사이클로헥센 유도체의 개환 복분해 중합반응을 통한 화학적 리사이클링이 가능한 폴리비닐알코올 공중합체의 제조방법
Development of Chemically Recyclable Novel Poly(Vinyl Alcohol) Copolymers Based on Ring-Opening Metathesis Polymerization of Cyclohexene Derivatives
특허 요약
본 발명은 사이클로헥센 유도체의 개환 복분해 중합반응을 통한 화학적 리사이클링이 가능한 폴리비닐알코올 공중합체의 제조방법에 관한 것으로서, 트랜스-융합된 고리형 카보네이트기(trans-fused cyclic carbonate groups)를 사용하여 사이클로헥센 단량체의 고리 스트레인 에너지를 증가시킴으로써 개환 복분해 중합반응(ring-opening metathesis polymerization, ROMP)을 효율적으로 제어하면서 수행하여 탄소 6개당 1,2-디올의 잘 정의된 구조를 가지고 높은 가수분해 안정성, 우수한 산소 보호 특성 및 가공성을 갖는 폴리비닐알코올 공중합체를 제조하고, 또한, 상기 폴리비닐알코올 공중합체의 고리 폐쇄 복분해를 통해 사이클로헥센을 함유하는 1,2-디올로 화학적으로 리사이클링시키거나 1,2-디올기의 화학적 절단에 의해 산업적으로 유용한 α,ω-디알데히드 화합물을 포함한 유용 화합물을 제조할 수 있다.
청구항
번호청구항
1

다음 단계를 포함하는 폴리비닐알코올 공중합체의 제조방법:(a) 카보네이트 보호기가 결합된 사이클로헥센 화합물을 촉매의 존재 하에 개환 복분해 중합반응(ROMP)을 수행하여 화학식 1의 화합물을 수득하는 단계; 및(b) 카보네이트 탈보호화를 수행하여 화학식 4의 폴리비닐알코올 공중합체를 수득하는 단계.[화학식 1][화학식 4]여기서, n는 1~100,000의 정수이다.

2

다음 단계를 포함하는 폴리비닐알코올 공중합체의 제조방법:(a) 카보네이트 보호기가 결합된 사이클로헥센 화합물을 촉매의 존재 하에 개환 복분해 중합반응(ROMP)을 수행하여 화학식 1의 화합물을 수득하는 단계;(b) 촉매의 존재 하에 수소화반응을 수행하여 화학식 2의 화합물을 수득하는 단계; 및(c) 카보네이트 탈보호하여 화학식 5의 폴리비닐알코올 공중합체를 수득하는 단계.[화학식 1][화학식 2][화학식 5]여기서, n는 1~100,000의 정수이다.

3

제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 사이클로헥센 화합물은 사이클로헥센 디올로부터 1,2-디올기를 카보네이트기로 전환시킴으로써 수득하는 것을 특징으로 하는 폴리비닐알코올 공중합체의 제조방법.

4

제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 사이클로헥센 화합물의 에테놀분해 고리 스트레인 에너지가 1 내지 30 kcal/mol인 것을 특징으로 하는 폴리비닐알코올 공중합체의 제조방법.

5

제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 카보네이트 보호기가 결합된 사이클로헥센 화합물은 화학식 3으로 표시되는 것을 특징으로 하는 폴리비닐알코올 공중합체의 제조방법:[화학식 3]

6

제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 개환 복분해 중합반응(ROMP)에서의 촉매는 하기 화학식에서 선택되는 것을 특징으로 하는 폴리비닐알코올 공중합체의 제조방법:

7

제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 사이클로헥센 화합물은 화학식 3-1의 trans-3,4-사이클로헥사디엔 카보네이트 또는 화학식 3-2의 trans-4,5-사이클로헥사디엔 카보네이트인 것을 특징으로 하는 폴리비닐알코올 공중합체의 제조방법.[화학식 3-1][화학식 3-2]

8

제2항에 있어서, 상기 수소화 반응에서의 촉매는 RuCl2(PPh3)3, Pd/C, 루테늄 핀서 착물(Ruthenium pincer complexes), 로듐 촉매, TsNHNH2 및 수소(H2)로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 폴리비닐알코올 공중합체의 제조방법.

9

화학식 4 또는 화학식 5로 표시되는 폴리비닐알코올 공중합체:[화학식 4][화학식 5]여기서, n는 1~100,000의 정수이다.

10

다음 단계를 포함하는 사이클로헥센 단량체를 리사이클링하는 방법:(a) 화학식 4의 폴리비닐알코올 공중합체를 폐환 복분해 반응(ring-closing metathesis, RCM)을 수행하여 화학식 6의 화합물을 수득하는 단계; 및(b) 카보네이트 보호화를 수행하여 사이클로헥센 단량체를 수득하는 단계.[화학식 4]여기서, n는 1~100,000의 정수이다.[화학식 6]

11

화학식 5의 폴리비닐알코올 공중합체의 디올 산화반응을 수행하여 화학식 7의 카복실산, 화학식 8의 알데히드 또는 화학식 9의 알코올을 수득하는 단계를 포함하는 유용 유기물질의 제조방법.[화학식 5]여기서, n는 1~100,000의 정수이다.[화학식 7][화학식 8][화학식 9]

12

제9항의 폴리비닐알코올 공중합체를 포함하는 고분자 전해질.