Toluene diisocyanate(TDI) 합성을 위한 Pd/SiO2 촉매상 직접 카보닐화반응에서의 피리딘 첨가효과

Abstract

본 연구는 Pd/SiO2 촉매를 이용하여 2,4-dinitrotoluene(2,4-DNT)을 2,4-toluene diisocyanate(2,4-TDI)로 환원시키는반응에 관한 연구이다. 반응 조건은 200 oC에서, 일산화탄소를 주입하여 100 bar에서 실험을 진행하였으며, 피리딘이TDI의 수율에 미치는 영향에 대해 연구 하였다. 반응 실험 결과 피리딘을 넣지 않은 경우 TDI는 생성되지 않았고, 피리딘을 첨가하면 TDI가 생성되었다. 직접 카보닐화를 이용한 균질계상에서의 TDI 합성 연구 결과에 의하면 팔라듐과피리딘의 착이온이 형성되어 촉매작용을 하는 것으로 알려져 있다. 피리딘을 첨가하였을 경우 TDI가 합성되는 것이 팔라듐 용출에 의한 것인지 확인하기 위해 ICP-AES 분석을 시행하였다. 20 vol% 피리딘을 첨가한 반응에서 반응 후 촉매의 팔라듐 함량이 반응 전에 비해 52% 감소하였다. 이러한 결과는 피리딘을 첨가한 반응실험에서 용출된 팔라듐이피리딘과 착이온을 형성하는 과정을 거쳐 TDI가 생성되는 것으로 설명될 수 있다.