JP5806409B2 - Active polymer filter containing pendant dioxirane - Google Patents

Active polymer filter containing pendant dioxirane Download PDF

Info

Publication number
JP5806409B2
JP5806409B2 JP2014534528A JP2014534528A JP5806409B2 JP 5806409 B2 JP5806409 B2 JP 5806409B2 JP 2014534528 A JP2014534528 A JP 2014534528A JP 2014534528 A JP2014534528 A JP 2014534528A JP 5806409 B2 JP5806409 B2 JP 5806409B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polymer
filter
group
dioxirane
peroxymonosulfate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2014534528A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2014530921A (en
Inventor
スヨング,エンジェル
アンダーソン,クレイグ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Empire Technology Development LLC
Original Assignee
Empire Technology Development LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Empire Technology Development LLC filed Critical Empire Technology Development LLC
Publication of JP2014530921A publication Critical patent/JP2014530921A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5806409B2 publication Critical patent/JP5806409B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/02Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/26Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/32Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from polyamines and polycarboxylic acids from aromatic diamines and aromatic dicarboxylic acids with both amino and carboxylic groups aromatically bound
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/06Oxidation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/02Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/08Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from amino-carboxylic acids
    • C08G69/14Lactams
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/48Polymers modified by chemical after-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/02Polyamines

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Epoxy Compounds (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
  • Other Resins Obtained By Reactions Not Involving Carbon-To-Carbon Unsaturated Bonds (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)

Description

本技術は、気体および液体浄化のための活性化学フィルター用化合物に関する。   The present technology relates to active chemical filter compounds for gas and liquid purification.

以下の記載は、読者の理解に役立つように提供する。提供する情報または引用する参考文献はいずれも、本技術に対する先行技術であることを認めるものではない。   The following is provided to help readers understand. None of the information provided or references cited is admitted to be prior art to the present technology.

信頼性があり、有効でかつ低コストの、閉鎖空間における空気処理システムに対して世界中で需要が増加している。空気の汚染物質としては、揮発性有機化合物(VOC)、無機/有機粒子および細菌、菌(かび)などの生物学的粒子ならびにさまざまなその他の生物学的汚染物質(ウイルスを含む)が挙げられる。空気を浄化するために多くのろ過方策が存在するが、さまざまな欠点に悩まされている。   There is an increasing worldwide demand for reliable, efficient and low cost air treatment systems in enclosed spaces. Air pollutants include volatile organic compounds (VOC), inorganic / organic particles and biological particles such as bacteria, fungi, and various other biological contaminants, including viruses. . There are many filtration strategies to purify the air, but it suffers from various drawbacks.

物理的なろ過方策は、大半の粒子を除去するが、VOCに対してはあまり効果がない。これは、微生物の繁殖場所にもなる場合があり、これが、フィルターを通過する空気の流速を損なう。   Physical filtration strategies remove most of the particles but are less effective against VOCs. This can also be a breeding place for microorganisms, which impairs the flow rate of air through the filter.

静電気的ろ過方策は、基本的な物理的ろ過について改善し、空気の流れをさらに制限することがない。しかしながら、フィルターを帯電させるためにエネルギーが必要とされる。重要なことに、静電気的ろ過方策は、VOCには対応せず、細菌も死滅させない。したがって、これは、微生物の繁殖場所になる場合がある。   The electrostatic filtration strategy improves on basic physical filtration and does not further restrict the air flow. However, energy is required to charge the filter. Importantly, electrostatic filtration strategies do not address VOCs and do not kill bacteria. This can therefore be a breeding place for microorganisms.

光化学的フィルターは、一重項酸素を生成するための薬剤として一般にTiOを含み、これにより、微生物を死滅させることができる。一般に有効で、TiOの有効期間は長いにもかかわらず、フィルターの活性種、例えば、一重項酸素の有効期間は極めて短い。さらに、有利なTiOの反応速度は、わずかな表面に制限される。 Photochemical filters generally contain TiO 2 as an agent for generating singlet oxygen, which can kill microorganisms. Although generally effective and the effective period of TiO 2 is long, the effective period of active species of the filter, such as singlet oxygen, is very short. Furthermore, the advantageous TiO 2 reaction rate is limited to a few surfaces.

活性化学的ろ過は有効であるが、有効期間が短過ぎる場合もある。さらに、フィルターは、高価でありかつ/または交換もしくはリチャージが厄介であり得る。その他の問題は、活性化学物質が健康上有害であり得ること(例えば、オゾン)、および/または極めて遅い反応速度(例えば、ペルオキシモノサルフェート)である。   Active chemical filtration is effective, but the shelf life may be too short. Furthermore, the filters can be expensive and / or cumbersome to replace or recharge. Other problems are that the active chemicals can be harmful to health (eg, ozone) and / or very slow reaction rates (eg, peroxymonosulfate).

本技術は、微生物およびVOCに対して反応性であり、そうした物質を酸化させて死滅させるかまたは無害なものにすることができる、ペンダントジオキシラン部分を有するポリマーを提供する。これは、汚染された流体、すなわち、気体または液体が通過する可能性のあるフィルター中に本ポリマーを配置することによって達成される。流体がフィルターを通過するときに、汚染物質の少なくとも一部はペンダントジオキシラン部分によって酸化され得、これにより、流体を浄化し、流体中に存在する汚染物質の量を低減または除去することができる。   The present technology provides polymers with pendant dioxirane moieties that are reactive to microorganisms and VOCs and that can oxidize and kill such materials. This is accomplished by placing the polymer in a filter through which contaminated fluids, ie gases or liquids, can pass. As the fluid passes through the filter, at least some of the contaminants can be oxidized by the pendant dioxirane moiety, thereby purifying the fluid and reducing or eliminating the amount of contaminants present in the fluid. .

一態様において、ポリマーは、ペンダントジオキシラン部分を含む。さまざまな実施形態において、ペンダントジオキシラン部分は、一般に式Iまたは式IIによって表わされる。   In one embodiment, the polymer includes pendant dioxirane moieties. In various embodiments, the pendant dioxirane moiety is generally represented by Formula I or Formula II.

Figure 0005806409
Figure 0005806409

式Iにおいて、ペンダントジオキシランは、ポリマーの骨格を外れて延びる側鎖の一部であることができる。式IIにおいて、ペンダントジオキシランは、ポリマーの骨格の一部であることができる。上記式Iにおいて、Rは、結合(すなわち、存在しない)、アルキレン、ペルハロアルキレン、シクロアルキレン、アリーレン、ヘテロアリーレン、ヘテロシクリレン、アミノ、カルボニル、カルボキシル、アルキルカルボキシ、カルボキシアルキルまたはアルキルカルボキシアルキルであることができ;Rは、電子求引性基であることができ;Rは、水素、アルキル、ペルハロアルキル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクリル、アミノ、カルボニル、カルボキシル、アルキルカルボキシ、カルボキシアルキルまたはアルキルカルボキシアルキルであることができる。 In Formula I, the pendant dioxirane can be part of a side chain that extends off the backbone of the polymer. In Formula II, the pendant dioxirane can be part of the polymer backbone. In formula I above, R 1 is a bond (ie, absent), alkylene, perhaloalkylene, cycloalkylene, arylene, heteroarylene, heterocyclylene, amino, carbonyl, carboxyl, alkylcarboxy, carboxyalkyl or alkylcarboxyalkyl. R 2 can be an electron withdrawing group; R 3 can be hydrogen, alkyl, perhaloalkyl, cycloalkyl, aryl, heteroaryl, heterocyclyl, amino, carbonyl, carboxyl, alkylcarboxy , Carboxyalkyl or alkylcarboxyalkyl.

別の態様において、オキソ基を含む第1のポリマーを提供することと、前記オキソ基をペルオキシモノサルフェートと反応させて、ペンダントジオキシラン部分を含む第2のポリマーを形成することとを含む方法が提供される。   In another aspect, a method comprising providing a first polymer comprising an oxo group and reacting the oxo group with a peroxymonosulfate to form a second polymer comprising a pendant dioxirane moiety. Provided.

別の態様において、ペンダントジオキシラン部分を含むポリマーを含む物品が提供される。さまざまな実施形態において、この物品は、気体または液体フィルターである。   In another aspect, an article comprising a polymer comprising a pendant dioxirane moiety is provided. In various embodiments, the article is a gas or liquid filter.

さらなる態様において、ペンダントジオキシラン部分を含むポリマーを含むフィルターに気体を通すことを含む、気体浄化方法であって、気体が、生物学的汚染物質または化学的汚染物質を含む、方法が提供される。一部の実施形態において、気体は空気である。   In a further aspect, there is provided a gas purification method comprising passing a gas through a filter comprising a polymer comprising a pendant dioxirane moiety, wherein the gas comprises a biological contaminant or a chemical contaminant. . In some embodiments, the gas is air.

別の態様において、液体または気体などの流体を、フィルターに通すことを含む流体浄化方法であって、フィルターが、ペンダントジオキシラン部分を含むポリマーを含み、流体が、生物学的汚染物質または化学的汚染物質を含む、方法が提供される。   In another embodiment, a fluid purification method comprising passing a fluid, such as a liquid or gas, through a filter, wherein the filter comprises a polymer comprising a pendant dioxirane moiety and the fluid is a biological contaminant or chemical. A method is provided that includes a contaminant.

別の態様において、ケトン部分を含むポリマーを含むフィルターを提供することと、ポリマーをペルオキシモノサルフェートと反応させることによってケトン部分をジオキシラン部分に変換することとを含む方法が提供される。   In another aspect, a method is provided that includes providing a filter comprising a polymer comprising a ketone moiety and converting the ketone moiety to a dioxirane moiety by reacting the polymer with peroxymonosulfate.

前述の概要は、説明のためのものに過ぎず、いかなる限定も意図しない。以下の図面および詳細な説明を参照することによって、上記の例示的な態様、実施形態および特徴に加えて、さらなる態様、実施形態および特徴が明らかになるであろう。   The foregoing summary is illustrative only and is not intended to be in any way limiting. In addition to the illustrative aspects, embodiments, and features described above, further aspects, embodiments, and features will become apparent by reference to the following drawings and detailed description.

詳細な説明および請求項に記載される例示的な実施形態は、限定することを意図していない。ここで提示される主題の趣旨または範囲を逸脱することなく、他の実施形態が利用されてもよく、その他の変更が行われてもよい。   The illustrative embodiments described in the detailed description and claims are not meant to be limiting. Other embodiments may be utilized and other changes may be made without departing from the spirit or scope of the subject matter presented herein.

本技術は、明細書全体を通して記載されるいくつかの定義を使用して本明細書に記載される。   The technology is described herein using several definitions, as set forth throughout the specification.

本明細書中で使用される場合、別に明記されない限り、単数形「1つの(a)、(an)」および「前記、その(the)」には、複数の言及も含まれる。したがって、例えば、「細胞(a cell)」の言及には、複数の細胞が含まれ、「分子(a molecule)」の言及は、1つまたは複数の分子についての言及である。   As used herein, unless otherwise specified, the singular forms “a (a), (an)” and “the (the)” include plural references. Thus, for example, reference to “a cell” includes a plurality of cells, and reference to “a molecule” is a reference to one or more molecules.

本明細書中で使用される場合、「約」については、当業者に理解され、使用される文脈に応じてある程度変化するであろう。用語の使用が当業者に明白でない場合、それが使用される文脈を考慮して、「約」は、特定の用語のプラスまたはマイナス10%までを意味するものとする。   As used herein, “about” will be understood by persons of ordinary skill in the art and will vary to some extent on the context in which it is used. Where the use of a term is not apparent to one of ordinary skill in the art, “about” shall mean up to plus or minus 10% of a particular term, given the context in which it is used.

アルキル基は、1から24個の炭素もしくは本明細書中で示される炭素の数を有する直鎖、分岐鎖または環式アルキル基を含む。一部の実施形態において、アルキル基は、1から16個の炭素原子、1から12個の炭素、1から8個の炭素を有し、あるいは、一部の実施形態においては、1から6個または1、2、3、4もしくは5個の炭素原子を有する。直鎖アルキル基の例としては、メチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチルおよびn−オクチル基などの基が挙げられる。分岐アルキル基の例としては、以下に限定されるものではないが、イソプロピル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ネオペンチル、イソペンチルおよび2,2−ジメチルプロピル基が挙げられる。一部の実施形態において、アルキル基は、置換アルキル基であってもよい。   Alkyl groups include straight chain, branched chain or cyclic alkyl groups having 1 to 24 carbons or the number of carbons indicated herein. In some embodiments, the alkyl group has 1 to 16 carbon atoms, 1 to 12 carbons, 1 to 8 carbons, or in some embodiments 1 to 6 carbons. Or 1, 2, 3, 4 or 5 carbon atoms. Examples of straight chain alkyl groups include groups such as methyl, ethyl, n-propyl, n-butyl, n-pentyl, n-hexyl, n-heptyl and n-octyl groups. Examples of branched alkyl groups include, but are not limited to, isopropyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, neopentyl, isopentyl, and 2,2-dimethylpropyl groups. In some embodiments, the alkyl group may be a substituted alkyl group.

シクロアルキル基は、3から10個の炭素原子を有する環式アルキル基である。一部の実施形態において、シクロアルキル基は、3から7個の環員を有するのに対して、他の実施形態においては、環炭素原子の数が3から5個、3から6個または5、6もしくは7個に及ぶ。シクロアルキル基は、単環式、二環式および多環式の環系をさらに含む。単環基としては、例えば、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシルおよびシクロヘプチル基が挙げられる。二環式および多環式シクロアルキル基としては、架橋または縮合環、例えば、以下に限定されるものではないが、ビシクロ[3.2.1]オクタン、デカリニルなどが挙げられる。シクロアルキル基には、上で定義されたとおりの直鎖または分岐鎖アルキル基により置換された環が含まれる。一部の実施形態において、シクロアルキル基は、置換シクロアルキル基である。代表的な置換アルケニル基は、一置換であってもよく、または2回以上置換されていてもよく、例えば、以下に限定されるものではないが、上で挙げたものなどの置換基による一、二もしくは三置換である。代表的な置換アルキル基は、一置換であってもよく、または2回以上置換されていてもよく、例えば、以下に限定されるものではないが、上で挙げたものなどの置換基による一、二もしくは三置換である。   A cycloalkyl group is a cyclic alkyl group having from 3 to 10 carbon atoms. In some embodiments, the cycloalkyl group has 3 to 7 ring members, while in other embodiments, the number of ring carbon atoms is 3 to 5, 3 to 6, or 5 6 or 7 pieces. Cycloalkyl groups further include monocyclic, bicyclic and polycyclic ring systems. Examples of monocyclic groups include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl and cycloheptyl groups. Bicyclic and polycyclic cycloalkyl groups include bridged or fused rings such as, but not limited to, bicyclo [3.2.1] octane, decalinyl and the like. Cycloalkyl groups include rings substituted with straight or branched chain alkyl groups as defined above. In some embodiments, the cycloalkyl group is a substituted cycloalkyl group. Representative substituted alkenyl groups may be mono-substituted or substituted more than once, for example, but not limited to, one by a substituent such as those listed above. Di- or tri-substituted. Representative substituted alkyl groups may be mono-substituted, or may be substituted more than once, for example, but not limited to, one by a substituent such as those listed above. Di- or tri-substituted.

アルケニル基は、2個の炭素原子間に少なくとも1つの二重結合が存在することを除いて上で定義されたとおりの直鎖および分岐鎖アルキル基を含む。したがって、アルケニル基は、2から24個の炭素原子、一般に2から10個の炭素を有し、一部の実施形態においては、2から8個、2から6個または2から4個の炭素原子を有する。例としては、以下に限定されるものではないが、とりわけ、ビニル、アリル、−CH=CH(CH)、−CH=C(CH、−C(CH)=CH、−C(CH)=CH(CH)、−C(CHCH)=CHが挙げられる。代表的な置換アルケニル基は、一置換であってもよく、または2回以上置換されていてもよく、例えば、以下に限定されるものではないが、上で挙げたものなどの置換基による一、二もしくは三置換である。 Alkenyl groups include straight and branched chain alkyl groups as defined above except that there is at least one double bond between two carbon atoms. Thus, an alkenyl group has 2 to 24 carbon atoms, generally 2 to 10 carbon atoms, and in some embodiments 2 to 8, 2 to 6 or 2 to 4 carbon atoms Have Examples include, but are not limited to, vinyl, allyl, —CH═CH (CH 3 ), —CH═C (CH 3 ) 2 , —C (CH 3 ) ═CH 2 , — C (CH 3) = CH ( CH 3), - C (CH 2 CH 3) = CH 2 and the like. Representative substituted alkenyl groups may be mono-substituted or substituted more than once, for example, but not limited to, one by a substituent such as those listed above. Di- or tri-substituted.

単独または別の置換基の一部としての「アルキレン」、「シクロアルキレン」および「アルケニレン」という用語は、−CHCHCHCH−によって例示されるような、それぞれ、アルキル、シクロアルキルまたはアルケニル基から誘導された二価のラジカルを意味する。アルキレン、シクロアルキレンおよびアルケニレン連結基については、連結基の向きは示さない。 The terms “alkylene”, “cycloalkylene” and “alkenylene”, alone or as part of another substituent, are alkyl, cycloalkyl, respectively, as exemplified by —CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 —. Or a divalent radical derived from an alkenyl group. For alkylene, cycloalkylene and alkenylene linking groups, the orientation of the linking group is not indicated.

本明細書中で使用される場合、「アミン」(または「アミノ」)という用語は、−NHRおよび−NRR’基を指し、RおよびR’は、独立して水素または本明細書中で定義されるとおりの置換もしくは非置換アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリールもしくはアラルキル基である。アミノ基の例としては、−NH、メチルアミノ、ジメチルアミノ、エチルアミノ、ジエチルアミノ、プロピルアミノ、イソプロピルアミノ、フェニルアミノ、ベンジルアミノなどが挙げられる。 As used herein, the term “amine” (or “amino”) refers to the —NHR and —NRR ′ groups, where R and R ′ are independently hydrogen or as defined herein. A substituted or unsubstituted alkyl, alkenyl, alkynyl, cycloalkyl, aryl or aralkyl group as defined. Examples of amino groups include —NH 2 , methylamino, dimethylamino, ethylamino, diethylamino, propylamino, isopropylamino, phenylamino, benzylamino and the like.

「オキソ」という用語は、二価の酸素基を指す。この用語は、カルボニル基に見られるようなものなどの二重結合した酸素を含むが、本明細書中で使用される場合、オキソという用語は、明確にポリマー骨格の一部である形態−O−の単結合した酸素を含む。したがって、オキソ基は、エーテル結合(−O−)、エステル結合(−O−C(O)−)、カーボネート結合(−O−C(O)O−)、カルバメート結合(−O−C(O)NH−または−O−C(O)NR−)などの一部であってもよい。   The term “oxo” refers to a divalent oxygen group. The term includes double bonded oxygens such as those found in carbonyl groups, but as used herein, the term oxo is specifically a form —O that is part of the polymer backbone. -Single-bonded oxygen. Therefore, the oxo group includes an ether bond (—O—), an ester bond (—O—C (O) —), a carbonate bond (—O—C (O) O—), and a carbamate bond (—O—C (O ) NH— or —O—C (O) NR—) and the like.

「置換される、置換の(substituted)」は、1つまたは複数の置換基、例えば、低級アルキル(ハロアルキル、ヒドロキシアルキル、アミノアルキルなどの置換低級アルキルを含む)、アリール(置換アリールを含む)、アシル、ハロゲン、ヒドロキシ、アミノ、アルコキシ、アルキルアミノ、アシルアミノ、チオアミド、アシルオキシ、アリールオキシ、アリールオキシアルキル、カルボキシ、チオール、硫化物、スルホニル、オキソ、飽和および不飽和両方の環式炭化水素(例えば、シクロアルキル、シクロアルケニル)、シクロヘテロアルキルなどをさらに含む、本明細書に記載されるような化学基を指す。これらの基は、任意の炭素またはアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、シクロヘテロアルキル、アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、アリーレン、ヘテロ部分の置換基と結合していてもよい。さらに、置換基は、炭素鎖自体から突き出ていてもよく、または、その一部を成してもよい。   “Substituted” is one or more substituents such as lower alkyl (including substituted lower alkyl such as haloalkyl, hydroxyalkyl, aminoalkyl, etc.), aryl (including substituted aryl), Acyl, halogen, hydroxy, amino, alkoxy, alkylamino, acylamino, thioamide, acyloxy, aryloxy, aryloxyalkyl, carboxy, thiol, sulfide, sulfonyl, oxo, both saturated and unsaturated cyclic hydrocarbons (e.g. (Cycloalkyl, cycloalkenyl), a cycloheteroalkyl and the like refers to a chemical group as described herein. These groups may be bonded to any carbon or alkyl, alkenyl, alkynyl, aryl, cycloheteroalkyl, alkylene, alkenylene, alkynylene, arylene, hetero substituent. Furthermore, the substituent may protrude from the carbon chain itself, or may form part thereof.

本技術は、微生物およびVOCに対して反応性であり、そうした物質を酸化させて死滅させるかまたは無害なものにすることができるペンダントジオキシラン部分を有するポリマーを提供する。一部の実施形態において、これは、汚染された流体、すなわち、気体または液体が通過する可能性のあるフィルター中に本ポリマーを配置することによって達成される。汚染された流体は、微生物またはVOCなどの汚染物質を含むこともある。流体がフィルターを通過するときに、汚染物質の少なくとも一部分がペンダントジオキシラン部分によって酸化されることもあり、これにより、流体を浄化し、流体中に存在する汚染物質の量を低減または除去する。   The present technology provides polymers with pendant dioxirane moieties that are reactive to microorganisms and VOCs and that can oxidize and kill such materials. In some embodiments, this is accomplished by placing the polymer in a filter through which contaminated fluid, ie, gas or liquid, may pass. The contaminated fluid may contain contaminants such as microorganisms or VOCs. As the fluid passes through the filter, at least a portion of the contaminants may be oxidized by the pendant dioxirane moiety, thereby purifying the fluid and reducing or removing the amount of contaminants present in the fluid.

一態様において、ペンダントジオキシラン部分を含むポリマーが提供される。ジオキシランは、さまざまなペルオキシカルボニル種を使用したカルボニル基の酸化によって調製できる環式過酸化物である。ペンダントジオキシランは、ポリマー骨格内にある環式基の員を含んでもよく(すなわち、炭素原子がポリマー鎖中に位置するカルボニル基の酸化による)、またはペンダントジオキシランは、有機基の一部であってもよく、ポリマー骨格の側鎖であってもよい。   In one aspect, a polymer comprising a pendant dioxirane moiety is provided. Dioxiranes are cyclic peroxides that can be prepared by oxidation of the carbonyl group using various peroxycarbonyl species. Pendant dioxiranes may include members of cyclic groups within the polymer backbone (ie, by oxidation of carbonyl groups where carbon atoms are located in the polymer chain), or pendant dioxiranes are part of an organic group. It may be a side chain of the polymer skeleton.

一実施形態において、本ポリマーは、式IまたはIIによって表わされる単位を含む。   In one embodiment, the polymer comprises units represented by Formula I or II.

Figure 0005806409
Figure 0005806409

式Iにおいて、ペンダントジオキシランは、ポリマーの骨格を外れて延びる側鎖の一部である。式IIにおいて、ペンダントジオキシランは、ポリマーの骨格の一部である。式Iにおいて、Rは、結合である(すなわち、Rは存在しない)か、またはRは、アルキレン、ペルハロアルキレン、シクロアルキレン、アリーレン、ヘテロアリーレン、ヘテロシクリレン、アミノ、カルボニル、カルボキシル、アルキルカルボキシ、カルボキシアルキルもしくはアルキルカルボキシアルキルであり;Rは、電子求引性基を含み;Rは、H、アルキル、ペルハロアルキル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクリル、アミノ、カルボニル、カルボキシル、アルキルカルボキシ、カルボキシアルキルまたはアルキルカルボキシアルキルである。 In formula I, the pendant dioxirane is part of a side chain that extends off the backbone of the polymer. In formula II, the pendant dioxirane is part of the polymer backbone. In Formula I, R 1 is a bond (ie, R 1 is not present), or R 1 is alkylene, perhaloalkylene, cycloalkylene, arylene, heteroarylene, heterocyclylene, amino, carbonyl, carboxyl R 2 includes an electron withdrawing group; R 3 is H, alkyl, perhaloalkyl, cycloalkyl, aryl, heteroaryl, heterocyclyl, amino, carbonyl, Carboxyl, alkylcarboxy, carboxyalkyl or alkylcarboxyalkyl.

式Iにおいて、電子求引性基は、−N基、ハロゲン、NO、C(O)H、CO基、アルコキシ基またはペルハロアルキル基であり、R、R、RおよびRは、それぞれ独立してH、アルキルまたはシクロアルキルである。一部の実施形態によると、電子求引性基は、ペルフルオロアルキルである。 In Formula I, the electron withdrawing group is a —N + R 4 R 5 R 6 group, a halogen, NO 2 , C (O) H, a CO 2 R 7 group, an alkoxy group or a perhaloalkyl group, and R 4 , R 5 , R 6 and R 7 are each independently H, alkyl or cycloalkyl. According to some embodiments, the electron withdrawing group is perfluoroalkyl.

さまざまな実施形態において、Rは、アルキレン、ペルハロアルキレン、カルボニル、カルボキシル、アルキルカルボキシル、カルボキシアルキルまたはアルキルカルボキシアルキルである。 In various embodiments, R 1 is alkylene, perhaloalkylene, carbonyl, carboxyl, alkylcarboxyl, carboxyalkyl, or alkylcarboxyalkyl.

ポリマー骨格は、一般にカルボニル基を含む任意のポリマーであってもよく、これにカルボニル基を含む部分が結合してもよい。例えば、ポリマー骨格は、ポリオレフィン、ポリアルキレンテレフタレート、ポリアクリレート、ポリラクテート、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリサッカライド、ポリアセテート、ポリスチレン無水マレイン酸、ポリウレタン、ポリアミド、ポリアクリルアミド、ポリメタクリレート、ポリ(メチル)メタクリレート、アラミドまたは任意の2つ以上のそのようなポリマーのコポリマーであってもよい。   The polymer backbone may generally be any polymer that contains a carbonyl group, to which a moiety containing a carbonyl group may be attached. For example, the polymer backbone is polyolefin, polyalkylene terephthalate, polyacrylate, polylactate, polycarbonate, polyester, polysaccharide, polyacetate, polystyrene maleic anhydride, polyurethane, polyamide, polyacrylamide, polymethacrylate, poly (methyl) methacrylate, aramid Or it may be a copolymer of any two or more such polymers.

他の実施形態において、本ポリマーは、式IIIまたはIVによって表わされる単位を含む。   In other embodiments, the polymer comprises units represented by Formula III or IV.

Figure 0005806409
Figure 0005806409

式IIIおよびIVにおいて、Rは存在しないか(すなわち、ポリマー骨格とジオキシランのメチレン基の間の結合)またはRは、アルキレン、ペルハロアルキレン、シクロアルキレン、アリーレン、ヘテロアリーレン、ヘテロシクリレン、アミノ、カルボニル、カルボキシル、アルキルカルボキシ、カルボキシアルキルもしくはアルキルカルボキシアルキルであり;Rは、電子求引性基であり;Rは、−Nまたはアルキルであり;Rは、−Nまたはアルキルであり;各Rは、独立してH、アルキルまたはシクロアルキルであり;各Rは、独立してH、アルキルまたはシクロアルキルであり;Rは、H、アルキルまたはシクロアルキルであり;Rは、H、アルキルまたはシクロアルキルである。適した電子求引性基としては、以下に限定されるものではないが、−N基、ハロゲン、NO、C(O)H、CO基、アルコキシ基またはペルハロアルキル基が挙げられ、R、R、RおよびRは、それぞれ独立してH、アルキルまたはシクロアルキルである。一部の実施形態によると、式IIIの電子求引性基は、ペルフルオロアルキルである。一部の実施形態によると、Rは、アルキレン、ペルハロアルキレン、カルボニル、カルボキシル、アルキルカルボキシル、カルボキシアルキルまたはアルキルカルボキシアルキルである。式IIIの一部の実施形態において、Rは存在しないか、またはRは、C〜Cアルキレンもしくは−Nであり;Rは、アルキレン、ペルハロアルキレン、COまたは−Nである。式IVの一部の実施形態において、Rは、−Nまたはアルキルであり;Rは、−Nまたはアルキルである。一部の実施形態において、本ポリマーは、式IIIによって表わされる繰り返し単位を含み、Rは、存在しないか、またはメチレンまたはエチレンであり;Rは、H、メチル、エチルまたはトリメチルアンモニウムである。一部の実施形態において、本ポリマーは、式IVによって表わされる繰り返し単位を含み、Rは、C〜Cアルキレンであり;Rは、−Nであり、Rは、アルキルであり;Rは、アルキルである。一部の実施形態において、Rは、−Nであり;Rは、−Nであり;Rは、アルキルであり;Rは、アルキルである。 In Formulas III and IV, R 1 is absent (ie, a bond between the polymer backbone and the methylene group of the dioxirane) or R 1 is alkylene, perhaloalkylene, cycloalkylene, arylene, heteroarylene, heterocyclylene, amino, carbonyl, carboxyl, alkyl carboxylate, carboxyalkyl alkyl or alkyl carboxyalkyl; R 2 is an electron withdrawing group; R 8 is an -N + R 4 R 5 or alkyl; R 9 is -N + R 4 R 5 or alkyl; each R 4 is independently H, alkyl or cycloalkyl; each R 5 is independently H, alkyl or cycloalkyl; R 6 is H, alkyl or cycloalkyl; R 7 is H, alkyl or cycloalkyl It is. Suitable examples of electron withdrawing groups include, but are not limited to, -N + R 4 R 5 R 6 group, halogen, NO 2, C (O) H, CO 2 R 7 group, an alkoxy group Or a perhaloalkyl group, wherein R 4 , R 5 , R 6 and R 7 are each independently H, alkyl or cycloalkyl. According to some embodiments, the electron withdrawing group of formula III is perfluoroalkyl. According to some embodiments, R 1 is alkylene, perhaloalkylene, carbonyl, carboxyl, alkylcarboxyl, carboxyalkyl or alkylcarboxyalkyl. In some embodiments of Formula III, R 1 is absent or R 1 is C 1 -C 6 alkylene or —N + R 4 R 5 ; R 2 is alkylene, perhaloalkylene, CO 2 R 7, or -N + R 4 R 5 is R 6. In some embodiments of Formula IV, R 8 is —N + R 4 R 5 or alkyl; R 9 is —N + R 4 R 5 or alkyl. In some embodiments, the polymer comprises a repeat unit represented by Formula III, R 1 is absent or is methylene or ethylene; R 2 is H, methyl, ethyl, or trimethylammonium. . In some embodiments, the polymer comprises a repeating unit represented by formula IV, R 8 is C 1 -C 8 alkylene; R 9 is —N + R 4 R 5 , R 4 Is alkyl; R 5 is alkyl. In some embodiments, R 8 is —N + R 4 R 5 ; R 9 is —N + R 4 R 5 ; R 4 is alkyl; R 5 is alkyl. .

ポリマーのジオキシラン部分は、反応性の高い基ではあるが、ジオキシランを実際に使用できるだけ十分に長い有効期間を有する。上述のとおり、ペンダントジオキシランを含むポリマーは、少なくとも1つのカルボニル(CO)基を有するポリマーから生成されてもよい。選択肢がこうした広い範囲であるため、ポリマーの特性を広い範囲の用途に対して改変することが可能になる。   The dioxirane portion of the polymer is a highly reactive group, but has a shelf life that is long enough to actually use the dioxirane. As mentioned above, the polymer comprising pendant dioxirane may be generated from a polymer having at least one carbonyl (CO) group. This wide range of options allows the polymer properties to be modified for a wide range of applications.

例えば、さまざまな溶液との適合性を高めるために、ポリマーは、さらに親水性またはさらに疎水性のいずれかになるよう選択されてもよい。ポリマーが水溶液を純化するために使用される場合は、カルボキシル基、ヒドロキシル基、エーテル、アミンまたはアンモニウム基などの基を含むより親水性のポリマーを有することが望ましい場合もある。ポリマーが汚染された油を純化するために使用される場合は、ポリマーは、ポリマーの疎水性を高めるためにより多くのアルキルまたはアリール基を含んでもよい。さらに、異なるポリマーをともに使用する能力により、対象とする利用環境が極めて広範囲になり、酸化される汚染物質の範囲を広くできる。   For example, to enhance compatibility with various solutions, the polymer may be selected to be either more hydrophilic or more hydrophobic. If the polymer is used to purify an aqueous solution, it may be desirable to have a more hydrophilic polymer containing groups such as carboxyl groups, hydroxyl groups, ethers, amines or ammonium groups. If the polymer is used to purify contaminated oil, the polymer may contain more alkyl or aryl groups to increase the hydrophobicity of the polymer. Furthermore, the ability to use different polymers together makes the intended environment of use very wide and broaden the range of pollutants that are oxidized.

別の態様において、ペンダントジオキシラン部分を有するポリマーを調製する方法が提供される。例えば、本方法は、カルボニル基を含む第1のポリマーを提供することと、カルボニル基をペルオキシモノサルフェートと接触させてペンダントジオキシラン部分を含む第2のポリマーを形成することとを含むことができる。本方法は、第1のポリマーを、ペルオキシモノサルフェートを含む溶液と合わせることを含んでもよい。さまざまな実施形態において、ペンダントジオキシラン部分、すなわち、第2のポリマーは、上記の式I、II、IIIまたはIVいずれかによって表わされる。   In another aspect, a method for preparing a polymer having a pendant dioxirane moiety is provided. For example, the method can include providing a first polymer that includes a carbonyl group and contacting the carbonyl group with a peroxymonosulfate to form a second polymer that includes a pendant dioxirane moiety. . The method may include combining the first polymer with a solution containing peroxymonosulfate. In various embodiments, the pendant dioxirane moiety, i.e., the second polymer, is represented by any of formulas I, II, III, or IV above.

さまざまな実施形態において、第1のポリマーとしては、ポリアルキレンテレフタレート、ポリアクリレート、ポリラクテート、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリサッカライド、ポリアセテート、ポリスチレン無水マレイン酸、ポリウレタン、ポリアミド、ポリ尿素、ポリアクリルアミド、ポリメタクリレート、ポリ(メチル)メタクリレート、アラミドまたは任意の2つ以上のそのようなポリマーのコポリマーが挙げられる。一部の実施形態において、第1のポリマーは、ポリ(アルキル−2−ケトアルケノエート)を含む。特定の実施形態において、ポリ(アルキル−2−ケトアルケノエート)は、ポリ(メチル−2−ケト−3−ブテノエート)またはポリ(メチル−2−ケト−4−ペンテノエート)である。   In various embodiments, the first polymer includes polyalkylene terephthalate, polyacrylate, polylactate, polycarbonate, polyester, polysaccharide, polyacetate, polystyrene maleic anhydride, polyurethane, polyamide, polyurea, polyacrylamide, polymethacrylate. , Poly (methyl) methacrylate, aramid, or a copolymer of any two or more such polymers. In some embodiments, the first polymer comprises poly (alkyl-2-ketoalkenoate). In certain embodiments, the poly (alkyl-2-ketoalkenoate) is poly (methyl-2-keto-3-butenoate) or poly (methyl-2-keto-4-pentenoate).

適したペルオキシモノサルフェートとしては、以下に限定されるものではないが、アルカリ金属ペルオキシモノサルフェート、アンモニウムペルオキシモノサルフェートおよびホスホニウムペルオキシモノサルフェートのようなものが挙げられる。例示的なペルオキシモノサルフェートとしては、以下に限定されるものではないが、リチウムペルオキシモノサルフェート、ナトリウムペルオキシモノサルフェート、カリウムペルオキシモノサルフェート、テトラメチルアンモニウムペルオキシモノサルフェート、テトラエチルアンモニウムペルオキシモノサルフェート、トリメチルアンモニウムペルオキシモノサルフェート、トリエチルアンモニウムペルオキシモノサルフェート、トリイソプロピルアンモニウムペルオキシモノサルフェート、テトライソプロピルアンモニウムペルオキシモノサルフェートおよびベンジルトリフェニルホスホニウムペルオキシモノサルフェートが挙げられる。   Suitable peroxymonosulfates include, but are not limited to, such as alkali metal peroxymonosulfates, ammonium peroxymonosulfates, and phosphonium peroxymonosulfates. Exemplary peroxymonosulfates include, but are not limited to, lithium peroxymonosulfate, sodium peroxymonosulfate, potassium peroxymonosulfate, tetramethylammonium peroxymonosulfate, tetraethylammonium peroxymonosulfate, trimethylammonium peroxy Examples include monosulfate, triethylammonium peroxymonosulfate, triisopropylammonium peroxymonosulfate, tetraisopropylammonium peroxymonosulfate and benzyltriphenylphosphonium peroxymonosulfate.

ペルオキシモノサルフェート酸化剤は、例えば、OXONE(登録商標)(DuPont、ウィルミントン、DE)の名称で販売されているカリウムペルオキシモノサルフェートのように、商業的に入手可能である。さまざまな対イオン、例えば、アルカリ金属カチオン、アルカリ土類金属カチオン、アンモニウムカチオン、テトラアルキルアンモニウムカチオンなどを有するその他の形態のペルオキシモノサルフェートが入手可能である。例えば、テトラブチルアンモニウムカチオンを有するペルオキシモノサルフェートの形態は、OXONE(登録商標)テトラブチルアンモニウム塩(Sigma−Aldrich、セントルイス、MO)の名称で商業的に入手可能である。   Peroxymonosulfate oxidizing agents are commercially available, for example, potassium peroxymonosulfate sold under the name OXONE® (DuPont, Wilmington, DE). Other forms of peroxymonosulfate are available with various counterions such as alkali metal cations, alkaline earth metal cations, ammonium cations, tetraalkylammonium cations, and the like. For example, a form of peroxymonosulfate having a tetrabutylammonium cation is commercially available under the name OXONE® tetrabutylammonium salt (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO).

ペルオキシモノサルフェート溶液は、約0.1ミリモルから約1モルまたは一部の例においては、約1ミリモルから約100ミリモルの濃度で水およびペルオキシモノサルフェート化合物から調製されてもよい。一部の例において、ペルオキシモノサルフェート溶液は、pHを調節するために塩基またはバッファを含んでもよい。この溶液は、約4から約10の間のpHであってもよく、または一部の例において、pHは約7であってもよい。ペルオキシモノサルフェート溶液のpHを調節するための適した塩基としては、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の炭酸塩および重炭酸塩、例えば、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウムなどが挙げられる。一部の例において、ペルオキシモノサルフェート溶液は、加工助剤、湿潤助剤などとして機能することもある他の成分を含んでもよい。例えば、ペルオキシモノサルフェート溶液は、有機溶媒、界面活性剤および/または相間移動試薬(phase transfer reagent)を含んでもよい。適した有機溶媒としては、水混和性有機溶媒、例えば、アセトニトリル、アルコールなどが挙げられる。適した界面活性剤としては、アニオン性、カチオン性および非イオン性界面活性剤が挙げられる。適した相間移動試薬としては、例えば、有機第四級アンモニウム塩、例えば、臭化テトラブチルアンモニウムが挙げられる。一部の例において、界面活性剤は、相間移動試薬としてさらに機能してもよく、例えば、第四級アンモニウム界面活性剤、臭化セチルトリメチルアンモニウムである。一部の例において、ペルオキシモノサルフェートは、第四級アンモニウム塩として提供されてもよく、例えば、OXONE(登録商標)テトラブチルアンモニウム塩である。   The peroxymonosulfate solution may be prepared from water and the peroxymonosulfate compound at a concentration of about 0.1 millimolar to about 1 molar or, in some examples, about 1 millimolar to about 100 millimolar. In some examples, the peroxymonosulfate solution may include a base or buffer to adjust the pH. The solution may have a pH between about 4 and about 10, or in some examples the pH may be about 7. Suitable bases for adjusting the pH of the peroxymonosulfate solution include alkali metal and alkaline earth metal carbonates and bicarbonates such as sodium bicarbonate, potassium carbonate, and the like. In some examples, the peroxymonosulfate solution may include other ingredients that may function as processing aids, wetting aids, and the like. For example, the peroxymonosulfate solution may include an organic solvent, a surfactant, and / or a phase transfer reagent. Suitable organic solvents include water miscible organic solvents such as acetonitrile, alcohols and the like. Suitable surfactants include anionic, cationic and nonionic surfactants. Suitable phase transfer reagents include, for example, organic quaternary ammonium salts such as tetrabutylammonium bromide. In some examples, the surfactant may further function as a phase transfer reagent, for example, a quaternary ammonium surfactant, cetyltrimethylammonium bromide. In some examples, peroxymonosulfate may be provided as a quaternary ammonium salt, such as OXONE® tetrabutylammonium salt.

例示的な一例において、本方法は、カルボニル基を有する第1のポリマーを水とKHSO(カリウムペルオキシモノサルフェート)の混合物と接触させることを含む。完了後に、ペンダントジオキシランを有するポリマーが回収され、単離される。 In one illustrative example, the method includes contacting a first polymer having a carbonyl group with a mixture of water and KHSO 5 (potassium peroxymonosulfate). After completion, the polymer with pendant dioxirane is recovered and isolated.

別の態様において、ペンダントジオキシラン部分を含むポリマーを含む物品が提供される。そのようなポリマーは、式I、II、IIIおよびIVに関して上記のとおりであってもよい。一部の実施形態において、本物品は、フィルターなどの繊維質の織られた基材である。そのようなフィルターは、ポリマーを後にフィルターにされる繊維にすることによって作製してもよく、またはポリマーは、膨らませて後にフィルターにされる発泡体にされてもよい。ペンダントジオキシラン部分がポリマー上に形成される前または後のいずれかに、ポリマーはフィルターにされてもよい。例えば、カルボニル基を含む第1のポリマーが、フィルターにされる。そのフィルターは、その後、ペルオキシモノサルフェートと接触させられてポリマー上にペンダントジオキシラン部分を形成する。あるいは、ペンダントジオキシラン部分を有するポリマーがフィルターにされる。さまざまな実施形態において、本物品は、流体フィルターである。例えば、流体フィルターは、気体フィルターまたは液体フィルターであってもよい。気体フィルターとしては、これに限定されるものではないが、エアフィルターが挙げられる。フィルターは、家庭用エアフィルターおよびHEPAフィルターが構築されるのと同じ方法で構築されてもよい。   In another aspect, an article comprising a polymer comprising a pendant dioxirane moiety is provided. Such polymers may be as described above for formulas I, II, III and IV. In some embodiments, the article is a fibrous woven substrate such as a filter. Such a filter may be made by making the polymer into a fiber that is subsequently filtered, or the polymer may be expanded into a foam that is subsequently filtered. The polymer may be filtered either before or after the pendant dioxirane moiety is formed on the polymer. For example, a first polymer containing a carbonyl group is filtered. The filter is then contacted with peroxymonosulfate to form a pendant dioxirane moiety on the polymer. Alternatively, a polymer with pendant dioxirane moieties is filtered. In various embodiments, the article is a fluid filter. For example, the fluid filter may be a gas filter or a liquid filter. Examples of the gas filter include, but are not limited to, an air filter. The filter may be constructed in the same way that household air filters and HEPA filters are constructed.

例えば、フィルターなどの不織の繊維質基材は、空気を通す基材を作り出すために混ざり合った繊維を用いて製造されてもよい。ランダムに重ね合わせた繊維のマットは、商業的に入手可能な不織布製造装置によって、その製造業者により示される方法に従って生産されてもよい。例えば、適した装置は、RANDO−WEBBER(登録商標)(Curlator Corporation、ロチェスター、NY)であってもよい。   For example, a non-woven fibrous substrate such as a filter may be manufactured using blended fibers to create an air permeable substrate. Randomly stacked fiber mats may be produced by commercially available nonwoven manufacturing equipment according to the method indicated by the manufacturer. For example, a suitable device may be RANDO-WEBBER® (Currator Corporation, Rochester, NY).

形成されたら、ペンダントカルボニル基を含むポリマー繊維を有する繊維質基材は上記のとおり、水とペルオキシモノサルフェートの混合物と接触させてもよい。空気を通す不織の繊維質基材は、不織布製造装置を使用して従来の手法で形成されてもよい。この基材を、ポリマーに形成されるジオキシラン基をペンダントカルボニル基から得るために、例えば、噴霧、浸漬などによってペルオキシモノサルフェート溶液と接触させてもよい。使用済みのペルオキシモノサルフェート溶液は、再使用および再生利用のために回収されてもよい。   Once formed, the fibrous base material having polymer fibers containing pendant carbonyl groups may be contacted with a mixture of water and peroxymonosulfate as described above. The nonwoven fibrous substrate that allows air to pass through may be formed in a conventional manner using non-woven fabric manufacturing equipment. This substrate may be contacted with a peroxymonosulfate solution, for example, by spraying, dipping, etc., in order to obtain the dioxirane groups formed in the polymer from the pendant carbonyl groups. The spent peroxymonosulfate solution may be recovered for reuse and recycling.

そのような機械によって製造される繊維質基材は、結合剤、接着剤、補強剤(stiffener)および難燃剤を含んでもよく、これらは、ペルオキシモノサルフェート溶液による処理後に適用されてもよい。繊維質基材のろ過特性は、繊維サイズ、繊維質基材の厚さおよび製造に使用される結合剤の種類によって決まる場合もある。   Fibrous substrates produced by such machines may include binders, adhesives, stiffeners and flame retardants, which may be applied after treatment with peroxymonosulfate solution. The filtration characteristics of the fibrous base material may depend on the fiber size, the thickness of the fibrous base material and the type of binder used in the production.

さらなる態様において、気体をフィルターに通すことを含む気体浄化の方法が提供され、フィルターは、ペンダントジオキシラン部分を含むポリマーを含み、気体は、生物学的汚染物質または化学的汚染物質を含む。別の態様において、液体をフィルターに通すことを含む液体浄化の方法が提供され、フィルターは、ペンダントジオキシラン部分を含むポリマーを含み、液体は、生物学的汚染物質または化学的汚染物質を含む。   In a further aspect, a method of gas purification is provided that includes passing a gas through a filter, the filter comprising a polymer comprising a pendant dioxirane moiety, and the gas comprising a biological or chemical contaminant. In another aspect, a method of liquid purification comprising passing a liquid through a filter is provided, the filter comprising a polymer comprising a pendant dioxirane moiety, and the liquid comprising a biological contaminant or a chemical contaminant.

一部の実施形態において、気体浄化の方法は、気体をフィルターに通すことをさらに含み、気体は、生物学的または化学的汚染物質を含む。気体をフィルターに通すと、ジオキシラン部分は、汚染物質を酸化し、結果としてジオキシラン部分がカルボニルまたはケトン基に還元される。フィルターは、酸化された汚染物質を捕捉するよう働いてもよく、または酸化され、不活化された汚染物質を通過させて、フィルターがポリマーと汚染物質との反応のための表面積を単に増加させるだけでもよい。本方法は、汚染物質との反応後に、ケトン基を有効量のペルオキシモノサルフェートと反応させることによってジオキシランを再生することをさらに含んでもよい。   In some embodiments, the method of gas purification further comprises passing the gas through a filter, wherein the gas includes biological or chemical contaminants. As the gas is passed through the filter, the dioxirane moiety oxidizes the contaminant, resulting in the dioxirane moiety being reduced to a carbonyl or ketone group. The filter may serve to trap oxidized contaminants, or pass oxidized and inactivated contaminants, and the filter simply increases the surface area for the reaction between the polymer and the contaminants But you can. The method may further comprise regenerating the dioxirane after reacting with the contaminant by reacting the ketone group with an effective amount of peroxymonosulfate.

別の態様において、ケトン部分を含むポリマーを含むフィルターを提供することおよびポリマーをペルオキシモノサルフェートと反応させることによってケトン部分をジオキシラン部分に変換することを含む方法が提供される。   In another aspect, a method is provided that includes providing a filter comprising a polymer comprising a ketone moiety and converting the ketone moiety to a dioxirane moiety by reacting the polymer with peroxymonosulfate.

このように概して記載される本技術は、以下の実施例を参照することによってさらに容易に理解されるであろう。以下の実施例は例として提供されるものであり、本技術を限定する意図はない。   The technology thus generally described will be more readily understood by reference to the following examples. The following examples are provided as examples and are not intended to limit the present technology.

基本手順A:水(1L)、炭酸水素ナトリウム(2M)および2KHSO・KHSO・KSO(KHSOに関して2M)の混合物を、機械スターラーにより連続的に1時間ポリマー(100g)に流す。その溶液を、ブフナー漏斗を用いたろ過によって除去し、その後、水を50mLずつ用いて2回洗浄した後、大半の水を除去するために吸引する。得られたポリマーを、その後、凍結乾燥によってさらに乾燥する。 General procedure A: A mixture of water (1 L), sodium hydrogen carbonate (2 M) and 2 KHSO 5 .KHSO 4 .K 2 SO 4 (2 M with respect to KHSO 5 ) is continuously passed through the polymer stirrer (100 g) for 1 hour. . The solution is removed by filtration using a Buchner funnel, then washed twice with 50 mL portions of water and then aspirated to remove most of the water. The resulting polymer is then further dried by lyophilization.

ペンダントジオキシラン部分を含む代表的なポリアルキレンテレフタレートの調製。ポリアルキレンテレフタレートは、既知の方法に従って1,4−ブタンジオールおよび塩化テレフタロイルから調製してもよく、またはBASF(ULTRADURとして販売されている)などから商業的に入手してもよい。ポリアルキレンテレフタレートのカルボニル基の少なくとも1つを基本手順Aにより酸化する。そのようなプロセスをスキーム1に示す。ここで、両方のカルボニル基がジオキシラント(dioxirante)に変換されるが、1つの基のみが変換されてもよく、ポリマー中のすべてのモノマー単位が変換される必要はないことが理解されるべきである。   Preparation of a representative polyalkylene terephthalate containing a pendant dioxirane moiety. Polyalkylene terephthalates may be prepared from 1,4-butanediol and terephthaloyl chloride according to known methods, or may be obtained commercially such as from BASF (sold as ULTRADUR). At least one of the carbonyl groups of the polyalkylene terephthalate is oxidized by the general procedure A. Such a process is shown in Scheme 1. Here it should be understood that although both carbonyl groups are converted to dioxirante, only one group may be converted and not all monomer units in the polymer need be converted. is there.

Figure 0005806409
Figure 0005806409

スキーム2によるペンダントジオキシラン部分を含む代表的なポリ(メチル)アクリレートの調製。ポリ(メチル)アクリレートは、既知の方法によってメチルアクリレートから調製してもよく、または商業的に入手してもよい。そのポリ(メチル)アクリレートを、基本手順Aにより酸化する。注意すべき点は、ポリマーのすべてのモノマー単位がジオキシラン部分を含んでいなくてもよいことである。   Preparation of representative poly (methyl) acrylates containing pendant dioxirane moieties according to Scheme 2. The poly (methyl) acrylate may be prepared from methyl acrylate by known methods or may be obtained commercially. The poly (methyl) acrylate is oxidized by the general procedure A. It should be noted that not all monomer units of the polymer need contain dioxirane moieties.

Figure 0005806409
Figure 0005806409

スキーム3によるペンダントジオキシラン部分を含むポリラクテートの調製。例示的なポリラクテートであるポリ乳酸は、既知の方法により調製してもよく、または商業的に入手してもよい。ポリ乳酸を基本手順Aにより酸化する。   Preparation of polylactate containing pendant dioxirane moieties according to Scheme 3. An exemplary polylactate, polylactic acid, may be prepared by known methods or may be obtained commercially. Polylactic acid is oxidized by basic procedure A.

Figure 0005806409
Figure 0005806409

ペンダントジオキシラン部分を含むポリカーボネートの調製。例示的なポリカーボネートであるポリ(ビスフェノールAカーボネート)は、既知の方法により調製してもよく、商業的に入手してもよい。ポリ(ビスフェノールAカーボネート)を基本手順Aにより酸化する。そのようなプロセスをスキーム4に示す。ここで、両方のカルボニル基がジオキシラントに変換されるが、1つの基のみが変換されてもよく、ポリマー中のすべてのモノマー単位が変換される必要はないことが理解されるべきである。   Preparation of polycarbonate containing pendant dioxirane moieties. An exemplary polycarbonate, poly (bisphenol A carbonate), may be prepared by known methods and may be obtained commercially. Poly (bisphenol A carbonate) is oxidized by basic procedure A. Such a process is shown in Scheme 4. Here, it is to be understood that although both carbonyl groups are converted to dioxylants, only one group may be converted and not all monomer units in the polymer need be converted.

Figure 0005806409
Figure 0005806409

ペンダントジオキシラン部分を含むポリサッカライドの調製。例示的なポリサッカライドであるキチンは、既知の方法により得られるか、または商業的に入手される。キチンを基本手順Aにより酸化する。そのようなプロセスをスキーム5に示す。ここで、両方のカルボニル基がジオキシラントに変換されるが、1つの基のみが変換されてもよく、ポリマー中のすべてのモノマー単位が変換される必要はないことが理解されるべきである。   Preparation of polysaccharides containing pendant dioxirane moieties. An exemplary polysaccharide, chitin, is obtained by known methods or obtained commercially. Chitin is oxidized by basic procedure A. Such a process is shown in Scheme 5. Here, it is to be understood that although both carbonyl groups are converted to dioxylants, only one group may be converted and not all monomer units in the polymer need be converted.

Figure 0005806409
Figure 0005806409

スキーム6によるペンダントジオキシラン部分を含むポリアセテートの調製。ポリビニルアセテートは、既知の方法により得られるか、または商業的に入手される。ポリビニルアセテートを基本手順Aにより酸化する。   Preparation of polyacetates containing pendant dioxirane moieties according to Scheme 6. Polyvinyl acetate is obtained by known methods or obtained commercially. Polyvinyl acetate is oxidized by basic procedure A.

Figure 0005806409
Figure 0005806409

ペンダントジオキシラン部分を含むポリスチレン無水マレイン酸の調製。ポリスチレン無水マレイン酸は、既知の方法により容易に得られるか、または商業的に入手される。ポリスチレン無水マレイン酸を基本手順Aにより酸化する。そのようなプロセスをスキーム7に示す。ここで、両方のカルボニル基がジオキシラントに変換されるが、1つの基のみが変換されてもよく、ポリマー中のすべてのモノマー単位が変換される必要はないことが理解されるべきである。   Preparation of polystyrene maleic anhydride containing pendant dioxirane moieties. Polystyrene maleic anhydride is easily obtained by known methods or obtained commercially. Polystyrene maleic anhydride is oxidized according to General Procedure A. Such a process is shown in Scheme 7. Here, it is to be understood that although both carbonyl groups are converted to dioxylants, only one group may be converted and not all monomer units in the polymer need be converted.

Figure 0005806409
Figure 0005806409

ペンダントジオキシラン部分を含むポリウレタンの調製。ポリ(4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート1,2−エタンジオール)、例示的なポリウレタンおよび関連繊維を、Heiss, H.L.ら、Ind. Eng. Chem.46、1498〜1503ページ(1954年)および米国特許第5,000,899号および6,533,975号ならびにその参考文献に記載されている方法などの既知の方法によって調製する。ポリ(4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート1,2−エタンジオール)を基本手順Aにより酸化する。そのようなプロセスをスキーム8に示す。ここで、両方のカルボニル基がジオキシラントに変換されるが、1つの基のみが変換されてもよく、ポリマー中のすべてのモノマー単位が変換される必要はないことが理解されるべきである。   Preparation of polyurethane containing pendant dioxirane moieties. Poly (4,4'-diphenylmethane diisocyanate 1,2-ethanediol), exemplary polyurethanes and related fibers are described in Heiss, H. et al. L. Et al., Ind. Eng. Chem. 46, 1498-1503 (1954) and U.S. Pat. Nos. 5,000,899 and 6,533,975 and their references. Poly (4,4'-diphenylmethane diisocyanate 1,2-ethanediol) is oxidized according to General Procedure A. Such a process is shown in Scheme 8. Here, it is to be understood that although both carbonyl groups are converted to dioxylants, only one group may be converted and not all monomer units in the polymer need be converted.

Figure 0005806409
Figure 0005806409

スキーム9によるペンダントジオキシラン部分および第四級アミンを含む変性ポリアミドの調製。ポリ(カプロラクタム)(「ナイロン6」)を、既知の方法により調製するか、または商業的に入手する。ポリ(カプロラクタム)を、公開された方法に適合させることによって完全にメチル化して[Org. Synth. Coll、5巻、315ページ(1973年)およびその参考文献]、例示的なポリアミドを形成する。   Preparation of modified polyamides containing pendant dioxirane moieties and quaternary amines according to Scheme 9. Poly (caprolactam) (“nylon 6”) is prepared by known methods or obtained commercially. Poly (caprolactam) was fully methylated by adapting published methods [Org. Synth. Coll, 5, 315 (1973) and references thereof], forming an exemplary polyamide.

Figure 0005806409
Figure 0005806409

スキーム10によるペンダントジオキシラン部分を含む変性ポリアクリルアミドの調製。分子量範囲が5,000,000〜6,000,000のポリアクリルアミドは、既知の方法によりならびにSigma−AldrichおよびAcros Organicsなどの商業的供給源から得られる。ポリアクリルアミドを、公開された方法に適合させることによって完全にメチル化して[Org. Synth. Coll、5巻、315ページ(1973年)およびその参考文献]、例示的なポリアクリルアミドを形成する。100gの変性ポリアクリルアミドを、その後、水(1L)、炭酸水素ナトリウム(2M)および2KHSO・KHSO・KSO(2M w/r KHSO)の混合物に添加し、磁気撹拌子により1時間、機械的に撹拌する。そのポリマーを、その後、透析膜(分画分子量=1000)を使用して蒸留水に対して透析することによって精製する。凍結乾燥により、ペンダントジオキシラン部分を含む変性ポリアクリルアミドが得られる。 Preparation of modified polyacrylamide containing pendant dioxirane moieties according to Scheme 10. Polyacrylamide with a molecular weight range of 5,000,000 to 6,000,000 is obtained by known methods and from commercial sources such as Sigma-Aldrich and Acros Organics. Polyacrylamide was fully methylated by adapting published methods [Org. Synth. Coll, 5, 315 (1973) and references thereof], forming an exemplary polyacrylamide. 100 g of denatured polyacrylamide was then added to a mixture of water (1 L), sodium bicarbonate (2M) and 2KHSO 5 · KHSO 4 · K 2 SO 4 (2M w / r KHSO 5 ) and 1 with a magnetic stir bar. Stir mechanically for hours. The polymer is then purified by dialysis against distilled water using a dialysis membrane (fraction molecular weight = 1000). Lyophilization gives a modified polyacrylamide containing pendant dioxirane moieties.

Figure 0005806409
Figure 0005806409

スキーム11によるペンダントジオキシラン部分を含む変性ポリアクリルアミドの調製。例示的なポリアクリルアミドであるポリジメチルアクリルアミドは、Isaure, F.ら、React. Funct. Polym. 66、65〜79ページ(2006年)に従って調製する。ポリジメチルアクリルアミドを、その後、公開された方法に適合させることによって完全にメチル化する[Org. Synth. Coll、5巻、315ページ(1973年)およびその参考文献]。100gのメチル化ポリジメチルアクリルアミドを、その後、水(1L)、炭酸水素ナトリウム(2M)および2KHSO・KHSO・KSO(2M w/r KHSO))の混合物に添加し、磁気撹拌子により1時間、機械的に撹拌する。そのポリマーを、その後、透析膜(分画分子量=1000)を使用して蒸留水に対して透析することによって精製する。凍結乾燥により、ペンダントジオキシラン部分を含む変性ポリアクリルアミドが得られる。 Preparation of modified polyacrylamide containing pendant dioxirane moieties according to Scheme 11. An exemplary polyacrylamide, polydimethylacrylamide, is described by Isaure, F .; Et al., React. Funct. Polym. 66, 65-79 (2006). Polydimethylacrylamide is then fully methylated by adapting to published methods [Org. Synth. Coll, 5, 315 (1973) and references]. 100 g of methylated polydimethylacrylamide is then added to a mixture of water (1 L), sodium bicarbonate (2M) and 2KHSO 5 · KHSO 4 · K 2 SO 4 (2M w / r KHSO 5 )) and magnetically stirred. Stir mechanically with a child for 1 hour. The polymer is then purified by dialysis against distilled water using a dialysis membrane (fraction molecular weight = 1000). Lyophilization gives a modified polyacrylamide containing pendant dioxirane moieties.

Figure 0005806409
Figure 0005806409

スキーム12によるペンダントジオキシラン部分を含むポリ(メチル)メタクリレートの調製。例示的なメタクリレートポリマーであるポリ(メチル)メタクリレートは、既知の方法およびSigma−Aldrichなどの商業的供給源によって得られる。ポリ(メチル)メタクリレートを基本手順Aにより酸化する。   Preparation of poly (methyl) methacrylate containing pendant dioxirane moieties according to Scheme 12. An exemplary methacrylate polymer, poly (methyl) methacrylate, is obtained by known methods and commercial sources such as Sigma-Aldrich. Poly (methyl) methacrylate is oxidized by the general procedure A.

Figure 0005806409
Figure 0005806409

ペンダントジオキシラン部分を含むアラミドの調製。例示的なアラミドであるポリパラフェニレンテレフタルアミドは、パラ−フェニレンジアミンとテレフタロイルジクロリドの化合などの既知の方法ならびにDuPont(KEVLARとして販売されている)などの商業的供給源によって得られる。ポリパラフェニレンテレフタルアミドを基本手順Aにより酸化する。そのようなプロセスをスキーム13に示す。ここで、両方のカルボニル基がジオキシラントに変換されるが、1つの基のみが変換されてもよく、ポリマー中のすべてのモノマー単位が変換される必要はないことが理解されるべきである。   Preparation of an aramid containing a pendant dioxirane moiety. An exemplary aramid, polyparaphenylene terephthalamide, is obtained by known methods such as the combination of para-phenylenediamine and terephthaloyl dichloride as well as by commercial sources such as DuPont (sold as KEVLAR). Polyparaphenylene terephthalamide is oxidized by basic procedure A. Such a process is shown in Scheme 13. Here, it is to be understood that although both carbonyl groups are converted to dioxylants, only one group may be converted and not all monomer units in the polymer need be converted.

Figure 0005806409
Figure 0005806409

ペンダントジオキシラン部分を含むポリ尿素の調製。スパンデックスは、既知の方法によって、およびInvistaなどの商業的供給源から得られる。例示的なるポリ尿素であるスパンデックスを基本手順Aにより酸化する。そのようなプロセスをスキーム14に示す。ここで、両方のカルボニル基がジオキシラントに変換されるが、1つの基のみが変換されてもよく、ポリマー中のすべてのモノマー単位が変換される必要はないことが理解されるべきである。   Preparation of polyurea containing pendant dioxirane moieties. Spandex is obtained by known methods and from commercial sources such as Invista. An exemplary polyurea, spandex, is oxidized according to General Procedure A. Such a process is shown in Scheme 14. Here, it is to be understood that although both carbonyl groups are converted to dioxylants, only one group may be converted and not all monomer units in the polymer need be converted.

Figure 0005806409
Figure 0005806409

ペンダントジオキシラン部分を含む変性ポリ尿素の調製。スパンデックスを、公開された方法に適合させることによって完全にメチル化して[Org. Synth. Coll、5巻、315ページ(1973年)およびその参考文献]、例示的な変性ポリ尿素を形成する。100gのメチル化スパンデックスを、その後、水(1L)、炭酸水素ナトリウム(2M)および2KHSO・KHSO・KSO(2M w/r KHSO))の混合物に添加し、磁気撹拌子により1時間、機械的に撹拌する。そのポリマーを、その後、透析膜(分画分子量=1000)を使用して蒸留水に対して透析することによって精製する。凍結乾燥により、ペンダントジオキシラン部分を含む変性スパンデックスが得られる。そのようなプロセスをスキーム15に示す。ここで、両方のカルボニル基がジオキシラントに変換されるが、1つの基のみが変換されてもよく、ポリマー中のすべてのモノマー単位が変換される必要はないことが理解されるべきである。 Preparation of modified polyurea containing pendant dioxirane moieties. Spandex was fully methylated by adapting published methods [Org. Synth. Coll, Vol. 5, 315 (1973) and references thereof], an exemplary modified polyurea is formed. 100 g of methylated spandex is then added to a mixture of water (1 L), sodium bicarbonate (2M) and 2KHSO 5 · KHSO 4 · K 2 SO 4 (2M w / r KHSO 5 )) with a magnetic stir bar Stir mechanically for 1 hour. The polymer is then purified by dialysis against distilled water using a dialysis membrane (fraction molecular weight = 1000). Freeze drying gives a modified spandex containing pendant dioxirane moieties. Such a process is shown in Scheme 15. Here, it is to be understood that although both carbonyl groups are converted to dioxylants, only one group may be converted and not all monomer units in the polymer need be converted.

Figure 0005806409
Figure 0005806409

スキーム16によるペルフルオロ安定化(perfluoro stabilized)ペンダントジオキシラン部分を含むポリマーの調製。ペンダントペルフルオロ基を有する例示的なポリマーである1,1,1−トリフルオロ−3,3,4−トリメチルペント−4−エン−2−オンを、公開された方法に従い調製する[Nenajdenko, V. G. Tetrahedron 50、11023〜11038ページ(1994年)]。1,1,1−トリフルオロ−3,3,4−トリメチルペント−4−エン−2−オンを、公開された方法に適合させることによって重合する[Zhang, J.ら、Macromolecules 35、8869〜77ページ(2002年);Monieau, C.ら、Macromolecules 32、8277〜82ページ(1999年);Gilmer, T.C.ら、J. Polym. Sci. Pol. Chem. 34、1025〜37ページ(1996年)およびその参考文献]。ポリ(1,1,1−トリフルオロ−3,3,4−トリメチルペント−4−エン−2−オン)を基本手順Aにより酸化する。   Preparation of a polymer containing a perfluoro-stabilized pendant dioxirane moiety according to Scheme 16. An exemplary polymer having pendant perfluoro groups, 1,1,1-trifluoro-3,3,4-trimethylpent-4-en-2-one, is prepared according to published methods [Nenajdenko, V .; G. Tetrahedron 50, 11023-11038 (1994)]. 1,1,1-trifluoro-3,3,4-trimethylpent-4-en-2-one is polymerized by adapting to published methods [Zhang, J. et al. Et al., Macromolecules 35, 8869-77 (2002); Monieau, C. et al. Et al., Macromolecules 32, 8277-82 (1999); Gilmer, T .; C. Et al. Polym. Sci. Pol. Chem. 34, 1025-37 (1996) and references]. Poly (1,1,1-trifluoro-3,3,4-trimethylpent-4-en-2-one) is oxidized according to General Procedure A.

Figure 0005806409
Figure 0005806409

スキーム17によるペルフルオロ安定化ペンダントジオキシラン部分を含む分岐骨格ポリマーの調製。例示的な分岐ポリマーである4−エトキシ−1,1,1−トリフルオロブト−3−エン−2−オンは、既知の方法によって得られ、Sigma−Aldrichから商業的に入手可能である。4−エトキシ−1,1,1−トリフルオロブト−3−エン−2−オンを、公開された方法に適合させることによって重合する[Zhang, J.ら、Macromolecules 35、8869〜77ページ(2002年);Monieau, C.ら、Macromolecules 32、8277〜82ページ(1999年);Gilmer, T.C.ら、J. Polym. Sci. Pol. Chem. 34、1025〜37ページ(1996年)およびその参考文献]。ポリ(4−エトキシ−1,1,1−トリフルオロブト−3−エン−2−オン)を基本手順Aにより酸化する。   Preparation of a branched backbone polymer containing a perfluoro-stabilized pendant dioxirane moiety according to Scheme 17. An exemplary branched polymer, 4-ethoxy-1,1,1-trifluorobut-3-en-2-one, is obtained by known methods and is commercially available from Sigma-Aldrich. 4-Ethoxy-1,1,1-trifluorobut-3-en-2-one is polymerized by adapting to published methods [Zhang, J. et al. Et al., Macromolecules 35, 8869-77 (2002); Monieau, C. et al. Et al., Macromolecules 32, 8277-82 (1999); Gilmer, T .; C. Et al. Polym. Sci. Pol. Chem. 34, 1025-37 (1996) and references]. Poly (4-ethoxy-1,1,1-trifluorobut-3-en-2-one) is oxidized according to General Procedure A.

Figure 0005806409
Figure 0005806409

スキーム18によるペンダントジオキシラン部分を含むポリ(メチル−2−ケト−3−ブテノエート)の調製。メチル−2−ケト−3−ブテノエートを、公開された方法に適合させることによって商業的に入手可能な2−ケト−3−ブテン酸から調製する[Org. Synth. Coll、3巻、610ページ(1995年)およびその参考文献]。メチル−2−ケト−3−ブテノエートを、公開された方法に適合させることによって重合する[Zhang, J.ら、Macromolecules 35、8869〜77ページ(2002年);Monieau, C.ら、Macromolecules 32、8277〜82ページ(1999年);Gilmer, T.C.ら、J. Polym. Sci. Pol. Chem. 34、1025〜37ページ(1996年)およびその参考文献]。ポリ(メチル−2−ケト−3−ブテノエート)を基本手順Aにより酸化する。   Preparation of poly (methyl-2-keto-3-butenoate) containing pendant dioxirane moieties according to Scheme 18. Methyl-2-keto-3-butenoate is prepared from commercially available 2-keto-3-butenoic acid by adapting to published methods [Org. Synth. Coll, 3, 610 (1995) and references]. Methyl-2-keto-3-butenoate is polymerized by adapting to published methods [Zhang, J. et al. Et al., Macromolecules 35, 8869-77 (2002); Monieau, C. et al. Et al., Macromolecules 32, 8277-82 (1999); Gilmer, T .; C. Et al. Polym. Sci. Pol. Chem. 34, 1025-37 (1996) and references]. Poly (methyl-2-keto-3-butenoate) is oxidized according to General Procedure A.

Figure 0005806409
Figure 0005806409

スキーム19によるペンダントジオキシラン部分を含むポリ(メチル−2−ケト−4−ペンテノエート)の調製。メチル−2−ケト−4−ペンテノエートを、公開された方法に適合させることによって商業的に入手可能な2−ケト−4−ペンテン酸から調製する[Org. Synth. Coll、3巻、610ページ(1995年)およびその参考文献]。メチル−2−ケト−4−ペンテノエートを、公開された方法に適合させることによって重合する[Zhang, J.ら、Macromolecules 35、8869〜77ページ(2002年);Monieau, C.ら、Macromolecules 32、8277〜82ページ(1999年);Gilmer, T.C.ら、J. Polym. Sci. Pol. Chem. 34、1025〜37ページ(1996年)およびその参考文献]。ポリ(メチル−2−ケト−4−ペンテノエート)を基本手順Aにより酸化する。   Preparation of poly (methyl-2-keto-4-pentenoate) containing pendant dioxirane moieties according to Scheme 19. Methyl-2-keto-4-pentenoate is prepared from commercially available 2-keto-4-pentenoic acid by adapting to published methods [Org. Synth. Coll, 3, 610 (1995) and references]. Methyl-2-keto-4-pentenoate is polymerized by adapting to published methods [Zhang, J. et al. Et al., Macromolecules 35, 8869-77 (2002); Monieau, C. et al. Et al., Macromolecules 32, 8277-82 (1999); Gilmer, T .; C. Et al. Polym. Sci. Pol. Chem. 34, 1025-37 (1996) and references]. Poly (methyl-2-keto-4-pentenoate) is oxidized according to General Procedure A.

Figure 0005806409
Figure 0005806409

ポリマーによる液体のろ過。殺菌したグラスウールの栓を、ガラスカラムの底に入れる。ガラスカラムを、その後、実施例18のポリ(メチル−2−ケト−3−ペンテノエート)を含む100gのジオキシランで満たす。その後、生物学的汚染物質を含む300mLの水を、静かにそのカラムに入れる。その水を、その後、ポリマーに通して受けフラスコに移動させる。フィルターとしてのポリマーの使用により、水中の生物学的汚染物質が酸化される。フィルターは、酸化された汚染物質をさらに捕捉してもよく、または酸化された生物学的汚染物質は水に残ったままであるが、その活性は酸化の結果、実質的に低減または除去される。   Filtration of liquids with polymers. Place a sterile glass wool stopper at the bottom of the glass column. The glass column is then filled with 100 g dioxirane containing the poly (methyl-2-keto-3-pentenoate) of Example 18. Thereafter, 300 mL of water containing biological contaminants is gently placed into the column. The water is then transferred through the polymer to the receiving flask. Use of the polymer as a filter oxidizes biological contaminants in the water. The filter may further capture oxidized contaminants or the oxidized biological contaminants remain in the water, but its activity is substantially reduced or eliminated as a result of oxidation.

液体フィルターの再生。水(1L)、炭酸水素ナトリウム(2M)および2KHSO・KHSO・KSO(KHSOに関して2M)の溶液を作製する(「ペルオキシモノサルフェート溶液」)。ろ過後に、実施例20の液体フィルターに300mLのペルオキシモノサルフェート溶液を入れる。その溶液を、その後、ポリマーに通して受けフラスコに移動させてジオキシラン部分を再生し、分解された汚染物質の除去を助ける。これを、新しいペルオキシモノサルフェート溶液でさらに2回繰り返してもよい。その液体フィルターを、その後、100mLポーションの蒸留水を用いて2回フラッシュして、再生で残った任意の塩を除去してもよい。 Regeneration of liquid filter. Make a solution of water (1 L), sodium bicarbonate (2 M) and 2 KHSO 5 .KHSO 4 .K 2 SO 4 (2 M for KHSO 5 ) (“peroxymonosulfate solution”). After filtration, 300 mL of peroxymonosulfate solution is added to the liquid filter of Example 20. The solution is then transferred through the polymer to the receiving flask to regenerate the dioxirane moiety and help remove degraded contaminants. This may be repeated two more times with a new peroxymonosulfate solution. The liquid filter may then be flushed twice with 100 mL portions of distilled water to remove any remaining salt from the regeneration.

エアフィルターの作製。実施例3のペンダントジオキシラン部分を含むポリ乳酸を多孔質のシートに圧入する。そのシートに、その後、ひだをつけ、スチールスクリーンの端を囲むように接着剤でつけることによってスチールスクリーンとつなぐ。   Air filter production. The polylactic acid containing the pendant dioxirane portion of Example 3 is pressed into a porous sheet. The sheet is then pleated and joined to the steel screen by glueing around the edges of the steel screen.

2つのポリマーを使用したエアフィルターの作製。実施例3のペンダントジオキシラン部分を含むポリ乳酸および実施例19のペンダントジオキシラン部分を含むポリ(メチル−2−ケト−4−ペンテノエート)をともに多孔質のシートに圧入する。そのシートに、その後、ひだをつけ、スチールスクリーンの端を囲むように接着剤でつけることによってスチールスクリーンとつなぐ。   Production of air filter using two polymers. The polylactic acid containing the pendant dioxirane moiety of Example 3 and the poly (methyl-2-keto-4-pentenoate) containing the pendant dioxirane moiety of Example 19 are both pressed into a porous sheet. The sheet is then pleated and joined to the steel screen by glueing around the edges of the steel screen.

実施例23のエアフィルターの使用。実施例23のエアフィルターを、家庭用HVACシステムのフィルターホルダーに入れる。HVACシステムのスイッチを入れ、その設計に従って作動させる。HVACシステムにおけるフィルターの使用により、家の空気から生物学的汚染物質および化学的汚染物質が除去される。   Use of the air filter of Example 23. The air filter of Example 23 is placed in the filter holder of a domestic HVAC system. Switch on the HVAC system and operate according to its design. The use of filters in the HVAC system removes biological and chemical contaminants from home air.

実施例24のエアフィルターの再生利用。ポリマーフィルター上のジオキシラン部分が実質的に低減された後、または予め決められた期間の後に、ポリマーフィルター上のジオキシラン部分が再生されてもよい。フィルターには、水様のペルオキシモノサルフェート溶液が噴霧されてもよく、またはこれに浸漬されてもよい。この溶液は、25ミリモルの濃度のカリウムペルオキシモノサルフェート(OXONE(登録商標)、DuPont、ウィルミントン、DE);pHを約7に調節するための炭酸水素ナトリウム(Sigma−Aldrich、セントルイス、MO)および約1ミリモルの濃度の臭化セチルトリメチルアンモニウム(Sigma−Aldrich、セントルイス、MO)を含んでもよい。フィルターを「リチャージする」または「再生利用する」ために、フィルターに噴霧後またはフィルターを浸漬後、それにより、ポリマー上のカルボニル基がペンダントジオキシラン部分に変換される。フィルターに噴霧後またはフィルターを浸漬後、フィルターを蒸留水ですすいでもよい。   Recycling of the air filter of Example 24. The dioxirane moiety on the polymer filter may be regenerated after the dioxirane moiety on the polymer filter is substantially reduced or after a predetermined period of time. The filter may be sprayed with or dipped in a water-like peroxymonosulfate solution. This solution contains potassium peroxymonosulfate at a concentration of 25 millimolar (OXONE®, DuPont, Wilmington, DE); sodium bicarbonate (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO) to adjust the pH to about 7 and A concentration of about 1 mmol of cetyltrimethylammonium bromide (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO) may be included. To “recharge” or “recycle” the filter, after spraying or soaking the filter, the carbonyl groups on the polymer are converted to pendant dioxirane moieties. After spraying or immersing the filter in the filter, the filter may be rinsed with distilled water.

均等形態
特定の実施形態について示し、記載したが、添付した特許請求の範囲において定義されるとおりのより広い態様において本技術から逸脱することなく、当該技術分野における通常の技術によりそれに変更および改変が行われてもよいことを理解すべきである。
Equivalent Forms Although specific embodiments have been shown and described, changes and modifications may be made thereto by ordinary skill in the art without departing from the present technology in its broader aspects as defined in the appended claims. It should be understood that this may be done.

実例として本明細書に記載される実施形態は、本明細書中で具体的に開示されていない任意の1つまたは複数の要素、1つまたは複数の限定の非存在下において適切に実施されてもよい。したがって、例えば、「含む(comprising)」、「含む(including)」、「含む(containing)」などの用語は、拡張的に解釈され、限定されない。さらに、本明細書中で使用される用語および表現は、限定ではなく説明の用語として使用されており、そのような用語および表現の使用には、示され、記載される特徴のいかなる均等形態またはその一部も除外する意図はなく、特許請求される技術の範囲内でさまざまな改変が可能であることが認識される。さらに、「〜から本質的になる(consisting essentially of)」という語句は、具体的に列挙された要素および特許請求される技術の基本的な新規の特性に実質的に影響を及ぼさない追加の要素を含むものと理解される。「〜からなる(consisting of)」という語句は、明記されていないいかなる要素も除外するものである。   The embodiments described herein by way of illustration are suitably implemented in the absence of any one or more elements, one or more limitations not specifically disclosed herein. Also good. Thus, for example, the terms “comprising”, “including”, “containing” and the like are interpreted in an expanded manner and are not limited. Moreover, the terms and expressions used herein are used as terms of description rather than limitation, and the use of such terms and expressions may include any equivalent form or feature of the features shown and described. It is recognized that some are not intended to be excluded, and that various modifications are possible within the scope of the claimed technology. Furthermore, the phrase “consisting essentially of” means that the elements specifically listed and any additional elements that do not substantially affect the basic novel characteristics of the claimed technology Is understood to include. The phrase “consisting of” excludes any element not specified.

本開示は、本出願に記載される特定の実施形態に関して限定されるものではなく、さまざまな態様を説明することを意図する。当業者には明白なように、その趣旨および範囲から逸脱することなく多くの改変形態および変形形態を作製できる。本明細書中で列挙されたものに加えて、本開示の範囲内で機能的に均等の組成物、装置および方法が、前述の説明から当業者には明らかであろう。そのような改変形態および変形形態は、添付した特許請求の範囲の範囲内に入ることが意図される。本開示は、添付した特許請求の範囲の用語によってのみ限定され、そのような特許請求の範囲が権利を与えられる全範囲の均等形態を伴う。本開示は、特定の方法、試薬、化合物、組成物または生物系に限定されるものではなく、それらは、当然変化可能であることが理解されるべきである。本明細書中で使用される術語は、特定の実施形態を説明するためのものに過ぎず、限定の意図はないことも理解されるべきである。   This disclosure is not intended to be limited with respect to the specific embodiments described in this application, but is intended to illustrate various aspects. Many modifications and variations can be made without departing from its spirit and scope, as will be apparent to those skilled in the art. In addition to those listed herein, functionally equivalent compositions, devices, and methods within the scope of this disclosure will be apparent to those skilled in the art from the foregoing description. Such modifications and variations are intended to fall within the scope of the appended claims. The present disclosure is limited only by the terms of the appended claims, with the full scope of equivalents to which such claims are entitled. It is to be understood that this disclosure is not limited to particular methods, reagents, compounds, compositions or biological systems, which can of course vary. It should also be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting.

さらに、本開示の特徴または態様がマーカッシュ群により記載される場合、当業者は、本開示が、それにより、マーカッシュ群の任意の個々のメンバーまたはメンバーの部分群に関しても記載されることを認識するであろう。   Furthermore, if a feature or aspect of the present disclosure is described by a Markush group, those skilled in the art will recognize that the present disclosure is thereby described in terms of any individual member or member subgroup of the Markush group. Will.

当業者に理解されるであろうように、任意のおよびあらゆる目的に対して、特に、明細書を提供することに関して、本明細書中で開示されるあらゆる範囲は、任意のおよびすべての可能性のある部分範囲およびその部分範囲の組み合わせも包含する。挙げられた任意の範囲は、十分に記載されて、同じ範囲の少なくとも2等分、3等分、4等分、5等分、10等分などへの分解を可能にすることが容易に認識され得る。非限定例としては、本明細書中で述べられる各範囲は、下部の3分の1、中間の3分の1および上部の3分の1などに容易に分解できる。これも当業者に理解されるであろうように、「最大」、「少なくとも」、「超」、「未満」などのすべての用語は、列挙された数を含み、続いて上記のような部分範囲に分解できる範囲を指す。同様に、語句「少なくとも約」何らかの値、例えば、重量%などは、少なくともその値およびおよそのその値を含む。例えば、「少なくとも約1重量%」とは、「少なくとも1重量%または約1重量%」を意味する。最後に、当業者に理解されるであろうように、範囲には、それぞれ個々のメンバーが含まれる。   As will be appreciated by those skilled in the art, for any and all purposes, particularly with respect to providing the specification, any range disclosed herein may be any and all possibilities. Also included are subranges and combinations of subranges. Any given range is well-recognized and readily recognized as allowing the decomposition of the same range into at least 2 equal parts, 3 equal parts, 4 equal parts, 5 equal parts, 10 equal parts, etc. Can be done. By way of non-limiting example, each range described herein can be easily decomposed into a lower third, middle third, upper third, and the like. As will also be appreciated by those skilled in the art, all terms such as “maximum”, “at least”, “greater”, “less than”, etc. include the recited numbers, followed by A range that can be decomposed into ranges. Similarly, the phrase “at least about” any value, such as weight percent, includes at least that value and approximately that value. For example, “at least about 1% by weight” means “at least 1% by weight or about 1% by weight”. Finally, as will be appreciated by those skilled in the art, each range includes individual members.

その他の実施形態を、特許請求の範囲に記載する。   Other embodiments are in the claims.

Claims (7)

少なくとも1つのペンダントジオキシラン部分を含むポリマーであって、
Figure 0005806409

Figure 0005806409

である、ポリマー
A polymer comprising at least one pendant dioxirane moiety,
Figure 0005806409

Figure 0005806409

Is a polymer .
気体をフィルターに通すことを含む気体浄化方法であって、フィルターが、請求項に記載のペンダントジオキシラン部分を含むポリマーを含む、方法。 A gas purification method comprising passing gas through a filter, wherein the filter comprises a polymer comprising a pendant dioxirane moiety according to claim 1 . 気体が、生物学的汚染物質または化学的汚染物質を含む、請求項に記載の方法。 The method of claim 2 , wherein the gas comprises a biological contaminant or a chemical contaminant. ペルオキシモノサルフェートを含む溶液にフィルターを曝露すること含むフィルターを再生利用することをさらに含む、請求項またはに記載の方法。 4. The method of claim 2 or 3 , further comprising recycling the filter comprising exposing the filter to a solution comprising peroxymonosulfate. 液体をフィルターに通すことを含む液体浄化方法であって、フィルターが、請求項に記載のペンダントジオキシラン部分を含むポリマーを含む、方法。 A method of liquid purification comprising passing a liquid through a filter, wherein the filter comprises a polymer comprising a pendant dioxirane moiety according to claim 1 . 液体が、生物学的汚染物質または化学的汚染物質を含む、請求項に記載の方法。 6. The method of claim 5 , wherein the liquid comprises biological contaminants or chemical contaminants. ペルオキシモノサルフェートを含む溶液にフィルターを曝露すること含むフィルターを再生利用することをさらに含む、請求項またはに記載の方法。 7. The method of claim 5 or 6 , further comprising recycling the filter comprising exposing the filter to a solution comprising peroxymonosulfate.
JP2014534528A 2011-10-18 2011-10-18 Active polymer filter containing pendant dioxirane Expired - Fee Related JP5806409B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2011/056683 WO2013058736A1 (en) 2011-10-18 2011-10-18 Active polymeric filters comprising pendant dioxiranes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014530921A JP2014530921A (en) 2014-11-20
JP5806409B2 true JP5806409B2 (en) 2015-11-10

Family

ID=48141195

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014534528A Expired - Fee Related JP5806409B2 (en) 2011-10-18 2011-10-18 Active polymer filter containing pendant dioxirane

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP5806409B2 (en)
CN (1) CN103890030B (en)
WO (1) WO2013058736A1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013058736A1 (en) 2013-04-25
JP2014530921A (en) 2014-11-20
CN103890030A (en) 2014-06-25
CN103890030B (en) 2016-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7117361B2 (en) Ligand-functionalized substrates with enhanced binding capacity
CN104226128B (en) A kind of method in separation membrane surface structure amphion structure and diffusion barrier
US20100230346A1 (en) Urea sorbent
KR101437252B1 (en) Agent and method for selectively anchoring halogenated aromatic compound contained in medium
JP5863140B2 (en) Polyamide-based water treatment separation membrane having excellent contamination resistance, water treatment module including the same, water treatment apparatus, and method for producing water treatment separation membrane
Mudumbi et al. Recent developments in polyfluoroalkyl compounds research: a focus on human/environmental health impact, suggested substitutes and removal strategies
CN103402614A (en) Functionalization of nanofibrous microfiltration membranes for water purification
JP6022827B2 (en) Surface treatment agent for polyamide reverse osmosis membrane
Shen et al. Enhancing the antifouling properties of poly (vinylidene fluoride)(PVDF) membrane through a novel blending and surface-grafting modification approach
Zhu et al. Constructing zwitterionic coatings on thin-film nanofibrous composite membrane substrate for multifunctionality
CN103157388A (en) Hydrophilic reverse osmosis composite membrane and preparation method thereof
JP5806409B2 (en) Active polymer filter containing pendant dioxirane
JP2011156519A (en) Polymer water treatment film, water treatment method, and method for maintaining polymer water treatment film
US9345997B2 (en) Active polymeric filters
JP2015150544A (en) Surface treatment agent, surface-treated polyamide reverse osmosis membrane and production method of the same
Betancourt-Ponce et al. Probing the Effect of Amine N-Oxide Zwitterionic Polymer Additives in Polysulfone Forward Osmosis Membranes
JP2003019424A (en) Porous and hollow fiber membrane and method for recovering organic germanium compound by the porous, hollow fiber membrane
JP2012006864A (en) Purification method of antibody protein using porous membrane having hydrophilic molecular chain
JP2013528103A (en) Urea adsorbent
JP2007175646A (en) Cleaning agent and cleaning method
김예지 Surface-Charged PVDF Membrane via Assembly of Charged Hyperbranched Polyglycerol (HPG) for Suppresion of Membrane Fouling
Zhou et al. A Strategy of End Anchoring to Poly (N-isopropylacrylamide) Chains for the Thermo-Driven Controllable Oil–Water Separation
Liu et al. Ion Exchange Membranes for Adsorptive Separation: A Patents Review
JP2008086558A (en) Ldl absorbent material and ldl removing material
JPH05345116A (en) Porous membrane for removing endotoxin, modifying agent and removal of endotoxin

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150512

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150806

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150826

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150903

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5806409

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees