| 초록 |
Sulfenamide 즉, -S-N 결합을 갖는 화합물은 이의 산업적 응용뿐만이 아니라 이론적 측면에서도 상당히 중요한 화합물로 인식되고 있다. Sulfenamide는 sulfide, disulfide, trisulfide, sulfenate ester등의 sulfenyl-transfer agent로 사용될 뿐 아니라 여러 유기화합물 합성의 중간체로 널리 이용되고 있다. 산업적 응응면에 있어서 sufenamide는 제초제(herbicide), 살균제(fungicide), 방사선 방지제(radioprotective agent), polymerization 반응 등에서 유용한 화합물로 사용되고 있지만 수요 및 응용성이 가장 큰 것은 역시 고무 산업에 필수 불가결한 가황촉진제(vulcanization accelerator)로써의 활용이다. 현재 가황촉진제는 그 종류 및 용도에 따라 수 십여 가지가 있지만 2-mercaptobenzothiazole(MBT)와 각종 amine으로부터 합성되어지는 benzothiazolesulfenamide계 촉진제가 가장 보편적으로 사용되고 있다. 가황촉진제로써의 sulfenamide 제법은 산화제 종류에 따라 두 가지로 나눌 수 있는데 그 첫째는 무기산화제인 NaOCl 등을 사용하는 것이고 둘째는 촉매 존재 하에 산화제로 산소나 공기를 사용하는 것이다. 현재 산소나 공기를 사용하는 방법은 공정의 단순성 효율 등의 장점으로 관심이 집중되고 있다. 하지만 이 공정은 비교적 오래 전에 개발되었음에도 불구하고 놀랍게도 이 반응에 대하여 문헌적 발표는 거의 없는 것으로 추정된다. 이러한 배경 하에 본 연구에서는 구리 촉매를 사용한 benzothiazolesulfenamide 합성 반응에서의 주요 변수, 현상 및 kinetics등을 알아보기 위하여 고압 반응 system을 구성하여 실험을 수행하였다. 이의 첫 번째 반응으로써 가황촉진제 중 가장 보편적으로 사용되고 그 성능이 가장 우수하다고 알려진 N-tert-butylbenzothiazolesulfenamide을 대상 물질로 하고 반응물로써 MBT와 N-tert-butylamine(TBA)을 사용하여 산소로 산화축합 반응을 수행하였다. 이 때 사용한 촉매는 균일상 촉매작용(homogeneous catalysis)으로 반응을 진행시키기 위하여 반응물인 TBA에 가용성인 cupric acetate를 사용하였다. 반응기는 산소와 반응액이 공존하는 gas-liquid 반응에 적합하도록 구성하였고 이에 따라 각 반응 변수의 변화를 통한 kinetics뿐만이 아니라 gas-liquid 반응에 있어서 산소의 물질 전달 (mass transfer) 영향도 동시에 알아보았다.
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