 LTRPT22-Pd(0) 나노촉매를 적용한 결과, 92% 이상의 높은 수율을 달성했습니다. 이 나노촉매는 간단한 상 분리를 통해 회수할 수 있었고, 모델 반응에서 최대 4회까지 재사용이 가능했습니다. 이 연구 결과는 리간드의 입체 및 전자 변형과 열조절 상전이 기능화 전략의 결합이 기존 촉매 시스템에서 고활성과 용이한 회수성 사이의 본질적인 상충 관계를 극복할 수 있음을 보여줍니다. 이는 효율적이고 재활용 가능한 새로운 팔라듐 촉매 개발에 실현 가능한 접근 방식을 제시합니다.