具有刚性的和扭曲的二乙烯基交联剂的含磺酰基聚合物材料的制作方法_4

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化-s〇2〇h基团的制备。
[007引为了制备-SOzNR6-Q-N(RS)2,其中Q是式-地-NR6)X-妒-的基团,具有-SOzX基团的含横酷基中间体聚合物材料(如上面所述使用面代硫酸制备)可W用式(R6) HN-Q-N(R6)2(例如,(R6)HN-地-NR6K-Q2-N(R6)Z)的含氨基化合物处理。运些化合物的合 适的例子包括但不限于乙二胺、二亚乙基=胺、=乙締四胺、四亚乙基戊胺等。为了最大 化-SOzX基团转化成-SOzNR6-Q-N(RS)2基团的转化率,反应性的含氨基基团的摩尔数通常多 达-SOzX基团的摩尔数的10倍。通常该反应常在室溫下30分钟内、1小时内、2小时内、4小 时内、8小时内、12小时内、24小时内、36小时内、48小时内、60小时内,或72小时内发生。 反应溫度通常在室溫至与回流条件相关联的溫度的范围内。通常选择无水条件或有机溶剂 取代水,W最小化-s020h基团的制备。
[0079] 含横酷基聚合物材料通常含有至少0.2毫当量每克的-S02R5。在一些实施例 中,-S02R5的量在含横酷基聚合物材料的0. 2毫当量每克至5毫当量每克的范围内、在0. 2 毫当量每克至4. 5毫当量每克的范围内、在0. 2毫当量每克至5毫当量每克的范围内、在 0. 5毫当量每克至4. 1毫当量每克的范围内、在1毫当量每克至4毫当量每克的范围内、在 2毫当量每克至4毫当量每克的范围内、或在3毫当量每克至4毫当量每克的范围内。任何 合适的方法可W被用于测定毫当量每克。在一个优选的实施例中,含横酷基聚合物材料的 总硫含量通过元素分析测定。
[0080] 在一些实施例中,含横酷基聚合物材料具有-S020H基团或-S020H基团的盐,并且 可W被用作用于带正电的材料或离子的分离或缩合的离子交换树脂。也就是说,该含横酷 基聚合物材料起到阳离子交换树脂的作用。带正电的材料比中性材料或者带负电的材料或 离子趋于由含横酷基聚合物材料保持得更长。另外,具有较大正电荷的带正电的材料或离 子(例如,巧离子)比具有较小正电荷的带正电的材料或离子趋于(例如,钢离子)由含横 酷基聚合物材料保持得更长。在一些实施例中,在分离期间选择抑条件,使得含横酷基聚 合物材料是带负电的。
[00則在其他实施例中,含横酷基聚合物材料具有-SO2NH2基团或-SO2NR6-Q-N(R6)2基 团,或者-SO2NH2基团或-so2NR6-Q-N(R6)2的盐,并且可W被用作用于带负电的材料或离子 的分离或缩合的离子交换树脂。也就是说,该含横酷基聚合物材料起到阴离子交换树脂的 作用。带负电的材料比中性材料或带正电的材料或离子趋于由含横酷基聚合物材料保持得 更长。另外,具有较大负电荷的带负电的材料或离子(例如,憐酸根离子)比具有较小负电 荷的带负电的材料或离子趋于(例如,硝酸根离子)由含横酷基聚合物材料保持得更长。在 一些实施例中,在分离期间选择抑条件,使得含横酷基聚合物材料是带正电的。
[0082] 离子交换树脂可W放置在色谱柱内。另选地,离子交换树脂可W分布在多孔基底 的表面上、分布在整个多孔基底上,或两者。多孔基底可W是例如过滤介质或任何其他多孔 基体。
[0083] 提供了含横酷基聚合物材料的各实施例和制备含横酷基聚合物材料的方法。
[0084] 实施例1是含横酷基聚合物材料,其包括反应混合物的反应产物,所述反应混合 物包含a)前体聚合物材料和b)含横酷基化合物。所述前体材料包括可聚合组合物的聚合 产物,所述可聚合组合物包含i)单体混合物和ii)自由基引发剂。所述单体混合物包含1) 式(I)的第一单体
[0085]
[0086] 和2)第二单体,其是苯乙締、用一个或多个烷基基团取代的苯乙締、或它们的组 合,其中式(I)的第一单体W基于所述第二单体的摩尔数计至多25摩尔%的量存在。在式 (I)的单体中,每个Ri是氨、面素、烷基、芳基、烧芳基或芳烷基,其中至少一个Ri是氨。每个R2独立地为氨、烷基、芳基、烧芳基、芳烷基,与连接到同一碳原子的R3组合W形成环烷基, 或与连接到所述同一碳原子的R3组合W形成稠合到一个或多个碳环的环烷基。每个R3独立 地为氨、烷基、芳基、烧芳基、芳烷基,与连接到同一碳原子的R2组合W形成环烷基,与连接 到所述同一碳原子的R2组合W形成稠合到一个或多个碳环的环烷基,或与连接到相邻碳原 子的R4组合W形成碳-碳键。每个R4独立地为氨或与连接到相邻碳原子的R3组合W形成 碳-碳键。含横酷基聚合物材料具有式-S02R5的至少一个基团和在含横酷基聚合物材料中 的针对每个芳族环的至多一个式-SOzR5的基团。基团R5是-0山-畑2或-NR6-Q-N(R6)2。 基团Q是单键、亚烷基或一组式-(Qi-NR6)X-Q2-,其中每个Qi和Q2独立地为亚烷基,并且其 中X是在1至4范围内的整数。每个基团R6独立地为氨或烷基。
[0087] 实施例2是根据实施例1所述的含横酷基聚合物材料,其中所述第一单体中的每 个Ri为氨或面素。
[008引实施例3是根据实施例1或2所述的含横酷基聚合物材料,其中所述第一单体中 的每个R2和每个R3是烷基。
[0089] 实施例4是根据实施例I至3中任一项所述的含横酷基聚合物材料,其中所述第 一单体中的R4是氨。
[0090] 实施例5是根据实施例1至4中任一项所述的含横酷基聚合物材料,其中所述第 一单体为3, 3, 3',3' -四甲基-1,1' -螺双巧满-6, 6' -二乙締基。
[0091] 实施例6是根据实施例1至5中任一项所述的含横酷基聚合物材料,其中所述单 体混合物包含1摩尔%至25摩尔%的式(I)的第一单体。
[0092] 实施例7是根据实施例1至6中任一项所述的含横酷基聚合物材料,其中所述单 体混合物还包含不具有式(I)的聚乙締芳族单体。
[0093] 实施例8是根据实施例1至7中任一项所述的含横酷基聚合物材料,其中所述含 横酷基聚合物为颗粒或小珠的形式。
[0094] 实施例9是根据实施例1至8中任一项所述的含横酷基聚合物材料,其中所述含 横酷基基团是-s〇2〇h或其盐。
[0095] 实施例10是根据实施例9所述的含横酷基聚合物材料,其中所述含横酷基聚合物 材料是阳离子交换树脂。
[0096] 实施例11是根据实施例1至8中任一项所述的含横酷基聚合物材料,其中所述含 横酷基基团是-SO2NH2、-SOzNR6-Q-N棘)2,或它们的盐。
[0097] 实施例12是根据实施例11所述的含横酷基聚合物材料,其中所述含横酷基聚合 物材料是阴离子交换树脂。
[0098] 实施例13是一种制备含横酷基聚合物材料的方法。所述方法包括制备包含a)单 体混合物和b)自由基引发剂的可聚合组合物。所述单体混合物包含1)式(I)的第一单体 和2)第二单体,其是苯乙締、用一个或多个烷基基团取代的苯乙締、或它们的组合。式(I) 的所述第一单体与上面描述的相同,并且W基于所述第二单体的摩尔数计至多25摩尔% 的量存在。所述方法还包括通过反应可聚合组合物形成前体聚合物材料,并且然后用含横 酷基化合物处理所述前体聚合物材料W形成含横酷基聚合物材料。所述含横酷基聚合物材 料具有式-SOzR5的至少一个基团和在所述含横酷基聚合物材料中的针对每个芳族环的至 多一个式-S02R5的基团。所述基团r5与上文定义的相同。
[0099] 实施例14是根据实施例11所述的方法,其中所述可聚合组合物包含(1)包含所 述单体混合物和所述自由基引发剂的有机相,W及(2)包含水和悬浮剂的水相,其中所述 有机相作为小滴悬浮在所述水相内,并且其中所述含横酷基聚合物材料为颗粒或小珠的形 式。
[0100] 实施例15是根据实施例13或14所述的方法,其中所述第一单体中的每个Ri为 氨或面素。
[0101] 实施例16是根据实施例13至15中任一项所述的方法,其中所述第一单体中的每 个R2和每个R3是烷基。
[0102] 实施例17是根据实施例13至16中任一项所述的方法,其中所述第一单体中的R4 是氨。
[0103] 实施例18是根据实施例13至17中任一项所述的方法,其中所述第一单体为 3, 3, 3',3'-四甲基-1,1'-螺双巧满-6, 6'-二乙締基。
[0104] 实施例19是根据实施例13至18中任一项所述的方法,其中所述单体混合物包含 I摩尔%至25摩尔%的式(I)的第一单体。
[0105] 实施例20是根据实施例13至19中任一项所述的方法,其中所述单体混合物还包 含不具有式(I)的聚乙締芳族单体。
[0106] 实施例21是根据实施例13至20中任一项所述的方法,其中所述含横酷基基团 是-s〇2〇h或其盐。
[0107] 实施例22是根据实施例21所述的方法,其中所述含横酷基聚合物材料是阳离子 交换树脂。
[010引实施例23是根据实施例13至20中任一项所述的含横酷基聚合物材料,其中所述 含横酷基基团是-SO2NH2、-SOzNR6-Q-N棘)2,或它们的盐。
[0109] 实施例24是根据实施例23所述的方法,其中所述含横酷基聚合物材料是阴离子 交换树脂。
[0110] 实施例25是一种离子交换树脂,所述离子交换树脂包含根据实施例1所述的含横 酷基聚合物材料。
[0111] 实施例26是根据实施例25所述的离子交换树脂,其中所述离子交换树脂为小珠 或颗粒的形式。
[0112] 实施例27是根据实施例25或26中任一项所述的离子交换树脂,其中所述含横酷 基基团是-s〇2〇h或其盐。
[0113] 实施例28是根据实施例25或26中任一项所述的离子交换树脂,其中所述含横酷 基基团是-5〇2畑2、-SOzNR6-Q-N(R6)2,或它们的盐。
[0114] 实施例29是一种制品,该制品包括色谱柱和被定位在所述色谱柱内的根据实施 例25至28中任一项所述的离子交换树脂。
[011引实施例30是一种制品,该制品包括多孔基底和被定位在所述多孔基底表面上、分 布在整个所述多孔基底上、或它们的组合的根据实施例25至29中任一项所述的离子交换 树脂。
[0116]连例:
[0117] 表1:材料术语表 [011 引

阳120] 3. 3. 3\ 3'-四甲基-I.r-螺双茹滿-6.6'-二醇(SBI-二醇)的合成:
[012。 在5.化圆底烧瓶中烙融1000. 69克(4. 38摩尔)4, 4'-异亚丙基二酪度PA)。一 旦所有BPA都烙融,缓慢加入50. 51克(0.526摩尔)甲横酸。将反应混合物的溫度保持在 135°C至150°C之间,在氮气氛下揽拌反应混合物3小时。3小时后,在仍热的同时,将烙融 的反应混合物倒入2.化去离子水中。形成栋色沉淀物。通过真空过滤进行分离所得沉淀 物并用1.化去离子水洗涂。然后将经分离的固体放回5.化圆底烧瓶中并加入1.化二氯 甲烧畑2化)。将固体在邸2化中于回流下揽拌一小时。然后让烧瓶冷却至室溫,并将烧 瓶置于冰箱(约0°C)中过夜。然后通过真空过滤进行分离固体并用最小量(约500mL)的 冷邸2化洗涂。然后将固体置于4.化锥形瓶中并溶解在900mL甲醇(MeOH)中。向该溶液 中加入190血的邸202。溶液保持澄清。揽拌溶液并分多份加入1.IL去离子水。形成白 色沉淀,并将混合物置于冰箱(约0°C)中过夜。通过真空过滤进行分离固体并用最小量 (约300血)的冷CH2CI2洗涂。MeOH/CHzClz/UO沉淀再重复一次。来自第二次沉淀的固体 在85°C真空炉中干燥过夜,W产生214. 77克(48%收率)的SBI-二醇。IhNMR巧OOMHz,丙 酬-de)5 7. 85(S,2H),7. 02 化J=8.IHz, 2H),6.68(dd,J=8. 1,2. 4Hz, 2H),6. 19 化J= 2. 4Hz, 2H),2. 32 化J= 13.OHz, 2H),2. 19 化J= 13.OHz, 2H),1. 35(S,6H),1. 29(S,6H)。 阳12引 仓氣甲院-1-碼酸6'-(仓氣
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