[發(fā)明專利]官能化材料、其制備方法及其用途

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280010885.2
• 申請(qǐng)日: 2012-01-11
• 公開（公告）號(hào): CN103415551A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·R·H·威爾森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 磷化有限公司
• 主分類號(hào): C08G77/28
• 分類號(hào): C08G77/28;C08G77/50;A61K9/14
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 柳冀

本發(fā)明涉及包含烷基磺酸基團(tuán)的官能化材料的制備方法及其作為非均相催化劑的用途。本發(fā)明還涉及這些新產(chǎn)品的前體和新的有機(jī)聚硅氧烷磺酸。

在化學(xué)工業(yè)中越來越需要有效的非均相催化劑代替均相試劑和催化劑。這種需要源于越來越嚴(yán)苛的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、避免和減少固體和液體廢物水平的需要以及能耗降低的驅(qū)動(dòng)。例如，需要能夠代替硫酸、氫氟酸或磷酸的有效非均相酸催化劑。其他優(yōu)點(diǎn)包括容易處理，因?yàn)榉蔷嗨岽呋瘎┠軌蛉菀椎胤蛛x，而均相催化劑需要大量處理和分離并由此產(chǎn)生另外的廢物。進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)包括非均相催化劑能夠重復(fù)利用，所需產(chǎn)品的生產(chǎn)選擇性較高以及較高的熱和物理穩(wěn)定性。進(jìn)一步可能的優(yōu)點(diǎn)包括調(diào)節(jié)酸強(qiáng)度以避免副反應(yīng)。例如硫酸通常生成有顏色的產(chǎn)物，必須對(duì)其純化。附加的凈化方法總是產(chǎn)生其他廢物且總是需要另外的能耗。

含磺酸的聚合物和材料用于多種目的，包括通過除去金屬離子純化含水物流以及用作固體酸催化劑。最常見的材料基于磺化聚苯乙烯聚合物。該基于聚苯乙烯的體系的化學(xué)和物理性質(zhì)描述于Bio-Rad?Life?Science?Research?Products?catalogue1998/99，第56-64頁。然而，這些聚苯乙烯樹脂的物理和化學(xué)性質(zhì)可能具有缺點(diǎn)，例如化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性較差，據(jù)信這是由于其有機(jī)聚合物主鏈?zhǔn)谷弧Ｒ部赡苡龅狡渌麊栴}，例如在有機(jī)溶劑中膨脹和收縮以及生成不希望的深色副產(chǎn)物。膨脹可能造成反應(yīng)器的空間利用效能以及產(chǎn)量的問題。通常，由于其具有較差的熱穩(wěn)定性，這些聚苯乙烯樹脂不能用于高于80℃的任何時(shí)長，因此限制了其總體的適用性。

例如二氧化硅、氧化鋁和氧化鈦的無機(jī)聚合物體系也已經(jīng)公開用作官能化材料。能夠通過多種方式將活性官能團(tuán)或金屬附著到這些體系。然而，在該官能團(tuán)僅物理吸附（例如低官能團(tuán)負(fù)載量）的情況下，可能會(huì)遇到很多問題，能夠使用的溶劑范圍的限制，以及在使用或靜置過程中官能團(tuán)的去除。據(jù)信這是由于官能團(tuán)與載體上的表面原子之間相當(dāng)弱的附著力使然。在該骨架中構(gòu)造官能團(tuán)可能會(huì)提供更牢固的材料且也可能提高官能團(tuán)的負(fù)載量。然而在這種方法中，顯著缺乏容易獲得的原料以及用于制備該原料的前體。此外，由可獲得的前體制備適合的原料的合成方法有限。需要提供新的合成方法以及原料化合物以制備該官能化材料。此外，即使這種基質(zhì)可以獲得，那么制備所需固體材料的化學(xué)方法也總是多步驟的復(fù)雜方法，導(dǎo)致產(chǎn)率較低和不能純化的產(chǎn)物的官能團(tuán)負(fù)載量可能低。