[發明專利]用于聚合的碳催化劑

無效

• 申請號: 201280008166.7
• 申請日: 2012-02-07
• 公開（公告）號: CN103347904A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 克里斯多佛·W·別拉夫斯基;丹尼爾·R·德雷爾
• 申請（專利權）人: 葛非亞公司
• 主分類號: C08F2/00
• 分類號: C08F2/00;C08F4/30;B01J21/18;C08G63/82;C08G69/20
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 高瑜;楊淑媛

交叉引用

本申請要求提交于2011年2月8日的美國臨時申請61/440,574、提交于2011年5月18日的美國臨時申請61/487,551、提交于2011年6月13日的美國臨時申請61/496,326、提交于2011年6月29日的美國臨時申請61/502,390、提交于2011年8月12日的美國臨時申請61/523,059和提交于2011年11月28日的美國臨時申請61/564,135的權益，并且每個申請通過引用整體并入本文。

關于聯邦贊助研究和資助的聲明

本發明的至少一部分是基于國家科學基金會的合同DMR-0907324在美國政府的支持下完成的。本發明的至少一部分是使用Robert?A.Welch基金會基于合同F-1621提供的資金而完成的。

背景技術

有機物質轉化如氧化還原反應、水合反應、脫氫反應、縮合反應等均由多種化學催化劑催化。然而，目前可用的催化劑和/或反應方法具有許多缺點，如昂貴、有毒性、環境不相容、從反應產物中分離困難、反應條件復雜、缺乏選擇性、與官能團的兼容性不足以及低效催化。

金屬催化劑的使用存在許多缺點，如所生成的產物的金屬污染。在打算將產物用于生物應用或其他對于金屬存在敏感的應用的工業中，這尤其是一個問題。在氧化反應中，金屬催化劑也通常是非選擇性的，并且許多金屬催化劑不能很好地容忍官能團的存在。

發明內容

本文描述了對于聚合物和/或聚合物復合材料的合成具有廣泛合成應用的方法和過程。

一方面，本文提供了一種用于合成聚合物的方法，其包括：

(a)使單體與催化活性碳催化劑接觸；和

(b)借助于該催化活性碳催化劑轉化該單體以形成聚合物產物與消耗或部分消耗的碳催化劑的混合物。

在一些實施方案中，催化活性碳催化劑是石墨的氧化形式。在一些實施方案中，催化活性碳催化劑是氧化石墨烯或氧化石墨。

在一些實施方案中，催化活性碳催化劑是氧化的含碳材料。

在一些實施方案中，催化活性碳催化劑的特征在于在約3150cm^-1、1685cm^-1、1280cm^-1或1140cm^-1處的一個或多個FT-IR特征。

在一些實施方案中，催化活性碳催化劑是非均相催化劑。

在一些實施方案中，催化活性碳催化劑在分散于反應混合物中后提供中性的反應溶液pH。在一些實施方案中，催化活性碳催化劑在分散于反應混合物中后提供酸性的反應溶液pH。在一些實施方案中，催化活性碳催化劑在分散于反應混合物中后提供堿性的反應溶液pH。

在一些實施方案中，催化活性碳催化劑存在于固體載體上。在一些實施方案中，催化活性碳催化劑存在于固體載體內。

在一些實施方案中，催化活性碳催化劑具有多個官能團，該官能團選自：羥基、烷基、烯基、炔基、芳基、環氧化物基、過氧化物基、過氧酸基、醛基、酮基、醚基、羧酸或羧酸酯基、過氧化物或氫過氧化物基、內酯基、硫代內酯、內酰胺、硫代內酰胺、醌基、酸酐基、酯基、碳酸酯基、縮醛基、半縮醛基、縮酮基、半縮酮基、氨基、氨基羥基、縮醛胺、半縮醛胺、氨基甲酸酯、異氰酸酯、異硫氰酸酯、氨腈、肼、酰肼、碳二亞胺、肟、肟醚、N-雜環、N-氧化物、羥胺、肼、縮氨基脲、縮氨基硫脲、脲、異脲、硫脲、異硫脲、烯胺、烯醇醚、脂肪族、芳香族、苯酚、硫醇、硫醚、硫酯、二硫酯、二硫化物、亞砜、砜、磺內酯、亞磺酸、次磺酸、次磺酸酯、磺酸、亞硫酸酯、硫酸酯、磺酸酯、磺酰胺、磺酰鹵化物、硫氰酸酯、硫醇、硫醛、S-雜環、甲硅烷基、三甲基硅烷基、膦、磷酸根、磷酸酰胺、硫代磷酸酯、硫代磷酸酰胺、膦酸酯、次磷酸酯、亞磷酸酯、磷酸酯、膦酸二酯、氧化膦、胺、亞胺、酰胺、脂肪族酰胺、芳香族酰胺、鹵素、氯、碘、氟、溴、酰鹵、酰氟、酰氯、酰溴、酰碘、酰腈、酰基疊氮、烯酮、α-β不飽和酯、α-β不飽和酮、α-β不飽和醛、酸酐、疊氮化物、重氮基、重氮鎓、硝酸根、硝酸酯、亞硝基、腈、亞硝酸酯、原酸酯基、原碳酸酯基、O-雜環、硼烷、硼酸、硼酸酯。

在一些實施方案中，就催化活性碳催化劑的量而言，轉化為催化的或化學計量的。

在一些實施方案中，該方法進一步包括使單體與助催化劑接觸。在一些實施方案中，該助催化劑是氧化催化劑。在一些實施方案中，助催化劑是沸石。

在一些實施方案中，該方法進一步包含另外的氧化劑。