Biphenol 촉매수소화반응에 의한 trans,trans-Bicyclohexyl-4,4'-diol의 입체선택적 제조에 관한 연구

Abstract

Biphenol(BP) 촉매 수소화반응에 의한 trans, trans-Bicyclohexyl-4,4' -diol(BHD)의 입체선택적 제조에 관한 연구를 하였다. BP는 수소화되어 최종 생성물인 BHD가 생성되는 과정에 있어서 HPCN, BHDN, HCP, HBN과 같은 중간체를 갖는다. 그중에서 HCP, HBN, BHD는 isomer를 갖는다. 특히 BHD는 3가지의 isomer를 갖는데 그중에서 액정 원료로서 산업적 용도가 큰 trans,trans-BHD의 생성이 가장 주된 목적이다. Pd/C의 promoter로 Na를 첨가하여 그 영향을 알아보았고, 촉매의 reduction이 어떠한 영향을 미치는지 연구하였다. 또한 온도, 압력, 촉매의 양, 용매 그리고 impeller에 대하여 어떠한 변화가 있는지 살펴보았다. 이러한 변수들에 의하여 수소화의 반응속도가 영향을 받았는데 온도, 압력, 촉매의 양 등은 증가할수록 반응 속도에 대해서는 빨라지는 결과를 보였다. 하지만 isomer의 분포는 이 변화들과는 다소 다른 방향으로 변화하였는데 BHD isomer의 분포에 있어서는 온도와 압력이 증가 할 수 록 trans,trans-BHD의 비율이 감소하는 결과가 나타났다. 주된 목적이었던 trans,trans-BHD의 생성에는 초기 HCP의 isomer 생성 비율과 BHDN의 생성 비율이 커다란 영향을 미쳤다. 때문에 HCP 생성단계에서 cis/trans-isomer의 비율과 BHDN의 yield에 영향을 주는 변수를 고려하여 최종적으로 높은 yield의 trans,trans-BHD를 얻기 위한 최적화 반응 조건을 도출하였다.; Stereoselective preparation of trans,trans-Bicyclohexyl-4,4'-diol(trans, trans-BHD) in catalytic hydrogenation of Biphenol(BP) have been studied. The intermediates including HPCN, BHDN, HCP and HBN are obtained during total hydrogenation of BP to BHD. Among these intermediates, HCP, HBN and BHD have isomers. In particular, BHD have three isomers. And trans,trans-BHD which is one of BHD isomers, is a useful raw material for production of LCD, and major product in this work. The effect of Na promotion and reduction was studied in BP hydrogenation over Pd/C catalyst. The effects of reaction variables including temperature, pressure, catalyst loading, solvent and impeller were also investigated. The reaction rate of BP hydrogenation was changed according to the reaction variables. As the temperature, pressure and catalyst loading increased the reaction rate increased. While the dictribution of isomer showed a different trend. In case of distribution of BHD isomers, the trans,trans-BHD ratio in products decreased with increasing temperature and pressure. The yield to trans,trans-BHD as a major product was significantly affected by the HCP isomer ratio and yield to BHDN at the beginning of the reaction. Therefore, when the cis/trans isomer ratio at HCP obtaining step and the yield to BHDN were considered, the optimum conditions was found to obtain the higher yield to trans,trans-BHD.