ES2386906T3 - Organopolisiloxanos sustituidos y su uso - Google Patents

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ES2386906T3 ES07703381T ES07703381T ES2386906T3 ES 2386906 T3 ES2386906 T3 ES 2386906T3 ES 07703381 T ES07703381 T ES 07703381T ES 07703381 T ES07703381 T ES 07703381T ES 2386906 T3 ES2386906 T3 ES 2386906T3
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John Robert Howe Wilson
Alice Caroline Sullivan
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Abstract

Un compuesto de fórmula 1: [(O3/2)Si CH2CH2SX]a[Si(O4/2)]a[SiO3/2V)]c en la que X se selecciona entre CH2A; [CH2CH2NR1]pR2; CHCOX1CH2COX2 (CH2)eCO Y[CO (CH2)e SCH2Si(O3/2)]m[CO(CH2)eSH]m y en la que A es el resto de un aminoácido o un derivado o una sal de un aminoácido de fórmula CHN R1R2COX3; R1 y R2 se seleccionan independientemente entre hidrógeno, un grupo alquilo C1-22, un grupo acilo C1-22 y un grupo alquilarilo C1-22; X3 se selecciona entre OR, NR1R2, un aminoácido y una proteína; R se selecciona entre hidrógeno, un ión metálico, un grupo alquilo C1-22; e es 1 o 2; p es de 1 a 100; X1 y X2 se seleccionan independientemente entre OR y NR1R2; Y es un resto poliol que tiene z grupos hidroxilo, estando z o menos grupos hidroxilo desprotonados, m y n son, independientemente, menos de z de manera que m+n+1 es inferior o igual a z y m+n+1 grupos hidroxilo del poliol están desprotonados; V es un grupo que opcionalmente está sustituido y se selecciona entre un grupo alquilo C1-22, un grupo alquenilo C2-22, un grupo alquinilo C2-22, un grupo arilo, un grupo sulfuro de alquilarilo C1-22, un sulfóxido, una sulfona, una amina, una polialquilamina, una fosfina y otro grupo que contiene fósforo; las valencias libres de los átomos de oxígeno del silicato están saturadas por uno o varios entre: un átomo de silicio de otros grupos de fórmula 1, hidrógeno, un grupo alquilo C1-22 lineal o ramificado, un grupo terminal R33M1O1/2, un miembro puente de reticulación o por una cadena R3qM1(OR4)gOk/2 o Al(OR4)3-hOh/2 o R3Al(OR4)2-rOr/2; en los que M1 es Si o Ti; R3 y R4 se seleccionan independientemente entre un grupo lineal o ramificado alquilo C1-22, un grupo arilo y un grupo alquilarilo C1-22; k es un número entero de 1 a 3, q es un número entero de 1 a 2 y m es un número entero de 0 a 2 tales que g+k+q>=4; h es un número entero de 1 a 3, y r es un número entero de 1 a 2; o un sistema puente oxo-metal en el que el metal es zirconio, oro, magnesio, hierro, níquel o un lantánido; a, b y c son números enteros tales que la relación a:b es de 0,00001 a 100000 y a y b son siempre mayores que 0 y, cuando c es mayor que 0, la relación de c a a+b es de 0,00001 a 100000

Description

Organopolisiloxanos sustituidos y su uso.
La invencion se refiere a nuevos organopolixiloxanos y a su uso, por ejemplo, como intercambiadores cationicos y anionicos, secuestradores de compuestos organicos e inorganicos, materiales de purificacion o extraccion en fase solida, materiales de inmovilizacion de biomoleculas, agentes antimicrobianos, modificadores de hidrofilia, agentes ignifugos, agentes antiestaticos, revestimientos de dispositivos biomedicos, peliculas que repelen el agua, materiales de sintesis en fase solida y materiales de cromatografia. La invencion se refiere tambien a precursores de estos nuevos productos y a procedimientos para su produccion.
El uso de solidos funcionalizados esta creciendo rapidamente para muchas aplicaciones diferentes tales como sintesis en fase solida, extraccion en fase solida, catalisis, soportes de catalizadores, purificacion de productos e inmovilizacion de biomoleculas. En estas aplicaciones, las ventajas de los solidos funcionalizados son facilidad de manipulacion, facilidad de separacion del resto del medio por filtracion y regeneracion y reutilizacion. Los requerimientos de estos solidos funcionalizados son excelente estabilidad fisica y quimica en una amplia gama de condiciones operativas, amplia aplicabilidad de disolventes, cinetica rapida, acceso rapido y facil a los grupos funcionales y grupos funcionales con una alta actividad intrinseca para la aplicacion deseada. Ademas, la preparacion de estos materiales funcionalizados ha de ser simple a partir de reactivos facilmente disponibles. Finalmente, es muy ventajoso que los grupos funcionales puedan transformarse facilmente en diferentes materiales funcionalizados que se pueden usar en otras aplicaciones.
Como consecuencia de regulaciones ambientales mas estrictas, se requieren crecientemente sistemas mas eficaces para la eliminacion y recuperacion de productos quimicos peligrosos de muchas fuentes, incluido un amplio espectro de productos contaminados, ingredientes farmaceuticos activos (API), disolventes, agua potable y desechos acuosos y aguas contaminadas. Por ejemplo, se estan usando crecientemente en la industria farmaceutica catalizadores metalicos en la fabricacion de API o sus intermedios. Dada la toxicidad de estos metales, en los API se han de alcanzar niveles residuales muy bajos. En la preparacion de bibliotecas de compuestos para evaluacion biologica se requieren procedimientos simples y rapidos para purificar mezclas de reaccion con el fin de explorar miles de compuestos para identificar ventajas de programas de optimizacion y desarrollo. La industria electronica tiene una necesidad particular de agua ultrapura y niveles muy bajos de cationes y aniones. Otras industrias, tales como la industria nuclear y la industria de electrodepositos generan cantidades sustanciales de efluentes basados en agua que estan muy contaminados con iones metalicos no deseados.
Los derivados sustituidos de poliestireno son una clase importante de materiales que se usan como secuestradores de iones metalicos y compuestos organicos. Las propiedades quimicas y fisicas de una variedad de sistemas basados en poliestireno se describen en el catalogo 1998/99, pags. 56-64 de Bio-Rad Life Science Research Products. Sin embargo, una limitacion de estas resinas de poliestireno es que una gama de funcionalidad quimica no se puede unir facilmente a estos polimeros organicos debido a las limitaciones fisicas de esto polimeros y de la quimica que se puede usar para unir grupos funcionales sobre los anillos aromaticos. Ademas, las propiedades fisicas y quimicas de estas resinas de poliestireno pueden tener inconvenientes, por ejemplo, mala estabilidad quimica y termica, que se cree que son debidas al esqueleto polimero organico. Tambien se pueden encontrar problemas adicionales, por ejemplo, hinchamiento y contraccion en disolventes organicos asi como la produccion de productos secundarios indeseados muy coloreados. Generalmente, debido a su mala estabilidad termica, estas resinas de poliestireno no se pueden usar durante un tiempo prolongado por encima de 80DC, lo que limita su aplicabilidad general.
Se han descrito tambien como materiales funcionalizados sistemas de polimeros inorganicos tales como silice, oxido de aluminio y oxido de silicio. A estos sistemas se pueden unir grupos funcionales activos o metales por una variedad de medios. Sin embargo, se pueden encontrar diversos problemas en los que los grupos funcionales estan solo adsorbidos fisicamente, por ejemplo carga baja de grupo funcional junto con limitaciones en la gama de disolventes que se pueden usar y eliminacion de los grupos funcionales en el uso o en espera. Se cree que esto es debido a la union mas bien debil entre los grupos funcionales y los atomos de la superficie del soporte. La construccion del grupo funcional en la estructura puede proporcionar un material mas robusto y tambien puede permitir cargas mas altas de grupos funcionales. Sin embargo, en este enfoque hay una falta significativa de materiales de partida facilmente disponibles asi como precursores para preparar tales materiales de partida. Ademas, hay limitadas metodologias de sintesis para la preparacion de materiales de partida adecuados a partir de precursores disponibles. Hay necesidad de proporcionar nuevos procedimientos de sintesis asi como compuestos de partida con el fin de producir tales materiales funcionalizados.
Los materiales solidos funcionalidades se usan en sintesis organica en fase de solucion para purificacion y acondicionamiento rapidos. Estos materiales, conocidos tambien como secuestradores, pueden eliminar el exceso de reactivos y los productos secundarios. Tipicamente, se anade un secuestrador a una solucion para apagarla y que reaccione selectivamente con el exceso de reactivos sin reaccionar y productos secundarios de reaccion. Los
productos quimicos no deseados unidos ahora a los materiales funcionalizados se eliminan por simple filtracion. Este procedimiento simple soslaya las metodologias de purificacion estandar de extraccion liquido-liquido, cromatografia y cristalizacion. Los derivados sustituidos de poliestireno son conocidos para uso como secuestradores, pero tienen algunas limitaciones tales como falta de estabilidad termica, hinchamiento y contraccion en disolventes organicos y una gama limitada de grupos funcionales.
En sintesis en fase solida, los derivados de poliestireno sustituidos son la clase principal de materiales que se usan y estos materiales adolecen analogamente de las mismas limitaciones descritas antes. El uso de materiales de silice funcionalizados para esta aplicacion esta limitado por la disponibilidad de materiales funcionalizados adecuados.
Debido a su toxicidad, hay un requerimiento creciente de sistemas mas eficaces para la eliminacion y recuperacion
de cationes y aniones, incluido un amplio espectro de productos contaminados, ingredientes farmaceuticos activos (API), disolventes, agua potable y desechos acuosos y de aguas contaminadas. Los polimeros que tienen un esqueleto organico de poliestireno parcialmente reticulado con grupos sulfonato unidos a algunos de los anillos de fenilo son conocidos para uso como intercambiadores cationicos para eliminar iones metalicos de una solucion. Sin embargo, estas resinas tienen un espectro de actividad limitado, mala selectividad y no son capaces de eliminar el ion metalico de complejos de metales. Ademas, la estabilidad fisica y quimica y otras propiedades de estos materiales, por ejemplo, debido a la naturaleza organica del esqueleto del polimero, pueden afectar perjudicialmente a su uso en aplicaciones de intercambio cationico.
En las patentes US 4.552.700 y US 5.354.831 se describen intercambiadores cationicos acidos fuertes basados en grupos de acido sulfonico unidos a un esqueleto de organopolisiloxano. Los materiales considerados tienen la formula general (O3/2Si-R1-SO3)xMx en la que R1 es un fragmento alquilo o cicloalquilo, M es un ion metalico mono a tetravalente, estando saturadas las valencias libres de los atomos de oxigeno por atomos de silicio de otros grupos de esta formula y/o por miembros puente de reticulacion tales como SiO4/2, R1SO3/2, TiP4/2, AlO3/2, etc. Si bien estos materiales pueden actuar como intercambiadores cationicos, se reconoce generalmente que los grupos acido sulfonico tienen una eficacia limitada para complejar con una gama de metales y en comparacion con otros grupos funcionales. Ademas, el grupo sulfonato tiene tambien una limitacion por el hecho de que es un monoanion y por tanto se necesitan mas de estos grupos funcionales para unirse a iones metalicos divalentes y multivalentes en comparacion con otros grupos funcionales. Tambien, estos materiales son caros de preparar. En la reciente solicitud de patente PCT/GB 0200069 se ha dado cuenta de organopolisiloxanos que contienen grupos fosfonicos. Estos materiales demuestran una alta actividad intrinseca para la eliminacion de iones metalicos. Se necesita una gama de otros materiales funcionalizados, en particular para separar iones metalicos especificos de varios medios.
Aniones tales como arseniatos, cromatos, permanganatos, boratos y percloratos plantean problemas significativos al ambiente y la salud. Por ejemplo, los arseniatos, cromatos y permanganatos son muy toxicos y por ello se debe controlar muy cuidadosamente su concentracion en el agua u otro medio. Se necesitan nuevos materiales con una afinidad muy alta para tales aniones con el fin de conseguir limites aceptables muy bajos.
Reacciones mediadas por metales preciosos permiten en quimica organica realizar una amplia gama de reacciones usadas en la fabricacion de productos de diferentes industrias. Entre las reacciones tipicas se usan extensamente las de Suzuki, Heck, oxidaciones y reducciones de metales y sus complejos tales como platino, paladio, y rodio. Un problema importante encontrado al usar estos sistemas es la perdida significativa de estos metales caros y muy toxicos. Ademas, en la produccion de agentes farmaceuticos activos (API), usando tales reacciones mediadas por metales, se ha encontrado que no son extranos los invariablemente complejos metalicos con el API deseado y contenidos metalicos residuales en cuantia de 600-1000 ppm. La diana actual para paladio, platino, rodio y niquel es de menos de 5 ppm. Se han intentado varios procedimientos para reducir el contenido residual de paladio, la mayoria sin exito. La recristalizacion selectiva conduce solo a una ligera disminucion del contenido del contenido de metal. Un rendimiento mas bajo de API es un significativo efecto secundario no deseado de este procedimiento. Los intentos para reponer la reaccion catalizada por un metal precioso desde la etapa final a una anterior conduce tambien a una bajada ligera pero no significativa del contenido de metal. Los intentos de pasar una solucion del API a traves de un medio que contiene un intercambiador de metales tal como una resina de poliestireno reticulado tambien han sido ineficaces en gran medida. Se han intentado procedimientos alternativos y mas costosos, lavado con una solucion acuosa de un quelante de metales adecuado. Se han usado diversos agentes quelantes, con un limitado exito. Hay asi necesidad de disenar nuevos materiales funcionalizados que tengan una alta afinidad a favor de metales preciosos y puedan eliminarse facilmente de complejos intimamente unidos. Ademas, dada la diversidad estructural de los API, es necesario tener una gama de materiales funcionalizados con diferentes estructuras y una alta afinidad con el fin de proporcionar una solucion eficaz.
El documento WO 2006/013060 divulga un compuesto organopolisiloxano de formula [A][B][C][D] en el que
A es [(O3/2)Si CH2(CH2)tS(O)a(CR1R2)t[S(O)6]h X]a B es [(O3/2)Si CH2(CH2)tS(O)e(CR1R2)t[S(O)a (CH2)tX]aCH2(O3/2)Si]b C es [Si (O4/2)]c D es [Si (O3/2N)]d X se selecciona de R1, que puede ser hidrogeno o diversos grupos hidrocarbilo opcionalmente sustituido, un grupo
-
[CO2(CH2)nCO2-que une dos restos de formula 1 sin X; C(=W)R; (CR3Z)iCHR3Z; OH o O(M+g)1/g; OC(=W)R. Otros
que en el caso de un hidrocarbilo opcionalmente sustituido, X no se inicia con un grupo -CH2. Los inventores han descubierto una clase de compuestos que tienen una deseable combinacion de caracteristicas que los hace adecuados para uso en una gama de aplicaciones, incluidos secuestradores para compuestos inorganicos y organicos, materiales de purificacion o extraccion en fase solida, materiales de intercambio ionico, catalizadores, soportes de inmovilizacion de catalizadores, materiales para biomoleculas, agentes antimicrobianos, modificadores de la hidrofilia, agentes ignifugos, agentes antiestaticos, materiales de sintesis en fase solida y materiales para cromatografia, o que son precursores de estos.
Un compuesto de formula 1: [(O3/2)Si CH2CH2SX]a[]Si(O4/2)]a[SiO3/2N)]c en la que X se selecciona entre CH2A; [CH2CH2NR1]pR2; CHCOX1CH2COX2 (CH2)eCO Y[CO (CH2)e SCH2Si(O3/2]m[CO(CH2)eSH]m y en la que A es un resto de un aminoacido o un derivado o una sal de un aminoacido de formula CHN R1R2COX3; R1 y R2 se seleccionan independientemente entre hidrogeno, un grupo alquilo C1-22, un grupo acilo C1-22 y un grupo
alquilarilo C1-22 X3 se selecciona entre OR, NR1R2, un aminoacido y una proteina; R se selecciona entre hidrogeno, un ion metalico, un grupo alquilo C1-22; e es 1 o 2; p es de 1 a 100; X1 y X2 se seleccionan independientemente entre OR y NR1R2; Y es un resto poliol que tiene z grupos hidroxilo, estando z o menos grupos hidroxilo desprotonados, m y n son,
independientemente, menos de z de manera que m+n+1 es inferior o igual a z y m+n+1 grupos hidroxilo del poliol
estan desprotonados; N es un grupo que opcionalmente esta sustituido y se selecciona entre un grupo alquilo C1-22, un grupo alquenilo C222, un grupo alquinilo C2-22, un grupo arilo, un grupo sulfuro de alquilarilo C1-22, un sulfoxido, una sulfona, una amina, una polialquilamina, una fosfina y otro grupo que contiene fosforo;
las valencias libres de los atomos de oxigeno del silicato estan saturadas por uno o varios de: un atomo de silicio de otros grupos de formula 1, hidrogeno, un grupo alquilo C1-22 lineal o ramificado, un grupo
terminal R33M1O1/2, un miembro puente de reticulacion o por una cadena R3qM1(OR4)gOk/2 o Al(OR4)3-hOh/2 o R3Al(OR4)2-rOr/2; en las que M1es Si o Ti; R3 y R4 se seleccionan independientemente entre un grupo alquilo C1-22, un grupo arilo y un grupo alquilarilo C1-22; k es un numero entero de 1 a 3, q es un numero entero de 1 a 2 y m es un numero entero de 0 a 2 tal que g+k+q=4; h es un numero entero de 1 a 3, y r es un numero entero de 1 a 2;
o un sistema puente oxo metal en el que el metal es zirconio, oro, magnesio, hierro, niquel o un lantanido; 4
a, b y c son numeros enteros tales que la relacion a:b es de 0,00001 a 100000 y a y b son siempre mayores que 0 y, cuando c es mayor que 0, la relacion de c a a+b es de 0,00001 a 100000.
Cuando se usa un grupo terminal y/o un reticulador y/o una cadena de polimero, se prefiere que la relacion de grupo terminal, reticulador o cadenas de polimero a a+b+c sea de 0 a 999:1, preferiblemente de 0,001 a 999:1 y, especialmente, de 0,01 a 99:1.
Entre las ventajas de los nuevos secuestradores para compuestos inorganicos y organicos, materiales de extraccion o purificacion en estado solido, soportes de inmovilizacion de catalizadores, agentes antimicrobianos, modificadores de la hidrofilia, agentes ignifugos, agentes antiestaticos, materiales de sintesis en fase organica y materiales para cromatografia, y materiales de intercambio ionico basados en compuestos de formula 1 figuran una actividad intrinseca alta de grupos funcionales particulares para aplicaciones especificas y que el grupo o los grupos funcionales se pueden ajustar para que tengan un nivel alto o bajo de carga de acuerdo con los requerimientos del usuario. Entre otras ventajas figuran alta estabilidad termica, estructuras fijas y rigidas, buena estabilidad frente a una amplia gama de condiciones quimicas, insolubilidad en disolventes organicos, alta resistencia al envejecimiento, facil purificacion y reutilizacion. Ademas, los procedimientos para la purificacion de compuestos de formula 1 son muy flexibles, permitiendo la produccion de una amplia gama de materiales funcionalizados a partir de un pequeno numero de intermedios comunes, y tambien se puede variar segun sea necesario la porosidad de los materiales desde microporosos a porosos y la carga de los grupos funcionales asi como los otros sustituyentes en el fragmento N. Los compuestos de formula 1 tienen la ventaja anadida de que sus respectivos grupos funcionales estan firmemente unidos a un medio muy estable e inerte. Ademas, los compuestos de formula 1 tienen las ventajas adicionales de tener una afinidad muy alta tanto para cationes como aniones acoplados con cinetica rapida, lo que permite una eliminacion muy rapida de compuestos o impurezas toxicas a niveles muy bajos. Ademas, los compuestos de formula 1 se pueden usar como catalizadores heterogeneos para realizar diversas transformaciones quimicas y tienen las ventajas clave de que se separan facilmente de la mezcla de filtracion por filtracion y tambien de reciclarse y reutilizar.
El grupo funcional lineal o ramificado opcionalmente sustituido seleccionado entre alquilo C1-22, alquenilo C2-22, un grupo alquenilo C2-22, un arilo y un grupo alquilarilo C1-22, los grupos R1-4 pueden ser independientemente lineales o ramificados y/o pueden estar sustituidos con uno o varios sustituyentes, pero preferiblemente contienen solo atomos de hidrogeno y carbono. Si esta presente un sustituyente, puede seleccionarse entre nitro, cloro, fluor, nitrilo, hidroxilo, acidos carboxilicos, esteres de acidos carboxilicos, sulfuros, sulfoxidos, sulfonas, alcoxi C1-6, una fosfina disustituida con alquilo C1-22, amino, aminoalquilo C1-22 o amino di(alquilo C1-22) o un grupo alquil C1-22 fosfinico o fosfonico.
Preferiblemente, el grupo lineal o ramificado opcionalmente sustituido seleccionado entre un grupo alquilo C1-22, alquenilo C2-22,alquinilo C2-22, un grupo arilo y alquil C1-22 arilo, R1-4 se seleccionan independientemente entre un grupo C1-22 lineal o ramificado y deseablemente alquilo C1-12, alquenilo C2-22 y deseablemente C2-12, arilo y un grupo alquilarilo C1-22, y se prefiere especialmente que estos grupos se seleccionen entre un grupo lineal o ramificado alquilo C1-8, alquenilarilo C2-8, arilo y un grupo alquilarilo C1-8.
Adecuadamente, los grupos R1-4 son, independientemente, un grupo alquilo C1-6, por ejemplo metilo o etilo, o un grupo fenilo. Preferiblemente, q es de 0 a 2, k es de 1 a 3 y g es 0, con tal que g+k+q=4.
Entre los ejemplos de grupos alquilo adecuados figuran metilo, etilo, isopropilo, n-propilo, butilo, t-butilo, n-hexilo, ndecilo, n-dodecilo, ciclohexilo, octilo, isooctilo, hexadecilo, octadecilo, isooctadecilo y docosilo. Entre los ejemplos de grupos alquenilo adecuados figuran etenilo, 2-propenilo, ciclohexenilo, octenilo, isooctenilo, hexadecenilo, octadecenilo, isoctadecenilo y docosenilo.
Alcoxi C1-6 se refiere a una cadena de hidrocarburo lineal o ramificada que tiene de uno a seis atomos de carbono y unida a un atomo de oxigeno. Entre los ejemplos figuran metoxi, etoxi, propoxi, t-butoxi y n-butoxi.
El termino poliol se refiere a un compuesto organico particularmente con una cadena de alquilo que tiene dos o mas grupos hidroxilo y entre los ejemplos especificos figuran glicerol, pentaeritritol y dipentaeritritol asi como poli(oxido de etileno) y poli(oxido de propileno).
El termino arilo se refiere a un grupo ciclico de cinco o seis miembros, biciclico de 8-10 miembros, o triciclico de 1013 miembros con caracter aromatico e incluye sistemas que contienen un heteroatomo o varios, por ejemplo, N, O o
S. Entre los ejemplos de grupos arilo adecuados figuran fenilo, piridinilo y furanilo. Cuando se emplea aqui el termino �alquilarilo�, el intervalo del atomo de carbono inmediatamente precedente se refiere solo al sustituyente alquilo y no incluye cualesquier atomos de carbono. Entre los ejemplos de grupos alquilarilo adecuados figuran bencilo, feniletilo y piridilmetilo.
Se prefieren compuestos en los que X se ha seleccionado independientemente entre CH2A, [CH2CH2NR1]pR2, CHCOX1CH2COX2 y (CH2)eCOY[CO(CH2)eSCH2CH2Si(O3/2)]m[CO(CH2)eSH]n, siendo A el resto de un aminoacido o derivado o sal de un aminoacido de formula CHNR1R2COX3 en la que R1 y R2 se han seleccionado 5 10
independientemente entre hidrogeno y acilo C1-12 y X3 se ha seleccionado entre OR y N R1R2, R se selecciona entre hidrogeno, un ion de un metal, alquilo C1-6, p es de 1 a 20; X1 y X2 se seleccionan independientemente entre OR y NR1R2; y Y es el resto de poliol que tiene z grupos hidroxilo y m+n+1 es inferior o igual a z; M es un ion metalico derivado de un lantanido, actinido, grupo principal o metal de transicion y N es un grupo opcionalmente sustituido alquilo C1-22, alquenilo C2-22 o alquinilo C2-22 o un grupo arilo, z es un numero entero de 2 a 20.
Entre los polioles preferidos figuran glicerol, pentaeritritol y dipentaeritritol.
Son preferidos los compuestos de formula 1 en los que las valencias libres de los atomos de oxigeno estan saturados por uno o varios atomos de silicio de otros grupos de formula 1, hidrogeno, un grupo alquilo C1-12 lineal o ramificado o por grupos terminales R33M1O1/2 o por miembros puente de reticulacion o por cadenas de polimero R3qM1(OR4)qO1/2 o Al(OR4)3-pO1/2 o R3Al(OR4)2-fOr/2 en las que M1 es Si o Ti, siendo R4 un grupo C1-12 lineal o ramificado, un grupo arilo o alquilarilo C1-12; y R3 es un grupo alquilo C1-12 lineal o ramificado o un grupo arilo o alquilarilo C1-12 ; k es un numero entero de 1 a 3 y q es un numero entero de 1 a 2 y g es un numero entero de 0 a 2; tales que g+k+q=4; p es un numero entero de 1 a 3; y r es un numero entero de 1 a 2.
Cuando se usa un grupo terminal y/o reticulado y o cadena de polimero, se prefiere que la relacion de grupos terminales o reticulador o cadenas de polimero a a+b+c varie de 0 a 99,1, preferiblemente de 0,01 a 99:1. Los reticuladores o cadenas de polimero particularmente adecuados son derivados de alcoxidos de titanio, trialcoxidos de aluminio y alquil alcoxi silanos. Entre los ejemplos de reticuladores figuran trietoxido de aluminio, tributoxido de aluminio e isopropoxido de titanio, y de cadenas de polimero, alquil alcoxi silanos. El grupo terminal, puente de union de reticulacion o miembro de la cadena de polimero preferiblemente es R33M1O1/2, R32SiOR4O1/2, (R3)2SiO2/2, TiO4/2, R3TiO3/2, (R3)2TiO2/2, AlO3/2 o R3AlO2/2. R3 y R4 preferiblemente son alquilo C1-4, especialmente metilo o etilo.
Los compuestos de formula 1 se producen adecuadamente usando un precursor de formula (R4O)3SiCH2CH2SX.
El precursor de formula (R4O)3SiCH2CH2SX se produce adecuadamente por un procedimiento que comprende hacer reaccionar un compuesto de formula (R4O)3SiCH2=CH2 con un tiol de formula HS-X, siendo X lo definido aqui.
Se discutira ahora mas detalladamente la preparacion de compuestos de formula 1. El procedimiento general usado para la produccion de los compuestos de formula 1 comprende formar primeramente los compuestos (R4O)3SiCH2CH2SX y dependiendo de los reactivos y combinar luego con ortosilicato de tetraalquilo y con otros compuestos tales como (R4O)3SiN, alcoxidos de titanio, trialcoxidos de aluminio, en las proporciones deseadas en un disolvente con un acido o una base diluida. Alternativamente, las superficies de materiales tales como silice, oxido de aluminio o carbon se pueden tratar con (R4O)3SiCH2CH2SX y, si es necesario, con otros compuestos tales como (R4O)3SiN, alcoxidos de titanio, trialcoxidos de aluminio y alquil alcoxi silanos para que resulten compuestos de formula 1. Estos materiales se pueden transformar posteriormente usando quimica conocida.
No hay una metodologia de sintesis simple y eficaz para la preparacion de polimeros o materiales organicos o inorganicos funcionalizados. Por ejemplo, falta una metodologia de sintesis simple y eficaz para la preparacion de polimeros o materiales organicos facilmente transformados con funcionalizacion carbonilo, carboxi, tio o hidroxi. Como consecuencia faltan materiales funcionalizados facilmente disponibles que poseen la funcionalidad necesaria para eliminar iones metalicos presentes en complejos fuertemente unidos. Dadas las ventajas de materiales inorganicos tales como las de alta estabilidad termica, rapida cinetica y mayor compatibilidad con disolventes, hay una necesidad particular nuevas metodologias de sintesis simples para la preparacion de materiales inorganicos funcionalizados.
Una importante propiedad deseada de los materiales funcionalizados es que sean capaces de transformar el grupo funcional unido a la superficie mediante un enlace estable en diferentes grupos usando quimica conocida. Estos nuevos materiales funcionalizados se pueden usar luego para otras aplicaciones o para optimizar aplicaciones existentes. Otra ventaja es que se pueden hacer una amplia gama de diferentes materiales funcionalizados a partir de un numero limitado de precursores. Sin embargo, se encuentran numerosos problemas en la transformacion quimica de grupos funcionales unidos a la superficie. Por ejemplo, a menudo se necesitan tiempos de reaccion muy largos para realizar tales transformaciones de grupos funcionales unidos a la superficie. Con frecuencia, estas prolongadas condiciones de reaccion afectan al grupo funcional que se elimina de la superficie. Ademas, tales reacciones que tienen lugar, con frecuencia no llegan a ser completas, lo que conduce a una mezcla de productos que no se pueden separar. Para soslayar estas dificultades, los inventores disenaron estos nuevos materiales funcionalizados con funcionalidad especifica adicional para intensificar la reactividad quimica de estos materiales. Ademas, los inventores creyeron que este diseno intensificaria las propiedades de los materiales para diversas aplicaciones deseadas. El diseno implico el uso de un grupo proximo para intensificar la reactividad del segundo grupo funcional.
Es sabido que las reacciones de radicales libres que implican alquenos pueden no transcurrir con un rendimiento o selectividad alto puesto que, dependiendo de los materiales de partida particulares, se pueden producir indeseablemente no deseados dimeros y telomeros superiores, por ejemplo, como se describe en Org. Reactions,
vol. 13, pags.. 218-222 y las referencias que figuran en este trabajo. En el trabajo original de los 50, productos monosustituidos y no mezclas eran la diana deseada para uso como productos quimicos finos. Como consecuencia de estas reacciones secundarias se amortiguo el interes por este campo de la quimica. Se ha dado cuenta de que se pueden preparar sulfuros mediante adicion por radicales libres de tioles a dobles enlaces. Esto se ha descrito en Org. Reactions, vol. 13, 164-196. La mayor parte de este trabajo concierne a la adicion de tioles a olefinas simples alquilsustituidas. Para olefinas que contienen silicio hay un menor numero de ejemplos, entre los que figuran la reaccion catalizada fotoquimicamente de tioglicolato de metilo con trimetoxivinilsilano, considerada en �. Gen. Chem., 1976, 46, 1013, resultando (RO)3Si(CH2)2SCH2CO2R. Se investigaron estos compuestos en cuanto a la actividad farmacologica en un programa sobre derivados de atrano. Tambien se ha dado cuenta por Russ, en �. Appl. Chem., 1999,72, 610-612, que la reaccion catalizada por radicales de acido glicolico, HSCH2CO2H, a trimetoxivinilsilano da una mezcla compleja que por tratamiento en acido o medio neutro no conduce a un material polimero. Se dio cuenta de que el tratamiento con una base fuerte seguido de acidificacion dio un material polimero descrito como [O1,5Si(CH2)2SCH2CO2H]n. Las sales sodicas del polimero son capaces de eliminar iones plata y oro, pero son ineficaces para otros iones metalicos.
Asi, se decidio explorar la adicion por radicales libres de tioles sustituidos a viniltrialcoxisilano para producir organopolisiloxanos funcionalizados con las propiedades quimicas y fisicas deseadas para aplicaciones tales como secuestradores para la eliminacion de productos quimicos indeseados, como materiales para sintesis en fase solioda, como materiales para recuperacion y eliminacion de cationes y aniones, para purificacion y extraccion en fase solida, como catalizadores y soportes de catalizadores, como materiales para cromatografia y para la inmovilizacion de biomoleculas.
Se sintetizaron compuestos tales como (R4O)3SiCH2CH2SX mediante adicion promovida por radicales libres de un tiol HSX a viniltrialcoxisilano. R4 es un grupo lineal o ramificado alquilo C1-22, alquenilo C2-22 o alquinilo C2-22, arilo o alquilarilo C1-22. Para esta reaccion se puede utilizar una amplia gama de iniciadores de radicales libres y los preferidos son los peroxidos y en particular los peroxidos de alquilo. La adicion de una cantidad muy peq uena del iniciador cada unas pocas horas mejora el rendimiento general. Se pueden usar temperaturas de reaccion entre 20170DC, aunque se prefiere una temperatura de reaccion entre 20-120DC. El iniciador de radicales libres preferido es el peroxido de di-t-butilo. Se han usado tiempos de reaccion entre 5 minutos a 48 horas, siendo preferido un tiempo de �a 2 horas.
Se uso tecnologia sol-gel conocida para producir organopolisiloxanos de formula 1. El estado de la tecnologia solgel y de la hidrolisis de esteres de silicio han sido descritas por M.A. Brook en Organic, Organometallic and Polymer Chemistry, capitulo 10, pag. 318, �ohn Wiley � Sons, Inc., 2000, G.A. Scherer en Sol-gel: the physics and chemistry of sol-gel processing, Boston: Academic Press, 1990, y �.D. Wright en Sol-gel materials: chemistry and applications, Amsterdam: Gordon � Breach Science Publishers, 2001, y las referencias contenidas en estas publicaciones. Se usaron acidos y bases para catalizar la hidrolisis de los esteres de silicio de (R4O)3SiCH2CH2SX y, si era necesario, con otros compuestos tales como (R4O)3SiN y ortosilicato de tetraalquilo para producir los organopolisiloxanos de formula 1.
Para realizar la reaccion se puede usar una gama de disolventes, bien conocidos por los expertos en la quimica organica. Los alcoholes son los disolventes preferidos, en particular metanol y etanol. Despues de un periodo de tiempo en reposo se puede calentar el alcohol para acelerar la formacion del vidrio. Se pueden usar relaciones ponderales del disolvente alcohol al peso de los reactivos combinados de 100 a 0,01, siendo preferidas relaciones de 2-10. Se puede usar una gama de acidos para coadyuvar a la hidrolisis, siendo preferido el acido clorhidrico en concentraciones de 1 a 4 M. Rutinariamente se uso acido clorhidrico 1 M. Se pueden usar relaciones de 0,000001 a 10, de acido clorhidrico, 1 M, a peso combinados de los reactivos, prefiriendose los del intervalo de 0,0001 a 1. En general, la mezcla de reaccion se dejo en reposo a temperaturas de 0 a 120DC para coadyuvar a la hidrolisis y la formacion de los enlaces Si-O-Si. Se prefieren temperaturas entre 20DC y 90DC y se continua el calentamiento hasta que se evapore el disolvente y se obtenga un vidrio transparente.
Ademas de los grupos A, B y C, se pueden anadir grupos terminales, miembros puente de reticulacion o cadenas de polimero tales como (R3)3SiO1/2 o R3SiO2/2, o TiO4/2 o R3TiO3/2, o (R3)2TiO2/2 o AlO3/2 o R3AlO2/2, en los que R3 es lo definido antes, pero preferiblemente es metilo o etilo, en proporciones variables para producir el deseado compuesto de formula 1. Estos grupos terminales, puentes de reticulacion o precursores de cadenas de polimero se anaden al mismo tiempo que los compuestos (R4O)3SiCH2CH2SX y ortosilicato de tetraalquilo y (R4O)SiN.
Los compuestos de formula 1 se pueden preparar tambien por tratamiento de un material preformado tal como silice u oxido de aluminio u otros oxidos o carbon con (R4O)3SiCH2CH2SX y con (R4O)SiN si se requiere, y con otros grupos terminales, o cadenas de polimero si se requiere, en relaciones variables en un disolvente. Al final de la reaccion, se elimina el oxido por filtracion y se lava extensivamente con disolventes tales como agua o alcoholes para eliminar cualesquier materiales de partida.
Los compuestos de formula 1 en los que A es CHNR1R2CO2R se preparan analogamente por un procedimiento en
dos etapas. La primera etapa es una reaccion de radicales libres entre un tiol y trimetoxivinilsilano seguida de un procedimiento sol gel o de revestimiento descrito antes. Por ejemplo, una reaccion de radicales libres que implica la cisteina correspondientemente sustituida y trimetoxivinisilano da (CH3O)3SiCH2CH2SCH2CH(NR1R2)CO2R que sobre sol gel con ortosilicato de tetraetilo o silice preformada de revestimiento dio compuestos de formula 1 en los que A es CHNR1R2CO2R. Otro ejemplo es la reaccion de radicales libres entre pentaeritritol tetraquis (2-mercapto acetato) y trimetoxisilano para que resulte (CH3O)3SiCH2CH2SCH2COY[COCH2SCH2CH2Si(OCH3)3]m[COCH2SH]n que sobre sol gel con ortosilicato de tetraetilo o silice preformada de revestimiento dio compuestos de formula 1 en la que X es CH2COY[COCH2SCH2SCH2CH2Si(O3/2)]m[COCH2SH]n. Los numeros enteros m y n dependen de las cantidades relativas del viniltrimetoxisilano al poliol usado en la preparacion.
Se pueden anadir plantillas para coadyuvar a la preparacion de poros con tamanos y distribuciones particulares en compuestos de formula 1 en la etapa de sol gel. Al preparar el poliorganosiloxano solido de formula 1, se pueden eliminar por lavado estas plantillas usando procedimientos conocidos.
Los compuestos de formula 1 se pueden unir a un complejo de metal, por ejemplo como ligando. Otro aspecto de la invencion proporciona un compuesto de formula 1 que ademas comprende un complejo metalico M(L)j, en el que M deriva de un lantanido, actinido, grupo principal o metal de transicion con estados de oxidacion que varian de cero a cuatro, y L es uno o varios ligandos opcionalmente sustituidos seleccionados entre haluro, nitrato, acetato, carboxilato, cianuro, sulfato, carbonilo, imina, alcoxi, triarilo o trialquilfosfina y fenoxi, y j es un numero entero de 0 a 8, y estando unido el compuesto de formula 1 al mencionado complejo de metal.
Adecuadamente, M es un derivado de cobalto, manganeso, hierro, niquel, paladio, platino, rodio, con estados de oxidacion que varian de cero a cuatro y L es un ligando o varios ligandos opcionalmente sustituidos seleccionados entre haluro, nitrato, acetato, carboxilato, cianuro, sulfato, carbonilo, imina, alcoxi, triarilo o trialquilfosfina y fenoxi y j es un numero entero de 0 a 4.
Los compuestos de formula 1 tienen una amplia gama de usos. La presente invencion proporciona un procedimiento para tratar un material de suministro que comprende poner en contacto un compuesto de formula 1 con un material de suministro:
(i)
para efectuar una reaccion quimica por transformacion catalitica de un componente del material de suministro para producir un producto deseado;
(ii)
para eliminar un componente del material de suministro de manera que se produzca un material empobrecido en el componente eliminado, o
(iii) para eliminar una especie quimica del material de suministro en un proceso de intercambio ionico.
El material de suministro puede ser una corriente continua, por ejemplo, un material de suministro para reaccion en un proceso continuo, o puede estar en forma de un material de reaccion en lotes para tratamiento discreto. El material de suministro, por ejemplo agua de desecho o una corriente de desecho de un proceso, se puede tratar para eliminar selectivamente un componente del suministro. El componente eliminado puede ser un material indeseado en el suministro y el proceso actua para obtener una composicion deseada del material de suministro que ha sido empobrecido en el componente selectivamente eliminado despues del contacto con compuestos de formula 1. El procedimiento se puede usar, por ejemplo, en la eliminacion de especies indeseadas del material de suministro en el proceso de fabricacion o formulacion farmaceutica con el fin de mejorar el nivel de pureza del producto farmaceutico en lo que afecta al material eliminado, por ejemplo una especie metalica.
El procedimiento se puede emplear para eliminar las especies que se desee del material de suministro con el fin de procesamiento o analisis posterior, por ejemplo una molecula biologica tal como una enzima, un peptido, una proteina y un acido nucleico para ulterior procesamiento o analisis de los componentes eliminados.
Como consecuencia de regulaciones ambientales mas estrictas, hay un creciente interes por sistemas mas eficaces para la eliminacion y recuperacion de cationes y aniones de un amplio espectro de disolventes contaminantes, residuos de desecho acuosos y aguas contaminadas, de aguas contaminadas, productos contaminados y productos farmaceuticos. Los compuestos de formula 1 son muy eficaces en la eliminacion de una amplia gama de cationes y aniones de varios ambientes. En cuanto a cationes, estos incluyen lantanidos, actinidos, metales del grupo principal y de transicion. Entre los aniones figuran arseniatos, boratos, cromatos, permanganatos y percloratos.
Los compuestos de formula 1 se disenaron para que tuvieran una alta afinidad a favor de iones y fueran asi capaces de eliminarlos de diversos medios. Se requiere esta alta afinidad cuando los iones metalicos estan fuertemente unidos a grupos funcionales particulares por ejemplo en ingredientes farmaceuticos. El diseno de compuestos de formula 1 para estas aplicaciones implica la presencia de dos o mas ligandos diferentes para unirse fuertemente al ion. Dependiendo del ion a eliminar, los ligandos se disenan para ser suaves o fuertes o una combinacion de ambos con el fin de optimizar la afinidad del material funcionalizados al ion. Ademas, los
compuestos de formula 1 se han disenado con grupos funcionales facilmente modificados con el fin de encontrar simplemente la combinacion optima de ligandos para impurezas especificas de iones.
Por ejemplo, los productos de los Ejemplos 9, 10, 12-16 y 24-29 son muy eficaces para la eliminacion de iones cupricos(II) de diversas soluciones. Los iones ferrosos y ferricos presentes en corrientes de hidroprocesamiento se eliminan facilmente usando los productos de los Ejemplos 9, 10 y 24-29. El secuestro de iones metalicos de quelatos metalicos fuertes es un reto importante para la industria del agua y las asociadas a esta actividad. Entre los ejemplos de tales quelatos figuran EDTA, citratos y oxalatos. Estos quelatos metalicos tienen un problema de salud importante debido a su alta toxicidad. Para secuestrar efectivamente los iones metalicos se requieren grupos funcionales con una afinidad mayor a iones metalicos. Esto requiere un material funcionalizado con un rango de funcionalidad particularmente disenado. Se han disenado compuestos de formula 1 que tienen un rango de funcionalidad para que pueda eliminarse el ion metalico a eliminar de un grupo quelante fuerte. Como se ilustra en los Ejemplos 32 y 33, los productos de los Ejemplos 12-15 son muy eficaces para la eliminacion de iones cupricos
(II) unidos a grupos quelantes tales como EDTA y citrato.
Los compuestos de formula1 pueden eliminar tambien metales preciosos tales como paladio, platino y rodio asi como niquel (0) y niquel (II) de diversas soluciones diferentes y tambien unidos a grupos comunmente encontrados en ingredientes farmaceuticos activos tales como amidas, aminas y acidos carboxilicos. Por ejemplo, el tratamiento de una solucion de acetato de paladio en tetrahidrofurano o diclorometano con cualquiera de los productos de los Ejemplos 4, 9, 10, 12-16 y 24-29 da por resultado una eliminacion completa de los iones paladio de la solucion. Para soluciones que contienen cloruro o acetato de bis(trifenilfosfina)paladio, los productos de los Ejemplos 12-14 y 24-29 son igualmente eficaces para su eliminacion. Los productos de los Ejemplos 4, 12-14 y 24-29 son eficaces para la eliminacion de cloruro de platino de diversas soluciones. El rodio (III) se elimina facilmente de diversas soluciones usando cualquier producto de los Ejemplos 4, 12-14 y 24-29.
Hay un uso creciente de catalizadores de rutenio en la fabricacion de compuestos de complejos para una variedad de aplicaciones. Un problema significativo encontrado con estos catalizadores es que el metal esta unido al compuesto deseado y no puede ser eliminado usando metodologias estandar. Los compuestos de formula 1 pueden eliminar tambien rutenio de diferentes soluciones y tambien unir grupos funcionales comunmente encontrados en ingredientes farmaceuticos activos tales como amidas, aminas y acidos carboxilicos. Por ejemplo, el tratamiento de una solucion de cloruro de rutenio con cualquiera de los productos de los Ejemplos 4, 12 y 24-29 conduce a la eliminacion completa de los iones rutenio de la solucion.
Dados sus respectivos ciclos cataliticos, con frecuencia los metales preciosos se presenten en corrientes de desecho, soluciones o unidos a productos en mas de un estado de oxidacion. Los compuestos de formula 1 tales como los de los Ejemplos 4, 12, 13, 14 y 24-29 pueden secuestrar estos metales preciosos en sus diferentes estados de oxidacion.
Los compuestos de formula 1 se pueden usar para eliminar aniones tales como arseniatos, cromatos, permanganatos, boratos y percloratos. Estos aniones plantean muchos problemas ambientales y sanitarios significativos. Por ejemplo, se pueden eliminar aniones cromato toxicos usando los materiales preparados en el Ejemplo 45 mediante intercambio ionico de anion haluro por cromato.
Los compuestos de formula 1 se pueden usar como secuestradores para eliminar reactivos inorganicos y organicos en exceso y productos secundarios de mezclas de reaccion o de productos quimicos impuros. En estas aplicaciones las impurezas se eliminan casando la funcionalidad contenida en estas impurezas con materiales funcionales especificos. Por ejemplo, los materiales amina y poliamina preparados en los Ejemplos 12-16 pueden eliminar facilmente acidos carboxilicos y acidos minerales asi como otros reactivos acidos de mezclas de reaccion. Las aminas y poliaminas preparadas en los Ejemplos 12-16 respectivamente pueden eliminar isocianatos, cloruros de acido, aldehidos, haluros de sulfonilo y cloroformiatos. Los ejemplos siguientes ilustran el secuestro de compuestos organicos e inorganicos innecesarios por compuestos de formula 1, pero no tienen finalidad limitativa alguna del alcance de su capacidad. El tratamiento de soluciones que contienen aminas tales como bencilamina, hexilamina y 3-metoxipropilamina con 2 a 4 equivalentes de un acido organopolisiloxancarboxilico de formula 1 a temperatura ambiente durante 1 hora condujo a la eliminacion completa de la amina. Un exceso de borohidruros tales como borohidruro sodico se puede eliminar por tratamiento con el acido organopolisiloxancarboxilico de formula 1. El cloruro de toluenosulfonilo, cloruro de benzoilo e isocianato de fenilo se eliminan facilmente usando amidas de los Ejemplos 12-16.
A diferencia de los secuestradores basados en poliestireno, los compuestos organopolisiloxano de formula 1 pueden actuar en todos los disolventes y no estan limitados en cuanto a su aplicacion a temperaturas de reaccion por debajo de 80DC. Ademas, los compuestos de formula 1 no y poseen la ventaja significativa de una cinetica muy rapida en comparacion con polimeros organicos.
Los complejos/sal de formula 1 pueden catalizar una amplia gama de reacciones bien conocidas por quienes practican la quimica organica y la inorganica. Entre los ejemplos figuran, no limitativamente, oxidaciones, 9 10
reducciones, alquilaciones, formacion de enlace carbono-carbono, polimerizaciones, hidroformulaciones, arilaciones, acilaciones, isomerizaciones, alquilaciones, carboxilaciones, cabonilaciones, esterificaciones, transesterificaciones y transposiciones. Estos compuestos organopolisiloxano de formula 1 pueden tener muchas ventajas, por ejemplo tienen buena estabilidad termica y quimica y amplia compatibilidad con disolventes. Una ventaja de estos catalizadores es que, al terminar la reaccion, se pueden eliminar simplemente por filtracion y reutilizar. No se observo perdida aparente alguna de la actividad. Asi, una aplicacion importante de los derivados de metal de formula 1 es su uso como catalizadores heterogeneos.
Los compuestos de formula 1 se pueden usar tambien para sintesis en estado solido uniendose primeramente al material de partida. Luego se pueden hacer numerosas reacciones quimicas y en cada etapa es facil la purificacion mediante filtracion simple. Al final de la secuencia se libera el material deseado de la fase solida.
Ademas, los compuestos de formula 1 se pueden usar como materiales para extraccion en fase solida purificandose el producto deseado por retencion selectiva de los materiales funcionalizados mientras que se eliminan las impurezas. El material deseado se libera posteriormente usando un sistema disolvente diferente.
Los compuestos de formula 1 tambien se pueden usar para la separacion o eliminacion de gases, incluida la eliminacion de compuestos organicos volatiles malolientes. Por ejemplo, se puede realizar la eliminacion de aminas malo lientes con acidos preparados en los Ejemplos 4 y 9.
Entre otras aplicaciones de los compuestos de formula 1 figura el uso como materiales para separaciones cromatograficas. Por ejemplo, los materiales de formula 1 se pueden usar en la separacion de aminas, incluidas aminas opticamente activas. Las aminas primarias se pueden separar selectivamente de las aminas secundarias usando compuestos de formula 1.
Los compuestos de formula 1 que contienen grupos opticamente activos tales como los productos formados en los Ejemplos 4 y 7 se pueden usar como materiales para separacion quiral.
Los compuestos de formula 1 se pueden usar como materiales para cromatografia de exclusion de tamanos a alta velocidad asi como cromatografia de liquidos a alta presion en extraccion en fase solida.
Los compuestos de formula 1 se pueden usar para inmovilizar moleculas biologicas tales como enzimas, polipeptidos, proteinas y acidos nucleicos asi como para su separacion y purificacion. Ademas, se pueden usar acidos nucleicos inmovilizados sobre compuestos de formula 1 para realizar ensayos de hibridacion de acido nucleico de gran volumen.
Los compuestos de formula 1 se pueden usar como agentes antimicrobianos. La invencion proporciona tambien una composicion antimicrobiana que comprende un compuesto de formula 1 y un vehiculo.
Los compuestos de formula 1 se pueden aplicar como peliculas finas sobre una variedad de superficies.
La invencion se describira ahora haciendo referencia a ejemplos ilustrativos de la invencion.
Ejemplo 1
Se agito a temperatura ambiente una mezcla que contenia trimetoxivinilsilano (78 ml, 0,51 mol), N-acetilcisteina (81,6 g.0,5 mol) y peroxido de di-t-butilo (10 gotas) y luego se calento a 115DC en atmosfera de nitrogeno. La mezcla se mantuvo a esta temperatura durante 4 h, tiempo durante el cual se anadio peroxido de di-t-butilo (10 gotas) cada 20 min. Luego se enfrio la solucion a temperatura ambiente, obteniendose (2-trimetosililetil) Nacetilcisteina.
Ejemplo 2
Una mezcla del producto del Ejemplo 1 (33,1 g, 0,10 mol) ) y ortosilicato de tetraetilo (62,4 g, 0,3 mol) se disolvio en metanol (200 ml) y se anadio con agitacion HCl 1M (36 ml). La mezcla se calento luego a 80DC hasta que se evaporo el metanol y se formo un vidrio. Se trituro el vidrio y luego se agito en metanol a reflujo. Se seco luego el material a presion reducida de 0,1 mm de Hg a 80DC durante 2 h, obteniendose un acido carboxilico de la formula 1 en la que R es OH, R1 es hidrogeno, R2 es COMe y c=0, como un polvo blanco.
Ejemplo 3
Una mezcla del producto del Ejemplo 1 (33,1 g, 0,1 mol) y ortosilicato de tetraetilo (223 ml, 1,0 mol) se disolvio en metanol (400 ml) y se anadio con agitacion HCl 1M (90 ml). La mezcla se calento luego a 80DC hasta que se evaporo el metanol y se formo un vidrio. Se trituro el vidrio y luego se agito en metanol a reflujo. Se seco luego el material a presion reducida de 0,1 mm de Hg a 80DC durante 2 h, obteniendose un acido carboxilico como un polvo blanco.
Ejemplo 4
Se disolvio en tolueno (200 ml) una mezcla del producto del Ejemplo 1 (33,1 g) y silice (70 g, 60-200 micrometros) y se mantuvo a reflujo durante 4 h. Despues de enfriar se filtro la mezcla y el solido se lavo con metanol y luego se seco, obteniendose un acido carboxilico de la formula 1 en la que R es OH, R1 es hidrogeno, R2= COMe y c=0, como un polvo blanco.
Ejemplo 5
Se disolvio en agua destilada (100 ml) una mezcla del producto del Ejemplo 4 (10,0 g), se ajusto el pH a 7 usando solucion 1 M de hidroxido sodico. Se separo el solido por filtracion y se lavo con agua, luego con metanol y se seco, obteniendose un carboxilato sodico de formula 1 como un polvo blanco.
Ejemplo 6
Se agito a temperatura ambiente una mezcla que contenia trimetoxivinilsilano (78 ml, 0,51 mol), metil-N acetilcisteina (88,6 g, 0,5 mol) y peroxido de di-t-butilo (10 gotas) y luego se calento a 115DC bajo atmosfera de nitrogeno. La mezcla se mantuvo a esta temperatura durante 4 h, tiempo durante el cual se anadio peroxido de di-tbutilo (10 gotas) cada 20 min. Luego se enfrio la solucion a temperatura ambiente, obteniendose (2trimetoxisililetil)metil-N-acetilcisteina.
Ejemplo 7
Se disolvio en tolueno (200 ml) una mezcla del producto del Ejemplo 6 (34,5 g) y silice (70 g, 60-200 micrometros) y se mantuvo a reflujo durante 4 h. Despues de enfriar se filtro la mezcla y el solido se lavo con metanol y luego se seco, obteniendose un ester metilico de la formula 1 en la que R es OCH3, R1 es hidrogeno, R2= COMe y c=0, como un polvo blanco.
Ejemplo 8
Se agito a temperatura ambiente una mezcla que contenia trimetoxivinilsilano (0,51 mol), acido mercaptosulfonico (75 g, 0,5 mol) y peroxido de di-t-butilo (10 gotas) y luego se calento a 140DC bajo atmosfera de nitrogeno. La mezcla se mantuvo a esta temperatura durante 4 h, tiempo durante el cual se anadio peroxido de di-t-butilo (10 gotas) cada 20 min. Luego se enfrio la solucion a temperatura ambiente, obteniendose acido (2trimetoxisililetil)mercaptosuccinico.
Ejemplo 9
Se disolvio en tolueno (200 ml) una mezcla del producto del Ejemplo 8 (34,5 g) y silice (70 g, 45-90 micrometros) y se mantuvo a reflujo durante 4 h. Despues de enfriar se filtro la mezcla y el solido se lavo con metanol y luego se seco, obteniendose un acido carboxilico de la formula 1 en la que X1 y X2 son hidrogeno y c=0, como un polvo blanco.
Ejemplo 10
Una mezcla del producto del Ejemplo 9 (8,5 g) en agua destilada (80 ml) se ajusto a pH a 7 usando solucion 1 M de hidroxido sodico. Se separo el solido por filtracion y se lavo con agua, luego con metanol y se seco, obteniendose un carboxilato sodico de formula 1 como un polvo blanco.
Ejemplo 11
Se calento a 115DC bajo atmosfera de nitrogeno una mezcla que contenia trimetoxivinilsilano (32,13 ml, 0,21 mol), 2-mercaptoetanol (14 ml, 0,2 mol) y peroxido de di-t-butilo (10 gotas) y se mantuvo a esta temperatura durante 1 h. La solucion se enfrio luego a temperatura ambiente, obteniendose sulfuro de 2-hidroxietil-2-trimetoxisililetilo. RMN1H, CDCl3, 3,49 (2H, t, OCH3) y 2,63 (4H, ma, OCCH2SCH2). Una mezcla de sulfuro de 2-hidroxietil-2trimetoxisililetilo (14,9 g, 0,065 mol), silice (Grace 70-200 micrometros, 39,81 g) y agua (120 ml) se agito bajo reflujo tranquilo durante 2 h. Se enfrio acido clorhidrico concentrado (120 ml) y la mezcla se agito y se mantuvo a reflujo durante otras 2 horas. Despues de enfriar, se separo por filtracion un solido blanco y se lavo con agua y luego metanol, obteniendose silice etilsulfuro de 2-cloroetilo de formula (47 g).
Ejemplo 12
Se mantuvo a reflujo durante 4 h una mezcla del producto del Ejemplo 11 (34,0 g) y dietilentriamina (7 g) en tolueno (120 ml). Despues de enfriar, se filtro la mezcla y el solido se lavo con solucion diluida de hidroxido sodico (0,1 M, 50 ml) agua, y luego metanol, y se seco, obteniendose una triamina de la formula 1, en la que R1 y R2 son hidrogeno, p=3 y c=0, como un polvo blanco.
Ejemplo 13
Se mantuvo a reflujo durante 4 h una mezcla del producto del Ejemplo 11 (54,0 g) y tetraetilentetraamina (12 g) en tolueno (200 ml). Despues de enfriar, se filtro la mezcla y el solido se lavo con solucion diluida de hidroxido sodico
(0,1 M, 50 ml), agua y luego metanol, y se seco, obteniendose una tetraamina de la formula 1, en la que R1 y R2 son hidrogeno, p=4 y c=0, como un polvo blanco.
Ejemplo 14
Se mantuvo a reflujo durante 4 h una mezcla del producto del Ejemplo 11 (62,0 g) y tetraetilenpentaamina (14 g) en tolueno (200 ml). Despues de enfriar, se filtro la mezcla y el solido se lavo con solucion diluida de hidroxido sodico (0,1 M, 50 ml), agua y luego metanol, y se seco, obteniendose una pentaaamina de la formula 1, en la que R1 y R2 son hidrogeno, p=5 y c=0, como un polvo blanco.
Ejemplo 15
Se mantuvo a reflujo durante 4 h una mezcla del producto del Ejemplo 11 (41,0 g) y polietilenamina (peso molecular numerico medio 600, 15 g) en tolueno (200 ml). Despues de enfriar, se filtro la mezcla y el solido se lavo con solucion diluida de hidroxido sodico (0,1 M, 50 ml), agua y luego metanol, y se seco, obteniendose una poliamina de la formula 1 como un polvo blanco.
Ejemplo 16
Se mantuvo a reflujo durante 4 h una mezcla del producto del Ejemplo 11 (32,0 g) y polietilenamina (peso molecular numerico medio 600, 16 g) en metanol (120 ml). Despues de enfriar, se filtro la mezcla y el solido se lavo con solucion diluida de hidroxido sodico (0,1 M, 50 ml), agua y luego metanol, y se seco, obteniendose una poliamina de la formula 1 como un polvo blanco.
Ejemplo 17
Se mantuvo a reflujo durante 4 h una mezcla del producto del Ejemplo 11 (38,0 g) y 1-metilpiperazina (7 g) en tolueno (100 ml). Despues de enfriar, se filtro la mezcla y el solido se lavo con solucion diluida de hidroxido sodico (0,1 M, 50 ml), agua y luego metanol, y se seco, obteniendose N-metilpiperazina de formula 1 como un polvo blanco.
Ejemplo 18
Se mantuvo a reflujo durante 4 h una mezcla del producto del Ejemplo 11 (34,0 g) y 1-(3-aminopropil)imidazol (9 g) en tolueno 200 ml). Despues de enfriar, se filtro la mezcla y el solido se lavo con solucion diluida de hidroxido sodico (0,1 M, 50 ml), agua y luego metanol, y se seco, obteniendose un imidazol de formula 1 como un polvo blanco.
Ejemplo 19
Se mantuvo a reflujo durante 4 h una mezcla del producto del Ejemplo 11 (36,0 g) y 3-aminometilpiridina (9 g) en tolueno (200 ml). Despues de enfriar, se filtro la mezcla y el solido se lavo con solucion diluida de hidroxido sodico (0,1 M, 50 ml), agua y luego metanol, y se seco, obteniendose una piridina de formula 1 como un polvo blanco.
Ejemplo 20
Se anadio acido clorhidrico concentrado (8 ml) a una mezcla en agitacion del producto del Ejemplo 12 (10,0 g) en agua (80 ml) y la mezcla resultante se agito durante 15 min. Se filtro el solido y se lavo bien con agua destilada.
Ejemplo 21
Se anadio acido clorhidrico concentrado (8 ml) a una mezcla en agitacion del producto del Ejemplo 13 (10,0 g) en agua (80 ml) y la mezcla resultante se agito durante 15 min. Se filtro el solido y se lavo bien con agua destilada.
Ejemplo 22
Se anadio acido clorhidrico concentrado (8 ml) a una mezcla en agitacion del producto del Ejemplo 14 (10,0 g) en agua (80 ml) y la mezcla resultante se agito durante 15 min. Se filtro el solido y se lavo bien con agua destilada.
Ejemplo 23
Se trato con una solucion acuosa de nitrato de cobre una mezcla del producto del Ejemplo 10 (0,7 g) en agua (30 ml). La mezcla se agito durante 1 h y se filtro. Se solido azul se lavo bien con agua destilada y finalmente con metanol. El material se seco luego a una presion de 0,1 mm de Hg a 80DC durante 2 h, obteniendose la sal de cobre como un polvo azul (0,66 g).
Ejemplo 24
Se calento a 100DC durante 1 h mientras que se agitaba una mezcla de tetraquis(2-mercaptoacetato) de pentaeritritol (10,4 g, 0,024 mol) y viniltrimetoxisilano (5,5 ml, 0,0361 mol) y luego se enfrio a temperatura ambiente. Se agrego tolueno (120 ml) y silice (36 g, 45-90 micrometros) y la mezcla se agito y se mantuvo a reflujo durante
4h, luego se enfrio a temperatura ambiente. Se filtro el solido y se lavo bien con agua destilada y finalmente con metanol.
Ejemplo 25
Se calento a 100DC durante 1 h mientras que se agitaba una mezcla de tetraquis(2-mercaptoacetato) de pentaeritritol (10,4 g, 0,024 mol) y viniltrimetoxisilano (6,4 ml, 0,0432 mol) y luego se enfrio a temperatura ambiente. Se agrego tolueno (120 ml) y silice (36 g, 45-90 micrometros) y la mezcla se agito y se mantuvo a reflujo durante 4h, luego se enfrio a temperatura ambiente. Se filtro el solido y se lavo bien con agua destilada y finalmente con metanol.
Ejemplo 26
Se calento a 100DC durante 1 h mientras que se agitaba una mezcla de tetraquis(2-mercaptoacetato) de pentaeritritol (10,4 g, 0,024 mol) y viniltrimetoxisilano (7,1 ml, 0,048 mol) y luego se enfrio a temperatura ambiente. Se agrego tolueno (120 ml) y silice (38 g, 45-90 micrometros) y la mezcla se agito y se mantuvo a reflujo durante 4h, luego se enfrio a temperatura ambiente. Se filtro el solido y se lavo bien con agua destilada y finalmente con metanol.
Ejemplo 27
Se calento a 100DC durante 1 h mientras que se agitaba una mezcla de tetraquis(2-mercaptoacetato) de pentaeritritol (10,4 g, 0,024 mol) y viniltrimetoxisilano (10,6 ml, 0,072 mol) y luego se enfrio a temperatura ambiente. Se agrego tolueno (120 ml) y silice (40 g, 45-90 micrometros) y la mezcla se agito y se mantuvo a reflujo durante 4h, luego se enfrio a temperatura ambiente. Se filtro el solido y se lavo bien con agua destilada y finalmente con metanol.
Ejemplo 28
Se calento a 100DC durante 1 h mientras que se agitaba una mezcla de tetraquis(2-mercaptoacetato) de pentaeritritol (13,64 g, 0,02 mol) y viniltrimetoxisilano (5,92 ml, 0,04 mol) y luego se enfrio a temperatura ambiente. Se agrego tolueno (100 ml) y silice (40 g, 45-90 micrometros) y la mezcla se agito y se mantuvo a reflujo durante 4h, luego se enfrio a temperatura ambiente. Se filtro el solido y se lavo bien con agua destilada y finalmente con metanol.
Ejemplo 29
Se calento a 100DC durante 1 h mientras que se agitaba una mezcla de tetraquis(2-mercaptoacetato) de pentaeritritol (13,64 g, 0,02 mol) y viniltrimetoxisilano (8,88 ml, 0,06 mol) y luego se enfrio a temperatura ambiente. Se agrego tolueno (120 ml) y silice (40 g, 45-90 micrometros) y la mezcla se agito y se mantuvo a reflujo durante 4h, luego se enfrio a temperatura ambiente. Se filtro el solido y se lavo bien con agua destilada y finalmente con metanol.
Ejemplo 30
Se disolvio en metanol (160 ml) una mezcla del producto del Ejemplo 1 (4,9 g) y ortosilicato de tetraetilo (41,3 g) y trimetoximetilsilano (3,1 g) y se anadio con agitacion HCl 1 M (21 ml). La mezcla se dejo luego a 80DC hasta que evaporo el metanol y se formo un vidrio. Se trituro el vidrio y luego se agito en metanol a reflujo. El material se seco luego a la presion reducida de 0,1 mm de Hg a 90DC durante 2 h, obteniendose un acido carboxilico de la formula 1, en la que R es OH, R1 es hidrogeno, R2=COMe y N es metilo, como un polvo blanco.
Ejemplo 31
Se disolvio en metanol (160 ml) una mezcla del producto del Ejemplo 1 (4,8 g) y ortosilicato de tetraetilo (41,3 g) y dimetoxidimetilsilano (4,4 g) y se anadio con agitacion HCl 1 M (22 ml). La mezcla se dejo luego a 80DC hasta que evaporo el metanol y se formo un vidrio. Se trituro el vidrio y luego se agito en metanol a reflujo. El material se seco luego a la presion reducida de 0,1 mm de Hg a 80DC durante 2 h, obteniendose como un polvo blanco un acido carboxilico de la formula 1, en la que R es OH, R1 es hidrogeno, R2=COMe y con (CH3)2SiO2/2 como reticulador.
Ejemplo 32
Se anadio el producto del Ejemplo 14 (0,2 g) a una muestra (40 ml) de una solucion de color azul de 20 ppm de etilendiaminatetraacetato de cobre en agua. La mezcla se agito suavemente a temperatura ambiente durante 2 h. Luego se filtro. El analisis del filtrado revelo que se habia eliminado el complejo de cobre. Los Ejemplos 12, 13, 15, 16 (0,2 g) fueron tambien eficaces en este ensayo.
Ejemplo 33
Se anadio el producto del Ejemplo 3 (0,2 g) a una muestra (40 ml) de una solucion de color verde azul de 20 ppm
de citrato de niquel en agua. La mezcla se agito suavemente a temperatura ambiente durante 2 h. Luego se filtro. El analisis del filtrado revelo que se habia eliminado el complejo de niquel. Los Ejemplos 12, 13, 15, 16 (0,2 g) fueron tambien eficaces en este ensayo.
Ejemplo 34
Se anadio el producto del Ejemplo 4 (0,06 g) a una muestra (1 ml) de una solucion de color naranja oscuro/marron de 500 ppm de tricloruro de rutenio en una mezcla de cloroformo y diclorometano. La solucion se hizo completamente incolora. La mezcla se filtro. El analisis del filtrado revelo que se habia eliminado el rutenio. Los Ejemplos 12 y 24-29 fueron igualmente eficaces en este ensayo.
Ejemplo 35
Se anadio el producto del Ejemplo 4 (0,06 g) a una muestra (1 ml) de una solucion de color naranja de 150 ppm de clorotris(trifenilfosfina)rodio (catalizador de Wilkinson) en cloroformo. La solucion se hizo completamente incolora. La mezcla se filtro. El analisis del filtrado revelo que se habia eliminado el rodio. Los Ejemplos 12-16 y 24-29 fueron igualmente eficaces en este ensayo.
Ejemplo 36
Se anadio el producto del Ejemplo 4 (0,06 g) a una muestra (1 ml) de una solucion de color naranja de 160 ppm de acetato de paladio en diclorometano. La solucion se hizo completamente incolora. Luego se filtro la mezcla. El analisis del filtrado revelo que se habia eliminado el paladio. Los Ejemplos 12 y 24-29 fueron igualmente eficaces en este ensayo.
Ejemplo 37
Se anadio el producto del Ejemplo 4 (0,06 g) a una muestra (1 ml) de una solucion de color naranja de 160 ppm de tetraquistrifenilfosfinapaladio en diclorometano. La solucion se hizo completamente incolora. Luego se filtro la mezcla. El analisis del filtrado revelo que se habia eliminado el paladio. Los Ejemplos 24-29 fueron igualmente eficaces en este ensayo.
Ejemplo 38
Se anadio el producto del Ejemplo 4 (0,06 g) a una muestra (1 ml) de una solucion de color amarillo palido de 1300 ppm de tetracloroplatinato potasico en agua. La solucion se hizo completamente incolora. Luego se filtro la mezcla. El analisis del filtrado revelo que se habia eliminado el platino. Los Ejemplos 12 y 24-29 fueron igualmente eficaces en este ensayo.
Ejemplo 39
Se anadio el producto del Ejemplo 24 (0,06 g) a una muestra (1 ml) de una solucion de color verde de 2000 ppm de acetato de niquel en agua. La solucion se hizo completamente incolora. Luego se filtro la mezcla. El analisis del filtrado revelo que se habia eliminado el niquel. Los Ejemplos 25-29 y 10 fueron igualmente eficaces en este ensayo.
Ejemplo 40
Se anadio el producto del Ejemplo 4 (0,06 g) a una muestra (1 ml) de una solucion de color amarillo de 1000 ppm de nitrato de amoniocerio en agua. La solucion se hizo completamente incolora. Luego se filtro la mezcla. El analisis del filtrado revelo que se habia eliminado el cerio
Ejemplo 41
Se anadio el producto del Ejemplo 12 (0,2 g) a una muestra (40 ml) de una solucion de color azul palido de 20 ppm de sulfato de cobre en agua. La solucion se agito suavemente durante 2 h. La solucion se volvio completamente incolora. Luego se filtro la mezcla. El analisis del filtrado revelo que se habia eliminado el cobre. Los Ejemplos 9, 10, 13-16 y 24-29 fueron igualmente eficaces en este ensayo.
Ejemplo 42
Se anadio el producto del Ejemplo 4 (0,06 g) a una muestra (1 ml) de una solucion de color amarillo de 1700 ppm de nitrato de hierro hexahidratado en agua. La solucion se hizo completamente incolora. Luego se filtro la mezcla. El analisis del filtrado revelo que se habia eliminado el hierro. El Ejemplo 9 fue igualmente eficaz en este ensayo
Ejemplo 43
Se anadio el producto del Ejemplo 14 (0,06 g) a una muestra (1 ml) de una solucion de color azul oscuro/gris de 500 ppm de nitrato de cromo nonahidratado en agua. La solucion se hizo completamente incolora. Luego se filtro la mezcla. El analisis del filtrado revelo que se habia eliminado el cromo.
Ejemplo 44
Se anadio el producto del Ejemplo 10 (0,9 g) a una muestra (5 ml) de una solucion de 1000 ppm de cloruro de zinc en agua. Luego se filtro la mezcla. El analisis del filtrado revelo que se habia eliminado el zinc.
Ejemplo 45
Se anadio el producto del Ejemplo 20 (0,06 g) a una muestra (1 ml) de una solucion de 250 ppm de dicromato potasico en agua. La solucion se hizo completamente incolora. Luego se filtro la mezcla. El analisis del filtrado revelo que se habia eliminado el dicromato. Los Ejemplos 21 y 22 fueron igualmente eficaces en este ensayo.
Ejemplo 46
Se agito a temperatura ambiente durante 1 h una mezcla que contenia acido p-toluenosulfonico (0,019 g, 0,1 mmol) y el producto del Ejemplo 12 (0,54 g, 0,10 mmol) en eter (10 ml) y luego se filtro. Se concentro el filtrado y se peso el residuo. Se elimino mas del 97� del acido p-toluenosulfonico. Los Ejemplos 21 y 22 fueron igualmente eficaces en este ensayo.
Ejemplo 47
Se agito a temperatura ambiente durante 1 h una mezcla de anisol (0,035 g, 0,33 mmol) como marcador, bencilamina (0,041 g, 0,38 mmol) y el producto del Ejemplo 9 (0,65 g, 1,2 mmol) en CDCl3 (2,5 cm3). Luego se centrifugo la mezcla y un espectro de RMN 1H de la solucion de cloroformo revelo que se habia eliminado completamente la bencilamina.
Ejemplo 48
Se agito a temperatura ambiente durante 1 h una mezcla de anisol (0,02860 g, 0,26 mmol), hexilamina (0,02504 g, 0,25 mmol) y el producto del Ejemplo 9 (0,5 g, 1,0 mmol) en CDCl3 (2,5 cm3 ml). Se centrifugo luego la mezcla y un espectro de RMN 1H de la solucion de cloroformo revelo que se habia eliminado completamente la hexilamina.
Ejemplo 49
Se agito a temperatura ambiente durante 1,5 h una mezcla de anisol (0,031 g, 0,25 mmol), cloroformiato de etilo (0,027 g, 0,25 mmol) y el producto del Ejemplo 12 (0,59 g, 1,11 mmol) en CDCl3 (2,5 cm3). Luego se centrifugo la mezcla y un espectro de RMN 1H de la solucion de cloroformo revelo que se habia eliminado completamente el cloroformiato de etilo. Los Ejemplos 13-16 fueron igualmente eficaces en este ensayo.
Ejemplo 50
Se agito a temperatura ambiente durante 1,5 h una mezcla de dimetoxietano (0,022 g, 0,25 mmol), isocianato de fenilo (0,029 g, 0,24 mmol) y el producto del Ejemplo 12 (0,45 g, 0,97 mmol) en CDCl3 (2,5 cm3). Luego se centrifugo la mezcla y un espectro de RMN 1H de la solucion de cloroformo revelo que se habia eliminado completamente el isocianato de fenilo. Los Ejemplos 13-16 fueron igualmente eficaces en este ensayo.

Claims (15)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un compuesto de formula 1: [(O3/2)Si CH2CH2SX]a[Si(O4/2)]a[SiO3/2N)]c en la que X se selecciona entre CH2A; [CH2CH2NR1]pR2; CHCOX1CH2COX2 (CH2)eCO Y[CO (CH2)e SCH2Si(O3/2)]m[CO(CH2)eSH]m y en la que A
    es el resto de un aminoacido o un derivado o una sal de un aminoacido de formula CHN R1R2COX3; R1 y R2 se seleccionan independientemente entre hidrogeno, un grupo alquilo C1-22, un grupo acilo C1-22 y un grupo
    alquilarilo C1-22; X3 se selecciona entre OR, NR1R2, un aminoacido y una proteina; R se selecciona entre hidrogeno, un ion metalico, un grupo alquilo C1-22; e es 1 o 2; p es de 1 a 100; X1 y X2 se seleccionan independientemente entre OR y NR1R2; Y es un resto poliol que tiene z grupos hidroxilo, estando z o menos grupos hidroxilo desprotonados, m y n son,
    independientemente, menos de z de manera que m+n+1 es inferior o igual a z y m+n+1 grupos hidroxilo del poliol
    estan desprotonados; N es un grupo que opcionalmente esta sustituido y se selecciona entre un grupo alquilo C1-22, un grupo alquenilo C222, un grupo alquinilo C2-22, un grupo arilo, un grupo sulfuro de alquilarilo C1-22, un sulfoxido, una sulfona, una amina, una polialquilamina, una fosfina y otro grupo que contiene fosforo;
    las valencias libres de los atomos de oxigeno del silicato estan saturadas por uno o varios entre: un atomo de silicio de otros grupos de formula 1, hidrogeno, un grupo alquilo C1-22 lineal o ramificado, un grupo
    terminal R33M1O1/2, un miembro puente de reticulacion o por una cadena R3qM1(OR4)gOk/2 o Al(OR4)3-hOh/2 o R3Al(OR4)2-rOr/2; en los que M1es Si o Ti; R3 y R4 se seleccionan independientemente entre un grupo lineal o ramificado alquilo C1-22, un grupo arilo y un
    grupo alquilarilo C1-22;
    k es un numero entero de 1 a 3, q es un numero entero de 1 a 2 y m es un numero entero de 0 a 2 tales que g+k+q=4; h es un numero entero de 1 a 3, y r es un numero entero de 1 a 2;
    o un sistema puente oxo-metal en el que el metal es zirconio, oro, magnesio, hierro, niquel o un lantanido;
    a, b y c son numeros enteros tales que la relacion a:b es de 0,00001 a 100000 y a y b son siempre mayores que 0 y, cuando c es mayor que 0, la relacion de c a a+b es de 0,00001 a 100000.
  2. 2.
    Un compuesto segun la reivindicacion 1, que incluye un grupo terminal y/o un miembro puente de reticulacion y/o una cadena de polimero, estando comprendida la relacion de un grupo terminal y/o conector de reticulacion y/o cadena de polimero a a+b+c entre 0 y 999,1.
  3. 3.
    Un compuesto segun la reivindicacion 1 o la reivindicacion 2 que incluye uno o varios grupos terminales o puentes de reticulacion o cadenas de polimero seleccionados entre R32SiOR4O1/2, R33SiO1/2, R32SiO2/2, o TiO4/2 o R3TiO3/2 o R32TiO2/2 o AlO3/2 o R3AlO2/2, siendo R3 y R4 lo definido en la reivindicacion 1.
  4. 4.
    Un compuesto segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que X se ha seleccionado entre CH2A,
    [CH2CH2NR1]pR2, CHCOX1CH2COX2 y (CH2)eCOY[CO(CH2)eSCH2CH2Si(O3/2)]m[CO(CH2)eSH]n, siendo A el resto de un aminoacido o derivado o sal de un aminoacido de formula CHNR1R2COX3 en la que R1 y R2 se han seleccionado independientemente entre hidrogeno, alquilo C1-12 y acilo C1-12 y X3 se ha seleccionado entre OR y N R1R2; en el que R se ha seleccionado entre hidrogeno, un ion de un metal, alquilo C1-6, p es de 1 a 20; X1 y X2 se han seleccionado independientemente entre OR y NR1R2; y Y es el resto de poliol que tiene z grupos hidroxilo y m+n+1 es inferior o igual a z; y N es un grupo opcionalmente sustituido alquilo C1-22, alquenilo C2-22 o alquinilo C2-22 o un grupo arilo; z es un numero entero de 2 a 20.
  5. 5.
    Un compuesto segun las reivindicaciones 1 a 4 que comprende un complejo protonado de un complejo metalico M(L) en el que M deriva de un lantanido, actinido, un metal de un grupo principal o de transicion, con estados de oxidacion que varian de cero a 4, y L es uno o varios ligandos, opcionalmente sustituidos, seleccionado(s) entre haluro, nitrato, acetato, carboxilato, cianuro, sulfato, carbonilo, imina, alcoxi, triarilo o trialquilfosfina y fenoxi, y j es un numero entero de 0 a 8, y en que el compuesto de formula 1 esta unido al mencionado complejo metalico o complejo protonado.
  6. 6.
    Un compuesto segun la reivindicacion 4, en el que A es el resto de un aminoacido o derivado o sal de un aminoacido de formula CHNHR1COX3, en la que R1 se selecciona entre hidrogeno, alquilo C1-6 y acilo C1-6 y X3 se selecciona entre OR y NHR1H, seleccionandose R entre hidrogeno, ion metalico, alquilo C1-4.
  7. 7.
    Un compuesto segun la reivindicacion 4, en el que X es una poliamina lineal o ramificada [CH2CH2NH]pH, en la que p es un numero entero de 1 a 10.
  8. 8.
    Un compuesto segun la reivindicacion 4, en el que X es (CH2)eCOY[CO(CH2)eSCH2CH2Si(O3/2)]m[CO(CH2)eSH]n, en el que Y es el resto de glicerol, pentaeritritol y dipentaeritritol que tiene z grupos hidroxilo y m+n+1 es inferior o igual a z.
  9. 9.
    Un compuesto segun una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 8, en el que las valencias libres de los atomos de oxigeno del silicato estan saturadas por uno o varios atomos de silicio de otros grupos de formula 1, hidrogeno, un grupo alquilo C1-6 lineal o ramificado o por grupos terminales R33SiO1/2, o por miembros puente de reticulacion o por cadenas de polimero R3qSiOk/2, siendo R3 un grupo alquilo C1-4 lineal o ramificado; k es un numero entero de 2 a 3 y q es un numero entero de 1 a 2, tales que k+q=4, y los numeros enteros a, b y c son tales que (i) la relacion a:b es de 0,01 a 100 y en la formula AaBbCc estan siempre presentes A y B, y (ii) cuando esta presente C, la relacion de c a a+b varia de 0,0 a 100 y la relacion de grupos terminales y/o reticuladores y/o cadenas de polimero a a+b+c varia de 0,01 a 99:1.
  10. 10.
    Un compuesto de formula 2:
    [(R4O)3SiCH2CH2SX]
    en la que x se selecciona entre
    CH2A;
    [CH2CH2NR1]pR2;
    CHCOX1CH2COX2
    (CH2)eCO Y[CO (CH2)e SCH2Si(O3/2)]m[CO(CH2)eSH]m
    y en la que A es el resto de un aminoacido o un derivado o una sal de un aminoacido de formula
    CHN R1R2COX3;
    R1 y R2 se seleccionan independientemente entre hidrogeno, un grupo alquilo C1-22, un grupo acilo C1-22 y un grupo alquilarilo C1-22;
    R4 se selecciona independientemente entre un grupo alquilo C1-22, un grupo alquenilo C2-22, un grupo arilo y un grupo alquilarilo C1-22;
    X3 se selecciona entre OR, NR1R2, un aminoacido y una proteina;
    R se selecciona entre hidrogeno, un ion metalico, un grupo alquilo C1-22;
    e es 1 o 2;
    X1 y R2 se seleccionan independientemente entre OR y NR1R2;
    Y es un resto poliol que tiene z grupos hidroxilo, estando z o menos grupos hidroxilo desprotonados, m y n son, independientemente, menos de z de manera que m+n+1 es inferior o igual a z y m+n+1 grupos hidroxilo del poliol estan desprotonados.
  11. 11. Un procedimiento para tratar un material de suministro, que comprende poner en contacto un compuesto segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 con una corriente de suministro:
    (i) para efectuar una reaccion por transformacion catalitica de un componente de la corriente de suministro para producir un producto deseado;
    5 (ii) para eliminar un componente de la corriente de suministro de la corriente, o
    (iii) para eliminar una especie ionica de la corriente de suministro en un proceso de intercambio ionico.
  12. 12.
    Una composicion antimicrobiana que comprende un compuesto segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 y un vehiculo.
  13. 13.
    Uso de un compuesto segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 como secuestrador para la eliminacion
    10 o reduccion en un sustrato liquido del nivel de compuesto organico o de metal o iones metalicos innecesarios opcionalmente seleccionados entre los metales o iones platino, paladio, rodio, rutenio, renio o niquel.-
  14. 14. Uso de un compuesto segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 como catalizador heterogeneo para una reaccion de oxidacion, reduccion, una reaccion de formacion de un enlace carbono-carbono, adicion, alquilacion, polimerizacion, hidroformilacion, arilacion, acilacion, isomerizacion, carboxilacion, carbonilacion,
    15 esterificacion, transesterificacion o transposicion.
  15. 15. Uso de un compuesto segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 como intercambiador cationico o anionico; para la inmovilizacion de una molecula biologica tal como enzimas, peptidos, proteinas y acidos nucleicos; como modificador de hidrofilia; un agente ignifugo; un agente antiestatico; un revestimiento para dispositivos biomedicos; una pelicula que repele el agua; un revestimiento para la sintesis en fase solida; para extraccion en
    20 fase solida; para purificacion; como soporte de catalizador heterogeneo; para la separacion o purificacion de moleculas organicas, biologicas o inorganicas de medios gaseosos, liquidos y solidos; para separacion quiral o como medio de filtracion en gel, exclusion por tamanos o cromatografia.
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