dye-stuff intermediate o-Toluidine ether alkylation

염료 중간체 제조와 관련하여 o-Toluidine의 알킬화 반응을 고체 촉매인 zeolite-X 촉매상에서 알킬화제로 에테르를 이용하여 연구를 수행하였다. 일반적으로 액상 산촉매가 알킬화 반응에 유효하지만 장치의 부식과 생성물 분리의 난점을 유발하므로 고체산 촉매에 의한 알킬화 방안을 도입하여 이런 단점을 개선하고자 하였다. 고체산 촉매로 zeolite-X를 기초로 하여 이로부터 H/zeolite-X, K/zeolite-X, Cs/zeolite-X, KMg/zeolite-X, MgO/zeolite-X 촉매를 산도에 따라 조절하여 각각 제조하였다. 연구의 결과로써 고체 촉매를 이용한 o-Toluidine의 알킬화 반응은 촉매의 산, 염기도에 관계없이 N-알킬화 반응이 주된 반응이었고 반응온도가 상승함에 따라 N-알킬화 반응이 감소되고 C-알킬화 반응이 증가되는 경향을 나타내었다. 본 반응에서 각 촉매들은 일정 온도에서 o-Toluidine의 최대 전화율을 나타내었으며, 이런 현상은 N-알킬화 반응이 발열반응인 관계로 열역학적인 평형제약 때문으로 판단되었다. 반응 구성물의 몰 비(ether/o-Toluidine)에 따른 본 반응의 전화율 비교 실험에서는 몰 비가 4일 때 가장 좋은 반응 활성을 나타내었으며, N-alkylate의 목적 생성물로서 2차 측쇄 alkylate인 NN'-diethyl-o-Toluidine에 대한 선택도 증가는 320 ~ 420 ℃의 반응온도 범위에서 온도의 상승과 반응물의 몰 구성비(ether/o-Toluidine)상에서 몰 비 1 ~ 4의 범위까지 ether의 양이 증가됨에 따라 가능하다는 것을 알 수 있었다. 한편, Cs/zeolite-X 촉매상에서 Cs 담지량을 변화시켰을 때 5.47 wt%의 Cs/zeolite-X 촉매가 가장 좋은 활성을 보였는데, 이런 결과들은 산촉매인 H-zeolite 촉매와 MgO/zeolite-X 촉매의 반응활성 결과와 연관하여 알칼리 물질로 인한 소량의 염기점 생성이 N-알킬화 반응의 활성유지에 조촉매적인 역할을 하기 때문인 것으로 판단되었다.