식품 폐기물 재 촉매 아세틸살리실산 합성

녹색 화학은 폐기물 감소, 유해 물질 최소화, 대체 촉매 및 용매 개발을 통해 지속 가능하고 친환경적인 화학 공정을 추구한다. 기존 유기 합성에서 사용되는 인산과 같은 촉매는 독성, 인화성, 부식성 문제를 야기하여 친환경적인 대안의 필요성이 대두되었다. 본 연구는 식품 산업 폐기물에서 얻은 재의 녹색 촉매로서의 잠재력을 탐색했다. 양파·마늘 껍질, 땅콩 껍질, 맥주 생산 후 홉·보리 잔류물, 코코아 껍질·콩 등 다양한 폐기물을 활용했다. ICP-MS 분석을 통해 재에 함유된 25가지 원소(Na, Mg, P, K, Ca, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Mo, Cd, Pb, B, Al, S, Ga, Rb, Sr, Ba, La)의 함량을 확인했다. 살리실산과 아세트산 무수물로부터 아세틸살리실산을 합성하는 반응에서 재의 촉매 활성을 평가했다. 20mg의 재 존재 하에 80~100°C 수조에서 반응 혼합물을 가열했으며, 반응 수율은 11%(땅콩 껍질 재)에서 78%(보리 재) 범위로 나타났다. 보리 재 외에도 홉 재, 코코아 껍질 재, 코코아 콩 재에서도 우수한 반응 수율을 보였다. 본 연구 결과는 식품 폐기물 유래 재료가 성공적으로 반응을 촉매했으며, 재에 존재하는 금속이 촉매 작용에 기여할 수 있음을 시사한다. 이는 식품 산업 폐기물이 유기 합성용 촉매의 유망하고 지속 가능한 공급원이 될 수 있음을 나타낸다.