JP2022525671A - 官能化ポリ(アリールエーテルスルホン)コポリマー - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2019年3月18日出願の米国仮特許出願第62/820141号に対する及び2019年6月6日出願の欧州特許出願第19178801.7号に対する優先権を主張するものであり、これらの出願の全内容は、あらゆる目的のために参照により本明細書に援用される。
- いずれの記載も、特定の実施形態に関連して記載されているとしても、本開示の他の実施形態に適用可能であり、且つ、他の実施形態と交換可能であり;
- 要素若しくは成分が、列挙された要素若しくは成分のリストに含まれる及び/又はリストから選択されると言われる場合、本出願で明確に企図される関連実施形態では、要素若しくは成分は、また、個別の列挙された要素若しくは成分のいずれか1つであることができるか、又は、また、明確にリストアップされた要素若しくは成分の任意の2つ以上からなる群から選択することができ;要素若しくは成分のリストに列挙されたいかなる要素若しくは成分も、そのようなリストから省略され得ることが理解されるべきであり;
- 端点による数値範囲の本明細書でのいかなる列挙も、列挙された範囲内に包含される全ての数並びに範囲の端点及び同等物を含む。
本発明は、側鎖官能化コポリマー(P1)に関する。このコポリマー(P1)は、少なくとも2つのタイプの繰り返し単位、すなわち、以下に記載される、式(M)の繰り返し単位(RP1)と式(N)の繰り返し単位(R*P1)とを含む。繰り返し単位(R*P1)は、
-(CH2)j-S-R2(式中、jは、3~7の間で変わる)及び/又は
-(CH2)k-CH((CH2)-CH3)-S-R2(式中、kは、0~4の間で変わる)
であることができる官能基で官能化され、
そして、R2は、
-(CH2)u-COOH(uは、1~5から選択され、好ましくは、uは、1又は2である)、
-(CH2)k-OH(kは、1~5から選択され、好ましくは、kは、1又は2である)、
-(CH2)p-NRaRb(pは、1~5から選択され、a及びbは、独立してC1~C6アルキル又はHであり、但し、Ra及びRbは、両方ともCH3であることができるわけでないことを条件とし;好ましくは-NRaRbは、-NH2であり、好ましくは、pは、1又は2である)、
-(CH2)q-SO3Na(qは、1~5から選択され、好ましくは、qは、1、2又は3である)、
-(CH2)a-COCH3(aは、0~10から選択される)、
-(CH2)r-Si(OCH3)3(rは、1~5から選択され、好ましくは、rは、1、2又は3である)、
-(CH2)s-(CF2)t-CF3(sは、1~5、好ましくは1又は2から選択され、tは、1~10、好ましくは5~9から選択される)、
-CO-Rc(Rcは、C1~C6アルキル又はH、好ましくはHである)、
-(CH2)v-CH3(vは、5~30から選択され、好ましくは、vは、8~20から選択される)、並びに
-(CH2)w-Ar(wは、1~10から選択され、Arは、1つ又は2つの芳香族又はヘテロ芳香族環、例えば1つ又は2つのベンゼン環を含む)
からなる群から独立して選択される。
- 式(M):
の繰り返し単位(RP1)、
- 式(N):
の繰り返し単位(R*P1)
[式中、
- 各R1は、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリ又はアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリ又はアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミン及び第四級アンモニウムからなる群から独立して選択され;
- 各iは、0~4から独立して選択され;
- Tは、結合、-CH2-;-O-;-SO2-;-S-;-C(O)-;-C(CH3)2-;-C(CF3)2-;-C(=CCl2)-;-C(CH3)(CH2CH2COOH)-;-N=N-;-RaC=CRb-(ここで、各Ra及びRbは、互いに独立して、水素又はC1~C12アルキル、C1~C12アルコキシ、又はC6~C18アリール基である);-(CH2)m-及び-(CF2)m-(mは、1~6の整数である);6個以下の炭素原子の、線状若しくは分岐の、脂肪族二価基;並びにそれらの組み合わせからなる群から選択され;
- GNは、次式:
の少なくとも1つからなる群から選択され;
- 各kは、0~4から独立して選択され;
- 各jは、3~7から独立して選択され;
- 各R2は、
-(CH2)u-COOH(uは、1~5から選択される)、
-(CH2)k-OH(kは、1~5から選択される)、
-(CH2)p-NRaRb(pは、1~5から選択され、a及びbは、独立して、C1~C6アルキル又はHであり、但し、Ra及びRbは、両方ともCH3であることができないことを条件とする)、
-(CH2)q-SO3Na(qは、1~5から選択される)、
-(CH2)a-COCH3(aは、0~10から選択される)、
-(CH2)r-Si(OCH3)3(rは、1~5から選択される)、
-(CH2)s-(CF2)t-CF3(sは、1~5から選択され、tは、1~10から選択される)、
-CO-Rc(Rcは、C1~C6アルキル又はH、好ましくはHである)、
-(CH2)v-CH3(vは、5~30から選択される)、並びに
-(CH2)w-Ar(wは、1~10から選択され、Arは、1~10の1つ又は2つの芳香族又はヘテロ芳香族環、例えば1つ又は2つのベンゼン環を含む)
からなる群から独立して選択される]
を含む。
- 繰り返し単位(R*P1)[ここで、基GNは、式(GN1)に従い、繰り返し単位(R*P1)の好ましくは少なくとも25モル%、より好ましくは少なくとも30モル%、さらにいっそう好ましくは35モル%は、基GNが式(GN1)に従うようなものである];
- 繰り返し単位(R*P1)[ここで、基GNは、式(GN1)及び(GN6)に従い、繰り返し単位(R*P1)の好ましくは少なくとも35モル%、より好ましくは少なくとも40モル%、さらにいっそう好ましくは45モル%は、基GNが、式(GN1)及び(GN6)に従うようなものである];又は
- 少なくとも繰り返し単位(R*P1)[ここで、基GNは、式(GN1)、(GN4)及び(GN6)に従い、繰り返し単位(R*P1)の好ましくは少なくとも50モル%、より好ましくは少なくとも60モル%、さらにいっそう好ましくは70モル%、80モル%若しくは90モル%は、基GNが、式(GN1)及び(GN6)に従うようなものである]
を含むようなものである。
-CH2-COOH、
-(CH2)2-OH、
-(CH2)2-NH2、
-(CH2)3-SO3Na、
-(CH2)3-Si(OCH3)3、
-(CH2)2-(CF2)7-CF3、
-C=O-H、
-(CH2)9-CH3、及び
-CH2-Ph(Phは、ベンゼンである)からなる群から独立して選択されるようなものである。
コポリマー(P1)は、様々な化学的方法によって、とりわけフリーラジカル-熱反応によって、フリーラジカル-UV反応によって、塩基-触媒反応によって又は求核触媒反応によって調製することができる。
-(CH2)u-COOH(uは、1~5から選択され、好ましくは、uは、1又は2である)、
-(CH2)k-OH(kは、1~5から選択され、好ましくは、kは、1又は2である)、
-(CH2)p-NRaRb、(pは、1~5から選択され、a及びbは、独立して、C1~C6アルキル又はHであり、但し、Ra及びRbは、両方ともCH3であることができないことを条件とし;pは、好ましくは1又は2であり、Ra及びRbは、好ましくはCH3又はHである)、
-(CH2)q-SO3Na(qは、1~5から選択され、好ましくは、qは、1、2又は3である)、
-(CH2)a-COCH3(aは、0~10から選択される)、
-(CH2)r-Si(OCH3)3(rは、1~5から選択され、好ましくは、rは、1、2又は3である)、
-(CH2)s-(CF2)t-CF3(sは、1~5、好ましくは1又は2から選択され、tは、1~10、好ましくは5~9から選択される)、
-CO-Rc(Rcは、C1~C6アルキル又はH、好ましくはHである)、
-(CH2)v-CH3(vは、5~30から選択され、好ましくは、vは、8~20から選択される)、並びに
-(CH2)w-Ar(wは、1~10から選択され、Arは、1つ又は2つの芳香族又はヘテロ芳香族環、例えば1つ又は2つのベンゼン環を含む)
からなる群から独立して選択される。
- 式(M):
の繰り返し単位(RP0)
- 式(P):
の繰り返し単位(R*P0)
[式中、
- 各R1は、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリ又はアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリ又はアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミン及び第四級アンモニウムからなる群から独立して選択され;
- 各iは、0~4から独立して選択され;
- Tは、結合、-CH2-;-O-;-SO2-;-S-;-C(O)-;-C(CH3)2-;-C(CF3)2-;-C(=CCl2)-;-C(CH3)(CH2CH2COOH)-;-N=N-;-RaC=CRb(ここで、各Ra及びRbは、互いに独立して、水素又はC1~C12アルキル、C1~C12アルコキシ、又はC6~C18アリール基である);-(CH2)m-及び-(CF2)m-(mは、1~6の整数である);6個以下の炭素原子の、線状若しくは分岐の、脂肪族二価基;並びにそれらの組み合わせからなる群から選択され;
- GPは、次式:
の少なくとも1つからなる群から選択され;
- 各kは、0~4から独立して選択される]
を含む。
-CH2-COOH、
-(CH2)2-OH、
-(CH2)2-NH2、
-(CH2)3-SO3Na、
-(CH2)3-Si(OCH3)3、
-(CH2)2-(CF2)7-CF3、
-C=O-H、
-(CH2)9-CH3、及び
-CH2-Ph(Phは、ベンゼンである)、からなる群から独立して選択されるようなものである。
- 少なくとも1種のフリーラジカル開始剤、好ましくは2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオニトリル)(AIBN)、並びに/又は
- 過酸化物及びヒドロペルオキシドから好ましくは選択される、少なくとも1種の触媒
の存在下で実施され得る。
いくつかの実施形態では、本発明の方法において使用されるアリル/ビニレン-官能化コポリマー(P0)は、少なくとも1種の芳香族ジヒドロキシモノマー(a1)と、少なくとも2つのハロゲン置換基を含む少なくとも1種の芳香族スルホンモノマー(a2)及び少なくとも1種のアリル置換芳香族ジヒドロキシモノマー(a3)との縮合によって調製されている。
本発明のコポリマー(P1)は、機能性膜の調製に使用され得る。例えば、これらの膜は、疎水性の、親水性の、生体標識される、例えば蛍光タグ付きの膜であり得る。
Solvay Speciality Polymersから入手可能な、DCDPS(4,4’-ジクロロジフェニルスルホン)
Covestro,U.S.A.から入手可能な、BPA(ビスフェノールA)
BP(ビフェノール)、本州化学、日本から入手可能なポリマーグレード
Sigma-Aldrich,U.S.A.から入手可能な、daBPA(2,2’-ジアリルビスフェノール)
Armand productsから入手可能な、K2CO3(炭酸カリウム)
Solvay S.A.,Franceから入手可能な、NaHCO3(重炭酸ナトリウム)
Sigma-Aldrich,U.S.A.から入手可能な、NMP(2-メチルピロリドン)、
Sigma-Aldrich,U.S.A.から入手可能な、MCB(メチルクロロベンゼン)
Sigma-Aldrich,U.S.A.から入手可能な、DMSO(ジメチルスルホキシド)
Sigma-Aldrich,U.S.A.から入手可能な、DCM(ジクロロメタン)
Sigma-Aldrich,U.S.A.から入手可能な、AIBN(アゾビスイソブチロニトリル)
Sigma-Aldrich,U.S.A.から入手可能な、メルカプトエタノール(HSCH2CH2OH)
Sigma-Aldrich,U.S.A.から入手可能な、チオグリコール酸(HS-CH2-COOH)
Sigma-Aldrich,U.S.A.から入手可能な、ベンジルメルカプタン、1-デカンチオール、1H,1H,2H,2H-パーフルオロ-1-デカンチオール及びシステアミン塩酸塩
Hunstmanから入手可能な、Jeffamine(登録商標)M-2095
Sigma-Aldrich,U.S.A.から入手可能な、DPA、2,2-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン
GPC-分子量(Mn、Mw)
分子量は、移動相として塩化メチレンを使用して、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって測定した。Agilent Technologies製のガードカラム付きの2本の5μ混合Dカラムを分離のために使用した。クロマトグラムを得るために254nmの紫外線検出器を用いた。1.5ml/分の流量及び移動相中の0.2w/v%溶液の20μLの注入量を選択した。較正は、12の狭い分子量のポリスチレン標準(ピーク分子量範囲:371,000~580g/mol)を使って行った。数平均分子量Mn、重量平均分子量Mw、より高い平均分子量Mzを報告した。
TGA実験は、TA Instrument TGA Q500を用いて実施した。TGA測定値は、窒素下でサンプルを10℃/分の加熱速度で20℃から800℃まで加熱することによって得た。
1H NMRスペクトルは、重水素化溶媒としてTCE又はDMSOを使って400MHz Bruker分光計を用いて測定した。全てのスペクトルは、溶媒中の残存プロトンを基準とする。
存在する場合-ガラス転移温度(Tg)及び融点(Tm)を測定するためにDSCを用いた。DSC実験は、TA Instrument Q100を用いて実施した。DSC曲線は、20℃/分の加熱及び冷却速度で25℃~320℃間でサンプルを加熱する、冷却する、再加熱する、及び次いで再冷却することによって記録した。全てのDSC測定値は、窒素パージ下で取った。報告されるTg及びTm値は、特に明記しない限り2回目の加熱曲線を使用して規定した。
フィルムの接触角は、ASTM D5946-09に従ってKRUESS EASYDROP機器を用いて測定した。
官能化PPSUポリマー(P0-A)をスキーム1に従って調製した。
GPC:Mn=10,948g/mol、Mw=37,123g/mol、PDI=3.39
TGA:474℃
DSC:175℃
1H NMR:不飽和基の存在は、ポリマー中の2,2’-ジアリルBPAモノマーの組み込みを示す6.1~6.4ppmの多重項の出現によって確認された。
官能化PPSUポリマー(P0-B)をスキーム2に従って調製した。
GPC:Mn=26430g/mol、Mw=126547g/mol、PDI=4.78
TGA:493℃
DSC:199℃
1H NMR:
不飽和基の存在は、ポリマー中の2,2’-ジアリルBPAモノマーの組み込みを示す6.2~6.4ppmの多重項の出現によって確認された。
官能化PESポリマー(P0-C)をスキーム3に従って調製した。
GPC:Mw=29,997g/mol、Mn=12,042g/mol、PDI=2.49
TGA:415℃
DSC:Tg=214℃
1H NMR:不飽和基の存在は、ポリマー中の2,2’-ジアリルBPAモノマーの組み込みを示す6.1~6.4ppmの多重項の出現によって確認された。
一般手順:
上記のI.(スキーム1)に従って調製された50gのアリル/ビニレン-変性コポリマー(P0-A)を、60~70℃の温度で200gのNMPに溶解させる。次いで、式(I)の化合物を反応容器に添加し、撹拌する。次いで、フリーラジカル開始剤を反応容器に添加し、N2下で6~12時間撹拌する。温度を6~12時間70℃に維持する。次いで、反応混合物をメタノール中で凝固させ、110℃で乾燥させる。
官能化PSUポリマー(P1-A)を、スキーム4に従い、35.34gのメルカプトエタノール(HSCH2CH2OH)及び2.45gのAIBNを使って上記の一般的な手順に従って調製した。
特性評価
GPC:Mw=121,318g/mol、Mn=18,756g/mol、PDI=6.47
DSC:Tg=160℃
TGA:376℃(この単一ピークは、遊離メルカプトエタノールの不在を示す)。
1H NMR:ヒドロキシル官能化は、6.2ppmのオレフィンプロトンシグナルの完全な不在と、-CH2CH2OH基の存在を示す3.5ppm及び2.6ppmの2つの三重項の出現によって検出された。
ヒドロキシル官能化の定量は、ヒドロキシル基を滴定することによって分析した。ヒドロキシル含有量:750ueq/g。
官能化PSUポリマー(P1-B)を、スキーム5に従い、41.67gのチオグリコール酸(HS-CH2-COOH)及び2.45gのAIBNを使って一般的な手順に従って調製した。
DSC:Tg=156℃
TGA:371℃
1H NMR:カルボキシル官能化は、6.2ppmのオレフィンプロトンシグナルの完全な不在と、約3ppmの新しい一重項の出現とによって検出された。
カルボン酸官能化の定量は、酸基を滴定することによって分析した。
カルボン酸含有量:971ueq/g
カルボン酸含有量:133ueq/g
官能化PSUポリマー(P1-C)を、スキーム7に従い、100gのDMSO中の51.39gのシステアミン塩酸塩(HSCH2CH2NH2・HCl)、38gの重炭酸ナトリウムと2.45gのAIBNとを使って一般的な手順に従って調製した。
GPC:Mw=49,116g/mol、Mn=8506g/mol、PDI=5.77DSC:175℃
TGA:427℃
1H NMR:アミノ官能化は、6.2ppmのオレフィンプロトンシグナルの完全な不在と、コポリマーP0-Aに存在しない2.18ppmの三重項の出現とによって検出された。
アミン官能化の定量は、アミン基を滴定することによって分析した。
アミン含有量:1180ueq/g
1H NMR:テトラメチルアンモニウム基に対応する2.85ppmの大きい単一ピークが観察された。
GPC:Mw:26474g/mol、Mn:11367g/mol、PDI:2.33.
FTIR:出発ポリマーに不在であり、第四級アンモニウム側鎖に帰することできる強い単一シグナル約1684cm-1が見られる。
DSC:Tg=140℃
官能化PSUポリマー(P1-D)を、スキーム9に従い、40.27gのナトリウムチオプロパンスルホネート、80gのDMSO及び1.5gのAIBNを使って一般的な手順に従って調製した。
GPC:Mw=55,134g/mol、Mn=27,484g/mol、PDI=2.01
DSC:161.95℃
1H NMR:官能化は、6.2ppmのオレフィンプロトンシグナルの完全な不在と、-CH2CH2CH2SO3Na基の存在を示す1.6ppmのひずんだ六重項の出現とによって検出された。
結果として生じたコポリマーは、水溶性ではない親コポリマーP0-Aへの高極性ナトリウムスルホネート側基の共有結合を示す、水溶性であった。
官能化PSUポリマー(P1-E)を、以下の手順に従って調製した:上記のI.に従って調製された10gのアリル/ビニレン-変性コポリマー(P0-A)を、70℃の温度で40gのNMPに溶解させる。次いで、13gのデカンチオールを反応容器に添加し、撹拌する。次いで、100mgのフリーラジカル開始剤を反応容器に添加し、N2下で6~12時間撹拌する。温度を6~12時間70℃に維持する。次いで、反応混合物をメタノール中で凝固させ、110℃で乾燥させる。スキーム10。
TGA:373℃
DSC:106℃
GPC:Mw:100,652g/mol、Mn:1,8902g/mol、PDI:5.3
1H NMR:0.9ppmのひずんだ三重項及び1.3ppmの大きいアルキルシグナル、並び親コポリマーに存在するアルケンシグナルの完全な消失。
官能化PSUコポリマー(P1-F)を、以下の手順に従って調製した:上記のI.に従って調製された48gのアリル/ビニレン-変性コポリマー(P0-A、濾過されていない)を、70℃の温度で50gのDMAccに溶解させる。次いで、25gの1H,1H,2H,2H-パーフルオロ-1-デカンチオールを反応容器に添加し、撹拌する。次いで、1.64gのフリーラジカル開始剤(AIBN)を反応容器に添加し、N2下で6~12時間撹拌する。温度を6~12時間70℃に維持する。次いで、反応混合物をメタノール中で凝固させ、溶媒で繰り返し洗浄して過剰のチオールを除去し、110℃で乾燥させる。
DSC:このコポリマーのDSCは、2つの異なった熱転移-たぶんフッ素化側鎖に帰することができる77℃の1つ及び主鎖ポリスルホン骨格に帰せられる140℃の他のものでユニークであった。
FTIR:1204cm-1の強いバンドは、親ポリマーに不在であるフルオロカーボンの証拠である。
次いで、コポリマーをフィルムへキャストし、表面接触角を測定した。コポリマー(P1-F)についての接触角は、Θ=125.5°に等しく、その一方で、コポリマー(P0-A)についての接触角はΘ=81°に等しく等しい、フッ素化側鎖の存在がポリマーの表面特性に影響を及ぼすことを示した。
官能化PSUポリマー(P1-F)を、以下の手順に従って調製した:上記のI.に従って調製された8.3gのアリル/ビニレン-変性コポリマー(P0-A)を、70℃の温度で41.7gのNMPに溶解させる。次いで、9gのベンジルメルカプタンを反応容器に添加し、撹拌する。次いで、0.4gのフリーラジカル開始剤を反応容器に添加し、N2下で6~12時間撹拌する。温度を6~12時間70℃に維持する。次いで、反応混合物をメタノール中で凝固させ、110℃で乾燥させる。
GPC:Mw=142,528g/mol、Mn=20,868g/mol、PDI:6.83
DSC:106.4℃
H NMR:NMRスペクトルは、3.66ppmにベンジルメルカプタン残基の大きい一重項-CH2-Sと、親コポリマーに存在するアルケンプロトンシグナルの完全な消失とを示した。
官能化PSUポリマー(P1-A)を、スキーム11に従って、一段階で調製した。
NMP中
GPC:Mw:40247g/mol、Mn:8,101g/mol、PDI:4.97.
ヒドロキシル末端基:291±40ueg/g
GPC:Mw:8956g/mol、Mn:5,261g/mol、PDI:5.88.
ヒドロキシル末端基:683ueq/g
OH-官能化PSUコポリマー(P1-A)の調製
官能化PSUポリマー(P1-A)を、スキーム12に従い、35.34gのメルカプトエタノール(HSCH2CH2OH)及び2.45gのジイソプロピルアミンを使って一般的な手順に従って調製した。
- 式(M):
の繰り返し単位(RP1)、
- 式(N):
の繰り返し単位(R*P1)
[式中、
- 各R1は、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリ又はアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリ又はアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミン及び第四級アンモニウムからなる群から独立して選択され;
- 各iは、0~4から独立して選択され;
- Tは、結合、-CH2-;-O-;-SO2-;-S-;-C(O)-;-C(CH3)2-;-C(CF3)2-;-C(=CCl2)-;-C(CH3)(CH2CH2COOH)-;-N=N-;-RaC=CRb-(ここで、各Ra及びRbは、互いに独立して、水素又はC1~C12アルキル、C1~C12アルコキシ、又はC6~C18アリール基である);-(CH2)m-及び-(CF2)m-(mは、1~6の整数である);6個以下の炭素原子の、線状若しくは分岐の、脂肪族二価基;並びにそれらの組み合わせからなる群から選択され;
- GNは、次式:
の少なくとも1つからなる群から選択され;
- 各kは、0~4から独立して選択され;
- 各jは、3~7から独立して選択され;
- 各R2は、
-(CH2)u-COOH(uは、1~5から選択される)、
-(CH2)k-OH(kは、1~5から選択される)、
-(CH2)p-NRaRb(pは、1~5から選択され、a及びbは、独立して、C1~C6アルキル又はHであり、但し、Ra及びRbは、両方ともCH3であることができないことを条件とする)、
-(CH2)q-SO3Na(qは、1~5から選択される)、
-(CH2)a-COCH3(aは、0~10から選択される)、
-(CH2)r-Si(OCH3)3(rは、1~5から選択される)、
-(CH2)s-(CF2)t-CF3(sは、1~5から選択され、tは、1~10から選択される)、
-CO-Rc(Rcは、C1~C6アルキル又はH、好ましくはHである)、
-(CH2)v-CH3(vは、5~30から選択される)、並びに
-(CH2)w-Ar(wは、1~10から選択され、Arは、1つ又は2つの芳香族又はヘテロ芳香族環、例えば1つ又は2つのベンゼン環を含む)
からなる群から独立して選択される]
を含む。
Claims (16)
- - 式(M):
の繰り返し単位(RP1)、
- 式(N):
の繰り返し単位(R*P1)
[式中、
- 各R1は、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリ又はアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリ又はアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミン及び第四級アンモニウムからなる群から独立して選択され;
- 各iは、0~4から独立して選択され;
- Tは、結合、-CH2-;-O-;-SO2-;-S-;-C(O)-;-C(CH3)2-;-C(CF3)2-;-C(=CCl2)-;-C(CH3)(CH2CH2COOH)-;-N=N-;-RaC=CRb-(ここで、各Ra及びRbは、互いに独立して、水素又はC1~C12アルキル、C1~C12アルコキシ、又はC6~C18アリール基である);-(CH2)m-及び-(CF2)m-(mは、1~6の整数である);6個以下の炭素原子の、線状若しくは分岐の、脂肪族二価基;並びにそれらの組み合わせからなる群から選択され;
- GNは、次式:
の少なくとも1つからなる群から選択され;
- 各kは、0~4から独立して選択され;
- 各jは、3~7から独立して選択され;
- 各R2は、
-(CH2)u-COOH(uは、1~5から選択される)、
-(CH2)k-OH(kは、1~5から選択される)、
-(CH2)p-NRaRb(pは、1~5から選択され、a及びbは、独立して、C1~C6アルキル又はHであり、但し、Ra及びRbは、両方ともCH3であることができないことを条件とする)、
-(CH2)q-SO3Na(qは、1~5から選択される)、
-(CH2)a-COCH3(aは、0~10から選択される)、
-(CH2)r-Si(OCH3)3(rは、1~5から選択される)、
-(CH2)s-(CF2)t-CF3(sは、1~5から選択され、tは、1~10から選択される)、
-CO-Rc(Rcは、C1~C6アルキル又はH、好ましくはHである)、
-(CH2)v-CH3(vは、5~30から選択される)、及び
-(CH2)w-Ar(wは、1~10から選択され、Arは、1~10の1つ又は2つの芳香族又はヘテロ芳香族環を含む)
からなる群から独立して選択される]
を含むコポリマー(P1)。 - 繰り返し単位(RP1)中のTは、結合、-SO2-及び-C(CH3)2-からなる群から選択される、請求項1に記載のコポリマー(P1)。
- iは、繰り返し単位(RP1)及び繰り返し単位(R*P1)の各R1についてゼロである、請求項1~2のいずれか一項に記載のコポリマー(P1)。
- 繰り返し単位(R*P1)においてkは0であり、jは3である、請求項1~3のいずれか一項に記載のコポリマー(P1)。
- 繰り返し単位(RP1)/繰り返し単位(R*P1)のモル比は、0.01/100~100/0.01、好ましくは1/100~100/1、より好ましくは1/1~10/1の間で変わる、請求項1~4のいずれか1項に記載のコポリマー(P1)。
- 式(GN1)、(GN2)、(GN3)、(GN4)、(GN5)又は(GN6)中のR2は、
-CH2-COOH、
-(CH2)2-OH、
-(CH2)2-NH2、
-(CH2)3-SO3Na、
-(CH2)3-Si(OCH3)3、
-(CH2)2-(CF2)7-CF3、
-C=O-H、
-(CH2)9-CH3、
-CH2-Ph(Phは、ベンゼンである)
からなる群から独立して選択される、請求項1~6のいずれか一項に記載のコポリマー(P1)。 - 前記コポリマー(P1)中の総モル数を基準として、合計で少なくとも50モル%の繰り返し単位(RP1)及び(R*P1)を含む、請求項1~7のいずれか一項に記載のコポリマー(P1)。
- 溶媒中で:
- 式(M):
の繰り返し単位(RP0)、
- 式(P):
の繰り返し単位(R*P0)
[式中、
- 各R1は、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリ又はアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリ又はアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミン及び第四級アンモニウムからなる群から独立して選択され;
- 各iは、0~4から独立して選択され;
- Tは、結合、-CH2-;-O-;-SO2-;-S-;-C(O)-;-C(CH3)2-;-C(CF3)2-;-C(=CCl2)-;-C(CH3)(CH2CH2COOH)-;-N=N-;-RaC=CRb-(ここで、各Ra及びRbは、互いに独立して、水素又はC1~C12アルキル、C1~C12アルコキシ、又はC6~C18アリール基である);-(CH2)m-及び-(CF2)m-(mは、1~6の整数である);6個以下の炭素原子の、線状若しくは分岐の、脂肪族二価基;並びにそれらの組み合わせからなる群から選択され、
- GPは、次式:
の少なくとも1つからなる群から選択され、
- 各kは、0~4から独立して選択される]
を含むコポリマー(P0)を、式(I):R2-SH
[式中、R2は、
-(CH2)u-COOH(uは、1~5から選択される)、
-(CH2)k-OH(kは、1~5から選択される)、
-(CH2)p-NRaRb(pは、1~5から選択され、a及びbは、独立してC1~C6アルキル又はHであり、但し、Ra及びRbは、両方ともCH3であることができないことを条件とする)、
-(CH2)q-SO3Na(qは、1~5から選択される)、
-(CH2)a-COCH3(aは、0~10から選択される)
-(CH2)r-Si(OCH3)3(rは、1~5から選択される)、
-(CH2)s-(CF2)t-CF3(sは、1~5から選択され、tは、1~10から選択される)、
-CO-Rc(Rcは、C1~C6アルキル又はHである)、
-(CH2)v-CH3(vは、5~30から選択される)、並びに
-(CH2)w-Ar(wは、1~10から選択され、Arは、1~10の1つ又は2つの芳香族又はヘテロ芳香族環を含む1~10のArを含む)からなる群から選択される]
の化合物と、10℃~300℃の範囲の温度で反応させる工程を含むコポリマー(P1)の調製方法であって、化合物(I)/ポリマー(P0)のモル比が0.01/100~100/0.01の間で変わる方法。 - N-メチルピロリドン(NMP)、N-ブチルピロリドン(NBP)、N-エチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAC)、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、テトラヒドロフラン(THF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、クロロベンゼン、アニソール、クロロホルム、ジクロロメタン(DCM)及びスルホランからなる群から選択される溶媒中で実施される、請求項9に記載の方法。
- 下記:
- 少なくとも1種のフリーラジカル開始剤、好ましくは2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオニトリル)(AIBN)、並びに/又は
- 過酸化物及びヒドロペルオキシドから好ましくは選択される、少なくとも1種の触媒
の存在下で実施される、請求項9~10のいずれか一項に記載の方法。 - 例えば、N-エチル-N-(プロパン-2-イル)プロパン-2-アミン(ヒューニッヒ塩基)、トリエチルアミン(TEA)及びピリジンからなる群から選択される、塩基の存在下で実施される、請求項9~11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記反応混合物を、300nm~600nm、好ましくは350nm~450nmの範囲の、より好ましくは365nmの波長のUV光に露光することによって実施される、請求項9~10のいずれか一項に記載の方法。
- 官能化PAESコポリマー(P0)は、前記コポリマー(P0)中の総モル数を基準として、合計で少なくとも50モル%の繰り返し単位(RP0)及び(R*P0)を含む、請求項9~13のいずれか一項に記載の方法。
- 官能化PAESコポリマー(P0)は、少なくとも1種の芳香族ジヒドロキシモノマー(a1)と、少なくとも2個のハロゲン置換基を有する少なくとも1種の芳香族スルホンモノマー(a2)及び少なくとも1種のアリル置換芳香族ジヒドロキシモノマー(a3)との縮合によって調製される、請求項9~13のいずれか一項に記載の方法。
- 膜、複合材料又はコーティングの調製での、請求項1~8のいずれか一項に記載のコポリマーの使用。
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