JP2017513701A - ポリアニリン系耐塩素性親水性濾過膜 - Google Patents

ポリアニリン系耐塩素性親水性濾過膜 Download PDF

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Abstract

一態様では、本発明は、例えば、水の浄化に使用するためのn−アルキル置換ポリアニリン誘導体を含む塩素耐性濾過膜及びそれを製造し使用するための方法に関する。この要約は、特定の技術分野で検索する目的のためのスキャンツールとして意図されており、本発明を限定することを意図するものではない。本発明は、従来のナノ濾過膜に対して、改良された親水性及び塩素耐性を有する新しいクラスのナノ濾過膜を提供する。調整可能な表面特性を有する、より効率的で、より選択的な膜の開発は、高度なタンパク質の分離、透析、水の濾過、及び他のマクロ分子の分離に対する大きな見通しを有する。

Description

関連出願
本出願は、2014年に4月8日に出願された米国仮特許出願シリアル番号61/976,688に優先権の利益を主張し、その全体が参照により本明細書に組込まれる。
新鮮な水の豊富な供給は、地方自治体、産業及び農業の用途のための基本的な要件である。しかし、人口増加及び水源の汚染は、新鮮な水の供給にストレスの増加を与えてきた。きれいな水に対する規制強化からの圧力に加えて、水処理技術の向上は重要である(Howe,K.J.及びTchobanoglous,G.(2005)Water Treatment:Principles and Design,John Wiley & Sons,Inc.,Hoboken,New Jersey,第2版;Service,R.F.(2006)Science 313,1088−1090)。
膜に基づいた濾過は、大規模でのサイズ排除によって不純物を完全かつ連続的に濾過するその能力により、浄水のための最も重要かつ広く用いられている方法である(Howe,K.J.及びTchobanoglous,G.(2005)Water Treatment:Principles and Design,John Wiley & Sons,Inc.,Hoboken,New Jersey,第2版.)。一般的に、膜は4つのタイプに分類することができる:それらの細孔サイズ及び異物を除去する能力に基づいて、精密濾過(MF)、限外濾過(UF)、ナノ濾過(NF)及び逆浸透(RO)。
UF膜は約10nmの平均孔径を有する。排水処理においては、UF膜は、ウイルス、細菌、原生動物及び他のコロイドなどの病原性微生物を除去するのに使用される(Cheryan,M.(1998)Ultrafiltration and Microfiltration Handbook,Technomic,Lancaster,PA)。それらは、淡水化のための前処理工程としての役割を果たすことができる(Howe,K.J.及びTchobanoglous,G.(2005)Water Treatment:Principles and Design,John Wiley & Sons,Inc.,Hoboken,New Jersey,第2版.;Rosberg,R.(1997)Desalination 110,107−114)。UF膜は、一般的に化学、製薬、食品及び飲料工業において分離のために使用され、血液透析における不可欠なコンポーネントである。
膜が分離のために使用される場合、膜が、無機粒子、有機物質及び/または生物学的な微生物によって汚染されるにつれて、流量は徐々に操作中に低下する。汚染物と高分子膜の表面の間の疎水性相互作用により、ファウリングに対する感受性は異なる膜材料で変化する。従って、膜の親水性は汚染する膜の性質に関連している、すなわち、親水性膜は、一般に疎水性膜より少なく汚染する(Mcverry,B.T.,ら(2013) Chem. Mater.25,3597−3602;Liao,Y.,ら(2014)Materials Horizons 1,58−64)。より高い疎水性の膜は、ファンデルワールス相互作用により、汚染物を膜表面に強固に付着させ、不可逆的膜ファウリングの原因となる(Hilal,N.,ら(2005)Separ.Sci.Technol.179,323−333)。
化学洗浄は、典型的には、膜表面から付着有機物及びバイオフィルムを除去するのに使用される。洗浄処理は、膜ファウリングによる操作中の流量損失を取戻すために膜性能を復元する。膜を洗浄するために使用される一般的な化学物質は、腐食剤、酸化剤/消毒剤、酸、キレート剤及び界面活性剤を含む(Liu,C.,ら(2006)Membrane Chemical Cleaning:From Art to Science,Pall Corporation,Port Washington,NY 11050,USA)。塩素系漂白剤(次亜塩素酸ナトリウム)は、その低コスト、市販性及び供給溶液に添加した場合に効果的にファウリングを低減する能力のために、工業的に一般的である。次亜塩素酸などの強力な酸化剤は、微生物を殺すだけでなく、より水溶性の部分に天然有機物中の官能基を酸化し、新しい種を容易に操作中に洗い流すことを可能にする。しかし、強力な酸化剤は、同時にポリマー膜材料内に見出される化学結合に付着し、膜特性に負の影響を与える(Eykamp,W.(1995)Microfiltration and ultrafiltration.In Membrane Separation Technology:Principles and Applications,Elsevier Science:Amsterdam;Gitis,V.,ら(2006)J.Membr.Sci.276,185−192;Wienk,I.M.,ら(1995)J.Polym.Sci.Pol.Chem.33,49−54;Nystrom,M.and Zhu,H.(1997)J.Membr.Sci.131,195−205;Wolff,H.及びZydney,A.L.(2004)J.Membr.Sci.243,389−399;Zhu,H.及びNystrom,M.(1998)J.Membr.Sci.138,309−321)。
ポリエーテルスルホン(PES)膜への塩素洗浄の影響は、塩素が実際にはより厳しいファウリングを引起し、洗浄後の膜の電気陰性度を増加させ得ることを示している(Arkhangelsky,E.,ら(2007)J.Membr.Sci.305,176−184;Rouaix,S.,ら(2006)J.Membr.Sci.277,137−147;Gaudichet−Maurin,E.及びThominette,F.(2006)J.Membr.Sci.282,198−204)。これは、ポリマーの鎖切断をもたらし、膜の機械的強度を低下させる(Arkhangelsky,E.,ら(2007)J.Membr.Sci.305,176−184;Thominette,F.,ら(2006)Desalination 200,7−8;Kuzmenko,D.,ら(2005)Desalination 179, 323−333)。ポリアミドRO膜への塩素による化学的攻撃は、塩と水の通過の増大を伴う膜の破断をもたらす(Manohar,S.K.及びMacdiarmid,A.G.(1989)Synthetic Met.29,349−356;Langer,J.J.(1990)Synthetic Met.35,295−300;Shin,J.S.,ら(2005)Synthetic Met.151,246−255;Shadi,L.,ら(2012)J.Appl.Polym.Sci.124,2118−2126)。これに応答して、塩素劣化に対する感受性を低くするために膜材料を改変する試みがなされている。たとえば、第二級アミドの代りに第三級アミドを含むポリアミドを使用して、耐塩素性RO膜(スキームI)が得られる(Manohar,S.K.及びMacdiarmid,A.G.(1989)Synthetic Metals 29,349−356;Langer,J.J.(1990)Synthetic Metals 35,295−300)。
導電性ポリマー及びそれらの誘導体が、それらの親水性、熱的及び化学的安定性、低コスト、容易な合成及びドーピングによって改変される能力のために、水処理膜におけるそれらの潜在的使用に関して最近広く検討されている(McVerry,B.T.,ら(2013)Chem.Mater.25,3597−3602;Liao,Y.,ら(2014)Materials Horizons 1,58−64;Liao,Y.,ら(2012)J.Colloid Interf.Sci.386,148−157;Bocchi,V.,ら(1991)J.Mater.Sci.26,3354−3355;Price,W.E.,ら(1999)Synthetic Materials 102,1338−1341;Alargova,R.G.,ら(1998)Colloid Surface A 134,331−342;Li,X.,ら(2008)J.Membr.Sci.320,143−150;Fan,Z.,ら(2008)J.Membr.Sci.310,402−408;Fan,Z.,ら(2008)J.Membr.Sci.320,363−371;Zhao,S.,ら(2011)J.Membr.Sci.385−386,251−262;Guillen,G.R.,らJ.Mater.Chem.(2010) 20,4621−4628)。最も広く研究されている導電性ポリマーの1つとして、エメラルジン酸化状態のポリアニリン(Pani)が、強化された親水性及び透過性を有する複合UF膜を形成するために市販のUF膜材料ポリスルホン(PSf)とブレンドされている(Fan,Z.,ら(2008)J.Membr.Sci.310,402−408;Fan,Z.,ら(2008)J.Membr.Sci.320,363−371;Zhao,S.,ら(2011)J. Membr.Sci.385−386,251−262;Guillen,G.R.,らJ.Mater.Chem.(2010)20,4621−4628)。純Paniも、市販のPSf膜よりも10倍高い透過性を示すUF膜を形成し得るが、ウシ血清アルブミン(BSA)を除去しない(Guillen,G.R.,らJ.Mater.Chem.(2010)20,4621−4628)。Paniキャスティング溶液に4−メチルピペリジン(4−MP)などの第二級アミンを添加することにより、PaniUF膜の除去は増加するが、親水性は低下する。スルホン化Pani、Paniの誘導体は、優れた親水性と水洗浄後の非常に高い流量回復を示すUF膜を形成するために、PSfとブレンドすることができる(Mcverry,B.T.,ら(2013)Chem.Mater.25,3597−3602)。
いくつかのタイプのn−置換Paniが文献に報告されている(Chevalier,J.W.,ら(1992)Macromolecules 25,3325−3331;Yang,D.及びMattes,B.R.(2002) J.Polym.Sci.Pol.Phys.40,2702−2713;Yang,D.及びMattes,B.R.(1999)Synthetic Met.101,746−749;Yang,D.,ら(2002)Macromolecules 35,5304−5313;Manohar,S.K.及びMacdiarmid,A.G.(1989)Synthetic Met.29,349−356)。これらのうち、n−アルキルPaniは、最も一般的な形態である。しかし、アルキル基は疎水性であるので、Paniへのそれの導入は、親水性のいくらかの損失をもたらす。
濾過膜は、伝統的に、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)を用いて製造される。これらの膜が適切に機能するためには、PVDFを膜形成後に親水性部分とブレンドするかまたは共重合させなければならない。PVDF自体は酸、塩基、及び塩素に対して非常に弾力性があるが、その親水基は異なる。塩基または塩素に曝されると、膜洗浄時など、親水性部分は、加水分解され、劣化する。時間が経つにつれて、これは、膜がより疎水性になるようにする(ファウリングしやすい)。さらに、膜は、質量を失って圧縮され、それによって透過性が低くなる。親水基を有するポリマーをブレンドすることによって引起される公知の欠点にもかかわらず、完全にこれらの問題を回避する濾過膜の製造のための材料はまだ報告されていない。本明細書では、本質的に親水性であり酸化損傷に耐性のある材料を含む濾過膜が記載される。
Howe,K.J.及びTchobanoglous,G.(2005)Water Treatment:Principles and Design,John Wiley & Sons,Inc.,Hoboken,New Jersey,第2版 Service,R.F.(2006)Science 313,1088−1090 Cheryan,M.(1998)Ultrafiltration and Microfiltration Handbook,Technomic,Lancaster,PA Rosberg,R.(1997)Desalination 110,107−114 Mcverry,B.T.,ら(2013) Chem. Mater.25,3597−3602 Liao,Y.,ら(2014)Materials Horizons 1,58−64 Hilal,N.,ら(2005)Separ.Sci.Technol.179,323−333 Liu,C.,ら(2006)Membrane Chemical Cleaning:From Art to Science,Pall Corporation,Port Washington,NY 11050,USA Eykamp,W.(1995)Microfiltration and ultrafiltration.In Membrane Separation Technology:Principles and Applications,Elsevier Science:Amsterdam Gitis,V.,ら(2006)J.Membr.Sci.276,185−192 Wienk,I.M.,ら(1995)J.Polym.Sci.Pol.Chem.33,49−54 Nystrom,M.and Zhu,H.(1997)J.Membr.Sci.131,195−205 Wolff,H.及びZydney,A.L.(2004)J.Membr.Sci.243,389−399 Zhu,H.及びNystrom,M.(1998)J.Membr.Sci.138,309−321 Arkhangelsky,E.,ら(2007)J.Membr.Sci.305,176−184 Rouaix,S.,ら(2006)J.Membr.Sci.277,137−147 Gaudichet−Maurin,E.及びThominette,F.(2006)J.Membr.Sci.282,198−204 Thominette,F.,ら(2006)Desalination 200,7−8 Kuzmenko,D.,ら(2005)Desalination 179, 323−333 Manohar,S.K.及びMacdiarmid,A.G.(1989)Synthetic Met.29,349−356 Langer,J.J.(1990)Synthetic Met.35,295−300 Shin,J.S.,ら(2005)Synthetic Met.151,246−255 Shadi,L.,ら(2012)J.Appl.Polym.Sci.124,2118−2126 Liao,Y.,ら(2012)J.Colloid Interf.Sci.386,148−157 Bocchi,V.,ら(1991)J.Mater.Sci.26,3354−3355 Price,W.E.,ら(1999)Synthetic Materials 102,1338−1341 Alargova,R.G.,ら(1998)Colloid Surface A 134,331−342 Li,X.,ら(2008)J.Membr.Sci.320,143−150; Fan,Z.,ら(2008)J.Membr.Sci.310,402−408 Fan,Z.,ら(2008)J.Membr.Sci.320,363−371 Zhao,S.,ら(2011)J.Membr.Sci.385−386,251−262 Guillen,G.R.,らJ.Mater.Chem.(2010) 20,4621−4628 Chevalier,J.W.,ら(1992)Macromolecules 25,3325−3331 Yang,D.及びMattes,B.R.(2002) J.Polym.Sci.Pol.Phys.40,2702−2713 Yang,D.及びMattes,B.R.(1999)Synthetic Met.101,746−749 Yang,D.,ら(2002)Macromolecules 35,5304−5313
本発明の目的において、本明細書に具体化され広範に記載されているように、本発明は、一態様では、式:
によって表される構造を有する化合物を重合することによって形成されるポリマーを含む濾過膜に関し、式中nは1、2、及び3から選択され;式中R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−NR22a22b、−SO23、−(C=O)R24、並びにハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−SO23、及び−(C=O)R24から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;式中R2a及びR2bのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−NR32a32b、−SO33、−(C=O)R34、並びにハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;式中R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR40、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、−SO43、及び−(C=O)R44から独立して選択され;式中R2a、R2b、R3a、R3b、及びR3cの少なくとも1つは水素ではなく;式中R20、R21、R22a、R22b、R30、R31、R32a、R32b、R40、R41、R42a、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;式中R23及びR24のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR25、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR26a26bから独立して選択され;式中R25、R26a、及びR26bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;式中R33及びR34のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR35、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR36a36bから独立して選択され;式中R35、R36a、及びR36bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;式中R43及びR44のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR45、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR46a46bから独立して選択され;及び式中R45、R46a、及びR46bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから選択される。
によって表される構造を含むポリマーを含む濾過膜も開示され、式中各Zは水素及び
から独立して選択され;式中nは1、2、及び3から選択される整数であり;式中pは独立して0、0.5、または1であり;式中qは独立して0、0.5、または1であり;式中各xに対して、p+q=1であり;式中R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−NR22a22b、−SO23、−(C=O)R24、並びにハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−SO23、及び−(C=O)R24から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;式中R2a及びR2bのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−NR32a32b、−SO33、−(C=O)R34、並びにハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;式中R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR40、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、−SO43、及び−(C=O)R44から独立して選択され;式中R20、R21、R22a、R22b、R30、R31、R32a、R32b、R40、R41、R42a、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;式中R23及びR24のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR25、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR26a26bから独立して選択され;式中R25、R26a、及びR26bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;式中R33及びR34のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR35、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR36a36bから独立して選択され;式中R35、R36a、及びR36bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;式中R43及びR44のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR45、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR46a46bから独立して選択され;式中R45、R46a、及びR46bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから選択され;及び式中少なくとも1つのZは、式:
によって表される構造、及び式中R2a、R2b、R3a、R3b、及びR3cの少なくとも1つは水素ではない。
によって表される構造を有する化合物を重合することによって形成されるポリマーも開示され、式中nは1、2、及び3から選択され;式中R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−NR22a22b、−SO23、−(C=O)R24、並びにハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−SO23、及び−(C=O)R24から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;式中R2a及びR2bのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−NR32a32b、−SO33、−(C=O)R34、並びにハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;式中R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR40、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、−SO43、−(C=O)R44から独立して選択され;式中R2a、R2b、R3a、R3b、及びR3cの少なくとも1つは水素ではなく;式中R20、R21、R22a、R22b、R30、R31、R32a、R32b、R40、R41、R42a、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;式中R23及びR24のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR25、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR26a26bから独立して選択され;式中R25、R26a、及びR26bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;式中R33及びR34のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR35、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR36a36bから独立して選択され;式中R35、R36a、及びR36bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;式中R43及びR44のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR45、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR46a46bから独立して選択され;及び式中R45、R46a、及びR46bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから選択される。
によって表される構造を含むポリマーも開示され、式中各Zは水素及び
から独立して選択され;式中nは1、2、及び3から選択される整数であり;式中pは独立して0、0.5、または1であり;式中qは独立して0、0.5、または1であり;式中各xに対して、p+q=1であり;式中R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−NR22a22b、−SO23、−(C=O)R24、並びにハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−SO23、及び−(C=O)R24から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;式中R2a及びR2bのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−NR32a32b、−SO33、−(C=O)R34、並びにハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;式中R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR40、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、−SO43、−(C=O)R44から独立して選択され;式中R20、R21、R22a、R22b、R30、R31、R32a、R32b、R40、R41、R42a、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;式中R23及びR24のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR25、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR26a26bから独立して選択され;式中R25、R26a、及びR26bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;式中R33及びR34のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR35、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR36a36bから独立して選択され;式中R35、R36a、及びR36bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;式中R43及びR44のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR45、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR46a46bから独立して選択され;式中R45、R46a、及びR46bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから選択され;並びに式中少なくとも1つのZは、式:
によって表される構造であり、並びに式中R2a、R2b、R3a、R3b、及びR3cの少なくとも1つは水素ではない。
濾過膜を製造する方法も開示される。
膜を通して水を浄化する方法も開示される。
本発明の態様を、システムの法定分類などの特定の法定分類において記載し、権利請求することができるが、これは便宜のためのみのものであり、当業者は、本発明の各態様を任意の法定分類において記載し、権利請求することができることを理解するであろう。特に明記しない限り、本明細書に記載の任意の方法または態様は、そのステップが特定の順序で実行されることを要求すると解釈されることを意図するものでは決してない。従って、ある方法の請求項が特許請求の範囲または明細書にステップは具体的な順序に限定されると明記していない場合、いかなる点においても順序が推論されることを意図するものでは決してない。このことは、ステップまたは動作フローの配列に関するロジック、文法的な構成または句読法由来の明白な意味、または本明細書に記載した態様の数またはタイプ、に関する事項を含む、解釈に関する任意の可能な非記述の基本についてあてはまる。
本明細書に組込まれその一部を構成する添付図面は、いくつかの態様を例示し、明細書とともに、本発明の原理を説明するのに役立つ。
Pani及びPSf膜と比較してのn−Pani膜の物理的な外観に及ぼす250ppmの遊離塩素を含む漂白剤中に2日間浸漬されることの影響に関する代表的なデータを示す。 250ppmの遊離塩素に浸漬される前後のn−PANi及びPANi膜の接触角に関する代表的なデータを示す。 FT−IR分析によって観察される、ポリアニリン膜のベンゼノイド及びキノイド基に及ぼす塩素の影響に関する代表的なデータ。 UV−Vis分析によって観察される、ポリアニリン膜のベンゼノイド及びキノイド基に及ぼす塩素の影響に関する代表的なデータを示す。 核磁気共鳴(NMR)分析によって観察される、ポリアニリン膜のベンゼノイド及びキノイド基に及ぼす塩素の影響に関する代表的なデータ。 n−Pani膜はPani膜よりファウリング耐性であることを示す細菌付着試験の画像を示す。 DI水で洗い流される前の、1.5g/L BSA溶液によって汚染された膜の流量の減少と回復を示す。 SEM像を示す12のパネル(a〜l)を示す。3,000倍の倍率で、パネル(a)はPANi膜を示しパネル(b)はn−のPANi膜表面を示す;100,000倍の倍率で、パネル(c)は、n−PANi膜表面を示しパネル(d)は画像Jソフトウェアを使用した変換後のその黒白画像を示す。パネル(e)−(h)は、600倍の倍率での(e)初期のPANi膜、(f)塩素曝露後のPANi膜、(g)初期のn−PANi膜及び(h)塩素暴露後のn−PANi膜の断面画像を示す。パネル(i)−(l)は、600倍の倍率での(i)初期のPANi膜、(J)塩素曝露後のPANi膜、(k)初期のn−PANi膜及び(l)塩素暴露後のn−PANi膜の表面画像を示す。 SEM像を示す12のパネル(a〜l)を示す。3,000倍の倍率で、パネル(a)はPANi膜を示しパネル(b)はn−のPANi膜表面を示す;100,000倍の倍率で、パネル(c)は、n−PANi膜表面を示しパネル(d)は画像Jソフトウェアを使用した変換後のその黒白画像を示す。パネル(e)−(h)は、600倍の倍率での(e)初期のPANi膜、(f)塩素曝露後のPANi膜、(g)初期のn−PANi膜及び(h)塩素暴露後のn−PANi膜の断面画像を示す。パネル(i)−(l)は、600倍の倍率での(i)初期のPANi膜、(J)塩素曝露後のPANi膜、(k)初期のn−PANi膜及び(l)塩素暴露後のn−PANi膜の表面画像を示す。
本発明のさらなる利点は、一部は以下の記載において述べられ及び一部は記載から明らかであり、または本発明の実行によって習得することができる。本発明の利点は、添付の特許請求の範囲に特に指摘される要素及び組合せの手段によって実現され達成される。前述の一般的記載及び以下の詳細な記載は、特許請求されているように、例示及び説明のみのものであり、本発明を限定するものではないことが理解されるべきである。
本発明は、本発明の以下の詳細な記載及び本明細書に含まれる実施例を参照することによってより容易に理解することができる。
本発明の化合物、組成物、物品、システム、デバイス、及び/または方法を開示及び説明する前に、特に明記しない限り、それらが特定の合成方法に限定されるものではなく、または特に明記しない限り、特定の試薬に限定されるものではないことが、もちろん、変化し得るものとして、理解されるべきである。本明細書で使用される用語は、特定の態様を説明する目的のためのみのものであり、限定することを意図するものではないことも理解されるべきである。本明細書に記載のものと類似または同等の材任意の方法及び料を本発明の実施または試験において使用することができるが、ここに実施例の方法及び材料を記載する。
本明細書で言及するすべての刊行物は、刊行物の引用に関連する方法及び/または材料を開示及び説明するために参照により本明細書に組込まれる。本明細書で論じる刊行物は、本出願の出願日前のそれらの開示に関して単に提供される。本発明のいずれも、本発明が先行発明の理由でそのような刊行物に先行する権利がない承認として解釈されるべきではない。さらに、本明細書で提供される刊行物の日付は、独立した確認を必要とし得る実際の刊行日と異なり得る。
A.定義
本明細書で使用される場合、有機化合物を含む化合物の命名法は、共通の名前、命名法のためのIUPAC、IUBMB、またはCASの推奨事項を使用して与えることができる。1つまたは複数の立体化学的特徴が存在する場合、立体化学に対するカーン−インゴルド−プレローグ則を、立体化学優先順位、E/Z仕様、などを指定するのに使用することができる。当業者であれば、名称が与えられれば、命名規則を使用した化合物構造の系統的縮小、またはCHEMDRAW(商標)(Cambridgesoft Corporation,USA)などの市販のソフトウェアのいずれかによって、化合物の構造を容易に確認することができる。
本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用される場合、単数形「a」、「an」及び「the」は、文脈が特に明確に指示しない限り、複数の対象を含む。従って、例えば、「官能基(a functional group)」、「アルキル(an alkyl)」または「残基(a residue)」への言及は、複数のそのような官能基、アルキル、または残基、などの混合物を含む。
範囲は、本明細書において、「約」特定の値から、及び/または「約」別の特定の値までとして表すことができる。そのような範囲が表される場合、さらなる態様は、ある特定の値から及び/または別の特定の値までを含む。同様に、値が先行の「約」の使用によって、近似値として表される場合、その特定値はさらなる態様を形成することが理解されるであろう。さらに、各範囲の終点は、他の終点への関連において、及び他の終点とは独立して、の両方の意味を有することが理解されるであろう。本明細書に開示された多数の値があること、及び各値が本明細書において、その値自体に加えて、「約」その特定の値としても開示されることも理解される。例えば、値「10」が開示される場合、ここで「約10」も開示されている。また、2つの特定の単位の間の各単位も開示されることも理解される。例えば、10と15が開示される場合、ここで11、12、13、及び14も開示されている。
明細書及び結びの請求の範囲において、特定の元素または成分の重量部への言及は、重量部が表されている組成物または物品中の元素または成分と他の元素または成分の間の重量関係を示す。従って、2重量部の成分Xと5重量部の成分Yを含有する組成物においては、XとY成分は2:5の重量比で存在し、組成物中に追加の成分が含有されているかどうかに関わらずその比で存在する。
成分の重量パーセント(wt%)は、異なるように明記されない限り、成分が含まれる製剤または組成物の全重量に基づく。
本明細書で使用される場合、「任意選択の」または「任意選択で」は、続いて記載される事象または状況が生じることができるか、生じることができないことを意味し、その記述は事象または状況が生じる場合と生じない場合を含む。
化学種の残基は、本明細書及び結びの特許請求の範囲で使用される場合、特定の反応スキームにおける化学種の得られる生成物または続く製剤または化学製品である部分を指し、その部分が化学種から実際に得られるかどうかによらない。従って、ポリエステル中のエチレングリコール残基は、ポリエステル中の1つまたは複数の−OCHCHO−単位を指し、エチレングリコールがポリエステルを調製するために使用されたかどうかによらない。同様に、ポリエステル中のセバシン酸残基は、1つまたは複数の−CO(CHCO−部分を指し、残基がポリエステルを得るためにセバシン酸またはそのエステルを反応させることにより得られるかどうかによらない。
本明細書で使用される場合、用語「ポリマー」は、その構造を繰り返し小単位、モノマーで表すことができる天然または合成の比較的高分子量の有機化合物を指す(例えば、ポリエチレン、ゴム、セルロース)。合成ポリマーは、典型的には、モノマーの付加または縮合重合によって形成される。
本明細書で使用される場合、用語「コポリマー」は、複数の異なる繰返し単位(モノマー残基)から形成されるポリマーを指す。例として及び限定なしに、コポリマーは、交互コポリマー、ランダムコポリマー、ブロックコポリマー、またはグラフトコポリマーであることができる。特定の態様では、ブロックコポリマーの様々なブロックセグメント自体がコポリマーを含むことができることも意図される。
本明細書で使用される場合、用語「オリゴマー」は、繰り返し単位の数が2と10の間にあり、例えば、2〜8、2〜6、または2〜4である比較的低分子量のポリマーを指す。一態様では、オリゴマーの集合体は、約2〜約10、例えば、約2〜約8、約2〜約6、または約2〜約4の繰返し単位の平均数を有することができる。
本明細書で使用される場合、用語「分子量」(MW)は統一原子質量単位u(炭素12の1つの原子の質量の1/12に等しい)に対する、その物質の1分子の質量を指す。
本明細書で使用される場合、用語「数平均分子量」(M)は、個々のポリマーの分子量の一般値、中間値、平均値を指す。Mはn個のポリマー分子の分子量を測定し、重量を合計し、nで割ることによって決定することができる。Mは、式:
によって計算され、式中Nは分子量Mの分子の数である。ポリマーの数平均分子量はゲル浸透クロマトグラフィー、粘度法(Mark Houwink式)、光拡散、超遠心分析法、蒸気圧浸透圧法、端末基の滴定、及び束一的性質によって決定することができる。
本明細書で使用される場合、用語「重量平均分子量」(M)は、ポリマーの分子量の別の尺度を指す。Mは、式:
によって計算され、式中Nは分子量Mの分子の数である。直感的に、重量平均分子量がwであり、任意のモノマーが選択される場合、それが属するポリマーは平均でwの重量を有するであろう。重量平均分子量は、光散乱、小角中性子線散乱(SANS)、X線散乱、及び沈降速度によって決定することができる。
本明細書で使用される場合、用語「多分散性」及び「多分散性指数」(PDI)は数平均に対する重量平均の割合(M/M)を指す。
本明細書で使用される場合、用語「フラッシュ溶接」及び「フラッシュ溶接する」は吸収物質に光のパルスを印加することを指す。ポリマーナノファイバーで実行すると、フラッシュ溶接は強化された光熱現象を提供することができる。特定の態様では、材料は光を熱に急速に変換し、次いで、溶融などの変換を受ける。特定の態様では、化学反応はフラッシュ溶接の結果として材料で生じ得ることが理解される。フラッシュ溶接を行うための技術はJ.Huang及びR.B.Kanerによる、2010年12月14日に発行された米国特許No.7,850,798(“Flash welding of conducting polymers nanofibers”)に記載されている。
本明細書に開示される特定の材料、化合物、組成物、及び成分は、市販品として得られるか、または一般に当業者に公知の技術を使用して容易に合成することができる。例えば、開示された化合物及び組成物の調製において使用される出発材料及び試薬は、Aldrich Chemical Co.,(Milwaukee,Wis.)、Acros Organics(Morris Plains,N.J.)、Fisher Scientific(Pittsburgh,Pa.)、もしくはSigma(St.Louis,Mo.)などの商業的供給業者から入手可能であり、またはFieser and Fieser’s Reagents for Organic Synthesis,Volumes 1−17(John Wiley and Sons,1991);Rodd’s Chemistry of Carbon Compounds,Volumes 1−5及びSupplemental volumes (Elsevier Science Publishers,1989);Organic Reactions,Volumes 1−40(John Wiley and Sons,1991);March’s Advanced Organic Chemistry,(John Wiley and Sons,第4版);及びLarock’s Comprehensive Organic Transformations(VCH Publishers Inc.,1989)などの参考文献に記載された手順に従って、当業者に公知の方法によって調製される。
特に明記しない限り、本明細書に記載の任意の方法または態様は、そのステップが特定の順序で実行されることを要求すると解釈されることを意図するものでは決してない。従って、ある方法の請求項がそのステップが続いて起る順序を実際に挙げていないか、または特許請求の範囲または明細書にステップは具体的な順序に限定されると特に明記されていない場合、いかなる点においても順序が推論されることを意図するものでは決してない。このことは、以下:ステップまたは動作フローの配列に関するロジック;文法的な組成や句読法由来の明白な意味;及び本明細書に記載した態様の数またはタイプ、に関する事項を含む、解釈に関する任意の可能な非記述の基本についてあてはまる。
本発明の組成物を調製するのに使用される成分、及び本明細書に開示される方法内で使用される組成物自体が開示される。これら及び他の材料が本明細書に開示されており、これらの材料の組合せ、サブセット、相互作用、基などが開示される場合、これらの化合物の様々な個別の及び集合的な組合せと配列のそれぞれの具体的な言及が明確に開示され得ないが、それぞれは本明細書において具体的に想定され、記載されることが理解される。例えば、特定の化合物が開示されて論じられ、化合物を含む多くの分子に対してなされ得る多くの改変が論じられる場合、異なるように特に示されない限り、可能な化合物のそれぞれの及びすべての組合せ及び配列並びに改変が具体的に想定される。従って、分子A、B、及びCのクラスが開示され、並びに分子D、E、及びFのクラス、並びに組み合わせ分子の例、A−Dが開示されている場合、次いで、それぞれが個別には記載されていなくても、それぞれは、組合せ、A−E、A−F、B−D、B−E、B−F、C−D、C−E、及びC−Fが開示されていると見なされることを意味すると個別に及び集合的に想定される。同様に、これらの任意のサブセットまたは組合せも開示されている。従って、例えば、A−E、B−F、及びC−Eのサブグループが開示されていると見なされるであろう。この概念は、本発明の組成物を製造及び使用する方法における工程を含むが、それらに限定されない、本出願の全ての態様に適用される。従って、実行され得る様々な追加の工程がある場合、これらの追加の工程のそれぞれは、本発明の方法の実施形態の任意の特定の実施形態または組合せを用いて実施され得ることが理解される。
本明細書に開示される組成物は、特定の機能を有することが理解される。本明細書には、開示された機能を実行するための特定の構造上の要件が開示されており、開示された構造に関連する同じ機能を実行することができる様々な構造が存在し、これらの構造は一般的に同じ結果を達成するであろうというこが理解される。
B.濾過膜
一態様では、本発明の膜は、式:
によって表される構造を有する化合物を重合することによって形成されるポリマーを含む濾過膜に関し、式中nは1、2、及び3から選択され;式中R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−NR22a22b、−SO23、−(C=O)R24、並びにハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−SO23、及び−(C=O)R24から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;式中R2a及びR2bのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−NR32a32b、−SO33、−(C=O)R34、並びにハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;式中R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR40、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、−SO43、−(C=O)R44から独立して選択され;式中R2a、R2b、R3a、R3b、及びR3cの少なくとも1つは水素ではなく;式中R20、R21、R22a、R22b、R30、R31、R32a、R32b、R40、R41、R42a、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;式中R23及びR24のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR25、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR26a26bから独立して選択され;式中R25、R26a、及びR26bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;式中R33及びR34のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR35、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR36a36bから独立して選択され;式中R35、R36a、及びR36bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;式中R43及びR44のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR45、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR46a46bから独立して選択され;及び式中R45、R46a、及びR46bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから選択される。
一態様では、本発明は、式:
によって表される構造を含むポリマーを含む濾過膜に関し、式中各Zは水素及び
から独立して選択され;式中nは1、2、及び3から選択される整数であり;式中pは独立して0、0.5、または1であり;式中qは独立して0、0.5、または1であり;式中各xに対して、p+q=1であり;式中R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−NR22a22b、−SO23、−(C=O)R24、並びにハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−SO23、及び−(C=O)R24から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;式中R2a及びR2bのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−NR32a32b、−SO33、−(C=O)R34、並びにハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;式中R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR40、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、−SO43、−(C=O)R44から独立して選択され;式中R20、R21、R22a、R22b、R30、R31、R32a、R32b、R40、R41、R42a、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;式中R23及びR24のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR25、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR26a26bから独立して選択され;式中R25、R26a、及びR26bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;式中R33及びR34のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR35、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR36a36bから独立して選択され;式中R35、R36a、及びR36bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;式中R43及びR44のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR45、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR46a46bから独立して選択され;式中R45、R46a、及びR46bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから選択され;及び式中少なくとも1つのZは、式:
によって表される構造、及び式中R2a、R2b、R3a、R3b、及びR3cの少なくとも1つは水素ではない。
さらなる態様では、濾過膜は、限外濾過膜、ナノ濾過膜、逆浸透膜、正浸透膜、及び薄膜コーティングなしの圧力遅浸透膜から選択される。さらにさらなる態様では、濾過膜は、限外濾過膜、ナノ濾過膜、逆浸透膜及び正浸透膜から選択される。さらにさらなる態様では、濾過膜は、限外濾過膜及びナノ濾過膜から選択される。さらにさらなる態様では、濾過膜は限外濾過膜である。さらにさらなる態様では、濾過膜はナノ濾過膜である。
さらなる態様では、濾過膜は、膜の表面に重合された薄膜をさらに含み、それによって浸透膜を設ける。さらにさらなる態様では、浸透膜は、逆浸透膜及び正浸透膜から選択される。さらにさらなる態様では、浸透膜は逆浸透膜である。さらにさらなる態様では、浸透膜は正浸透膜である。
1.ポリマー
一態様では、本発明は、濾過膜の構成要素成分として有用なポリマーに関する。様々な態様では、ポリマーは、膜の特性を向上させることができる。例えば、ポリマーは、膜の塩素耐性及び/または膜の親水性を改善することができる。
さらなる態様では、ポリマーは、約0.1wt%〜約40wt%の量で存在する。さらにさらなる態様では、ポリマーは、約0.1wt%〜約35wt%の量で存在する。さらにさらなる態様では、ポリマーは、約0.1wt%〜約30wt%の量で存在する。さらにさらなる態様では、ポリマーは、約0.1wt%〜約25wt%の量で存在する。さらにさらなる別の態様では、ポリマーは、約0.1wt%〜約20wt%の量で存在する。さらにさらなる態様では、ポリマーは、約0.1wt%〜約15wt%の量で存在する。さらにさらなる態様では、ポリマーは、約15wt%〜約40wt%の量で存在する。さらにさらなる態様では、ポリマーは、約15wt%〜約40wt%の量で存在する。さらにさらなる態様では、ポリマーは、約20wt%〜約40wt%の量で存在する。さらにさらなる態様では、ポリマーは、約25wt%〜約40wt%の量で存在する。さらにさらなる態様では、ポリマーは、約30wt%〜約40wt%の量で存在する。
さらなる態様では、膜は第2のポリマーをさらに含む。さらにさらなる態様では、第2のポリマーは、ポリスルホン、ポリウレタン、セルロースアセテート、スルホン化ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、スルホン化ポリエーテルスルホン、ポリアニリン、ポリアニリンコポリマー、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリトリフルオロエチレン、ポリパーフルオロアルキルビニルエーテル、ポリヘキサフルオロプロピレン、セルロースアセテート、ポリウレタン、またはそれらの混合物から選択される。さらにさらなる態様では、第2のポリマーはポリスルホンである。
それぞれの開示された誘導体は、任意選択でさらに置換され得ることが意図される。任意の1つまたは複数の誘導体は必要に応じて、本発明から除外され得ることも意図される。開示された化合物は開示された方法によって提供され得ることが理解される。開示された化合物は開示された使用方法で使用され得ることも理解される。
a.構造
一態様では、本発明は、式:
によって表される構造を有する化合物を重合することによって形成されるポリマーに関し、式中nは1、2、及び3から選択され;式中R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−NR22a22b、−SO23、−(C=O)R24、並びにハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−SO23、及び−(C=O)R24から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;式中R2a及びR2bのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−NR32a32b、−SO33、−(C=O)R34、並びにハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;式中R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR40、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、−SO43、−(C=O)R44から独立して選択され;式中R2a、R2b、R3a、R3b、及びR3cの少なくとも1つは水素ではなく;式中R20、R21、R22a、R22b、R30、R31、R32a、R32b、R40、R41、R42a、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;式中R23及びR24のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR25、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR26a26bから独立して選択され;式中R25、R26a、及びR26bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;式中R33及びR34のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR35、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR36a36bから独立して選択され;式中R35、R36a、及びR36bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;式中R43及びR44のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR45、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR46a46bから独立して選択され;及び式中R45、R46a、及びR46bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから選択される。
さらなる態様では、ポリマーは、少なくとも0.1wt%の量で存在する、式:
で表される構造を有する化合物の少なくとも1つの残基を含む。さらなる態様では、化合物の少なくとも1つの残基は少なくとも0.5wt%の量で存在する。さらにさらなる態様では、化合物の少なくとも1つの残基は少なくとも1wt%の量で存在する。さらにさらなる態様では、化合物の少なくとも1つの残基は少なくとも5wt%の量で存在する。さらにさらなる態様では、化合物の少なくとも1つの残基は少なくとも10wt%の量で存在する。さらにさらなる態様では、化合物の少なくとも1つの残基は少なくとも15wt%の量で存在する。さらにさらなる態様では、化合物の少なくとも1つの残基は少なくとも25wt%の量で存在する。さらにさらなる態様では、化合物の少なくとも1つの残基は少なくとも50wt%の量で存在する。さらにさらなる態様では、化合物の少なくとも1つの残基は少なくとも75wt%の量で存在する。
一態様では、本発明は、式:
によって表される構造を含むポリマーに関し、式中各Zは水素及び
から独立して選択され;式中nは1、2、及び3から選択される整数であり;式中pは独立して0、0.5、または1であり;式中qは独立して0、0.5、または1であり;式中各xに対して、p+q=1であり;式中R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−NR22a22b、−SO23、−(C=O)R24、並びにハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−SO23、及び−(C=O)R24から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;式中R2a及びR2bのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−NR32a32b、−SO33、−(C=O)R34、並びにハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;式中R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR40、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、−SO43、−(C=O)R44から独立して選択され;式中R20、R21、R22a、R22b、R30、R31、R32a、R32b、R40、R41、R42a、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;式中R23及びR24のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR25、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR26a26bから独立して選択され;式中R25、R26a、及びR26bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;式中R33及びR34のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR35、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR36a36bから独立して選択され;式中R35、R36a、及びR36bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;式中R43及びR44のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR45、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR46a46bから独立して選択され;式中R45、R46a、及びR46bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから選択され;並びに式中少なくとも1つのZは、式:
によって表される構造であり、並びに式中R2a、R2b、R3a、R3b、及びR3cの少なくとも1つは水素ではない。
さらなる態様では、本発明は、式:
によって表される構造を有する化合物を重合することによって形成されるポリマーに関する。
さらにさらなる態様では、本発明は:
から選択された式によって表される構造を有する化合物を重合することによって形成されるポリマーに関する。
さらなる態様では、本発明は、式:
によって表される構造を有する化合物を重合することによって形成されるポリマーに関し、式中R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR40、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、−SO43、−(C=O)R44から独立して選択され;及び式中R3a、R3b、及びR3cの少なくとも1つは水素ではない。
さらにさらなる態様では、本発明は、式:
によって表される構造を有する化合物を重合することによって形成されるポリマーに関し、式中R3a及びR3bのそれぞれは水素であり、並びにR3cは、ハロゲン、−CN、−SR40、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、−SO43、−(C=O)R44から選択される。
さらにさらなる態様では、本発明は、式:
によって表される構造を有する化合物を重合することによって形成されるポリマーに関し、式中R3a及びR3bのそれぞれは水素であり、並びにR3cは、ハロゲン、−CN、−SH、−OH、−NH、−NH 、−SO、−SOOH、−(C=O)O、及び−(C=O)OHから選択される。
さらにさらなる態様では、本発明は、式:
によって表される構造を有する化合物を重合することによって形成されるポリマーに関し、式中R3a及びR3bのそれぞれは水素であり、並びにR3cは、−SH、−OH、−NH、−NH 、−SO、−SOOH、−(C=O)O、及び−(C=O)OHから選択される。
さらにさらなる態様では、本発明は、式:
によって表される構造を有する化合物を重合することによって形成されるポリマーに関し、式中R3a及びR3bのそれぞれは水素であり、並びにR3cは、−SH、−OH、−NH、−SOOH、及び−(C=O)OHから選択される。
さらなる態様では、本発明は、式:
によって表される構造を有する化合物を重合することによって形成されるポリマーに関し、式中R2a及びR2bのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−NR32a32b、−SO33、−(C=O)R34、並びにハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;並びに式中R2a及びR2bの少なくとも1つは水素ではない。
さらにさらなる態様では、本発明は、式:
によって表される構造を有する化合物を重合することによって形成されるポリマーに関し、式中R2aは水素であり、R2bは、ハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−NR32a32b、−SO33、−(C=O)R34、並びにハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから選択される。
さらにさらなる態様では、本発明は、式:
によって表される構造を有する化合物を重合することによって形成されるポリマーに関し、式中R2aは水素であり、R2bは、ハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−NR32a32b、−SO33、−(C=O)R34から選択される。
さらにさらなる態様では、本発明は、式:
によって表される構造を有する化合物を重合することによって形成されるポリマーに関し、式中R2aは水素であり、R2bは、ハロゲン、−CN、−SH、−OH、−NH2、−NH3+、−SO2O−、−SO2OH、−(C=O)O−、及び−(C=O)OHから選択される。
さらにさらなる態様では、本発明は、式:
によって表される構造を有する化合物を重合することによって形成されるポリマーに関し、式中R2aは水素であり、R2bは、−SH、−OH、−NH、−NH 、−SO、−SOOH、−(C=O)O、及び−(C=O)OHから選択される。
さらにさらなる態様では、本発明は、式:
によって表される構造を有する化合物を重合することによって形成されるポリマーに関し、式中R2aは水素であり、R2bは、−SH、−OH、−NH、−SOOH、及び−(C=O)OHから選択される。
さらにさらなる態様では、本発明は、式:
によって表される構造を有する化合物を重合することによって形成されるポリマーに関し、式中R2aは水素であり、R2bは、ハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから選択される。
さらにさらなる態様では、本発明は、式:
によって表される構造を有する化合物を重合することによって形成されるポリマーに関し、式中R2aは水素であり、R2bは、メチル及びエチルから選択され、かつハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、1、2、または3個の基で置換される。
さらにさらなる態様では、本発明は、式:
によって表される構造を有する化合物を重合することによって形成されるポリマーに関し、式中R2aは水素であり、R2bは、ハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたメチルである。
さらにさらなる態様では、本発明は、式:
によって表される構造を有する化合物を重合することによって形成されるポリマーに関し、式中R2aは水素であり、R2bは、ハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、1、または2個の基で置換されたC1−C3アルキルである。
さらにさらなる態様では、本発明は、式:
によって表される構造を有する化合物を重合することによって形成されるポリマーに関し、式中R2aは水素であり、R2bは、ハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、または1個の基で置換されたC1−C3アルキルである。
さらにさらなる態様では、本発明は、式:
によって表される構造を有する化合物を重合することによって形成されるポリマーに関し、式中R2aは水素であり、R2bは未置換のC1−C3アルキルである。
さらなる態様では、本発明のポリマーは対イオンをさらに含む。対イオンの例としては、塩化物、フッ化物、臭化物、炭酸塩、水素炭酸塩、リン酸塩、酢酸塩、蟻酸塩、シュウ酸塩、シアン化物、硫酸塩、過塩素酸塩、及び硝酸塩が挙げられるが、これらに限定されない。
(1)N
一態様では、nは1、2、及び3から選択される整数である。さらなる態様では、nは1、及び2から選択される整数である。さらにさらなる態様では、nは3である。さらにさらなる態様では、nは2である。さらにさらなる態様では、nは1である。
(2)P及びQ
一態様では、qは1であり、pは0である。別の態様では、pは1であり、qは0である。さらなる態様では、qは0.5であり、pは0.5である。
(3)Z基
一態様では、各Zは水素及び
から独立して選択され、式中少なくとも1つのZは、式:
によって表される構造である。
さらなる態様では、各Zは式:
で表される構造であり、かつ式中R2a、R2b、R3a、R3b、及びR3cの少なくとも1つは水素ではない。
さらなる態様では、各Zは式:
で表される構造である。
(4)R
一態様では、R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−NR22a22b、−SO23、−(C=O)R24、並びにハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−SO23、及び−(C=O)R24から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択される。さらなる態様では、R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素である。
さらなる態様では、R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−NR22a22b、−SO23、及び−(C=O)R24から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−SO23、及び−(C=O)R24から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR20、及び−SO23から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、ハロゲン、−SR20、及び−SO23から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、−SR20、及び−SO23から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、及び−SO23から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、及び−SR20から独立して選択される。
さらなる態様では、R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−OR21、−NR22a22b、−NR22a22b、及び−(C=O)R24から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、−CN、−OR21、−NR22a22b、−NR22a22b、及び−(C=O)R24から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、−OR21、−NR22a22b、−NR22a22b、及び−(C=O)R24から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、−NR22a22b、及び−NR22a22bから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、及び−NR22a22bから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、及び−NR22a22bから独立して選択される。
さらなる態様では、R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−OR21、及び−(C=O)R24から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、−CN、−OR21及び−(C=O)R24から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、−OR21、及び−(C=O)R24から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、及び−(C=O)R24から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、及び−NR21から独立して選択される。
さらなる態様では、R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、及びハロゲンから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、−Cl、及び−Fから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、及び−Clから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、及び−Fから独立して選択される。
さらなる態様では、R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、並びにハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−SO23、及び−(C=O)R24から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、メチル、エチル、i−プロピル、及びn−プロピルから独立して選択され、ハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−SO23、及び−(C=O)R24から選択される0、1、2、または3個の基で置換される。さらにさらなる態様では、R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、メチル、及びエチルから独立して選択され、ハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−SO23、及び−(C=O)R24から選択される0、1、2、または3個の基で置換される。さらにさらなる態様では、R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素並びにハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−SO23、及び−(C=O)R24から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたメチルから独立して選択される。
さらなる態様では、R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素並びにハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−SO23、及び−(C=O)R24から選択される0、1、または2個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素並びにハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−SO23、及び−(C=O)R24から選択される0、または1個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素並びに未置換のC1−C3アルキルから独立して選択される。
(5)R
一態様では、R2a及びR2bのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−NR32a32b、−SO33、−(C=O)R34、並びにハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択される。さらなる態様では、R2a及びR2bのそれぞれは水素である。
さらなる態様では、R2a及びR2bのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R2a及びR2bのそれぞれは、水素、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R2a及びR2bのそれぞれは、水素、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R2a及びR2bのそれぞれは、水素、−SR30、−OR31、−SO33、及び−(C=O)R34から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R2a及びR2bのそれぞれは、水素、−SR30、及び−SO33から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R2a及びR2bのそれぞれは、水素、及び−SO33から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R2a及びR2bのそれぞれは、水素、及び−SR30から独立して選択される。
さらなる態様では、R2a及びR2bのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−NR32a32b、及び−(C=O)R34から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R2a及びR2bのそれぞれは、水素、−CN、−OR31、−NR32a32b、−NR32a32b、及び−(C=O)R34から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R2a及びR2bのそれぞれは、水素、−OR31、−NR32a32b、−NR32a32b、及び−(C=O)R34から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R2a及びR2bのそれぞれは、水素、−NR32a32b、及び−NR32a32bから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R2a及びR2bのそれぞれは、水素、及び−NR32a32bから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R2a及びR2bのそれぞれは、水素、及び−NR32a32bから独立して選択される。
さらなる態様では、R2a及びR2bのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−OR31、及び−(C=O)R34から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R2a及びR2bのそれぞれは、水素、−CN、−OR31、−(C=O)R34から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R2a及びR2bのそれぞれは、水素、−OR31、及び−(C=O)R34から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R2a及びR2bのそれぞれは、水素、及び−(C=O)R34から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R2a及びR2bのそれぞれは、水素、及び−OR31から独立して選択される。
さらなる態様では、R2a及びR2bのそれぞれは、水素及びハロゲンから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R2a及びR2bのそれぞれは、水素、−Cl、及び−Fから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R2a及びR2bのそれぞれは、水素、及び−Clから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R2a及びR2bのそれぞれは、水素、及び−Fから独立して選択される。
さらなる態様では、R2a及びR2bのそれぞれは、水素、並びにハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R2a及びR2bのそれぞれは、水素、メチル、エチル、i−プロピル、及びn−プロピルから独立して選択され、ハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、1、2、または3個の基で置換される。さらにさらなる態様では、R2a及びR2bのそれぞれは、水素、メチル、及びエチルから独立して選択され、ハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、1、2、または3個の基で置換される。さらにさらなる態様では、R2a及びR2bのそれぞれは、水素並びにハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたメチルから独立して選択される。
さらなる態様では、R2a及びR2bのそれぞれは、水素並びにハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、1、または2個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R2a及びR2bのそれぞれは、水素並びにハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、または1個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R2a及びR2bのそれぞれは、水素並びに未置換のC1−C3アルキルから独立して選択される。
さらなる態様では、R2aは水素であり、R2bは、ハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−NR32a32b、−SO33、−(C=O)R34、並びにハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから選択される。さらにさらなる態様では、R2aは水素であり、R2bは、ハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−NR32a32b、−SO33、−(C=O)R34から選択される。さらにさらなる態様では、R2aは水素であり、R2bは、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−NR32a32b、−SO33、−(C=O)R34から選択される。さらにさらなる態様では、R2aは水素であり、R2bは、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−NR32a32b、−SO33、−(C=O)R34から選択される。さらにさらなる態様では、R2aは水素であり、R2bは、−SR30、−OR31、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される。さらにさらなる態様では、R2aは水素であり、R2bは、−SR30、及び−SO33から選択される。さらにさらなる態様では、R2aは水素であり、R2bは−SR30である。
さらなる態様では、R2aは水素であり、R2bは、ハロゲン、−CN、−OR31、−NR32a32b、−NR32a32b、及び−(C=O)R34から選択される。さらにさらなる態様では、R2aは水素であり、R2bは、−CN、−OR31、−NR32a32b、−NR32a32b、及び−(C=O)R34から選択される。さらにさらなる態様では、R2aは水素であり、R2bは、−OR31、−NR32a32b、−NR32a32b、及び−(C=O)R34から選択される。さらにさらなる態様では、R2aは水素であり、R2bは、−NR32a32b、及び−NR32a32bから選択される。さらにさらなる態様では、R2aは水素であり、R2bは、−NR32a32bである。
さらなる態様では、R2aは水素であり、R2bは、ハロゲン、−CN、−OR31、及び−(C=O)R34から選択される。さらにさらなる態様では、R2aは水素であり、R2bは、−CN、−OR31、及び−(C=O)R34から選択される。さらにさらなる態様では、R2aは水素であり、R2bは、−OR31及び−(C=O)R34から選択される。さらにさらなる態様では、R2aは水素であり、R2bは−(C=O)R34である。さらにさらなる態様では、R2aは水素であり、R2bは−OR31である。
さらなる態様では、R2aは水素であり、R2bはハロゲンである。さらにさらなる態様では、R2aは水素であり、R2bは−Cl及び−Fから選択される。さらにさらなる態様では、R2aは水素であり、R2bは−Clである。さらにさらなる態様では、R2aは水素であり、R2bは−Fである。
さらなる態様では、R2aは水素であり、R2bは、ハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルである。さらにさらなる態様では、R2aは水素であり、R2bは、メチル、エチル、i−プロピル、及びn−プロピルから選択され、並びにハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、1、2、または3個の基で置換される。さらにさらなる態様では、R2aは水素であり、R2bは、メチル及びエチルから選択され、並びにハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、1、2、または3個の基で置換される。さらにさらなる態様では、R2aは水素であり、R2bは、ハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたメチルである。
さらなる態様では、R2aは水素であり、R2bは、ハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、1、または2個の基で置換されたC1−C3アルキルである。さらにさらなる態様では、R2aは水素であり、R2bは、ハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0または1個の基で置換されたC1−C3アルキルである。さらにさらなる態様では、R2aは水素であり、R2bは未置換のC1−C3アルキルである。
一態様では、R2a、R2b、R3a、R3b、及びR3cの少なくとも1つは水素ではない。
(6)R
一態様では、R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR40、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、−SO43、−(C=O)R44から独立して選択される。さらなる態様では、R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは水素である。
さらなる態様では、R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素、−CN、−SR40、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、−SO43、及び−(C=O)R44から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素、−SR40、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、−SO43、及び−(C=O)R44から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素、−SR40、−OR41、−SO43、及び−(C=O)R44から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素、−SR40、及び−SO43から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、−SR40、及び−SO43から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素及び−SR40から独立して選択される。
さらなる態様では、R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素、−CN、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、−SO43、及び−(C=O)R44から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、−SO43、及び−(C=O)R44から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、−NR42a42b、及び−NR42a42bから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素及び−NR42a42bから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素及び−NR42a42bから独立して選択される。
さらなる態様では、R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素、−CN、−OR41、及び−(C=O)R44から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素、−OR41、及び−(C=O)R44から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素及び−(C=O)R44から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素及び−OR41から独立して選択される。
さらなる態様では、R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素及びハロゲンから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素、−Cl、及び−Fから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素及び−Clから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素及び−Fから独立して選択される。
さらなる態様では、R3aは水素であり、R3b、及びR3cのそれぞれは、ハロゲン、−CN、−SR40、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、−SO43、及び−(C=O)R44から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R3aは水素であり、R3b、及びR3cのそれぞれは、−CN、−SR40、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、−SO43、及び−(C=O)R44から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R3aは水素であり、R3b、及びR3cのそれぞれは、−SR40、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、−SO43、及び−(C=O)R44から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R3aは水素であり、R3b、及びR3cのそれぞれは、−SR40、−OR41、−SO43、及び−(C=O)R44から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R3aは水素であり、R3b、及びR3cのそれぞれは、−SR40及び−SO43から独立して選択される。
さらなる態様では、R3aは水素であり、R3b、及びR3cのそれぞれは、ハロゲン、−CN、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、及び−(C=O)R44から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R3aは水素であり、R3b、及びR3cのそれぞれは、−CN、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、及び−(C=O)R44から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R3aは水素であり、R3b、及びR3cのそれぞれは、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、及び−(C=O)R44から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R3aは水素であり、R3b、及びR3cのそれぞれは、−NR42a42b及び−NR42a42bから独立して選択される。
さらなる態様では、R3aは水素であり、R3b、及びR3cのそれぞれは、ハロゲン、−CN、−OR41、及び−(C=O)R44から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R3aは水素であり、R3b、及びR3cのそれぞれは、−CN、−OR41、及び−(C=O)R44から独立して選択される。さらにさらなる態様では、R3aは水素であり、R3b、及びR3cのそれぞれは、−OR41及び−(C=O)R44から独立して選択される。
さらなる態様では、R3aは水素であり、R3b、及びR3cのそれぞれはハロゲンである。さらにさらなる態様では、R3aは水素であり、R3b、及びR3cのそれぞれは−Cl及び−Fから選択される。さらにさらなる態様では、R3aは水素であり、R3b、及びR3cのそれぞれは−Clである。さらにさらなる態様では、R3aは水素であり、R3b、及びR3cのそれぞれは−Fである。
さらなる態様では、R3a及びR3bのそれぞれは水素であり、R3cは、ハロゲン、−CN、−SR40、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、−SO43、及び−(C=O)R44から選択される。さらにさらなる態様では、R3a及びR3bのそれぞれは水素であり、R3cは、−CN、−SR40、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、−SO43、及び−(C=O)R44から選択される。さらにさらなる態様では、R3a及びR3bのそれぞれは水素であり、R3cは、−SR40、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、−SO43、及び−(C=O)R44から選択される。さらにさらなる態様では、R3a及びR3bのそれぞれは水素であり、R3cは、−SR40、−OR41、−SO43、及び−(C=O)R44から選択される。さらにさらなる態様では、R3a及びR3bのそれぞれは水素であり、R3cは、−SR40及び−SO43から選択される。さらにさらなる態様では、R3a及びR3bのそれぞれは水素であり、R3cはSO43である。さらにさらなる態様では、R3a及びR3bのそれぞれは水素であり、R3cは−SR40である。
さらなる態様では、R3a及びR3bのそれぞれは水素であり、R3cは、ハロゲン、−CN、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、及び−(C=O)R44から選択される。さらにさらなる態様では、R3a及びR3bのそれぞれは水素であり、R3cは、−CN、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、及び−(C=O)R44から選択される。さらにさらなる態様では、R3a及びR3bのそれぞれは水素であり、R3cは、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、及び−(C=O)R44から選択される。さらにさらなる態様では、R3a及びR3bのそれぞれは水素であり、R3cは、−NR42a42b及び−NR42a42bから選択される。さらにさらなる態様では、R3a及びR3bのそれぞれは水素であり、R3cは、−NR42a42bである。さらにさらなる態様では、R3a及びR3bのそれぞれは水素であり、R3cは、−NR42a42bである。
さらなる態様では、R3a及びR3bのそれぞれは水素であり、R3cは、ハロゲン、−CN、−OR41、及び−(C=O)R44から選択される。さらにさらなる態様では、R3a及びR3bのそれぞれは水素であり、R3cは、−CN、−OR41、及び−(C=O)R44から選択される。さらにさらなる態様では、R3a及びR3bのそれぞれは水素であり、R3cは、−OR41及び−(C=O)R44から選択される。さらにさらなる態様では、R3a及びR3bのそれぞれは水素であり、R3cは−(C=O)R44である。さらにさらなる態様では、R3a及びR3bのそれぞれは水素であり、R3cは−OR41である。
さらなる態様では、R3a及びR3bのそれぞれは水素であり、R3cはハロゲンである。さらにさらなる態様では、R3a及びR3bのそれぞれは水素であり、R3cは、−Cl及び−Fから選択される。さらにさらなる態様では、R3a及びR3bのそれぞれは水素であり、R3cは−Clである。さらにさらなる態様では、R3a及びR3bのそれぞれは水素であり、R3cは−Fである。
一態様では、R2a、R2b、R3a、R3b、及びR3cの少なくとも1つは水素ではない。
(7)R20、R21及びR22
一態様では、R20、R21、R22a、及びR22bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらなる態様では、R20、R21、R22a、及びR22bのそれぞれは水素である。
さらなる態様では、R20、R21、R22a、及びR22bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R20、R21、R22a、及びR22bのそれぞれは、存在する場合、水素、−CHF、−CHCl、−CHCHF、−CHCHCl、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R20、R21、R22a、及びR22bのそれぞれは、存在する場合、水素、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R20、R21、R22a、及びR22bのそれぞれは、存在する場合、水素、−CF、−CHCF、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。
さらなる態様では、R20、R21、R22a、及びR22bのそれぞれは、存在する場合、水素及びC1−C3アルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R20、R21、R22a、及びR22bのそれぞれは、存在する場合、水素、メチル、及びエチルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R20、R21、R22a、及びR22bのそれぞれは、存在する場合、水素及びメチルから独立して選択される。
さらなる態様では、R20は、存在する場合、水素であり、R21、R22a、及びR22bのそれぞれは、存在する場合、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R20は、存在する場合、水素であり、R21、R22a、及びR22bのそれぞれは、存在する場合、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R20は、存在する場合、水素であり、R21、R22a、及びR22bのそれぞれは、存在する場合、−CHF、−CHCl、−CHCHF、−CHCHCl、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R20は、存在する場合、水素であり、R21、R22a、及びR22bのそれぞれは、存在する場合、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R20は、存在する場合、水素であり、R21、R22a、及びR22bのそれぞれは、存在する場合、−CF、−CHCF、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。
さらなる態様では、R20は、存在する場合、水素であり、R21、R22a、及びR22bのそれぞれは、存在する場合、C1−C3アルキルである。さらにさらなる態様では、R20は、存在する場合、水素であり、R21、R22a、及びR22bのそれぞれは、存在する場合、メチル及びエチルから選択される。さらにさらなる態様では、R20は、存在する場合、水素であり、R21、R22a、及びR22bのそれぞれは、存在する場合、メチルである。
さらなる態様では、R21は、存在する場合、水素であり、R20、R22a、及びR22bのそれぞれは、存在する場合、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R21は、存在する場合、水素であり、R20、R22a、及びR22bのそれぞれは、存在する場合、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R21は、存在する場合、水素であり、R20、R22a、及びR22bのそれぞれは、存在する場合、−CHF、−CHCl、−CHCHF、−CHCHCl、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R21は、存在する場合、水素であり、R20、R22a、及びR22bのそれぞれは、存在する場合、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R21は、存在する場合、水素であり、R20、R22a、及びR22bのそれぞれは、存在する場合、−CF、−CHCF、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。
さらなる態様では、R21は、存在する場合、水素であり、R20、R22a、及びR22bのそれぞれは、存在する場合、C1−C3アルキルである。さらにさらなる態様では、R21は、存在する場合、水素であり、R20、R22a、及びR22bのそれぞれは、存在する場合、メチル及びエチルから選択される。さらにさらなる態様では、R21は、存在する場合、水素であり、R20、R22a、及びR22bのそれぞれは、存在する場合、メチルである。
さらなる態様では、R22aは、存在する場合、水素であり、R20、R21、及びR22bのそれぞれは、存在する場合、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R22aは、存在する場合、水素であり、R20、R21、及びR22bのそれぞれは、存在する場合、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R22aは、存在する場合、水素であり、R20、R21、及びR22bのそれぞれは、存在する場合、−CHF、−CHCl、−CHCHF、−CHCHCl、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R22aは、存在する場合、水素であり、R20、R21、及びR22bのそれぞれは、存在する場合、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R22aは、存在する場合、水素であり、R20、R21、及びR22bのそれぞれは、存在する場合、−CF、−CHCF、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。
さらなる態様では、R22aは、存在する場合、水素であり、R20、R21、及びR22bのそれぞれは、存在する場合、C1−C3アルキルである。さらにさらなる態様では、R22aは、存在する場合、水素であり、R20、R21、及びR22bのそれぞれは、存在する場合、メチル及びエチルから選択される。さらにさらなる態様では、R22aは、存在する場合、水素であり、R20、R21、及びR22bのそれぞれは、存在する場合、メチルである。
さらなる態様では、R20及びR21のそれぞれは、存在する場合、水素であり、R22a及びR22bのそれぞれは、存在する場合、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R20及びR21のそれぞれは、存在する場合、水素であり、R22a及びR22bのそれぞれは、存在する場合、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R20及びR21のそれぞれは、存在する場合、水素であり、R22a及びR22bのそれぞれは、存在する場合、−CHF、−CHCl、−CHCHF、−CHCHCl、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R20及びR21のそれぞれは、存在する場合、水素であり、R22a及びR22bのそれぞれは、存在する場合、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R20及びR21のそれぞれは、存在する場合、水素であり、R22a及びR22bのそれぞれは、存在する場合、−CF、−CHCF、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。
さらなる態様では、R20及びR21のそれぞれは、存在する場合、水素であり、R22a及びR22bのそれぞれは、存在する場合、C1−C3アルキルである。さらにさらなる態様では、R20及びR21のそれぞれは、存在する場合、水素であり、R22a及びR22bのそれぞれは、存在する場合、メチル及びエチルから選択される。さらにさらなる態様では、R20及びR21のそれぞれは、存在する場合、水素であり、R22a及びR22bのそれぞれは、存在する場合、メチルである。
さらなる態様では、R20、R21、及びR22aのそれぞれは水素であり、R22bは、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから選択される。さらにさらなる態様では、R20、R21、及びR22aのそれぞれは水素であり、R22bは、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから選択される。さらにさらなる態様では、R20、R21、及びR22aのそれぞれは水素であり、R22bは、−CHF、−CHCl、−CHCHF、−CHCHCl、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから選択される。さらにさらなる態様では、R20、R21、及びR22aのそれぞれは水素であり、R22bは、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから選択される。さらにさらなる態様では、R20、R21、及びR22aのそれぞれは水素であり、R22bは、−CF、−CHCF、−CCl、及び−CHCClから選択される。
さらなる態様では、R20、R21、及びR22aのそれぞれは水素であり、R22bは、C1−C3アルキルである。さらにさらなる態様では、R20、R21、及びR22aのそれぞれは水素であり、R22bは、メチル及びエチルから選択される。さらにさらなる態様では、R20、R21、及びR22aのそれぞれは水素であり、R22bは、メチルである。
(8)R23及びR24
一態様では、R23及びR24のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR25、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR26a26bから独立して選択される。さらなる態様では、R23及びR24のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR25、及び−NR26a26bから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R23及びR24のそれぞれは、存在する場合、−OR25及び−NR26a26bから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R23及びR24のそれぞれは、存在する場合、−OR25である。さらにさらなる態様では、R23及びR24のそれぞれは、存在する場合、NR26a26bである。
さらなる態様では、R23及びR24のそれぞれは、存在する場合、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R23及びR24のそれぞれは、存在する場合、メチル、エチル、−CHF、−CHCl、−CHCHF、−CHCHCl、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R23及びR24のそれぞれは、存在する場合、メチル、−CHF、−CHCl、−CHF、−CF、−CHCl、及び−CClから独立して選択される。
(9)R25及びR26
一態様では、R25、R26a、及びR26bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらなる態様では、R25、R26a及びR26bのそれぞれは、存在する場合、水素である。
さらなる態様では、R25、R26a、及びR26bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R25、R26a、及びR26bのそれぞれは、存在する場合、水素、−CHF、−CHCl、−CHCHF、−CHCHCl、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R25、R26a、及びR26bのそれぞれは、存在する場合、水素、−CHF、−CHCl、−CHF、−CF、−CHCl、及び−CClから独立して選択される。
さらなる態様では、R25、R26a、及びR26bのそれぞれは、存在する場合、水素及びC1−C3アルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R25、R26a、及びR26bのそれぞれは、存在する場合、水素、メチル及びエチルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R25、R26a、及びR26bのそれぞれは、存在する場合、水素及びメチルから独立して選択される。
さらなる態様では、R25は水素であり、R26a及びR26bのそれぞれは、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R25は水素であり、R26a及びR26bのそれぞれは、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらなる態様では、R25は水素であり、R26a及びR26bのそれぞれは、メチル、エチル、−CHF、−CHCl、−CHCHF、−CHCHCl、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R25は水素であり、R26a及びR26bのそれぞれは、メチル−CHF、−CHCl、−CHF、−CF、−CHCl、−CClから独立して選択される。
さらなる態様では、R26aは水素であり、R25及びR26bのそれぞれは、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R26aは水素であり、R25及びR26bのそれぞれは、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R26aは水素であり、R25及びR26bのそれぞれは、メチル、エチル、−CHF、−CHCl、−CHCHF、−CHCHCl、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R26aは水素であり、R25及びR26bのそれぞれは、メチル−CHF、−CHCl、−CHF、−CF、−CHCl、−CClから独立して選択される。
さらなる態様では、R25及びR26aは水素であり、R26bは、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから選択される。さらにさらなる態様では、R25及びR26aは水素であり、R26bは、メチル、エチル、−CHF、−CHCl、−CHCHF、−CHCHCl、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから選択される。さらにさらなる態様では、R25及びR26aは水素であり、R26bは、メチル−CHF、−CHCl、−CHF、−CF、−CHCl、−CClから選択される。
(10)R30、R31及びR32
一態様では、R30、R31、R32a、及びR32bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらなる態様では、R30、R31、R32a及びR32bのそれぞれは、存在する場合、水素である。
さらなる態様では、R30、R31、R32a、及びR32bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R30、R31、R32a、及びR32bのそれぞれは、存在する場合、水素、−CHF、−CHCl、−CHCHF、−CHCHCl、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R30、R31、R32a、及びR32bのそれぞれは、存在する場合、水素、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R30、R31、R32a、及びR32bのそれぞれは、存在する場合、水素、−CF、−CHCF、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。
さらなる態様では、R30、R31、R32a及びR32bのそれぞれは、存在する場合、水素及びC1−C3アルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R30、R31、R32a及びR32bのそれぞれは、存在する場合、水素、メチル、及びエチルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R30、R31、R32a及びR32bのそれぞれは、存在する場合、水素及びメチルから独立して選択される。
さらなる態様では、R30は、存在する場合、水素であり、R31、R32a、及びR32bのそれぞれは、存在する場合、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R30は、存在する場合、水素であり、R31、R32a、及びR32bのそれぞれは、存在する場合、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R30は、存在する場合、水素であり、R31、R32a、及びR32bのそれぞれは、存在する場合、−CHF、−CHCl、−CHCHF、−CHCHCl、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R30は、存在する場合、水素であり、R31、R32a、及びR32bのそれぞれは、存在する場合、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R30は、存在する場合、水素であり、R31、R32a、及びR32bのそれぞれは、存在する場合、−CF、−CHCF、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。
さらなる態様では、R30は、存在する場合、水素であり、R31、R32a及びR32bのそれぞれは、存在する場合、C1−C3アルキルである。さらにさらなる態様では、R30は、存在する場合、水素であり、R31、R32a及びR32bのそれぞれは、存在する場合、メチル及びエチルから選択される。さらにさらなる態様では、R30は、存在する場合、水素であり、R31、R32a及びR32bのそれぞれは、存在する場合、メチルである。
さらなる態様では、R31は、存在する場合、水素であり、R30、R32a、及びR32bのそれぞれは、存在する場合、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R31は、存在する場合、水素であり、R30、R32a及びR32bのそれぞれは、存在する場合、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R31は、存在する場合、水素であり、R30、R32a、及びR32bのそれぞれは、存在する場合、−CHF、−CHCl、−CHCHF、−CHCHCl、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R31は、存在する場合、水素であり、R30、R32a、及びR32bのそれぞれは、存在する場合、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R31は、存在する場合、水素であり、R30、R32a、及びR32bのそれぞれは、存在する場合、−CF、−CHCF、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。
さらなる態様では、R31は、存在する場合、水素であり、R30、R32a及びR32bのそれぞれは、存在する場合、C1−C3アルキルである。さらにさらなる態様では、R31は、存在する場合、水素であり、R30、R32a及びR32bのそれぞれは、存在する場合、メチル及びエチルから選択される。さらにさらなる態様では、R31は、存在する場合、水素であり、R30、R32a及びR32bのそれぞれは、存在する場合、メチルである。
さらなる態様では、R32aは、存在する場合、水素であり、R30、R31、及びR32bのそれぞれは、存在する場合、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R32aは、存在する場合、水素であり、R30、R31、及びR32bのそれぞれは、存在する場合、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R32aは、存在する場合、水素であり、R30、R31、及びR32bのそれぞれは、存在する場合、−CHF、−CHCl、−CHCHF、−CHCHCl、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R32aは、存在する場合、水素であり、R30、R31、及びR32bのそれぞれは、存在する場合、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R32aは、存在する場合、水素であり、R30、R31、及びR32bのそれぞれは、存在する場合、−CF、−CHCF、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。
さらなる態様では、R32aは、存在する場合、水素であり、R30、R31、及びR32bのそれぞれは、存在する場合、C1−C3アルキルである。さらにさらなる態様では、R32aは、存在する場合、水素であり、R30、R31、及びR32bのそれぞれは、存在する場合、メチル及びエチルから選択される。さらにさらなる態様では、R32aは、存在する場合、水素であり、R30、R31、及びR32bのそれぞれは、存在する場合、メチルである。
さらなる態様では、R30及びR31のそれぞれは、存在する場合、水素であり、R32a及びR32bのそれぞれは、存在する場合、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R30及びR31のそれぞれは、存在する場合、水素であり、R32a及びR32bのそれぞれは、存在する場合、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R30及びR31のそれぞれは、存在する場合、水素であり、R32a及びR32bのそれぞれは、存在する場合、−CHF、−CHCl、−CHCHF、−CHCHCl、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R30及びR31のそれぞれは、存在する場合、水素であり、R32a及びR32bのそれぞれは、存在する場合、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R30及びR31のそれぞれは、存在する場合、水素であり、R32a及びR32bのそれぞれは、存在する場合、−CF、−CHCF、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。
さらなる態様では、R30及びR31のそれぞれは、存在する場合、水素であり、R32a及びR32bのそれぞれは、存在する場合、C1−C3アルキルである。さらにさらなる態様では、R30及びR31のそれぞれは、存在する場合、水素であり、R32a及びR32bのそれぞれは、存在する場合、メチル及びエチルから選択される。さらにさらなる態様では、R30及びR31のそれぞれは、存在する場合、水素であり、R32a及びR32bのそれぞれは、存在する場合、メチルである。
さらなる態様では、R30、R31、及びR32aのそれぞれは、水素であり、R32bは、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから選択される。さらにさらなる態様では、R30、R31、及びR32aのそれぞれは、水素であり、R32bは、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから選択される。さらにさらなる態様では、R30、R31、及びR32aのそれぞれは、水素であり、R32bは、−CHF、−CHCl、−CHCHF、−CHCHCl、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから選択される。さらにさらなる態様では、R30、R31、及びR32aのそれぞれは、水素であり、R32bは、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから選択される。さらにさらなる態様では、R30、R31、及びR32aのそれぞれは、水素であり、R32bは、−CF、−CHCF、−CCl、及び−CHCClから選択される。
さらなる態様では、R30、R31、及びR32aのそれぞれは、水素であり、R32bは、C1−C3アルキルである。さらにさらなる態様では、R30、R31、及びR32aのそれぞれは水素であり、R32bはメチル及びエチルから選択される。さらにさらなる態様では、R30、R31、及びR32aのそれぞれは、水素であり、R32bは、メチルである。
(11)R33及びR34
一態様では、R33及びR34のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR35、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR36a36bから独立して選択される。さらなる態様では、R33及びR34のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR35、及び−NR36a36bから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R33及びR34のそれぞれは、存在する場合、−OR35及び−NR36a36bから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R33及びR34のそれぞれは、存在する場合、−OR35である。さらにさらなる態様では、R33及びR34のそれぞれは、存在する場合、−NR36a36bである。
さらなる態様では、R33及びR34のそれぞれは、存在する場合、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R33及びR34のそれぞれは、存在する場合、メチル、エチル、−CHF、−CHCl、−CHCHF、−CHCHCl、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R33及びR34のそれぞれは、存在する場合、メチル、−CHF、−CHCl、−CHF、−CF、−CHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。
(12)R35及びR36
一態様では、R35、R36a、及びR36bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらなる態様では、R35、R36a、及びR36bのそれぞれは、存在する場合、水素である。
さらなる態様では、R35、R36a、及びR36bのそれぞれは、存在する場合、水素、
C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R35、R36a、及びR36bのそれぞれは、存在する場合、水素、−CHF、−CHCl、−CHCHF、−CHCHCl、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R35、R36a、及びR36bのそれぞれは、存在する場合、水素、−CHF、−CHCl、−CHF、−CF、−CHCl、及び−CClから独立して選択される。
さらなる態様では、R35、R36a、及びR36bのそれぞれは、存在する場合、水素、
及びC1−C3アルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R35、R36a、及びR36bのそれぞれは、存在する場合、水素、メチル及びエチルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R35、R36a、及びR36bのそれぞれは、存在する場合、水素及びメチルから独立して選択される。
さらなる態様では、R35は水素であり、R36a及びR36bのそれぞれは、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R35は水素であり、R36a及びR36bのそれぞれは、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらなる態様では、R35は水素であり、R36a及びR36bのそれぞれは、メチル、エチル、−CHF、−CHCl、−CHCHF、−CHCHCl、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R35は水素であり、R36a及びR36bのそれぞれは、メチル−CHF、−CHCl、−CHF、−CF、−CHCl、−CClから独立して選択される。
さらなる態様では、R36aは水素であり、R35及びR36bのそれぞれは、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R36aは水素であり、R35及びR36bのそれぞれは、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R36aは水素であり、R35及びR36bのそれぞれは、メチル、エチル、−CHF、−CHCl、−CHCHF、−CHCHCl、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R36aは水素であり、R35及びR36bのそれぞれは、メチル−CHF、−CHCl、−CHF、−CF、−CHCl、−CClから独立して選択される。
さらなる態様では、R35及びR36aは水素であり、R36bは、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから選択される。さらにさらなる態様では、R35及びR36aは水素であり、R36bは、メチル、エチル、−CHF、−CHCl、−CHCHF、−CHCHCl、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから選択される。さらにさらなる態様では、R35及びR36aは水素であり、R36bは、メチル−CHF、−CHCl、−CHF、−CF、−CHCl、−CClから選択される。
(13)R40、R41及びR42
一態様では、R40、R41、R42a、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらなる態様では、R40、R41、R42a及びR42bのそれぞれは、存在する場合、水素である。
さらなる態様では、R40、R41、R42a、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R40、R41、R42a、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、水素、−CHF、−CHCl、−CHCHF、−CHCHCl、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R40、R41、R42a、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、水素、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R40、R41、R42a、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、水素、−CF、−CHCF、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。
さらなる態様では、R40、R41、R42a及びR42bのそれぞれは、存在する場合、水素及びC1−C3アルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R40、R41、R42a及びR42bのそれぞれは、存在する場合、水素、メチル、及びエチルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R40、R41、R42a及びR42bのそれぞれは、存在する場合、水素及びメチルから独立して選択される。
さらなる態様では、R40は、存在する場合、水素であり、R41、R42a、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R40は、存在する場合、水素であり、R41、R42a、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R40は、存在する場合、水素であり、R41、R42a、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、−CHF、−CHCl、−CHCHF、−CHCHCl、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R40は、存在する場合、水素であり、R41、R42a、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R40は、存在する場合、水素であり、R41、R42a、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、−CF、−CHCF、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。
さらなる態様では、R40は、存在する場合、水素であり、R41、R42a及びR42bのそれぞれは、存在する場合、C1−C3アルキルである。さらにさらなる態様では、R40は、存在する場合、水素であり、R41、R42a及びR42bのそれぞれは、存在する場合、メチル及びエチルから選択される。さらにさらなる態様では、R40は、存在する場合、水素であり、R41、R42a及びR42bのそれぞれは、存在する場合、メチルである。
さらなる態様では、R41は、存在する場合、水素であり、R40、R42a、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R41は、存在する場合、水素であり、R40、R42a及びR42bのそれぞれは、存在する場合、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R41は、存在する場合、水素であり、R40、R42a、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、−CHF、−CHCl、−CHCHF、−CHCHCl、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R41は、存在する場合、水素であり、R40、R42a、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R41は、存在する場合、水素であり、R40、R42a、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、−CF、−CHCF、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。
さらなる態様では、R41は、存在する場合、水素であり、R40、R42a及びR42bのそれぞれは、存在する場合、C1−C3アルキルである。さらにさらなる態様では、R41は、存在する場合、水素であり、R40、R42a及びR42bのそれぞれは、存在する場合、メチル及びエチルから選択される。さらにさらなる態様では、R41は、存在する場合、水素であり、R40、R42a及びR42bのそれぞれは、存在する場合、メチルである。
さらなる態様では、R42aは、存在する場合、水素であり、R40、R41、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R42aは、存在する場合、水素であり、R40、R41、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R42aは、存在する場合、水素であり、R40、R41、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、−CHF、−CHCl、−CHCHF、−CHCHCl、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R42aは、存在する場合、水素であり、R40、R41、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R42aは、存在する場合、水素であり、R40、R41、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、−CF、−CHCF、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。
さらなる態様では、R42aは、存在する場合、水素であり、R40、R41、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、C1−C3アルキルである。さらにさらなる態様では、R42aは、存在する場合、水素であり、R40、R41、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、メチル及びエチルから選択される。さらにさらなる態様では、R42aは、存在する場合、水素であり、R40、R41、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、メチルである。
さらなる態様では、R40及びR41のそれぞれは、存在する場合、水素であり、R42a及びR42bのそれぞれは、存在する場合、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R40及びR41のそれぞれは、存在する場合、水素であり、R42a及びR42bのそれぞれは、存在する場合、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R40及びR41のそれぞれは、存在する場合、水素であり、R42a及びR42bのそれぞれは、存在する場合、−CHF、−CHCl、−CHCHF、−CHCHCl、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R40及びR41のそれぞれは、存在する場合、水素であり、R42a及びR42bのそれぞれは、存在する場合、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R40及びR41のそれぞれは、存在する場合、水素であり、R42a及びR42bのそれぞれは、存在する場合、−CF、−CHCF、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。
さらなる態様では、R40及びR41のそれぞれは、存在する場合、水素であり、R42a及びR42bのそれぞれは、存在する場合、C1−C3アルキルである。さらにさらなる態様では、R40及びR41のそれぞれは、存在する場合、水素であり、R42a及びR42bのそれぞれは、存在する場合、メチル及びエチルから選択される。さらにさらなる態様では、R40及びR41のそれぞれは、存在する場合、水素であり、R42a及びR42bのそれぞれは、存在する場合、メチルである。
さらなる態様では、R40、R41、及びR42aのそれぞれは、水素であり、R42bは、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから選択される。さらにさらなる態様では、R40、R41、及びR42aのそれぞれは、水素であり、R42bは、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから選択される。さらにさらなる態様では、R40、R41、及びR42aのそれぞれは、水素であり、R42bは、−CHF、−CHCl、−CHCHF、−CHCHCl、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから選択される。さらにさらなる態様では、R40、R41、及びR42aのそれぞれは、水素であり、R42bは、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから選択される。さらにさらなる態様では、R40、R41、及びR42aのそれぞれは、水素であり、R42bは、−CF、−CHCF、−CCl、及び−CHCClから選択される。
さらなる態様では、R40、R41、及びR42aのそれぞれは、水素であり、R42bは、C1−C3アルキルである。さらにさらなる態様では、R40、R41、及びR42aのそれぞれは水素であり、R42bはメチル及びエチルから選択される。さらにさらなる態様では、R40、R41、及びR42aのそれぞれは、水素であり、R42bは、メチルである。
(14)R43及びR44
一態様では、R43及びR44のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR45、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR46a46bから独立して選択される。さらなる態様では、R43及びR44のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR45、及び−NR46a46bから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R43及びR44のそれぞれは、存在する場合、−OR45及び−NR46a46bから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R43及びR44のそれぞれは、存在する場合、−OR45である。さらにさらなる態様では、R43及びR44のそれぞれは、存在する場合、−NR46a46bである。
さらなる態様では、R43及びR44のそれぞれは、存在する場合、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R43及びR44のそれぞれは、存在する場合、メチル、エチル、−CHF、−CHCl、−CHCHF、−CHCHCl、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R43及びR44のそれぞれは、存在する場合、メチル、−CHF、−CHCl、−CHF、−CF、−CHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。
(15)R45及びR46
一態様では、R45、R46a、及びR46bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらなる態様では、R45、R46a、及びR46bのそれぞれは、存在する場合、水素である。
さらなる態様では、R45、R46a、及びR46bのそれぞれは、存在する場合、水素、
C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R45、R46a、及びR46bのそれぞれは、存在する場合、水素、−CHF、−CHCl、−CHCHF、−CHCHCl、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R45、R46a、及びR46bのそれぞれは、存在する場合、水素、−CHF、−CHCl、−CHF、−CF、−CHCl、及び−CClから独立して選択される。
さらなる態様では、R45、R46a、及びR46bのそれぞれは、存在する場合、水素、
及びC1−C3アルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R45、R46a、及びR46bのそれぞれは、存在する場合、水素、メチル及びエチルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R45、R46a、及びR46bのそれぞれは、存在する場合、水素及びメチルから独立して選択される。
さらなる態様では、R45は水素であり、R46a及びR46bのそれぞれは、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R45は水素であり、R46a及びR46bのそれぞれは、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらなる態様では、R45は水素であり、R46a及びR46bのそれぞれは、メチル、エチル、−CHF、−CHCl、−CHCHF、−CHCHCl、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R45は水素であり、R46a及びR46bのそれぞれは、メチル−CHF、−CHCl、−CHF、−CF、−CHCl、−CClから独立して選択される。
さらなる態様では、R46aは水素であり、R45及びR46bのそれぞれは、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R46aは水素であり、R45及びR46bのそれぞれは、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R46aは水素であり、R45及びR46bのそれぞれは、メチル、エチル、−CHF、−CHCl、−CHCHF、−CHCHCl、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから独立して選択される。さらにさらなる態様では、R46aは水素であり、R45及びR46bのそれぞれは、メチル−CHF、−CHCl、−CHF、−CF、−CHCl、−CClから独立して選択される。
さらなる態様では、R45及びR46aは水素であり、R46bは、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから選択される。さらにさらなる態様では、R45及びR46aは水素であり、R46bは、メチル、エチル、−CHF、−CHCl、−CHCHF、−CHCHCl、−CHF、−CHCHF、−CF、−CHCF、−CHCl、−CHCHCl、−CCl、及び−CHCClから選択される。さらにさらなる態様では、R45及びR46aは水素であり、R46bは、メチル−CHF、−CHCl、−CHF、−CF、−CHCl、−CClから選択される。
(16)X
一態様では、xは1を超える整数である。別の態様では、xは10を超える整数である。さらなる態様では、xは100を超える整数である。
(17)対イオン
特定の実施形態では、ポリマーは許容可能な対イオンをさらに含む。一実施形態では、対イオンは、ヨウ化物、臭化物、塩化物、フッ化物、硫酸塩、硫酸水素塩、過塩素酸塩、硝酸塩、炭酸塩、炭酸水素塩、リン酸塩、リン酸水素塩、リン酸二水素塩、酢酸塩、及びギ酸塩から選択される。
b.実施例ポリマー
一態様では、ポリマーは、構造:
を有する化合物を重合することによって形成される。
一態様では、ポリマーは、式:
によって表される構造を有し、式中pは独立して0、0.5、または1であり;qは独立して0、0.5、または1であり;及び、各xに対して、p+q=1である。
2.支持構造体
さらなる態様では、膜は支持構造体上にキャストされる。さらにさらなる態様では、支持構造体は、不織布の支持布である。好ましい実施形態では、支持構造体は、ポリエステル不織布である。
3.限外濾過膜
様々な態様では、本発明の膜は限外濾過膜である。限外濾過膜の形成に一般に使用される高性能合成ポリマーの例としては、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、及びポリアクリロニトリルが挙げられる。
開示されたポリマーを備える限外濾過膜の一つの利点には、支持層へ受動的ファウリング耐性を付与する潜在能力が含まれる。「表面安定化処理」と呼ばれることもある受動的ファウリング耐性は、表面反応性を減少させ、親水性を促進するための表面の改質を表す。受動的ファウリング耐性は、膜を汚染し、流量と除去に負に影響する傾向がある、膜表面に溶解した、コロイド状の、または微生物の物質の望ましくない堆積を防ぐことができる。
本発明は、従来の限外濾過膜に対して、改良された親水性及び塩素耐性を有する新しいクラスの限外濾過膜を提供する。調整可能な表面特性を有する、より効率的で、より選択的な膜の開発は、高度なタンパク質の分離、透析、水の濾過、及び他のマクロ分子の分離に対する大きな見通しを有する。
4.ナノ濾過膜
様々な態様では、本発明の膜はナノ濾過膜である。ナノ濾過膜の形成に一般に使用される典型的な高性能合成ポリマーには、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、及びポリアクリロニトリルが含まれる。これらのナノ濾過膜は、非溶媒誘起相分離(NIPS)によって、調製することができる。
開示されたポリマーを備えるナノ濾過膜の別の利点には、支持層へ受動的ファウリング耐性を付与する潜在能力が含まれる。「表面安定化処理」と呼ばれることもある受動的ファウリング耐性は、表面反応性を減少させ、親水性を促進するための表面の改質を表す。受動的ファウリング耐性は、膜を汚染し、流量と除去に負に影響する傾向がある、膜表面に溶解した、コロイド状の、または微生物の物質の望ましくない堆積を防ぐことができる。
本発明は、従来のナノ濾過膜に対して、改良された親水性及び塩素耐性を有する新しいクラスのナノ濾過膜を提供する。調整可能な表面特性を有する、より効率的で、より選択的な膜の開発は、高度なタンパク質の分離、透析、水の濾過、及び他のマクロ分子の分離に対する大きな見通しを有する。
5.浸透膜
様々な態様では、本発明の膜は、例えば、正浸透膜、逆浸透膜、または薄膜コーティングのない圧力遅浸透膜などの、浸透膜であることができる。浸透用途に対して特に有用な膜には、識別層がポリアミドであるものがある。
複合ポリアミド膜は、一般的に多孔質支持体を多官能アミンモノマーでコーティングすることにより調製され、最も一般的には水溶液からコーティングされる。水が好ましい溶媒であるが、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド(DMF)などの、非水性溶媒を利用することができる。続いて多官能性ハロゲン化アシルモノマー(酸ハロゲン化物とも呼ばれる)を支持体上にコーティングし、一般的には、多孔性支持体上に最初にコーティングした後ハロゲン化アシル溶液でコーティングする。多官能性アミンとアシルハロゲン化物の1つまたは両方を、溶液から多孔質支持体に適用することができるが、それらは代替的に、蒸着、または熱によるなどの他の手段によって適用され得る。
さらなる態様では、本発明の膜は、膜の表面に重合された薄膜をさらに備えることができ、その膜は浸透膜である。さらにさらなる態様では、浸透膜は、逆浸透膜と正浸透膜から選択される。
6.薄膜
様々な態様では、本発明の膜は、さらに、膜の表面に重合された薄膜ポリマーをさらに備える。薄膜は、水に実質的に透過性であり、溶質に実質的に不透過性である半透過性ポリマーマトリックス、例えば3次元ポリマーネットワークであることができる。例えば、ポリマーネットワークは、二官能性または多官能性モノマーと少なくとも1つの多官能性モノマーの反応から形成された架橋ポリマーであることができる。
ポリマーマトリックス薄膜は、脂肪族もしくは芳香族ポリアミド、芳香族ポリヒドラジド、ポリベンズイミダゾロン、ポリエピアミン/アミド、ポリエピアミン/尿素、ポリエステル、またはポリイミドもしくはそのコポリマーまたはそれらの混合物などの3次元ポリマーネットワークであることができる。好ましくは、ポリマーマトリックス薄膜は、界面重合反応によって形成することができるか、または重合後に架橋することができる。
ポリマーマトリックス薄膜は、フタロイル(例えば、イソフタロイルまたはテレフタロイル)ハロゲン化物、トリメシルハロゲン化物、またはそれらの混合物の残基などの芳香族または非芳香族ポリアミドであることができる。別の実施例では、ポリアミドは、ジアミノベンゼン、トリアミノベンゼン、ポリエーテルイミン、ピペラジンもしくはポリピペラジンの残基またはトリメソイルハロゲン化物の残基及びジアミノベンゼンの残基であることができる。薄膜は、トリメソイル塩化物とm−フェニレンジアミンの残基であることもできる。さらに、薄膜は、トリメソイル塩化物とm−フェニレンジアミンの反応生成物であることもできる。
ポリマーマトリックス薄膜は、約1nm〜約1000nmの厚さを有することができる。例えば、薄膜は、約10nm〜約1000nm、約100nm〜約1000nm、約1nm〜約500nm、約10nm〜約500nm、約50nm〜約500nm、約50nm〜約200nm、約50nm〜約250nm、約50nm〜約300nm、または約200nm〜約300nmの厚さを有することができる。
7.特性
様々な態様では、本発明の複合濾過膜は、改善された親水性、改善された塩素耐性、優れた透過性、及び改善された塩除去を含む膜の優れた機能を提供する様々な特性を有することができる。膜は他の特性を有することも理解される。
a.親水性
膜の親水性は純水平衡接触角で表すことができる。本発明の膜の接触角は、接触角ゴニオメーター(DSA10、KRUSS GmbH)を用いて測定することができる。
様々な態様では、本発明の膜は、約90°未満の純水平衡接触角を有することができる。さらなる態様では、本発明の膜は、約80°未満の純水平衡接触角を有することができる。さらにさらなる態様では、本発明の膜は、約70°未満の純水平衡接触角を有することができる。さらにさらなる態様では、本発明の膜は、約60°未満の純水平衡接触角を有することができる。さらにさらなる態様では、本発明の膜は、約50°未満の純水平衡接触角を有することができる。さらにさらなる態様では、本発明の膜は、約40°未満の純水平衡接触角を有することができる。さらにさらなる態様では、本発明の膜は、約30°未満の純水平衡接触角を有することができる。特定の実施形態では、本発明の膜は、約20°、約30°、約31°、約32°、約33°、約34°、約35°、約36°、約37°、約38°、約39°、または約40°の純水平衡接触角を有することができる。
b.透過性
膜の透過性は、純水の透過性によって表すことができる。開示された膜の透過性は、例えば、デッドエンド撹拌セル(Sterlitech)を用いて測定することができる。
膜の透過性は、例えば、ポリマー存在の量、によって影響され得る。従って、様々な態様では、ポリマーは約30wt%の量で存在し、膜は、約5.00gfd/psi未満の純水透過率を有する。さらなる態様では、ポリマーは約30wt%の量で存在し、膜は、約4.50gfd/psi未満の純水透過率を有する。さらにさらなる態様では、ポリマーは約30wt%の量で存在し、膜は、約4.50gfd/psi未満の純水透過率を有する。さらにさらなる態様では、ポリマーは約30wt%の量で存在し、膜は、約4.00gfd/psi未満の純水透過率を有する。さらにさらなる態様では、ポリマーは約30wt%の量で存在し、膜は、約3.50gfd/psi未満の純水透過率を有する。特定の態様では、ポリマーは約30wt%の量で存在し、膜は、約3.0gfd/psi、約3.1gfd/psi、約3.2gfd/psi、約3.3gfd/psi、約3.4gfd/psi、約3.5gfd/psi、約3.6gfd/psi、約3.7gfd/psi、約3.8gfd/psi、約3.9gfd/psi、約4.0gfd/psi、の純水透過率を有する。
c.除去
膜の除去は、ウシ血清アルブミン(BSA)除去によって表すことができる。開示された膜の塩除去は、例えば、デッドエンド撹拌セル(Sterlitech)を用いて測定することができる。
膜の塩除去は、例えば、ポリマー存在の量、によって影響され得る。従って、様々な態様では、ポリマーは約30wt%の量で存在し、膜は、少なくとも約50%のBSA除去を有する。さらなる態様では、ポリマーは約30wt%の量で存在し、膜は、少なくとも約55%のBSA除去を有する。さらにさらなる態様では、ポリマーは約30wt%の量で存在し、少なくとも約60%のBSA除去を有する。さらにさらなる態様では、ポリマーは約30wt%の量で存在し、膜は、少なくとも約65%のBSA除去を有する。さらにさらなる態様では、ポリマーは約30wt%の量で存在し、膜は、少なくとも約70%のBSA除去を有する。特定の態様では、ポリマーは約30wt%の量で存在し、膜は、約60%、約62%、約64%、約66%、約68%、約70%、約72%、約74%、約76%、約78%、または約80%、のBSA除去を有する。
C.濾過膜を製造するための方法
一態様では、本発明は濾過膜を製造する方法に関し、前記方法は、式:
によって表される構造を有する化合物を重合することによって形成されるポリマーを提供するステップを含み、式中nは1、2、及び3から選択され;式中R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−NR22a22b、−SO23、−(C=O)R24、並びにハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−SO23、及び−(C=O)R24から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;式中R2a及びR2bのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−NR32a32b、−SO33、−(C=O)R34、並びにハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;式中R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR40、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、−SO43、−(C=O)R44から独立して選択され;式中R2a、R2b、R3a、R3b、及びR3cの少なくとも1つは水素ではなく;式中R20、R21、R22a、R22b、R30、R31、R32a、R32b、R40、R41、R42a、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;式中R23及びR24のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR25、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR26a26bから独立して選択され;式中R25、R26a、及びR26bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;式中R33及びR34のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR35、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR36a36bから独立して選択され;式中R35、R36a、及びR36bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;式中R43及びR44のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR45、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR46a46bから独立して選択され;及び式中R45、R46a、及びR46bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから選択され;並びに前記ポリマーの溶液または懸濁液をキャストする。
一態様では、本発明は濾過膜を製造する方法に関し、前記方法は、式:
によって表される構造を含むポリマーを提供するステップを含み、式中各Zは水素及び
から独立して選択され;式中nは1、2、及び3から選択される整数であり;式中pは独立して0、0.5、または1であり;式中qは独立して0、0.5、または1であり;式中各xに対して、p+q=1であり;式中R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−NR22a22b、−SO23、−(C=O)R24、並びにハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−SO23、及び−(C=O)R24から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;式中R2a及びR2bのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−NR32a32b、−SO33、−(C=O)R34、並びにハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;式中R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR40、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、−SO43、−(C=O)R44から独立して選択され;式中R2a、R2b、R3a、R3b、及びR3cの少なくとも1つは水素ではなく;式中R20、R21、R22a、R22b、R30、R31、R32a、R32b、R40、R41、R42a、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;式中R23及びR24のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR25、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR26a26bから独立して選択され;式中R25、R26a、及びR26bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;式中R33及びR34のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR35、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR36a36bから独立して選択され;式中R35、R36a、及びR36bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;式中R43及びR44のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR45、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR46a46bから独立して選択され;及び式中R45、R46a、及びR46bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから選択され;及び式中少なくとも1つのZは、式:
によって表される構造であり;及び式中R2a、R2b、R3a、R3b、及びR3cの少なくとも1つは水素ではなく;並びに前記ポリマーの溶液または懸濁液をキャストする。
さらなる態様では、膜は支持構造体上にキャストされる。さらにさらなる態様では、支持構造体は、不織布の支持布である。好ましい実施形態では、支持構造体は、ポリエステル不織布である。
さらなる態様では、濾過膜は、限外濾過膜、ナノ濾過膜、逆浸透膜、正浸透膜、及び薄膜コーティングなしの圧力遅浸透膜から選択される。さらにさらなる態様では、濾過膜は、限外濾過膜、ナノ濾過膜、逆浸透膜及び正浸透膜から選択される。さらにさらなる態様では、濾過膜は、限外濾過膜及びナノ濾過膜から選択される。さらにさらなる態様では、濾過膜は限外濾過膜である。さらにさらなる態様では、濾過膜はナノ濾過膜である。
さらなる態様では、ポリマーは懸濁液中にある。さらにさらなる態様では、ポリマーは溶媒溶液中にある。
さらなる態様では、該方法は、ポリスルホン、スルホン化ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、スルホン化ポリエーテルスルホン、ポリアニリン、ポリアニリンコポリマー、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリトリフルオロエチレン、ポリパーフルオロアルキルビニルエーテル、ポリヘキサフルオロプロピレン、セルロースアセテート、ポリウレタン、またはそれらの混合物から選択された第2のポリマーを溶液キャストするステップをさらに含む。さらにさらなる態様では、第2のポリマーはポリスルホンである。
さらなる態様では、該方法は、膜の表面に薄膜を重合させ、それによって浸透膜を設けるステップをさらに含む。さらにさらなる態様では、浸透膜は、逆浸透膜と正浸透膜から選択される。さらにさらなる態様では、浸透膜は、逆浸透膜であるさらにさらなる態様では、浸透膜は、正浸透膜である。
開示された方法を開示された膜を提供するのに使用し得ることが理解される。
様々な態様では、本発明のポリマーは、文献で公知であって、実験セクションに例示されているか、当業者に明らかである他の標準的操作に加えて、以下のスキームに示すような反応を用いて調製することができる。明確にするために、複数の置換基が本明細書に開示される定義の下で許容される場合、単一の置換基を有する実施例が示されている。
本発明の化合物を生成するのに使用される反応は、以下に記載され例示されるように、以下の反応スキームに示される反応を用いて調製される。以下の実施例は、本発明をより完全に理解し得るように提供されており、例示のみのものであり、限定するものとして解釈されるべきではない。
1.経路I
一態様では、置換されたハロベンゼン誘導体は、以下に示すように調製することができる。

化合物は一般形式で表現されており、本明細書の他の場所の化合物の記載で述べたように置換基を有する。より具体的な実施例を以下に記載する。
一態様では、タイプ1.4の化合物、及び類似の化合物は、上記の反応スキーム1Bに従って調製することができる。従って、タイプ1.8の化合物は、適切なアニリン、例えば、上記の1.5のスルホン化により調製することができる。適切なアニリンは、市販されているか、または当業者に公知の方法により調製される。スルホン化は、適切な酸、例えば、発煙硫酸の存在下で行われる。タイプ1.7の化合物は、適切なアニリン、例えば、上記の1.6の還元により調製することができる。還元は、適切な酸、例えば、塩酸(HCl)、及び適切な塩、例えば、亜硝酸ナトリウムの存在下で、適切な温度、例えば、0℃で行われ、次いで、適切な酸、例えば、次亜リン酸を加える。当業者によって理解され得るように、上記の反応は、上記の特定の反応物に構造が類似の化合物(タイプ1.5及び1.6の化合物に類似の化合物)を、式1.7と類似の置換ジアリルアセチレンを提供するように反応において置換させることができる、一般的なアプローチの例を提供する。
2.経路II
一態様では、本発明で有用な置換アニリン誘導体は、以下に示すように調製することができる。
化合物は一般形式で表現されており、本明細書の他の場所の化合物の記載で述べたように置換基を有する。より具体的な実施例を以下に記載する。
一態様では、タイプ2.3の化合物、及び類似の化合物は、上記の反応スキーム2Bに従って調製することができる。従って、タイプ2.5の化合物は、適切なニトロベンゼン、例えば、上記の2.4のアルキル化により調製することができる。適切なニトロベンゼンは、市販されているか、または当業者に公知の方法により調製される。アルキル化は、適切なハロゲン化物源、例えば、二塩素、及び適切なルイス酸、例えば、塩化アルミニウムの存在下で行われる。タイプ2.6の化合物は、適切なニトロベンゼン、例えば、上記の2.5の還元より調製することができる。還元は、適切なルイス酸、例えば、塩化スズ(II)の存在下で行われる。当業者によって理解され得るように、上記の反応は、上記の特定の反応物に構造が類似の化合物(タイプ2.1及び2.2の化合物に類似の化合物)を、式2.3と類似の置換ジアリルアセチレンを提供するように反応において置換させることができる、一般的なアプローチの実施例を提供する。
3.経路III
一態様では、本発明のn置換アニリン誘導体は、以下に示すように調製することができる。
化合物は一般形式で表現されており、本明細書の他の場所の化合物の記載で述べたように置換基を有する。より具体的な実施例を以下に記載する。
一態様では、タイプ3.2の化合物、及び類似の化合物は、上記の反応スキーム3Bに従って調製することができる。従って、タイプ2.5の化合物は、適切なアニリン、例えば、上記の3.3のアルキル化により調製することができる。適切なアニリンは、市販されているか、または当業者に公知の方法により調製される。アルキル化は、適切なハロゲン化アルキル、例えば、1−クロロエタノール(3.4)の存在下で行われる。
当業者によって理解され得るように、上記の反応は、上記の特定の反応物に構造が類似の化合物(タイプ2.3の化合物に類似の化合物)を、式3.2と類似の置換ジアリルアセチレンを提供するように反応において置換させることができる、一般的なアプローチの実施例を提供する。
4.経路IV
一態様では、本発明のn置換アニリン誘導体は、以下に示すように調製することができる。
化合物は一般形式で表現されており、本明細書の他の場所の化合物の記載で述べたように置換基を有する。より具体的な実施例を以下に記載する。
一態様では、タイプ3.2の化合物、及び類似の化合物は、上記の反応スキーム4Bに従って調製することができる。従って、タイプ4.3の化合物は、適切なアニリン、例えば、上記の3.3の還元的アミノ化により調製することができる。適切なアニリンは、市販されているか、または当業者に公知の方法により調製される。還元的アミノ化は、適切なカルボニル誘導体、例えば、2−ヒドロキシアセトアルデヒド(4.2)及び適切な塩、例えば、シアノ水素化ホウ素ナトリウムの存在下で行われる。当業者によって理解され得るように、上記の反応は、上記の特定の反応物に構造が類似の化合物(タイプ2.3及び4.1の化合物に類似の化合物)を、式3.2と類似の置換ジアリルアセチレンを提供するように反応において置換させることができる、一般的なアプローチの実施例を提供する。
5.経路V
一態様では、本発明のn置換アニリン誘導体は、以下に示すように調製することができる。
化合物は一般形式で表現されており、本明細書の他の場所の化合物の記載で述べたように置換基を有する。より具体的な実施例を以下に記載する。
一態様では、タイプ3.2の化合物、及び類似の化合物は、上記の反応スキーム5Bに従って調製することができる。従って、タイプ5.5の化合物は、適切なハロゲン化アリール、例えば、上記の5.3と適切なアミン、例えば、2,2,2−トリフルオロエタンアミン(5.4)のカップリングによって調製することができる。適切なハロゲン化アリールは、市販されているか、または当業者に公知の方法により調製される。カップリングは、室温以上、適切なパラジウム触媒、例えば、PdCl[P(o−トリル)、及び適切な塩基、例えば、ナトリウムt−ブトキシドの存在下で、適切な温度、例えば、室温を超える温度で行われる。当業者によって理解され得るように、上記の反応は、上記の特定の反応物に構造が類似の化合物(タイプ5.1及び5.2の化合物に類似の化合物)を、式3.2と類似の置換ジアリルアセチレンを提供するように反応において置換させることができる、一般的なアプローチの実施例を提供する。
D.水を浄化するための方法
様々な態様では、本発明は、水の浄化、バイオセパレーション、タンパク質精製、油水分離、などを行なうための濾過膜として使用することができる。
従って、本発明は水を浄化するための方法に関し、前記方法は、式:
で表される構造を有する化合物を重合することによって形成されるポリマーを含む膜を通して水を濾過するステップを含み、式中nは1、2、及び3から選択され;式中R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−NR22a22b、−SO23、−(C=O)R24、並びにハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−SO23、及び−(C=O)R24から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;式中R2a及びR2bのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−NR32a32b、−SO33、−(C=O)R34、並びにハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;式中R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR40、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、−SO43、−(C=O)R44から独立して選択され;式中R2a、R2b、R3a、R3b、及びR3cの少なくとも1つは水素ではなく;式中R20、R21、R22a、R22b、R30、R31、R32a、R32b、R40、R41、R42a、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;式中R23及びR24のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR25、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR26a26bから独立して選択され;式中R25、R26a、及びR26bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;式中R33及びR34のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR35、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR36a36bから独立して選択され;式中R35、R36a、及びR36bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;式中R43及びR44のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR45、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR46a46bから独立して選択され;及び式中R45、R46a、及びR46bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから選択される。
一態様では、本発明は水を浄化するための方法に関し、前記方法は、式:
によって表される構造を含むポリマーを含む膜を通して水を浄化するするステップを含み、式中各Zは水素及び
から独立して選択され;式中nは1、2、及び3から選択される整数であり;式中pは独立して0、0.5、または1であり;式中qは独立して0、0.5、または1であり;式中各xに対して、p+q=1であり;式中R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−NR22a22b、−SO23、−(C=O)R24、並びにハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−SO23、及び−(C=O)R24から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;式中R2a及びR2bのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−NR32a32b、−SO33、−(C=O)R34、並びにハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;式中R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR40、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、−SO43、−(C=O)R44から独立して選択され;式中R2a、R2b、R3a、R3b、及びR3cの少なくとも1つは水素ではなく;式中R20、R21、R22a、R22b、R30、R31、R32a、R32b、R40、R41、R42a、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;式中R23及びR24のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR25、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR26a26bから独立して選択され;式中R25、R26a、及びR26bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;式中R33及びR34のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR35、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR36a36bから独立して選択され;式中R35、R36a、及びR36bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;式中R43及びR44のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR45、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR46a46bから独立して選択され;及び式中R45、R46a、及びR46bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから選択され;及び式中少なくとも1つのZは、式:
によって表される構造であり;及び式中R2a、R2b、R3a、R3b、及びR3cの少なくとも1つは水素ではない。
さらなる態様では、濾過は水へ圧力を適用することを含む。
さらなる態様では、膜は膜の表面に重合された薄膜を備え、ここで濾過は逆浸透濾過である。
開示された精製方法は、開示された膜関連して使用され得ることが理解される。開示された精製方法は、開示された方法の生成物に関連して使用され得ることも理解される。
さらなる態様では、水は少なくとも1つの溶質をさらに含む。
典型的には、本発明の膜を、溶質に対して実質的に不透過性であるように、調製することができる。本明細書で使用される場合、「溶質」は、一般的に、液体中に溶解した、分散した、または懸濁した物質を指す。その物質は望ましくなくあり得る;そのような場合、膜は、望ましくない溶質を液体から除去するのに使用することができ、それによって液体を精製し、液体は、その後回収することができる。その物質は望ましくあり得る;そのような場合、膜は、液体の量を減少させるのに使用することができ、それによって溶質を濃縮し、溶質はその後回収することができる。一態様では、膜は、当業者に公知の溶質の中から選択することができる特定の溶質に対して実質的に不透過性であるように提供され得る。さらなる態様では、溶質は、少なくともナトリウムイオン、カリウムイオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、珪酸塩、有機酸、または約200ダルトン超の分子量を有する非イオン溶解固体、またはそれらの混合物の1つを含むことができる。溶質は、液体中に溶解または分散させることができる。溶質は、疎水性または親水性またはそのどちらでもないかまたはそれらの混合物であることができる。例示的な溶質としては、イオン、中性種、ケイ酸塩、有機化合物、例えば、アミンまたはカルボン酸が挙げられる。
イオンは、一価イオン、二価イオン、三価イオン、より高い原子価のイオン、またはそれらの混合物であり得る。一態様では、溶質は一価イオンを含む。イオンは、正イオン、負イオン、またはそれらの混合物であり得る。一価金属イオンとしては、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、ルビジウムイオン、セシウムイオン、フランシウムイオン、アンモニウムイオン、プロトン化第一級アミンイオン、プロトン化第二級アミンイオン、プロトン化第三級アミンイオンが挙げられる。さらに、一価イオンは、解離した無機または有機酸であり得る。さらなる態様では、1つまたは複数のこれらのタイプのイオンは、本発明の膜が実質的に不透過性である溶質の中にはない。
さらなる態様では、溶質は、二価イオンを含む。イオンは、正イオン、負イオン、またはそれらの混合物であり得る。二価イオンとしては、ベリリウムイオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、ストロンチウムイオン、ラジウムイオン、第一鉄、バリウムイオン、プロトン化ジアミンが挙げられる。さらに、二価イオンは、解離した無機または有機酸であり得る。さらなる態様では、1つまたは複数のこれらのタイプのイオンは、本発明の膜が実質的に不透過性である溶質の中にはない。
さらなる態様では、溶質は、より高い原子価のイオンを含む。イオンは、正イオン、負イオン、またはそれらの混合物であり得る。より高い原子価のイオンとしては、アルミニウムイオン、第二鉄イオン、またはシリカイオンが挙げられる。さらなる態様では、1つまたは複数のこれらのタイプのイオンは、本発明の膜が実質的に不透過性である溶質の中にはない。
中性種は、例えば、約200ダルトン超の分子量を有する非イオン固体を含むことができる。分子量は、例えば、少なくとも約200ダルトン、少なくとも約250ダルトン、少なくとも約300ダルトン、少なくとも約250ダルトン、少なくとも約400ダルトン、少なくとも、約500ダルトン、少なくとも約600ダルトン、少なくとも約700ダルトン、少なくとも約800ダルトン、少なくとも約900ダルトン、または少なくとも約1,000ダルトンであり得る。中性種は、溶解または懸濁させることができる。中性種は、疎水性、親水性、両方であるか、またはどちらでもないことができる。さらなる態様では、1つまたは複数のこれらのタイプのイオンは、本発明の膜が実質的に不透過性である溶質の中にはない。
ケイ酸塩は、1つまたは複数の金属イオンの存在ありまたはなしの、SiO四面体状のアニオン性基に基づく、ケイ素と酸素のすべての公知の化合物を、含み得る。ケイ酸塩は、約200ダルトン超の分子量を有する固体として存在することができ、溶解または懸濁することができることが理解される。分子量は、例えば、少なくとも約250ダルトン、少なくとも約300ダルトン、少なくとも約250ダルトン、少なくとも約400ダルトン、少なくとも、約500ダルトン、少なくとも約600ダルトン、少なくとも約700ダルトン、少なくとも約800ダルトン、少なくとも約900ダルトン、または少なくとも約1,000ダルトンであり得る。さらなる態様では、1つまたは複数のこれらのタイプのケイ酸塩は、本発明の膜が実質的に不透過性である溶質の中にはない。
有機酸としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、及び乳酸、並びにその誘導体及び混合物が挙げられる。アミノ酸、たんぱく質、または複合多糖酸を含む天然由来のフミン酸及びフルボ酸、またはバイオポリマーに加えて、フェノール並びにその誘導体及び混合物も含まれる。酸は、プロトン化または脱プロトン化され得る。さらなる態様では、1つまたは複数のこれらのタイプの有機酸は、本発明の膜が実質的に不透過性である溶質の中にはない。
さらなる態様では、溶質は、化学反応もしくは生体反応、スクリーニングアッセイ、または分離技術の生成物であり得る。例えば、溶質は、化学活性物質、薬剤活性物質、または生物活性物質、またはそれらの混合物であり得る。さらにさらなる態様では、1つまたは複数のこれらのタイプの化学物質は、本発明の膜が実質的に不透過性である溶質の中にはない。
E.実施例
以下の実施例は、本明細書に特許請求される化合物、組成物、物品、デバイス及び/または方法が作製及び評価される方法の完全な開示及び記載を当業者に提供するために示されるものであって、本発明の単なる例示であることが意図され、本発明者らが本発明とみなすものの範囲を限定するものではない。数字(例えば、量、温度、など)に関しては正確性を保証する努力がなされているが、ある程度の誤差及び偏差が考慮されるべきである。特に示されない限り、部は重量部であり、温度は℃であるかまたは周囲温度であり、圧力は大気圧近傍である。
1.一般的実験方法
a.材料
N−ヒドロキシエチルアニリン(n−Pani)、アニリン、ウシ血清アルブミン(BSA)、N−メチルピロリドン(NMP)、4−メチルピペリジン(4−MP)、過硫酸アンモニウム(APS)、ポリスルホン(PSF)ビーズ(22kDa)、大腸菌(E.coli)及びルリア−ベルターニ(LB)ブロスは、Sigma Aldrichから購入した。塩酸(HCl)、ジメチルスルホキシド(DMSO)及び水酸化ナトリウム(NaOH)ペレットは、Fisherから購入した。ジメチルスルホキシド−d(DMAO−d)は、Cambridge Isotope Laboratoriesから購入した。漂白剤(次亜塩素酸ナトリウム、NaClO)は、Cloroxから購入した。全ての材料は受領のまま使用した。
b.ポリマー溶液の調製
n−Paniキャスティング溶液を、70wt%NMPに30wt%のn−Pani粉末を溶解することによって調製した。Paniキャスティング溶液を、共溶媒としての11.67wt%の4−MP及び67.33wt%のNMPに21wt%のPaniを溶解することによって作製した。Paniと4−MPの重量パーセントを、2:1のモル比の4−MP1:Pani系テトラマー(0.547g4−MP:1gPani系)を維持するように選択した。PSfキャスティング溶液を、82wt%のNMPに18wt%のPSfビーズを溶解することによって作製した。
c.膜の作製
膜を、152μmのブレード高さのGardco Adjustable Micrometer Film Applicatorを使用してポリエステル不織布(Hirose、日本)上にポリマー溶液を塗布することによりハンドキャストした。キャスト膜をすぐにDI水浴中に浸漬し、位相反転プロセスに基づいて、ポリマー沈殿を誘導した。膜を、DI水を充填したジップロックバッグに移して4℃で冷蔵庫に保存する前に、一晩水浴中に放置した。
d.透過性及びBSA除去
膜透過性及び除去試験を、7.917cmの膜面積でデッドエンド撹拌セル(Sterlitech)使用して行った。透過流量を、デジタル流量計を用いて測定した。初期の膜を、流量変化が30分間で5%未満になるまで、20psiでDI水を用いてまず圧縮した。流量データを20、15、10及び5psiの圧力下で測定した。純水透過性データを、圧力の関数として流量をプロットすることによって決定した。膜除去特性を評価するために、BSAを使用した。濃度を、UV−Vis分光光度計を用いて測定した。BSA除去を
R=1−c/c
から算出した。式中cは透過におけるBSA濃度であり、cは供給液におけるBSA濃度である。漂白剤耐性試験については、250ppmの遊離塩素、(HACH Pocket Colorimeter(商標) II塩素試験キットを用いて測定)を含有する漂白剤に1または2日間浸漬する前に、清浄な膜を上記のように圧縮した。純水透過性及びBSA除去を、初期の膜について上記のように測定した。
e.表面接触角
膜表面の接触角の測定を、キャプティブバブル法を用いてKRUSS DSA 10 ゴニオメーターで行った。この方法は、測定中に膜を濡れたままにすることができるように、液滴法の代りに選択されたが、これは、特に親水性膜に対して、より実際的な結果をもたらす。
f.フーリエ変換赤外分光(FT−IR)
FT−IRをJASCO FT/IR−5300で行った。膜サンプルを小片にカットして、測定を行う前に真空オーブン中で一晩乾燥した。
g.UV−Vis
ブランク溶媒としてのDMSOによるUV−Vis特性評価のために、Agilent 8453紫外可視分光光度計を使用した。支持されていない膜を、同じキャスティング手順で同じキャスティングポリマー溶液を用いてガラス基板上にキャストした。支持されていない膜を、後に剥離し、真空オーブン中で一晩乾燥させ、DMSOに溶解する前に乳鉢と乳棒を用いて粉末にひいた。
h.NMR特性評価
H核磁気共鳴(HNMR)特性評価を室温でBruker Avance AV300(300MHz)装置で行った。DMSO−dを溶媒として使用した。支持されていない膜の粉末も、この研究に使用した。HNMR化学シフトが、重水素化DMSO溶媒シグナルに対して報告されている。
i.細菌付着試験
細菌付着試験を、モデル微生物として大腸菌を使用して、n−Pani、Pani及びPSf膜で行った。純粋な細菌細胞培養物をLBブロス中に懸濁させて35℃で増殖させ、150rpmで振盪して、その時点で細胞を3800×gで8分間の遠心分離により回収する、中期対数期に達するまでインキュベートした。次いで、細胞を4×10細胞/mLの濃度まで、新鮮なLB培地で再懸濁した。約1cmのサンプル試片を、New Brunswick Scientific I 24 Incubator Shakerを用いて25rpmで35℃で24時間、細菌懸濁液中でインキュベートし、続いて新鮮なLB培地ですすいだ。次いで、試片を、SYTO 9及びヨウ化プロピジウム(生/死Baclight Bacterial Viability Kit L13152、Molecular Probes)に15分間浸漬して染色した。試片画像を、蛍光ランプ、赤色/緑色蛍光フィルター及び4×CCDカメラ(FVIEW−II、Soft Imaging System、USA)を備えた顕微鏡(Olympus BX51顕微鏡)を用いて撮影した。
j.BSA溶液を用いたファウリング試験
クロスフローシステムを、膜のファウリング挙動を決定するのに使用した。それぞれの支持された膜の19cmの切出しを、クロスフローセルに入れた。バランスに接続されたコンピュータは、時間による透過物の質量変化を記録し、流量をリアルタイムで監視することを可能にした。膜は流量が安定するまでDI水を用いて16psiで圧縮した。次いで、流量を、手動で操作圧力を低下させることによって68lmh(40gfd)に対して規格化した。一旦安定したら、BSAファウリングよる流量低下を観察するために、供給タンク内のDI水を1.5g/LのBSA溶液で置換した。ファウリング試験を25分間続け、続いてDI水で25分間フラッシングした。
2.一般的合成方法
a.PANIの合成
Guillenらによって記載された手順に従って合Paniを成した(Guillen,G.R.,ら(2010)J.Mater.Chem.20,4621−4628)。Paniを1MのNaOH水溶液に対して3000rpmで5分間遠心分離により脱ドープし、続いて水浴のpHが中性になるまで脱イオン(DI)水に対して透析した。60°Cでロータリーエバポレーターを使用してPaniを得た(収率=50%)。
b.N−PANIの合成
化学酸化重合により、N−Paniをそのモノマー、N−ヒドロキシエチルアニリンから重合した。モノマー及びAPSを1MのHCl水溶液に溶解した。APSの溶液を、激しく撹拌しながら室温でモノマー溶液に滴下添加した。反応を一晩進行させた。n−Paniを3000rpmで5分間遠心分離を使用して精製し、続いて水浴のpHが中性になるまで脱イオン(DI)水に対して透析した。60°C(収率=65%)でロータリーエバポレーターを使用して、透析バッグからのポリマー分散液を乾燥することにより、ポリマー粉末を得た。
3.N−PANI及びPANIの処理性
ポリマー構造における側鎖のために、n−Paniは、純粋なPaniよりも極性であり、従ってNMP、DMSO、などの極性溶媒に、より可溶性である(Chevalier,J.W.,ら(1992)Macromolecules 25,3325−3331)。さらに、Paniは、5wt%という低濃度で急速にゲル化する(スキームI)(Yang,D.及びMattes,B.R.(2002)J.Polym.Sci.Pol.Phsy.40,2702−2713)。膜をキャスティングするための十分に高い濃度を達成するために、4−MPなどの第二級アミンが使用されており、Pani溶液をゲル化から防止している(スキームII)(Yang,D.及びMattes,B.R.(1999)Synthetic Met.101,746−749;Yang,D.,ら(2002)Macromolecules 35,5304−5313)。しかし、4−MPの添加は親水性の損失をもたらす。
Paniとは異なり、n−Pani溶液は、30重量%の高濃度でもゲル化しない。n−Paniの主鎖は、その柔軟な鎖状構造をもたらす75%のベンゼノイド環(上記スキームI及びII)で構成されている。そのような柔軟性は、隣接する2つのポリマーの鎖がゲル化を引き起こすのに十分な数の水素結合を形成する可能性を低くする。さらに、窒素原子に結合した長い柔軟な側鎖は、2つの隣接するポリマー鎖が結合を形成するのに互いに十分に近づく可能性をさらに低くする。
4.膜の透過率とBSA除去
n−PANi膜は86.8lmh/bar(3.53gfd/psi)の透過率を示したが、65.8%のBSAを除去した。純粋のPANi膜は、より高い透磁率(280.4lmh/bar)を有したが、より低いBSA除去(12.9%)を有した。
250ppmの次亜塩素酸ナトリウム溶液に浸漬した後、純粋のPANi膜の透過率は280.4lmh/barから1328.4lmh/barに大幅に増加した(表1)。純粋のPANi膜のBSA除去反応も12.9%から0に有意に減少し、塩素への暴露がPANi膜を損傷させたことを示した。一方、n−PANi膜の透過率は塩素暴露時に86.9lmh/barから100.6lmh/barにほんの少し変化するが、BSA除去はほとんど変化しない。
Pani膜は、250ppmの遊離塩素に2日間浸漬された後、元の紫色から金色に変わり、塩素との特定の反応により漂白されたことを示した。さらに、Pani膜表面にクラックがあったが、これは、4−MPが膜を劣化させたためであり得る(図1)(Yang,D.及びMattes,B.R.(2002)J.Polym.Sci.Pol.Phys.40,2702−2713)。250ppmの遊離塩素に2日間浸漬された後に様々な黒点がPSf膜表面に現れ、塩素による可能な膜の劣化を示した。
5.膜の接触角
n−PANi膜は親水性であり、Pani膜の52.8±2.3°及びPSf膜の54.0±1.7°に比較して、接触角36.0±0.8°を有する(図2)。250ppmの遊離塩素に2日間浸漬された後、n−PANi膜の接触角は変化しないままであったが、Pani膜の接触角は52.8±2.3°から42.3±2.1°に減少し、さらに塩素と反応の発生及び塩素中のPaniの不安定性を示した。
6.ポリアニリン膜のFT−IR解析
FT−IRスペクトルを、ポリアニリン膜中のベンゼノイドとキノイド基を追跡するのに使用した(図3)。純粋Paniについては、キノイドピークの赤のシフトとベンゼノイドピークの青のシフトが観察される。しかし、n−Paniのキノイドとベンゼノイドピークは、250ppmの遊離塩素に2日間浸漬された後、同じ位置に留まった。Pani膜におけるベンゼノイド基対キノイド基の強度比は、0.5から1に増加したが、n−Pani膜に対するその比は本質的に変化しないままであった(表II)。理論によって拘束されることを望むものではないが、純粋なPani膜におけるキノイド強度の増加は、ベンゼノイド基は塩素によってキノイド基に酸化されていることを示唆し得る。
7.ポリアニリン膜のUV−VIS解析
UV−Visスペクトルは、300−1000 nmの試験範囲内で、n−PANi膜に対して1つの可視ピーク(ベンゼノイドピーク)及びPani膜に対して2つのピーク(ベンゼノイドとキノイドピーク)を示した(図4)。250ppmの遊離塩素に2日間浸漬された後、n−PANiは、UV−Visスペクトルにおいて変化を示さなかった。対照的に、Paniスペクトルは大幅に変化した。ベンゼノイドピークについては青のシフトが観察され、キノイドピークについては赤のシフトが観察された。キノイドピーク対ベンゼノイドピークの強度比も増加し(表III)、これはIRスペクトルのそれと一致しており、さらにベンゼノイド基が塩素によってキノイド基に酸化されているという説明を支持している。
8.ポリアニリン膜のNMR解析
n−PaniのNMRスペクトルは、ポリマー構造中のアルキル基及びヒドロキシル基は、250ppmの遊離塩素に2日間浸漬された後、変化しないことを明らかにした(図5)。純粋なPaniのNMRスペクトルは、NMP及び4−MPの両方が支持されていない膜中に残存していることを示した。塩素への曝露後、NMPピークは有意に減少した。合成されたままの膜では、NMPは水素結合を介してPaniの主鎖に結合されている(スキームIII(G.R.Guillen,B.T.Mcverry,T.P.Farrell,R.B.Kaner,及びE.M.V.Hoek,論文準備中)。理論に拘束されることを望むものではないが、ベンゼノイド基の数の減少は、NMPが付着するためのより少ない潜在的な部位が存在することを示し得る。例えば、FT−IRスペクトルにおける3000cm−1のまわりのアルキル基のピークの強度の減少も、NMP含有量の減少に起因し得る。
9.細菌付着
細菌付着試験は、n−Pani膜は、膜の表面により少ない細菌が付着したので、PaniまたはPSf膜のいずれかよりもファウリング耐性であることを示した(図6)。n−Pani膜の抗ファウリング特性は、その強化された親水性に帰することができる。一般的に、膜がより親水性である程、疎水性物質がそれに付着する可能性が低くなる(Mcverry,B.T.,ら(2013)Chem.Mater.25,3597−3602)。親水性表面「のような」水及び膜表面の水は順に疎水性物質を膜に粘着することから阻止するのに役立ち得る。
n−PANi膜は、PANi膜に比べて親水性の増加を示す36.0±0.8°の観測された接触角を示す(CA=52.8±2.3°)。膜表面に付着した大腸菌コロニーを表す緑色蛍光を有する細菌付着試験結果を図6に示す。n−PANi膜がPANi膜に比べてファウリングしにくいことは明らかである。これは、n−PANiの低い水接触角値、すなわち、より高い親水性と一致し、これは微生物と膜表面の間の望ましくない疎水性相互作用を抑制する。
10.N−PANI膜の長期耐塩素性
n−PANi膜の長期耐塩素性を、250ppmの遊離塩素溶液中へ浸漬時間を30日に延長することによって試験した。新鮮な次亜塩素酸溶液を調製し、2日毎に交換した。30日の期間の終りに、膜性能を評価した。30日後に、n−PANi膜は、108.7lmh/barの純水透過率と70.2%のBSA除去を維持し、優れた長期耐塩素性を示した。動作中に、塩素洗浄を、2−8ppmの次亜塩素酸溶液で1分間バックフラッシュするかまたは20〜400ppmの遊離塩素中に1時間浸漬するかのいずれかによって定期的に行う。塩素酸化の複合効果は時間×濃度の方法で表すことができる。15n−PANiは少なくとも180,000mgh/Lの遊離塩素暴露に耐えることができる。従って、n−PANiは、塩素劣化による故障のない水処理プラントでの長期使用のための実行可能な候補であると考えられる。
本発明の範囲または精神から逸脱することなく、本発明において様々な修正及び変形がなされ得ることは、当業者には明らかであろう。本発明の他の実施形態は、本明細書に開示された本発明の明細書及び実施を考慮すれば当業者には明らかであろう。以下の特許請求の範囲によって示される本発明の真の範囲及び精神により、本明細書及び実施例は、単なる例示としてみなされることが意図されている。
11.BSAファウリングによる流量減少と水フラッシングによる流量回復
さらに、n−PANi膜の抗ファウリング特性を、クロスフローファウリング試験を用いて調べた(図7)。10分間の安定した流量の後、供給を1.5g/L BSA溶液に切替えた。BSA溶液を使用してすぐ、膜ファウリングに起因する流量の急激な減少があった。PANi膜はファウリングのためにその初期流量の63%を失い、供給を35分後にDI水に切替え戻した場合、その初期流量の44%のみ取戻した。n−PANi膜はPANi膜よりも大きなファウリング耐性を示し、BSA溶液への暴露からその初期流量の11%を失うのみであり、DI水ですすいだ場合、その初期流量の91%を取戻す。McVerryらが同じファウリング技術を適用したポリスルホン膜上で同様の試験を行い、市販のポリスルホン膜も10分間のファウリング後に50%流量減少を伴うより大きなファウリング量を示し、DI水によるフラッシング後に62%の流量回復を示したことも注目に値する。従って、n−PANiは、効果的にファウリングを軽減するその優れた能力に起因する有望な新しい膜材料であることが証明された。
12.断面の形態と表面画像
断面の形態と表面の画像を、JEOL JSM−6701F走査型電子顕微鏡を用いて撮影した。支持されていない膜のサンプルを、断面画像化のために使用した。膜をガラス板上に支持されずにキャストされたポリマー溶液から調製し、続いて非溶媒誘起相反転を介してDI水浴中に沈殿させた。得られた支持されていない膜フィルムを剥離し、60℃で一晩真空乾燥した。膜表面の画像を、細孔サイズ及び多孔性を視覚化するために3,000倍及び100,000倍で観察した。膜形態に対する塩素ダメージを決定するために、n−PANi及びPANi膜を、乾燥前に250ppmの遊離塩素に2日間浸漬した。初期の及び塩素暴露した膜の断面と表面の画像を600倍の倍率で観察した。
膜表面のSEM画像(図8a)は、PANi膜表面に大きな細孔を示した。細孔は、以前に報告されたものに匹敵する、直径で数百ナノメートルであった。大きな細孔は、その比較的高い透過性に寄与し得るが、BSA(直径わずか8nm)除去は低くなり得る。対照的に、同じ倍率では、n−PANi膜表面は目に見える細孔がなく連続していた。100,000倍では、n−PANi膜表面(図8c)に、スリップ状の細孔を見ることができる。細孔サイズを推定するために、画像を、NIH Image Jソフトウェアを使用して黒白画像(図8d)に変換した。スリップは約10nmの幅で50nmまで長く、より高いBSA除去をもたらした。図8j中の表面SEM像は、塩素暴露が膜に引起すダメージを明瞭に示している。露出されたPANi膜は、表面に大きな欠陥を有する。

Claims (34)

  1. によって表される構造を有する化合物を重合することによって形成されるポリマーを含む濾過膜であって、
    式中nは1、2、及び3から選択され;
    式中R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−NR22a22b、−SO23、−(C=O)R24、並びにハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−SO23、及び−(C=O)R24から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;
    式中R2a及びR2bのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−NR32a32b、−SO33、−(C=O)R34、並びにハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;
    式中R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR40、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、−SO43、及び−(C=O)R44から独立して選択され;
    式中R2a、R2b、R3a、R3b、及びR3cの少なくとも1つは水素ではなく;
    式中R20、R21、R22a、R22b、R30、R31、R32a、R32b、R40、R41、R42a、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;
    式中R23及びR24のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR25、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR26a26bから独立して選択され;
    式中R25、R26a、及びR26bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;
    式中R33及びR34のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR35、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR36a36bから独立して選択され;
    式中R35、R36a、及びR36bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;
    式中R43及びR44のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR45、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR46a46bから独立して選択され;及び
    式中R45、R46a、及びR46bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから選択される、
    膜。
  2. 前記膜は支持構造体にキャストされる、請求項1に記載の膜。
  3. 前記膜は、ポリスルホン、スルホン化ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、スルホン化ポリエーテルスルホン、ポリアニリン、ポリアニリンコポリマー、ポリアクリロニトリル、ポリウレタン、セルロースアセテート、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリトリフルオロエチレン、ポリパーフルオロアルキルビニルエーテル、ポリヘキサフルオロプロピレン、セルロースアセテート、ポリウレタン、セルロースアセテート、ポリウレタン、またはそれらの混合物から選択される第2のポリマーをさらに含む、請求項1または請求項2に記載の膜。
  4. 前記膜はポリスルホンをさらに含む、請求項1または請求項2に記載の膜。
  5. 前記ポリマーは約0.1wt%〜約35wt%の量で存在する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の膜。
  6. 前記膜は約40°以下の純水平衡接触角を有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の膜。
  7. によって表される構造を含むポリマーを含む濾過膜であって、
    式中各Zは水素及び
    から独立して選択され;
    式中nは1、2、及び3から選択される整数であり;
    式中pは独立して0、0.5、または1であり;
    式中qは独立して0、0.5、または1であり;
    式中各xに対して、p+q=1であり;
    式中R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−NR22a22b、−SO23、−(C=O)R24、並びにハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−SO23、及び−(C=O)R24から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;
    式中R2a及びR2bのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−NR32a32b、−SO33、−(C=O)R34、並びにハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;
    式中R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR40、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、−SO43、及び−(C=O)R44から独立して選択され;
    式中R20、R21、R22a、R22b、R30、R31、R32a、R32b、R40、R41、R42a、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;
    式中R23及びR24のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR25、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR26a26bから独立して選択され;
    式中R25、R26a、及びR26bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;
    式中R33及びR34のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR35、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR36a36bから独立して選択され;
    式中R35、R36a、及びR36bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;
    式中R43及びR44のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR45、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR46a46bから独立して選択され;
    式中R45、R46a、及びR46bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから選択され;及び
    式中少なくとも1つのZは、式:
    によって表される構造、及び
    式中R2a、R2b、R3a、R3b、及びR3cの少なくとも1つは水素ではない、
    膜。
  8. によって表される構造を有する化合物を重合することによって形成されるポリマーであって、
    式中nは1、2、及び3から選択され;
    式中R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−NR22a22b、−SO23、−(C=O)R24、並びにハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−SO23、及び−(C=O)R24から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;
    式中R2a及びR2bのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−NR32a32b、−SO33、−(C=O)R34、並びにハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;
    式中R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR40、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、−SO43、及び−(C=O)R44から独立して選択され;
    式中R2a、R2b、R3a、R3b、及びR3cの少なくとも1つは水素ではなく;
    式中R20、R21、R22a、R22b、R30、R31、R32a、R32b、R40、R41、R42a、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;
    式中R23及びR24のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR25、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR26a26bから独立して選択され;
    式中R25、R26a、及びR26bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;
    式中R33及びR34のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR35、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR36a36bから独立して選択され;
    式中R35、R36a、及びR36bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;
    式中R43及びR44のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR45、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR46a46bから独立して選択され;及び
    式中R45、R46a、及びR46bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから選択される、
    ポリマー。
  9. nは2である、請求項8に記載のポリマー。
  10. 1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは水素である、請求項8または請求項9に記載のポリマー。
  11. 2a及びR2bのそれぞれは水素である、請求項8〜10のいずれか1項に記載のポリマー。
  12. 3a、R3bのそれぞれは水素であり、及びR3cは−OR41である、請求項8〜11のいずれか1項に記載のポリマー。
  13. 40、R41、R42a、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、水素である、請求項8〜12のいずれか1項に記載のポリマー。
  14. 43及びR44のそれぞれは、存在する場合、−OR45である、請求項8〜13のいずれか1項に記載のポリマー。
  15. 45は、存在する場合、水素である、請求項8〜14のいずれか1項に記載のポリマー。
  16. 前記ポリマーは、少なくとも0.1wt%の量で存在する式:
    で表される構造を有する化合物を重合することによって形成される少なくとも1つの残基を含む、請求項8〜15のいずれか1項に記載のポリマー。
  17. によって表される構造を含むポリマーであって、
    式中各Zは水素及び
    から独立して選択され;
    式中nは1、2、及び3から選択される整数であり;
    式中pは独立して0、0.5、または1であり;
    式中qは独立して0、0.5、または1であり;
    式中各xに対して、p+q=1であり;
    式中R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−NR22a22b、−SO23、−(C=O)R24、並びにハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−SO23、及び−(C=O)R24から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;
    式中R2a及びR2bのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−NR32a32b、−SO33、−(C=O)R34、並びにハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;
    式中R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR40、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、−SO43、及び−(C=O)R44から独立して選択され;
    式中R20、R21、R22a、R22b、R30、R31、R32a、R32b、R40、R41、R42a、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;
    式中R23及びR24のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR25、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR26a26bから独立して選択され;
    式中R25、R26a、及びR26bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;
    式中R33及びR34のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR35、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR36a36bから独立して選択され;
    式中R35、R36a、及びR36bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;
    式中R43及びR44のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR45、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR46a46bから独立して選択され;
    式中R45、R46a、及びR46bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから選択され;並びに
    式中少なくとも1つのZは、式:
    によって表される構造であり、並びに
    式中R2a、R2b、R3a、R3b、及びR3cの少なくとも1つは水素ではない、
    ポリマー。
  18. 各Zは式:
    によって表され、並びにR2a、R2b、R3a、R3b、及びR3cの少なくとも1つは水素ではない、請求項17に記載のポリマー。
  19. 濾過膜を製造する方法であって、
    前記方法は、式:
    によって表される構造を有する化合物を重合することによって形成されるポリマーを提供するステップを含み、
    式中nは1、2、及び3から選択され;
    式中R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−NR22a22b、−SO23、−(C=O)R24、並びにハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−SO23、及び−(C=O)R24から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;
    式中R2a及びR2bのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−NR32a32b、−SO33、−(C=O)R34、並びにハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;
    式中R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR40、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、−SO43、及び−(C=O)R44から独立して選択され;
    式中R2a、R2b、R3a、R3b、及びR3cの少なくとも1つは水素ではなく;
    式中R20、R21、R22a、R22b、R30、R31、R32a、R32b、R40、R41、R42a、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;
    式中R23及びR24のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR25、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR26a26bから独立して選択され;
    式中R25、R26a、及びR26bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;
    式中R33及びR34のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR35、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR36a36bから独立して選択され;
    式中R35、R36a、及びR36bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;
    式中R43及びR44のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR45、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR46a46bから独立して選択され;及び
    式中R45、R46a、及びR46bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから選択され;並びに
    前記ポリマーの溶液または懸濁液をキャストする、
    方法。
  20. 前記溶液または前記懸濁液は支持構造体にキャストされる、請求項19に記載の方法。
  21. 前記支持構造体は不織布の基布である、請求項20に記載の方法。
  22. 前記膜は、超濾過膜、ナノ濾過膜、逆浸透膜、正浸透膜、及び薄膜コーティングなしの圧力遅滞浸透膜から選択される、請求項19〜21のいずれか1項に記載の方法。
  23. 前記膜は超濾過膜である、請求項19〜21のいずれか1項に記載の方法。
  24. 前記ポリマーは溶媒溶液中にある、請求項19〜23のいずれか1項に記載の方法。
  25. 前記ポリマーは懸濁液中にある、請求項19〜23のいずれか1項に記載の方法。
  26. ポリスルホン、スルホン化ポリスルホン、ポリウレタン、セルロースアセテート、ポリエーテルスルホン、スルホン化ポリエーテルスルホン、ポリアニリン、ポリアニリンコポリマー、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリトリフルオロエチレン、ポリパーフルオロアルキルビニルエーテル、ポリヘキサフルオロプロピレン、セルロースアセテート、ポリウレタン、またはそれらの混合物から選択される第2のポリマーを溶液キャストするステップをさらに含む、請求項19〜25のいずれか1項に記載の方法。
  27. 前記膜の表面に薄膜を重合させ、それによって浸透膜を設けるステップをさらに含む、請求項19〜26のいずれか1項に記載の方法。
  28. 前記浸透膜は、逆浸透膜及び正浸透膜から選択される、請求項27に記載の方法。
  29. 濾過膜を製造する方法であって、
    前記方法は、式:
    によって表される構造を含むポリマーを提供するステップを含み、
    式中各Zは水素及び
    から独立して選択され;
    式中nは1、2、及び3から選択される整数であり;
    式中pは独立して0、0.5、または1であり;
    式中qは独立して0、0.5、または1であり;
    式中各xに対して、p+q=1であり;
    式中R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−NR22a22b、−SO23、−(C=O)R24、並びにハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−SO23、及び−(C=O)R24から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;
    式中R2a及びR2bのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−NR32a32b、−SO33、−(C=O)R34、並びにハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;
    式中R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR40、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、−SO43、及び−(C=O)R44から独立して選択され;
    式中R20、R21、R22a、R22b、R30、R31、R32a、R32b、R40、R41、R42a、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;
    式中R23及びR24のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR25、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR26a26bから独立して選択され;
    式中R25、R26a、及びR26bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;
    式中R33及びR34のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR35、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR36a36bから独立して選択され;
    式中R35、R36a、及びR36bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;
    式中R43及びR44のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR45、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR46a46bから独立して選択され;及び
    式中R45、R46a、及びR46bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから選択され;及び
    式中少なくとも1つのZは、式:
    によって表される構造であり;及び
    式中R2a、R2b、R3a、R3b、及びR3cの少なくとも1つは水素ではなく;並びに
    前記ポリマーの溶液または懸濁液をキャストする、
    方法。
  30. 水を浄化するための方法であって、前記方法は、式:
    で表される構造を有する化合物を重合することによって形成されるポリマーを含む膜を通して水を濾過するステップを含み、
    式中nは1、2、及び3から選択され;
    式中R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−NR22a22b、−SO23、−(C=O)R24、並びにハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−SO23、及び−(C=O)R24から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;
    式中R2a及びR2bのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−NR32a32b、−SO33、−(C=O)R34、並びにハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;
    式中R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR40、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、−SO43、及び−(C=O)R44から独立して選択され;
    式中R2a、R2b、R3a、R3b、及びR3cの少なくとも1つは水素ではなく;
    式中R20、R21、R22a、R22b、R30、R31、R32a、R32b、R40、R41、R42a、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;
    式中R23及びR24のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR25、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR26a26bから独立して選択され;
    式中R25、R26a、及びR26bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;
    式中R33及びR34のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR35、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR36a36bから独立して選択され;
    式中R35、R36a、及びR36bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;
    式中R43及びR44のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR45、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR46a46bから独立して選択され;及び
    式中R45、R46a、及びR46bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから選択される、
    方法。
  31. 濾過は前記水に圧力を適用することを含む、請求項30に記載の方法。
  32. 前記膜は膜の表面上に薄膜をさらに含み、前記薄膜は第3のポリマーを含み、及び濾過は逆浸透濾過である、請求項30または請求項31に記載の方法。
  33. 前記水は、少なくとも1つの溶質をさらに含む、請求項30〜32のいずれか1項に記載の方法。
  34. 水を浄化するための方法であって、
    前記方法は、式:
    によって表される構造を含むポリマーを含む膜を通して水を浄化するするステップを含み、
    式中各Zは水素及び
    から独立して選択され;
    式中nは1、2、及び3から選択される整数であり;
    式中pは独立して0、0.5、または1であり;
    式中qは独立して0、0.5、または1であり;
    式中各xに対して、p+q=1であり;
    式中R1a、R1b、R1c、及びR1dのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−NR22a22b、−SO23、−(C=O)R24、並びにハロゲン、−CN、−SR20、−OR21、−NR22a22b、−SO23、及び−(C=O)R24から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;
    式中R2a及びR2bのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−NR32a32b、−SO33、−(C=O)R34、並びにハロゲン、−CN、−SR30、−OR31、−NR32a32b、−SO33、及び−(C=O)R34から選択される0、1、2、または3個の基で置換されたC1−C3アルキルから独立して選択され;
    式中R3a、R3b、及びR3cのそれぞれは、水素、ハロゲン、−CN、−SR40、−OR41、−NR42a42b、−NR42a42b、−SO43、及び−(C=O)R44から独立して選択され;

    式中R20、R21、R22a、R22b、R30、R31、R32a、R32b、R40、R41、R42a、及びR42bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、及びC1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;
    式中R23及びR24のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR25、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR26a26bから独立して選択され;
    式中R25、R26a、及びR26bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;
    式中R33及びR34のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR35、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR36a36bから独立して選択され;
    式中R35、R36a、及びR36bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから独立して選択され;
    式中R43及びR44のそれぞれは、存在する場合、−O、−OR45、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキル、及び−NR46a46bから独立して選択され;及び
    式中R45、R46a、及びR46bのそれぞれは、存在する場合、水素、C1−C3アルキル、C1−C3モノハロアルキル、C1−C3ポリハロアルキルから選択され;及び
    式中少なくとも1つのZは、式:
    によって表される構造であり;及び
    式中R2a、R2b、R3a、R3b、及びR3cの少なくとも1つは水素ではない、
    方法。
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