BR112013022047B1

BR112013022047B1 - catalisadores de ácidos poliméricos e seus usos

Info

Publication number: BR112013022047B1
Application number: BR112013022047-3A
Authority: BR
Inventors: Ashish Dhawan; Brian M. Baynes; John M. Geremia
Original assignee: Cadena Bio, Inc
Priority date: 2011-02-28
Filing date: 2012-02-27
Publication date: 2020-11-17
Also published as: MX2013009920A; CN103619885A; US20120220740A1; US20130042859A1; BR112013022047A2; EP2681247A1; US20120252957A1; AU2012223494A1; US20130233308A1; ES2676174T3; CA2864086A1; WO2012118767A1; SG192958A1; US10131721B2; CA2864086C; CL2013002463A1; US9079171B2; MX344405B; DK2681247T3; RU2013143822A

Abstract

CATALISADORES DE ÁCIDOS POLIMÉRICOS E SEUS USOS. Polímeros úteis como catalisadores em processos de sacarificação não enzimáticos são fornecidos. Também são fornecidos métodos para a hidrólise de materiais celulósicos em monossacarídeos e / ou oligossacarídeos usando estes catalisadores de ácidos poliméricos

Description

Referência Cruzada para Pedidos Relacionados

[0001] Este pedido reivindica a prioridade para o pedido de patente provisório norte-americano No. US 61/447,311 depositado em 28 de fevereiro de 2011, e ao Pedido de Patente Provisório norte-americano N° US 61/522,351 depositado em 11 de agosto de 2011, cada um dos quais são aqui incorporadas por referência na sua totalidade.

Campo da Invenção

[0002] A presente invenção se refere, de uma forma geral, a catalisadores que podem ser utilizados em sacarificação de biomassa, e, mais especificamente, para catalisadores ácidos poliméricos que podem ser utilizados para hidrolisar a celulose e / ou hemicelulose.

Antecedentes da Invenção

[0003] Sacarificação de materiais celulósicos, especialmente, os residuos de biomassa da agricultura, silvicultura e tratamento de residuos são de grande relevância econômica e ambiental. Como parte da utilização de energia de biomassa, foram feitas tentativas para se obter etanol (etanol) por hidrólise de celulose ou a hemicelulose, que são os principais constituintes de plantas. Os produtos da hidrólise, que incluem açúcares e carboidratos simples, pode, então, ser sujeitos a posterior conversão biológica e / ou quimica para a produção de combustíveis ou de outros produtos quimicos básicos. Por exemplo, o etanol é utilizado como um combustível ou misturado com um combustível, tal como gasolina. Os principais constituintes de plantas incluem, por exemplo, celulose (um polimero de glicose, que é um açúcar de seis carbonos), hemicelulose (um polimero ramificado de açúcares de cinco e seis carbonos), lenhina e amido. Os métodos atuais para liberara açúcares a partir de materiais lignocelulósicos, porém, são ineficientes em uma escala comercial com base no rendimento, bem como a água e a energia utilizada.

[0004] O trabalho da década de 1980 sobre a hidrólise de ligações β-glicosidica utilizando resinas microporosas perfluoronatadas sólidos superácidos, como Dupont Nafion®, tentaram desenvolver métodos catalíticos para uso em digerir a celulose. Reatores descontínuos e reatores de fluxo continuo de leito fixo de tubo foram usados para demonstrar a hidrólise de celooligossacarideos para açúcares monoméricos; No entanto, estes processos não foram capazes de alcançar digestão apreciável de celulose ou da hemicelulose, e em particular, as áreas cristalinas de celulose.

[0005] Como tal, existe uma necessidade continua de novos catalisadores que podem gerar eficientemente açúcar e produtos que contêm açúcar, a partir da biomassa em uma escala comercialmente viável.

Sumário da Invenção

[0006] A presente invenção aborda esta necessidade proporcionando materiais poliméricos que podem ser utilizados para digerir a hemicelulose e celulose, incluindo os dominios cristalinos de celulose, na biomassa. Especificamente, os materiais poliméricos pode hidrolisar a celulose e / ou hemicelulose em monossacarideos e / ou oligossacarideos.

[0007] Em um aspecto, é fornecido um polimero que possui monômeros ácidos e monômeros iônicos que são ligados para formar uma espinha dorsal polimérica, em que cada monômero ácido tem pelo menos um ácido de Bronsted-Lowry, e cada monômero iônico tem, independentemente, pelo menos, um grupo catiônico contendo nitrogênio ou grupo catiônico contendo fósforo. Em algumas concretizações, cada um monômero ácido tem um ácido de Bronsted-Lowry. Em outras concretizações, alguns dos monômeros ácidos têm um ácido de Bronsted-Lowry, enquanto outros têm dois ácidos de Bronsted-Lowry. Em algumas concretizações, cada monômero iônico tem um grupo catiônico contendo nitrogênio ou grupo catiônico contendo fósforo. Em outras concretizações, alguns dos monômeros iônicos têm um grupo catiônico contendo nitrogênio ou grupo catiônico contendo fósforo, enquanto que outras têm dois grupos catiônicos contendo nitrogênio ou grupos catiônicos que contêm fósforo.

[0008] Em algumas concretizações, o ácido de Bronsted- Lowry, em cada ocorrência é, independentemente, selecionado a partir de ácido sulfônico, ácido fosfônico, ácido acético, ácido isoftálico, ácido borônico, e ácido perfluorado. Em certas concretizações, o ácido de Bronsted-Lowry, em cada ocorrência é, independentemente, ácido sulfônico ou ácido fosfônico. Em uma concretização, o ácido de Bronsted-Lowry, em cada ocorrência é ácido sulfônico.

[0009] Em algumas concretizações, o um ou mais dos monômeros ácidos são diretamente ligados à cadeia polimérica. Em outras concretizações, o um ou mais dos monômeros ácidos ainda incluem um ligante que liga o ácido de Bronsted-Lowry ao esqueleto polimérico. Em certas concretizações, alguns dos ácidos de Bronsted-Lowry está diretamente ligado ao esqueleto polimérico, enquanto que outros ácidos Bronsted-Lowry estão ligados ao esqueleto polimérico através de um ligante.

[0010] Nestas concretizações, onde o ácido de Bronsted- Lowry está ligado ao esqueleto polimérico através de um ligante, o ligante em cada ocorrência é, independentemente, selecionado a partir de alquileno não substituído ou substituído, cicloalquileno não substituído ou substituído, alquenileno substituído ou não substituído, arileno não substituído ou substituído, heteroarileno substituído ou não substituído, éter de alquileno não substituído ou substituído, éster de alquileno não substituído ou substituído, e carbamato de alquileno não substituído ou substituído. Em certas concretizações, o ligante é arileno não substituído ou substituído, heteroarileno substituído ou não substituído. Em certas concretizações, o ligante é arileno não substituído ou substituído. Em uma concretização, o ligante é fenileno. Em uma outra concretização, o ligante é fenileno substituído hidroxila.

[0011] Nestas concretizações, onde o ácido de Bronsted- Lowry está ligado ao esqueleto polimérico, através de um ligante, o ácido de Bronsted-Lowry e o ligante formam uma cadeia lateral. Em algumas concretizações, cada cadeia lateral pode ser, independentemente, selecionada a partir de:

[0012] Em algumas concretizações, o grupo catiônico contendo nitrogênio, em cada ocorrência é, independentemente, selecionado a partir de pirrolium, imidazólio, pirazólio, oxazólio, tiazólio, piridinio, pirimidinio, pirazinio, piradizimio, tiazinio, morfolinio, piperidinio, piperizinio, e pirollizinio. Em uma concretização, o grupo catiônico contendo nitrogênio é imidazólio.

[0013] Em algumas concretizações, o grupo catiônico contendo fósforo em cada ocorrência é, independentemente, selecionado a partir de trifenil fosfônio, trimetil fosfônio, trietila fosfônio, tripropil fosfônio, tributil-fosfônio, tricloro fosfônio, e trifluoro fosfônio. Em uma concretização, o grupo catiônico contendo fósforo é trifenil fosfônio.

[0014] Em algumas concretizações, o um ou mais dos monômeros iônicos são diretamente ligados à cadeia polimérica. Em outras concretizações, o um ou mais dos monômeros iônicos cada um ainda inclui um ligante que liga o grupo catiônico contendo nitrogênio ou o grupo catiônico contendo fósforo para o esqueleto polimérico. Em certas concretizações, alguns dos grupos catiônicos estão diretamente ligados ao esqueleto polimérico, enquanto outros grupos catiônicos estão ligados ao esqueleto polimérico através de um ligante.

[0015] Nestas concretizações, em que o grupo catiônico contendo nitrogênio está ligado ao esqueleto polimérico através de um ligante, o grupo catiônico contendo nitrogênio e o ligante formam uma cadeia lateral. Em algumas concretizações, cada cadeia lateral independentemente, selecionada a partir de:

[0016] Nestas concretizações, em que o grupo catiônico contendo fósforo está ligado ao esqueleto polimérico, através de um ligante, o grupo catiônico contendo fósforo e o ligante cadeia lateral é independentemente selecionado a partir de:

[0017] Nestas concretizações, em que o grupo catiônico é ligados ao esqueleto polimérico, através de um ligante, o ligante em cada ocorrência é, independentemente, selecionado a partir de alquileno não substituído ou substituído, cicloalquileno não substituido ou substituído, alquenileno substituído ou não substituido, arileno não substituido ou substituido, heteroarileno não substituido ou substituido, éter de alquileno não substituido ou substituido, éster de alquileno não substituido ou substituido, e carbamato de alquileno não substituido ou substituido. Em certas concretizações, o ligante é arileno não substituido ou substituido, heteroarileno substituido ou não substituido. Em substituído. Em uma concretização, o ligante é fenileno. Em uma outra concretização, o ligante é fenileno-hidroxila substituído.

[0018] Em algumas concretizações, a estrutura polimérica é selecionado a partir de polietileno, polipropileno, álcool polivinílico, poliestireno, poliuretano, cloreto de polivinilo, polifenol-aldeído, politetrafluoroetileno, tereftalato de polibutileno, policaprolactama, e poli (acrilonitrila-butadieno-estireno).

[0019] Em certas concretizações, a estrutura polimérica é polietileleno ou polipropileno. Em uma concretização, o esqueleto polimérico é polietileno. Em uma outra, o esqueleto polimérico é o álcool polivinílico. Ainda em outra concretização, a estrutura polimérica é poliestireno.

[0020] Em outras concretizações, a estrutura polimérica é selecionado a partir de polialquilenoamônio, polialquilenodiamônio, polialquilenopirrolio, polialquilenoimidazolio, polialquilenopirazolium, polialquilenooxazolium, polialquilenotiazolio, polialquilenopiridinium, polialquilenopirimidinium, polialquilenopirazinium, polialquilenopiradizimium, polialquilenotiazinium, polialquilenomorfolinium, polialquilenopiperidinium, polialquilenopiperizinium, polialquilenopirollizinium, polialquilenotrifenilfosfônio, polialquilenotrimetilfosfônio, polialquilenotrietilfosfônio, polialquilenotripropilfosfônio, polialquilenotributilfosfônio, polialquilenotriclorofosfônio, polialquilenotrifluorofosfônio e polialquilenodiazolio.

[0021] Em outras concretizações, a estrutura polimérica é alquilenoimidazolio, que se refere a um radical alquileno, em que uma ou mais das unidades de metileno da porção alquileno tenha sido substituída com imidazólio. Em uma concretização, a estrutura polimérica é polietilenoimidazolio, polipropilenoimidazolio, polibutileneimidazolio. Além disso, deve ser entendido que, em outras concretizações da espinha dorsal polimérica, quando um grupo catiônico contendo nitrogênio ou um grupo catiônico contendo fósforo segue o termo "alquileno", uma ou mais das unidades de metileno da porção alquileno é substituída com que grupo catiônico especial contendo nitrogênio ou o grupo catiônico contendo fósforo.

[0022] Em algumas concretizações, o polímero é reticulado. Em certas concretizações, pelo menos, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% ou 99% do polimero é reticulado.

[0023] Em algumas concretizações, os monômeros ácidos e os monômeros iônicos estão dispostas aleatoriamente em uma sequência alternada. Em outras concretizações, os monômeros ácidos e os monômeros iônicos são dispostos em blocos de monômeros. Em certas concretizações em que os monômeros ácidos e os monômeros iônicos são dispostos em blocos de monômeros, cada bloco tem não mais do que 20, 19, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4 ou 3 monômeros.

[0024] Em algumas concretizações, o polimero inclui ainda monômeros hidrofóbicos ligados ao esqueleto polimérico, em que cada monômero hidrofóbico tem um grupo hidrófobo. Em algumas concretizações, o grupo hidrofóbico em cada ocorrência é independentemente selecionado a partir de um grupo alquil substituido ou não substituido, um cicloalquil substituido ou não substituido, um aril substituido ou não substituido, ou um heteroaril não substituido ou substituido. Em certas concretizações, o grupo hidrofóbico é em cada ocorrência um grupo aril não substituido ou substituido, ou um heteroaril não substituido ou substituido. Em uma concretização, o grupo hidrofóbico em cada ocorrência é fenil.

[0025] Em algumas concretizações, o grupo hidrofóbico está diretamente ligado ao esqueleto polimérico.

[0026] Em algumas concretizações, o polimero inclui ainda monômeros ácidos-iônicos ligados ao esqueleto polimérico, em que cada monômero ácido-iônico tem um ácido de Bronsted-Lowry e um grupo catiônico. Em algumas concretizações, o grupo catiônico é um grupo catiônico contendo nitrogênio ou um grupo catiônico contendo fósforo.

[0027] Em certas concretizações, o ácido de Bronsted- Lowry, em cada ocorrência no monômero ácido-iônico é selecionado, independentemente, a partir do ácido sulfônico, ácido fosfônico, ácido acético, ácido isoftálico, ácido borónico, e ácido perfluorado. Em certas concretizações, o ácido de Bronsted-Lowry, em cada ocorrência é, independentemente, ácido sulfônico ou ácido fosfônico. Em uma concretização, o ácido de Bronsted-Lowry, em cada ocorrência é ácido sulfônico

[0028] Em algumas concretizações, o grupo catiônico contendo nitrogênio, em cada ocorrência no monômero ácido- iônico é selecionado, independentemente, a partir de pirrolio, imidazólio, pirazólio, oxazólio, tiazólio, piridinio, pirimidinio, pirazinio, piradizimio, tiazinio, morfolinio, piperidinio, piperizinio, e pirollizinio. Em uma concretização, o grupo catiônico contendo nitrogênio é imidazólio.

[0029] Em algumas concretizações, o grupo catiônico contendo fósforo, em cada ocorrência no monômero ácido-iônico é selecionado, independentemente, a partir de trifenil fosfônio, trimetil fosfônio, trietila fosfônio, tripropil fosfônio, tributil-fosfônio, tricloro fosfônio, e trifluoro fosfônio. Em uma concretização, o grupo catiônico contendo fósforo é trifenil fosfônio.

[0030] Em algumas concretizações, o um ou mais dos monômeros ácido-iônico incluem cada um, mais de um ligante que liga o ácido de Bronsted-Lowry ou o grupo catiônico ao esqueleto polimérico. Nestas concretizações, onde o ácido de Bronsted-Lowry ou o grupo catiônico é ligado ao esqueleto polimérico através de um ligante no monômero ácido-iônico, o ligante em cada ocorrência é, independentemente, selecionado a partir de alquileno não substituido ou substituido, cicloalquileno não substituido ou substituido, alquenileno não substituido ou substituido, arileno não substituido ou substituido, heteroarileno substituido ou não substituido, éter alquileno não substituido ou substituido, éster alquileno não substituido ou substituido, e carbamato de alquileno não substituido ou substituido. Em certas concretizações, o ligante é arileno não substituido ou substituido, heteroarileno substituido ou não substituido. Em certas concretizações, o ligante é arileno não substituido ou substituido. Em uma concretização, o ligante é fenileno. Em uma outra concretização, o ligante é fenileno hodroxil- substituido.

[0031] Nestas concretizações, onde o ácido de Bronsted- Lowry e / ou o grupo catiônico do monômero ácido-iônico são ligados ao esqueleto polimérico através de um ligante, o ácido de Bronsted-Lowry e / ou o grupo catiônico e o ligante formam uma cadeia lateral do monômero ácido-iônico. Em algumas concretizações, cada cadeia lateral do monômero ácido-iônico pode ser, independentemente, selecionado a partir de:

[0032] Em algumas concretizações, o polímero tem uma quantidade total de ácido de Bronsted-Lowry de entre 0,1 e 20 mmol, entre 0,1 e 15 mmol, entre 0,01 e 12 mmol, entre 0,05 e 10 mmol, entre 1 e 8 mmol, entre 2 e 7 mmol, entre 3 e 6 mmol, entre 1 e 5, ou entre 3 e 5 mmol por grama de polímero.

[0033] Em algumas concretizações, pelo menos uma porção dos monômeros ácidos têm ácido sulfônico. Em concretizações em, pelo menos, uma porção dos monômeros ácidos têm ácido sulfônico, a quantidade total de ácido sulfônico no polímero situa-se entre 0,05 e 10 mmol, entre 1 e 8 mmol, ou entre 2 e 6 mmol por grama de polímero.

[0034] Em algumas concretizações, pelo menos uma porção dos monômeros ácidos têm ácido fosfônico. Nestas concretizações onde pelo menos uma porção dos monômeros ácidos têm de ácido fosfônico, em que o polímero, a quantidade total de ácido fosfônico, em que o polímero é entre 0,01 e 12 mmol, entre 0,05 e 10 mmol, entre 1 e 8 mmol, 2 ou entre e 6 mmol por grama de polímero.

[0035] Em algumas concretizações, pelo menos uma porção dos monômeros ácidos têm ácido acético. Em concretizações em, pelo menos, uma porção dos monômeros ácidos têm de ácido acético, a quantidade total de ácido acético, em que o polimero é entre 0,01 e 12 mmol, entre 0,05 e 10 mmol, entre 1 e 8 mmol, ou entre 2 e 6 mmol por grama de polimero.

[0036] Em algumas concretizações, pelo menos uma porção dos monômeros ácidos têm ácido isoftálico. Em concretizações em, pelo menos, uma porção dos monômeros ácidos têm de ácido isoftálico, a quantidade total de ácido isoftálico é o polimero entre 0,01 e 5 mmol, entre 0,05 e 5 mmol, entre 1 e 4 mmol, ou entre 2 e 3 mmol por grama de polimero.

[0037] Em algumas concretizações, pelo menos uma porção dos monômeros ácidos têm borónico. Em concretizações em, pelo menos, uma porção dos monômeros ácidos têm de ácido borónico, a quantidade total de ácido borónico do polimero situa-se entre 0,01 e 20 mmol, entre 0,05 e 10 mmol, entre 1 e 8 mmol, ou entre 2 e 6 mmol por grama de polimero.

[0038] Em algumas concretizações, pelo menos uma porção dos monômeros ácidos têm ácido perfluorado. Em concretizações em, pelo menos, uma porção dos monômeros ácidos perfluorados têm ácido, a quantidade total de ácido perfluorado no polimero situa-se entre 0,01 e 5 mmol, entre 0,05 e 5 mmol, entre 1 e 4 mmol, ou entre 2 e 3 mmol por grama de polimero.

[0039] Em algumas concretizações, cada monômero iônico inclui ainda um contra-ião catiônico para cada grupo contendo nitrogênio ou o grupo catiônico contendo fósforo. Em certas concretizações, o contra-ion em cada ocorrência é, independentemente, selecionado a partir de haleto, nitrato, sulfato, formato, acetato, ou organo-sulfonato. Em algumas concretizações, o contra-ion é fluoreto, cloreto, brometo, ou iodeto. Em uma concretização, o contra-ion é cloreto. Em uma outra concretização, o contra-ion é o sulfato. Em ainda outra concretização, o contra-ion é de etilo.

[0040] Em algumas concretizações, o polimero tem uma quantidade total de grupos catiônicos e contra-iões contendo nitrogênio ou uma quantidade total de fósforo contendo grupos catiônicos e contra-iões de entre 0,01 e 10 mmol, entre 0,05 e 10 mmol, entre 1 e 8 mmol, entre 2 e 6 mmol, ou entre 3 e 5 mmol por grama de polimero.

[0041] Em algumas concretizações, pelo menos uma porção dos monômeros iônicos têm imidazólio. Em concretizações em, pelo menos, uma porção dos monômeros iônicos têm imidazólio, a quantidade total de imidazólio e contra-iões em que o polimero é entre 0,01 e 8 mmol, entre 0,05 e 8 mmol, entre 1 e 6 mmol, ou entre 2 e 5 mmol por grama de polimero.

[0042] Em algumas concretizações, pelo menos uma porção dos monômeros iônicos têm de piridinio. Em concretizações em, pelo menos, uma porção dos monômeros iônicos th têm piridinio, a quantidade total de piridinio e contra-iões em que o polimero é entre 0,01 e 8 mmol, entre 0,05 e 8 mmol, entre 1 e 6 mmol, ou entre 2 e 5 mmol por grama de polimero.

[0043] Em algumas concretizações, pelo menos uma porção dos monômeros iônicos têm trifenil fosfônio. Em concretizações em, pelo menos, uma porção dos monômeros iônicos têm trifenil fosfônio, a quantidade total de trifenil fosfônio e contra-iões em que o polimero é entre 0,01 e 5 mmol, entre 0,05 e 5 mmol, entre 1 e 4 mmol, ou entre 2 e 3 mmol por grama de polimero.

[0044] Desde também são polimeros selecionados a partir de: poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-3- metil-1-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o cloreto-co- divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co-3- metil-1- (4-vinilbenzil) -3/í-imidazol-l-o bissulfato-co- divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-3- metil-1-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o acetate-co- divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-3- metil-1- (4-vinilbenzil) -3/7-imidazol-l-o nitrato-co- divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-3- etil-1-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o cloreto-co- divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-3- etil-1-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o bissulfato-co- divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-3- etil-1-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o acetato-co- divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-3- etil-1-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o nitrato-co- divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-1- (4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o cloreto-co-divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-1- (4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o iodeto-co-divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-1- (4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o brometo-co-divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-1- (4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o bissulfato-co- divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-1- (4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o acetato-co-divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-3- metil-1-(4-vinilbenzil)-3H-benzoimidazol-l-o cloreto-co- divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-3- metil-1-(4-vinilbenzil)-3H-benzoimidazol-l-o bissulfato-co- divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-3- metil-1-(4-vinilbenzil)-3H-benzoimidazol-l-o acetato-co- divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-3- metil-1- (4-vinilbenzil) -3/í-benzoimidazol-l-o formato-co- divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-1- (4-vinilbenzil)-piridino-cloreto-co-divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-1- (4-vinilbenzil)-piridino-bissulfato-co-divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-1- (4-vinilbenzil)-piridino-acetato-co-divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-1- (4-vinilbenzil)-piridino-nitrato-co-divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-1- (4-vinilbenzil)-piridino-cloreto-co-3-metil-l- (4- vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o bissulfato-co-divinilbenzeno]; (4-vinilbenzil)-piridino-brometo-co-3-metil-l-(4- vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o bissulfato-co-divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-1- (4-vinilbenzil)-piridino-iodeto-co-3-metil-l-(4-vinilbenzil)- 3//-imidazol-l-o bissulfato-co-divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-1- (4-vinilbenzil)-piridino-bissulfato-co-3-metil-l-(4- vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o bissulfato-co-divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-1- (4-vinilbenzil)-piridino-acetato-co-3-metil-l- (4- vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o bissulfato-co-divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-4- metil-4-(4-vinilbenzil)-morfolina-4-o cloreto-co- divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-4- metil-4-(4-vinilbenzil)-morfolina-4-o bissulfato-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-4- metil-4-(4-vinilbenzil)-morfolina-4-o acetato-co- divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co-4- metil-4-(4-vinilbenzil)-morfolina-4-o formato-co- divinilbenzeno]; trifenil-(4-vinilbenzil)-fosfono cloreto-co-divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- trifenil-(4-vinilbenzil)-fosfono bissulfato-co- divinilbenzeno]; poli [estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-trifenil- (4-vinilbenzil)-fosfono acetato-co-divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-1- metil-1-(4-vinilbenzil)-piperdina-l-o cloreto-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-1- metil-1-(4-vinilbenzil)-piperdina-l-o bissulfato-co- divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-1- metil-1-(4-vinilbenzil)-piperdina-l-o acetato-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-4- (4-vinilbenzil)-morfolinae-4-oxide-co-divinil benzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- trietil-(4-vinilbenzil)-amónio cloreto-co-divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- trietil-(4-vinilbenzil)-amónio bissulfato-co-divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- trietil-(4-vinilbenzil)-amónio acetato-co-divinilbenzeno]; l-o cloreto-co-4-boronil-l-(4-vinilbenzil)-piridino cloreto- co-divinilbenzeno]; poli [estireno-co-3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol- l-o cloreto-co-1-(4-vinilfenil)ácido metilfosfônico -co- divinilbenzeno]; poli [estireno-co-3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol- l-o bissulfato-co-1-(4-vinilfenil) ácido metilfosfônico -co- divinilbenzeno]; poli [estireno-co-3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol- l-o acetato-co-1-(4-vinilfenil) ácido metilfosfônico -co- divinilbenzeno]; poli [estireno-co-3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol- l-o nitrato-co-1-(4-vinilfenil) ácido metilfosfônico -co- divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- viniIbenziIcloreto-co-1-meti1-2-vinil-piridino cloreto-co- divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- vinilbenzilcloreto-co-l-metil-2-vinil-piridino bissulfato-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- vinilbenzilcloreto-co-l-metil-2-vinil-piridino acetato-co- divinilbenzeno]; (4-vinilbenzil)-morfolinae-4-óxido-co-divinil benzene]; poli [ácido estireno-co-4-vinilfenilfosfônico -co-3- metil-1-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o cloreto-co- divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilfenilfosfônico -co-3- metil-1-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o bissulfato-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilfenilfosfônico -co-3- metil-1-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o acetato-co- divinilbenzeno]; poli [estireno-co-3-carboximetil-l-(4-vinilbenzil)-3H- imidazol-l-o cloreto-co-divinilbenzeno] ; poli [estireno-co-3-carboximetil-l-(4-vinilbenzil)-3H- imidazol-l-o bissulfato-co-divinilbenzeno]; poli [estireno-co-3-carboximetil-l-(4-vinilbenzil)-3H- imidazol-l-o acetato-co-divinilbenzeno]; poli [estireno-co-5-(4-vinilbenzilamino)- ácido isofitálico -co-3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o cloreto-co-divinilbenzeno] ; poli [estireno-co-5-(4-vinilbenzilamino)- ácido isofitálico -co-3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o bissulfato-co-divinilbenzeno] ; poli [estireno-co-5-(4-vinilbenzilamino)- ácido isofitálico -co-3-metil-1-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o acetato-co-divinilbenzeno]; poli [estireno-co-(4-vinilbenzilamino)-ácido acético-co- 3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o cloreto-co- divinilbenzeno] ; poli [estireno-co-(4-vinilbenzilamino)-ácido acético-co- 3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o bissulfato-co- divinilbenzeno]; poli [estireno-co-(4-vinilbenzilamino)-ácido acético-co- 3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o acetato-co- divinilbenzeno] ; poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- vinilbenzilmetilimidazol cloreto-co-vinilbenzilmetilmorfolina cloreto-co-vinilbenziltrifenil fosfono cloreto-co- divinilbenzeno) ; poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenzilmetilimidazol cloreto-co-vinilbenzilmetilmorfolina cloreto-co-vinilbenziltrifenil fosfono cloreto-co- divinilbenzeno) ; poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- vinilbenzilmetilimidazol bissulfato-co- vinilbenzilmetilmorfolina bissulfato-co-vinilbenziltrifenil fosfono bissulfato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenzilmetilmorfolina bissulfato-co-vinilbenziltrifenil fosfono bissulfato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilbenzilmetilimidazol acetato-co-vinilbenzilmetilmorfolina acetato-co-vinilbenziltrifenil fosfono acetato-co- divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenzilmetilimidazol acetato-co-vinilbenzilmetilmorfolina acetato-co-vinilbenziltrifenil fosfono acetato-co- divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilbenzilmetilmorfolina cloreto-co- vinilbenziltrifenilfosfono cloreto-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenzilmetilmorfolina cloreto-co- vinilbenziltrifenilfosfono cloreto-co-divinilbenzeno); poli(ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilbenzilmetilmorfolina bissulfato-co- vinilbenziltrifenilfosfono bissulfato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenzilmetilmorfolina bissulfato-co- vinilbenziltrifenilfosfono bissulfato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono bissulfato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenzilmetilmorfolina acetato-co vin ilbenziltrifeni If osf ono bissulfato-co-divinilbenzeno) poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilmetilimidazol cloreto-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilmetilimidazol bissulfato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilmetilimidazol acetate-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilmetilimidazol nitrato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilmetilimidazol cloreto-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilmetilimidazol bissulfato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilmetilimidazol acetato-co-divinilbenzeno); poli(ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono cloreto-co-divinilbenzeno); poli(ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono bissulfato-co-divinilbenzeno); poli(ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono acetate-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono cloreto-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono bissulfato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono acetato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilbenzilmetilimidazol cloreto-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilbenzilmetilimidazol bissulfato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilbenzilmetilimidazol acetato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenzilmetilimidazol cloreto-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenzilmetilimidazol bissulfato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenzilmetilimidazol acetato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono cloreto-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono bissulfato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono acetato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono cloreto-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono bissulfato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono acetato-co-divinilbenzeno); poli (ácido butil-viniliinidazol cloreto-co-butilimidazol bissulfato-co-4-vinilbenzenossulfônico); poli (ácido butil-vinilimidazol bissulfato-co- butilimidazol bissulfato-co-4-vinilbenzenosulfônico); poli (ácido benzil álcool-co-4-vinilbenzilalcool sulfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono cloreto-co- divinilbenzil álcool); e poli (ácido benzil alcool-co-4-vinilbenzilalcool sulfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono bissulfato-co- divinilbenzil alcool).

[0045] Em algumas concretizações, o polimero é: poli [estireno-co-4-vinilbenzenesulfonic co ácido-3- metil-1 - (4-vinilbenzil) -3H-imidazol-l-io-bissulfato de co- divinilbenzeno]; poli [estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico co ácido-3- metil-1 - (4-vinilbenzil) -3H-imidazol-l-io cloro- codivinilbenzeno] ; ou metil-1 - (4-vinilbenzil) -3H-imidazol-l-etil—ium codivinilbenzeno].

[0046] Em outras concretizações, o polimero é: poli [estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico co ácido-3- etil-1- (4-vinilbenzil) -3H-imidazol-l-io-bissulfato codivinilbenzeno]; poli [estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico láctico-co-3- etil-1- (4-vinilbenzil) -3H-imidazol-l-io cloro- codivinilbenzeno]. poli [estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico ácido co-1- (4-vinilbenzil) -3H-imidazol-l-io bissulfato-co- divinilbenzeno] ; ou poli [estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico co ácido-3- metil-1 - (4-vinilbenzil) -3H-benzoimidazol- 1-io-bissulfato codivinilbenzeno].

[0047] Em outras concretizações, o polimero é: poli [estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico láctico-co-3- metil-1- (4-vinilbenzil) -3H-imidazol-l—ium cloro- codivinilbenzeno].

[0048] Em outras concretizações, o polimero é: poli [estireno-co-4-vinilfenilphosphonic co ácido-3- metil-1- (4-vinilbenzil) -3H-imidazol-l-io-cloreto codivinilbenzeno] ; ou poli [estireno-co-3-metil-l- (4-vinilbenzil) -3H- imidazol-l-io-col- cloreto de (4-vinilfenil) metil-f-ácido codivinilbenzeno].

[0049] Em outras concretizações, o polímero é: poli [estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico 1- ácido-co (4-vinilbenzil) -piridínio-bisulfate-codivinilbenzeno]; poli [estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico co-ácido 1- (4-vinilbenzil) -pyridiniumcloro-co-3-metil-l- (4- vinilbenzil) -3H-imidazol-l-io-bissulfato codivinilbenzeno]; ou poli [estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico-co-ácido vinilbenzilcloro-co-1-meti1-2-vinil-piridinio cloro- codivinilbenzeno].

[0050] Ainda em outras concretizações, o polímero é: poli [estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico-co-ácido 4- metil-4- (4-vinilbenzil) -morfolin-4-io-bissulfato codivinilbenzeno]; poli [estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico-co-ácido 4- (4-vinilbenzil) -morfolina benzeno-co-divinil]; ou poli [estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico-co-ácido 4- (4-vinilbenzil) -morfolina-4-óxido-codivinil benzeno].

[0051] Ainda em outras concretizações, o polímero é: poli [ estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico-co-ácido trifenil (4-vinilbenzil) -fosfônio bissulfato-

[0052] Ainda em outras concretizações, o polinmer é: poli [estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico co-ácido 1- (4-vinilbenzil) -piperidina-co-divinilbenzeno]; ou poli [estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico-láctico-co-1 metil-1- (4-vinilbenzil) -piperdin-l-io-codivinil cloreto de benzeno].

[0053] Ainda em outras concretizações, o polimero é: poli [estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico-co-ácido trietil- (4-vinilbenzil) - cloreto de amônio- codivinilbenzeno].

[0054] Ainda em outras concretizações, o polimero é: poli [estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico-co-ácido 4- (4-vinilbenzil) -morfolina-4-óxido-codivinil benzeno].

[0055] Ainda em outras concretizações, o polimero é: poli [estireno-co-5- (4-vinilbenzilamino) isoftálico láctico-co-3-metil-l- (4-vinilbenzil) -3H-imidazol-l-io cloro- codivinilbenzeno].

[0056] Ainda em outras concretizações, o polimero é: poli [estireno-CO- (4-vinilbenzilamino) -acético ácido- co-3-metil-l- (4-vinilbenzil) -3H-imidazol-l—ium cloro- codivinilbenzeno].

[0057] Em algumas concretizações, o polimero é: poli (estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico-co-ácido vinilbenzyilmetilmorfolinio bissulfato-co-vinilbenziltrifenil fosfônio bissulfato-co-divinilbenzeno) ; ou poli (estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico-co-ácido vinilbenzilmetilmorfolinio bissulfato-co- vinilbenziltrifenilfosfônio bissulfato-co-divinilbenzeno).

[0058] Em outras concretizações, o polimero é: poli (álcool benzilico co-4-sulfônico ácido vinilbenzilalcohol-co vinilbenziltrifenilfosfônium cloro- codivinilbenzil álcool).

[0059] Em algumas concretizações, o polimero é: poli (estireno-sulfônico vinilbenzilalcool C04-láctico- co-vinilmetilimidazolium bissulfato-codivinilbenzeno); poli (estireno-C04 vinilbenzilalcool-sulfônico- covinilbenziltrifenil fosfônio bissulfato-co-divinilbenzeno); poli (estireno-sulfônico vinilbenzilalcool C04-láctico- co-vinilbenzilmetilimidazolium bissulfato-codivinilbenzeno); poli (estireno-C04 vinilbenzilalcool-sulfônico- covinilbenziltrifenil fosfônio bissulfato-co-divinilbenzeno); ou poli (estireno-sulfônico vinilbenzilalcool C04-láctico- co-vinilbenziltrifenilfosfônium bissulfato-codivinilbenzeno).

[0060] Ainda em outras concretizações, o polimero é: poli (butil-vinilimidazolium bissulfato-co-4-láctico-co estireno).

[0061] Em algumas concretizações, o polímero aqui descrito tem uma ou mais propriedades catalíticas selecionadas a partir de: a) rompimento de uma ligação de hidrogênio em materiais celulósicos; b) intercalação de um polímero em domínios cristalinos de materiais celulósicos; e c) clivagem de uma ligação glicosídica em materiais celulósicos.

[0062] Em algumas concretizações, o polímero tem uma maior especificidade para a clivagem de uma ligação glicosídica do que a desidratação de um monossacarídeo em materiais celulósicos.

[0063] Em algumas concretizações, o polímero é capaz de degradar a biomassa em um ou mais açúcares para uma constante de velocidade de primeira ordem de, pelo menos, 0,001 por hora. Em outras concretizações, o polímero é capaz de degradar a biomassa para produzir os açúcares em uma constante de velocidade de primeira ordem de pelo menos 0,1, pelo menos 0,15, pelo menos 0,2, pelo menos 0,25, pelo menos 0,3 ou pelo menos 0,5 por hora.

[0064] Em algumas concretizações, o polímero é capaz de converter a biomassa em um ou mais açúcares e de biomassa residual, em que a biomassa residual tem um grau de polimerização inferior a 300. Em outras concretizações, o polimero é capaz de converter a biomassa em um ou mais açúcares e de biomassa residual, em que a biomassa residual tem um grau de polimerização de menos do que 100, menos do que 90, menos do que 80, menos do que 70, menos do que 60, ou menos do que 50.

[0065] Em algumas concretizações, o polimero é substancialmente insolúvel em água ou solvente orgânico.

[0066] Proporciona-se também uma particula sólida que inclui um núcleo sólido e qualquer dos polimeros aqui descritos, em que o polimero é revestida sobre a superfície do núcleo sólido. Em algumas concretizações, o núcleo sólido é constituído por um material inerte ou de um material magnético. Em uma concretização, o núcleo sólido é constituído por ferro.

[0067] Em algumas concretizações, a particula sólida é substancialmente livre de poros.

[0068] Em outras concretizações, a particula sólida tem atividade catalítica. Em certas concretizações, pelo menos cerca de 50%, pelo menos 60%, pelo menos 70%, pelo menos 80%, pelo menos 90% da atividade catalítica da particula sólida está presente em ou perto da superfície exterior da particula sólida.

[0069] Proporciona-se também uma composição que inclui biomassa e qualquer dos polimeros aqui descritos. Em algumas concretizações, a composição inclui adicionalmente um solvente. Em uma concretização, a composição inclui ainda água. Em algumas concretizações, a biomassa tem de celulose, hemicelulose, ou uma combinação dos mesmos. Em ainda outras concretizações, a biomassa também tem lignina.

[0070] Proporciona-se também uma composição da biomassa quimicamente hidrolisada que inclui qualquer um dos polimeros aqui descritos, um ou mais açúcares e de biomassa residual. Em algumas concretizações, o um ou mais açúcares e um ou mais monossacarideos, um ou mais oligossacarideos, ou uma mistura dos mesmos. Em outras concretizações, o um ou mais açúcares são dois ou mais açúcares que incluem, pelo menos, um monossacarideo C4-C6 e, pelo menos, um oligossacarideo. Em ainda outras concretizações, o um ou mais açúcares são selecionados a partir de glucose, galactose, frutose, xilose, arabinose e.

[0071] Proporciona-se também uma sacarificação intermediária que inclui qualquer um dos polimeros aqui descritos a biomassa ligada por hidrogênio. Em certas concretizações da sacarificação intermediária, a porção iônica do polimero é os grupos álcool carboidratos presentes na celulose, hemicelulose, e outros componentes que contenham oxigênio de biomassa ligada por hidrogênio. Em certas concretizações da sacarificação intermediaria, a porção de ácido do polimero é de outros componentes que contenham oxigênio de biomassa lignocelulósica, incluindo o glicosidica com os grupos álcool carboidrato presentes na celulose, hemicelulose-ligada por hidrogênio, e ligações entre os monômeros de açúcar. Em algumas concretizações, a biomassa tem de celulose, hemicelulose ou uma combinação dos mesmos.

[0072] Proporciona-se também um método para a degradação da biomassa em um ou mais açúcares, por: a) fornecer biomassa; b) contatar a biomassa com qualquer dos polimeros aqui descritos e um solvente, por um periodo de tempo suficiente para produzir uma mistura degradada, em que a mistura degradada tem uma fase liquida e uma fase sólida, e a fase liquida compreende um ou mais açúcares , e a fase sólida inclui biomassa residual; c) isolar pelo menos uma porção da fase liquida da fase sólida; e d) recuperar um ou mais açúcares a partir da fase liquida isolada.

[0073] Em algumas concretizações, o isolamento de pelo menos uma porção da fase liquida da fase sólida produz uma mistura de biomassa residual, e o método inclui ainda: i) proporcionar uma segunda biomassa; ii) colocar em contato a segunda biomassa com a mistura de biomassa residual para um periodo de tempo suficiente para produzir uma segunda mistura degradado, em que a segunda mistura degradada tem uma segunda fase liquida, e uma segunda fase sólida, e a segunda fase liquida inclui um ou mais açúcares segundo, e em que a segunda fase sólida inclui segunda biomassa residual; iii) isolamento de pelo menos uma porção da segunda fase liquida a partir da segunda fase sólida; e iv) recuperação de um ou mais açúcares segundo a partir da segunda fase liquida isolada.

[0074] Em algumas concretizações, o método inclui ainda o contato da biomassa e a segunda mistura de biomassa residual com um segundo polimero, em que o segundo polimero pode ser qualquer dos polimeros aqui descritos. Em outras concretizações, o método inclui ainda o contacto da biomassa e a segunda mistura de biomassa residual com um segundo solvente. Em algumas concretizações, o método inclui ainda a recuperação do polimero após o isolamento de pelo menos uma porção da segunda fase liquida. Em certas concretizações do método, o solvente inclui água.

[0075] Em algumas concretizações do método, a biomassa tem de celulose e hemicelulose, e a biomassa é posta em contacto com o polimero e o solvente a uma temperatura e / ou a uma pressão adequada, preferencialmente, para hidrolisar a celulose ou adequado para, preferencialmente, hidrólise da

[0076] Em algumas concretizações do método, um ou mais açúcares são selecionados a partir de um ou mais monossacarideos, um ou mais oligossacarideos, ou uma combinação dos mesmos. Em certas embodients, os um ou mais monossacarideos são um ou mais monossacarideos C4-C6. Em certas concretizações, o um ou mais açúcares são selecionados a partir de glicose, galactose, frutose, xilose e arabinose.

[0077] Em algumas concretizações, o método inclui ainda pré-tratamento da biomassa, antes de contatar a biomassa com o polimero. Em certas concretizações, o pré-tratamento da biomassa é selecionado a partir de lavagem, extração com solvente, inchaço-solvente, trituração, moagem, tratamento prévio de vapor, o pré-tratamento a vapor explosivo, dilui-se o pré-tratamento ácido, o pré-tratamento da água quente, o pré-tratamento alcalino, pré-tratamento a cal, a oxidação úmida, explosão molhado, explosão de fibra de amoniaco, pré- tratamento organosolvente, o pré-tratamento biológico, percolação amoniaco, ultrassom, eletroporação, microondas, CO2 supercritico, HzO supercritico, ozonio, e a irradiação gama, ou uma combinação dos mesmos.

[0078] Em algumas concretizações do método, a biomassa residual tem um grau de polimerização inferior a 300. Em outras concretizações dos métodos, a biomassa residual tem um grau de polimerização de menos do que 100, menos do que 90, menos do que 80, menos do que 70, menos do que 60 ou menos do que 50.

[0079] Em algumas concretizações do método, a degradação da biomassa para produzir os açúcares que ocorre a uma constante de velocidade de primeira ordem de, pelo menos, 0,001 por hora. Em outras concretizações do método, a degradação da biomassa para produzir os açúcares que ocorre a uma constante de velocidade de primeira ordem de pelo menos 0,1, pelo menos 0,15, pelo menos 0,2, pelo menos 0,25, pelo menos 0,3 ou pelo menos 0,5 por hora.

[0080] Proporciona-se também um método para pré- tratamento de biomassa antes da hidrólise da biomassa para a produção de um ou mais açúcares, por: a) fornecer biomassa; b) contatar a biomassa com qualquer dos polimeros aqui descritos e um solvente, por um periodo de tempo suficiente para degradar parcial da biomassa; e c) pré-tratamento da biomassa parcialmente degradada antes da hidrólise para produzir um ou mais açúcares. Em algumas concretizações, a biomassa tem celulose, hemicelulose, ou uma combinação dos mesmos. Em outras concretizações, a biomassa também tem lignina. Em algumas concretizações, o pré-tratamento da mistura de biomassa parcialmente degradada é selecionada a partir de lavagem, extração com solvente, inchaço-solvente, trituração, moagem, tratamento prévio de vapor, o pré- tratamento a vapor explosivo, pré-tratamento por diluição do ácido, o pré-tratamento da água quente, o pré-tratamento alcalino, cal pré-tratamento, oxidação úmida, explosão úmida, explosão pot fibra de amónia, pré-tratamento por organosolvente, pré-tratamento biológico, percolação por amónia, ultrassom, eletroporação, microondas, CO2 supercritico, H2O supercritico, ozônio e radiação gama ou uma combinação dos mesmos.

[0081] Proporciona-se também um método de hidrólise de biomassa pré-tratada para a produção de um ou mais açúcares, por: a) fornecimento de biomassa pré-tratada de acordo com qualquer um dos métodos de pré-tratamento aqui descritos; e b) hidrólise da biomassa pré-tratada para a produção de um ou mais açúcares. Em algumas concretizações, a biomassa pré- tratada é quimicamente hidrolisada ou enzimaticamente hidrolisada. Em algumas concretizações, o um ou mais açúcares são selecionados entre o grupo que consiste em glicose, galactose, frutose, xilose, arabinose e.

[0082] Proporciona-se também uma utilização de qualquer dos polimeros aqui descritos para a degradação da biomassa em um ou mais monossacarideos, um ou mais oligossacarideos, ou uma combinação dos mesmos. Em algumas concretizações, o um ou mais monossacarideos são um ou mais monossacarideos C4-C6. Em outras concretizações, o um ou mais açúcares são selecionados a partir de glucose, galactose, frutose, xilose e arabinose. Em algumas concretizações, a biomassa tem celulose, hemicelulose, ou uma combinação das mesmas. Em ainda outras concretizações, a biomassa também tem lignina.

[0083] Proporciona-se também uma utilização de qualquer dos polimeros aqui descritos para o tratamento prévio de biomassa antes de tratamento adicional usando um ou mais métodos selecionados a partir de lavagem, extracção com solvente, inchaço-solvente, trituração, moagem, tratamento prévio de vapor, o pré-tratamento a vapor explosivo, diluir pré-tratamento ácido, o pré-tratamento de água quente, o pré- tratamento alcalino, pré-tratamento com cal, oxidação úmida, explosão úmida, explosão por fibra de amónia, pré-tratamento organosolvente, o pré-tratamento biológico, amónia percolação, ultrassom, eletroporação, microondas, CO2 supercritico, H2O supercritico, ozônio e radiação gama.

[0084] Proporciona-se também uma composição de açúcar obtido por qualquer um dos métodos para a degradação da biomassa em um ou mais açúcares aqui descritos que emprega qualquer dos polimeros aqui descritos.

[0085] Proporciona-se também uma composição de açúcar obtidos por contato da biomassa com qualquer dos polimeros aqui descritos, por um periodo de tempo suficiente para hidrolisar a biomassa em um ou mais açúcares. Em algumas concretizações, a composição de açúcar que possui pelo menos 0,1%, pelo menos 0,2%, pelo menos 0,3%, pelo menos 0,4%, pelo menos 0,5%, pelo menos 0,6%, pelo menos 0,7%, pelo menos 0,8% ou pelo menos 0,9% em peso de uma mistura de açúcares, em que a mistura de açúcares compreende um ou mais monossacarideos C4-C6 e um ou mais oligossacarideos. Em certas concretizações da composição em açúcar, o um ou mais monossacarideos C4-C6 são selecionados a partir de glicose, galactose, frutose, xilose e arabinose.

[0086] Proporciona-se também uma composição de biocombustivel derivado de qualquer uma das composições aqui descritas açúcar. Em certas concretizações, a composição inclui biocombustivel butanol, etanol, ou uma mistura dos mesmos.

[0087] Proporciona-se também um método de preparação de qualquer dos polimeros aqui descritos, por: a) proporcionar um polimero de partida; b) a reação do polimero de partida com um composto contendo nitrogênio, ou contendo fósforo para produzir um polimero iônico; e c) fazer reagir o polimero iônico com um ácido para produzir qualquer dos polimeros aqui descritos. Em algumas concretizações, o polimero de partida é selecionado a partir de polietileno, polipropileno, álcool de polivinilo, policarbonato, poliestireno, poliuretano, ou uma combinação dos mesmos. Em certas concretizações, o polimero de partida é um poliestireno. Em certas concretizações, o polimero de partida é o poli (estireno-co-vinilbenzilhalide- co-divinilbenzeno). Em uma outra concretização, o polimero de partida é o poli (estireno-co-vinilbenzilcloro-co- divinilbenzeno).

[0088] Em algumas concretizações do método para preparar qualquer dos polimeros aqui descritos, o composto contendo nitrogênio é selecionado a partir de um composto pirrolium, um composto imidazólico, um composto pirazólio, um composto oxazólio, um composto tiazólio, um composto de piridinio, um composto pirimidinio, um composto pirazinio, um composto piradizimium, um composto tiazinium, um composto morfolinio, piperidinio um composto, um composto de piperizinium, e um composto pirollizinium. Em certas concretizações, o composto contendo nitrogênio é um composto de imidazólio.

[0089] Em algumas concretizações do método para preparar qualquer dos polimeros aqui descritos, o ácido é selecionado de entre ácido sulfúrico, ácido fosfórico, ácido clorídrico, ácido acético e ácido borônico. Em uma concretização, o ácido é ácido sulfúrico.

[0090] Proporciona-se também um método de preparação de qualquer dos polimeros aqui descritos, com um esqueleto de poliestireno, por: a) fornecer um poliestireno; b) reagir o poliestireno com um composto contendo nitrogênio para produzir um polímero iônico; e c) reagir o polímero iônico com um ácido para produzir um polímero. Em certas concretizações, o poliestireno é o poli (estireno-co- vinilbenzilhaleto-co-divinilbenzeno). Em uma concretização, o poliestireno é o poli (estireno-co-vinilbenzilcloro-co- divinilbenzeno).

[0091] Em algumas concretizações do método para preparar qualquer dos polímeros aqui descritos possuindo um esqueleto de poliestireno, o composto contendo nitrogênio é selecionado a partir de um composto pirrolium, um composto imidazólico, um composto pirazólio, um composto oxazólio, um tiazólio, um composto de piridinio, pirimidínio um composto, um composto pirazínio, um composto piradizimium, um composto tiazinium, um composto morfolínio, piperidínio um composto, um composto de piperizinium, e um composto pirollizinium. Em certas concretizações, o composto contendo nitrogênio é um composto de imidazólio.

[0092] Em algumas concretizações do método para preparar qualquer dos polímeros aqui descritos, possuindo um esqueleto de poliestireno, o ácido é selecionado de entre ácido sulfúrico, ácido fosfórico, ácido clorídrico, ácido acético e ácido borônico. Em uma concretização, o ácido é ácido sulfúrico.

[0093] Proporciona-se também um polímero preparado, de acordo com qualquer dos métodos descritos acima. Em certas concretizações, o polimero tem uma ou mais propriedades catalíticas selecionadas a partir de: a) rompimento de uma ligação de hidrogênio em materiais celulósicos; b) intercalação de um polimero em dominios cristalinos de materiais celulósicos; e c) clivagem de uma ligação glicosídica em materiais celulósicos.

[0094] Proporciona-se também uma utilização de um polimero preparado, de acordo com qualquer um dos métodos acima descritos para a degradação da biomassa em um ou mais monossacarideos, um ou mais oligossacarideos, ou uma combinação dos mesmos.

[0095] Proporciona-se também uma utilização de um polimero preparado de acordo com qualquer um dos métodos acima descritos para a biomassa parcialmente pré-tratamento antes da digestão, utilizando um ou mais métodos selecionados do grupo constituído por lavagem, extração com solvente, inchaço-solvente, trituração, moagem, pré-tratamento a vapor, pré-tratamento a vapor explosivo, pré-tratamento por diluição do ácido, o pré-tratamento de água quente, o pré-tratamento alcalino, pré-tratamento com cal, oxidação úmida, explosão úmida, explosão de fibra de amónia, pré-tratamento por organosolvente, pré-tratamento biológico, percolação por amónia, ultrassom, eletroporação, microondas, CO2 supercritico, H2O supercritico, ozônio e radiação gama.

[0096] Fornecidos aqui são catalisadores ácidos poliméricos que são polimeros que têm uma pluralidade de monômeros, em que pelo menos um monômero tem uma unidade ácida, e pelo menos um monômero iônico inclui uma porção (por exemplo, um grupo catiônico ligado covalentemente que pode ser coordenado a um contra-ion trocável). Um polimero exemplificativo é fornecido na Fórmula (I):

em que A representa monômero que tem uma porção ácida e B representa monômeros que têm uma porção iônica (por exemplo, uma unidade catiônica, uma porção de base ou um seu sal). A porção de ácido inclui um ácido Bronsted-Lowry, e o radical iônico inclui um grupo funcional contendo nitrogênio. Além disso, a e b são coeficientes estequiométricas, de tal modo que a e b em conjunto formam uma porção substancial das subunidades co-monômero do polimero. Por exemplo, a e b em conjunto perfazem pelo menos cerca de 30%, pelo menos cerca de 40%, pelo menos cerca de 50%, pelo menos cerca de 60%, pelo menos cerca de 70%, pelo menos cerca de 80%, pelo menos cerca de 90%, pelo menos cerca de 95%, pelo menos cerca de 99% ou substancialmente todas as subunidades co-monômero do polimero.

[0097] Em algumas concretizações, o polimero de Fórmula l) ) é um polimero de fórmula (Ia):

que inclui monômeros C que estão unidos covalentemente a e são reticulados com outros monômeros do polimero, e c é um coeficiente estequiométrico.

[0098] Em outras concretizações, o polimero de fórmula (I) é um polimero de fórmula geral (1b):

que inclui monômeros D que são covalentemente ligados a outros monômeros no polimero, e d é um coeficiente estequiométrico.

[0099] Em outras concretizações, o polimero de fórmula (I) é um polimero de fórmula geral (Ic):

[0100] Em certas concretizações, os monômeros D são porções não-funcionalizadas, tais como porções hidrofóbicas (por exemplo, fenil).

[0101] Outro polímero exemplificativo é fornecido na Fórmula (II):

em que cada um de La e Lb são, independentemente, para cada ocorrência de um ligante ou ausente; cada A' para cada ocorrência é uma porção ácida; cada B' para cada ocorrência é um radical iônico (por exemplo, catiônico) ; cada n é independentemente, para cada ocorrência 0, 1, 2, 3, 4, 5, ou 6; e a e b são coeficientes estequiométricas em conjunto, formam uma porção substancial das subunidades co-monômero do polimero. Por exemplo, a e b em conjunto perfazem pelo menos cerca de 30%, pelo menos cerca de 40%, pelo menos cerca de 50%, pelo menos cerca de 60%, pelo menos cerca de 70%, pelo menos cerca de 80%, pelo menos cerca de 90%, pelo menos cerca de 95%, pelo menos cerca de 99% ou substancialmente todos os monômeros do polimero. Cada um dos L Um 'e L' pode ter, independentemente, uma pluralidade de 'porções e B' A porções, respectivamente.

[0102] Outro polimero exemplificative é fornecido na Fórmula (III) :

em que cada Ar é, independentemente, em cada ocorrência um grupo aril ou heteroaril; cada A' para cada ocorrência é uma porção ácida; cada B' para cada ocorrência é uma metade iônica (por exemplo, uma unidade catiônica); cada XL para cada ocorrência é uma porção de reticulação; e a, b, c, e d são coeficientes estequiométricos, de tal modo que quando tomados em conjunto formam uma porção substancial das subunidades co-monômero do polimero. Por exemplo, a, b, c e d formam em conjunto, pelo menos, cerca de 30%, pelo menos cerca de 40%, pelo menos cerca de 50%, pelo menos cerca de 60%, pelo menos cerca de 70%, pelo menos cerca de 80%, pelo menos cerca de 90%, pelo menos cerca de 95%, pelo menos cerca de 99% ou substancialmente todas as subunidades co-monômero do polimero. Cada Ar, independentemente, pode ter uma pluralidade de "porções B", "porções A " e "porções XL", respectivamente.

[0103] Outro polimero exemplicativo é fornecido na Fórmula (IV):

em que cada um de Lab é, independentemente, para cada ocorrência de um ligante ou ausente; cada AB para cada ocorrência é uma porção que compreende um ácido e uma porção iônica (por exemplo, uma unidade catiônica); cada n é independentemente, para cada ocorrência 0, 1, 2, 3, 4, 5, ou 6; e ab é um coeficiente estequiométrico, de tal modo que ab torna-se uma porção substancial das subunidades co-monômero do polimero. Por exemplo, ab torna-se, pelo menos, cerca de 30%, pelo menos cerca de 40%, pelo menos cerca de 50%, pelo menos cerca de 60%, pelo menos cerca de 70%, pelo menos cerca de 80%, pelo menos cerca de 90%, pelo menos cerca de 95%, pelo menos cerca de 99% ou substancialmente todas as subunidades co-monômero do polimero. Cada um dos L Um independentemente pode ter uma pluralidade de partes ácidas e metades iônicas (por exemplo, porções catiônicas), respectivamente.

[0104] No caso de polimeros, tais como a Fórmula (I), (Ia), (Ib), (Ic), (II), (III), ou (IV) são representados no presente documento, a conectividade como mostrado acima não requer um bloco polimero, mas também pode incluir outras configurações de monômeros A e B, incluindo polimeros aleatórios. Além disso, a representação de fixação dos monômeros, tais como a de A para B, não limitando a natureza da ligação dos monômeros, tais como A e B por meio de uma ligação carbono-carbono, mas pode também incluir outros dispositivos, tal como uma ligação carbono-heteroátomo.

[0105] Em certas concretizações, o polimero de Fórmula (I), (la), (lb), (Ic), (II), (III), ou (IV) pode catalisar a decomposição dos polissacarideos, tais como celulose e hemicelulose, por exemplo, através de clivagem da ligação glicosídica entre a porções de açúcar. Em geral, é a porção ácida sobre o polimero de Fórmula (I), (Ia), (Ib), (Ic), (II), (III), ou (IV) que catalisa a divagem das ligações glicosidicas. No entanto, o polimero de Fórmula (I), (Ia), (Ib), (Ic), (II), (III), ou (IV) também inclui uma porção iônica (por exemplo, uma unidade catiônica), que está geralmente presente como um sal contendo nitrogênio. Esta funcionalidade de sal do polimero de Fórmula (I), (Ia), (Ib), (Ic), (II), (III), ou (IV) pode promover a repartição da estrutura terciária dos polissacarideos descrito aqui, como materiais celulósicos. Por exemplo, a porção iônica pode perturbar inter e intra-molecular de ligações de hidrogênio no material de polissacarideos (por exemplo, perturbando a estrutura terciária do material), que pode permitir que a porção ácida do polimero para aceder mais facilmente as ligações glicosidicas dos polissacarideos. Por conseguinte, a combinação das duas porções funcionais sobre um único polimero pode proporcionar um catalisador que é eficaz na decomposição de polissacarideos, usando condições relativamente suaves, em comparação com os métodos que empregam um ácido mais corrosivo, ou métodos que empregam condições severas, tais como temperaturas ou pressão elevavadas.

Breve Descrição das Figuras

[0106] A descrição a seguir apresenta composições exemplificativas, métodos, parâmetros e similares. Deve ser reconhecido, contudo, que esta descrição não pretende ser uma limitação do escopo da presente revelação, mas em vez disso é fornecida como uma descrição de concretizações exemplificativas.

[0107] A FIG. 1 ilustra uma porção de um polimero exemplificative que tem uma espinha dorsal e cadeias laterais poliméricas.

[0108] A FIG. 2 ilustra uma parte de um polimero exemplificative, no qual uma cadeia lateral com o grupo ácido está ligado ao esqueleto polimérico através de um ligante e em que uma cadeia lateral com o grupo catiônico é ligado diretamente ao esqueleto polimérico.

[0109] A FIG. 3A ilustra uma porção de um polimero exemplificative, em que os monômeros estão dispostas aleatoriamente em uma sequência alternada.

[0110] A FIG. 3B ilustra uma porção de um polimero exemplificative, em que os monômeros são dispostos em blocos de monômeros, e o bloco de monômeros acidicos alterna com o bloco de monômeros iônicos.

[0111] As Figs. 4A e 4B ilustram uma porção dos polimeros exemplificativos com reticulação dentro de uma dada cadeia polimérica.

[0112] As Figs. 5A, 5B, 5C e 5D ilustram uma porção dos polimeros exemplificativos com reticulação entre duas cadeias poliméricas.

[0113] A FIG. 6A ilustra uma porção de um polimero exemplificative com uma estrutura de polietileno.

[0114] A FIG. 6B ilustra uma porção de um polimero exemplificative com um esqueleto de álcool polivinilico.

[0115] A FIG. 6C ilustra uma porção de um polimero exemplificative com uma espinha dorsal ionomérico.

[0116] A FIG. 7A ilustra duas cadeias laterais em um polimero exemplificative, em que há três átomos de carbono entre a cadeia lateral com o ácido de Bronsted-Lowry e a cadeia lateral com o grupo catiônico.

[0117] A FIG. 7B ilustra duas cadeias laterais em um outro polimero exemplificative, em que há zero átomos de carbono entre a cadeia lateral com o ácido de Bronsted-Lowry e a cadeia lateral com o grupo catiônico.

[0118] A FIG. 8A mostra um arranjo exemplificativo da beta- linear (1-4) -glucano em cadeias de celulose cristalina.

[0119] A FIG. 9 representa as interações que podem ocorrer durante a sacarificação entre um polimero exemplificative e os grupos álcool carboidratos presentes na biomassa contendo celulose cristalina.

Descrição Detalhada da Invenção

[0120] A descrição a seguir apresenta métodos exemplificativo, parâmetros e similares. Deve ser reconhecido, contudo, que esta descrição não pretende ser uma limitação do escopo da presente revelação, mas em vez disso é fornecida como uma descrição de concretizações exemplificativas.

[0121] São descritos aqui os polimeros que podem ser utilizados, em algumas concretizações, como um catalisador ácido para hidrolisar materiais celulósicos para produzir monossacarideos, bem como oligossacarideos. Tais polimeros são aqui referidos como "catalisadores ácidos poliméricos". Em particular, os catalisadores ácidos poliméricos aqui proporcionados podem perturbar a superestrutura de ligação de hidrogênio, tipicamente encontrada em materiais naturais de celulose, permitindo que os grupos pendentes acidicos do polimero entrem em contato com os produtos quimicos das ligações glicosidicas internas nas áreas cristalinas de celulose.

[0122] Ao contrário dos catalisadores tradicionais conhecidos no estado da técnica utilizada para hidrolisar materiais celulósicos (por exemplo, enzimas, ácidos concentrados ou ácidos diluidos aquosos), os catalisadores ácidos poliméricos aqui descritos proporcionam a digestão eficaz da celulose, bem como a facilidade de reciclagem e reutilização. A capacidade de reciclar e reutilizar o catalisador apresenta várias vantagens, incluindo a redução do custo da conversão de lignocelulose em produtos quimicos industrialmente importantes, tais como os açúcares, oligossacarideos, ácidos orgânicos, álcoois e aldeidos. Ao contrário de enzimas e ácidos diluidos aquosos, os catalisadores poliméricos aqui descritos podem penetrar profundamente na estrutura cristalina da celulose, o que resulta em rendimentos mais elevados e mais rápidos para a cinética de hidrólise de materiais celulósicos para produzir monossacarideos e / ou oligossacarideos. Ao contrário dos ácidos concentrados, os quais requerem ser dispendiosos, extração com solvente de energia intensiva e / ou processos de destilação para recuperar o catalisador ácido a seguir à digestão de lignocelulose, os catalisadores poliméricos aqui descritos são menos corrosivos, mais facilmente manuseado, e pode ser facilmente recuperado, porque naturalmente separam- se de fase a partir de produtos aquosos. Além disso, o uso de catalisadores ácidos poliméricos aqui proporcionados não requer a solubilização do material celulósico, em um solvente tal como haletos de metais fundidos, liquidos iônicos ou misturas de solventes orgânicos / ácido. Assim, são aqui proporcionados catalisadores poliméricos estáveis, recicláveis que podem ser eficazes para digerir os materiais celulósicos em uma escala comercialmente viável.

Definições

[0123] Tal como aqui utilizado, "alquil" inclui radicais monovalentes de hidrocarbonetos saturado de cadeia linear ou de cadeia ramificada de, e combinações destes, que contêm apenas C e H quando não substituído. Exemplos incluem metil, etil, propil, butil e pentil. Quando um residuo de alquil com um número especifico de átomos de carbono é denominado, todos os isômeros geométricos com aquele número de átomos de carbono são projetados para serem envolvidos e descritos; assim, por exemplo, "butil", pretende incluir w-butilo, sec- butilo, wo-butilo, e isto é / t-butilo; "Propil" inclui w- propilo, e wo-propilo. O número total de átomos de carbono em cada um destes grupos é por vezes aqui descrito. Por exemplo, quando o grupo pode conter até dez átomos de carbono que podem ser representados como 1-lOC ou como C1-C10 ou Cl-10. Em algumas concretizações, alquil pode ser substituído. Os substituintes alquil adequados podem incluir, por exemplo, hidróxi, amino e halo.

[0124] Tal como aqui utilizado, "alquileno" se refere aos mesmos resíduos, como alquil, mas tendo bivalência. Exemplos de alquileno incluem metileno (-CH2-), etileno (CH2CH2-) , propileno (-CH2CH2CH2-) , butileno (-CH2CH2CH2CH2-) .

[0125] Tal como aqui utilizado, "carbamato alquileno" refere-se a um radical alquileno, em que uma ou mais das unidades de metileno da porção alquileno tenha sido substituído com um radical carbamato (-C(O)-O-NR- ou -0-C (O)-NR-, onde R pode ser, por exemplo, alquil ou aril). Em algumas concretizações, carbamato de alquileno pode ser substituído. Substituintes de carbamato alquileno adequados podem incluir, por exemplo, hidroxila, amino e halo.

[0126] Tal como aqui utilizado, "éster alquileno" refere-se a um radical alquileno, em que uma ou mais das unidades de metileno da porção alquileno tenha sido substituído com uma porção éster (-C(O)-O-ou -OC(O)-). Em algumas concretizações, o éster de alquileno pode ser substituído, tendo ainda um ou mais substituintes. Os substituintes de éster de alquileno adequados podem incluir, por exemplo, hidroxila, amino e halo.

[0127] Tal como aqui utilizado, "éster de alquileno" refere-se a um radical alquileno, em que uma ou mais das unidades de metileno da porção alquileno tenha sido substituído com uma porção de éter (-C(O)-). Em algumas concretizações, éter de alquileno pode ser substituído, tendo ainda um ou mais substituintes. Substituintes de éter de alquileno adequados podem incluir, por exemplo, hidroxila, amino e halo.

[0128] Tal como aqui utilizado, "alquenil" se refere a um grupo hidrocarboneto insaturado tendo pelo menos um local de insaturaçâo olefinica (isto é, tendo pelo menos uma porção da fórmula C = C). Alquenil contém somente C e H quando não substituido. Quando um residuo de alquenil possuindo um número especifico de átomos de carbono é denominado, todos os isômeros geométricos com aquele número de átomos de carbono são projectadas para serem envolvidos e descritos; assim, por exemplo, "butenil" pretende incluir w-butenilo, sec-butenilo, e wo-butenilo. Exemplos de alquenil podem incluir -CH= CH2, - CH2-CH=CH2 e -CH2~CH=CH-CH=CH 2. Em algumas concretizações, alquenil pode ser substituido. Substituintes de alquenil adequados podem incluir, por exemplo, hidroxi, amino e halo.

[0129] Tal como aqui utilizado, "alquenileno" refere-se aos mesmos residues, como alquenil, mas tendo bivalência. Exemplos de alquenileno incluem etileno (-CH=CH-), propileno (-CH2CH=CH-) e butileno (-CH2-CH=CH-CH2-) .

[0130] Tal como aqui utilizado, o termo "alquinil" refere-se a "um grupo hidrocarboneto insaturado tendo pelo menos um local de insaturaçâo acetilênica {isto é, tendo pelo menos uma porção da fórmula C = C. Alquinil contém somente C e H quando não substituído. Quando um resíduo alquinil possuindo um número específico de átomos de carbono é denominado, todos os isômeros geométricos com aquele número de átomos de carbono se destinam a ser englobadas descritas e, assim, por exemplo, "pentinil" pretende incluir w- pentinilo, sec-pentinilo, wo- pentinilo, e isto é / t- pentinilo. Exemplos de alquinil incluem -C = CH ou pode -C = C-CH3. Em algumas concretizações, alquinil pode ser substituído. Os substituintes alquinil adequados podem incluir, por exemplo, hidróxi, amino, e halo.

[0131] Tal como aqui utilizado, "aril" refere-se a um grupo carbocíclico aromático insaturado possuindo um único anel {por exemplo, fenilo) ou múltiplos anéis condensados {por exemplo, naftilo ou antrilo) , que condensado anéis podem ou não podem ser aromáticos. Aril contém somente C e H quando não substituído. Um grupo aril tendo mais do que um anel, onde pelo menos um anel é não-aromático pode estar ligado à estrutura principal em qualquer posição do anel aromático ou em uma posição de anel não-aromático. Em uma variante, um grupo aril com mais do que um anel, onde pelo menos um anel é não-aromático está ligado à estrutura principal em uma posição do anel aromático. Exemplos de arils podem incluir fenil, fenol e benzil. Em algumas concretizações, o aril pode ser substituído. Substituintes aril adequados podem incluir, por exemplo, alquil, alquenil, alquinil, hidróxi, amino e halo.

[0132] Tal como aqui utilizado, "arileno" refere-se aos mesmos residues, como aril, mas tendo bivalência.

[0133] Tal como aqui utilizado, "cicloalquil" inclui um anel carbociclico, um grupo não aromático que está ligado através de um átomo de carbono do anel, que contém somente C e H quando não substituido. O cicloalquil pode ser constituído por um anel, tal como ciclohexil, ou anéis múltiplos, tal como adamantilo. Um cicloalquilo com mais do que um anel pode ser fundido, spiro ou em ponte, ou combinações dos mesmos. Exemplos de grupos cicloalquil incluem ciclopropilo, ciclobutilo, ciclopentilo, ciclo- hexilo, adamantilo, e decahidronafitalenil. Em algumas concretizações, cicloalquil pode ser substituido. Os substituintes cicloalquilo apropriados podem incluir, por exemplo, alquil, hidroxi, amino e halo.

[0134] Tal como aqui utilizado, "cicloalquileno" refere- se aos mesmos residues, como cicloalquilo, mas tendo bivalência.

[0135] Tal como aqui utilizado, "heteroaril" refere-se a um grupo carbociclico aromático não saturado tendo de 1 a 10 átomos de carbono anelares e, pelo menos, um heteroátomo anelar, incluindo mas não se limitando a heteroátomos, tais como nitrogênio, oxigênio e enxofre. Um grupo heteroaril podem ter um anel único (por exemplo, piridil, piridinil, imidazolil) ou múltiplos anéis condensados (por exemplo, indolizinilo, benzotienilo) que se condensaram anéis podem ou não podem ser aromáticos. Um grupo heteroarilo possuindo mais do que um anel, onde pelo menos um anel é não-aromático pode estar ligado à estrutura principal em qualquer posição do anel aromático ou em uma posição de anel não-aromático. Em uma variante, um grupo heteroaril possuindo mais do que um anel, onde pelo menos um anel é não-aromático está ligado à estrutura principal em uma posição do anel aromático. Exemplos de heteroarilos podem incluir piridilo, piridinilo, imidazolil, tiazolilo e. Em algumas concretizações, heteroaril pode ser substituído. Substituintes heteroaril adequados podem incluir, por exemplo, alquil, alquenil, alquinil, hidróxi, amino e halo.

[0136] Tal como aqui utilizado, "heteroarileno" refere- se aos mesmos residues, como heteroarilo, mas tendo bivalência.

[0137] Deve ser entendido que o alquil, cicloalquil, alquenil, alquinil, aril, heteroaril, éter, éster, carbamato pode ser substituído, onde o grupo ou grupos, em particular, a ser descrita pode não ter quaisquer substituintes que não sejam hidrogênio, ou o grupo ou os grupos podem ter um ou mais substituintes que não sejam hidrogênio. Se não especificado de outro modo, o número total de tais substituintes que podem estar presentes é igual ao número de átomos de H presente na forma não-substituido com o grupo a ser descrito.

Catalisadores Ácidos Poliméricos

[0138] Em um aspecto, os catalisadores poliméricos ácidos aqui proporcionados são os polimeros constituídos de monômeros ácidos e monômeros iônicos (que também são conhecidos como "ionômeros), ligados para formar uma estrutura polimérica. Cada monômero ácido inclui, pelo menos, um ácido de Bronsted-Lowry, e cada monômero iônico inclui pelo menos um grupo catiônico contendo nitrogênio ou um grupo catiônico contendo fósforo. Alguns dos monômeros ácidos e iônicos podem também incluir um ligante que liga o grupo catiônico é ácido de Bronsted-Lowry, respectivamente, à estrutura polimérica. Para os monômeros ácidos, o ácido de Bronsted-Lowry e o ligante, juntos, formam uma cadeia lateral. Da mesma forma, para os monômeros iônicos, o grupo catiônico e o ligante, juntos, formam uma cadeia lateral. Com referência à porção do polimero exemplificativo representado na FIG. 1, as cadeias laterais estão pendentes da cadeia principal polimérica.

a) Monômeros ácidos e iônicos

[0139] Os polímeros aqui descritos contêm monômeros que possuem pelo menos um ácido de Bronsted-Lowry e pelo menos um grupo catiônico. O ácido de Bronsted-Lowry e o grupo catiônico pode ser de diferentes monômeros ou sobre o mesmo monômero.

[0140] Em algumas concretizações, os monômeros de ácidos pode ter um ácido de Bronsted-Lowry. Em outras concretizações, os monômeros ácidos podem ter dois ou mais ácidos de Bronsted-Lowry, como é quimicamente viável. Quando os monômeros ácidos têm dois ou mais ácidos de Bronsted- Lowry, os ácidos podem ser iguais ou diferentes.

[0141] Ácidos de Bronsted-Lowry adequados podem incluir qualquer ácido de Bronsted-Lowry que pode formar uma ligação covalente com um átomo de carbono. Os ácidos de Bronsted- Lowry pode ter um valor de pK inferior a cerca de 7, inferior a cerca de 6, menos do que cerca de 5, menos do que cerca de 4, a menos de cerca de 3, menos do que cerca de 2, inferior a cerca de 1, ou menos do que zero . Em algumas concretizações, o ácido de Bronsted-Lowry em cada ocorrência, pode ser selecionado, independentemente, a partir do ácido sulfônico, ácido fosfônico, ácido acético, ácido isoftálico, ácido borónico, e ácido perfluorado.

[0142] Os monômeros ácidos do polímero ou podem ter todos a mesma do ácido de Bronsted-Lowry, ou podem ter diferentes ácidos de Bronsted-Lowry. Em uma concretização exemplificative, cada um ácido de Bronsted-Lowry, em que o polimero é o ácido sulfônico. Em uma outra concretização exemplificativa, cada um dos ácidos de Bronsted-Lowry, em que o polimero é o ácido fosfônico. Em ainda outra concretização exemplificativa, o ácido de Bronsted-Lowry, em alguns monômeros de que o polimero é o ácido sulfônico, enquanto que o ácido de Bronsted-Lowry em outros monômeros de que o polimero é o ácido fosfônico.

[0143] Em algumas concretizações, os monômeros iônicos podem ter um grupo catiônico. Em outras concretizações, os monômeros iônicos podem ter dois ou mais grupos catiônicos, como é quimicamente viável. Quando os monômeros iônicos têm dois ou mais grupos catiônicos, os grupos catiônicos podem ser os mesmos ou diferentes.

[0144] Grupos catiônicos adequados podem incluir qualquer grupo catiônico contendo nitrogênio ou um grupo catiônico contendo fósforo. Em algumas concretizações, o grupo catiônico contendo nitrogênio, em cada ocorrência, independentemente, pode ser selecionado a partir de amónio, pirrolio, imidazólio, pirazólio, oxazólio, tiazólio, piridinio, pirimidinio, pirazinio, piradizimio, tiazinio, morfolinio, piperidinio, piperizinio, e pirolizinio. Em outras concretizações, o grupo catiônico contendo fósforo, em cada ocorrência, independentemente, pode ser selecionado a partir de trifenil fosfônio, trimetil fosfônio, trietila fosfônio, tripropil fosfônio, tributil-fosfônio, tricloro fosfônio, e trifluoro fosfônio.

[0145] Os monômeros iônicos ou podem todos ter o mesmo grupo catiônico, ou pode ter diferentes grupos catiônicos. Em algumas concretizações, cada grupo catiônico no polimero catiônico é um grupo contendo nitrogênio. Em outras concretizações, cada grupo catiônico no polimero catiônico é um grupo contendo fósforo. Em ainda outras concretizações, o grupo catiônico em alguns monômeros de que o polimero catiônico é um grupo contendo nitrogênio, enquanto que o grupo catiônico em outros monômeros de que o polimero catiônico é um grupo contendo fósforo. Em uma concretização exemplificativo, cada grupo catiônico no polimero é imidazólio. Em uma outra concretização exemplificative, o grupo catiônico em alguns monômeros de que o polimero é imidazólio, enquanto que o grupo catiônico em outros monômeros do polimero é de piridinio. Em ainda outra concretização exemplificative, cada grupo catiônico em que o polimero é um fosfônio substituído. Em ainda outra concretização exemplificative, o grupo catiônico em alguns monômeros de que o polimero é trifenil fosfônio, enquanto que o grupo catiônico em outros monômeros do polimero é imidazólio.

[0146] Em algumas concretizações, o grupo catiônico pode coordenar com um contra-ion. Por exemplo, o contra-ion pode ser um haleto (por exemplo, brometo, cloreto, iodeto, e flúor) , nitrato (NO3*) , sulfato de (SO42-) , formato (HCOO) , acetato de (HsCOO-) , ou um organossulfanato (R -SO3-; onde R é um grupo funcional orgânico, por exemplo, metil, fenil) .

[0147] Em outras concretizações, o grupo catiônico pode coordenar-se com um ácido de Bronsted-Lowry no polimero. Pelo menos uma porção dos ácidos de Bronsted-Lowry e os grupos catiônicos do polimero podem formar associações iônicas inter-monômeros. Associações iônicas inter-monômeros resulta na formação de sais entre os monômeros no polimero, em vez de com contra-ions externos. Em algumas concretizações exemplificativas, a proporção de monômeros de ácidos envolvidos em associações iônicas inter-monômeros para o número total de monômeros ácidos podem ser no máximo de 90% internamente-coordenado, no máximo, 80% internamente- coordenado, no máximo, 70% internamente-coordenado, no máximo 60% internamente-coordenado, no máximo, 50% internamente- coordenado, no máximo, 40% internamente-coordenado, no máximo, 30% internamente-coordenado, no máximo, 20% internamente-coordenado, no máximo, 10% internamente- coordenado, no máximo 5% internamente-coordenado, no máximo, 1% internamente-coordenado, ou menos do que 1% internamente- coordenada. Deve ser entendido que locais internamente coordenadas são menos propensos a troca iônica com uma solução que é colocada em contato com o polimero.

[0148] Alguns dos monômeros no polimero contêm tanto o ácido de Bronsted-Lowry e o grupo catiônico no mesmo monômero. Tais monômeros são referidos como monômeros "ácido- iônicos". Em concretizações exemplificativas, uma cadeia lateral de um monômero ácido-iônico pode conter imidazólio e ácido acético, ou ácido borônico e piridinio.

[0149] Com referência à porção de um polimero exemplificativo representado na FIG. 2, o ácido de Bronsted- Lowry e o grupo catiônico nas cadeias laterais dos monômeros pode ser diretamente ligado à estrutura polimérica ou ligados ao esqueleto polimérico, através de um ligante.

[0150] Os ligantes adequados podem incluir, por exemplo, alquileno substituído ou não substituído, cicloalquileno não substituído ou substituído, alquenileno substituído ou não substituído, arileno não substituído ou substituído, heteroarileno substituído ou não substituído, éter de alquileno não substituído ou substituído, éster de alquileno não substituído ou substituído e alquileno carbamato não substituído ou substituído. Em algumas concretizações, o ligante é um arileno C5 ou C6 não substituído ou substituído. Em certas concretizações, o ligante é um fenileno não substituído ou substituído. Em uma concretização exemplificativa, o ligante é fenileno não substituído. Em outra concretização exemplificativa, o ligante é fenileno substituído (por exemplo, hidroxi-fenileno substituído).

[0151] Além disso, deve ser entendido que alguns ou todos os monômeros ácidos ligados ao esqueleto polimérico através de um ligante pode ter o mesmo ligante, ou tem, independentemente, ligantes diferentes. Da mesma forma, alguns ou todos os monômeros iônicos ligados ao esqueleto polimérico através de um ligante pode ter o mesmo ligante, ou tem, independentemente, ligantes diferentes. Além disso, alguns ou todos os monômeros ácidos ligados ao esqueleto polimérico através de um ligante podem ter os mesmos ou diferentes ligantes como alguns ou todos os monômeros iônicos ligados ao esqueleto polimérico através de um ligante.

[0152] Em certas concretizações, os monômeros de ácidos pode ter uma cadeia lateral com um ácido de Lowry-Bronsted que está ligado ao esqueleto polimérico, através de um ligante. As cadeias laterais com um ou mais ácidos de Bronsted-Lowry ligados por um ligante pode incluir, por exemplo,

Tal como aqui utilizado, -/VVVVk indica o ponto de ligação ao esqueleto polimérico.

[0153] Em outras concretizações, os monômeros de ácidos pode ter uma cadeia lateral com um ácido de Bronsted-Lowry, que está diretamente ligado ao esqueleto polimérico. As cadeias laterais com um ácido de Bronsted-Lowry diretamente ligado ao esqueleto do polimero pode incluir, por exemplo,

[0154] Em certas concretizações, os monômeros iônicos podem ter uma cadeia lateral com um grupo catiônico, que está ligado ao esqueleto polimérico através de um ligante. As cadeias laterais com um ou mais grupos catiônicos ligados por um ligante pode incluir, por exemplo,

[0155] Em outras concretizações, os monômeros iônicos podem ter uma cadeia lateral com um grupo catiônico, que está diretamente ligado ao esqueleto polimérico. As cadeias laterais com um grupo catiônico contendo nitrogênio diretamente ligado à estrutura polimérica pode incluir, por exemplo,

[0156] As cadeias laterais com um grupo catiônico contendo fósforo diretamente ligado ao esqueleto polimérico pode incluir, por exemplo,

[0157] Em outras concretizações, os monômeros podem ter uma cadeia lateral que contém tanto um ácido de Bronsted- Lowry e um grupo catiônico, em que o ácido de Bronsted-Lowry está ligado ao esqueleto polimérico, através de um ligante ou o grupo catiônico é ligado ao esqueleto polimérico através de um ligante. Os monômeros que possuem cadeias laterais que contêm tanto um ácido de Bronsted-Lowry e um grupo catiônico, também pode ser chamado de "ionômeros" ácidos. Tais cadeias laterais de monômeros ácidos iônico que estão ligados por um ligante pode incluir, por exemplo,

[0158] Em outras concretizações, os monômeros podem ter uma cadeia lateral que contém tanto um ácido de Bronsted- Lowry e um grupo catiônico, onde o ácido de Bronsted-Lowry está diretamente ligado ao esqueleto polimérico, o grupo catiônico é diretamente ligado ao esqueleto polimérico, ou tanto o ácido de Bronsted-Lowry e o grupo catiônico são diretamente ligados à cadeia polimérica. Tais cadeias laterais de monômeros de ácido iônicos podem incluir, por exemplo,

[0159] Em algumas concretizações, os monômeros iônicos é ácidos formam uma parte substancial do polimero. Em certas concretizações, os monômeros ácidos e iônicos tornam-se, pelo menos, cerca de 30%, pelo menos cerca de 40%, pelo menos cerca de 50%, pelo menos cerca de 60%, pelo menos cerca de 70%, pelo menos cerca de 80%, pelo menos cerca de 90%, pelo menos cerca de 95%, ou pelo menos cerca de 99% dos monômeros do polimero, com base na razão entre o número de monômeros no polímero.

[0160] A relação entre o número total de monômeros acidicos para o número total de monômeros iônicos pode ser variado para ajustar a força do catalisador ácido. Em algumas concretizações, o número total de monômeros acidicos excede o número total de monômeros iônicos no polímero. Em outras concretizações, o número total de monômeros acidicos é pelo menos 2, pelo menos 3, pelo menos 4, pelo menos 5, pelo menos 6, pelo menos 7, pelo menos 8, pelo menos 9 ou, pelo menos, 10 vezes o número total de monômeros iônicos no polímero. Em certas concretizações, a relação entre o número total de monômeros acidicos para o número total de monômeros iônicos é de 1: 1, 2:1, 3:1, 4:1, 5:1, 6:1, 7:1, 8:1, 9:1 ou 10:1.

[0161] Em algumas concretizações, o número total de monômeros iônicos excede o número total de monômeros acidicos do polímero. Em outras concretizações, o número total de monômeros iônicos é pelo menos 2, pelo menos 3, pelo menos 4, pelo menos 5, pelo menos 6, pelo menos 7, pelo menos 8, pelo menos 9 ou, pelo menos, 10 vezes o número total de monômeros acidicos do polímero. Em certas concretizações, a relação entre o número total de monômeros iônicos para o número total de monômeros acidicos é de 1:1, 2:1, 3:1, 4:1, 5:1, 6:1, 7:1, 8:1, 9:1 ou 10:1.

[0162] Os polímeros aqui descritos podem ser caracterizados pela funcionalização química do polímero. Em algumas concretizações, o polímero pode ter entre 0,1 e 20 mmol, entre 0,1 e 15 mmol, entre 0,01 e 12 mmol, entre 0,01 e 10 mmol, entre 1 e 8 mmol, entre 2 e 7 mmol, entre 3 e 6 mmol, entre 1 e 5, ou entre 3 e 5 mmol de ácido de Bronsted- Lowry por grama do polímero. Em concretizações particulares, em que o polímero tem, pelo menos, alguns monômeros com cadeias laterais com ácido sulfônico como o ácido de Bronsted-Lowry, o polímero pode ter entre 0,05 e 10 mmol do ácido sulfônico por grama do polímero. Em outras concretizações em que o polímero tem, pelo menos, alguns monômeros com cadeias laterais com ácido fosfórico como ácido de Bronsted-Lowry, o polímero pode ter entre 0,01 e 12 mmol do ácido fosfônico por grama do polímero. Em outras concretizações em que o polímero tem, pelo menos, alguns monômeros com cadeias laterais com ácido acético como o ácido de Bronsted-Lowry, o polímero pode ter entre 0,01 e 12 mmol do ácido acético por grama de polímero. Em outras concretizações em que o polímero tem, pelo menos, alguns monômeros com cadeias laterais com ácido isoftálico como o ácido de Bronsted-Lowry, o polímero pode ter entre 0,01 e 5 mmol de ácido isoftálico por grama do polímero. Em outras concretizações em que o polímero tem, pelo menos, alguns ácido de Bronsted-Lowry, o polimero pode ter entre 0,01 e 20 mmol do ácido borónico por grama do polimero. Em outras concretizações em que o polimero tem, pelo menos, alguns com monômeros perfluorado tendo cadeias laterais de ácido como o ácido de Bronsted-Lowry, o polimero pode ter entre 0,01 e 5 mmol do ácido perfluorado por grama do polimero.

[0163] Em algumas concretizações, o polimero pode ter entre 0,01 e 10 mmol, entre 0,01 e 8,0 mmol, entre 0,01 e 4 mmol, entre 1 e 10 mmol, entre 2 e 8 mmol, ou entre 3 e 6 mmol de grupo iônico. Em tais concretizações, o grupo iônico inclui o grupo catiônico listados, bem como qualquer contra- ion adequado aqui descrito (por exemplo, halogeneto, nitrato, sulfato, formato, acetato, ou organo-sulfonato). Em concretizações particulares em que o polimero tem, pelo menos, alguns monômeros com cadeias laterais possuindo imidazólio como parte do grupo iônico, o polimero pode ter entre 0,01 e 8 mmol do grupo iônico por grama do polimero. Em outras concretizações em que o polimero tem, pelo menos, alguns monômeros com cadeias laterais possuindo piridinio como parte do grupo iônico, o polimero pode ter entre 0,01 e 8 mmol do grupo iônico por grama do polimero. Em outras concretizações, em que o polimero tem, pelo menos, alguns monômeros com cadeias laterais possuindo trifenil fosfônio, como parte do grupo iônico, o polimero pode ter entre 0,01 e 4 mmoles do grupo iônico por grama do polimero.

b) Monômeros hidrofóbicos

[0164] Os polimeros aqui descritos podem ainda incluir monômeros possuindo uma cadeia lateral contendo um grupo não- funcional, tal como um grupo hidrofóbico. Em algumas concretizações, o grupo hidrofóbico é ligado diretamente ao esqueleto polimérico. Os grupos hidrofóbicos adequados podem incluir, por exemplo, alquilo não substituído ou substituído, cicloalquilo não substituído ou substituído, arilo não substituído ou substituído, ou heteroarilo não substituído ou substituído. Em algumas concretizações, o grupo hidrofóbico é C5 substituído ou não substituído ou arilo C6. Em certas concretizações, o grupo hidrofóbico é fenilo não substituído ou substituído. Em uma concretização exemplificative, o grupo hidrofóbico é fenilo não substituído. Além disso, deve entender-se que os monômeros hidrofóbicos ou podem todos ter o mesmo grupo hidrofóbico, ou pode ter diferentes grupos hidrófobos.

c) Alinhamento de monômeros

[0165] Em algumas concretizações, os monômeros ácidos, os monômeros iônicos, os monômeros ácidos iônico e os monômeros hidrofóbicos, quando presentes, podem ser dispostos em sequência alternada ou por ordem aleatória como blocos de monômeros. Em algumas concretizações, cada bloco não tem mais de vinte, quinze, dez, seis ou três monômeros.

[0166] Em algumas concretizações, o polimero é disposto aleatoriamente em uma sequência alternada. Com referência à porção do polimero exemplificativo representado na FIG. 3A, os monômeros são dispostos aleatoriamente em uma sequência alternada.

[0167] Em outras concretizações, o polimero é disposto de forma aleatória em blocos de monômeros. Com referência à porção do polimero exemplificativo representado na FIG. 3B, os monômeros são dispostos em blocos de monômeros.

[0168] Os polimeros aqui descritos podem também ser de reticulados. Tais polimeros com reticulação podem ser preparados por introdução de grupos de reticulação. Em algumas concretizações, a reticulação pode ocorrer dentro de uma dada cadeia polimérica, com referência à porção dos polimeros exemplificativos representados nas Figs. 4A e 4B. Em outras concretizações, a reticulação pode ocorrer entre duas ou mais cadeias poliméricas, com referência à porção dos polimeros exemplificativas nas FIGS. 5A, 5B, 5C e 5D.

[0169] Com referência às fig. 4A, 4B e 5A, deve ser entendido que R1, R2 e R3, respectivamente, são grupos de reticulação exemplificativos. Os grupos de reticulação adequados que podem ser utilizados para formar um polimero com reticulação com os polimeros aqui descritos incluem, por exemplo, divinil alcanos substituídos ou não substituídos, divinil cicloalcanos substituídos ou não substituídos, divinil aril substituídos ou não substituídos, heteroarilos substituídos ou não substituídos, dihaloalcanos, dihaloalquenos, dihaloalquinos. Por exemplo, grupos de reticulação podem incluir divinilbenzeno, diallilbenzeno, diclorobenzeno, divinilmetano, diclorometano, diviniletano, dicloroetano, divinilpropano, dicloropropano, divinilbutano, diclorobutano, etileno glicol e resorcinol.

d) Estrutura polimérica

[0170] A estrutura polimérica aqui descrita pode incluir, por exemplo, polialquilenos, álcoois de polialcenilo, policarbonato, poliarilenos, poliariletercetonas, e poliamida-imidas. Em certas concretizações, a estrutura polimérica pode ser selecionada a partir de polietileno, polipropileno, álcool polivinílico, poliestireno, poliuretano, cloreto de polivinilo, polifenol- aldeído, politetrafluoroetileno, tereftalato de polibutileno, policaprolactama, e poli (acrilonitrila-butadieno-estireno).

[0171] Com referência à FIG. 6A, em uma concretização exemplificativa, o esqueleto polimérico é polietileno. Com referência à FIG. 6B, em outra concretização exemplificativa, a estrutura polimérica é o álcool polivinílico.

[0172] A estrutura polimérica aqui descrita pode também incluir um grupo iônico integrado como parte do esqueleto polimérico. Tais esqueletos poliméricos também podem ser chamado de "esqueletos ionoméricos". Em certas concretizações, a estrutura polimérica pode ser selecionada a partir de polialquilenoamônio, polialquilenodiamônio, polialquilenopirrolio, polialquilenoimidazolio, polialquilenopirazolio, polialquilenooxazolio, polialquilenotiazolio, polialquilenopiridinio, polialquilenopirimidinio, polialquilenopirazinio, polialquilenopiradizimio, polialquilenotiazinio, polialquilenomorfolinio, polialquilenopiperidinio, polialquilenopiperizini, polialquilenopirolizinio, polialquilenotrifenilfosfônio, polialquilenotrimetilfosfônio, polialquilenotrietilfosfônio, polialquilenotripropilfosfônio, polialquilenotributilfosfônio, polialquilenotriclorofosfônio, polialquilenotrifluorofosfônio, e polialquilenodiazolio.

[0173] Com referência à FIG. 6C, em ainda outra concretização exemplificativa, a estrutura polimérica é um polialquilenoimidazolio.

[0174] Além disso, o número de átomos de entre cadeias laterais no esqueleto do polimero pode variar. Em algumas concretizações, existem entre zero e vinte átomos, zero e dez átomos, ou de zero e seis átomos, ou de zero e três átomos de entre cadeias laterais ligadas à cadeia principal polimérica. Com referência à FIG. 7A, em uma concretização exemplificativa, há três átomos de carbono entre a cadeia lateral com o ácido de Bronsted-Lowry e a cadeia lateral com o grupo catiônico. Em outro exemplo, com refrence à FIG. 7B, há zero entre os átomos da cadeia lateral com a porção ácida e a cadeia lateral com a porção iônica.

[0175] Deve entender-se que os polimeros podem incluir qualquer um dos ácidos de Bronsted-Lowry, os grupos catiônicos, contra-ions, ligantes, grupos hidrofóbicos, grupos de ligação cruzada, e esqueletos poliméricos aqui descritos, como se cada uma e todas as combinações foram listados separadamente. Por exemplo, em uma concretização, o polimero pode incluir ácido benzenossulf único (isto é, um ácido sulfônico com um ligante fenil) ligado a um esqueleto de poliestireno, e um cloreto de imidazólio ligado diretamente ao esqueleto de poliestireno. Em uma outra concretização, o polimero pode incluir cloreto de bornilo- benzil-piridinio (isto é, um ácido borónico e cloreto de piridinio da mesma unidade de monômero com um ligante fenil) ligado a um esqueleto de poliestireno. Em ainda outra concretização, o polimero pode incluir ácido benzenossulfônico e uma porção de sulfato de imidazólio cada individualmente ligado a um esqueleto de álcool polivinilico.

[0176] Exemplos de polimeros aqui descritos incluem: poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-3- metil-1-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o cloreto-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co-3- metil-1-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o bissulfato-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-3- metil-1-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o acetate-co- divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-3- metil-1-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o nitrato-co- divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-3- etil-1-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o cloreto-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-3- etil-1-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o bissulfato-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-3- etil-1-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o acetato-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-3- etil-1-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o nitrato-co- poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-1- (4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o cloreto-co-divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-1- (4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o iodeto-co-divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-1- (4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o brometo-co-divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-1- (4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o bissulfato-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-1- (4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o acetato-co-divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-3- metil-1-(4-vinilbenzil)-3H-benzoimidazol-l-o cloreto-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-3- metil-1-(4-vinilbenzil)-3H-benzoimidazol-l-o bissulfato-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-3- metil-1-(4-vinilbenzil)-3H-benzoimidazol-l-o acetato-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-3- metil-1-(4-vinilbenzil)-3H-benzoimidazol-l-o formato-co- divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-1- (4-vinilbenzil)-piridino-cloreto-co-divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-1- (4-vinilbenzil)-piridino-bissulfato-co-divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-1- (4-vinilbenzil)-piridino-acetato-co-divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-1- (4-vinilbenzil)-piridino-nitrato-co-divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-1- (4-vinilbenzil)-piridino-cloreto-co-3-metil-l- (4- vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o bissulfato-co-divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-1- (4-vinilbenzil)-piridino-brometo-co-3-metil-l-(4- vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o bissulfato-co-divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-1- (4-vinilbenzil)-piridino-iodeto-co-3-metil-l-(4-vinilbenzil)- 3H-imidazol-l-o bissulfato-co-divinilbenzeno]; poli [ácido estirenor-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-1- (4-vinilbenzil)-piridino-bissulfato-co-3-metil-l- (4- vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o bissulfato-co-divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-1- (4-vinilbenzil)-piridino-acetato-co-3-metil-l-(4- vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o bissulfato-co-divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-4- divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-4- metil-4-(4-vinilbenzil)-morfolina-4-o bissulfato-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-4- metil-4-(4-vinilbenzil)-morfolina-4-o acetato-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co-4- metil-4-(4-vinilbenzil)-morfolina-4-o formato-co- divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- trifenil-(4-vinilbenzil)-fosfono cloreto-co-divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- trifenil-(4-vinilbenzil)-fosfono bissulfato-co- divinilbenzeno] ; poli [estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-trifenil- (4-vinilbenzil)-fosfono acetato-co-divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-1- metil-1-(4-vinilbenzil)-piperdina-l-o cloreto-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-1- metil-1-(4-vinilbenzil)-piperdina-l-o bissulfato-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-1- metil-1-(4-vinilbenzil)-piperdina-l-o acetato-co- divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-4- (4-vinilbenzil)-morfolinae-4-oxide-co-divinil benzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- trietil-(4-vinilbenzil)-amónio cloreto-co-divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- trietil-(4-vinilbenzil)-amónio bissulfato-co-divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- trietil-(4-vinilbenzil)-amónio acetato-co-divinilbenzeno]; poli [estireno-co-3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol- l-o cloreto-co-4-boronil-l-(4-vinilbenzil)-piridino cloreto- co-divinilbenzeno] ; poli [estireno-co-3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol- l-o cloreto-co-1-(4-vinilfenil)ácido metilfosfônico -co- divinilbenzeno]; poli [estireno-co-3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol- l-o bissulfato-co-1-(4-vinilfenil) ácido metilfosfônico -co- divinilbenzeno]; poli [estireno-co-3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol- l-o acetato-co-1-(4-vinilfenil) ácido metilfosfônico -co- divinilbenzeno]; poli [estireno-co-3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol- divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- vinilbenzilcloreto-co-l-metil-2-vinil-piridino cloreto-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- vinilbenzilcloreto-co-l-metil-2-vinil-piridino bissulfato-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- vinilbenzilcloreto-co-1-metil-2-vinil-piridino acetato-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-4- (4-vinilbenzil)-morfolinae-4-óxido-co-divinil benzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilfenilfosfônico -co-3- metil-1-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o cloreto-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilfenilfosfônico -co-3- metil-1-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o bissulfato-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilfenilfosfônico -co-3- metil-1-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o acetato-co- divinilbenzeno] ; poli [estireno-co-3-carboximetil-l-(4-vinilbenzil)-3H- imidazol-l-o cloreto-co-divinilbenzeno]; imidazol-l-o bissulfato-co-divinilbenzeno]; poli [estireno-co-3-carboximetil-l-(4-vinilbenzil)-3H- imidazol-l-o acetato-co-divinilbenzeno]; poli [estireno-co-5-(4-vinilbenzilamino)- ácido isofitálico -co-3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o cloreto-co-divinilbenzeno]; poli [estireno-co-5-(4-vinilbenzilamino)- ácido isofitálico -co-3-metil-1- (4-vinilbenzil) -3/7-imidazol-l-o bissulfato-co-divinilbenzeno]; poli [estireno-co-5-(4-vinilbenzilamino)- ácido isofitálico -co-3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o acetato-co-divinilbenzeno]; poli [estireno-co-(4-vinilbenzilamino)-ácido acético-co- 3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o cloreto-co- divinilbenzeno] ; poli [estireno-co-(4-vinilbenzilamino)-ácido acético-co- 3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o bissulfato-co- divinilbenzeno] ; poli [estireno-co-(4-vinilbenzilamino)-ácido acético-co- 3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o acetato-co- divinilbenzeno] ; poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- vinilbenzilmetilimidazol cloreto-co-vinilbenzilmetilmorfolina divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenzilmetilimidazol cloreto-co-vinilbenzilmetilmorfolina cloreto-co-vinilbenziltrifenil fosfono cloreto-co- divinilbenzeno) ; poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- vinilbenzilmetilimidazol bissulfato-co- vinilbenzilmetilmorfolina bissulfato-co-vinilbenziltrifenil fosfono bissulfato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenzilmetilimidazol bissulfato-co- vinilbenzilmetilmorfolina bissulfato-co-vinilbenziltrifenil fosfono bissulfato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilbenzilmetilimidazol acetato-co-vinilbenzilmetilmorfolina acetato-co-vinilbenziltrifenil fosfono acetato-co- divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenzilmetilimidazol acetato-co-vinilbenzilmetilmorfolina acetato-co-vinilbenziltrifenil fosfono acetato-co- divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilbenzilmetilmorfolina cloreto-co- vinilbenziltrifenilfosfono cloreto-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenzilmetilmorfolina cloreto-co- vinilbenziltrifenilfosfono cloreto-co-divinilbenzeno); poli(ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilbenzilmetilmorfolina bissulfato-co- vinilbenziltrifenilfosfono bissulfato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenzilmetilmorfolina bissulfato-co- vinilbenziltrifenilfosfono bissulfato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilbenzilmetilmorfolina acetato-co- vinilbenziltrifenilfosfono bissulfato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenzilmetilmorfolina acetato-co- vinilbenziltrifenilfosfono bissulfato-co-divinilbenzeno) poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilmetilimidazol cloreto-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilmetilimidazol bissulfato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilmetilimidazol acetate-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilmetilimidazol nitrato-co-divinilbenzeno); vinilmetilimidazol cloreto-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilmetilimidazol bissulfato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilmetilimidazol acetato-co-divinilbenzeno); poli(ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono cloreto-co-divinilbenzeno); poli(ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono bissulfato-co-divinilbenzeno); poli(ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono acetate-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono cloreto-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono bissulfato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono acetato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilbenzilmetilimidazol cloreto-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilbenzilmetilimidazol bissulfato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilbenzilmetilimidazol acetato-co-divinilbenzeno); vinilbenzilmetilimidazol cloreto-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenzilmetilimidazol bissulfato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenzilmetilimidazol acetato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono cloreto-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono bissulfato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono acetato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono cloreto-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono bissulfato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono acetato-co-divinilbenzeno); poli (ácido butil-vinilimidazol cloreto-co-butilimidazol bissulfato-co-4-vinilbenzenossulfônico); poli (ácido butil-vinilimidazol bissulfato-co- butilimidazol bissulfato-co-4-vinilbenzenosulfônico); poli (ácido benzil álcool-co-4-vinilbenzilalcool sulfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono cloreto-co- poli (ácido benzil alcool-co-4-vinilbenzilalcool sulfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono bissulfato-co- divinilbenzil alcool).

Propriedades dos catalisadores ácidos poliméricos

[0177] Os polimeros aqui descritos possuem uma ou mais propriedades catalíticas. Tal como aqui utilizado, uma "propriedade catalítica" de um material é uma propriedade fisica e / ou quimica que aumente a taxa e / ou extensão de uma reação que envolve o material. As propriedades catalíticas podem incluir, pelo menos, uma das seguintes propriedades: a) uma ruptura de uma ligação de hidrogênio em materiais celulósicos; b) intercalação de um catalisador ácido polimérico em dominios cristalinos de materiais celulósicos; e c) clivagem de uma ligação glicosidica em materiais celulósicos. Em outras concretizações, os catalisadores ácidos poliméricos têm duas ou mais das propriedades catalíticas descritas acima, ou todos os três das propriedades catalíticas descritas acima.

[0178] Em certas concretizações, os catalisadores ácidos poliméricos aqui descritos têm a capacidade de catalisar uma reação quimica por doação de um próton, e pode ser regenerado durante o processo de reação.

[0179] Em algumas concretizações, os polimeros aqui descritos têm uma maior especificidade para a clivagem de uma ligação glicosídica do que a desidratação de um monossacarideo.

Partículas sólidas

[0180] Os polímeros aqui descritos podem formar partículas sólidas. Um técnico versado no assunto reconhece as várias técnicas e métodos conhecidos para fazer as partículas sólidas. Por exemplo, uma partícula sólida pode ser formada através dos procedimentos de polimerização em emulsão ou dispersão, que são conhecidos para um técnico versado no assunto. Em outras concretizações, as partículas sólidas podem ser formadas por moagem ou quebra do polímero em partículas, que são também técnicas e métodos que são conhecidos de um técnico versado no assunto.

[0181] Em certas concretizações, as partículas sólidas são substancialmente livre de poros. Em certas concretizações, onde as partículas sólidas são substancialmente isentas de poros, as partículas sólidas não contêm mais do que 50%, não mais do que 40%, não mais do que 30%, não mais do que 20%, no máximo, 15%, não mais do que 10%, não mais do que 5%, ou não mais do que 1% de poros. Tais partículas podem ser vantajosamente desde espécies solúveis e solventes (por exemplo, açúcares) são menos propensos a permear na partícula sólida.

[0182] Em outras concretizações, as partículas sólidas incluem uma resina de gel microporosa. Em ainda outras concretizações, as particulas sólidas incluem uma resina de gel macroporosa.

[0183] Outros métodos conhecidos no estado da técnica para preparar particulas sólidas incluem os polimeros de revestimento aqui descritos na superficie de um núcleo sólido. O núcleo sólido pode ser um suporte não-catalitico. Os materiais adequados para o núcleo sólido pode incluir um material inerte (por exemplo, óxido de aluminio, espiga de milho, vidro moido, estilhas de plástico, pedra-pomes, carboneto de silicio, ou de casca de noz) ou um material magnético. Particulas de núcleo revestidas de polimero pode ser feito por meio de técnicas e métodos que são conhecidos de um técnico versado no assunto, por exemplo, por polimerização em dispersão de crescer um invólucro de polimero reticulado em torno do material do núcleo, ou por revestimento por pulverização ou fusão.

[0184] As particulas sólidas revestidas com o polimero aqui descritos têm uma ou mais propriedades catalíticas. Em algumas concretizações, pelo menos cerca de 50%, pelo menos 60%, pelo menos 70%, pelo menos 80% ou pelo menos 90% da actividade catalítica da partícula sólida está presente em ou perto da superficie exterior da partícula sólida.

[0185] Esta forma de catalisadores de ácidos poliméricos pode ser vantajosa em relação a outros catalisadores conhecidos no estado da técnica devido a, por exemplo, facilidade de manuseamento. A natureza dos catalisadores sólidos poliméricos pode ser pela facilidade de reciclagem (por exemplo, por filtração do catalisador), sem a necessidade de métodos de destilação ou de extracção. Por exemplo, a densidade e o tamanho da particula pode ser selecionada de, tal modo que as particulas de catalisador podem ser separadas dos materiais utilizados em um processo para a repartição dos biomateriais. As particulas podem ser selecionadas com base na taxa de sedimentação, por exemplo, em relação aos materiais usados ou produzidos em uma mistura de reação, da densidade da particula, ou o tamanho de particula. Em alternativa, as particulas sólidas revestidas com os catalisadores ácidos poliméricos que têm um núcleo magneticamente activo pode ser recuperado por métodos electromagnéticos conhecidos de um perito na arte.

Sacarificação usando os catalisadores ácidos poliméricos

[0186] Em um aspecto, são fornecidos métodos para a sacarificação de materiais celulósicos (por exemplo, biomassa) usando os catalisadores ácidos poliméricos aqui descritos. Sacarificação se refere a hidrólise de materiais celulósicos (por exemplo, biomassa) em um ou mais açúcares, por quebrar os carboidratos complexos de celulose (e hemicelulose, quando existente) na biomassa. Os um ou mais açúcares podem ser monossacarideos e / ou oligossacarideos. Tal como aqui utilizado, "Oligosacarideo" refere-se a um composto que contém dois ou mais unidades de monossacarideos ligados por ligações glicosidicas. Em certas concretizações, o um ou mais açúcares são selecionados a partir de glicose, celobiose, xilose, xilulose, arabinose, manose e galactose.

[0187] Deve entender-se que o material celulósico pode ser submetido a uma etapa de um processo de hidrólise ou uma multi-etapa. Por exemplo, em algumas concretizações, o material celulósico é primeiro contatado com o catalisador ácido polimérico, e, em seguida, o produto resultante é colocado em contato com uma ou mais enzimas em uma segunda reação de hidrólise (por exemplo, utilizando enzimas).

[0188] O um ou mais açúcares obtidos da hidrólise do material celulósico pode ser utilizado em um processo de fermentação para a subsequente produção de biocombustiveis (por exemplo, etanol) e outros produtos quimicos de base biológica. Por exemplo, em algumas concretizações, o um ou mais açúcares obtidos pelos métodos aqui descritos podem ser submetidos a subsequente fermentação bacteriana ou de levedura para a produção de biocombustiveis e de outros produtos quimicos de base biológica.

[0189] Além disso, deve ser entendido que qualquer método conhecido no estado da técnica, que inclui o pré- tratamento, a hidrólise enzimática (sacarificação), fermentação, ou uma combinação dos mesmos, pode ser utilizado com os catalisadores ácidos poliméricos nos métodos aqui descritos. Os catalisadores ácidos poliméricos podem ser utilizados antes ou depois dos métodos de pré-tratamento para tornar a celulose (hemicelulose, onde presente) na biomassa mais acessivel à hidrólise.

a) Materiais celulósicos

[0190] Os materiais celulósicos podem incluir qualquer material que contenha celulose e / ou hemicelulose. Em certas concretizações, os materiais celulósicos podem ser materiais lignocelulósicos que contêm lignina, além de celulose e / ou hemicelulose. A celulose é um polissacarideo que inclui uma cadeia linear de unidades de beta- (1-4) -D-glucose. A hemicelulose é também um polissacárido; no entanto, ao contrário de celulose, a hemicelulose é um polimero ramificado que inclui tipicamente cadeias curtas de unidades de açúcar. A hemicelulose podem incluir um número diversificado de monômeros de açúcar, incluindo, por exemplo, xilanos, xiloglucanos, arabinoxilanas e mananos.

[0191] Os materiais celulósicos geralmente podem ser encontrado em biomassa. Em algumas concretizações, a biomassa utilizada com os catalisadores ácidos poliméricos vendidos aqui descritos contém uma proporção substancial de material celulósico, tal como 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 50%, 75%, 90% ou maior do que 90% de celulose. Em algumas modalidades, materiais celulósicos podem incluir materiais herbáceas, residues agricolas, residuos florestais, residues sólidos urbanos, residuos de papel e residuos de celulose e papel. Em certas concretizações, o material celulósico é palha de milho, fibra de milho ou espiga de milho. Em outras concretizações, o material celulósico é o bagaço, palha de arroz, palha de trigo, grama de interruptor ou miscantos. Em ainda outras concretizações, o material celulósico pode também incluir celulose quimica (por exemplo, Avicel), celulose industrial (por exemplo, de papel ou pasta de papel), celulose bacteriana, de algas ou de celulose. Tal como aqui descrito e conhecido no estado da técnica, os materiais celulósicos podem ser utilizados tal como obtidos a partir da fonte, ou pode ser submetido a uma ou pré- tratamentos. Por exemplo, palha de milho pré-tratado ("PCS") é um material celulósico derivado da palha de milho por tratamento com calor e/ou ácido sulfúrico diluido, e é adequado para utilização com os catalisadores ácidos poliméricos aqui descritos.

[0192] Várias estruturas cristalinas diferentes de celulose são conhecidas no estado da técnica. Por exemplo, com referência à FIG. 8, celulose cristalina são formas de celulose, onde a beta-linear (1-4) -glucano cadeias podem ser embalados em uma superestrutura tridimensional. O beta agregado (1-4) -glucano cadeias são normalmente mantidas juntas via ligações de hidrogênio inter e intra-moleculares. O impedimento estérico que resulta da estrutura da celulose cristalina podem impedir o acesso das espécies reactivas, tais como enzimas ou catalisadores quimicos, para as ligações beta-glicosidica nas cadeias de glucano. Em contraste, a celulose não cristalina e celulose amorfa são formas de celulose em que beta- (1-4) -glucano cadeias individuais não são apreciavelmente embaladas em uma super- estrutura ligada a hidrogênio, onde o acesso de espécies reativas para o beta- glicosidica ligado a celulose é dificultado.

[0193] Um técnico versado no assunto reconhecerá que as fontes naturais de celulose pode incluir uma mistura de dominios cristalinos e não cristalinos. As regiões de um cadeia beta- (1-4) -glucano, onde as unidades de açúcar estão presentes na sua forma cristalina são aqui referidos como os "dominios cristalinos" do material celulósico. Geralmente, a cadeia beta- (1-4) -glucano presente na celulose natural exibem um número de grau médio de polimerização entre 1.000 e 4.000 anidroglucose ("AHG") unidades (isto é, moléculas de glucose 1,000-4,000 ligados através de ligações beta- glicosídica), enquanto que o número de grau médio de polimerizaçâo para os domínios cristalinos é tipicamente entre 200 e 300 unidades AHG. Ver, por exemplo, R. Rinaldi, R. Palkovits, e F. Schiith, Angew. Chem. Int. Ed, 47, 8047 - 8050 (2008); Y.-HP Zhang e LR Lynd, Biomacromolecules, 6, 1501-1515 (2005).

[0194] Tipicamente, a celulose tem vários domínios cristalinos que são conectados por ligantes não cristalinos que podem incluir um pequeno número de unidades anidro. Um técnico versado no assunto reconhecerá que os métodos tradicionais para digerir a biomassa, tais como condições ácidas diluídas, podem digerir os domínios não-cristalinas de celulose natural, mas não os domínios cristalinos. Dilui-se o tratamento ácido não perturbar sensivelmente a embalagem de cadeias beta- (1-4) -glucano individuais em uma superestrutura ligada a hidrogênio, nem se hidrolisar um número apreciável de ligações glicosídicas em beta-embalado a (1-4) cadeias -glucano. Por conseguinte, o tratamento de materiais celulósicos com ácido diluído naturais reduz o número de grau médio de polimerizaçâo da celulose de entrada para cerca de 200-300 unidades de anidroglucose, mas não reduz ainda mais o grau de polimerizaçâo da celulose para abaixo de 150-200 unidades de anidroglucose (que é o tamanho típico dos

[0195] Em certas concretizações, os catalisadores ácidos poliméricos aqui descritos podem ser utilizados para digerir os materiais celulósicas naturais. Os catalisadores ácidos poliméricos podem ser usados para digerir a celulose cristalina por uma transformação quimica em que o grau médio de polimerização da celulose é reduzido para um valor menor do que o grau médio de polimerização dos dominios cristalinos. A digestão de celulose cristalina pode ser detectada pela observação de redução do grau médio de polimerização da celulose. Em certas concretizações, os catalisadores ácidos poliméricos pode reduzir o grau médio de polimerização da celulose a partir de, pelo menos, 300 unidades AGH para menos de 200 unidades AHG.

[0196] Deve entender-se que os catalisadores ácidos poliméricos aqui descritos podem ser utilizados para digerir a celulose cristalina, bem como celulose microcristalina. Um técnico versado no assunto reconhecerá que a celulose cristalina tem, tipicamente, uma mistura do cristalino e dominios amorfos ou não-cristalinos, ao passo que a celulose microcristalina refere-se tipicamente a uma forma de celulose em que os dominios amorfos ou não-cristalinos foram removidos por tratamento quimico tal que a celulose residual tem substancialmente apenas dominios cristalinos.

b) Pré-tratamento de materiais celulósicos

[0197] Em algumas concretizações, os catalisadores ácidos poliméricos aqui descritos podem ser utilizados com materiais celulósicos que tenham sido pré-tratados. Em outras concretizações, os catalisadores ácidos poliméricos aqui descritaos podem ser utilizados com materiais celulósicos, antes do pré-tratamento.

[0198] Qualquer processo de pré-tratamento conhecido no estado da técnica pode ser utilizado para destruir componentes da parede celular vegetal de material celulósico, incluindo, por exemplo, processos quimicas ou fisico de pré- tratamento. Veja-se, por exemplo, Chandra et ah, Substrato de pré-tratamento: A chave para a hidrólise enzimática eficaz de lignocelulose ?, Adv. Biochem. Engin / Biotechnol., 108:. 67- 93 (2007); Galbe e Zacchi, pré-tratamento de materiais lignocelulósicos para a produção de bioetanol eficiente, Adv. Biochem. Engin / Biotechnol., 108:. 41-65 (2007); Hendriks e Zeeman, pré-tratamentos para melhorar a digestibilidade de biomassa lignocelulósica, Bioresource Technol., 100: 10-18 (2009); Mosier et al, Características de tecnologias promissoras para o pré-tratamento da biomassa lignocelulósica, Bioresource Technol, 96: 673-686 (2005); Taherzadeh e Karimi, Pré-tratamento de residues lignocelulósicos para melhorar a produção de etanol e biogás: Uma revisão, Int. J. ofMol. Sei., 9: 1621-1651 (2008); Yang e Wyman, pré-tratamento: a chave para desvendar low-cost de etanol celulósico, biocombustiveis e bioprodutos Bio refino (Biofpr), 2: 26-40 (2008). Exemplos de métodos de pré- tratamento apropriadas são descritas por Schell et al. (Appl Biochem Biotechnol e, 105-108:69-85 (2003) e Mosier et al (Bioresource Technol, 96:673-686 (2005), e no Pedido de Patente US No. 2002/0164730.

[0199] Em outras concretizações, os catalisadores ácidos poliméricos aqui descritos podem ser utilizados com materiais celulósicos que não tenham sido previamente tratados. Além disso, o material celulósico pode também ser submetido a outros processos, em vez de ou em adição ao pré-tratamento, incluindo, por exemplo, a redução do tamanho de particula, pré-imersão, umedecimento, limpeza ou condicionado.

[0200] Além disso, o uso do termo "pré-tratamento" não implica nem exige qualquer momento especifico das etapas dos métodos aqui descritos. Por exemplo, o material celulósico pode ser pré-tratado antes da hidrólise. Alternativamente, o pré-tratamento pode ser realizado simultaneamente com a hidrólise. Em algumas concretizações, a própria etapa de pré- tratamento resulta em alguma conversão de biomassa em açúcares (por exemplo, até mesmo na ausência de catalisadores ácidos poliméricos aqui descritos).

[0201] Vários métodos comuns que podem ser utilizados para pré-tratamento de materiais de celulose para utilização com os catalisadores ácidos poliméricos estão descritos abaixo.

Pré-tratamento a vapor

[0202] o material celulósico é aquecido para interromper os componentes das paredes celulares da planta (por exemplo, lignina, hemicelulose, celulose) para fazer a celulose e/ou hemicelulose mais acessiveis para as enzimas. Material celulósico é tipicamente passado para ou através de um recipiente de reação, onde o vapor é injectado para aumentar a temperatura para a temperatura desejada e a pressão é retida no seu interior para o tempo de reação desejado.

[0203] Em certas concretizações em que o pré-tratamento a vapor é empregue para pré-tratar os materiais celulósicos, o pré-tratamento pode ser realizada a uma temperatura entre 140 ° C e 230 0 C, entre 160 0 C e 200 ° C, ou entre 170 ° C e 190 ° C. Deve ser entendido, no entanto, que o intervalo de temperatura ideal para o pré-tratamento a vapor pode variar dependendo do catalisador ácido polimérico utilizado.

[0204] Em certas concretizações, o tempo de residência para o pré-tratamento a vapor é de 1 a 15 minutos, 3 a 12 minutos, ou 4 a 10 minutos. Deve ser entendido, no entanto, que o tempo de permanência ideal para o pré-tratamento a vapor pode variar dependendo da gama de temperaturas e o catalisador ácido polimérico utilizado.

[0205] Em algumas concretizações, o pré-tratamento a vapor pode ser combinado com uma descarga explosiva do material após o pré-tratamento, o que é conhecido como vapor sujeitos a explosões um piscar rápido à pressão atmosférica e um fluxo turbulento do material para aumentar a área de superficie acessivel por fragmentação. Ver Duff e Murray, Bioresource Technol, 855:1-33 (1996); Galbe e Zacchi, Appl. Microbiol. Biotechnol., 59: 618-628 (2002); Pedido de Patente US No. 2002/0164730.

[0206] Durante o pré-tratamento a vapor, grupos acetil em hemicelulose pode ser clivado, e o ácido resultante pode autocatalisar a hidrólise parcial da hemicelulose em monossacarideos e / ou oligossacarideos. Um técnico versado no assunto reconhecerá, contudo, que a lignina (quando presente no material celulósico) é removida apenas de forma limitada. Assim, em certas concretizações, um catalisador tal como ácido sulfúrico (tipicamente 0,3% a 3% p / p) pode ser adicionado antes do pré-tratamento a vapor, para diminuir o tempo e temperatura, aumentar a recuperação, e melhorar a hidrólise enzimática. Veja Ballesteros et ah, Appl. Biochem. Biotechnol, 129-132: 496-508 (2006); Varga et al, Appl. Biochem. Biotechnol, 113-116: 509-523 (2004); Sassner et al, Enzyme Microb. Technol, 39: 756-762 (2006).

Pré-tratamento químico

[0207] Pré-tratamento químico de materiais celulósicos, pode promover a separação e / ou liberação de celulose, hemicelulose, e / ou lignina por processos químicos. Exemplos de processos de pré-tratamento químico adequados incluem, por exemplo, pré-tratamento ácido por diluição, pré-tratamento por cal, oxidação úmida, explosão por fibra de amónia / freeze (AFEX), percolação de amónia (APR), e pré-tratamentos organosolventes.

[0208] Em uma concretização, o pré-tratamento ácido suave ou diluição é empregado. Material celulósico pode ser misturado com um ácido diluído e água para formar uma suspensão, aquecida por meio de vapor para a temperatura desejada, e após um tempo de residência flashed até à pressão atmosférica. Os ácidos adequados para este método de pré- tratamento pode incluir, por exemplo, ácido sulfúrico, ácido acético, ácido cítrico, ácido nítrico, ácido fosfórico, ácido tartárico, ácido succínico, cloreto de hidrogênio, ou suas misturas. Em uma variante preferida, é utilizado ácido sulfurico. O tratamento com ácido diluído pode ser conduzido em uma gama de pH de 1-5, uma gama de pH 1-4, ou uma gama de pH 1-3. A concentração de ácido pode estar na gama de 0,01 a 20% em peso de ácido, o ácido 0,05 a 10% em peso, de ácido 0,1 a 5% em peso, ou 0,2 a 2,0% em peso de ácido. O ácido é contactado com o material celulósico, e pode ser realizada a uma temperatura na gama de 160-220 0 C, ou 165-195 ° C, durante um periodo de tempo compreendido entre alguns segundos a minutos (por exemplo, 1 segundo a 60 minutos). O pré-tratamento com ácido diluido pode ser realizada com um número de modelos de reatores, incluindo, por exemplo, reatores de fluxo plug-reatores, em contra-corrente, contra- corrente e encolhendo reatores de leito continuo. Ver Duff e Murray (1996), supra; Schell et ai, Bioresource Technol, 91: 179-188 (2004); Lee et al., Adv. Biochem. Eng. Biotechnol., 65: 93-115 (1999).

[0209] Em uma outra concretização, um pré-tratamento alcalino pode ser empregado. Exemplos de pré-tratamentos alcalinos adequados incluem, por exemplo, pré-tratamento por cal, oxidação úmida, percolação por amónia (APR), e explosão por fibra de amónia / congelamento (AFEX). Pré-tratamento por cal pode ser realizada com carbonato de cálcio, hidróxido de sódio, amoniaco ou a temperaturas de 85 ° C a 150 °C, e em tempos de residência de 1 hora a vários dias. Ver Wyman et al, Bioresource Technol, 96: 1959-1966 (2005); Mosier et al, Bioresource Technol, 96: 673-686 (2005).

[0210] Em ainda outra concretização, a oxidação úmida pode ser empregada. Oxidação úmida é um pré-tratamento térmico que pode ser realizado, por exemplo, a 180 ° C a 200 C durante 5-15 minutos, com adição de um agente oxidante tal como peróxido de hidrogênio ou de sobrepressão de oxigênio. Ver Schmidt e Thomsen, Bioresource Technol, 64: 139-151 (1998); Palonen et al., AppI. Biochem. Biotechnol, 117: 1-17 (2004); Varga et ai, Biotechnol. Bioeng, 88: 567- 574 (2004). Martin et ai, J. Chem. Technol. Biotechnol, 81: 1669-1677 (2006). Oxidação úmida pode ser realizada, por exemplo, em 1-40% de matéria seca, 2-30% de matéria seca, ou 5-20% de matéria seca, e o pH inicial pode ser aumentado pela adição de álcali (por exemplo, carbonato de sódio). Uma modificação do método de pré-tratamento de oxidação úmida, pode tratar-se de matéria seca de 30%. Na explosão molhada, o agente oxidante pode ser introduzido durante o pré-tratamento depois de um determinado tempo de permanência, e o pré- tratamento pode terminar por intermitente para a pressão atmosférica. Veja-se WO 2006/032282.

[0211] Em ainda outra concretização, podem ser empregados métodos de pré-tratamento usando amoniaco. Ver, por exemplo, o documento WO 2006/110891; WO 2006/11899; WO 2006/11900; e WO 2006/110901. Por exemplo, fibra de explosão de amoniaco (AFEX) envolve o tratamento de material celulósico com liquido ou amoniaco gasoso a temperaturas exemplo, 17-20 bar) durante um dado período (por exemplo, 5- 10 minutos), onde o teor de matéria seca pode ser, em alguns casos, quanto alto quanto 60%. Veja Gollapalli et al., Appl. Biochem. Biotechnol., 98: 23-35 (2002); Chundawat et ah, Biotechnol. Bioeng, 96: 219-231 (2007); Alizadeh et al., Appl. Biochem. Biotechnol., 121: 1133-1141 (2005); . Teymouri et ah, Bioresource Technol, 96: 2014-2018 (2005) . Pré- tratamento AFEX pode despolimerizar celulose, hemicelulose hidrólise parcial, e, em alguns casos, clivar alguns complexos de lenhina-hidratos de carbono. Pré-tratamento com Organosolventes

[0212] Uma solução organosolvente pode ser usada para deslignificar o material celulósico. Em uma concretização, um pré-tratamento com organosolvente envolve extração com etanol aquoso (por exemplo, 40-60% de etanol) a uma temperatura elevada (por exemplo, 160-200 0 C) durante um período de tempo (por exemplo, 30-60 minutos). Veja Pan et al, Biotechnol. Bioeng, 90: 473-481 (2005); Pan et al, Biotechnol. Bioeng, 94: 851-861 (2006); Kurabi et al., Appl. Biochem. Biotechnol, 121: 219-230 (2005). Em uma variação, o ácido sulfúrico é adicionado à solução organosolvente como um catalisador para deslignificar o material celulósico. Um técnico versado no assunto reconhecerá que um pré-tratamento com organosolvente pode tipicamente separar a maioria da hemicelulose. Pré-tratamento físico

[0213] O pré-tratamento fisico de materiais celulósicos pode promover a separação e/ou liberação de celulose, hemicelulose, e/ou lignina por processos fisicos. Exemplos de processos de pré-tratamento fisicos adequados pode envolver irradiação (por exemplo, a irradiação de microondas), vapor / vapor de explosão, hidrotermólise e suas combinações.

[0214] o pré-tratamento fisico pode envolver a alta pressão e/ou alta temperatura. Em uma concretização, o pré- tratamento fisico é de explosão de vapor. Em algumas variações, refere-se a alta pressão a uma pressão na gama de 300 - 600 psi, 350 - 550 psi, ou 400 - 500 psi, ou cerca de 450 psi. Em algumas variações, refere-se a alta temperatura a temperaturas na gama de 100 - 300 0 C, ou 140 - 235 ° C.

[0215] Em uma outra concretização, o pré-tratamento fisico é um pré-tratamento mecânico. Os exemplos adequados de pré-tratamento mecânico pode incluir vários tipos de moagem ou trituração (por exemplo, moagem a seco, moagem a úmido ou a moagem com esferas vibratórias). Em algumas variações, o pré-tratamento mecânico é executado em um processo de batelada, tal como em um sistema Hidrolisador de pistola a vapor que utiliza alta pressão e alta temperatura (por exemplo, um Sunds Hidrolisador disponível a partir de Sunds Defibrator AB, Suécia).

Pré-tratamento Fisico e Químico Combinados

[0216] Em algumas concretizações, o material celulósico pode ser pré-tratado quimicamente e fisicamente. Por exemplo, em uma variação, a etapa de pré-tratamento pode envolver tratamento com ácido diluído ou suave e o tratamento a alta temperatura e / ou pressão. Deve ser entendido que os pré- tratamentos físicos e químicos podem ser realizados sequencialmente ou simultaneamente. Em outra variação, o pré- tratamento pode também incluir um pré-tratamento mecânico, além de pré-tratamento químico.

Pré-tratamento biológico

[0217] Técnicas de pré-tratamento biológicos podem envolver a aplicação de microrganismos solubilizadores de lignina. Ver, por exemplo, Hsu, T.-A., Pretreatment of Biomass, in Handbook on Bioethanol: Production and Utilization, Wyman, C. E., ed., Taylor & Francis, Washington, D.C., 179-212 (1996); Ghosh and Singh, Physicochemical and biological treatments for enzymatic/microbial conversion of cellulosic biomass, Adv. Appl. Microbiol., 39: 295 - 333 (1993); McMillan, J. D., Pretreating lignocellulosic biomass: a review, in Enzymatic Conversion of Biomass for Fuels Production, Himmel, M. E., Baker, J. 0., and Overend, R. P., eds., ACS Symposium Series 566, American Chemical Society, Washington, D.C., chapter 15 (1994); Gong, C. S., Cao, N. J., Du, J., and Tsao, G. T., Ethanol production from renewable resources, in Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology, Scheper, T., ed., Springer- Verlag Berlin Heidelberg, Germany, 65:207 - 241 (1999); Olsson and Hahn-Hagerdal, Fermentation of lignocellulosic hydrolysates for ethanol production, Enz. Microb. Tech., 18:312 - 331 (1996); and Vallander and Eriksson, Production of ethanol from lignocellulosic materials: State of the art, Adv. Biochem. Eng./Biotechnol., 42: 63-95(1990). Em algumas concretizações, o pré-tratamento pode ser realizado em uma suspensão aquosa. Em outras concretizações, o material celulósico está presente durante o pré-tratamento em quantidades entre 10 - 80 em peso, entre 20 - 70 em peso, ou entre 30 - 60 em peso, ou cerca de 50% em peso. Além disso, após o pré-tratamento, o material celulósico pré-tratado pode ser não lavado ou lavado utilizando qualquer método conhecido no estado da técnica (por exemplo, lavado com água) antes da hidrólise para produzir um ou mais açúcares ou utilizar com o catalisador ácido polimérico.

c) Sacarificação

[0218] Sacarificação é normalmente realizada em reatores de tanque agitado ou vasos sob pH, temperatura e condições de mistura controlados. Um técnico versado no assunto reconhecerá que as condições de tempo de processamento, temperatura e pH adequados podem variar dependendo do tipo e quantidade de material celulósico, catalisador ácido polimérico e do solvente utilizado. Estes fatores estão descritos em maior detalhe abaixo.

Processamento de condições de tempo, temperatura e pH

[0219] Em algumas concretizações, a sacarificação pode durar até 200 horas. Em outra concretizações, a sacarificação pode durar 1 a 96 horas, de 12 a 72 horas, ou de 12 a 48 horas.

[0220] Em algumas concretizações, a sacarificação é realizada a uma temperatura na gama de cerca de 25 ° C a cerca de 150 ° C. Em outras concretizações, a sacarificação é realizada a uma temperatura na gama de cerca de 30 ° C a cerca de 125 ° C, ou cerca de 80 ° C a cerca de 120 0 C, ou cerca de 100 0 C a 110 0 C.

[0221] O pH para a sacarificação é geralmente afetado pelas propriedades intrínsecas do catalisador ácido polimérico utilizado. Em particular, a porção ácida do catalisador ácido polimérico pode afetar o pH de sacarificação. Por exemplo, o uso de porção de ácido sulfúrico em um catalisador ácido polimérica resulta em sacarificação a um pH de cerca de 3. Em outras concretizações, a sacarificação é realizada a um pH entre 0 e 6. 0 efluente reagido tipicamente tem um pH de pelo menos 4, ou um valor de pH que seja compativel com outros processos, tais como o tratamento enzimático. Deve ser entendido, no entanto, que o pH pode ser modificado e controlado por meio da adição de ácidos, bases ou tampões.

[0222] Além disso, o pH pode variar dentro do reator. Por exemplo, acidez elevada na ou perto da superficie do catalisador pode ser observada, enquanto que as regiões distais para a superficie do catalisador pode ter um pH substancialmente neutro. Assim, um técnico versado no assunto iria reconhecer que a determinação do pH da solução deve explicar tal variação espacial.

[0223] Deve também ser entendido que, em certas concretizações, os métodos de sacarificação aqui descritos podem ainda incluir a monitoração do pH da reação de sacarificação, e, opcionalmente, ajustar o pH dentro do reator. Em alguns casos, tal como um pH baixo na solução pode indicar um catalisador ácido polimérico instável, em que o catalisador pode ser a perda de pelo menos uma porção dos seus grupos ácidos para o ambiente circundante através da lixiviação. Em algumas concretizações, o pH próximo da superficie do catalisador ácido do polimero é inferior a cerca de 7, inferior a cerca de 6, ou abaixo de cerca de 5.

Quantidade de material celulósico usado

[0224] A quantidade do material celulósico utilizado nos métodos aqui descritos em relação à quantidade de solvente utilizada pode afetar a taxa de reação e rendimento. A quantidade do material celulósico utilizado pode ser caracterizada pelo teor de sólidos secos. Em certas concretizações, o teor de sólidos secos refere-se os sólidos totais de uma pasta como uma percentagem, em uma base de peso seco. Em algumas concretizações, o teor dos materiais celulósicos sólidos secos situa-se entre cerca de 5 em peso até cerca de 95 em peso, entre cerca de 10 $ em peso a cerca de 80 em peso, entre cerca de 15 a cerca de 75 em peso, ou entre cerca de 15 a cerca de 50% em peso.

Quantidade de catalisador ácido polimérico utilizado

[0225] A quantidade dos catalisadores ácidos poliméricos usados nos métodos aqui descritos de sacarificação pode depender de vários fatores incluindo, por exemplo, o tipo de material celulósico, a concentração de material celulósico, do tipo e número de pré-tratamento (s) aplicado para o material celulósico, e as condições de reação (por exemplo, temperatura, tempo e pH). Em uma concretização, a proporção em peso do catalisador ácido polimérico para o material de celulose é de cerca de O.lg / g a cerca de 50 g / g, cerca de 0. lg / g a cerca de 25 g / g, cerca de 0,1 g / g a cerca de 10 g / g, cerca de 0,1 g / g a cerca de 5 g / g, cerca de 0,1 g / g a cerca de 2 g / g, cerca de 0,1 g / g a cerca de 1 g / g, ou cerca de 0,1 a cerca de 1,0 g / g.

Solvente

[0226] Em certas concretizações, a hidrólise usando o catalisador ácido polimérico é realizada em um meio aquoso. Um solvente aquoso apropriado é a água, que pode ser obtido a partir de várias fontes. Em geral, as fontes de água com concentrações mais baixas de espécies iônicas são preferíveis, uma vez que tais espécies iônicas podem reduzir a eficácia do catalisador ácido polimérico. Em algumas concretizações em que o solvente aquoso é água, a água tem menos de 10% de espécies iônicas (por exemplo, sais de sódio, fósforo, amónio, magnésio, ou de outras espécies naturalmente encontrados em biomassa lignocelulósica).

[0227] Além disso, como o material celulósico é hidrolisado, a água é consumida em uma base mol por mol com os açúcares produzidos. Em certas concretizações, os métodos de sacarificação aqui descrito pode ainda incluir a monitoração da quantidade de água presente na reação de sacarificação e / ou a proporção de água para a biomassa, durante um periodo de tempo. Em outras concretizações, os métodos de sacarificação aqui descritos podem ainda incluir o fornecimento de água diretamente para a reação, por exemplo, sob a forma de vapor ou vapor condensado. Por exemplo, em algumas concretizações, as condições de hidratação no reator é tal que a relação do material de água-para-material celulósico é de 5: 1, 4: 1, 3: 1, 2: 1, 1: 1, 1: 2, 1 : 3, 1: 4, ou 1: 5, ou inferior a 1: 5. Deve ser entendido, no entanto, que a razão de água para material celulósico pode ser ajustada com base no catalisador ácido polimérico especifico usado.

Batelada versus processamento continuo

[0228] De um modo geral, o catalisador ácido polimérico e os materiais celulósicos são introduzidos dentro de uma câmara interior de um reator, seja simultaneamente ou sequencialmente. Sacarificação pode ser realizada em um processo por bateladas ou em um processo continuo. Por exemplo, em uma concretização, a sacarificação é realizada em um processo em bateladas, onde os conteúdos do reator são continuamente misturados ou homegenizados, e a totalidade ou uma quantidade substancial dos produtos da reação são removidos. Em uma variante, a sacarificação é realizada em um processo descontinuo, em que os conteúdos do reator são inicialmente misturados ou agitados, mas não mais de mistura fisica é realizada. Em uma outra variação, a sacarificação é realizada em um processo descontinuo, em que uma vez mais a mistura dos conteúdos, ou a mistura periódica dos conteúdos do reator é efetuada (por exemplo, em uma ou mais vezes por hora), todos ou uma quantidade substancial de os produtos da reação são removidos após um certo periodo de tempo.

[0229] Em outras concretizações, a sacarificação é realizada em um processo continuo, em que o conteúdo flui através do reator com uma taxa média de fluxo continuo, mas sem que haja mistura explicita. Após a introdução do catalisador ácido polimérico e os materiais celulósicos no reator, o conteúdo do reator são continuamente ou periodicamente, misturados ou combinados, e depois de um periodo de tempo, menos do que todos os produtos da reação são removidos. Em uma variante, a sacarificação é realizada em um processo continuo, em que a mistura que contém o catalisador e a biomassa não é activamente misturada. Além disso, a mistura de catalisador e de biomassa pode ocorrer como um resultado da redistribuição de catalisadores ácidos poliméricos de decantação por gravidade, ou a mistura não- activa que ocorre à medida que o material flui através de um reator em continuo.

Reatores

[0230] Os reatores utilizados para os métodos de sacarificação aqui descritos podem ser reatores abertos ou fechados adequados para utilização em contendo as reações quimicas aqui descritas. Reatores adequados podem incluir, por exemplo, um reator agitado alimentado em bateladas, um reator agitado em batelada, um reator agitado de fluxo continuo com ultrafiltraçâo, um reator continuo de fluxo em coluna de pistão, um reator de atrito, ou um reator com agitação intensa induzida por um campo eletromagnético. Ver, por exemplo, Fernanda de Castilhos Corazza, Flavio Faria de Moraes, Gisella Maria Zanin and Ivo Neitzel, Optimal control in fed-batch reactor for the cellobiose hydrolysis, Acta Scientiarum. Technology, 25: 33-38 (2003); Gusakov, A. V., and Sinitsyn, A. P., Kinetics of the enzymatic hydrolysis of cellulose: 1. A mathematical model for a batch reactor process, Enz. Microb. Technol., 7: 346-352 (1985); Ryu, S. K., and Lee, J. M., Bioconversion of waste cellulose by using an attrition bioreactor, Biotechnol. Bioeng. 25: 53-65(1983); Gusakov, A. V., Sinitsyn, A. P., Davydkin, I. Y., Davydkin, V. Y., Protas, O. V., Enhancement of enzymatic cellulose hydrolysis using a novel type of bioreactor with intensive stirring induced by electromagnetic field, Appl. Biochem. Biotechnol., 56: 141-153(1996). Outros tipos de reatores adequados podem incluir, por exemplo, reatores de leito fluidizado, cobertor de fluxo ascendente, reatores imobilizados e tipo de extrusora para hidrólise e / ou a fermentação.

[0231] Em certas concretizações, em que a sacarificação é realizada como um processo contínuo, o reator pode incluir um misturador contínuo, tal como um misturador de parafuso. Os reatores podem ser geralmente fabricados a partir de materiais que são capazes de suportar as forças exercidas físicas e químicas, durante os processos aqui descritos. Em algumas concretizações, dos materiais utilizados para o reator são capazes de tolerar concentrações elevadas de ácidos fortes líquidos; no entanto, em outras concretizações, tais materiais não podem ser resistentes a ácidos fortes.

[0232] Além disso, o reator contém, tipicamente, um meio de saída para a remoção de conteúdos (por exemplo, uma solução contendo açúcar) a partir do reator. Opcionalmente, esses meios de saída são ligados a um dispositivo capaz de processar do conteúdo retirado do reator. Alternativamente, os conteúdos são removidos armazenado. Em algumas concretizações, os meios de saída do reator são ligados a uma incubadora contínuo em que os conteúdos são introduzidos reagiram. O reator pode ser preenchido com biomassa por um alimentador de carga superior que contém uma tremonha capaz de manter a biomassa. Além disso, os meios de saída fornecem para a remoção de biomassa residual por, por exemplo, um alimentador de parafuso, por gravidade, ou um parafuso de baixo cisalhamento.

[0233] Deve também ser entendido que o material e / ou catalisador celulósico adicional pode ser adicionado ao reator, quer ao mesmo tempo ou um após o outro.

Taxa e Rendimento de sacarificação

[0234] O uso dos catalisadores ácidos poliméricos aqui descritos podem aumentar a taxa e / ou o rendimento do sacarificação. A capacidade de o catalisador ácido polimérico para hidrolisar os componentes de celulose e de hemicelulose da biomassa para açúcares solúveis pode ser medida por determinação da taxa de primeira ordem eficaz constante,

Onde Δt é a duração da reação e X é a extensão da reação para as espécies i (por exemplo, glucano, xilano, arabinano). Em algumas concretizações, os catalisadores ácidos poliméricos aqui descritos são capazes de degradar a biomassa em um ou mais açúcares para uma constante de velocidade de primeira ordem de, pelo menos, 0,001 por hora, pelo menos 0,01 por hora, pelo menos 0,1 por hora, pelo menos 0,2 por horas, pelo menos 0,3 por hora, pelo menos 0,4 por hora, pelo menos 0,5 horas, ou pelo menos 0,6 por hora.

[0235] O rendimento da hidrólise dos componentes de celulose e de hemicelulose da biomassa para açúcares solúveis por o catalisador ácido do polimero pode ser medido por determinação do grau de polimerização da biomassa residual. Quanto menor for o grau de polimerização da biomassa residual, maior será o rendimento de hidrólise. Em algumas concretizações, os catalisadores ácidos poliméricos aqui descritos são capazes de converter a biomassa em um ou mais açúcares e de biomassa residual, em que a biomassa residual tem um grau de polimerização de menos do que 300, menos do que 250, menos do que 200, menos do que 150, menos do que 100, menos do que 90, menos do que 80, menos do que 70, menos do que 60, ou menos do que 50.

d) Separação e purificação dos açúcares

[0236] Em algumas concretizações, o método para degradar material celulósico utilizando os catalisadores ácidos poliméricos aqui descritos inclui ainda a recuperação dos açúcares que são produzidas a partir da hidrólise do material celulósico. Em uma outra concretização, o método para degradar material celulósico utilizando o catalisador polimérico aqui descrito inclui ainda a recuperação do material celulósico degradado ou convertido.

[0237] Os açúcares, que são tipicamente solúveis podem ser separados do material celulósico insolúvel residual usando tecnologia bem conhecida no estado da técnica, tais como, por exemplo, centrifugação, filtração, decantação e gravidade.

[0238] Separação dos açúcares pode ser realizada no reator de hidrólise, ou em um vaso separador. Em uma concretização exemplificativa, o método para degradar o material celulósico é realizado em um sistema com um reator de hidrólise e um reservatório de separação. Efluente do reator contendo os monossacarideos e / ou oligossacarideos são transferidos para um vaso de separação e é lavado com um solvente (por exemplo, água), por adição do solvente no interior do vaso separador e, em seguida, separação do solvente em uma centrifuga continua. Alternativamente, em outra concretização exemplificativa, um efluente do reator contendo sólidos residuais (por exemplo, materiais celulósicos residuais) é removido do vaso de reação e lavado, por exemplo, transmitindo os sólidos em uma base porosa (por exemplo, uma correia de malhas) por meio de um solvente (por exemplo, água) fluxo de lavagem. Após o contato da corrente com os sólidos reagidos, uma fase liquida contendo os monossacarideos e / ou oligossacarideos é gerada. Opcionalmente, os sólidos residuais podem ser separados por um ciclone. Os tipos adequados de ciclones utilizados para a separação pode incluir, por exemplo, os ciclones tangenciais, faisca e separadores rotativos e unidades de multi-axiais e de ciclone.

[0239] Em uma outra concretização, a separação dos açúcares é realizada por bateladas ou sedimentação diferencial continua. Reator de efluente é transferido para um recipiente de separação, opcionalmente, combinado com água e / ou enzimas para o tratamento posterior do efluente. Ao longo de um periodo de tempo, biomateriais sólidos (por exemplo, biomassa residual tratado), o catalisador sólido, e o material aquoso contendo açúcar pode ser separado por sedimentação diferencial em uma pluralidade de fases (ou camadas). Geralmente, a camada de catalisador pode sedimentar para o fundo, e, dependendo da densidade da biomassa residual, a fase de biomassa pode estar no topo de, ou abaixo, da fase aquosa. Quando a fase de separação é realizada de um modo descontinuo, as fases são removidas sequencialmente, quer a partir do topo do recipiente ou de uma saida no fundo do vaso. Quando a fase de separação é realizada de um modo continuo, o recipiente de separação contém uma ou mais do que um meio de saida (por exemplo, dois, três, quatro, ou mais do que quatro) , geralmente localizado em diferentes planos verticais na parede lateral da separação embarcação, de tal modo que um, dois, ou três fases são removidos a partir do vaso. As fases removidas são transferidas para vasos subsequentes ou outros meios de armazenamento. Por estes processos, um técnico versado no assunto seria capaz de captar (1) a camada de catalisador e a camada de biomassa ou camada aquosa separada, ou (2) o catalisador, aquoso, e as camadas de biomassa separadamente, permitindo a reciclagem eficaz de catalisador, o retratamento de biomassa, e a separação de açúcares. Além disso, o controle da taxa de remoção de fase e outros parâmetros permite uma maior eficiência de recuperação do catalisador. Subsequente à remoção de cada uma das fases separadas, o catalisador e / ou a biomassa pode ser lavada separadamente por a camada aquosa para remover moléculas de açúcar aderidas.

[0240] Os açúcares isolados a partir do recipiente podem ser submetidos a etapas de processamento adicionais (por exemplo, como secagem, fermentação) para a produção de biocombustiveis e outros bioprodutos. Em algumas concretizações, os monossacarideos que são isolados podem ser, pelo menos, 1% pura, pelo menos, 5% puro, pelo menos 10% puro, pelo menos 20% puro, pelo menos 40% puro, pelo menos 60% puro, pelo menos 80 % puro, pelo menos 90% puro, pelo menos 95% puro, pelo menos 99% puro, ou superior a 99% puro, como determinado por procedimentos analiticos conhecidos no estado da técnica, tais como a determinação por cromatografia liquida de alta eficiência (HPLC), de funcionalização e análise por cromatografia em fase gasosa, espectrometria de massa, com base em procedimentos espectrofotométricos complexação cromóforo e / ou química de oxidação-redução de carboidratos.

[0241] A biomassa residual isolada a partir dos vasos pode ser útil como um combustível de combustão ou como uma fonte de alimentação de animais não humanos, tais como gado.

Composições contendo catalisador ácido polimérico

[0242] Também são aqui proporcionadas composições envolvendo os catalisadores ácidos poliméricos que podem ser usados em uma variedade de métodos aqui descritos, incluindo a decomposição do material celulósico.

[0243] Em um aspecto, são proporcionadas composições que incluem biomassa, e os catalisadores ácidos poliméricos aqui descritos. Em algumas concretizações, a composição inclui adicionalmente um solvente (por exemplo, água). Em algumas concretizações, a biomassa inclui celulose, hemicelulose, ou uma combinação dos mesmos.

[0244] Em ainda outro aspecto, são proporcionadas composições que incluem os catalisadores ácidos poliméricos aqui descritos, um ou mais açúcares e de biomassa residual. Em algumas concretizações, o um ou mais açúcares e um ou mais monossacarideos, um ou mais oligossacarideos, ou uma mistura dos mesmos. Em certas concretizações, o um ou mais açúcares são dois ou mais açúcares que compreendem pelo menos um monossacarídeo C4-C6 e, pelo menos, um oligossacarídeo. Em uma concretização, o um ou mais açúcares são selecionados entre o grupo que consiste em glucose, galactose, frutose, xilose e arabinose.

Catalisador Intermediários

[0245] Quando os catalisadores ácidos poliméricos são usados para degradar os materiais celulósicos, como descrito acima, um intermediário catalitico é formado. Aqui proporcionados são também os intermediários catalíticos, em que o catalisador ácido polimérico coordena com o material celulósico. O catalisador ácido pode ser polimérico para a celulose e / ou hemicelulose para quebrar o material celulósico para produzir os monossacarideos e oligossacarideos ligados por hidrogênio.

[0246] A porção iônica dos catalisadores ácidos poliméricos pode ajudar a quebrar a estrutura terciária dos materiais celulósicos. Em algumas concretizações, a porção iônica pode interromper a ligação de hidrogênio inter- e intra molecular em materiais polissacaridicos. O rompimento da ligação de hidrogênio da estrutura terciária pode permitir que a porção ácida aceder mais facilmente as ligações glicosidicas dos polissacarideos. Em outras concretizações, a porção ácida pode perturbar as ligações glicosidicas dos polissacarideos. Por conseguinte, a combinação das duas porções funcionais sobre um único polimero pode proporcionar um catalisador que é eficaz na repartição dos polissacarideos, usando condições relativamente suaves, em comparação com os métodos que empregam um ácido mais corrosivo, ou métodos que empregam condições severas tais como altas temperaturas e pressão.

[0247] Em certas concretizações, na sacarificação intermediária, o radical iônico do polimero é hidrogênio- ligado para os grupos álcool carboidratos presentes na celulose, hemicelulose, e outros componentes que contenham oxigênio de biomassa. Em certas concretizações, na sacarificação intermediaria, a porção de ácido do polimero é para os grupos álcool carboidrato presentes na celulose, hemicelulose, e outros componentes que contenham oxigênio de biomassa lignocelulósica, incluindo as ligações glicosidicas entre os monômeros de açúcar ligadas por hidrogênio. Sem desejar estar ligado por qualquer teoria, em certas concretizações da sacarificação intermediaria, as ligações de hidrogênio entre-um polimero exemplificativo e os grupos álcool carboidrato presentes na biomassa podem ser tal como ilustrado na FIG. 9.

Produtos a jusante. a) Fermentação de açúcares isolados

[0248] Os açúcares obtidos da hidrólise do material celulósico podem ser utilizados em processos a jusante para a produção de biocombustiveis e outros produtos químicos de base biológica. Em outro aspecto, um ou mais açúcares obtidos da hidrólise do material celulósico utilizando o catalisador ácido polimérico aqui descrito pode ser fermentada para produzir um ou mais produtos a jusante (por exemplo, etanol e outros biocombustiveis, vitaminas, lípidos, proteínas) .

[0249] Em algumas concretizações, a sacarificação pode ser combinada com uma fermentação em separado ou em um processo simultâneo. A fermentação pode utilizar a fase aquosa de açúcar ou, se os açúcares não são substancialmente purificados a partir da biomassa reagiu, a fermentação pode ser realizada sobre uma mistura impura de açúcares e reagiu biomassa. Tais métodos incluem, por exemplo, hidrólise separada e de fermentação (SHF), sacarificação simultâneas e fermentação (SSF), a sacarificação simultânea e co- fermentaçâo (SSCF), hidrólise híbrida e fermentação (HHF), hidrólise separada e de co-fermentação (SHCF), hidrólise híbrida e co-fermentação (HHCF), e conversão microbiana direta (DMC).

[0250] Por exemplo, SHF utiliza etapas de processo separados ao primeiro material celulósico hidrolisar enzimaticamente em açúcares fermentáveis (por exemplo, glicose, celobiose, celotriose, e açúcares pentose), e, em seguida, os fermentar açúcares em etanol.

[0251] No SSF, a hidrólise enzimática de material celulósico e da fermentação de açúcares em etanol são combinadaas em uma única etapa. Veja Philippidis, GP, tecnologia bioconversão Celulose, no Handbook on Bioetanol: Produção e Utilização, Wyman, CE, ed, Taylor & Francis, Washington, DC, 179-212 (1996).

[0252] SSCF envolve a co-fermentação de vários açúcares. Veja Sheehan, J., e Himmel, M., Enzimas, energia e meio ambiente: uma perspectiva estratégica sobre o Departamento de atividades de pesquisa e desenvolvimento de Energia dos Estados Unidos para o bioetanol, Biotechnol. Prog., 15: 817- 827 (1999).

[0253] HHF envolve uma etapa de hidrólise separada, e, além disso uma sacarificação simultânea e etapa de hidrólise, o que pode ser realizado no mesmo reator. As etapas em um processo HHF pode ser realizada a diferentes temperaturas; por exemplo, a sacarificação enzimática temperatura elevada seguido de SSF, a uma temperatura mais baixa que a tensão de fermentação pode tolerar.

[0254] DMC combina todos os três processos (a produção da enzima, a hidrólise, e fermentação) em uma ou mais etapas, onde o mesmo organismo é utilizado para produzir as enzimas para a conversão de material celulósico em açúcares fermentáveis e para converter os açúcares fermentesciveis em um produto final. Veja Lynd, LR, Weimer, PJ, van Zyl, WH, e Pretorius, IS, a utilização da celulose microbiana: Fundamentos e biotecnologia, Microbiol. Mol. Biol. Comentários, 66: 506-577 (2002).

Métodos gerais de preparação dos catalisadores ácidos Poliméricos

[0255] Os polimeros aqui descritos podem ser preparados utilizando técnicas de polimerização conhecidas no estado da técnica, incluindo, por exemplo, técnicas para iniciar a polimerização de uma pluralidade de unidades de monômero.

[0256] Em algumas concretizações, os polimeros aqui descritos podem ser formados por formar em primeiro lugar um intermediário de polimero funcionalizado com o grupo iônico, mas é livre ou substancialmente livre do grupo ácido. O polimero intermediário pode, então, ser funcionalizado com o grupo ácido.

[0257] Em outras concretizações, os polimeros aqui descritos podem ser formados por formar em primeiro lugar um intermediário de polimero funcionalizado com o grupo ácido, mas é livre ou substancialmente livre do grupo iônico. O polimero intermediário pode, então, ser funcionalizado com o grupo iônico.

[0258] Ainda em outras concretizações, os polimeros aqui descritos podem ser formados através da polimerização de monômeros com ambos os grupos ácidos e iônicos.

[0259] Também são aqui proporcionados tais polimeros intermediários, incluindo aqueles obtidas em pontos diferentes dentro de uma via de sintese para produzir os polimeros funcionalizados totalmente aqui descritos. Em algumas concretizações, os polimeros aqui descritos podem ser feitos, por exemplo, em uma escala de pelo menos 100 g, ou, pelo menos, 1 kg, em processo descontinuo ou continuo. EXEMPLOS

Preparação de Materiais Poliméricos

[0260] Salvo indicação em contrário, os reagentes comerciais foram obtidos a partir de Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, EUA, e foram purificados antes de serem utilizados de acordo com as orientações de Perrin e Armarego. Veja Perrin, DD & Armarego, WLF, Purificação de Produtos quimicos de laboratório, 3a ed.; Pergamon Press, Oxford, 1988. O nitrogênio de gás para utilização em reações quimicas era da qualidade ultra-pura, e foi seca por passagem através de um tubo de secagem contendo pentóxido de fósforo. Salvo indicação em contrário, todos os reagentes não-aquosas foram transferidos sob uma atmosfera inerte através de uma seringa ou frasco de Schlenk. As soluções orgânicas foram concentradas sob pressão reduzida em um evaporador rotativo de Buchi. Sempre que necessário a purificação, a cromatografica de reagentes ou dos produtos foi realizada utilizando cromatografia de fluxo forçado sobre 60 gel de silica de malha de acordo com o método descrito por Still et al., Ver Still et ai, J. Org. Chem., 43: 2923 (1978). Cromatografia em camada fina (TLC) foi realizada utilizando placas de vidro revestidas com silica. A visualização do cromatograma desenvolvido foi realizada utilizando corante molibdato de cério (isto é, Hanessian) ou corante KMnO-j, com aquecimento suave, conforme a necessidade. Análise espectroscópica Fourier-Transform Infrared (FTIR) das amostras de sólidos foi realizada em um instrumento 1600 de Perkin-Elmer equipada com um coeficiente de reflexão total atenuada (ATR) de fixação horizontal utilizando um cristal de zinco Selenide (ZnSe). Exemplo 1: Preparação de poli [estireno-co-vinilbenzilcloro- co-divinilbenzeno]

[0261] A um balão de fundo redondo de 500 mL (RBF) contendo uma solução agitada de 1,08 g de poli (álcool vinilico) em 250,0 mL de H2O desionizada a 0 0 C, adicionou- se gradualmente uma solução contendo 50,04 g (327,9 mmol) de cloreto de vinilbenzila (mistura de isômeros 3- e 4-), 10,13 g (97,3 mmol) de estireno, 1,08 g (8,306 mmol) de divinilbenzeno (DVB, mistura da 3- e 4-isômeros) e 1,507 g (9,2 mmol) de azobisisobutironitrila (AIBN) em 150 mL de uma mistura 1: 1 (em volume) de benzeno / tetra-hidrofurano (THF) a 0 0 C. Após 2 horas de agitação a 0 ° C para homogeneizar a mistura, o frasco de reação foi transferido para um banho de óleo para aumentar a temperatura da reação a 75 ° C, e a mistura foi agitada vigorosamente durante 28 horas. As pérolas de polimero resultantes foram filtradas em vácuo através de um funil de frita de vidro para recolher o produto de polimero. As esferas foram lavadas várias vezes com 20% (em volume) de metanol em água, THF e MeOH, e secas durante a noite a 50 ° C sob pressão reduzida para se obter 59,84 g de polimero. As pérolas de polimero foram separadas por tamanho utilizando peneiras com tamanhos de malhas de 100, 200, e 400. Exemplo 2: Preparação de poli [estireno-co-3-metil-l-(4- vinilbenzil)-3H-imidazol-l-ium-cloreto-co- divinilbenzeno]

[0262] O poli (estireno-co-vinilbenzilcloro-co- divinilbenzeno) (Cl- = densidade de ~ 4,0 mmol / g, 50 g, 200 mmol) foram carregados em um balão de 500 ml com três gargalo (TNF), equipado com um agitador mecânico, uma linha de nitrogênio seco, e válvula de purga. Dimetilformamida seco (185 ml) foi adicionado ao balão (através de uma cânula sob atmosfera de N2) e agitou-se para formar uma pasta viscosa de resina de polimero. 1-metilimidazol (36,5 g, 445mmol) foi em seguida adicionada e agitada a 95 O C durante 8 h. Depois de resfriar, a mistura reacional foi filtrada utilizando um funil de vidro fritado sob vácuo, lavou-se sequencialmente com água desionizada e etanol, e, finalmente, seco ao ar.

[0263] A funcionalizaçào quimica do material de polimero, expressa em milimoles de grupos funcionais por grama de resina de polimero seco (mmol / g) foi determinada por titulação de troca iônica, para a determinação de prótons ácidos de troca de cátions, uma massa seca conhecida da resina de polimero foi adicionado a uma solução aquosa saturada de cloreto de sódio e titulado com uma solução padrão de hidróxido de sódio até ao ponto final de fenolftaleina. Para a determinação do teor de cloreto iônico troca iônica, uma massa seca conhecida da resina de polimero foi adicionado a uma solução aquosa de nitrato de sódio e neutralizou-se com carbonato de sódio. A mistura resultante foi titulada com uma solução padronizada de um nitrato de prata para o terminal de cromato de potássio. Para materiais poliméricos em que o anion permutável não foi cloreto, o polimero foi tratado em primeiro lugar por agitação do material em ácido cloridrico aquoso, seguido por lavagem com água várias vezes até o efluente ser neutro (como determinado por papel de pH) . A funcionalização quimica da resina de polimero com grupos cloreto metilimidazólio foi determinada para ser 2,60 mmol / g por meio de gravimetria e 2,61 mmol / g por meio de titulação. Exemplo 3: Preparação de poli [ácido estireno-co-4- vinilbenzenossulfônico -co-3-metil-l- (4-vinilbenzil) -3H- imidazol-l-ium-bissulfato -co-divinilbenzeno]

[0264] Poli [estireno-co-3-metil-l- (4-vinilbenzil) -3H- imidazol-l-iumcloro-co-divinilbenzeno] (63 g) foram carregados em um balão de 500 ml equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Ácido sulfúrico concentrado frio (> 98 p / p, H2SO4, 300 ml) foi gradualmente adicionado ao balão sob agitação, que resultou na formação de pasta de resina de cor vermelho-escuro. A pasta foi agitada a 85 0 C durante 4 h. Após resfriamento até à temperatura ambiente, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de vidro fritado sob vácuo e em seguida lavado várias vezes com água desionizada até que o efluente fosse neutro, tal como determinado por papel de pH. As pérolas de resina sulfonados foram finalmente lavadas com etanol e seco ao ar. A funcionalização quimica da resina de polimero com grupos de ácido sulfônico foi determinada como sendo 1,60 mmol / g, conforme determinado por titulação seguindo o procedimento do Exemplo 2. Exemplo 4: Preparação de poli [ácido estireno-co-4- vinilbenzenossulfônico -co-3-metil-l- (4-vinilbenzil) divinilbenzeno 1 -ium cloreto de co—3H-imidazol]

[0265] Poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-3-metil- 1 - (4-vinilbenzil) -3H-imidazol-l-io-bissulfato codivinilbenzeno] (amostra do exemplo 3) , contido no vidro de funil fritado, foi lavado várias vezes com uma solução 0,1 M HQ para assegurar a troca completa do HSO4- com Cl-. A resina foi então lavada com água desionizada até que o efluente estivesse neutro, tal como determinado por papel de pH. A resina foi finalmente seca ao ar. Exemplo 5: Preparação de poli [ácido estireno-co-4- vinilbenzenossulfônico-co-3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H- imidazol 1 -ium acetato-co - divinilbenzeno]

[0266] A suspensão de poli [ácido estireno-co- 4- vinilbenzenossulfônico-co-3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H- imidazol-l-io-bissulfato-co-divinilbenzeno] (amostra do exemplo 3) em 10% de solução aquosa de ácido acético foi agitada durante 2 h a 60 ° C para assegurar a troca completa de HSO4- com AcO-. A resina foi filtrada utilizando funil de vidro fritado e depois lavou-se várias vezes com água desionizada até que o efluente estivesse neutro. A resina foi finalmente seca ao ar. Exemplo 6: Preparação de poli [estireno-co-3-etil-l-(4- vinilbenzil) -3H-imidazol -1-io-cloreto-co-divinilbenzeno]

[0267] O poli (estireno-co-vinilbenzilcloro-co- divinilbenzeno) (Cl- = densidade de ~ 4,0 mmol / g, 10 g, 40 mmol) foi carregado para um balão de três gargalo de 250 (TNF), equipado com um agitador mecânico, um A linha de nitrogênio seco, e a válvula de purga. Dimetilformamida seca (80 ml) foi adicionado ao balão (através de uma cânula sob atmosfera de N2) e agitou-se para dar pasta de resina viscosa. 1-etilimidazol (4,3 g, 44,8 mmol) foi então adicionado à resina suspensão e agitou-se a 95 0 Cunder 8 h. Após resfriamento, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo, lavou-se sequencialmente com água desionizada e etanol, e, finalmente, seco ao ar. A funcionalização quimica da resina de polimero com grupos de cloreto de etilimidazolium foi determinado a ser de 1,80 mmol / g, conforme determinado por titulação seguindo o procedimento do Exemplo 1. Exemplo 7: Preparação de poli [ácido estireno-co-4- vinilbenzenossulfônico-co-3-etil-l-(4-vinilbenzil)-3H- imidazol-l-io-bissulfato - co-divinilbenzeno]

[0268] Poli [estireno-co-3-etil-l- (4-vinilbenzil) -3H- imidazol-l-io cloreto-co-divinilbenzeno] (5 g) foi carregado em um balão de 100 ml equipado com um agitador magnético e condensador. Ácido sulfúrico concentrado frio (> 98 p / p, H2SO4 45 mL) foi gradualmente adicionado ao balão sob agitação, que resultou na formação de pasta fluida uniforme de resina de cor vermelho-escuro. A pasta foi agitada a 95 - 100 ° C durante 6 h. Após resfriamento, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo e em seguida lavado várias vezes com água desionizada até que o efluente ser neutro, tal como determinado por papel de pH. As pérolas foram finalmente sulfonados lavado com etanol e seco ao ar. A funcionalização quimica do polimero com grupos de ácido sulfônico foi determinada como sendo 1,97 mmol / g, conforme determinado por titulação seguindo o procedimento do Exemplo 2. Exemplo 8: Preparação de poli [ácido estireno-co-4- vinilbenzenossulfônico -co-3-etil-l- (4-vinilbenzil)- 3H- imidazol 1 -ium cloreto de co- divinilbenzeno]

[0269] pérolas de resina de Poli [ácido estireno-co-4- vinilbenzenossulfônico -co-3-etil-l- (4-vinilbenzil) -3H- imidazol-l-io-bissulfato codivinilbenzeno] (amostra do exemplo 7) contidos no vidro do funil de vidro sinterizado foi lavada várias vezes com uma solução 0,1 M HQ para garantir a completa troca de HSOr com Cl". A resina foi então lavada com água desionizada até que o efluente estivesse neutro, tal como determinado por papel de pH. A resina foi finalmente lavada com etanol e seca ao ar. Exemplo 9: Preparação de poli [estireno-co-1- (4-vinilbenzil) -3H-imidazol-l-io cloreto-co-divinilbenzeno]

[0270] O poli (estireno-co-vinilbenzilcloro-co- divinilbenzeno) (Cl- = densidade de ~ 4,0 mmol / g, 10 g, 40 mmol) foram carregados em um balão de 100 mL equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Clorofórmio (50 ml) foi adicionado ao balão e agitou-se para formar pasta de resina. Imidazol (2,8 g, 41,13 mmol) foi então adicionado à pasta de resina e agitou-se a 40 0 C durante 18 h. Depois de completada a reação, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo, lavou-se sequencialmente com água desionizada e etanol, e, finalmente, seco ao ar. A funcionalização quimica da resina de polimero com grupos de cloreto de imidazólio foi determinada como sendo de 2,7 mmol / g, conforme determinado por titulação seguindo o procedimento do Exemplo 2. Exemplo 10: Preparação de poli [ácido estireno-co-4- vinilbenzenossulfônico-co- 1- (4-vinilbenzil) -3H-imidazol-l- io-bissulfato-co-divinilbenzeno]

[0271] Poli [estireno-co-1-(4-vinilbenzil) -3H-imidazol- 1-io cloreto-co-divinilbenzeno] (5 g) foi carregado em um balão de 100 mL equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Ácido sulfúrico concentrado frio (> 98 p / p, H2SO4 80 mL) foi gradualmente adicionado ao balão e agitou-se para formar a pasta de resina de cor vermelha-escura. A pasta foi agitada a 95 0 C durante 8 h. Após resfriamento, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo e em seguida lavada várias vezes com água desionizada até que o efluente estivesse neutro, tal como determinado por papel de pH. As pérolas foram finalmente sulfonadas, lavada com etanol e seco ao ar. A funcionalização quimica da resina de polimero com grupos de ácido sulfônico foi determinada como sendo 1,26 mmol / g, conforme determinado por titulação seguindo o procedimento do Exemplo 2. Exemplo 11: Preparação de poli [estireno-co-3-metil-l- (4- vinilbenzil)-3H-benzoimidazol-l-io cloreto-co-divinilbenzeno]

[0272] O poli (estireno-co-vinilbenzilcloro-co- divinilbenzeno) (Cl* = densidade de ~ 4,0 mmol / g, 4 g, 16 mmol) foi carregado em um balão de 100 mL equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Dimetilformamida seca (50 ml) foi adicionada ao balão (através de uma cânula sob atmosfera de N2) e agitou-se para formar uma pasta viscosa de resina de polimero. 1-metilbenzimidazol (3,2 g, 24,2 mmol) foi então adicionada à pasta de resina e a mistura de reação resultante foi agitada a 95 0 C durante 18 h. Após resfriamento, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo, lavou-se sequencialmente com água desionizada e etanol, e, finalmente, seco ao ar. A funcionalização quimica do polimero com grupos cloreto metilbenzimidazolio foi determinada a ser 1,63 mmol / g, conforme determinado por titulação seguindo o procedimento do Exemplo 2. Exemplo 12: Preparação de poli [ácido estireno-co-4- vinilbenzenossulfõnico-co-3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H- benzoimidazol-l-io-bissulfato-co-divinilbenzeno]

[0273] Poli [estireno-co-3-metil-l- (4-vinilbenzil) -3H- benzoimidazol-l-io cloreto de co-divinilbenzeno] (5,5 g) foi carregado em um balão de 100 mL equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Ácido sulfúrico concentrado frio (> 98 p / p, H2SO4, 42 ml) e ácido sulfúrico fumante (20% SO3 livre, 8 mL) foi gradualmente adicionada ao balão e agitou-se para formar a pasta de resina de cor vermelha- escura. A pasta foi agitada a 85° C durante 4 h. Após resfriamento, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo e em seguida lavado várias vezes com água desionizada até que o efluente estivesse neutro, tal como determinado por papel de pH. As pérolas foram finalmente sulfonadas, lavadas com etanol e secas ao ar. A funcionalização quimica do polimero com grupos de ácido sulfônico foi determinada como sendo 1,53 mmol / g, conforme determinado por titulação seguindo o procedimento do Exemplo 2. Exemplo 13: Preparação de poli [estireno-co-1- (4- vinilbenzil)-piridinio cloreto-co-divinilbenzeno]

[0274] O poli (estireno-co-vinilbenzilcloro-co- divinilbenzeno) (Cl- = densidade de ~ 4,0 mmol / g, 5 g, 20 mmol) foi carregado em um balão de 100 mL equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Dimetilformamida seco (45 ml) foi adicionada ao balão (através de uma cânula sob N2) enquanto se agita e, consequentemente, a pasta viscosa uniforme da resina de polimero foi obtida. Adicionou- se piridina (3 mL, 37,17 mmol) foi então adicionada à pasta de resina e agitou-se a 85-90° C durante 18 h. Após resfriamento, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo, lavou-se sequencialmente com água desionizada e etanol, e, finalmente, seco ao ar. A funcionalização quimica da resina de polimero com grupos cloreto de piridinio foi determinado para 3,79 mmol / g, conforme determinado por titulação seguindo o procedimento do Exemplo 2. Exemplo 14: Preparação de poli [ácido estireno-co-4- vinilbenzenossulfônico-co- 1- (4-vinilbenzil) -piridinio- bissulfato-co-divinilbenzeno]

[0275] Pérolas de resina de poli [estireno-co-1- (4- vinilbenzil) -piridinio-co-divinilbenzeno] (4g) foram carregadas em um frasco de 100 mL equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Ácido sulfúrico concentrado frio (> 98% p / p, H2SO4 45 mL) foi gradualmente adicionada ao balão sob agitação, consequentemente, que resultou na formação de pasta fluida uniforme de resina de cor vermelho- escura. A pasta foi aquecida a 95 - 100 ° C, sob agitação continua, durante 5 h. Depois de completada a reação, a mistura de reação resfriada foi filtrada usando funil de vidro sinterizado sob vácuo e, em seguida, lavou-se repetidamente com água desionizada até que o efluente estivesse neutro, tal como determinado por papel de pH. As pérolas de resina foram finalmente lavadas com etanol e secas ao ar. A quimica da funcionalização do polimero com grupos de ácido sulfônico foi determinada como sendo 0,64 mmol / g, conforme determinado por titulação seguindo o procedimento do Exemplo 2. Exemplo 15: Preparação de poli [estireno-co-1- (4- vinilbenzil)-piridinio-co-3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H- imidazol-l-io cloreto-co-divinilbenzeno]

[0276] O poli (estireno-co-vinilbenzilcloro-co- divinilbenzeno) (Cl- = densidade de ~ 4,0 mmol / g, 10 g, 40 mmol) foi carregado em um balão de 100 mL equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Dimetilformamida seca (80 ml) foi adicionada ao balão (através de uma cânula sob N2) , enquanto que a agitação que resultou na formação de pasta viscosa de resina de polimero. Adicionou-se piridina (1,6 mL, 19,82 mmol) e 1-metilimidazol (1,7 mL, 21,62 mmol) foram em seguida adicionada à pasta de resina e a mistura de reação resultante foi agitada a 95 0 C durante 18 h. Após conclusão da reação, a mistura de reação foi resfriada, filtrada através de funil de frita de vidro sob vácuo, lavou- se sequencialmente com água desionizada e etanol, e, finalmente, seca ao ar. A funcionalização quimica do polimero com cloreto de piridinio e grupos cloreto de 1-metilimidazol foi determinado como sendo 3,79 mmol / g, conforme determinado por titulação seguindo o procedimento do Exemplo 2. Exemplo 16: Preparação de poli [ácdo estireno-co-4- vinilbenzenossulfônico-co-1-(4-vinilbenzil) -piridiniumcloro- co-3-metil-l-(4-vinilbenzil) bissulfato-3H-imidazol-l-io -co-divinilbenzeno]

[0277] Poli [estireno-co-1- (4-vinilbenzil) -piridinio- co-3-metil-l- (4-vinilbenzil) -3H-imidazol-l-io cloreto-co- divinilbenzeno] (5 g) carregou-se um balão de 100 mL equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Ácido sulfúrico concentrado frio (> 98 p / p, H2SO4 75 mL) e ácido sulfúrico fumante (20% SO3 livre, 2 mL) foram então adicionados gradualmente para o balão sob agitação, por conseguinte, que resultou na formação de pasta de resina escura uniforme colorido vermelha. A pasta foi aquecida a 95- O 100 C, sob agitação continua, durante 12 h. Depois de completada a reação, a mistura de reação foi resfriada e filtrada usando funil de vidro sinterizado sob vácuo e, em seguida, lavou-se repetidamente com água desionizada até que o efluente estivesse neutro, tal como determinado por papel de pH. As pérolas de resina sulfonados foram finalmente lavadas com etanol e seco ao ar. A funcionalização quimica da resina de polimero com grupos de ácido sulfônico foi determinada como sendo 1,16 mmol / g, conforme determinado por titulação seguindo o procedimento do Exemplo 2. Exemplo 17: Preparação de poli [estireno-co-4-metil-4- (4- vinilbenzil) -morfolin-4-io cloreto de co-divinilbenzeno]

[0278] O poli (estireno-co-vinilbenzilcloro-co- divinilbenzeno) (Cl- = densidade de ~ 4,0 mmol / g, 10 g, 40 mmol) foi carregado em um balão de 100 mL equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Dimetilformamida seco (85 ml) foi adicionado ao balão (através de uma cânula sob N2), enquanto que a agitação que resultou na formação de uma pasta viscosa uniforme da resina de polimero. 1- metilmorfolina (5,4 mL, 49.12mmol) foi então adicionado à pasta de resina e a mistura de reação resultante foi agitada a 95 0 C durante 18 h. Após resfriamento, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo, lavou-se sequencialmente com água desionizada e etanol, e, finalmente, seco ao ar. A funcionalização quimica do polimero com grupos cloreto metilmorfolínio foi determinada para ser 3,33 mmol / g, conforme determinado por titulação seguindo o procedimento do Exemplo 2. Exemplo 18: Preparação de poli [ácido estireno-co-4- vinilbenzenossulfônico -co- 4-metil-4- (4-vinilbenzil) morfolin-4-io bissulfato-co-divinilbenzeno]

[0279] Poli [estireno-co-l-4-metil-4- (4-vinilbenzil) - morfolin-4-io-cloreto-co-divinilbenzeno] (8 g) foi carregado em um balão de 100 mL equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Ácido sulfúrico concentrado frio (> 98 p / p, H2SO4 50 mL) foi gradualmente adicionada ao balão sob agitação, por conseguinte, que resultou na formação de pasta de cor vermelho-escura. A pasta foi agitada a 90 0 C durante 8 h. Após resfriamento, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo, lavou- se repetidamente com água desionizada até que o efluente ser neutro, tal como determinado por papel de pH. As pérolas de resina sulfonados foram finalmente lavada com etanol e seco ao ar. A funcionalização quimica do polimero com grupos de ácido sulfônico foi determinada como sendo 1,18 mmol / g, conforme determinado por titulação seguindo o procedimento do Exemplo 2.

[0280] Exemplo 19: Preparação de [poliestireno-co-trifenil (4-vinilbenzil) -fosfôniumcloro-co-divinilbenzeno]

[0281] O poli (estireno-co-vinilbenzilcloro-co- divinilbenzeno) (Cl " = densidade de ~ 4,0 mmol / g, 10 g, 40 mmol) foram carregados em um balão de 100 mL equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Dimetilformamida seca (80 ml) foi adicionado ao balão (através de uma cânula sob N2) , enquanto se agitava e a pasta viscosa uniforme da resina de polimero foi obtido. Adicionou-se trifenilfosfina (11,6 g, 44.23mmol) e então foi adicionada à pasta de resina e a mistura de reação resultante foi agitada a 95 0 C durante 18 h. Após resfriamento, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo, lavou-se sequencialmente com água desionizada e etanol, e, finalmente, seco ao ar. A funcionalização quimica do polimero com grupos trifenilfosfônio foi determinada para ser 2,07 mmol / g, conforme determinado por titulação seguindo o procedimento do Exemplo 2. Exemplo 20: Preparação de poli [ácido estireno-co-4- vinilbenzenossulfônico-co- trifenil (4-vinilbenzil) -fosfônio bissulfato-co-divinilbenzeno]

[0282] O poli (estireno-co-trifenil (4-vinilbenzil) - fosfônio cloro- co-divinilbenzeno) (7 g) foi carregado em um balão de 100 mL equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Ácido sulfúrico concentrado frio (> 98 p / p, H2SO4 40 mL) e ácido sulfúrico fumante (20% SO3 livre, 15 mL) foi gradualmente adicionada ao balão sob agitação, por conseguinte, que resultou na formação de uma pasta colorida vermelho-escuro. A pasta foi agitada a 95 ° C durante 8 h. Após resfriamento, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo, lavou-se repetidamente com água desionizada até que o efluente ser neutro, tal como determinado por papel de pH. As pérolas de resina sulfonados foram finalmente lavadas com etanol e seco ao ar. A quimica funcionalização do polimero com grupos de ácido sulfônico foi determinado como sendo 2,12 mmol / g, conforme determinado por titulação seguindo o procedimento do Exemplo 2. Exemplo 21: Preparação de poli [estireno-co-1- (4- vinilbenzil) -piperidina-co-divinilbenzeno]

[0283] O poli (estireno-co-vinilbenzilo cloreto-co- divinilbenzeno) (Cl " = densidade de ~ 4,0 mmol / g, 10 g, 40 mmol) foi carregado em um balão de 100 mL equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Dimetilformamida seca (50 ml) foi adicionado ao balão (através de uma cânula sob N2) , enquanto que a agitação que resultou na formação de uma pasta viscosa uniforme da resina de polimero. Piperidina (4 g, 46,98 mmol) foi então adicionada à pasta de resina e a mistura de reação resultante foi agitada a 95 0 C durante 16 h. Após resfriamento, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo, lavou-se sequencialmente com água desionizada e etanol, e, finalmente, seca ao ar. Exemplo 22: Preparação de poli [ácido estireno-co-4- vinilbenzenossulfônico-co- 1- (4-vinilbenzil) -piperidina-co- divinilbenzeno]

[0284] Poli [estireno-co-1- (4-vinilbenzil) -piperidina- co-divinil-benzeno] (7 g) foi carregado em um balão de 100 mL equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Ácido sulfúrico concentrado frio (> 98 p / p, H2SO4 45 mL) e ácido sulfúrico fumante (20% SO3 livre, 12 mL) foi gradualmente adicionada ao balão sob agitação, por conseguinte, que resultou na formação de pasta colorida vermelho-escuro. A pasta foi agitada a 95 0 C durante 8 h. Depois de completada a reação, a mistura de reação resfriada foi filtrada usando funil de vidro sinterizado sob vácuo e, em seguida, lavou-se repetidamente com água desionizada até que o efluente ser neutro, tal como determinado por papel de pH. As pérolas de resina foram finalmente lavada com etanol e seco ao ar. A funcionalização quimica do polimero com grupos de ácido sulfônico foi determinada como sendo 0,72 mmol / g, conforme determinado por titulação seguindo o procedimento do Exemplo 2. Exemplo 23: Preparação de poli [ácido estireno-co-4- vinilbenzenossulfônico-co- 1-metil-l- (4-vinilbenzil) piperdin-l-io cloreto-co-divinilbenzeno]

[0285] O poli (estireno-co-4- (1-piperidino) metilestireno-co-divinilbenzeno) (4 g) foi carregado em um balão de 100 mL equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Dimetilformamida seca (40 ml) foi adicionada ao balão (através de uma cânula sob N2) , sob agitação, para obter pasta viscosa uniforme. Adicionou-se iodometano (1,2 ml) e iodeto de potássio (10 mg) foram então adicionados ao balão. A mistura de reação foi agitada a 95 0 C durante 24 h. Após resfriamento, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo e, em seguida, lavada várias vezes com solução de HC1 diluido para assegurar a troca completa de T com Cl " . A resina foi finalmente lavada com água desionizada até que o efluente ser neutro, como determinado por papel de pH. A resina foi, finalmente, seca ao ar. Exemplo 24: Preparação de poli [estireno-co-4- (4- vinilbenzil) -morfolina-co-divinilbenzeno]

[0286] O poli (estireno-co-vinilbenzilcloro-co- divinilbenzeno) (Cl - = densidade de ~ 4,0 mmol / g, 10 g, 40 mmol) foi carregado em um balão de 100 mL equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Dimetilformamida sob N2) , enquanto se agita e, consequentemente, a pasta viscosa uniforme da resina de polimero foi obtido. Morfolina (4 g, 45,92 mmol) foi então adicionada à pasta de resina e a mistura de reação resultante foi aquecida a 95° C sob agitação continua durante 16 h. Depois de completada a reação, a mistura de reação foi resfriada, filtrada através de funil de frita de vidro sob vácuo, lavada sequencialmente com água desionizada e etanol, e, finalmente, seca ao ar. Exemplo 25: Preparação de poli [ácido estireno-co-4- vinilbenzenossulfônico-co- 4- (4-vinilbenzil) -morfolina-co- divinilbenzeno]

[0287] Poli [estireno-co-4- (4-vinilbenzil) -morfolina- co-divinil-benzeno] (10 g) foram carregados em um balão de 200 mL equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Ácido sulfúrico concentrado frio (> 98 p / p, H2 SO4 90 mL) e ácido sulfúrico fumante (20% SO3 livre, 10 mL) foi gradualmente adicionada ao balão de agitação, enquanto que, consequentemente, resultou na formação de pasta escura de cor vermelha. A pasta foi agitada a 95 0 C durante 8 h. Após resfriamento, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo e em seguida lavado várias vezes com água desionizada até que o efluente estivesse neutro, tal como determinado por papel de pH. As pérolas de resina sulfonados foram finalmente lavadas com etanol e secas ao ar. A funcionalização quimica do polimero com grupos de ácido sulfônico foi determinada como sendo 0,34 mmol / g, conforme determinado por titulação seguindo o procedimento do Exemplo 2. Exemplo 26: Preparação de poli [ácido estireno-co-4- vinilbenzenossulfônico-co- 4- (4-vinilbenzil) -morfolina- óxido-4-co-divinilbenzeno]

[0288] Poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico- co- 4- (4-vinilbenzil) -morfolina benzeno-co-divinil] (6 g) foi carregada em um balão de 100 mL equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Metanol (60 ml) foi então carregado para o frasco, seguido pela adição de peróxido de hidrogênio (solução a 30% em água, 8,5 mL) . A mistura de reação foi submetida a refluxo, sob agitação continua, durante 8 h. Após resfriamento, a mistura reacional foi filtrada, lavada sequencialmente com água desionizada e etanol, e, finalmente, seco ao ar. Exemplo 27: Preparação de poli [estireno-co-4-vinil benzil- trietilamônio cloreto-co-divinilbenzeno]

[0289] O poli (estireno-co-vinilbenzilcloro-co- divinilbenzeno) (Cl- = densidade de ~ 4,0 mmol / g, 10 g, 40 mmol) foi carregado em um balão de 100 mL equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Dimetilformamida sob N2) , enquanto se agita e, consequentemente, a pasta viscosa uniforme da resina de polimero foi obtido. Adicionou- se trietilamina (5 mL, 49,41 mmol) foi então adicionada à pasta de resina e a mistura de reação resultante foi agitada a 95 0 C durante 18 h. Após resfriamento, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo, lavou-se sequencialmente com água desionizada e etanol, e finalmente seca ao ar. A funcionalização quimica da resina de polimero com grupos de cloreto de trietilamónio foi determinada para ser 2,61 mmol / g, conforme determinado por titulação seguindo o procedimento do Exemplo 2. Exemplo 28: Preparação de poli [ácido estireno-co-4- vinilbenzenossulfônico-co- trietil- (4-vinilbenzil) -amónio cloreto-co-divinilbenzeno]

[0290] Poli [estireno-co-trietil- (4-vinilbenzil) amónio cloro- codivinilbenzeno] (6 g) foi carregado em um balão de 100 mL equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Ácido sulfúrico concentrado frio (> 98 p / p, H2SO4 60 mL) foi gradualmente adicionada ao balão sob agitação, por conseguinte, que resultou na formação de pasta fluida uniforme de cor vermelho-escuro de resina. A pasta foi agitada a 95 - 100 0 C durante 8 h. Após resfriamento, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo e em seguida lavado várias vezes com água desionizada até que o efluente estivesse neutro, tal como determinado por papel de pH. As pérolas de resina sulfonados foram finalmente lavada com etanol e seca ao ar. A funcionalização quimica do polimero com grupos de ácido sulfônico foi determinada como sendo 0,31 mmol / g, conforme determinado por titulação seguindo o procedimento do Exemplo 2. Exemplo 29: Preparação de poli [ácido estireno-co-4- vinilbenzenossulfônico-co-vinilbenzilcloro-co- divinilbenzeno]

[0291] O poli (estireno-cO-vinilbenzilo cloreto- codivinilbenzeno) (6 g) foi carregado em um balão de 100 mL equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Ácido sulfúrico fumante (20% SO3 livre, 25 mL) foi gradualmente adicionada ao balão sob agitação, por conseguinte, que resultou na formação de pasta de cor vermelho-escura. A pasta foi agitada a 90 0 C durante 5 h. Após resfriamento, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo, lavou-se sequencialmente com água desionizada e etanol, e, finalmente, seco ao ar. A funcionalização quimica do polimero com grupos de ácido sulfônico foi determinada como sendo 0,34 mmol / g, conforme determinado por titulação seguindo o procedimento do Exemplo 2. Exemplo 30: Preparação de poli [ácido estireno-co-4- vinilbenzenossulfônico -co-3-metil-l- (4-vinilbenzil)-3H- imidazol 1 -ium cloreto de co- divinilbenzeno]

[0292] Poli [ácido estireno-co- 4- vinilbenzenossulfônico-co-vinilbenzilcloro -codivinilbenzeno] (5 g) foi carregado em um balão de 100 mL equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Dimetilformamida seca (20 ml) foi adicionada ao frasco através de uma cânula sob (N2) , enquanto se agitava e a pasta viscosa uniforme da resina de polimero foi obtido. 1- metilimidazol (3 mL, 49,41 mmol) foi então adicionada à pasta de resina e a mistura de reação resultante foi agitada a 95 0 C durante 18 h. Após resfriamento, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo e em seguida lavado várias vezes com água de s ionizada. As pérolas de resina foram finalmente lavada com etanol e seco ao ar. A funcionalização quimica do polimero com grupos de grupos ácido sulfônico e cloreto metilimidiazolio foi determinada para ser 0,23 mmol / g e de 2,63 mmol / g, respectivamente, conforme determinado por titulação seguindo o procedimento do Exemplo 2. Exemplo 31: Preparação de poli [estireno-co-3-metil-l- (4- vinilbenzil) -3H-imidazol-l-io-co-4 cloreto bornilo-1- (4-

[0293] O poli (estireno-co-vinilbenzilcloro-co- divinilbenzeno) (Cl- = densidade de ~ 4,0 mmol / g, 10 g, 40 mmol) foram carregados em um balão de 100 mL equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Dimetilformamida seco (80 ml) foi adicionado ao balão (através de uma cânula sob N2) , enquanto se agita e, consequentemente, a pasta viscosa uniforme da resina de polimero foi obtida. Ácido 4- piridil-borico (1,8 g, 14,6 mmol) foi então adicionado à pasta de resina e a mistura de reação resultante foi agitada a 95 0 C durante 2 dias. 1-metilimidazole (3 mL, 49,41 mmol) foi então adicionado à mistura de reação e agitou-se ainda a 95 0 C durante 1 dia. Depois de resfriar até à temperatura ambiente, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo, lavou-se sequencialmente com água desionizada e etanol, e, finalmente, seco ao ar. A quimica da funcionalização do polimero com o grupo de ácido borónico foi determinada para ser 0,28 mmol / g, respectivamente, conforme determinado por titulação seguindo o procedimento do Exemplo 2. Exemplo 32; Preparação de poli [estireno-co-3-metil-l- (4- vinilbenzil) -3H-imidazol-l-io co-cloreto de - 1 - (4- vinilfenil) ácido metilfosfônico-co-divinilbenzeno]

[0294] Poli [estireno-co-3-metil-l- (4-vinilbenzil) -3H- imidazol-l-io cloreto de co-divinilbenzeno] (Cl “ = densidade de ~ 2,73 mmol / g, 5g) foi carregado em um um balão de 100 mL equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Trietilfosfito (70 ml) foi adicionado ao balão e a suspensão resultante foi agitada a 120 ° C durante 2 dias. A mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro e as pérolas de resina lavadas repetidamente com água desionizada e etanol. Estas pérolas de resina foram então suspensas em HQ concentrado (80 ml) e submetida a refluxo a 115 ° Cunder agitação continua durante 24 h. Após resfriamento até à temperatura ambiente, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de vidro poroso sob vácuo e em seguida lavado várias vezes com água deionizada. As pérolas de resina foram finalmente lavadas com etanol e secas ao ar. A quimica da funcionalização do polimero com grupos de grupos ácido fosfônico e cloreto metilimidiazolio foi determinada para ser 0,11 mmol / g e de 2,81 mmol / g, respectivamente, conforme determinado por titulação seguindo o procedimento do Exemplo 2. Exemplo 33:Preparação de poli[estireno-co-4- vinilbenzenossulfônico-co-ácido vinilbenzilcloro-co-vinil-2- piridina-co-divinilbenzeno]

[0295] O poli (estireno-co-vinilbenzilcloro-co-vinil-2- piridina-co-divinilbenzeno) (5 g) foi carregado em um balão de 100 mL equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Ácido sulfúrico concentrado frio (> 98 p / p, H2 SO4 80 mL) foi gradualmente adicionada ao balão sob agitação, por conseguinte, que resultou na formação de pasta de cor vermelho-escura. A pasta foi agitada a 95 0 C durante 8 h. Após resfriamento até à temperatura ambiente, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo, lavou-se repetidamente com água desionizada até que o efluente estivesse neutro, tal como determinado por papel de pH. As pérolas foram finalmente sulfonadas, lavadas com etanol e seco ao ar. A funcionalização quimica do polimero com grupos de ácido sulfônico foi determinada como sendo 3,49 mmol / g, conforme determinado por titulação seguindo o procedimento do Exemplo 2. Exemplo 34: Preparação de poli [ácido estireno-co-4- vinilbenzenossulfônico-co- vinilbenzilcloro-co-l-metil-2- vinil-piridinio-co-divinilbenzeno]

[0296] Poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co-vinilbenzilcloro-co-vinil-2-piridina-codivinilbenzeno] (4 g) foi carregado em um balão de 100 mL equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Dimetilformamida seca (80 ml) foi adicionado ao balão (através de uma cânula sob N2) , sob agitação, para obter pasta viscosa uniforme. Adicionou-se iodometano (1,9 ml) foi então adicionado gradualmente para dentro do frasco seguido de adição de iodeto de potássio (10 mg). A mistura de reação foi agitada a 95 ° C durante 24 h. Após resfriamento até à temperatura ambiente, a mistura de reação resfriada foi filtrada através de funil de vidro sinterizado, sob vácuo e em seguida lavado várias vezes com solução de HC1 diluido para assegurar a troca completa de r com Cl ". As pérolas de resina foram finalmente lavadas com água desionizada até que o o efluente ser neutro, tal como determinado por papel indicador de pH e em seguida secou-se ao ar. Exemplo 35: Preparação de poli [ácido estireno-co-4- vinilbenzenossulfônico-co- 4- (4-vinilbenzil) -morfolina- óxido-4-co-divinilbenzeno]

[0297] Poli [estireno-co-4- (4-vinilbenzil) -morfolina- 4-oxido-co-divinil-benzeno] (3 g) foi carregado para um balão de 100 mL equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Ácido sulfúrico concentrado frio (> 98 p / p, H2SO4 45 mL) foi gradualmente adicionada ao balão sob agitação, por conseguinte, que resultou na formação de pasta de cor vermelho-escura. A pasta foi agitada a 95 0 C durante 8 h. Após resfriamento até à temperatura ambiente, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo, lavou-se repetidamente com água desionizada até que o efluente ser neutro, tal como determinado por papel de pH. As pérolas foram finalmente sulfonadas, lavadas com etanol e seco ao ar. Exemplo 36: Preparação de poli [ácido estireno-co-4- vinilfenilfosfônico -co-3-metil-l- (4-vinilbenzil) -3H- imidazol-l-io cloreto-co-divinilbenzeno]

[0298] Poli [estireno-co-3-metil-l- (4-vinilbenzil) -3H- imidazol-l-iumcloro-co-divinilbenzeno] (IC " densidade = ~ 2,73 mmol / g, 5 g) foi carregado em um um balão de 100 mL equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Dietilfosf ito (30 ml) e t-butilperóxido (3,2 ml) foram adicionados ao balão e a suspensão resultante foi agitada a 120° C durante 2 dias. A mistura de reação foi filtrada usando funil de frita de vidro e as pérolas de resina foram lavadas várias vezes com água desionizada e etanol. Estas pérolas de resina foram então suspensas em HC1 concentrado (80 ml) e submetida a refluxo a 115 ° C, sob agitação continua, durante 2 dias. Após resfriamento até à temperatura ambiente, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo e em seguida lavado várias vezes com água de s ionizada. As pérolas de resina foram finalmente lavadas com etanol e secas ao ar. A funcionalização quimica do polimero com grupo aromático de ácido fosfônico foi determinado como sendo 0,15 mmol / g, conforme determinado por titulação seguindo o procedimento do Exemplo 2. Exemplo 37: Preparação de poli [estireno-co-3-carboximetil-l- (4-vinilbenzil) -3H-imidazol-l-io cloreto-co-divinilbenzeno]

[0299] O poli (estireno-co-vinilbenzilcloro-co- divinilbenzeno) (Cl " = densidade de ~ 4,0 mmol / g, 10 g, 40 mmol) foi carregado em um balão de 100 mL equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Dimetilformamida (50 ml) foi adicionada ao balão e agitou-se para formar uma pasta fluida de resina. Imidazol (2,8 g, 41.13mmol) foi então adicionada à pasta de resina e agitou-se a 80 ° C durante 8 h. A mistura de reação foi então resfriada para 40 ° C e i- butóxido de potássio (1,8 g) foi adicionado à mistura de reação e agitou-se durante 1 h. Bromoetilacetato (4 ml) foi então adicionado à mistura e a reação foi agitada a 80 ° C durante 6 h. Após resfriamento até à temperatura ambiente, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo e em seguida lavada várias vezes com água desionizada. Os grânulos de resina são lavados e foram suspensos em solução de hidróxido de sódio etanólico e refluiu durante a noite. Os grânulos de resina foram filtrados e lavados sucessivamente com água desionizada múltipla vezes e etanol, e, finalmente, seco ao ar. A funcionalização quimica do polimero com grupo ácido carboxilico foi determinado como sendo 0,09 mmol / g, conforme determinado por titulação seguindo o procedimento do Exemplo 38: Preparação de poli [estireno-co-5- (4- vinilbenzilamino) isoftálico láctico-co-3-metil-l- (4- vinilbenzil) -3H-imidazol-l-io cloreto-co-divinilbenzeno]

[0300] O poli (estireno-co-vinilbenzilcloro-co- divinilbenzeno) (Cl “ = densidade de ~ 4,0 mmol / g, 10 g, 40 mmol) foi carregado em um balão de 100 mL equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Dimetilformamida seco (80 ml) foi adicionado ao balão (através de uma cânula sob N2) enquanto se agita e, consequentemente, a pasta viscosa uniforme da resina de polimero foi obtido. Aminoisoftalato de dimetil (3,0 g, 14,3 mmol) foi então adicionada à pasta de resina e a mistura de reação resultante foi agitada a 95 0 C durante 16 h. 1-metilimidazol (2,3 mL, 28,4 mmol) foi então adicionado à mistura de reação e agitou- se ainda a 95 0 C durante 1 dia. Após resfriamento até à temperatura ambiente, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo, lavou-se sequencialmente com água desionizada e etanol. As pérolas de resina foram lavadas e suspensas em solução de hidróxido de sódio etanólico e refluiu durante a noite. As pérolas de resina foram filtradas e lavadas sucessivamente com água desionizada e etanol várias vezes e, finalmente, secas ao ar. A funcionalização quimica do polimero com o grupo ácido carboxilico foi determinada como sendo 0,16 mmol / g, conforme determinado por titulação seguindo o procedimento do Exemplo 2. Exemplo 39: Preparação de poli [estireno-CO- (4- vinilbenzilamino) - ácido acético -co-3-metil-l- (4- vinilbenzil) -3H-imidazol-l-io cloreto-co-divinilbenzeno]

[0301] O poli (estireno-co-vinilbenzilcloro-co- divinilbenzeno) (Cl" = densidade de ~ 4,0 mmol / g, 10 g, 40 mmol) foi carregado em um balão de 100 mL equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Dimetilformamida seco (80 ml) foi adicionado ao balão (através de uma cânula sob N2) , enquanto se agita e, consequentemente, a pasta viscosa uniforme da resina de polimero foi obtido. Glicina (1,2 g, 15,9 mmol) foi então adicionada à pasta de resina e a mistura de reação resultante foi agitada a 95 0 C durante 2 dias. 1-metilimidazol (2,3 mL, 28,4 mmol) foi então adicionado à mistura de reação e agitou-se ainda a 95 0 C durante 12 horas. Após resfriamento até à temperatura ambiente, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo, lavou-se sequencialmente com água desionizada e etanol, e, finalmente, seco ao ar. A funcionalização quimica do polimero com o grupo ácido carboxílico foi determinada como sendo 0,05 mmol / g, conforme determinado por titulação seguindo o procedimento do Exemplo 40: Preparação de poli [estireno-co (1-vinil-lH- imidazol) -co-divinilbenzeno]

[0302] A um balão de fundo redondo de 500 mL (RBF) contendo uma solução agitada de 1,00 g de poli (álcool vinilico) em 250, 0 mL de H2O desionizada a 0 0 C adiciona-se gradualmente uma solução contendo 35 g (371mmol) de 1 - vinilimidazole, 10 g (96 mmol) de estireno, 1 g (7,7 mmol) de divinilbenzeno (DVB) e 1,5 g (9,1 mmol) de azobisisobutironitrila (AIBN) em 150 mL de uma mistura 1:1 (em volume) de benzeno / tetra-hidrofurano (THF) a 0o C. Após 2 horas de agitação a 0o C para homogeneizar a mistura, o frasco de reação é transferido para um banho de óleo para aumentar a temperatura da reação a 75 0 C, e a mistura é agitada vigorosamente durante 24 horas. O polimero resultante é filtrado no vácuo utilizando um funil de frita de vidro, lavada várias vezes com 20% (em volume) de metanol em água, THF e MeOH, e em seguida secou-se durante a noite a 50 0 C sob pressão reduzida. Exemplo 41: Preparação de poli (estireno-co-cloreto de vinilbenzilmetilimidazolio-co-cloreto-co vinilbenzilmetilmorfolinio-vinilbenziltrifenilfosfônio cloreto-co-divinilbenzeno)

[0303] 1-metilimidazol (4,61 g, 56,2 mmol), 4- metilmorfolina (5,65 g, 56,2 mmol), e trifenilfosfina (14,65, 55,9 mmol) foram carregados em um balão de 500 ml equipado com uma barra de agitação magnética e um condensador. A acetona (100 ml) foi adicionada ao balão e a mistura foi agitada a 50 ° C durante 10 min. Poli (estireno-co- vinilbenzilcloro-co-divinilbenzeno) (1% de DVB, Cl- = densidade de 4,18 mmol / g de resina seca, 40,22g, 168 mmol) foi carregado no frasco com agitação até se obter uma suspensão uniforme de polimero. A mistura reacional resultante foi submetida a refluxo durante 24 h. Após resfriamento, a mistura reacional foi filtrada utilizando um funil de frita de vidro sob vácuo, lavou-se sequencialmente com acetato de etila e acetona, e secou-se durante a noite a 70 0 C. A funcionalização quimica da resina de polimero com cloreto de grupos foi determinada para ser 2,61 mmol / g de resina seca por meio de titulação. Exemplo 42: Preparação de poli sulfonados (estireno-co- vinilbenzilmetilimidazolio bissulfato-co- vinilbenzilmetilmorfolinio bissulfato-co-vinilbenziltrifenil fosfônio bissulfato-co divinilbenzeno)

[0304] O poli (estireno-co-cloreto-co vinilbenzilmetilimidazólio vinilbenzilmetilmorfolinio cloreto-co-cloreto de vinilbenziltriphenilfosfônio codivinilbenzeno) (35,02 g) foi carregada em um balão de 500 ml equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Ácido sulfúrico fumante (20% SO3 livre, 175 mL) foi gradualmente adicionada ao balão e agitou-se para formar a suspensão de resina vermelha escura. A mistura foi agitada durante a noite a 90 0 C. Depois do resfriamento até à temperatura ambiente, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo e, em seguida, lavada várias vezes com água desionizada até que o efluente estivesse neutro, tal como determinado por papel de pH. A resina de polimero sulfonado foi seca ao ar até um teor de umidade final de 56% g H2O / g de polimero molhado. A funcionalização quimica da resina de polimero com grupos de ácido sulfônico foi determinada como sendo 3,65 mmol / g de resina seca. Exemplo 43: Preparação de poli (estireno-co-cloreto de vinilbenzilmetilimidazolio-co-cloreto-co vinilbenzilmetilmorfolinio -vinilbenziltrifenilfosfônio cloreto-co-divinilbenzeno)

[0305] 1-metilimidazol (7,02 g, 85,5 mmol), 4- metilmorfolina (4,37 g, 43,2 mmol) e trifenilfosfina (11,09, 42,3 mmol) foram carregados em um balão de 500 ml equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. A acetona (100 ml) foi adicionada ao balão e a mistura foi agitada a 50° C durante 10 min. Poli (estireno-co-vinilbenzilcloro-co- divinilbenzeno) (1% de DVB, Cl- = densidade de 4,18 mmol / g de resina seca, 40.38g, 169 mmol) foram carregados em um frasco com agitação até obter uma suspensão uniforme. A reação resultante mistura foi submetida a refluxo durante 18 h. Após resfriamento, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo, lavou-se sequencialmente com acetato de etilo e acetona, e secou-se a 70 ° C durante a noite. A funcionalização quimica da resina de polimero com grupos cloreto foi determinada para ser 2,36 mmol / g de resina seca de resina seca por meio de titulação. Exemplo 44: Preparação de poli sulfonados (estireno-co- vinilbenzilmetilimidazolio bissulfato-co- vinilbenzilmetilmorfolinio bissulfato-co-vinilbenziltrifenil fosfônio bissulfato-co divinilbenzeno)

[0306] Poli (estireno-co- cloreto de vinilbenzilmetilimidazolio -co - cloreto de vinilbenzilmetilmorfolinium -co-cloreto de vinilbenziltrifenilfosfônium co-divinilbenzeno) (35,12 g) foi carregado em um balão de 500 ml equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Ácido sulfúrico fumante (20% SO3 livre, 175 mL) foi gradualmente adicionado ao balão e agitou-se para formar pasta de cor vermelha-escura de resina. A pasta foi agitada a 90 0 C durante a noite. Após resfriamento, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo e, em seguida, lavada várias vezes com água desionizada até que o efluente estivesse neutro, tal como determinado por papel de pH. As pérolas foram finalmente sulfonadas secas ao ar. A funcionalização quimica da resina de polimero com grupos de ácido sulfônico foi determinada como sendo 4,38 mmol / g de resina seca. Exemplo 45: Preparação de poli (estireno-co-cloreto de vinilbenzilmetilmorfolinio-co-cloreto de vinilbenziltrifenilfosfônio-co-divinilbenzeno)

[0307] 4-metilmorfolina (8,65 g, 85,5 mmol) e trifenilfosfina (22,41, 85,3 mmol) foram carregados em um balão de 500 ml equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. A acetona (100 ml) foi adicionada ao balão e a mistura foi agitada a 50 ° C durante 10 min. Poli (estireno- co vinilbenzilcloro-co-divinilbenzeno) (1% de DVB, Cl- = densidade de 4,18 mmol / g de resina seca, 40,12g, 167 mmol) foram carregados em um frasco com agitação até obter uma suspensão homogénea foi obtida. A mistura de reação resultante foi submetida a refluxo durante 24 h. Após resfriamento, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo, lavou-se sequencialmente com acetato de etila e acetona, e secou-se a 70 ° C durante a noite. A funcionalização quimica da resina de polimero com grupos cloreto foi determinada a ser 2,22 mmol / g resina seca via titrimetria. Exemplo 46: Preparação de poli sulfonados (estireno-co- vinilbenzilmetilmorfolinium bissulfato-co- vinilbenziltrifenilfosfônium bissulfato-co-divinilbenzeno)

[0308] O poli (estireno-co-cloreto de vinilbenzilmetilimidazolio -co - cloreto de vinilbenzilmetilmorfolinio -co-cloreto de vinilbenziltrifenilfosfônio co-divinilbenzeno) (35,08 g) foi carregado em um balão de 500 ml equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Ácido sulfúrico fumante (20% SO3 livre, 175 mL) foi gradualmente adicionada ao balão e agitou-se para formar pasta de cor vermelha-escura de resina. A pasta foi agitada a 90 0 C durante a noite. Após resfriamento, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo e em seguida lavado várias vezes com água desionizada até que o efluente ser neutro, tal como determinado por papel de pH. Os grânulos foram sulfonados e secos sob ar até um teor de umidade final de 52% g de H2O / g de resina úmida. A funcionalização quimica da resina de polimero com grupos de ácido sulfônico foi determinada como sendo 4,24 mmol / g de resina seca. Exemplo 47: Preparação de resina de fenol-formaldeido

[0309] fenol (12,87 g, 136,8 mmol) foi dispensado a um frasco de 100 ml de fundo redondo (BFR) equipado com uma barra de agitação e condensador. Água desionizada (10g) foi carregada no frasco. Foram adicionados solução a 37% de formalina (9,24 g, 110 mmol) e ácido oxálico (75 mg). A mistura reacional resultante foi submetida a refluxo durante 30 min. Ácido oxálico adicional (75mg) foi então adicionado e o refluxo continuou durante mais 1 hora. Pedaço de resina sólida foi formado, a qual foi moida até um pó grosseiro utilizando um almofariz e pilão. A resina foi lavada várias vezes com água e metanol e depois secos a 70 ° C durante a noite. Exemplo 48: Preparação de resina de fenol-formaldeido clorometilado

[0310] Resina de fenol-formaldeido (5,23 g, 44 mmol) foi distribuída em um balão de fundo redondo de 100 ml de três gargalos (BFR) equipado com uma linha de barra de agitação, condensador e atmosfera de nitrogênio. Dicloroetano anidro (DCE, 20 ml) foi então carregado para o frasco. Para suspensão resfriada com gelo de resina em DCE, cloreto de zinco (6,83 g, 50 mmol) foi adicionado. Éter metilico de clorometil (4,0 ml, 51 mmol) foi então adicionado gota a gota à reação. A mistura foi aquecida até à temperatura ambiente e agitou-se a 50 ° C durante 6h. A resina de produto foi recuperada por filtração sob vácuo e lavou-se sequencialmente 40 ° C durante a noite. Exemplo 49; Preparação de resina de fenol-formaldeido trifenilfosfina funcionalizada

[0311] trifenilfosfina (10,12, 38,61 mmol) foi carregada em um balão de 100 mL equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. A acetona (30 ml) foi adicionada ao balão e a mistura foi agitada a 50 ° C durante 10 min. Resina fenol-formaldeido clorometilado (4.61g, 38.03 mmol) foi carregado em um balão com agitação. A mistura reacional resultante foi submetida a refluxo durante 24 h. Após resfriamento, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo, lavou-se sequencialmente com acetato de etila e acetona, e secou-se a 70 ° C durante a noite. Exemplo 50: Preparação de resina de fenol-formaldeido sulfonados funcionalizado com trifenilfosfina

[0312] Resina de fenol-formaldeido-se funcionalizado com trifenilfosfina (5,12 g, 13,4 mmol) foi carregado em um frasco de 100 mL equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Ácido sulfúrico fumante (20% SO3 livre, 25 mL) foi gradualmente adicionada ao balão e agitou-se para formar pasta de resina de cor vermelha-escura. A pasta foi agitada a 90° C durante a noite. Após resfriamento, a mistura de reação em seguida lavado várias vezes com água desionizada até que o efluente estivesse neutro, tal como determinado por papel de pH. A resina sulfonada foi seca sob ar com um teor de umidade final de 49% g H2O / g de resina úmida. A funcionalização quimica da resina de polimero com grupos de ácido sulfônico foi determinada como sendo 3,85 mmol / g de resina seca. Exemplo 51: Preparação de poli (estireno-co-vinilimidazol-co- divinilbenzeno)

[0313] Água desionizada (75 mL) foi carregada em um balão de fundo redondo de 500 ml com três gargalos equipado com um agitador mecânico, condensador e N2. Cloreto de sódio (1,18 g) e carboximetilcelulose (0,6 lg) foram carregados para o balão e agitou-se durante 5 min. A solução de vinilimidazol (3,9 mL, 42,62 mmol), estireno (4,9 mL, 42,33 mmol) e divinilbenzeno (0,9 mL, 4,0 mmol) em iso-octanol (25 ml) foi carregada para dentro do balão. A emulsão resultante foi agitada a 500 rpm à temperatura ambiente durante lh. O peróxido de benzoila (75%, l,205g) foi adicionado, e a temperatura foi aumentada para 80 0 C. A mistura de reação foi aquecida durante 8 h a 80 0 C com velocidade de agitação de 500 rpm. O produto de polimero foi recuperado por filtração sob vácuo e lavado com água e acetona várias vezes. O polimero isolado foi purificado por extracção de Soxhlet com água e acetona. A resina foi seca a 40 O C durante a noite. Exemplo 52 :Preparação de poli(estireno-co- vinilmetilimidazolium iodeto-co-divinilbenzeno)

[0314] O poli (estireno-co-vinilimidazole-co- divinilbenzeno) (3,49 g, 39 mmol) foi distribuído em um balão de fundo redondo de 100 ml de três gargalos (BFR) equipado com uma linha de barra de agitação, condensador e atmosfera de nitrogênio. Tetra-hidrofurano anidro (20 ml) foi então carregado para o frasco. Para suspensão resfriada com gelo de resina em tetrahidrofurano, t-butóxido de potássio (5,62 g, 50 mmol) foi adicionado e agitado durante 30 min. iodometano (3,2 ml, 51 mmol) foi então adicionado gota a gota à reação. A mistura foi aquecida até à temperatura ambiente e agitou-se a 50 ° C durante 6h. A resina de produto foi recuperada por filtração sob vácuo e lavou-se sequencialmente com água, acetona e diclorometano. A resina lavada foi seca a 40 ° C durante a noite. Exemplo 53: Preparação de poli sulfonados (estireno-co- vinilmetilimidazolium bissulfato-co-divinilbenzeno)

[0315] O poli (estireno-co-vinilmetilimidazolium iodeto- codivinilbenzeno) (3,89 g, 27,8 mmol) foi carregado em um frasco de 100 mL equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Ácido sulfúrico fumante (20% SO3 livre, 20 mL) foi gradualmente adicionada ao balão e agitou-se para formar pasta de cor vermelha-escura. A pasta foi agitada a 90 0 C durante a noite. Após resfriamento, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo e em seguida lavado várias vezes com água desionizada até que o efluente ser neutro, tal como determinado por papel de pH. O polimero sulfonado foi seco sob ar com um teor de umidade final de 51% g H2O / g de resina úmida. Exemplo 54: Preparação de poli (estireno-co-cloreto de vinilbenziltrifenilfosfônio-co-divinilbenzeno)

[0316] Trifenilfosfina foi carregada para um frasco de 250 ml equipado com uma barra de agitação magnética e condensador foi carregado (38,44 g, 145.1mmol). Acetona (50 mL) foi adicionado ao balão e a mistura foi agitada a 50 0 C durante 10 min. Poli (estireno-co-vinilbenzilcloro-co- divinilbenzeno)(8% de DVB, Cl " = densidade de 4,0 mmol / g de resina seca, 30,12g, 115,6 mmol) foi carregado em um frasco com agitação até obter uma suspensão homogênea. A mistura de reação resultante foi aquecida a refluxo durante 24 h. Após resfriamento, a reação mistura foi filtrada através de funil de frita de vidro sob vácuo, lavou-se sequencialmente com acetato de etila e acetona, e secou-se a 70 0 C durante a noite. A funcionalização quimica da resina de polimero com grupos trifenilfosfônio foi determinada para ser 1,94 mmol / g de resina seca por meio de titulação. Exemplo 55: Preparação de poli sulfonados (estireno-co- vinilbenziltrifenil fosfônio bissulfato-co-divinilbenzeno)

[0317] O poli (estireno-CO- vinilbenziltrifenilfosfônio cloreto-codivinilbenzeno) (40,12 g) foi carregado em um balão de 500 ml equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Ácido sulfúrico fumante (20% SO3 livre, 160 mL) foi gradualmente adicionada ao balão e agitou-se para formar pasta de cor vermelha-escura de resina. A pasta foi agitada a 90 0 C durante a noite. Após resfriamento, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo e em seguida lavado várias vezes com água desionizada até que o efluente ser neutro, tal como determinado por papel de pH. Os grânulos foram sulfonados e secos sob ar até um teor de umidade final de 54% g H2O / g de resina úmida. A funcionalização quimica da resina de polimero com grupos de ácido sulfônico foi determinada como sendo 4,39 mmol / g de resina seca. Exemplo 56: Preparação de poli (estireno-co-cloreto de vinilbenziltrifenilfosfônio-co-divinilbenzeno

[0318] Trifenilfosfina foi carregada para um frasco de 250 ml equipado com uma barra de agitação magnética e condensador foi carregado (50,22 g, 189,6 mmol). Acetona (50 mL) foi adicionada ao frasco e a mistura foi agitada a 50 0 C durante 10 min. Poli (estireno-co-vinilbenzilcloro-co- divinilbenzeno) (4% de DVB, Cl " = densidade de 5,2 mmol / g de resina seca, de 30,06 g, 152,08 mmol) foi carregado em um frasco com agitação até obter uma suspensão uniforme foi obtido. A reação resultante mistura foi submetida a refluxo durante 24 h. Após resfriamento, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo, lavou- se sequencialmente com acetato de etilo e acetona, e secou-se a 70 ° C durante a noite. A funcionalização quimica da resina de polimero com grupos trifenilfosfônio foi determinado a ser 2,00 mmol / g resina seca via titrimetria. Exemplo 57: Preparação de poli sulfonados (estireno-co- vinilbenziltrifenil fosfônio bissulfato-co-divinilbenzeno)

[0319] O poli (estireno-co-cloreto de vinilbenziltrifenilfosfônio-co-divinilbenzeno) (40,04 g) foi carregada em um balão de 500 ml equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Ácido sulfúrico fumante (20% SO3 livre, 160 mL) foi gradualmente adicionada ao balão e agitou-se para formar pasta de cor vermelha-escura de resina. A pasta foi agitada a 90 0 C durante a noite. Após resfriamento, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo e em seguida lavado várias vezes com água desionizada até que o efluente estivesse neutro, tal como determinado por papel de pH. Os grânulos foram sulfonados e secos sob ar até um teor de umidade final de 47% g H2O / g de resina úmida. A funcionalização quimica da resina de polimero com grupos de ácido sulfônico foi determinada como sendo 4,36 mmol / g de resina seca. Exemplo 58: Preparação de poli (estireno-co-cloreto de vinilbenzilmetilimidazolium-co-divinilbenzeno)

[0320] Para um frasco de 250 ml equipado com uma barra de agitação e condensador foi carregado 1-metilimidazol magnético (18 mL, 223,5 mmol). Acetona (75 mL) foi adicionado ao balão e a mistura foi agitada a 50 0 C durante 10 min. Poli (estireno-co-vinilbenzilcloro-co-divinilbenzeno) (8% de DVB, Cl“ = densidade de 4,0 mmol / g de resina seca, 40,06, 153,7 mmol) foi carregado em um frasco com agitação até obter uma suspensão homogênea. A mistura de reação resultante foi submetida a refluxo durante 24 h. Após resfriamento, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo, lavou-se sequencialmente com acetato de etila e acetona, e secou-se a 70 0 C durante a noite. A funcionalização quimica da resina de polimero com grupos cloreto metilimidazólio foi determinada para ser 3,54 mmol / g de resina seca por meio de titulação. Exemplo 59: Preparação de poli sulfonados (estireno-co- vinilbenzilmetilimidazolium bissulfato-co-divinilbenzeno)

[0321] O poli (estireno-co-vinilbenzilmetilimidazolio cloreto-co-divinilbenzeno) (30,08 g) foi carregado em um balão de 500 ml equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Ácido sulfúrico fumante (20% livre SO3, 120 mL) foi gradualmente adicionada ao balão e agitou-se para formar pasta de cor vermelha-escura de resina. A pasta foi agitada a 90 0 C durante a noite. Após resfriamento, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo e em seguida lavado várias vezes com água desionizada até que o efluente ser neutro, tal como determinado por papel de pH. Os grânulos foram sulfonados e secos sob ar até um teor de umidade final de 50% g H2O / g de resina úmida. A funcionalização quimica da resina de polimero com grupos de ácido sulfônico foi determinada como sendo 2,87 mmol / g de resina seca. Exemplo 60: Preparação de poli (estireno-co-cloreto de vinilbenzilmetilimidazolium-co-divinilbenzeno)

[0322] Para um frasco de 250 ml equipado com uma barra de agitação e condensador foi carregado 1-metilimidazole magnético (20 mL, 248,4 mmol). Acetona (75 mL) foi adicionado ao balão e a mistura foi agitada a 50 ° C durante 10 min. Poli (estireno-co-vinilbenzilcloro-co-divinilbenzeno) (4% de DVB, Cl " = densidade de 5,2 mmol / g de resina seca, 40,08, 203,8 mmol) foi carregado em um frasco com agitação até obter uma suspensão homogênea foi obtida. A mistura de reação resultante foi submetida a refluxo durante 24 h. Após resfriamento, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo, lavou-se sequencialmente com acetato de etila e acetona, e secou-se a 70 ° C durante a noite. A funcionalização quimica da resina de polimero com grupos cloreto metilimidazólio foi determinada para ser 3,39 mmol / g de resina seca por meio de titulação. Exemplo 61: Preparação de poli sulfonados (estireno-co- vinilbenzilmetilimidazolium bissulfato-co-divinilbenzeno)

[0323] O poli (estireno-CO- vinilbenzilmetilimidazolium cloreto-codivinilbenzeno) (30,14 g) foi carregada em um balão de 500 ml equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Ácido sulfúrico fumante (20% SO3 livre, 120 mL) foi gradualmente adicionada ao balão e agitou-se para formar pasta de cor vermelha-escura de resina. A pasta foi agitada a 90 0 C durante a noite. Após resfriamento, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo e em seguida lavado várias vezes com água desionizada até que o efluente ser neutro, tal como determinado por papel de pH. Os grânulos foram sulfonados e secos sob ar até um teor de umidade final de 55% g H2O / g de resina úmida. A funcionalização quimica da resina de polimero com grupos de ácido sulfônico foi determinada como sendo 2,78 mmol / g de resina seca. vinilbenziltrifenilfosfônio-co-divinilbenzeno)

[0324] Trifenilfosfina foi carregada para um frasco de 250 ml equipado com uma barra de agitação magnética e condensador foi carregado (44,32 g, 163.9mmol). Acetona (50 mL) foi adicionada ao balão e a mistura foi agitada a 50 ° C durante 10 min. Poli (estireno-co-vinilbenzilcloro-co- divinilbenzeno) (13% de DVB resina macroporosa, Cl- = densidade de 4,14 mmol / g de resina seca, 30.12g, 115,6 mmol) foi carregado em um frasco com agitação até obter uma suspensão uniforme. A mistura reacional resultante foi submetida a refluxo durante 24 h. Após resfriamento, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo, lavou-se sequencialmente com acetato de etilo e acetona, e secou-se a 70 ° C durante a noite. Exemplo 63; Preparação de poli sulfonados (estireno-co- vinilbenziltrifenil fosfônio bissulfato-co-divinilbenzeno)

[0325] O poli (estireno-CO- vinilbenziltrifenilfosfônium cloreto-codivinilbenzeno) (30,22 g) foi carregado em um balão de 500 ml equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Ácido sulfúrico fumante (20% SO3 livre, 90 mL) foi gradualmente adicionada ao balão e agitou-se para formar pasta de resina de cor vermelha-escura. A pasta foi agitada a 90 0 C durante 1 hora. Após resfriamento, a mistura de reação em seguida lavado várias vezes com água desionizada até que o efluente ser neutro, tal como determinado por papel de pH. Os grânulos foram sulfonados e secos sob ar até um teor de umidade final de 46% g H2O / g de resina úmida. A funcionalização quimica da resina de polimero com grupos de ácido sulfônico foi determinada como sendo 2,82 mmol / g de resina seca. Exemplo 64: Preparação de poli (estireno-co-cloreto de vinilbenziltrifenilfosfônio-co-divinilbenzeno)

[0326] Trifenilfosfina foi carregada para um frasco de 250 ml equipado com uma barra de agitação magnética e condensador foi carregado (55,02 g, 207.7mmol). Acetona (50 mL) foi adicionada ao balão e a mistura foi agitada a 50 0 C durante 10 min. Poli (estireno-co-vinilbenzilcloro-co- divinilbenzeno) (6,5% de DVB resina macroporosa, Cl" = densidade de 5,30 mmol / g de resina seca, 30.12g, 157,4 mmol) foi carregado em um frasco com agitação até obter uma suspensão uniforme. A mistura reacional resultante foi submetida a refluxo durante 24 h. Após resfriamento, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo, lavou-se sequencialmente com acetato de etilo e acetona, e secou-se a 70 0 C durante a noite. Exemplo 65: Preparação de poli sulfonados (estireno-co- vinilbenziltrifenilfosfônio bissulfato-co-divinilbenzeno)

[0327] O poli (estireno-co- vinilbenziltrifenilfosfônium cloreto-co-divinilbenzeno) (30,12 g) foi carregada em um balão de 500 ml equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Ácido sulfúrico fumante (20% SO3 livre, 90 mL) foi gradualmente adicionada ao balão e agitou-se para formar pasta de cor vermelha-escura de resina. A pasta foi agitada a 90 0 C durante 1 hora. Após resfriamento, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo e, em seguida, lavada repetidamente com água desionizada até que o efluente ser neutro, tal como determinado por papel de pH. Os grânulos foram sulfonados e secos sob ar até um teor de umidade final de 4 9% g H 2 0 / g de resina úmida. A funcionalização quimica da resina de polimero com grupos de ácido sulfônico foi determinada como sendo 2,82 mmol / g de resina seca. Exemplo 66: Preparação de poli (estireno-co-cloreto de vinilbenziltrifenilfosfônio-co-divinilbenzeno)

[0328] Trifenilfosfina foi carregada para um frasco de 250 ml equipado com uma barra de agitação magnética e condensador foi carregado (38,42 g, 145,0 mmol). Acetona (50 mL) foi adicionada ao balão e a mistura foi agitada a 50 0 C durante 10 min. Poli (estireno-co-vinilbenzilcloro-co- divinilbenzeno) (4% de DVB, Cl- = densidade de 4,10 mmol / g de resina seca, 30,12g, 115,4 mmol) foi carregado em um frasco com agitação até obter uma suspensão uniforme. A reação resultante mistura foi submetida a refluxo durante 24 h. Após resfriamento, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo, lavou-se sequencialmente com acetato de etila e acetona, e secou-se a 70 0 C durante a noite. Exemplo 67: Preparação de poli sulfonados (estireno-co- vinilbenziltrifenilfosfônium bissulfato-co-divinilbenzeno)

[0329] O poli (estireno-CO- vinilbenziltrifenilfosfônium cloreto-codivinilbenzeno) (30,18 g) foi carregada em um balão de 500 ml equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Ácido sulfúrico fumante (20% SO3 livre, 120 mL) foi gradualmente adicionada ao balão e agitou-se para formar pasta de cor vermelha-escura de resina. A pasta foi agitada a 90 0 C durante a noite. Após resfriamento, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo e em seguida lavado várias vezes com água desionizada até que o efluente ser neutro, tal como determinado por papel de pH. Os grânulos foram sulfonados e secos sob ar até um teor de umidade final de 59% g H2O / g de resina úmida. A funcionalização quimica da resina de polimero com grupos de ácido sulfônico foi determinada como sendo 3,03 mmol / g de resina seca. vinilbenziltrifenilfosfônio-co-divinilbenzeno)

[0330] Trifenilfosfina foi carregada para um balão de 500 ml equipado com uma barra de agitação magnética e condensador foi carregado (44,22 g, 166,9 mmol). Acetona (70 mL) foi adicionada ao balão e a mistura foi agitada a 50 0 C durante 10 min. Poli (estireno-co-vinilbenzilcloro-co- divinilbenzeno) (4% de DVB, Cl- = densidade de 3,9 mmol / g de resina seca, 35, 08 g, 130,4 mmol) foi carregado em um frasco com agitação até obter uma suspensão uniforme foi obtido. A reação resultante mistura foi submetida a refluxo durante 24 h. Após resfriamento, a mistura de reação foi filtrada utilizando funil de frita de vidro sob vácuo, lavou- se sequencialmente com acetato de etila e acetona, e secou-se a 70 ° C durante a noite. Exemplo 69: Preparação de poli sulfonados (estireno-co- vinilbenziltrifenil fosfônio bissulfato-co-divinilbenzeno)

[0331] O poli (estireno-co-vinilbenziltrifenilfosfônium cloro- codivinilbenzeno) (30,42 g) foi carregada em um balão de 500 ml equipado com uma barra de agitação magnética e condensador. Ácido sulfúrico fumante (20% SO3 livre, 120 mL) foi gradualmente adicionada ao balão e agitou-se para formar pasta de resina de cor vermelha-escura. A pasta foi agitada a 90 0 C durante a noite. Após resfriamento, a mistura de vácuo e em seguida lavado várias vezes com água desionizada até que o efluente estivesse neutro, tal como determinado por papel de pH. Os grânulos foram sulfonados e secos sob ar até um teor de umidade final de 57% g H2O / g de resina úmida. A funcionalização quimica da resina de polimero com grupos de ácido sulfônico foi determinada como sendo 3,04 mmol / g de resina seca. Exemplo 70: Preparação de poli (cloreto de butil- vinilimidazolio-co-cloreto de butilimidazolio-co-estireno)

[0332] Para um balão de 500 ml equipado com um agitador mecânico e condensador de refluxo é adicionado 250 mL de acetona, 10g de imidzol, 14g de vinilimidazol, 15g de estireno, 30g de diclorobutano e 1 g de azobisisobutironitrila (AIBN). A solução é agitada em condições de refluxo durante 12 horas para produzir uma massa sólida de polimero. O polimero sólido é removido do frasco, foi lavado repetidamente com acetona, e moido até um pó grosseiro utilizando um almofariz e um pilão para se obter o produto. Exemplo 71: Preparação de poli sulfonados (butil- vinilimidazolio bissulfato-co-butilimidazolio bissulfato-co- estireno)

[0333] Poli (butil-vinilimidazolium cloreto-co-cloreto de butylimidazolium-co-estireno), 30,42 g) é carregado em um balão de 500 ml equipado com um agitador mecânico. Ácido sulfúrico fumante (20% livre SO3, 120 ml) adiciona-se gradualmente para dentro do frasco até que o polimero esteja totalmente suspenso. A pasta resultante é agitada a 90 ° C durante 5 horas. Após resfriamento, a mistura de reação é filtrada através de funil de frita de vidro sob vácuo e em seguida lavada várias vezes com água desionizada até que o efluente seja neutro, tal como determinado por papel de pH. Digestão catalítica de materiais lignocelulósicos Exemplo Bl: Digestão do bagaço de cana-de-açúcar -de-açúcar usando o catalisador descrito no Exemplo 3

[0334] O bagaço de cana-de-açúcar (50% g H2O / g de bagaço de molhado, com uma composição de matéria seca de: 39,0% g glucana / g de biomassa seca, 17,3% g xilana / g de biomassa seca, 5,0% g arabinano / g de biomassa seca, 1,1% g galactano / g de biomassa seca, 5,5% g de etil / g de biomassa seca, 5,0% g extrativos / g de biomassa seca solúvel, 24,1% g lignina / g de biomassa seca, e de 3,1% g ash / g de biomassa seca) foi cortada, de tal modo que o tamanho máximo de partícula não era maior do que 1 cm. A composição da biomassa lignocelulósica foi determinada utilizando um método baseado em procedimentos conhecidos no estado da técnica. Veja R. Ruiz e T. Ehrman, "determinação de carboidratos em biomassa por Cromatografia Líquida de Alta Performance", NREL Laboratório procedimento analitico LAP-002 (1996); D. Tempelton e T. Ehrman, "Determinação de ácido e lignina insolúvel em Biomassa," NREL Laboratório procedimento analitico LAP-003 (1995); T. Erhman, "Determinação do Acid- Solúvel lignina em Biomassa," NREL Laboratório procedimento analitico LAP-004 (1996); e T. Ehrman, "Método Padrão para Ash em Biomassa," NREL Laboratório procedimento analitico LAP-005 (1994).

[0335] Para um frasco de reação de vidro, cilíndrico de de 15 ml foi adicionado: 0,50 g da amostra de bagaço de cana- de-açúcar , 0,30 g de catalisador preparado como no Exemplo 3 (o conteúdo inicial de umidade: 12% g H2O / g de catalisador dispensado), e 800 pl H2O desionizada. Os reagentes foram misturados cuidadosamente com uma vareta de agitação de vidro para distribuir as particulas de catalisador uniformemente por toda a biomassa. A mistura resultante foi suavemente comprimida para produzir um bolo de reagente sólido. O reator de vidro foi selado com uma tampa fenólica e incubado a 120° C durante quatro horas. Exemplo B2: Separação de Mistura Catalisador / Produto a partir da hidrólise do bagaço de cana-de-açúcar

[0336] O reator de vidro cilíndrico do Exemplo 41 foi resfriado até à temperatura ambiente e não selado. 5,0 mL de H2O destilada foi adicionada ao reator de frasco e a mistura resultante de produtos líquidos e sólidos foi agitada durante 2 minutos por agitação magnética. Após agitação, os sólidos foram deixados a sedimentar durante 30 segundos para produzir a mistura em camadas. 0 catalisador sólido formou uma camada na parte inferior do reator frasco. A lignina e biomassa residual formada na camada sólida acima do catalisador sólido. Os beta-glucana de cadeia curta formaram uma camada de sólidos amorfos acima da lignina e da biomassa residual. Finalmente, os açúcares solúveis formaram uma camada de líquido acima de beta-glucanos de cadeia curta. Exemplo B3: Recuperação de açúcares e carboidratos solúveis a partir da hidrólise do bagaço de cana-de-açúcar

[0337] O sobrenadante e os materiais insolúveis residuais a partir do Exemplo 42 foram separados por decantação. 0 teor de açúcar solúvel em produtos de hidrólise foi determinado por uma combinação de cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) e métodos espectrofotométricos. Determinação por HPLC de açúcares solúveis e oligossacarideos foi realizada em um instrumento Série 1050 da Hewlett-Packard equipado com um detector de índice de refracção (IR) utilizando uma Coluna de Phenomenex HPB de 30 cm x 7,8 milímetros com água como a fase móvel. A coluna de açúcar foi tanto protegida por uma coluna de guarda de sulfonados- poliestireno de troca-chumbo quanto uma coluna de guarda aniônica de troca trialquilamôniohidroxido. Todas as amostras de HPLC foram microfiltrada utilizando um filtro de seringa de 0,2 pm antes da injeção. As concentrações das amostras foram determinadas por referência a uma calibração gerada a partir de padrões conhecidos.

[0338] A capacidade do catalisador para hidrolisar os componentes de celulose e de hemicelulose da biomassa em açúcares solúveis foi medida por determinação da constante de taxa efetiva de primeira ordem. A extensão da reação de uma espécie quimica (por exemplo, glucano, xilano, arabinano) foi determinada por cálculo da razão de moles de espécies isoladas para as moles teóricas das espécies que seriam obtidos como resultado da conversão completa do reagente de entrada com base na composição conhecida da biomassa de entrada e os pesos moleculares conhecidos dos reagentes e produtos e as estequiometrias conhecidas das reações em consideração.

[0339] Para a digestão de bagaço de cana-de-açúcar usando um catalisador, tal como descrito no Exemplo 3, a constante de velocidade de primeira ordem para a conversão de xilano de xilose foi determinada como sendo 0,3 / hora. A velocidade de primeira ordem para a conversão constante de glucano de monossacarideos e oligossacarideos solúveis (incluindo dissacarideos) foi determinado como sendo 0,08 / hr. Exemplo B4 : Recuperação Oligo-glucanos insolúveis a partir de hidrolisado de bagaço de cana-de-açúcar

[0340] Um adicional de 5,0 mL de água foi adicionada aos sólidos residuais a partir do Exemplo 43 e a mistura foi agitada suavemente a suspender apenas as particulas mais leves. A suspensão foi decantada para remover as particulas de luz a partir da lignina residual e catalisador residual, que permaneceu no sedimento sólido no fundo do reator. As particulas sólidas eram concentrou-se por centrifugação.

[0341] O número médio do grau de polimerização (DOPN) de glucanos insolúveis em água residual (incluindo oligossacarideos de cadeia curta) foi determinado por extração dos glucanos em ácido fosfórico gelado, precipitando os carboidratos extraidos em água, e medindo a razão de terminal de açúcares redutores para o número de monômeros de açúcar total pelo método de Zhang e Lynd. Ver Y.-H. Percival Zhang e Lee R. Lynd, "Determinação da Em umber grau médio de polimerização de Cellodextrins e Celulose com aplicativo para enzimática A hidrólise", Biomacromolecules, 6, 1510 - 1515 (2005). Análise espectrofotométrica UV-Visivel foi realizada em um instrumento Beckman DU-640. Em casos onde a digestão da hemicelulose estava completa (como determinado por HPLC), necessidade de extração com ácido fosfórico. Em alguns casos, o número de grau médio de polimerização foi verificado por meio de Cromatografia de Permeaçâo em Gel (GPC) de celulose realizada utilizando um procedimento adaptado do método de Evans et ai. Ver R. Evans, R. Wearne, AFA Wallis, "Distribuição de peso molecular de celulose como a sua Tricarbanilate por Cromatografia por exclusão de tamanho de Alta Performance", J. Appl. Pol. Set, 37, 3291-3303 (1989).

[0342] Em um frasco de 20 mL de reação contendo 3 ml de DMSO seco, foi suspensa uma amostra de cerca de 50 mg de celulose (seca durante a noite a 50 ° C sob pressão reduzida). O frasco de reação foi selado com um septo de PTFE, lavado com N2 seco, seguido pela adição de 1,0 ml de isocianato de fenila através de uma seringa. A mistura de reação foi incubada a 60° C durante 4 horas com mistura periódica, até que a maioria da celulose tenha sido dissolvida. O excesso de isocianato foi extinto pela adição de 1,0 mL de MeOH seco. Sólidos residuais foram peletizados por centrifugação, e uma aliquota de 1 ml do sobrenadante foi adicionado a 5 mL de 30% v / v MeOH / dfoO para produzir a celulose carbanilatada como um precipitado branco. O produto foi recuperado por centrifugação, e lavado repetidamente com 30% v / v MeOH, seguido por secagem durante 10 horas a 50 0 C sob pressão reduzida. A GPC foi realizada em um Hewlett- Packard 1050 Série HPLC utilizando uma série de colunas e tetra-hidrofurano (THF) como a fase móvel com / Vis detecção UV TSK-Gel (G3000Hhr, G4000Hhr, G5000Hhr). A distribuição de peso molecular da celulose foi determinada utilizando uma calibração com base em padrões de peso molecular conhecido de poliestireno.

[0343] Para a digestão de bagaço de cana-de-açúcar usando um catalisador, como mostrado no Exemplo 3, o número de grau médio de polimerizaçâo de os oligoglucanos foi determinado como sendo 19 ± 4 unidades de anidroglucose (AHG). A redução observada do grau de polimerizaçâo da celulose residual a um valor significativamente menor do que o grau de polimerizaçâo para os dominios cristalinos da celulose de entrada (para os quais DOP N > 200 unidades AHG) indica que o catalisador com sucesso hidrolisado de celulose cristalina. A constante de primeira ordem para a conversão de β-glucano de cadeia curta oligo-glucanos foi determinada como sendo de 0,2 / h. Exemplo B5: Separação e Recuperação de lignina, que não reagiu com a Biomassa e Residual e Catalisador de bagaço de cana-de-açúcar hidrolisado

[0344] 10 mL adicional de água foi adicionada aos sólidos residuais no Exemplo 44. A mistura foi agitada para suspender a lignina residual (e particulas de biomassa residuais que não reagiram) sem suspender o catalisador. O catalisador recuperado foi lavado com água e, em seguida, seco até à massa constante a 110 0 C em um forno de gravidade para se obter 99,6% g / g de recuperação. A densidade funcional de grupos ácidos sulfônicos sobre o catalisador recuperado foi determinada como sendo 1,59 ± 0,02 mmol / g por titulação do catalisador recuperado indicando perda negligenciável de funcionalização ácido. Exemplo B6: Reutilização de Catalisador Recuperado

[0345] Alguns dos catalisadores recuperados a partir do Exemplo 45 (0,250 g base seca) foi devolvido ao frasco de 15 mL do reator cilindrico. 0,50 g de biomassa adicional (composição idêntica à do Exemplo 45) e 800 de H2O desionizada foi adicionada ao reator e os conteúdos foram misturados cuidadosamente, tal como descrito no Exemplo 41. O reator foi selado e incubado a 115 0 C durante quatro horas. Após a reação, a mistura de produto foi separada seguindo o processo descrito nos Exemplos 42 - 45. A constante de velocidade de primeira ordem para a conversão de xilano em xilose foi determinada como sendo 0,3 / hora. A velocidade de primeira ordem para a conversão constante de glucano de monossacarideos e oligossacarideos solúveis (incluindo dissacarideos) foi determinada como sendo de 0,1 / h. O número de grau médio de polimerização da celulose residual foi determinado para ser DOPN = 20 ± 4AHG unidades, e a constante de primeira ordem para a conversão de β-glucano de cadeia curta para oligo-glucanos foi determinada como sendo de 0,2 / h. Exemplo B7: Hidrólise de Milho Stover usando Catalisador preparado como no Exemplo 34

[0346] A palha de milho (7,2% g H2O / g biomassa molhada, com uma composição de matéria seca: 33,9% g glucano- / g de biomassa seca, 24,1% g xilano / g de biomassa seca, 4,8% g arabinano / g de biomassa seca, 1,5% g galactano / g de biomassa seca, 4,0% g de etil / g de biomassa seca, 16,0% g de extrativos / g de biomassa seca solúvel, 11,4% g lignina / g de biomassa seca, e de 1,4% g cinza / g de biomassa seca) foram cortados, de tal modo que o tamanho máximo de particula não era maior do que 1 cm. Para um frasco de 15 ml de reação de vidro cilíndrico foi adicionado: 0,45 g da amostra de bagaço de cana-de-açúcar, 0,22 g de catalisador preparado como no Exemplo 34 (conteúdo inicial de umidade: 0,8% g de H2O / g de catalisador dispensado), e 2,3 ml de s ionizada H2O. Os reagentes foram misturados cuidadosamente com uma vareta de agitação de vidro para distribuir as partículas de catalisador uniformemente por toda a biomassa. A mistura resultante foi suavemente comprimida para produzir um bolo de reagente sólido. O reator de vidro foi selado com uma tampa fenólica e incubado a 110 ° C durante cinco horas. Após a reação, a mistura de produto foi separada seguindo o procedimento descrito nos Exemplos 42 - 45. A taxa de primeira ordem da constante para conversão de xilano em xilose foi determinada como sendo de 0,1 / h. A velocidade de primeira ordem para a conversão constante de glucano de monossacarideos e oligossacarideos solúveis (incluindo dissacarideos) foi determinado como sendo 0,04 /hr. O número de grau médio de polimerizaçâo da celulose residual foi determinado para ser DOP N = 20 ± 4 unidades AHG, e a constante de primeira ordem para a conversão de β-glucano de cadeia curta para oligo-glucanos foi determinado como sendo 0,06 / hr. Exemplo B8: Hidrólise do óleo de palma cachos de frutos vazio utilizando o catalisador preparado como no Exemplo 20

[0347] Óleo de palma de frutos de cachos vazios (8,7% g H2O / g biomassa molhada, com uma composição de matéria seca: 35,0% g glucana / g de biomassa seca, 21,8% g xilano / g de biomassa seca, 1,8% g arabinano / g de biomassa seca, 4,8% g de etilo / g de biomassa seca, 9,4% g extrativos / g de biomassa seca solúvel, 24,2% g lignina / g de biomassa seca, e 1,2% de g de cinzas / g de biomassa seca) foi cortada de modo que a máxima tamanho de particula não era maior do que 1 cm. Para um frasco de 15 ml de reação de vidro cilindrico foi adicionado: 0,46 g da amostra de bagaço de cana-de-açúcar, 0,43 g de catalisador preparado como no Exemplo 20 (conteúdo inicial de umidade: 18,3% g H2O / g de catalisador dispensado), e 1,3 ml de H2O ionizada. Os reagentes foram misturados cuidadosamente com uma vareta de agitação de vidro para distribuir as particulas de catalisador uniformemente por toda a biomassa. A mistura resultante foi suavemente comprimida para produzir um bolo de reagente sólido. O reator de vidro foi selado com uma tampa de fenólica e incubou-se a 110 0 C durante cinco horas. Após a reação, a mistura de produto foi separada seguindo o processo descrito nos Exemplos 42 - 45. A velocidade de primeira ordem constante para conversão de xilano de xilose foi determinada como sendo de 0,4 / h. A velocidade de primeira ordem para a conversão constante de glucano de monossacarideos e oligossacarideos solúveis (incluindo dissacarideos) foi determinado como sendo 0,04 / hr. O número de grau médio de polimerização da celulose residual foi determinado para ser DOPN = 20 ± 4AHG unidades, e a constante de primeira ordem para a conversão de β-glucano de cadeia curta para oligo-glucanos foi determinado como sendo 0,06 / hr. Exemplo B9: Hidrólise do bagaço de cana-de-açúcar utilizando catalisador preparado como no Exemplo 32

[0348] O bagaço de cana-de-açúcar (12,5% g H2O / g bagaço molhado, com uma composição de matéria seca: 39,0% g glucana / g de biomassa seca, 17,3% g xilano / g de biomassa seca, 5,0% g arabinano / g de biomassa seca, 1,1% g galactano / g de biomassa seca, 5,5% g de acetato / g de biomassa seca, 5,0% g extrativos solúveis / g de biomassa seca, 24,1% g lignina / g de biomassa seca, e de 3,1% g ash / g de biomassa seca) foi cortado, de tal modo que o tamanho máximo de particula não era maior do que 1 cm. Para um frasco de 15 ml de reação de vidro cilindrico foi adicionado: 0,53 g da amostra de bagaço de cana-de-açúcar, 0,52 g de catalisador preparado como no Exemplo 32 (teor de umidade inicial: 3,29% g H2O / g catalisador dispensado), e 1,4 mL de H2O deionizada. Os reagentes foram misturados cuidadosamente com uma vareta de agitação de vidro para distribuir as partículas de catalisador uniformemente por toda a biomassa. A mistura resultante foi suavemente comprimida para produzir um bolo de reagente sólido. O reator de vidro foi selado com uma tampa de fenólica e incubou-se a 115 0 C durante quatro horas. Após a reação, a mistura de produto foi separada seguindo o processo descrito nos Exemplos 42 - 45. A velocidade de primeira ordem constante para conversão de xilano a xilose foi determinada para ser 0,59 / hr. A velocidade de primeira ordem para a conversão constante de monossacarideos e oligossacarideos solúveis de glucano (incluindo dissacarideos) foi determinado como sendo 0,05 / hr. O número médio de grau de polimerizaçâo da celulose residual foi determinada para ser DOPN = 23 + 4AHG unidades, e a constante de velocidade de primeira ordem para a conversão de β-glucano de cadeia curta oligoglucanos foi determinado como sendo 0,07 / hr. Exemplo B10: Hidrólise do bagaço de cana-de-açúcar utilizando catalisador preparado como no Exemplo 18.

[0349] O bagaço de cana-de-açúcar (12,5% g H2O / g bagaço molhado, com uma composição de matéria seca: 39,0% g glucana-de-açúcar / g de biomassa seca, 17,3% g xilano / g de biomassa seca, 5,0% g arabinano / g de biomassa seca, 1,1% g galactano / g de biomassa seca, 5,5% g de acetato / g de biomassa seca, 5,0% g extrativos solúveis / g de biomassa seca, 24,1% g lignina / g de biomassa seca, e de 3,1% g cinza / g de biomassa seca) foi cortado, de tal modo que o tamanho máximo de partícula não era maior do que 1 cm. Para um frasco de 15 ml de reação de vidro cilíndrico foi adicionado 0,51 g de amostra de bagaço de cana-de-açúcar, 0,51 g de catalisador preparado como no Exemplo 18 (conteúdo inicial de umidade: 7,9% g de H 2 0 / g de catalisador dispensado) e 1,4 ml de H2O deionizada. Os reagentes foram misturados cuidadosamente com uma vareta de agitação de vidro para distribuir as particulas de catalisador uniformemente por toda a biomassa. A mistura resultante foi suavemente comprimida para produzir um bolo de reagente sólido. O reator de vidro foi selado com uma tampa fenólica e incubou-se a 115 0 C durante quatro horas. Após a reação, a mistura de produto foi separada seguindo o processo descrito nos Exemplos 42 - 45. A velocidade de primeira ordem constante para conversão de xilano a xilose foi determinada para ser 0,06 / hr. A velocidade de primeira ordem para a conversão constante de glucano solúvel para oligo-, di-, e monossacarideos foi determinada como sendo 0,05 / hr. O número de grau médio de polimerização da celulose residual foi determinado como sendo 20 ± 4AHG unidades, e a constante de primeira ordem para a conversão de β-glucano de cadeia curta para oligo-glucanos foi determinado como sendo 0,07 / hr. Exemplo Bll: Alta seletividade para Açúcares

[0350] Óleo de palma picado de cachos do fruto vazio (8,7% g H2O / g biomassa molhada, com uma composição de matéria seca: 35,0% g glucana / g de biomassa seca, 21,8% g xylan / g de biomassa seca, 1,8% g arabinano / g de biomassa seca, 4,8% g de acetato / g de biomassa seca, 9,4% g extrativos solúveis / g de biomassa seca, 24,2% g lignina / g de biomassa seca, e 1,2% de cinzas g / g de biomassa seca) foi cortada, de modo que a máxima tamanho de particula não vidro cilíndrico foi adicionado 0,51 g de amostra de bagaço de cana-de-açúcar, 0,51 g de catalisador preparado como no Exemplo 3 (teor de umidade inicial: 8,9% g de H2O / g de catalisador dispensado), e 2,6 ml de H2O deionizada. Os reagentes foram misturados cuidadosamente com uma vareta de agitação de vidro para distribuir as partículas de catalisador uniformemente por toda a biomassa. A mistura resultante foi suavemente comprimida para produzir um bolo de reagente sólido. O reator de vidro foi selado com uma tampa de fenólica e incubou-se a 115° C durante quatro horas. A seguir à reação, 10,0 ml de H2O desionizada foi adicionada à mistura para dissolver o produto a espécie solúvel e os sólidos foram deixados a sedimentar. Determinação por HPLC de produtos de desidratação de açúcar e ácidos orgânicos liberados a partir de amostras de biomassa foi realizada em um instrumento Agilent 1100 Series utilizando uma coluna de 7,8 milímetros x Supelcogel ™ H 30cm (ou uma Coluna de Phenomenex HOA em alguns casos) com ácido sulfúrico 0.005N em água como fase móvel. A quantificação dos produtos de degradação do açúcar: ácido fórmico, ácido levulínico, 5- hidroximetilfurfural e 2-furaldeído foi realizada por referência a uma curva de calibração produzida a partir de soluções de elevada pureza de concentração conhecida. A constante de velocidade de primeira ordem para a produção de produtos de degradação foi encontrada para ser < 0,001 / hr, o que representa > 99% de mol de açúcares / mol de produtos de degradação. Exemplo B12: Fermentação de açúcares celulósicos do bagaço de cana-de-açúcar

[0351] O Bagaço De Cana-de-açúcar (12,5% G H2o / G Bagaço Molhado, Com Uma Composição De Matéria Seca: 39,0% G Glucana-de-açúcar / G De Biomassa Seca, 17,3% G Xilano / G De Biomassa Seca, 5,0% G Arabinano / G Seca Biomassa, 1,1% G Galactano / G De Biomassa Seca, 5,5% G De Acetato / G De Biomassa Seca, 5,0% G Extrativos Solúveis / G De Biomassa Seca, 24,1% G Lignina / G De Biomassa Seca, E De 3,1% G De Cinza / G De Biomassa Seca) Foi Cortado, De Tal Modo Que O Tamanho Máximo De Partícula Não Era Maior Do Que 1 Cm. Para Um Frasco De 15 Ml De Reação De Vidro Cilíndrico Foi Adicionado: 1,6 G De Amostra, O Bagaço De Cana-de-açúcar, 1,8 G De Catalisador Preparado Como No Exemplo 3 (Teor De Umidade Inicial: 12,1% G H2o / G De Catalisador Dispensado), E 5,0 Ml De H2o Ionizada. Os Reagentes Foram Misturados Cuidadosamente Com Uma Vareta De Agitação De Vidro Para Distribuir As Particulas De Catalisador Uniformemente Por Toda A Biomassa. A Mistura Resultante Foi Suavemente Comprimida Para Produzir Um Bolo De Reagente Sólido. O Reator De Vidro Foi Selado Com Uma Tampa Fenólica E Incubado A 110 0 C Durante Cinco Horas. Após Cinco Horas, Um Adicional De 1,0 Ml De H20 Destilada Foram Adicionados À Mistura Reaccional, A Qual Foi Então Incubada A 105 ° C Durante Um Periodo Adicional De 2 Horas. O Bolo Molhado Reagente Foi Carregada Em Uma Seringa Equipada Com Um Filtro De 0,2 Micrómetros E O Hidrolisado Foi Pressionado Para Fora Da Mistura De Produto Para Um Recipiente Estéril. Para Um Tubo De Cultura Foi Adicionado 2,5 Ml De Meio De Cultura (Preparado Por Diluição De 10 G De Extracto De Levedura E 20 G De Peptona Para 500 Ml Em Água Destilada, Seguido De Purificação Por Meio De Filtração Estéril), 2,5 Ml Do Hidrolisado, E 100 Ml De Pasta De Levedura (Preparada Por Dissolução De 500 Mg De 24 Horas Alcotec Turbo Super Levedura Em 5 Ml De 30 °c De Estéril H2o. A Cultura Foi Crescida A 30 0 C Na Incubadora De Agitação, Com Aliquotas De 1 Ml Removidos Aos 24, 48 E 72 Horas. Para Cada Aliquota, A Densidade Ótica Da Cultura Foi Determinada Por Aliquota Em Espectrofotômetro. A Aliquota Foi Purificada Por Centrifugação E O Sobrenadante Foi Analisado Por Hplc Para Determinar As Concentrações De Glicose, Xilose, Galactose, Arabinose, Etanol E Glicerol. Após 24 Horas, O Etanol E O Glicerol Foram Encontradas No Sobrenadante Da Fermentação, Indicando, Pelo Menos, 65% De Rendimento De Fermentação Em Uma Base Molar Em Relação À Inicial De Glicose No Hidrolisado. Exemplo B13: Fermentação De Açúcares Celulósicos De Caule Da Mandioca

[0352] Caule da mandioca (2,0% g H2O / g caule da mandioca molhada, com uma composição de matéria seca: 53,0% g glucana-de-açúcar / g de biomassa seca, 6,0% g xilano / g de biomassa seca, 2,5% g arabinano / g biomassa seca, 5,5% g de etilo / g de biomassa seca, 5,9% g extrativos solúveis / g de biomassa seca solúvel, 24,2% g lignina / g de biomassa seca, e de 2,1% g ash / g de biomassa seca) foi cortado em um - moedor de café, de tal forma que o tamanho máximo de particula não era maior do que 2 mm. Para um frasco de 15 ml de reação de vidro cilindrico foi adicionado: 1,9 g de caules de mandioca cortado, 2,0 g de catalisador preparado como no Exemplo 3 (teor de umidade inicial: 12,0% g H2O / g de catalisador dispensado), e 8,0 ml de H2O deionizada. Os reagentes foram misturados cuidadosamente com uma vareta de agitação de vidro para distribuir as particulas de catalisador uniformemente por toda a biomassa. A mistura resultante foi suavemente comprimida para produzir um bolo de reagente sólido. O reator de vidro foi selado com uma tampa fenólica e incubado a 110° C durante cinco horas. Após cinco horas, um adicional de 2,0 mL de H2O destilada foram adicionados à mistura reacional, a qual foi então incubada a 105° C durante um periodo adicional de 2 horas. O bolo reagente molhado foi carregado em uma seringa equipada com um filtro de 0,2 micrômetros e o hidrolisado foi pressionado para fora da mistura de produto para um recipiente estéril. Para um tubo de cultura foi adicionado 2,5 mL de meio de cultura (preparado por diluição de 10 g de extrato de levedura e 20 g de peptona para 500 ml em água destilada, seguido de purificação por meio de filtração estéril), 2,5 ml do hidrolisado, e 100 mL de pasta de levedura (preparada por dissolução de 500 mg de 24 horas Alcotec Turbo Super levedura em 5 mL de 30 0 C de H2O estéril. A cultura foi crescida a 30° C na incubadora de agitação, com aliquotas de 1 ml removidos aos 24, 48 e 72 horas. Para cada aliquota, a densidade ótica da cultura foi determinada por aliquota em espectrofotômetro. A aliquota foi purificada por centrifugação e o sobrenadante foi analisado por HPLC para determinar as concentrações de glicose, xilose, galactose, arabinose, etanol e glicerol. Após 24 horas, o etanol e o glicerol foram encontrados na fermentação o sobrenadante, indicando, pelo menos, 70% de rendimento de fermentação em uma base molar em relação à inicial de glicose no hidrolisado. Exemplo B14: Fermentação de glicose obtida a partir de amido insolúvel

[0353] A um frasco de de reação de vidro cilindrico de 15 mL foi adicionado: 4,0 g de amido de milho (3 g% H 2 0 / g de amido molhado, com uma composição de matéria seca: 98% glucano g / g de biomassa seca), 3,9 g de catalisador preparado como no Exemplo 3 (teor de umidade inicial: 12,25% g H2O / g de catalisador dispensado), e 12,0 mL de H2O desionizada. Os reagentes foram misturados cuidadosamente com uma vareta de agitação de vidro para distribuir as particulas de catalisador uniformemente por toda a biomassa. A mistura resultante foi suavemente comprimida para produzir um bolo de reagente sólido. O reator de vidro foi selado com uma tampa fenólica e incubou-se a 110 0 C durante cinco horas. Após cinco horas, um adicional de 2,0 mL de H2O destilada foram adicionados à mistura reacional, a qual foi então incubada a 105° C durante um periodo adicional de 2 horas. O bolo molhado reagente foi carregado em uma seringa equipada com um filtro de 0,2 micrómetros e o hidrolisado foi pressionado para fora da mistura de produto para um recipiente estéril. Para um tubo de cultura foi adicionado 2,5 mL de meio de cultura (preparado por diluição de 10 g de extrato de levedura e 20 g de peptona para 500 ml em água destilada, seguido de purificação por meio de filtração estéril), 2,5 ml do hidrolisado, e 100 mL de pasta de levedura (preparada por dissolução de 500 mg de 24 horas Alcotec Turbo Super levedura O em 5 mL de 30 C de H2O estéril. A cultura foi crescida a 30° C na incubadora de agitação, com aliquotas de 1 ml removidos aos 24, 48 e 72 horas. Para cada aliquota, a densidade ótica da cultura foi determinada por espectrofotometria da aliquota. A aliquota foi purificada por centrifugação e o sobrenadante foi analisado por HPLC para determinar as concentrações de glicose, xilose, galactose, arabinose, etanol e glicerol. Após 24 horas, etanol e glicerol foram encontradas no sobrenadante da fermentação, indicando, pelo menos, 88% de rendimento de fermentação em uma base molar em relação à inicial de glicose no hidrolisado. Exemplo B15: Sacarificação enzimática de oligoglucanos Obtidos a partir da digestão do bagaço de cana-de-açúcar com o catalisador como preparado no Exemplo 3

[0354] 50,0 mg dos oligo-gucanos obtidos no Exemplo 44 foram suspensos em 0,4 ml de solução tampão de acetato de 0,05 molar a pH 4,8 em um tubo de cultura. A suspensão foi pré-aquecido a 40 ° C, depois do que, 0,5 FPU de enzima celulase de Trichoderma reesei Celluclast® e 2 UI de enzima celobiase de Aspergillus niger (diluidas em 0,1 ml de tampão citrato a 40 ° C) foi adicionado. Uma aliquota de 50,0 mL foi amostrada a partir da reação enzimática de hora a hora durante cinco horas. Para cada aliquota, a reação foi terminada por diluição da amostra de 50,0 mL a 0,7 mL de água destilada e adicionar 0,3 mL de reagente de DNS (preparado por diluição de 91 g de tartarato de potássio sódico, 3,15 g ácido dinitrosalicilico, 131 ml de hidróxido de sódio a 2 molar, 2,5 g de fenol e 2,5 g de sulfito de sódio para 500 ml com H2O) . A mistura de 1 ml foi selada em um tubo de microcentrifuga e fervida durante exatamente 5 minutos em água. 0 aparecimento de açúcares redutores foi medido por comparação da absorvância a 540 nm com uma curva de calibraçâo gerada a partir de amostras de glicose de concentração conhecida. A constante de velocidade de primeira ordem para a redução da liberação de açúcar na reação de sacarificação foi determinada como sendo 0,15 / hr. Exemplo Comparativo B16: Tentativa de hidrólise do bagaço de cana-de-açúcar com poliestireno-sulfonados, reticulados (Controle Negativo 1)

[0355] A capacidade de digestão de celulose dos catalisadores aqui descritos, foi comparada com a de resinas poliméricas-acidifiçadas convencionais usadas para a catálise em orgânica e quimica industrial (T. Okuhara, "Water-Tolerant catalisadores ácidos sólidos," Chem. Rev., 102 , 3641-3666 (2002)). Bagaço de cana-de-açúcar (12,5% g H2O / g bagaço molhado, com uma composição de matéria seca: 39,0% g glucano / g de biomassa seca, 17,3% g xilano / g de biomassa seca, 5,0% g arabinano / g de biomassa seca, 1,1 % g galactano / g de biomassa seca, 5,5% g de acetato / g de biomassa seca, 5,0% g extrativos solúveis / g de biomassa seca, 24,1% g lignina / g de biomassa seca, e de 3,1% g cinza / g de biomassa seca) foi cortada, de modo a que o tamanho máximo de particula não era maior do que 1 cm. Para um de vidro frasco de reação cilíndrico de 15 mL foi adicionado: 0,51 g da amostra de bagaço de cana-de-açúcar, 0,53 g de poliestireno sulfonado (resina Dowex® 50WX2, funcionalização ácida: 4,8 mmol / g, teor de umidade inicial: 19,6% g H2O / g catalisador dispensado), e 1,4 mL de H2O desionizada. Os reagentes foram misturados cuidadosamente com uma vareta de agitação de vidro para distribuir as particulas de catalisador uniformemente por toda a biomassa. A mistura resultante foi suavemente comprimida para produzir um bolo de reagente sólido. O reator de vidro foi selado com uma tampa fenólica e incubou-se a 115 0 C durante seis horas. Após a reação, a mistura de produto foi separada seguindo o processo descrito nos Exemplos 42 - 45. A velocidade de primeira ordem constante para conversão de xilano a xilose foi determinada como sendo de 0,1 / h. A velocidade de primeira ordem para a conversão constante de glucano solúvel para oligo-, di-, e monossacarideos foi determinado como sendo < 0,01 / hr. O número de grau médio de polimerização da celulose residual foi encontrado para ser DOPN unidades > 300AHG, o que indica pouca ou nenhuma digestão de celulose cristalina na amostra de biomassa. Oligossacarideos de cadeia curta não foram detectados. Ao contrário dos produtos de digestão representados na Figura (1), a biomassa residual exibiu pouca ou nenhuma redução estrutural no tamanho de particula. Exemplo Comparativo B17: Tentativa de hidrólise do bagaço de cana-de-açúcar com Poliestireno Sulfonado (Controle Negativo 2)

[0356] O bagaço de cana-de-açúcar (12,5% g H2O / g bagaço úmido, com uma composição de matéria seca: 39,0% g glucano / g de biomassa seca, 17,3% g xilano / g de biomassa seca, 5,0% g arabinano / g de biomassa seca, 1,1% g galactano / g de biomassa seca, 5,5% g de acetato / g de biomassa seca, 5,0% g extrativos solúveis / g de biomassa seca, 24,1% de lignina g / g de biomassa seca, e 3,1% de cinzas g / g de biomassa seca) foi cortada, de tal forma que o tamanho máximo de particula não era maior do que 1 cm. Para um frasco de reação de vidro cilindrico de 15 ml foi adicionado: 0,52 g da amostra de bagaço de cana-de-açúcar, 0,55 g de poliestireno sulfonado ('Amberlyst © 15, funcionalização ácido: 4,6 mmol / g, teor de umidade: 10,8% g H2O / g dispensado catalisador), e 1,8 mL de H2O desionizada. Os reagentes foram misturados cuidadosamente com uma vareta de agitação de vidro para distribuir as particulas de catalisador uniformemente por toda a biomassa. A mistura resultante foi suavemente comprimida para produzir um bolo de reagente sólido. 0 reator de vidro foi selado com uma tampa de fenólica e incubou-se a 115 ° C durante seis horas. Após a reação, a mistura de produto foi separada seguindo o processo descrito nos Exemplos 42- 45. A velocidade de primeira ordem constante para conversão de xilano de xilose foi determinada como sendo de 0,1 / h. A velocidade de primeira ordem para a conversão constante de glucano solúvel para oligo-, di-, e monossacarideos foi determinado como sendo < 0,01 / hr. O número de grau médio de polimerizaçâo da celulose residual foi determinado para ser DOPN > 300 unidades AHG, o que indica pouca ou nenhuma digestão de celulose cristalina na amostra de biomassa. Oligossacarideos de cadeia curta não foram detectados. Ao contrário dos produtos de digestão representados na Figura (1), a biomassa residual exibiu pouca ou nenhuma redução estrutural no tamanho de particula. Exemplo Comparativo B18: Tentativa de hidrólise do bagaço de cana-de-açúcar com ácido Poliacrilico reticulado (Controle negativo 3)

[0357] O bagaço de cana-de-açúcar (12,5% g H2O / g de bagaço úmido, com uma composição de matéria seca: 39,0% g glucano / g de biomassa seca, 17,3% g xilano / g de biomassa seca, 5,0% g arabinano / g biomassa seca, 1,1% g galactano / g de biomassa seca, 5,5% g de acetato / g de biomassa seca, 5,0% g extrativos solúveis / g de biomassa seca, 24,1% g lignina / g de biomassa seca, e de 3,1% g ash / g de biomassa seca) foi cortado, de tal modo que o tamanho máximo de particula não era maior do que 1 cm. Para um frasco de 15 ml de reação de vidro cilíndrico foi adicionado: 0,50 g da amostra de bagaço de cana-de-açúcar, 0,50 g de pérolas de resina de ácido poliacrilico (IRC86 Amberlite®, funcionalização ácido: 10,7 mmol / g, o conteúdo inicial de umidade: 5,2% g de H2O / g catalisador dispensado) e 1,8 mL de H2O desionizada. Os reagentes foram misturados cuidadosamente com uma vareta de agitação de vidro para distribuir as particulas de catalisador uniformemente por toda a biomassa. A mistura resultante foi suavemente comprimida para produzir um bolo de reagente sólido. O reator de vidro foi selado com uma tampa de fenólica e incubou-se a 115 0 C durante seis horas. Após a reação, a mistura de produto foi separada seguindo o processo descrito nos Exemplos 42 - 45. A velocidade de primeira ordem constante para conversão de xilano de xilose foi determinada como sendo <0,05 / hr. A velocidade de primeira ordem para a conversão constante de glucano solúvel para oligo-, di-, e monossacarideos foi determinado como sendo <0,001 / hr. O número de grau médio de polimerização da celulose residual foi determinado para ser DOPN > 300 unidades AHG, o que indica pouca ou nenhuma digestão de celulose cristalina na amostra de biomassa. Oligossacarideos de cadeia curta não foram detectados. Ao contrário dos produtos de digestão representados na Figura (1), a biomassa residual exibiu pouca ou nenhuma redução estrutural no tamanho de particula. Exemplo Comparativo B19: Tentativa de hidrólise do bagaço de cana-de-açúcar com um não-ácidas de ionómero tal como preparado no Exemplo 2 (Controle Negativo 4)

[0358] O bagaço de cana-de-açúcar (12,5% g H2O / g bagaço úmido, com uma composição de matéria seca: 39,0% g glucano / g de biomassa seca, 17,3% g xilano / g de biomassa seca, 5,0% g arabinano / g de biomassa seca, 1,1% g galactano / g de biomassa seca, 5,5% g de acetato / g de biomassa seca, 5,0% g extrativos solúveis / g de biomassa seca, 24,1% g lignina / g de biomassa seca, e de 3,1% g cinza / g de biomassa seca) foi cortado, de tal modo que o tamanho máximo de particula não era maior do que 1 cm. Para um frasco de vidro de reação cilindrico de 15 ml foi adicionado: 0,50 g da amostra de bagaço de cana-de-açúcar, 0,50 g de poli [estireno-co-3-metil-l-(4-vinil-benzil)cloreto de -3H- imidazol-l-io -co-divinilbenzeno] (Catalisador como descrito no Exemplo 2, a funcionalização ácida: 0,0 mmol / g, teor de umidade: 4,0% g de H2O / g polimero dispensado), e 1,8 mL de H2O desionizada. Os reagentes foram misturados cuidadosamente com uma vareta de agitação de vidro para distribuir as particulas de catalisador uniformemente por toda a biomassa. A mistura resultante foi suavemente comprimida para produzir um bolo de reagente sólido. 0 reator de vidro foi selado com uma tampa fenólica e incubou-se a 115 0 C durante seis horas. Após a reação, a mistura de produto foi separada seguindo o processo descrito nos Exemplos 42 - 45. A constante de velocidade de primeira ordem para a conversão de xilano a xilose foi determinada para ser < 0,001 / hr. Não foram observadas quantidades detectáveis de oligo-, di-, e monossacarideos solúveis. Determinou-se que o número de grau médio de polimerizaçâo da celulose residual foi DOPN > 300 unidades AHG, o que indica pouca ou nenhuma digestão de celulose cristalina na amostra de biomassa. Oligossacarideos de cadeia curta não foram detectados. Ao contrário dos produtos de digestão representados na Figura (1), a biomassa residual apareceu fisicamente sem alteração da forma de entrada.

Claims

1. Composição caracterizada pelo fato de que compreende: um ou mais sacarideos; e um polimero; em que o polimero é selecionado do grupo que consiste em: poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- 3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o cloreto-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co-3- metil-1-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o bissulfato-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- 3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o acetate-co- divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- 3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o nitrato-co- divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- 3-etil-l-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o cloreto-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- 3-etil-l-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o bissulfato-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- 3-etil-l-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o acetato-co- divinilbenzeno] ; 3-etil-l-(4-vinilbenzil)-3H- imidazol-l-o nitrato-co- divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- 1-(4-vinilbenzil)-3H- imidazol-l-o cloreto-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- 1-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o iodeto-co- divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- 1-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o brometo-co- divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- 1-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o bissulfato-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- 1-(4-vinilbenzil)-3H- imidazol-l-o acetato-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- 3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H-benzoimidazol-l-o cloreto-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- 3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H-benzoimidazol-l-o bissulfato- co-divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- 3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H-benzoimidazol-l-o acetato-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- 3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H-benzoimidazol-l-o formato-co- divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- 1-(4-vinilbenzil)-piridino-cloreto-co-divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- 1-(4-vinilbenzil)-piridino-bissulfato-co-divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- 1-(4-vinilbenzil)-piridino-acetato-co-divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- 1-(4-vinilbenzil)-piridino-nitrato-co-divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- 1- (4-vinilbenzil)-piridino-cloreto-co-3-metil-l-(4- vinilbenzil) -3íí-imidazol-l-o bissulfato-co-divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- 1- (4-vinilbenzil)-piridino-brometo-co-3-metil-l-(4- vinilbenzil) -3-fí-imidazol-l-o bissulfato-co-divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- 1-(4-vinilbenzil)-piridino-iodeto-co-3-metil-l-(4- vinilbenzil) -3-fí-imidazol-l-o bissulfato-co-divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- 1-(4-vinilbenzil)-piridino-bissulfato-co-3-metil-l-(4- vinilbenzil) -3íí-imidazol-l-o bissulfato-co-divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- 1- (4-vinilbenzil)-piridino-acetato-co-3-metil-l-(4- vinilbenzil) -3íí-imidazol-l-o bissulfato-co-divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- 4-metil-4-(4-vinilbenzil)-morfolina-4-o cloreto-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- 4-metil-4-(4-vinilbenzil)-morfolina-4-o bissulfato-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- 4-metil-4-(4-vinilbenzil)-morfolina-4-o acetato-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co-4- metil-4-(4-vinilbenzil)-morfolina-4-o formato-co- divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- trifenil-(4-vinilbenzil)-fosfono cloreto-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- trifenil-(4-vinilbenzil)-fosfono bissulfato-co- divinilbenzeno] ; poli [estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- trifenil-(4-vinilbenzil)-fosfono acetato-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- 1-metil-l-(4-vinilbenzil)-piperdina-l-o cloreto-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- 1-metil-l-(4-vinilbenzil)-piperdina-l-o bissulfato-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- 1-metil-l-(4-vinilbenzil)-piperdina-l-o acetato-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- 4-(4-vinilbenzil)-morfolinae-4-oxide-co-divinil benzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- trietil-(4-vinilbenzil)-amónio cloreto-co-divinilbenzeno]; trietil-(4-vinilbenzil)-amónio bissulfato-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- trietil-(4-vinilbenzil)-amónio acetato-co-divinilbenzeno]; poli [estireno-co-3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H- imidazol-l-o cloreto-co-4-boronil-l-(4-vinilbenzil)- piridino cloreto-co-divinilbenzeno]; poli [estireno-co-3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H- imidazol-l-o cloreto-co-1-(4-vinilfenil)ácido metilfosfônico -co-divinilbenzeno]; poli [estireno-co-3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H- imidazol-l-o bissulfato-co-1-(4-vinilfenil) ácido metilfosfônico -co-divinilbenzeno]; poli [estireno-co-3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H- imidazol-l-o acetato-co-1-(4-vinilfenil) ácido metilfosfônico -co-divinilbenzeno]; poli [estireno-co-3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H- imidazol-l-o nitrato-co-1-(4-vinilfenil) ácido metilfosfônico -co-divinilbenzeno]; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- vinilbenzilcloreto-co-1-metil-2-vinil-piridino cloreto-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- vinilbenzilcloreto-co-1-metil-2-vinil-piridino bissulfato- co-divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- vinilbenzilcloreto-co-1-metil-2-vinil-piridino acetato-co- divinilbenzeno] ; 4-(4-vinilbenzil)-morfolinae-4-óxido-co-divinil benzene]; poli [ácido estireno-co-4-vinilfenilfosfônico -co-3- metil-1-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o cloreto-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilfenilfosfônico -co-3- metil-1-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o bissulfato-co- divinilbenzeno] ; poli [ácido estireno-co-4-vinilfenilfosfônico -co-3- metil-1- (4-vinilbenzil) -3H-imidazol-l-o acetato-co- divinilbenzeno] ; poli [estireno-co-3-carboximetil-l-(4-vinilbenzil)-3H- imidazol-l-o cloreto-co-divinilbenzeno]; poli [estireno-co-3-carboximetil-l-(4-vinilbenzil)-3H- imidazol-l-o bissulfato-co-divinilbenzeno]; poli [estireno-co-3-carboximetil-l-(4-vinilbenzil)-3H- imidazol-l-o acetato-co-divinilbenzeno]; poli [estireno-co-5-(4-vinilbenzilamino)- ácido isofitálico -co-3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o cloreto-co-divinilbenzeno]; poli [estireno-co-5-(4-vinilbenzilamino)- ácido isofitálico -co-3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o bissulfato-co-divinilbenzeno]; poli [estireno-co-5-(4-vinilbenzilamino)- ácido isofitálico -co-3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o acetato-co-divinilbenzeno]; poli [estireno-co-(4-vinilbenzilamino)-ácido acético- co-3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o cloreto-co- divinilbenzeno] ; co-3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o bissulfato-co- divinilbenzeno] ; poli [estireno-co-(4-vinilbenzilamino)-ácido acético- co-3-metil-l-(4-vinilbenzil)-3H-imidazol-l-o acetato-co- divinilbenzeno] ; poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- vinilbenzilmetilimidazol cloreto-co- vinilbenzilmetilmorfolina cloreto-co-vinilbenziltrifenil fosfono cloreto-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenzilmetilimidazol cloreto-co- vinilbenzilmetilmorfolina cloreto-co-vinilbenziltrifenil fosfono cloreto-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- vinilbenzilmetilimidazol bissulfato-co- vinilbenzilmetilmorfolina bissulfato-co-vinilbenziltrifenil fosfono bissulfato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenzilmetilimidazol bissulfato-co- vinilbenzilmetilmorfolina bissulfato-co-vinilbenziltrifenil fosfono bissulfato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilbenzilmetilimidazol acetato-co- vinilbenzilmetilmorfolina acetato-co-vinilbenziltrifenil fosfono acetato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenzilmetilimidazol acetato-co- vinilbenzilmetilmorfolina acetato-co-vinilbenziltrifenil fosfono acetato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilbenzilmetilmorfolina cloreto-co- vinilbenziltrifenilfosfono cloreto-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenzilmetilmorfolina cloreto-co- vinilbenziltrifenilfosfono cloreto-co-divinilbenzeno); poli(ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilbenzilmetilmorfolina bissulfato-co- vinilbenziltrifenilfosfono bissulfato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenzilmetilmorfolina bissulfato-co- vinilbenziltrifenilfosfono bissulfato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilbenzilmetilmorfolina acetato-co- vinilbenziltrifenilfosfono bissulfato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenzilmetilmorfolina acetato-co- vinilbenziltrifenilfosfono bissulfato-co-divinilbenzeno) poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilmetilimidazol cloreto-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilmetilimidazol bissulfato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilmetilimidazol acetate-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilmetilimidazol nitrato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilmetilimidazol cloreto-co-divinilbenzeno); vinilmetilimidazol bissulfato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilmetilimidazol acetato-co-divinilbenzeno); poli(ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono cloreto-co-divinilbenzeno); poli(ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono bissulfato-co-divinilbenzeno); poli(ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono acetate-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono cloreto-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono bissulfato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono acetato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilbenzilmetilimidazol cloreto-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilbenzilmetilimidazol bissulfato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilbenzilmetilimidazol acetato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenzilmetilimidazol cloreto-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenzilmetilimidazol bissulfato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenzilmetilimidazol acetato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenossulfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono cloreto-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono bissulfato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenosulfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono acetato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono cloreto-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono bissulfato-co-divinilbenzeno); poli (ácido estireno-co-4-vinilbenzenofosfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono acetato-co-divinilbenzeno); poli (ácido butil-vinilimidazol cloreto-co- butilimidazol bissulfato-co-4-vinilbenzenossulfônico); poli (ácido butil-vinilimidazol bissulfato-co- butilimidazol bissulfato-co-4-vinilbenzenosulfônico); poli (ácido benzil álcool-co-4-vinilbenzilalcool sulfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono cloreto-co- divinilbenzil álcool); e poli (ácido benzil alcool-co-4-vinilbenzilalcool sulfônico -co- vinilbenziltrifenilfosfono bissulfato-co- divinilbenzil alcool).

2. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a composição compreende ainda um solvente.

3. Composição, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o solvente compreende água.

4. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o um ou mais sacarideos são um ou mais monossacarideos, ou um ou mais oligossacarideos, ou uma mistura dos mesmos.

5. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que o um ou mais sacarideos são dois ou mais sacarideos, em que pelo menos um dos dois ou mais sacarideos é um monosacarideo C4- C5, e pelo menos um dos dois ou mais sacarideos é um oligosacarideo.

6. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que o um ou mais sacarideos são selecionados a partir do grupo que consiste em glicose, galactose, frutose, xilose, manose e arabinose.