붕소가 금속을 대체합니다: 이 원소는 올레핀과 착물을 형성합니다
2025년 9월 19일
화학 산업에서 유독하고 값비싼 중금속을 제거하는 방법: 뷔르츠부르크 대학교 화학과의 새로운 연구 보고서가 나아갈 방향을 제시합니다.
전통적인 올레핀-금속 배위 착물(왼쪽)과 새롭게 발견된 올레핀-금속 배위 착물붕소(오른쪽). (이미지 : Rian Dewhurst / Universität Würzburg)
뷔르츠부르크 대학교 화학과 홀거 브라운슈바이크 교수가 이끄는 연구팀은 붕소와 같은 주족 원소의 '금속 모방' 특성을 연구하고 있습니다. 연구팀은 특정 조건 하에서 붕소가 금속처럼 독성이 없거나 금속만큼 비싸지 않으면서도 금속과 유사한 반응 양상을 보일 수 있음을 밝혀냈습니다.
이는 브라운슈바이크 연구팀이 학술지 네이처 케미스트리에 발표한 새로운 논문의 배경입니다. 이 논문은 붕소가 올레핀과 소위 π 착물을 형성할 수 있으며, 이 착물은 전이 금속과 올레핀의 착물과 유사한 성질과 거동을 보인다는 것을 보여줍니다. 후자의 화합물들은 산업계의 많은 대규모 촉매 공정에서 중간체로 사용됩니다.
다른 연구자들에게 영감을 주는
"이번 발견은 주기율표에서 π 배위 화학에 대한 완전히 새로운 영역을 열어줍니다. 여기에는 주족 원소를 불포화 탄화수소의 기능화 반응을 위한 산업 촉매로 사용할 가능성도 포함됩니다."라고 홀거 브라운슈바이크는 말합니다.
붕소-올레핀 π 착물은 막시밀리안 미셸 박사와 마르코 베버 박사(박사후 연구원)에 의해 합성되었습니다. 뷔르츠부르크의 이 화학자들은 자신들의 발견이 다른 연구자들에게 영감을 주어 주족 원소 화학의 영역을 더욱 확장하고 붕소 또는 다른 주족 원소의 추가적인 응용 분야를 찾기를 기대합니다.
중금속을 주족 원소로 대체하기
"장기적으로 우리의 주요 목표는 산업 공정에서 독성이 강하고 비용이 많이 드는 중금속을 주족 원소로 대체하는 것입니다."라고 홀거 브라운슈바이크는 말합니다.
다음으로, 연구팀은 붕소-올레핀 π 착물의 거동이 기존에 알려진 금속 착물의 거동과 더욱 유사해지도록 변형하고자 합니다.
파트너 및 스폰서
뷔르츠부르크 연구팀은 미국 네바다 대학교 라스베이거스의 아루무감 자야라만 교수 연구팀과 영국 서식스 대학교 브라이튼의 알프레도 바르가스 교수 연구팀과 함께 이러한 결과를 발표했습니다.
이 연구는 독일 연구재단, 알렉산더 폰 훔볼트 재단, 캐나다 자연과학 및 공학 연구위원회의 지원을 받아 수행되었습니다.
출판
저산화 상태 붕소에서의 올레핀 π-배위 화학. Nature Chemistry, 2025년 9월 19일, DOI 10.1038/s41557-025-01952-3