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HWAHAK KONGHAK, Vol.39, No.3, 279-284, June, 2001
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알칼리이온이 치환된 제올라이트 상에서의 o-Xylene의 알케닐화 반응
Alkenylation of o-Xylene with 1,3-Butadiene on Alkali Cation Exchanged Zeolites
김전태, 조영상, 설용건1, 김영대2, †
  • 한국과학기술연구원 청정기술연구센터, 서울 136-791
  • 1연세대학교 화학공학과, 서울 120-749
  • 2전남대학교 응용화학부, 광주 500-757
Jeon-Tae Kim, Young Sang Cho, Yong Gun Shul1, and Young Dae Kim2, †
  • Clean Technology Research Center, KIST, Seoul 136-791, Korea
  • 1Department of Chemical Engineering, Yonsei University, Seoul 120-749, Korea
  • 2Faculty of Applied Chemistry, Chonnam National University, Gwangju 500-757, Korea
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초록
알칼리이온이 치환된 제올라이트 X 및 Y를 촉매로 사용하여 PEN수지의 원료인 2,6-NDCA의 전구체인 5-(o-tolyl)-pentene를 제조하기 위한 반응조건을 알아보고 알칼리이온이 치환되어진 제올라이트 촉매의 염기적인 특성이 o-xylene과 1,3-butadiene 사이의 alkenylation 반응의 반응성 및 5-(o-tolyl)-pentene의 선택도에 미치는 영향을 연구하였다. 이를 위해 알칼리이온이 치환된 제올라이트 촉매 상에서 기상반응을 통해 o-xylene과 1,3-butadiene의 alkenylation 반응을 수행하였다. 알칼리이온이 치환된 촉매의 염기도는 pyrrole의 TPD 실험을 통해 측정하였다. 알칼리이온이 치환된 제올라이트 촉매의 경우 약염기점 침 강염기점의 두 종류의 염기점이 존재하는 것으로 나타났으며, 염기도가 높은 알칼리이온으로 치환될수록 약염기점의 양이 감소한 반면 강염기점의 양이 증가하였다. 약염기점의 양이 증가할수록 alkenylation 반응의 반응성이 증가하는 것으로 나타났고, 강염기점이 증가할수록 5-(o-tolyl)-pentene로의 선택성이 증가하는 것으로 나타났다. 그러나 강염기인 Rb 및 Cs가 치환된 경우에는 광범위한 강염기점의 존재로 인해 o-xylene에 두 개 이상의 1,3-butadiene이 결합된 고분자량 화합물들이 형성되어 오히려 5-(o-tolyl)-pentene의 선택도가 감소하였다.
The gas phase alkenylation of o-xylene with 1,3-butadiene was studied on the alkali cation exchanged zeolites X and Y. The alkenylation product, 5-(o-tolyl)-pentene, is a major precursor of 2,6-dimethylnaphthalene which is the raw material of polyethylene naphthalate (PEN). The relation between the basicity of the alkali cation exchanged zeolites and the alkenylation activity and selectivity was investigated. It was found by TPD analysis that there were two kinds of basic sites on the alkali cation exchanged zeolites: one was weak and the other was strong. The activity of alkenylation of o-xylene increased with the amount of the weak basic sites, while the selectivity of 5-(o-tolyl)-pentene enhanced with the amount of the strong basic sites on the catalysts.
Keywords:Alkali Cation Exchanged Zeolite;Alkenylation;5-(o-tolyl)-pentene;PEN
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