도호쿠 대학 대학원 공학 연구과에서는, 도쿄 이과 대학 공학부 공업 화학과와의 공동 연구에 의해, 이산화탄소(이하 CO2)와 디올(2개의 수산기가 2개의 다른 탄소에 결합하는 지방족 혹은 지환식 화합물의 총칭)을 촉매적으로 직접 중합시키는 방법을 세계 최초로 개발. 「Scientific Reports」전자판에 게재되었다.
CO2에서 유용한 화학품, 특히 스마트폰 케이스 등에도 사용되는 내구성이 뛰어난 플라스틱인 폴리카보네이트를 합성하는 방법은 저렴하고 안전한 반응 시약으로서 CO2를 이용하여 배출량도 삭감하는 관점에서 개발 가 원했다.그러나 "화학적으로 매우 안정적이고 반응성이 낮다"는 성질 때문에 변환은 어려웠다.또 디올과 CO2로부터 직접 폴리카보네이트를 합성하는 수법은, 가장 간단하고 깨끗한 방법으로 여겨지고 있지만, 제약이 엄격하고, 유효한 촉매계도 보고되어 있지 않았다.
연구 그룹이 이번에 개발한 방법에서는 산화세륨 촉매와 2-시아노피리딘을 이용하여 CO2와 1,4-부탄디올을 130℃라는 비교적 온화한 조건으로 반응시킴으로써 CO2와 1,4- 부탄디올이 교호 중합한 폴리카보네이트를 97%라는 고수율로 얻는데 성공.또한, 이 방법은 최근 활발히 연구되고 있는 바이오매스 유래의 디올을 이용함으로써, 화석 자원을 이용하지 않는 그린 폴리머의 합성을 가능하게 하는 것으로도 알려져 있다.
디올을 원료로 하는 종래의 폴리카보네이트 직접 합성에는 유독한 시약을 이용한 방법밖에 없었지만, 이번에 개발된 수법이라면 무해한 CO2와 디올로부터 한 단계로 합성이 가능하다는 것이다.생산량이 많은 폴리카보네이트를 CO2를 이용함으로써 향후 동시에 바이오매스로부터 유도된 디올과의 반응으로 합성을 실현할 수 있으면 대폭적인 CO2 삭감으로 이어지는 프로세스의 구축이 기대된다.
