[發明專利]官能化材料、其制備方法及其用途

有效

• 申請號: 201280010885.2
• 申請日: 2012-01-11
• 公開（公告）號: CN103415551A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: J·R·H·威爾森
• 申請（專利權）人: 磷化有限公司
• 主分類號: C08G77/28
• 分類號: C08G77/28;C08G77/50;A61K9/14
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 柳冀

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

在化學工業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苛的環境標準、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動。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。其他優點包括容易處理，因為非均相酸催化劑能夠容易地分離，而均相催化劑需要大量處理和分離并由此產生另外的廢物。進一步的優點包括非均相催化劑能夠重復利用，所需產品的生產選擇性較高以及較高的熱和物理穩定性。進一步可能的優點包括調節酸強度以避免副反應。例如硫酸通常生成有顏色的產物，必須對其純化。附加的凈化方法總是產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和物理性質描述于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性質可能具有缺點，例如化學穩定性和熱穩定性較差，據信這是由于其有機聚合物主鏈使然。也可能遇到其他問題，例如在有機溶劑中膨脹和收縮以及生成不希望的深色副產物。膨脹可能造成反應器的空間利用效能以及產量的問題。通常，由于其具有較差的熱穩定性，這些聚苯乙烯樹脂不能用于高于80℃的任何時長，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聚合物體系也已經公開用作官能化材料。能夠通過多種方式將活性官能團或金屬附著到這些體系。然而，在該官能團僅物理吸附（例如低官能團負載量）的情況下，可能會遇到很多問題，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的去除。據信這是由于官能團與載體上的表面原子之間相當弱的附著力使然。在該骨架中構造官能團可能會提供更牢固的材料且也可能提高官能團的負載量。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，即使這種基質可以獲得，那么制備所需固體材料的化學方法也總是多步驟的復雜方法，導致產率較低和不能純化的產物的官能團負載量可能低。