CN106397472B - 功能化材料及其生产工艺与使用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及含聚羧酸、酯、胺的功能化材料的生产工艺及使用，该材料可用于从产品流、工艺流和废液中去除有机和无机化合物、阳离子和阴离子交换剂、金属层析材料、固相净化或萃取材料以及生物分子、固相合成材料和色谱材料的固定材料。本发明也涉及新型聚羧酸盐硅烷衍生物。

Description

功能化材料及其生产工艺与使用
本发明涉及包含聚羧酸及其衍生物基团的功能化材料的生产工艺及其使用，该材料可用来从产品流、工艺流和废液中去除有机和无机化合物，也可用作阳离子和阴离子交换剂、金属层析材料、固相净化或萃取材料以及生物分子及随后的控释、固相合成材料和色谱材料的固定材料。本发明也涉及新型聚羧酸与有机功能化硅烷衍生物及其各自的金属盐与嫁接后的使用。
各领域的科技发展以及市场应用对化学组分的纯度有了更高的需求，而这些化学组分正是这些技术的基础。例如，医药和生物技术行业中的有机和无机物杂质需被移除至更低浓度，同时在电子工业，产品中一般残留的金属如钠、钙、镁和铁的浓度必须低于1ppm。此外，固体、镀层和薄膜接枝官能团的产品被使用和开发，为大量应用提供额外性能或改进其性能，包括实现更低径流损失的控释药物、控释农药，以及捕获空气中有毒气体的专门材料。
当下不论是从社会还是法律方面来讲，保护环境的需求都在日益增强：因此需要更清洁的方法、避免或降低废弃物，尤其是降低环境中有毒金属和化合物的残留量。
不同行业的众多应用领域越来越多地使用稀土金属，如钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱和镥，这也突显了对更新、更好回收技术的迫切需求，从而实现从产品流、工艺流和废液中高效回收这些金属并实现再利用。
在最近的报告(《战略能源技术中的关键金属》(Critical metals in strategicenergy technologies)ISBN978-92-79-20698-6)中，强调指出对特定金属的使用日益增长，这些金属的短缺可能是限制低碳能源技术部署的潜在因素。这些行业包括核能、太阳能、风能、生物能、碳的捕获与存储和电网。十四种金属被标记为关键金属，已经确定这些金属存在潜在风险，其中五种存在高风险(即钕、镝、铟、碲和镓)。该报告提出了一些解决方案，包括更好的金属回收技术以实现再利用。
高价值有机化合物或聚合物常常在多步骤过程中产生，常常伴随着副产物、同分异构体、杂质生成。在很多案例中，所需产品必须进一步纯化，市场对更高效的纯化技术的需求日益增强，从而移除预期产品中伴随的特定副产物、同分异构体和杂质。现有的技术如结晶可导致产品的大量损失。
为了满足这些高需求开发出数种方法，功能化材料是其中之一。功能化材料可以纯化产品，从混合物中选择性去除预期组分，从产品流、工艺流和废液中去除有毒和/或高价值金属或化合物。使用功能化材料解决方案需要让废液通过功能化材料，然后期望的组分被选择性去除。活性炭即是此类功能化材料的一例。取决于不同的工艺条件，炭的表面有若干含氧有机基团。活性炭很廉价，但缺点是高比例产品流失，由于不确定的键合属性和表面官能团差的属性，因此很难实现从最终产品中移除低含量的不需要的化合物或金属。
功能化有机聚合物是可以用于产品纯化的一种功能化材料。有机聚合物骨架包括聚苯乙烯和聚烯烃，仅有很少量简单的单官能团可以被嫁接到骨架上，如磺酸或胺基官能团，主要通过离子交换机理实现，而这些官能团对特定金属仅具很低的亲和力。因此，使用带有有机骨架的现有材料无法实现一直不变地高性能需求。有机树脂有多个关键限制，其中之一是不能在有机聚合物骨架上嫁接特定应用的所需官能团，这是因为可以作用于这些聚合物的化学方法有限。因而在未来，将若干不同的、多官能团嫁接到这些有机聚合物骨架上以实现预期性能的可能性很低。有机树脂的其他限制还包括化学稳定性与热稳定性不佳、在有机溶剂中易膨胀和收缩。总的来说，基于这些有机骨架去开发所需技术有很多限制。
无机聚合物体系包括硅胶、氧化铝和二氧化钛都被披露是功能化材料。相比有机聚合物骨架，这些无机聚合物骨架拥有很多优势，如更好的物理、化学和热稳定性，表面更易接近官能团(基于其清晰明确的孔隙结构(well defined pore structure))，因其不膨胀而更容易操作。然而，仅有小范围的简单官能团可以通过极有限的化学过程嫁接到这些骨架上。此外，与有机聚合物相比，无机聚合物材料的另一个限制是具有很低的官能团负载率。
现有的功能化无机材料仅具备小范围的简单官能团，通常有一个或最多两个杂原子提供单一的键合机理，对要去除的目标物亲和力很低、官能团的负载率也低，这就致使其对目标物的吸附效率很低。原因在于：a)没有现成的、生产这些原料所需的起始试剂和硅烷，因为它们很难生产；b)这些化学试剂的使用和修饰受限；c)生产硅烷的化学方法受限；d)成本，硅烷生产因涉及的化学方法而比较昂贵；e)为了提高性能，要在表面嫁接复杂的官能团，但是很难从在表面嫁接简单的官能团转为嫁接复杂的官能团。
功能化无机材料比功能化有机树脂前进了一步，但是为了满足现有技术与新技术的挑战，如更低的杂质残留量、更佳的选择性和更高的负载率，还需要有进一步显著的改善。当前技术不足以商业化地大规模设计或生产拥有必备复杂功能性的所需功能化材料。
为了满足商业、技术、环境与社会上的诸多现有挑战与新挑战，必须要有新的技术来实现众多市场应用所需的性能水平。
本发明旨在提供一种简单的环境友好型方法，使用现有的原料，生产共价键合在无机骨架上(如硅胶)的新的聚羧酸及其衍生物。嫁接到稳定表面上的聚羧酸及其衍生物，代表的是一类对目标化合物具备高选择性键合效率和结合力的重要材料。本发明的进一步目标是使用该材料用于从产品流、工艺流和废液中去除有机和无机化合物，也可用作阳离子和阴离子交换剂、层析材料、固相净化或萃取材料以及金属催化剂、生物分子、固相合成材料和色谱材料的固定材料。
首先，本发明所涉及通式1中化合物的生产过程：
[(O3/2)Si(CH2)m(S)pX]a[Si(O4/2)]b[VSi(O3/2)]c[WSi(O3/2)]d
其中，X选自
CR1R2CR3(CO2R)[CR1R2CR3CO2R]nH；
CR1R2CR3(CO2M)[CR1R2CR3CO2M]nH；
CR1R2CR3(C(＝O)NR4R5)[CR1R2CR3C(＝O)NR4R5]nH；
其中M是过渡金属、铂族金属或贱金属盐(base metal salt)；V可视情况选择取代，选自C1-22烷基、C2-22烯基、C2-22炔基、芳基、烷基胺、烷基聚烷基胺、烷基聚烷基聚胺、巯基、硫基和巯硫基；W总是不同于V，可视情况选择取代，选自C1-22烷基、C2-22烯基、C2-22炔基、芳基、烷基胺基、烷基聚烷基胺基、烷基聚烷基聚胺基、巯基、硫化物和硫化巯基；R选自氢、C1-22烷基、C2-22烯基、C1-22芳基、C1-22烷基芳香基；R1-5均可视情况选择取代，分别选自氢、C1-22烷基、C2-22烯基、C2-22炔基、芳基、烷基胺基、烷基聚烷基胺基、巯烷基；m是整数2或3；n是从1到50的任意一个整数；c是整数0或1；a、b、c和d都是整数，其中，a和b一直都存在，a:b的比率为从0.00001到100000；当c大于零时，c:(a+b+d)的比率为从0.00001到100；当d大于零时，d:(a+b+c)的比率为从0.00001到100。
硅酸盐氧原子的自由价通过通式1其他基团的硅原子、氢、直链或支链C1-22烷基、端基R6SiO1/2和交联剂的其中一个或多个饱和，或者通过链状R7 qSi(OR8)gOk/2饱和，其中R6-8分别选自直链或支链C1-22烷基、芳基、C1-22烷基芳香基，k是从1到3的任意整数，q是从1到2的任意整数，g是从0到2的任意整数，并且满足g+k+q＝4，当端基、交联剂和/或聚合物链存在时，其摩尔比与a+b+c+d的比例为从0到999:1。
视情况选择取代的直链或支链选自C1-22烷基、C2-22烯基、C2-22炔基、芳基、C1-22烷基芳香基，可以是独立的直链或支链，和/或可能同时被一个或多个取代基取代，但最好只含有氢和碳原子。如果有取代基，则取代基可以分别选自硝基、氯、氟、溴、腈、羟基、羧酸、羧酸酯、硫醇、硫化物、亚砜、砜类或C1-6烷氧基，也可以是这些取代基的多重组合。
通式1的组合物其首选是当X为C2H3(CO2R)[C2H3CO2R]nH，其中的R选自氢、C1-6烷基；V可视情况选择取代，选自C1-6烷基、C2-6烯基、芳基、烷基胺基、烷基聚烷基胺基、烷基聚烷基聚胺基、巯基、硫基和巯硫基；W总是不同于V，可视情况选择取代，选自C2-6烷基、C2-6烯基；m是整数2或3；n是从1到50的任意一个整数；c是整数0或1；a、b、c和d都是整数，其中a和b一直都存在，a:b的比率为从0.00001到100000；当c大于零时，c:(a+b+d)的比率为从0.00001到100；当d大于零时，d:(a+b+c)的比率为从0.00001到100。
通式1的组合物其首选是，其中X为C2H3(C(＝O)NR4R5)[C2H3C(＝O)NR4R5]nH，R选自氢、C1-6烷基；V可视情况选择取代：选自C1-6烷基、C2-6烯基、芳基、烷基胺基、烷基聚烷基胺基、烷基聚烷基聚胺基、巯基、硫化物和巯硫基；W总是不同于V，可视情况选择取代，选自C2-6烷基、C2-6烯基；m是整数2或3；n是从1到50的任意一个整数；R4-5均可视情况选择取代，分别选自C1-12烷基、C2-6烯基、C2-12炔基、芳基、烷基胺基、烷基聚烷基胺基和巯烷基；c是整数0或1；a、b、c和d都是整数，其中a和b一直都存在，a:b的比率为从0.00001到100000；当c大于零时，c:(a+b+d)的比率为从0.00001到100；当d大于零时，d:(a+b+c)的比率为从0.00001到100。
首选b:a比例为从10000到0.02的化合物。
一项通过该发明，发现了能有效生产所需新型多聚有机功能化材料的试剂、官能团、工艺和反应条件，这些功能化材料可以在硅胶表面嫁接现成的官能团实现官能团的高负载率。本发明的另一个优点优点是生产方法简单、对环境友好、产生的废弃物少而且使用现成的起始原料。此外，该一般方法还可将更多不同的酸、碱官能团嫁接到无机骨架表面上，如硅胶。
无机聚合物骨架的一个局限性是官能团负载率低，这是由于负载在硅胶表面上的硅醇基的数量造成的。设计聚有机官能团插入和嫁接到表面，其优势在于提高官能团的负载率。为了避免大的聚合物阻塞孔隙(因其会减少官能团的接入)，这个方法的另一个优势是能够控制聚合物链的长度。通过仔细控制该方法的温度曲线即可实现。优势是通过增加键合到硅胶上的官能团实现更高目标吸附率。
其他优势包括热稳定性高、固定的刚性结构、在广泛的化学条件下均有良好的稳定性、不溶于有机溶剂、保存期长、易纯化、重复利用性高。
本发明的一项目标是提供便利的生产方法，来工业化规模地生产通式1中的聚丙烯酸酯化合物(已设计好所需结构)，而且与先前技术相比，其产品产量、成本、规模和/或纯度都符合商业要求。
丙烯酸酯，如丙烯酸和丙烯酸甲酯，很容易发生自由基引发的聚合反应而产生长链的聚合物。此类反应并不适当，因为硅胶上的长链聚合物导致产品表面积低因而性能不好。卡拉希(Kharasch)和福克斯(Fuchs)在《有机化学期刊》(J.Org.Chem)(1947年发行，第97-100页)上也曾报道硫醇RSH和丙烯酸酯需要自由基或碱基催化，否则不发生反应，而且该反应不产生聚合物。
因此，令人惊讶的是3-巯丙基三烷氧基硅烷和丙烯酸酯在没有自由基引发剂的条件下，通过仔细控制反应温度和浓度，生成通式2中的硅烷前体为：
(R9O)3Si(CH2)h(S)pCR1R2CR3(CO2R)[CR1R2CR3CO2R]nH (2)
其中R9选自氢、C1-6烷基；h是整数2或3；n是从1到50的任意一个整数；p是整数0或1；将该硅烷前体在溶剂中嫁接到硅胶上，引发通式1中的化合物，该化合物具备预期性能所需的多功能性。
这个新方法包括与下列通式3的化合物接触，
(R9O)3Si(CH2)hY (3)
其中，R9选自氢、C1-6烷基；当Y是乙烯基时，h是整数0或1；当Y是巯基时，h是整数2或3；仔细控制反应温度和相对浓度，相对浓度范围在0.5-200之间(丙烯酸酯和硅烷，摩尔比)(mole ratio)，加丙烯酸酯CR1R2CR3CO2R生成通式2中的硅烷；进一步处理通式2中的化合物(其中R是一个烷基)，加胺得到通式5中的化合物(R9O)3Si(CH2)h(S)pCR1R2CR3(C(＝O)NR4R5)[CR1R2CR3C(＝O)NR4R5]nH；用硅胶在溶剂中处理通式2或5中的化合物得到通式1中的所需化合物；或者与下列通式4的化合物接触，
[(O3/2)Si(CH2)mY]a[Si(O4/2)]b[VSi(O3/2)]c[WSi(O3/2)]d (4)
其中，当Y是乙烯基时，h是整数0或1；当Y是巯基时，h是整数2或3；加丙烯酸酯CR1R2CR3CO2R溶液，仔细控制反应温度和相对浓度，相对浓度范围在0.5-200之间(丙烯酸酯和硅烷，摩尔比)(mole ratio)；在任何情况下，反应均在20-160℃下进行10分钟到48小时，然后将固体过滤或离心，使用溶剂洗涤后干燥得到通式1中的化合物。
首选反应温度为70-120℃，反应时间为1-8小时。
通式2中的硅烷与硅胶在20-160℃溶剂中反应10分钟到24小时。典型的溶剂包括甲苯、二甲苯、庚烷、乙醇和甲醇。反应结束后，聚有机改性硅胶通过过滤或离心分离，然后充分洗涤去除任何反应残余物，最后干燥。这个过程可以应用于市场上可买到的众多不同硅胶，硅胶粒径分布从纳米到5-30毫米不等，已知孔径大小分布也不等。
通式4中的化合物与丙烯酸酯在20-160℃溶剂中反应10分钟到24小时。典型的溶剂包括甲苯、二甲苯、庚烷、乙醇和甲醇。反应结束后，聚有机改性硅胶通过过滤或离心分离，然后充分洗涤去除任何反应残余物，最后干燥。这个过程可以应用于市场上可买到的众多不同硅胶，硅胶粒径分布从纳米到5-30毫米不等，已知孔径大小分布也不等。
本发明同样提供通式1所需的新型前体化合物，这个前体是通式2(R9O)3Si(CH2)h(S)pCR1R2CR3(CO2R)[CR1R2CR3CO2R]nH，其中，R选自氢、C1-6烷基；R1-3均可视情况选择取代，分别选自氢、C1-22烷基、C2-22烯基、C2-22炔基、芳基；R9选自氢、C1-6烷基；h是整数2或3；n是从1到50的任意一个整数；p是整数0或1。
本发明同样提供通式1所需的新型前体化合物，这个前体是通式5(R9O)3Si(CH2)h(S)pCR1R2CR3(C(＝O)NR4R5)[CR1R2CR3C(＝O)NR4R5]nH，其中，R选自氢、C1-6烷基；R1-5均可视情况选择取代，分别选自氢、C1-22烷基、C2-22烯基、C2-22炔基、芳基；R9选自氢、C1-6烷基；h是整数2或3；n是从1到50的任意一个整数；p是整数0或1。通式5中的化合物通过通式2中的化合物与相应的胺反应制备(此时，通式2中的R是烷基)。这个反应在有或无溶剂的条件下均可进行，反应温度20-160℃，反应时间0.5到24小时。典型的溶剂包括甲苯、二甲苯、庚烷、乙醇和甲醇。
在进一步的处理中，溶胶凝胶、通式2或5中不同化合物的混合物分别与硅酸钠或一个烷氧基硅烷如正硅酸乙酯在溶剂中用酸或碱催化剂在20-160℃下反应0.5到48小时。然后将固体研磨、洗涤除去任何的反应残余物，干燥得到通式1中的化合物。使用的典型酸碱包括但不仅限于盐酸或氢氧化铵。溶剂包括但不仅限于甲醇、乙醇、清水及其混合物。
使用各种不同的已知方法，可以将通式2或5化合物作为薄膜单一或混合地与嫁接到各种各样的表面上。
通式1化合物有广泛的用途，本发明提供一种进料处理方法，其包括进料与通式1化合物接触，以：
i)去除进料中的一个或多个组分，以产生一种在被去除的组分中损耗的材料；
ii)影响化学反应，通过进料中一个组分的催化转换来产生目标产物；
iii)通过通式1中的化合物来分离不同的组分；或
iv)通过离子交换过程去除进料中的某个离子物种。
进料可能是连续的流体，例如一个工艺流或中间体流，也可能是一批材料进行间断式处理。进料，如产品流、废液或工艺流，可能要选择性地去除其中的组分。被去除的组分可能是进料中不想要的组分，这一方法提供进料中所需的组合物，在跟通式1化合物接触后，该组合物在被选择性去除的组分中已所剩无几。例如，这一方法可能被用于去除医药生产过程中或成型过程中某进料里不想要的目标物，以提高产品纯度，其纯度与去除的组分如金属离子有关。
这个方法还可用来去除进料中的目标物种，随后再处理或分析，例如从进料中去除生物分子(如酶、多肽、蛋白质、内毒素和核酸)，然后进一步处理、分析已经去除的组分。
在众多不同的行业和应用中，包括现有的和新的，经济、环境和性能等多方面均有关键驱动因素促使交付更高纯度的产品和增效组分、捕获和回收贵金属、关键金属和化合物。通式1中的组合物设计用于促进选择性地去除以不同物种和复合体形式存在的预期目标物。
通式1化合物具备很高的亲和力，可以去除与特定配体牢固键合在一起的金属，满足必需的排放标准。
通式1化合物可以高效地从各种环境中提取各种不同的阳离子和阴离子。这些阳离子包括镧系、锕系、主族和过渡金属。阴离子包括砷酸盐、硼酸盐、铬酸盐、高锰酸盐、高氯酸盐和高铼酸盐。
举例说明，实例24-30的产品和实例21-22的有机胺可以从各种溶液中高效去除亚铜和铜离子。实例21-22的产品可以高效去除加氢处理流体中含有的亚铁和铁离子。
实例24-30的产品可以从各种溶液中高效去除钙、镁、镍和钴。
通式1化合物可以作为功能化材料，从反应混合物或不纯的化学产品中去除过量的无机或有机试剂和副产物。通式1化合物可以从天然提取中得到的生物活性化合物及其混合物中去除金属。
基因毒物会直接或间接地破坏DNA。有一类基因毒性杂质是烷基化试剂，如卤代烷、磺酰酯和卤化物。通式1中的多胺基团可以高效去除含有这类基团的化合物。
此外，通式1化合物也可以作为固相萃取材料，选择性地将目标产品滞留在功能化材料中，同时让杂质流走，达到纯化目标产品的目的。接下来，使用不同的溶剂将目标产品洗脱下来。通式1中的化合物可以用于分离不同碱度的胺，例如从杂原子胺(如吡啶)中分离初级和二级胺类。
通式1化合物可以作为凝胶过滤、高速排阻色谱和高压液相色谱的材料。
通式1化合物可以用于固定生物分子如酶、多肽、蛋白质和核酸，也可以用于其分离和净化。固定酶拥有许多操作上和性能上的优势。举例说明，可以被固定的酶包括但不限于脂酶、酯酶、水解酶、转移酶和氧化还原酶。
通式1化合物可以用于药物输送和药物的控制释放。
通式1化合物负载银盐可用作抗微生物剂。本发明也提供一种抗微生物剂组合物，其包括通式1化合物和载体。
通式1纳米复合材料化合物含胺，可以用来改善钢铁的缓蚀。
通式1高官能团负载率化合物本身或与已知材料配制后可以从空气中高效、快速地去除有毒物质。
现在，参考本发明的说明性实例来详细描述本发明。
实例1
向带有回流冷凝管和温度计的250ml两口烧瓶中加入3-巯丙基三甲氧基硅烷(46.5mL、0.25mol)，再加入丙烯酸(72mL、1mol)。搅拌该溶液并在15分钟内加热至70℃，然后在10分钟内加热至80℃，并在90℃条件下持续加热1小时。将20ml甲醇加入到溶液中，回流1小时后将反应后的混合物冷却至50℃。将硅胶(37-147μm、200g)和460ml甲苯搅拌混合，再加入以上溶液。将溶液加热至110℃，反应4小时。冷却后将固体过滤掉，再用甲醇充分洗涤，之后干燥得到一个通式1的组合物：其中，X是CH2CH(CO2H)[CH2CHCO2H]nH；n的平均数是3；m是3；p是1；V是C3H6SH。
实例2
向带有回流冷凝管和温度计的100ml两口烧瓶中加入3-巯丙基三甲氧基硅烷(14mL,0.075mol)，再加入丙烯酸(21.6mL,0.3mol)。搅拌该溶液，并在15分钟内加热至70℃，在70℃条件维持1小时；然后在10分钟内加热至80℃，并在80℃条件下持续加热1小时。将20ml甲醇加入到溶液中，回流1小时后将反应的混合物冷却至50℃。将硅胶(37-147μm,100g)和220ml甲苯搅拌混合，再加入以上溶液。将溶液加热至110℃反应4小时。冷却后将固体过滤掉，再用甲醇充分洗涤，之后干燥得到一个通式1的组合物：其中，X是CH2CH(CO2H)[CH2CHCO2H]nH；n的平均数是3；m是3；p是1；V是C3H6SH。
实例3
向带有回流冷凝管和温度计的250ml两口烧瓶中加入2-巯乙基三甲氧基硅烷(48.1g、0.25mol)，再加入丙烯酸(72mL、1mol)。搅拌该溶液，并在15分钟内加热至70℃，然后在10分钟内加热至80℃，最后在10分钟内加热到90℃，并在持续加热1小时。将20ml甲醇加入到溶液中，回流1小时后将反应的混合物冷却至50℃。将硅胶(37-147μm、300g)和660ml二甲苯搅拌混合，再加入以上溶液。将溶液加热至110℃反应4小时。冷却后将固体过滤掉，再用甲醇充分洗涤，之后干燥得到一个通式1的组合物：其中，X是CH2CH(CO2H)[CH2CHCO2H]nH；n的平均数是3；m是2；p是1；W是C2H4SH。
实例4
向带有回流冷凝管和温度计的250ml两口烧瓶中加入2-巯乙基三甲氧基硅烷(48.1g、0.25mol)，再加入丙烯酸(72mL、1mol)。搅拌该溶液，并在15分钟内加热至70℃，然后在10分钟内加热至80℃，最后在10分钟内加热到90℃，并持续加热1小时。将20ml甲醇加入到溶液中，回流1小时后将反应的混合物冷却至50℃。将硅胶(37-147μm、380g)和700ml二甲苯搅拌混合，再加入以上溶液。将溶液加热至110℃反应1小时。加入巯丙基三甲氧基硅烷(7.4ml、0.04mol)，继续加热并搅拌该混合物3小时。冷却后将固体过滤掉，再用甲醇充分洗涤，之后干燥得到一个通式1的组合物：其中，V是C3H6SH；W是C2H4SH；X是CH2CH(CO2H)[CH2CHCO2H]nH；n的平均数是3；m是2；p是1。
实例5
向带有回流冷凝管和温度计的250ml两口烧瓶中加入3-巯丙基三甲氧基硅烷(46.5ml、0.25mol)，再加入丙烯酸(72mL、1mol)。搅拌该溶液，并在15分钟内加热至70℃，然后在10分钟内加热至80℃，并在80℃条件下持续加热1小时。将20ml甲醇加入到溶液中，回流1小时后将反应的混合物冷却至50℃。将硅胶(37-147μm、350g)和700ml甲苯搅拌混合，再加入以上溶液。将溶液加热至110℃反应4小时。冷却后将固体过滤掉，再用甲醇充分洗涤，之后干燥得到一个通式1的组合物：其中，X是CH2CH(CO2H)[CH2CHCO2H]nH；n的平均数是4；m是3；p是1；V是C3H6SH。
实例6
向带有回流冷凝管和温度计的500ml两口烧瓶中加入3-巯丙基三甲氧基硅烷(46.5ml、0.25mol)，再加入丙烯酸(72mL、1mol)和50ml二甲苯。搅拌该溶液，并在15分钟内加热至70℃，在10分钟内加热至80℃，然后在10分钟内加热到90℃，并持续加热1小时。将20ml甲醇加入到溶液中，回流1小时后将反应的混合物冷却至50℃。将硅胶(37-147μm,360g)和700ml甲苯搅拌混合，再加入以上溶液。将溶液加热至110℃反应4小时。冷却后将固体过滤掉，再用甲醇充分洗涤，之后干燥得到一个通式1的组合物：其中，m是3；X是CH2CH(CO2H)[CH2CHCO2H]nH；n的平均数是3；V是C3H6SH。
实例7
向带有回流冷凝管和温度计的250ml两口烧瓶中加入3-巯丙基三甲氧基硅烷(46.5ml、0.25mol)，再加入丙烯酸(90mL,1.25mol)。搅拌该溶液，并在15分钟内加热至70℃，在10分钟内加热至80℃，然后在90℃条件下持续加热1小时。将20ml甲醇加入到溶液中，回流1小时后将反应的混合物冷却至50℃。将硅胶(37-147μm、300g)和760ml甲苯搅拌混合，再加入以上溶液。将溶液加热至110℃反应4小时。冷却后将固体过滤掉，再用甲醇充分洗涤，之后干燥得到一个通式1的组合物：其中，X是CH2CH(CO2H)[CH2CHCO2H]nH；n的平均数是4；m是3；p是1；V是C3H6SH。
实例8
向带有回流冷凝管和温度计的250ml两口烧瓶中加入3-巯丙基三甲氧基硅烷(46.5ml、0.25mol)，再加入丙烯酸(103mL、1.5mol)。搅拌该溶液，并在15分钟内加热至70℃，在10分钟内加热至80℃，然后在90℃-100℃条件下持续加热1小时。将20ml甲醇加入到溶液中，回流1小时后将反应的混合物冷却至50℃。将硅胶(200-500μm、320g)和800ml甲苯搅拌混合，再加入以上溶液。将溶液加热至110℃反应4小时。冷却后将固体过滤掉，再用甲醇充分洗涤，之后干燥得到一个通式1的组合物：其中，X是CH2CH(CO2H)[CH2CHCO2H]nH；n的平均数是5；m是3；p是1；V是C3H6SH。
实例9
向带有回流冷凝管和温度计的250ml 2口烧瓶中加入3-巯丙基三甲氧基硅烷(14mL、0.075mol)，再加入丙烯酸(41.2mL、0.6mol)。搅拌该溶液，并在15分钟内加热至70℃，在10分钟内加热至90℃，并在90℃-100℃条件下持续加热1小时。将20ml甲醇加入到溶液中，回流1小时后将反应的混合物冷却至50℃。将硅胶(37-147μm、100g)和220ml甲苯搅拌混合，再加入以上溶液。将溶液加热至110℃反应4小时。冷却后将固体过滤掉，再用甲醇充分洗涤，之后干燥得到一个通式1的组合物：其中，X是CH2CH(CO2H)[CH2CHCO2H]nH；n的平均数是7；m是3；p是1；V是C3H6SH。
实例10
向带有回流冷凝管和温度计的250ml两口烧瓶中加入3-巯丙基三甲氧基硅烷(14mL、0.075mol)，再加入丙烯酸(82.4mL、1.2mol)。搅拌该溶液，并在15分钟内加热至70℃，在10分钟内加热到90℃，并在90℃-100℃条件下持续加热1小时。将20ml甲醇加入到溶液中，回流1小时后将反应的混合物冷却至50℃。将硅胶(37-147μm、200g)和440ml甲苯搅拌混合，再加入以上溶液。将溶液加热至110℃反应4小时。冷却后将固体过滤掉，再用甲醇充分洗涤，之后干燥得到一个通式1的组合物：其中，X是CH2CH(CO2H)[CH2CHCO2H]nH；n的平均数是15；m是3；p是1；V是C3H6SH。
实例11
将混合的二甲苯(130ml)、丙烯酸(80ml)和3-巯丙基硅胶(37-147μm、100g)搅拌加热至120℃[油浴设定]反应4小时。冷却后将固体过滤掉，再用甲醇充分洗涤，之后干燥得到一个通式1的组合物：其中，X是CH2CH(CO2H)[CH2CHCO2H]nH；n的平均数是4；m是3；p是1；V是C3H6SH。
实例12
将混合的甲苯(200ml)、丙烯酸(120ml)和3-巯丙基硅胶(300-500μm、150g)搅拌加热至120℃[油浴设定]反应4小时。加入苯基三甲氧基硅烷(0.1mol)，继续加热并搅拌2小时。冷却后将固体过滤掉，再用甲醇充分洗涤，之后干燥得到一个通式1的组合物：其中，X是CH2CH(CO2H)[CH2CHCO2H]nH；n的平均数是5；m是3；p是1；V是C3H6SH；W是苯基。
实例13
将混合的甲苯(400ml)、丙烯酸(480ml)和3-巯丙基硅胶(300-500μm、350g)搅拌加热至120℃[油浴设定]反应4小时。加入2-巯乙基三甲氧基硅烷(0.3mol)，继续加热并搅拌2小时。冷却后将固体过滤掉，再用甲醇充分洗涤，之后干燥得到一个通式1的组合物：其中，X是CH2CH(CO2H)[CH2CHCO2H]nH；n的平均数是4；m是3；p是1；V是C3H6SH；W是C2H4SH。
实例14
向带有回流冷凝管和温度计的100ml两口烧瓶中加入3-巯丙基三甲氧基硅烷(14mL、0.075mol)，再加入丙烯酸甲酯(54.4mL、0.6mol)。搅拌该溶液，并在15分钟内加热至70℃，在10分钟内加热至90℃，并在90℃-100℃条件下持续加热1小时，将反应的混合物冷却至50℃。将硅胶(37-147μm、100g)和220ml甲苯搅拌混合，再加入以上溶液。将溶液加热至110℃反应4小时。冷却后将固体过滤掉，再用甲醇充分洗涤，之后干燥得到一个通式1的组合物：其中，X是CH2CH(CO2CH3)[CH2CHCO2CH3]nH；n的平均数是2；m是3；p是1；V是C3H6SH。
实例15
向带有回流冷凝管和温度计的250ml两口烧瓶中加入乙烯基三甲氧基硅烷(11.5mL、0.075mol)，再加入丙烯酸甲酯(28.7mL、0.32mol)。搅拌该溶液，并在15分钟内加热至70℃，在10分钟内加热至90℃，并在90℃-100℃条件下持续加热1小时。加入二甲苯(150ml)，然后再加入硅胶(37-147μm、100g)，将混合物搅拌并加热至110℃反应4小时。冷却后将固体过滤掉，再用甲醇充分洗涤，之后干燥得到一个通式1的组合物：其中，X是CH2CH(CO2CH3)[CH2CHCO2CH3]nH；n的平均数是1；m是2；p是0；V是乙烯基。
实例16
将二甲苯(260ml)、丙烯酸甲酯(80mL、0.88mol))和3-巯丙基硅胶(37-147μm、100g)混合，搅拌加热到120℃[油浴设定]反应4小时。冷却后将固体过滤掉，再用甲醇充分洗涤，之后干燥得到一个通式1的组合物：其中，X是CH2CH(CO2CH3)[CH2CHCO2CH3]nH；n的平均数是2；m是3；p是1；V是C3H6SH。
实例17
将甲苯(300ml)、丙烯酸甲酯(120mL、1.32mol)和3巯丙基硅胶(300-500μm,150g)混合搅拌加热到120℃[油浴设定]反应4小时。加入苯基三甲氧基硅烷(0.1mol)，将混合物搅拌加热2小时。冷却后将固体过滤掉，再用甲醇充分洗涤，之后干燥得到一个通式1的组合物：其中，X是CH2CH(CO2CH3)[CH2CHCO2CH3]nH；n的平均数是1；m是3；p是1；V是C3H6SH；W是苯基。
实例18
将二甲苯(240ml)、丙烯酸甲酯(80mL、0.88mol)和乙烯基硅胶(37-147μm、100g)混合，搅拌加热到120℃[油浴设定]反应4小时。冷却后将固体过滤掉，再用甲醇充分洗涤，之后干燥得到一个通式1的组合物：其中，X是CH2CH(CO2CH3)[CH2CHCO2CH3]nH；n的平均数是1；m是2；p是0。
实例19
将二甲苯(130ml)、丙烯酸甲酯(80mL、,0.88mol)和乙烯基硅胶(300-500μm、100g)混合，搅拌加热到120℃[油浴设定]反应4小时。加入3-巯丙基3甲氧基硅烷(9.1ml、0.05mol)，将混合物加热并搅拌2小时。冷却后将固体过滤掉，再用甲醇充分洗涤，之后干燥得到一个通式1的组合物：其中，X是CH2CH(CO2CH3)[CH2CHCO2CH3]nH；n的平均数是1；m是2；p是0；V是C3H6SH。
实例20
将丙烯酸甲酯(120mL、1.32mol)和3-巯丙基硅胶(37-147μm、50g)混合，搅拌加热到120℃[油浴设定]反应4小时。冷却后将固体过滤掉，再用甲醇充分洗涤，之后干燥得到一个通式1的组合物：其中，X是CH2CH(CO2CH3)[CH2CHCO2CH3]nH；n的平均数是7；m是3；p是1；V是C3H6SH。
实例21
将3-巯丙基三甲氧基硅烷(55mL、0.3mol)和丙烯酸甲酯(2.1mol、190mL)在20分钟内搅拌加热至100℃，并在10分钟内加热至110℃。将该反应混合物在110℃条件下搅拌加热2小时，然后冷却到70℃。加入甲醇(80ml)并回流1小时，然后加入二乙烯三胺(2.1mol、225mL)，使用迪安斯塔克装置，将溶液加热到100℃反应3小时。将硅胶(37-74μm、300g)和630ml二甲苯搅拌混合，再加入以上温热溶液。将溶液加热至120℃反应4小时，然后冷却至室温。冷却后将固体过滤掉，再用甲醇充分洗涤，之后干燥得到一个通式1的组合物：其中，X是CH2CH(CONHC2H4NHC2H4NH2)[CH2CHCONHC2H4NHC2H4NH2]nH；n的平均数是5；m是3；p是1；V是C3H6SH。
实例22
将搅拌后的3-巯丙基三甲氧基硅烷(28mL、0.15mol)和丙烯酸甲酯(0.75mol、68mL)溶液在20分钟内加热至100℃，并在10分钟内加热至110℃。将该反应混合物在110℃条件下搅拌加热2小时，然后冷却到70℃。加入甲醇(80ml)并回流1小时，然后加入乙二胺(0.8mol、53.5mL)，使用迪安斯塔克装置，将溶液加热到100℃反应3小时。将硅胶(147-400μm、200g)和(440mL)二甲苯搅拌混合，再加入以上温热溶液。将此溶液加热至120℃反应2小时，然后加入3-巯丙基三甲氧基硅烷(9mL、0.05mol)，并冷却至室温。冷却后将固体过滤掉，再用甲醇充分洗涤，之后干燥得到一个通式1的组合物：其中，X是CH2CH(CONHC2H4NH2)[CH2CHCONHC2H4NH2]nH；n的平均数是5；m是3；p是1；V是C3H6SH。
实例23
向带有回流冷凝管和温度计的100ml两口烧瓶中加入乙烯基三甲氧基硅烷(11.6mL、0.075mol)再加入丙烯酸(23.4mL、0.325mol)。搅拌溶液并在在15分钟内加热至70℃，在10分钟内加热至80℃，然后在90℃条件下持续加热1小时。加入20ml甲醇，溶液回流1小时，再将反应混合物冷却至50℃。在甲苯(220ml)中加入硅胶(37-147μm、100g)，搅拌混合后，再加入上述溶液并加热至110℃反应4小时。冷却后将固体过滤掉，再用甲醇充分洗涤，之后干燥得到一个通式1的组合物：其中，X是CH2CH(CO2H)[CH2CHCO2H]nH；n的平均数是3；m是2；p是0。
实例24
向实例2的产物(100g)中加入300ml去离子水，搅拌混合，然后缓慢加入氢氧化钠溶液直至混合物的pH值保持在7.5。将固体过滤掉，再用去离子水充分洗涤，之后干燥得到一个通式1的组合物：其中，X是CH2CH(CO2Na)[CH2CHCO2Na]nH；n的平均数是4；m是3；p是1；V是C3H6SH。
实例25
向实例3的产物(100g)中加入300ml去离子水，搅拌混合，然后缓慢加入氢氧化钠溶液直至混合物的pH值保持在7.5。将固体过滤掉，再用去离子水充分洗涤，之后干燥得到一个通式1的组合物：其中，X是CH2CH(CO2Na)[CH2CHCO2Na]nH；n的平均数是3；m是2；p是1；W是C3H6SH。
实例26
向实例5的产物(100g)中加入300ml去离子水，搅拌混合，然后缓慢加入氢氧化钠溶液直至混合物的pH值保持在7.5。将固体过滤掉，再用去离子水充分洗涤，之后干燥得到一个通式1的组合物：其中，X是CH2CH(CO2Na)[CH2CHCO2Na]nH；n的平均数是4；m是3；p是1；V是C3H6SH。
实例27
向实例8的产物(100g)中加入300ml去离子水，搅拌混合，然后缓慢加入氢氧化钠溶液直至混合物的pH值保持在7.5。将固体过滤掉，再用去离子水充分洗涤，之后干燥得到一个通式1的组合物：其中，X是CH2CH(CO2Na)[CH2CHCO2Na]nH；n的平均数是5；m是3；p是1；V是C3H6SH。
实例28
向实例9的产物(100g)中加入300ml去离子水，搅拌混合，然后缓慢加入氢氧化钠溶液直至混合物的pH值保持在7.5。将固体过滤掉，再用去离子水充分洗涤，之后干燥得到一个通式1的组合物：其中，X是CH2CH(CO2Na)[CH2CHCO2Na]nH；n的平均数是7；m是3；p是1；V是C3H6SH。
实例29
向实例10的产物(100g)中加入300ml去离子水，搅拌混合，然后缓慢加入氢氧化钠溶液直至混合物的pH值保持在7.5。将固体过滤掉，再用去离子水充分洗涤，之后干燥得到一个通式1的组合物：其中，X是CH2CH(CO2Na)[CH2CHCO2Na]nH；n的平均数是15；m是3；p是1；V是C3H6SH。
实例30
向实例11的产物(100g)中加入300ml去离子水，搅拌混合，然后缓慢加入氢氧化钠溶液直至混合物的pH值保持在7.5。将固体过滤掉，再用去离子水充分洗涤，之后干燥得到一个通式1的组合物：其中，X是CH2CH(CO2Na)[CH2CHCO2Na]nH；n的平均数是4；m是3；p是1；V是C3H6SH。
实例31
取实例29得出的产物0.05g，加入到5mL含有200ppm铜(II)的产品流的水样中，将此混合物在温度为5℃条件下搅拌反应5小时，然后抽滤。经分析显示，滤液中铜的含量已被去除至低于1ppm。实例21-28得出的产物在此测试中有同样的效果。
实例32
取实例28得出的产物0.03g，加入到5mL含有210ppm钴(II)的产品流的水样中，将此混合物在温度为4℃条件下搅拌反应4小时，然后抽滤。经分析显示，滤液中钴的含量已被去除至低于1ppm。实例24-27和实例29-30得出的产物在此测试中有同样的效果。
实例33
取实例28得出的产物0.06g，加入到5mL含有100ppm钙(II)的产品流的水样中，将此混合物在温度为4℃条件下搅拌反应3小时，然后抽滤。经分析显示，滤液中钙的含量已被去除至低于0.5ppm。实例24、25和30得出的产物在此测试中有同样的效果。
实例34
取实例30得出的产物0.06g，加入到5mL含有150ppm镁(II)的产品流的水样中，将此混合物在温度为25℃条件下搅拌反应4小时，然后抽滤。经分析显示，滤液中镁的含量已被去除至低于0.5ppm。实例26-29得出的产物在此测试中有同样的效果。
实例35
取实例27得出的产物0.06g，加入到5mL含有300ppm钯(II)的产品流的二氯甲烷溶液中，将此混合物在温度为20℃条件下搅拌反应6小时，然后抽滤。经分析显示，滤液中钯的含量已被去除至低于1ppm。实例21-22和实例30得出的产物在此测试中有同样的效果。
实例36
取实例30得出的产物0.1g，加入到10mL含有240ppm锌(II)的产品流的水样中，将此混合物在温度为14℃条件下搅拌反应8小时，然后抽滤。经分析显示，滤液中锌的含量已被去除至低于1ppm。实例21-22得出的产物在此测试中有同样的效果。
实例37
取实例30得出的产物0.15g，加入到14mL含有180ppm镧(II)的产品流的水样中，将此混合物在温度为18℃条件下搅拌反应10小时，然后抽滤。经分析显示，滤液中镧的含量已被去除至低于1ppm。
实例38
取实例21得出的产物0.07g，加入到5mL含有300ppm铜(II)的产品流的水样中，将此混合物在温度为25℃条件下搅拌反应2小时，然后抽滤。经分析显示，滤液中铜的含量已被去除至低于0.2ppm。实例22和实例30得出的产物在此测试中有同样的效果。
实例39
取实例30得出的产物0.05g，加入到5mL含有150ppm镍(II)的产品流的水样中，将此混合物在温度为25℃条件下搅拌反应4小时，然后抽滤。经分析显示，滤液中镍的含量已被去除至低于0.2ppm。实例21，22和28得出的产物在此测试中有同样的效果。
实例40
取实例21得出的产物0.05g，加入到5mL含有300ppm镍(II)的产品流的1M HCl溶液中，将此混合物在温度为25℃条件下搅拌反应2小时，然后抽滤。经分析显示，滤液中镍的含量已被去除至低于0.2ppm。实例22得出的产物在此测试中有同样的效果。
实例41
称量实例10得出的产物2.5g，加入25mL水，充分搅拌；然后加入溶解于甲醇的三乙胺(5mL、0.5M)，30分钟后，用GC分析反应后的混合物，结果表明胺完全被去除。
实例42
首先将三乙胺(2.5mmol)和吡啶(2.5mmol)溶解于15mL甲醇中；然后向此混合物中加入实例9得出的产物2.0g，在室温下搅拌1小时。用GC分析反应后的混合物，结果显示三乙胺被选择性地去除。
实例43
称取实例8得出的产物2.0g，加入到20mL水中，搅拌混合；加入溶解于甲醇的二丙胺(5mL、0.5M)。30分钟后，用GC分析反应后的混合物，结果显示二丙胺被完全去除。
实例44
称取实例5得出的产物2.0g，加入到20mL水中，搅拌混合；加入溶解于甲醇的二丙胺(5mL、0.5M)。30分钟后，用GC分析反应后的混合物，结果显示二丙胺被完全去除。
实例45
将咖啡因(0.019g、0.1mmol)溶解于7mL乙醇，搅拌后向此溶液中加入实例10得出的产物1.0g。30分钟后，对反应后的混合物进行分析，结果显示咖啡因被完全去除。向抽滤得到的固体中加入1M HCl进行洗脱，结果显示咖啡因被定量回收。
实例46
将可可碱(0.018g、0.1mmol)溶解于7mL乙醇，搅拌后向此溶液中加入实例9得出的产物1.0g。30分钟后，对反应后的混合物进行分析，结果显示可可碱被完全去除。向抽滤得到的固体中加入1M HCl进行洗脱，结果显示可可碱被定量回收。
实例47
将0.5mmol的氨溶解于7mL乙醇，搅拌后向此溶液加入实例10得出的产物1.0g。30分钟后，对反应后的混合物进行分析，结果显示氨被完全去除。

Claims (8)

1.一种生产下列通式1化合物的方法：
[(O3/2)Si(CH2)m(S)pX]a[Si(O4/2)]b[VSi(O3/2)]c[WSi(O3/2)]d
式中，X选自：
CR1R2CR3(CO2R)[CR1R2CR3CO2R]nH；
CR1R2CR3(CO2M)[CR1R2CR3CO2M]nH；
CR1R2CR3(C(＝O)NR4R5)[CR1R2CR3C(＝O)NR4R5]nH；
其中M是Na；V可视情况选择取代，选自C1-22烷基、C2-22烯基、C2-22炔基、芳基、烷基胺基、烷基聚烷基胺基、烷基聚烷基聚胺基、巯基、硫基和硫巯基；W总是不同于V，可视情况选择取代，选自C1-22烷基、C2-22烯基、C2-22炔基、芳基、烷基胺基、烷基聚烷基胺基、烷基聚烷基聚胺基、巯基、硫基和硫巯基；R选自氢、C1-22烷基、C2-22烯基、C1-22芳基、C1-22烷基芳香基；R1-5均可视情况选择取代，分别选自氢、C1-22烷基、C2-22烯基、C2-22炔基、芳基、烷基胺基、烷基聚烷基胺基、巯烷基；m是整数2或3；n是从1到50的任意一个整数；p是整数0或1；a、b、c和d都是整数，其中a和b一直都存在，a:b的比率为从0.00001到100,000，当c大于零时，c:(a+b+d)的比率为从0.00001到100；当d大于零时，d:(a+b+c)的比率为从0.00001到100，该方法包括丙烯酸酯CR1R2CR3CO2R与通式3的化合物(R9O)3Si(CH2)hY接触，其中R9选自氢、C1-6烷基，Y是乙烯基或巯基，当Y是乙烯基时，h是整数0或1，当Y是巯基时，h是整数2或3；加丙烯酸酯CR1R2CR3CO2R，仔细控制反应温度和相对浓度，丙烯酸酯与硅烷，摩尔比，在0.5-200不等，生成通式2中的硅烷
(R9O)3Si(CH2)h(S)pCR1R2CR3(CO2R)[CR1R2CR3CO2R]nH；进一步用胺处理通式2化合物,得到通式5化合物(R9O)3Si(CH2)h(S)pCR1R2CR3(C(＝O)NR4R5)
[CR1R2CR3C(＝O)NR4R5]nH；使用硅胶在溶剂中处理通式2或5化合物得到通式1所需化合物，以及将前述通式1所需化合物进一步加入氢氧化钠溶液直至混合物的pH值保持在7.5，得到通式1化合物；或者丙烯酸酯CR1R2CR3CO2R与通式4化合物[(O3/2)Si(CH2)mY]a[Si(O4/2)]b[VSi(O3/2)]c[WSi(O3/2)]d接触，其中，当Y是乙烯基时，h是整数0或1；当Y是巯基时，h是整数2或3，加丙烯酸酯CR1R2CR3CO2R溶液，仔细控制反应温度和相对浓度，丙烯酸酯与硅烷摩尔比，在0.5-200不等；在任何情况下，反应均在20-160℃下进行10分钟到48小时，然后将固体过滤或离心，使用溶剂洗涤后干燥得到通式1化合物。
2.一种生产通式1中下列化合物的方法：
[(O3/2)Si(CH2)m(S)pX]a[Si(O4/2)]b[VSi(O3/2)]c[WSi(O3/2)]d
式中X选自
C2H3(CO2R)[C2H3CO2R]nH；
C2H3(C(＝O)NR4R5)[C2H3C(＝O)NR4R5]nH；
其中，V可视情况选择取代，选自C1-12烷基、C2-6烯基、芳基、烷基胺基、烷基聚烷基胺基、烷基聚烷基聚胺基、巯基、硫基和硫巯基；W总是不同于V，可视情况选择取代，选自C1-22烷基、C2-6烯基、芳基、烷基胺基、烷基聚烷基胺基、烷基聚烷基聚胺基、巯基、硫基和硫巯基；R选自氢、C1-6烷基、C2-6烯基；R4-5均可视情况选择取代，分别选自氢、C1-6烷基、C2-6烯基、芳基、烷基胺基、烷基聚烷基胺基；m是整数2或3；n是从1到50的任意一个整数；p是整数0或1；a、b、c和d都是整数，其中a和b一直都存在，a:b的比率为从0.00001到100000，当c大于零时，c:(a+b+d)的比率为从0.00001到100，当d大于零时，d:(a+b+c)的比率为从0.00001到100，该方法包括丙烯酸酯C2H3CO2R与通式3化合物(R9O)3Si(CH2)hY接触，其中R9选自氢、C1-6烷基，当Y是乙烯基时，h是整数0或1，当Y是巯基时，h是整数2或3，加丙烯酸酯C2H3CO2R，仔细控制反应温度和相对浓度，丙烯酸酯与硅烷，摩尔比，在0.5-100不等，生成通式2的硅烷
(R9O)3Si(CH2)h(S)pC2H3(CO2R)[C2H3CO2R]nH；加胺进一步处理通式2化合物得到通式5化合物(R9O)3Si(CH2)h(S)pC2H3(C(＝O)NR4R5)[C2H3C(＝O)NR4R5]nH，用硅胶在溶剂中处理通式2或5化合物得到通式1所需化合物；或者丙烯酸酯C2H3CO2R与通式4化合物[(O3/2)Si(CH2)mY]a[Si(O4/2)]b[VSi(O3/2)]c[WSi(O3/2)]d接触，其中当Y是乙烯基时，h是整数0或1，当Y是巯基时，h是整数2或3，加丙烯酸酯C2H3CO2R溶液，仔细控制反应温度和相对浓度，丙烯酸酯与硅烷，摩尔比，在0.5-100不等；在任何情况下，反应均在20-160℃下进行10分钟到48小时，然后将固体过滤、离心，用溶剂洗涤后干燥得到通式1化合物。
3.一种生产通式1中下列化合物的方法：
[(O3/2)Si(CH2)m(S)pX]a[Si(O4/2)]b[VSi(O3/2)]c
式中X选自
C2H3(CO2R)[C2H3CO2R]nH；
C2H3(C(＝O)NR4R5)[C2H3C(＝O)NR4R5]nH；
其中，V可视情况选择取代，选自C1-12烷基、C2-6烯基、芳基、烷基胺基、烷基聚烷基胺基、烷基聚烷基聚胺基、巯基、硫基和硫巯基；R选自氢、C1-6烷基；R4-5均可视情况选择取代，分别选自氢、C1-6烷基、烷基胺基、烷基聚烷基胺基；m是整数2或3；n是从1到20的任意一个整数；p是整数0或1；a、b和c都是整数，其中a和b一直都存在，a:b的比率为从0.00001到100,000，当c大于零时，c:(a+b)的比率为从0.00001到100，该方法包括丙烯酸酯C2H3CO2R与通式3化合物(R9O)3Si(CH2)hY接触，其中R9选自氢、C1-6烷基，当Y是乙烯基时，h是整数0或1，当Y是巯基时，h是整数2或3，加丙烯酸酯C2H3CO2R，仔细控制反应温度和相对浓度，丙烯酸酯与硅烷，摩尔比，在0.5-50不等，生成通式2的硅烷(R9O)3Si(CH2)h(S)pC2H3(CO2R)[C2H3CO2R]nH，加胺进一步处理通式2化合物，得到通式5化合物(R9O)3Si(CH2)h(S)pC2H3(C(＝O)NR4R5)[C2H3C(＝O)NR4R5]nH，用硅胶在溶剂中处理通式2或5化合物得到通式1中的所需化合物；或者丙烯酸酯C2H3CO2R与通式4化合物[(O3/2)Si(CH2)mY]a[Si(O4/2)]b[VSi(O3/2)]c接触，其中当Y是乙烯基时，h是整数0或1，当Y是巯基时，h是整数2或3，加丙烯酸酯C2H3CO2R溶液，仔细控制反应温度和相对浓度，丙烯酸酯与硅烷，摩尔比，在0.5-50不等；在任何情况下，反应均在20-160℃下进行10分钟到48小时，然后将固体过滤或离心，使用溶剂洗涤后干燥得到通式1化合物。
4.一种通式2化合物：
(R9O)3Si(CH2)h(S)pCR1R2CR3(CO2R)[CR1R2CR3CO2R]nH；
其中R选自氢、C1-6烷基、C2-6烯基；R1-3均可视情况选择取代，分别选自氢、C1-6烷基、C2-6烯基、芳基；R9选氢、C1-6烷基；h是整数2或3；n是从1到50的任意一个整数；p是整数1。
5.一种通式5化合物：
(R9O)3Si(CH2)h(S)p CR1R2CR3(C(＝O)NR4R5)[CR1R2CR3C(＝O)NR4R5]nH；
其中R1-3分别选自氢、C1-6烷基、C2-6烯基；R4-5均可视情况选择取代，分别选自C1-6烷基、C2-6烯基、芳基、烷基胺基、烷基聚烷基胺基；h是整数2或3；n是从1到50的任意一个整数；p是整数0或1；R9选自氢、C1-6烷基。
6.一种生产通式2化合物的方法，通过丙烯酸酯C2H3CO2R与通式3的化合物(R9O)3Si(CH2)hY反应，所述的通式2化合物为(R9O)3Si(CH2)h(S)pC2H3(CO2R)[C2H3CO2R]nH，其中R9选自氢、C1-6烷基，当Y是乙烯基时，h是0或1；当Y是巯基时，h是2或3，反应温度为60-120℃，反应时间：10min到48h，丙烯酸酯与硅烷，摩尔比，在0.5-50不等，p是整数0或1。
7.权利要求1至3中任一权利要求所述方法生产的化合物作为功能化材料，用于液体进料中去除不想要的有机、无机化合物或降低其数量的用途。
8.权利要求1至3中任一权利要求所述方法生产的化合物用作阳离子或阴离子交换剂的用途。
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