JP6502861B2 - 汎用拡張性高費用効率表面修飾 - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、その全体が参照により本明細書中に組み込まれる、２０１３年２月２１日に出願された米国特許仮出願第６１／７６７，７３６号の利益を請求する。
連符政府に支援された研究に関する声明
本発明は全米科学財団（ＮＳＦ）によって授与された認可番号第０９０３７２０号のもとで政府の支援を受けておこなわれた。政府は本発明にある一定の権利を有する。
急速な人口増加とクリーンエネルギー技術の出現で、世界的に新鮮な水の利用可能性が驚くべき速さで低下している（Ｓｅｒｖｉｃｅ， Ｒ． Ｆ． （２００６） Ｓｃｉｅｎｃｅ ３１３， １０８８−１０９０）。すでに、１２億人の人々が安全な飲料水を入手できず、数百万（主に幼児）が汚染水から伝播する疾患で毎年死亡している（Ｓｈａｎｎｏｎ， Ｍ ｅｔ ａｆ． （２００８） Ｎａｔｕｒｅ ４５２， ３０１−３１０； Ｅｌｉｍｅｌｅｌｃｈ ａｎｄ Ｐｈｉｌｌｉｐ （２０１１） Ｓｃｉｅｎｃｅ ３３３， ７１２−７１７）。米国などの先進国でさえも、今世紀中に「水不足」になると考えられる（Ｓｅｒｖｉｃｅ， Ｒ． Ｆ． （２００６） Ｓｃｉｅｎｃｅ ３１３， １０８８−１０９０）。減少する地下水資源は、ますます増える重金属、微量汚染物質、および生殖毒素（ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅ ｔｏｘｉｎ）で汚染されつつある。上水道を消毒するために添加される化学物質は環境に悪影響を及ぼし、多くの場合、飲料水中で高レベルの発がん性物質を生じる副反応を起こす（Ｓｈａｎｎｏｎ， Ｍ．， ｅｔ ａｌ （２００８） Ｎａｔｕｒｅ ４５２， ３０１−３１０）。伝統的および非伝統的ソースから効率的に水を処理して地球規模のニーズを適切に満たすための新規技術を開発しなければならない。
逆浸透（ＲＯ）は、海水および半塩水を飲料用およびハイテクアプリケーション用の高純度水に効率的に変えることができるために、水処理において最先端の技術として台頭してきた。ＲＯのために使用されるポリマー薄フィルム膜は、代替的脱塩技術と比べて高流量、高選択性、低コスト、および比較的低エネルギー消費を示す（Ｅｌｉｍｅｌｅｌｃｈ ａｎｄ Ｐｈｉｌｌｉｐ （２０１１） Ｓｃｉｅｎｃｅ ３３３， ７１２−７１７； Ｌｅｅ， Ｋ．， ｅｔ ａｌ （２０１１） Ｊ． Ｍｅｍｂｒ． Ｓｃｉ． ３７０， １−２２）。物理的障壁として作用して、ＲＯ膜は、高密度微孔フィルムを通して水分子を透過させ、溶解した小さな溶質を阻止する。ＲＯ膜を作製するために使用される多くのポリマー材料のうち、芳香族ポリアミド膜が、優れた輸送および分離特性のために最も広く用いられる。ロール・ツー・ロール加工を使用して複合薄フィルム膜を産業規模で製造し、そして最適性能を達成するためにスパイラル型巻回エレメント（ｓｐｉｒａｌ ｗｏｕｎｄ ｅｌｅｍｅｎｔ）中にパッケージする。
ポリアミド膜は性能に対する理論的限界に近づいたが、それらは本質的な操作上および経営上の利益を有意に低下させる生物学的表面汚染を非常に受けやすい（Ｓｈａｎｎｏｎ， Ｍ．， ｅｔ ａｌ． （２００８） Ｎａｔｕｒｅ ４５２， ３０１−３１０； Ｅｌｉｍｅｌｅｌｅｈ ａｎｄ Ｐｈｉｌｌｉｐ （２０１１） Ｓｃｉｅｎｃｅ ３３３， ７１２−７１７； Ｈｅｒｚｂｅｒｇ ａｎｄ Ｅｌｉｍｅｌｅｃｈ （２００７） Ｊ． Ｍｅｍｂｒ． ＳｃＬ ２９５， １１−２０）。給水中の微生物は疎水性相互作用によって表面上に吸着し、そして膜を通る水流をブロックする。表面上のバイオフィルムの増殖を防止するために使用される強力な化学消毒剤、例えば塩素および塩基処理は、バイオフィルムを防止し表面から除去するが、同時にポリアミド層内の化学結合を攻撃し、膜の高選択性を低下させる（Ｇｌａｔｅｒ， Ｊ．， ｅｔ ａｌ． （１９９４） Ｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎ ９５， ３２５−３４５； Ｋａｗａｇｕｃｈｉ ａｎｄ Ｔａｍｕｒａ （１９８４） Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉ． ２９， ３３５９−３３６７）。したがって、生体成長の阻害および水処理で通常使用される洗浄剤をＲＯ膜では使用できず、脱塩工場の前処理、操作および維持コストを増大させる（Ｉｓａｉａｓ， Ｎ． Ｐ． （２００１） Ｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎ １３９， ５７−６４； Ｒｅｄｏｎｄｏ， Ｊ． Ａ． （２００１） Ｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎ １３９， ２８−３１； Ｋａｎｇ， Ｇ．−Ｄ．， ｅｔ ａｌ． （２００７） Ｊ． Ｍｅｍｂｒ． Ｓｃｉ． ３００， １６５−１７１）。
近年、研究者らは、防汚膜表面処理を開発することによってＲＯ膜の生物汚染を軽減または防止することを試みている（Ｒａｎａ ａｎｄ Ｍａｔｓｕｕｒａ （２０１０） Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅｖ． １１０， ２４４８−２４７１； Ｋａｎｇ ａｎｄ Ｃａｏ （２０１２） Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ４６， ５８４−６００）。表面を親水性「ブラシ」ポリマー（Ｂｅｌｆｅｒ， Ｓ．， ｅｔ ａｌ． （１９９８） Ｊ． Ｍｅｍｂｒ． Ｓｃｉ． １３９， １７５−１９１； Ｖａｎ Ｗａｇｎｅｒ， Ｅ． Ｍ．， ｅｔ ａｌ． （２０１１） Ｊ． Ｍｅｍｂｒ． Ｓｃｉ． ３６７， ２７３−２８７； Ｋａｎｇ， Ｇ．， ｅｔ ａｌ． （２０１１） Ｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎ ２７５， ２５２−２５９； Ｚｏｕ， Ｌ．， ｅｔ ａｌ． （２０１１） Ｊ． Ｍｅｍｂｒ． Ｓｃｉ． ３６９， ４２０−４２８； Ｌｉｎ， Ｎ． Ｈ．， ｅｔ ａｌ． （２０１０） Ｊ． Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｃｈｅｍ． ２９， ４６４２； Ｙａｎｇ， Ｒ ｅｔ ａｌ． （２０１１） Ｃｈｅｍ． Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ２３， １２６３−１２７２）で共有結合により修飾することによって、汚染物質（ｆｏｕｌａｎｔ）と膜表面との間の疎水性相互作用が妨害される（図１）。加えて、バイオフィルム形成における重要なステップである生体細胞および溶解した有機物の初期接着が阻害される。さらに、親水性表面は水和層を形成し、これによって汚染物質が膜フィルムの表面上に吸着するのが防止され、かくして膜を通して水が自由に通過できるようになる。
残念なことに、ポリアミド膜のデザインされた化学安定性は表面操作を困難な仕事にする。以前の研究は、反応性エポキシド末端基（Ｖａｎ Ｗａｇｎｅｒ， Ｅ． Ｍ．， ｅｔ ａｌ．（２０１１） Ｊ． Ｍｅｍｂｒ． Ｓｃｉ． ３６７， ２７３−２８７）、カルボジイミド活性化（Ｋａｎｇ， Ｇ．， ｅｔ ａｌ． （２０１１） Ｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎ ２７５， ２５２−２５９）、または親水性ポリマーをポリアミド表面に化学的に結合させるラジカル開始グラフト重合を利用していた（Ｋａｎｇ ａｎｄ Ｃａｏ （２０１２） Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ４６， ５８４−６００； Ｋａｎｇ， Ｇ，， ｅｔ ａｌ．（２０１１） Ｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎ ２７５， ２５２−２５９； Ｚｏｕ， Ｌ．， ｅｔ ａｌ． （２０１１） Ｊ． Ｍｅｍｂｒ． Ｓｃｉ． ３６９， ４２０−４２８； Ｌｉｎ， Ｎ． Ｈ．， ｅｔ ａｌ （２０１０） Ｊ． Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｃｈｅｍ． ２９， ４６４２； Ｙａｎｇ， Ｒ．， ｅｔ ａｌ． （２０１１） Ｃｈｅｍ． Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ２３， １２６３−１２７２）。しかしながら、これらの修飾は長い反応時間、新奇な反応条件を必要とし、その場で実施され、複合薄フィルム膜の商業的なロール・ツー・ロール製造法に容易に移されるのを防止する。
したがって、防汚ＲＯ膜を製造するための拡大可能な方法が依然として必要とされる。そのような膜およびそれに関連する方法を本明細書中で記載する。
Ｓｅｒｖｉｃｅ， Ｒ． Ｆ． （２００６） Ｓｃｉｅｎｃｅ ３１３， １０８８−１０９０ Ｓｈａｎｎｏｎ， Ｍ ｅｔ ａｆ． （２００８） Ｎａｔｕｒｅ ４５２， ３０１−３１０ Ｅｌｉｍｅｌｅｌｃｈ ａｎｄ Ｐｈｉｌｌｉｐ （２０１１） Ｓｃｉｅｎｃｅ ３３３， ７１２−７１７
本明細書中で具体化され、広く記載される本発明の目的によると、本発明は、１つの態様では、塩素耐性ポリアミド膜およびそれらの使用に関する。
開示されるのは、表面を含むポリマー薄フィルム膜を含む耐汚染ろ過膜であり、この表面は、式：
によって表される構造を有する化合物の少なくとも１つの残基で修飾され、式中、Ａは−Ｃ（＝Ｏ）−および−（ＳＯ２）−から選択される；Ｌは−ＯＱ、−Ｏ−、−Ｎ＋Ｒ３ＨＱおよび−ＮＲ３Ｑから選択される；Ｑは、水素、親水性ポリマー、および式：
によって表される構造から選択され、式中、Ｚは、−ＣＲ６ａＲ６ｂ−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝ＮＨ）−およびＣ（＝ＮＨ）ＮＲ７−から選択される；ｍは、０、１、２、３、４、５、６、７、および８から選択される整数である；Ｒ１ａおよびＲ１ｂの各々は、水素およびハロゲンから独立して選択される；Ｒ２ａおよびＲ２ｂの各々はハロゲンである；Ｒ３は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−Ｒ８ａＲ８ｂ、−Ｒ８ａＲ８ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ９、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ９から独立して選択される；Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１１、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１１から独立して選択される；Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ２ −、−ＳＯ３Ｒ１３、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１３から独立して選択される；Ｒ７は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ８は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ９は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ１０は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ１１は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ１２は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；そしてＲ１３は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される。
表面を含む薄フィルム膜を修飾する方法であって、式：
によって表される構造を有する化合物の少なくとも１つの残基と表面を結合させるステップを含む方法も開示され、式中、Ａは−Ｃ（＝Ｏ）−および−（ＳＯ２）−から選択される；Ｌは、−ＯＱ、−Ｏ−、−Ｎ＋Ｒ３ＨＱおよび−ＮＲ３Ｑから選択される；Ｑは、水素、親水性ポリマー、および式：
によって表される構造から選択され、式中、Ｚは、−ＣＲ６ａＲ６ｂ−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝ＮＨ）−、および−Ｃ（＝ＮＨ）ＮＲ７−から選択される；ｍは、０、１、２、３、４、５、６、７、および８から選択される整数である；Ｒ１ａおよびＲ１ｂの各々は、独立して選択された水素およびハロゲンである；Ｒ２ａおよびＲ２ｂの各々はハロゲンである；Ｒ３は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ８ａＲ８ｂ、−ＮＲ８ａＲ８ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ９、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ９から独立して選択される；Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１１、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１１から独立して選択される；Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−Ｒ１２ａＲ１２ｂ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１３、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１３から独立して選択される；Ｒ７は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ８は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ９は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ１０は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ１１は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ１２は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；そしてＲ１３は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される。
表面を含む薄フィルム膜を修飾する方法であって、一重項ニトレンを含む化合物の少なくとも１つの残基と表面とで結合させ、それによって汚染耐性、表面電荷、親水性、および粗度から選択される少なくとも１つの特性を改善することを含む方法も開示される。
式：
によって表される構造を有する化合物も開示され、式中、ｍは、０、１、２、３、４、５、６、７、および８から選択される整数であり；Ａは、−Ｃ（＝Ｏ）−および−（ＳＯ２）−から選択され、Ｌは−ＯＱであるか、またはＡは−（ＳＯ２）−であり、Ｌは、−ＯＱおよび−ＮＲ３Ｑから選択される；Ｑは、水素、親水性ポリマー、および式：
によって表される構造から選択され、式中、Ｚは、−ＣＲ６ａＲ６ｂ−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝ＮＨ）−、および−Ｃ（＝ＮＨ）ＮＲ７−から選択される；Ｒ１ａおよびＲ１ｂの各々は水素およびハロゲンから独立して選択される；Ｒ２ａおよびＲ２ｂの各々はハロゲンである；Ｒ３は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ８ａＲ８ｂ、−ＮＲ８ａＲ８ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ９、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ９から独立して選択される；Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１１、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１１から独立して選択される；Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃｌ〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１３、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１３から独立して選択される；Ｒ７は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ８は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ９は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ１０は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ１１は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ１２は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；そしてＲ１３は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される。
水を精製する方法も開示され、この方法は：ａ）開示された膜、または開示された方法にしたがって修飾された膜であって、第１面と第２面とを有する膜を提供し；ｂ）第１圧力で第１塩濃度を有する第１体積の第１溶液と膜の第１面とを接触させ；そしてｃ）第２圧力で第２塩濃度を有する第２体積の第２溶液と膜の第２面とを接触させることを含み；ここで、第１溶液は膜を通して第２溶液と流体連通し、第１塩濃度は第２塩濃度よりも高く、それによって膜を越えて浸透圧を形成し、そして第１圧力は第２圧力よりも充分高く浸透圧を超え、それによって、第２体積を増加させ、第１体積を減少させる。
一実施形態において、例えば、以下の項目が提供される。
（項目１）
表面を含むポリマー薄フィルム膜を含む耐汚染ろ過膜であって、前記表面が、式：

によって表される構造を有する化合物の少なくとも１つの残基で修飾され、
式中、Ａは、−Ｃ（＝Ｏ）−および−（ＳＯ ２ ）−から選択される；
Ｌは、−ＯＱ、−Ｏ − 、−Ｎ ＋ Ｒ ３ ＨＱおよび−ＮＲ ３ Ｑから選択される；
ここで、Ｑは、水素、親水性ポリマー、および式：

によって表される構造から選択され、
式中、Ｚは、−ＣＲ ６ａ Ｒ ６ｂ −、−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝ＮＨ）−、および−Ｃ（＝ＮＨ）ＮＲ ７ −から選択される；
ｍは、０、１、２、３、４、５、６、７、および８から選択される整数である；
Ｒ １ａ およびＲ １ｂ の各々は水素およびハロゲンから独立して選択される；
Ｒ ２ａ およびＲ ２ｂ の各々はハロゲンである；
Ｒ ３ は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；
Ｒ ４ａ およびＲ ４ｂ の各々は、存在する場合、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ ８ａ Ｒ ８ｂ 、−ＮＲ ８ａ Ｒ ８ｂ Ｈ ＋ 、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ ３ − 、−ＳＯ ３ Ｒ ９ 、−ＣＯ ２ − 、および−ＣＯ ２ Ｒ ９ から独立して選択される；
Ｒ ５ａ 、Ｒ ５ｂ 、およびＲ ５ｃ の各々は、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ １０ａ Ｒ １０ｂ 、−ＮＲ １０ａ Ｒ １０ｂ Ｈ ＋ 、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ ３ − 、−ＳＯ ３ Ｒ １１ 、−ＣＯ ２ − 、および−ＣＯ ２ Ｒ １１ から独立して選択される；
Ｒ ６ａ およびＲ ６ｂ の各々は、存在する場合、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ １２ａ Ｒ １２ｂ 、−ＮＲ １２ａ Ｒ １２ｂ Ｈ ＋ 、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ ３ − 、−ＳＯ ３ Ｒ １３ 、−ＣＯ ２ − 、および−ＣＯ ２ Ｒ １３ から独立して選択される；
Ｒ ７ は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；
Ｒ ８ は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；
Ｒ ９ は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；
Ｒ １０ は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；
Ｒ １１ は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；
Ｒ １２ は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される、
前記耐汚染ろ過膜。
（項目２）
前記膜が逆浸透膜である、項目１に記載の膜。
（項目３）
前記膜が少なくとも１つのポリアミドを含む、項目１または２に記載の膜。
（項目４）
前記ポリアミドが芳香族である、項目３に記載の膜。
（項目５）
Ｌが−Ｏ − である、項目１〜４のいずれか１項に記載の膜。
（項目６）
Ｌが−ＯＱおよび−ＮＲ ３ Ｑから選択される、項目１〜４のいずれか１項に記載の膜。
（項目７）
Ｑが水素である、項目１〜６のいずれか１項に記載の膜。
（項目８）
Ｑが親水性ポリマーである、項目１〜６のいずれか１項に記載の膜。
（項目９）
前記親水性ポリマーが、ポリ（エチレングリコール）、ポリ（エチレンイミン）およびポリアニリン、またはそれらの混合物から選択される少なくとも１つの部分を含む、項目１〜６または８のいずれか１項に記載の膜。
（項目１０）
Ｑが、式：

によって表される構造を有する、項目１〜６のいずれか１項に記載の膜。
（項目１１）
Ｑが：

から選択される構造を有する、項目１〜６または１０のいずれか１項に記載の膜。
（項目１２）
Ｚが、−ＣＨ ２ および−Ｃ（＝ＮＨ）ＮＨ−から選択される、項目１〜１１のいずれか１項に記載の膜。
（項目１３）
ｍが０である、項目１〜１２のいずれか１項に記載の膜。
（項目１４）
Ｒ １ａ およびＲ １ｂ の各々が水素である、項目１〜１３のいずれか１項に記載の膜。
（項目１５）
Ｒ １ａ およびＲ １ｂ の各々がハロゲンである、項目１〜１３のいずれか１項に記載の膜。
（項目１６）
Ｒ １ａ がハロゲンであり、Ｒ １ｂ が水素である、項目１〜１３のいずれか１項に記載の膜。
（項目１７）
前記ハロゲンが−Ｆおよび−Ｃｌから選択される、項目１〜１３、１５、または１６のいずれか１項に記載の膜。
（項目１８）
前記ハロゲンが−Ｆである、項目１〜１３または１５〜１７のいずれか１項に記載の方法。
（項目１９）
Ｒ ５ａ が−ＣＯ ２ − であり、Ｒ ５ｂ が−ＮＨ ３ ＋ であり、そしてＲ ５ｃ が水素である、項目１〜１８のいずれか１項に記載の膜。
（項目２０）
Ｒ ５ ａが−ＣＯ ２ − であり、そしてＲ ５ｂ およびＲ ５ｃ の各々が水素である、項目１〜１８のいずれか１項に記載の膜。
（項目２１）
Ｒ ５ａ が−ＮＨ ３ ＋ であり、そしてＲ ５ｂ およびＲ ５ｃ の各々が水素である、項目１〜１８のいずれか１項に記載の膜。
（項目２２）
前記膜が少なくとも約９０％の脱塩を少なくとも約４時間示す、項目１〜２１に記載の膜。
（項目２３）
化合物の前記残基が抗菌剤を含む、項目１〜２２に記載の膜。
（項目２４）
前記膜が、汚染耐性、親水性、表面電荷、および粗度から選択される少なくとも１つの特性で改善を示す、項目１〜２３に記載の膜。
（項目２５）
表面を含む薄フィルム膜を修飾する方法であって、前記表面を、式：

によって表される構造を有する化合物の少なくとも１つの残基と結合させるステップを含み、
式中、Ａは−Ｃ（＝Ｏ）−および−（ＳＯ ２ ）−から選択される；
Ｌは、−ＯＱ、−Ｏ − 、−Ｎ ＋ Ｒ ３ ＨＱおよび−ＮＲ ３ Ｑから選択される；
Ｑは、水素、親水性ポリマー、および式：

によって表される構造から選択され、
式中、Ｚは、−ＣＲ ６ａ Ｒ ６ｂ −、−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝ＮＨ）−、および−Ｃ（＝ＮＨ）ＮＲ ７ −から選択される；
ｍは、０、１、２、３、４、５、６、７、および８から選択される整数である；
Ｒ １ａ およびＲ １ｂ の各々は水素およびハロゲンから独立して選択される；
Ｒ ２ａ およびＲ ２ｂ の各々はハロゲンである；
Ｒ ３ は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される：
Ｒ ４ａ およびＲ ４ｂ の各々は、存在する場合、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ ８ａ Ｒ ８ｂ 、−ＮＲ ８ａ Ｒ ８ｂ Ｈ ＋ 、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ ３ − 、−ＳＱ ３ Ｒ ９ 、−ＣＯ ２ − 、および−ＣＯ ２ Ｒ ９ から独立して選択される；
Ｒ ５ａ 、Ｒ ５ｂ 、およびＲ ３Ｃ の各々は、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ １０ａ Ｒ １０ｂ 、−ＮＲ １０ａ Ｒ １０ｂ Ｈ ＋ 、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ ３ − 、−ＳＯ ３ Ｒ １１ 、−ＣＯ ２ − 、および−ＣＯ ２ Ｒ １１ から独立して選択される；
Ｒ ６ａ およびＲ ６ｂ の各々は、存在する場合、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ １２ａ Ｒ １２ｂ 、−ＮＲ １２ａ Ｒ １２ｂ Ｈ ＋ 、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ ３ − 、−ＳＯ ３ Ｒ １３ 、−ＣＯ ２ − 、および−ＣＯ ２ Ｒ １３ から独立して選択される；
Ｒ ７ は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；
Ｒ ８ は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；
Ｒ ９ は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；
Ｒ １０ は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；
Ｒ １１ は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；
Ｒ １２ は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；そして
Ｒ １３ は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される、前記方法。
（項目２６）
前記膜が逆浸透膜である、項目２５に記載の方法。
（項目２７）
前記膜が少なくとも１つのポリアミドを含む、項目２５または２６に記載の方法。
（項目２８）
前記ポリアミドが芳香族である、項目２７に記載の方法。
（項目２９）
前記膜が、汚染耐性、親水性、電荷、および粗度から選択される少なくとも１つの特性において改善を示す、項目２５〜２８のいずれか１項に記載の方法。
（項目３０）
表面を含む薄フィルム膜を修飾する方法であって、前記表面を、一重項ニトレンを含む化合物の少なくとも１つの残基と結合させ、それによって汚染耐性、表面電荷、親水性、脱塩、および粗度から選択される少なくとも１つの特性を改善するステップを含む、前記方法。
（項目３１）
前記表面が、少なくとも１つの−ＮＨ−および／または−Ｃ＝Ｃ−残基を含む、項目３０に記載の方法。
（項目３２）
結合が、一重項ニトレン挿入を含む、項目３０または３１に記載の方法。
（項目３３）
結合が、前記膜を化合物の少なくとも１つの残基でコーティングすることを含む、項目３０または３１に記載の方法。
（項目３４）
コーティングがディップコーティングを含む、項目３１に記載の方法。
（項目３５）
コーティングがスプレーコーティングを含む、項目３１に記載の方法。
（項目３６）
結合が、前記膜を熱源に暴露することを含む、項目３０または３１に記載の方法。
（項目３７）
前記熱源が少なくとも約１００℃の温度を有する、項目３６に記載の方法。
（項目３８）
結合が、前記膜を光源に暴露することを含む、項目３０または３１に記載の方法。
（項目３９）
前記光源がＵＶ光を含む、項目３８に記載の方法。
（項目４０）
前記光源が２００ｎｍ〜３７０ｎｍの範囲内のＵＶ光を含む、項目３８に記載の方法。
（項目４１）
結合が前記膜を化合物の少なくとも１つの残基でコーティングし、前記膜を光源に暴露することを含む、項目３０または３１に記載の方法。
（項目４２）
結合が共有結合による修飾を含む、項目３０または３１に記載の方法。
（項目４３）
結合が光化学的修飾を含む、項目３０または３１に記載の方法。
（項目４４）
化合物の前記少なくとも１つの残基が水溶性である、項目３０〜４３のいずれか１項に記載の方法。
（項目４５）
化合物の前記少なくとも１つの残基が式：

によって表される構造を有し、
式中、Ａは、−Ｃ（＝Ｏ）−および−（ＳＯ ２ ）−から選択される；
Ｌは、−ＯＱ、−Ｏ − 、−Ｎ ＋ Ｒ ３ ＨＱおよび−ＮＲ ３ Ｑから選択される；
Ｑは、水素、親水性ポリマー、および式：

によって表される構造から選択され、
式中、Ｚは、−ＣＲ ６ａ Ｒ ６ｂ −、−Ｃ（＝Ｏ）、−Ｃ（＝ＮＨ）−、および−Ｃ（＝ＮＨ）ＮＲ ７ −から選択される；
ｍは、０、１、２、３、４、５、６、７、および８から選択される整数である；
Ｒ １ａ およびＲ １ｂ の各々は水素およびハロゲンから独立して選択される；
Ｒ ２ａ およびＲ ２ｂ の各々はハロゲンである；
Ｒ ３ は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；
Ｒ ４ａ およびＲ ４ｂ の各々は、存在する場合、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ ８ａ Ｒ ８ｂ 、−ＮＲ ８ａ Ｒ ８ｂ Ｈ ＋ 、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ ３ − 、−ＳＯ ３ Ｒ ９ 、−ＣＯ ２ − 、および−ＣＯ ２ Ｒ ９ から独立して選択される；
Ｒ ５ａ 、Ｒ ５ｂ 、およびＲ ５ｃ の各々は、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ １０ａ Ｒ １０ｂ 、−Ｒ １０ａ Ｒ １０ｂ Ｈ ＋ 、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ ３ − 、−ＳＯ ３ Ｒ １１ 、 −ＣＯ ２ − 、および−ＣＯ ２ Ｒ １１ から独立して選択される；
Ｒ ６ａ およびＲ ６ｂ の各々は、存在する場合、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ １２ａ Ｒ １２ｂ 、−ＮＲ １２ａ Ｒ １２ｂ Ｈ ＋ 、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ ３ − 、 −ＳＯ ３ Ｒ １３ 、−ＣＯ ２ − 、および−ＣＯ ２ Ｒ １３ から独立して選択される；
Ｒ ７ は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；
Ｒ ８ は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；
Ｒ ９ は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；
Ｒ １０ は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；
Ｒ １１ は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；
Ｒ １２ は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；そして
Ｒ １３ は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される、項目３０〜４４のいずれか１項に記載の方法。
（項目４６）
前記一重項ニトレンがアジドの活性化により形成される、項目３０〜４５のいずれかに記載の方法。
（項目４７）
活性化が光活性化である、項目４６に記載の方法。
（項目４８）
光活性化が化合物の前記少なくとも１つの残基を光源に暴露することを含む、項目４７に記載の方法。
（項目４９）
前記光源がＵＶ光を含む、項目４８に記載の方法。
（項目５０）
前記光源が２００ｎｍ〜３７０ｎｍの範囲内のＵＶ光を含む、項目４８に記載の方法。
（項目５１）
前記少なくとも１つの特性が汚染耐性である、項目３０〜５０のいずれか１項に記載の方法。
（項目５２）
前記少なくとも１つの特性が親水性である、項目３０〜５０のいずれか１項に記載の方法。
（項目５３）
式：

によって表される構造を有する化合物であって、
式中、ｍは、０、１、２、３、４、５、６、７、および８から選択される整数である；
Ａは、−Ｃ（＝Ｏ）−および−（ＳＯ ２ ）−から選択され、Ｌは−ＯＱである、またはＡは−（ＳＯ ２ ）−であり、Ｌは−ＯＱおよび−ＮＲ ３ Ｑから選択される；
Ｑは、水素、親水性ポリマー、および式：

によって表される構造から選択され、
式中、Ｚは、−ＣＲ ６ａ Ｒ ６ｂ −、−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝ＮＨ）−、および−Ｃ（＝ＮＨ）ＮＲ ７ −から選択される；
Ｒ １ａ およびＲ １ｂ の各々は水素およびハロゲンから独立して選択される；
Ｒ ２ａ およびＲ ２ｂ の各々はハロゲンである；
Ｒ ３ は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；
Ｒ ４ａ およびＲ ４ｂ の各々は、存在する場合、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ ８ａ Ｒ ８ｂ 、−Ｒ ８ａ Ｒ ８ｂ Ｈ ＋ 、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ ３ − 、−ＳＯ ３ Ｒ ９ 、−ＣＯ ２ − 、および−ＣＯ ２ Ｒ ９ から独立して選択される；
Ｒ ５ａ 、Ｒ ５ｂ 、およびＲ ５ｃ の各々は、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ １０ａ Ｒ １０ｂ 、−Ｒ １０ａ Ｒ １０ｂ Ｈ ＋ 、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ ３ − 、−ＳＯ ３ Ｒ １１ 、−ＣＯ ２ − 、および−ＣＯ ２ Ｒ １１ から独立して選択される；
Ｒ ６ａ およびＲ ６ｂ の各々は、存在する場合、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ １２ａ Ｒ １２ｂ 、−ＮＲ １２ａ Ｒ １２ｂ Ｈ ＋ 、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ ３ − 、−ＳＯ ３ Ｒ １３ 、−ＣＯ ２ − 、および−ＣＯ ２ Ｒ １３ から独立して選択される；
Ｒ ７ は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；
Ｒ ８ は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；
Ｒ ９ は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；
Ｒ １０ は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；
Ｒ １１ は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；
Ｒ １２ は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；そして
Ｒ １３ は、存在する場合、水素およびＣ１−Ｃ４アルキルから選択される、前記化合物。
（項目５４）
ｍが０である、項目５３に記載の化合物。
（項目５５）
Ｚが−ＣＨ ２ および−Ｃ（＝ＮＨ）ＮＨ−から選択される、項目５３または５４に記載の化合物。
（項目５６）
前記ハロゲンが−Ｆおよび−Ｃｌから選択される、項目５３〜５５のいずれか１項に記載の化合物。
（項目５７）
前記ハロゲンが−Ｆである、項目５３〜５５のいずれか１項に記載の化合物。
（項目５８）
Ｒ ５ａ が−ＣＯ ２ − であり、Ｒ ５ｂ が−ＮＨ ３ ＋ であり、Ｒ ５ｃ が水素である、項目５３〜５７のいずれか１項に記載の化合物。
（項目５９）
Ｒ ５ａ が−ＣＯ ２ − であり、Ｒ ５ｂ およびＲ ５ｃ の各々が水素である、項目５３〜５７のいずれか１項に記載の化合物。
（項目６０）
Ｒ ５ａ が−ＮＨ ３ ＋ であり、Ｒ ５ｂ およびＲ ５ｃ の各々が水素である、項目５３〜５７のいずれか１項に記載の化合物。
（項目６１）
前記化合物が：

から選択される構造を有する、項目５３に記載の化合物。
（項目６２）
前記化合物が：

から選択される構造を有する、項目５３に記載の化合物。
（項目６３）
前記化合物が：

から選択される構造を有する、項目５３に記載の化合物。
（項目６４）
水の精製法であって：
（ａ）項目１に記載の膜、または項目２５もしくは３０に記載の方法にしたがって修飾された膜であって、第１面と第２面とを有する膜を提供し；
（ｂ）第１圧力で第１塩濃度を有する第１体積の第１溶液と前記膜の前記第１面とを接触させ；そして
（ｃ）第２圧力で第２塩濃度を有する第２体積の第２溶液と前記膜の前記第２面とを接触させることを含み；
前記第１溶液が前記膜を通して前記第２溶液と流体連通し、
前記第１塩濃度が前記第２塩濃度よりも高く、それにより前記膜を越えて浸透圧が形成され、そして
前記第１圧力が、前記浸透圧を越えるために前記第２圧力よりも充分に高く、それによって前記第２体積が増加し、前記第１体積が減少する、前記方法。
本明細書中に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付の図面は、いくつかの態様を表し、説明と合わせて、本発明の原則を説明する役目を果たす。
図１は、不可逆的汚染を防止するための親水性ブラシポリマーの添加に関する代表的なデータを示す。 図２は、４−アジド−２，３，５，６−テトラフルオロ安息香酸メチルの合成（スキームＩＩＩ、３．２）を裏付ける代表的なスペクトルデータを示す。 図３は、４−アジド−２，３，５，６−テトラフルオロ安息香酸の合成（スキームＩＩＩ、３．３）を裏付ける代表的なスペクトルデータを示す。 図４は、４−アジド−２，３，５，６−テトラフルオロ安息香酸２，５−ジオキソピロリジン−１−イルの合成（スキームＩＩＩ、３．４）を裏付ける代表的なスペクトルデータを示す。 図５は、ＰＦＰＡ−ＰＥＧｎの合成を裏付ける代表的なスペクトルデータを示す。 図６は、ＰＦＰＡ−ＰＥＧ５０００の代表的な１Ｈおよび １９Ｆ（差し込み図）ＮＭＲスペクトルデータを示す。 図７は、ＰＦＰＡ−ＰＥＧ１０００の代表的な１Ｈおよび１９Ｆ（差し込み図）ＮＭＲスペクトルデータを示す。 図８は、ＰＦＰＡ−ＰＥＧ５５０の代表的な１Ｈおよび１９Ｆ（差し込み図）ＮＭＲスペクトルデータを示す。 図９は、ＰＦＰＡ−ＣＤＥＡの代表的な１Ｈおよび１９Ｆ（差し込み図）ＮＭＲスペクトルデータを示す。 図１０は、ディップコーティングおよびＵＶ光での処理による市販の膜クーポンの修飾に関する代表的なデータを示す。 図１１は、ＲＯ膜が非修飾（上）であること、またはＰＦＰＡ−ＰＥＧ５５０、ＰＦＰＡ−ＰＥＧ１０００、もしくはＰＦＰＡ−ＰＥＧ５０００部分に共有結合していることを裏付ける代表的なデータを示す。 図１２は、ＰＦＰＡ部分と共有結合したＲＯ膜の接触角に関する代表的なデータを示す。 図１３は、ＵＶ光での処理前（左）および処理後（右）の非修飾膜の接触角を示す代表的なデータを示す。 図１４は、裸の膜（上）およびＰＦＰＡ−ＰＥＧ５０００でコーティングされた膜に対するＵＶ暴露の効果を示す代表的なデータを示す。 図１５は、非修飾膜（１５Ａ）ならびに塩基性（１５Ｂおよび１５Ｃ）および酸性（１５Ｄ）官能基で修飾された膜の接触角に関する代表的なデータを示す。 図１６は、ＰＦＰＡ−ＰＥＧ５０００でコーティングされた膜についてＵＶ暴露時間の関数としての接触角の変化を示す代表的なデータを示す。 図１７は、膜表面へのＰＦＰＡの共有結合に関する代表的なデータを示す。特に、非修飾（１７Ａ）および修飾（１７Ｂ）ＲＯ膜表面のＸＰＳ調査スペクトルおよびＮ１ｓスペクトルを示す。 図１８は、ＰＦＰＡ−ＰＥＧｎ修飾ＲＯ膜の純水透過性および脱塩に関する代表的なデータを示す。 図１９Ａおよび１９Ｂは、商業的およびＰＦＰＡ−ＰＥＧｎ修飾ＲＯ膜の性能を示す代表的なデータを示す。 図２０は、ＰＦＰＡ−ＰＥＧｎ修飾膜上のイー・コリの接着に関する代表的なデータを示す。 図２１は、ＰＦＰＡ−ＰＥＧｎ修飾膜上のイー・コリの接着を定量化する代表的なデータを示す。 図２２は、ゼータ電位に対するＰＦＰＡ修飾の効果に関する代表的なデータを示す。
本発明のさらなる利点は、以下の説明で一部記載され、また説明から一部明らかであるか、または本発明の実施によりわかる可能性がある。本発明の利点は、添付の特許請求の範囲で特に指摘される要素および組み合わせによって実現され、達成される。前記の一般的説明および以下の詳細な説明はどちらも単に例示的かつ説明的なものであって、請求される発明を限定するものではないと理解されるべきである。
本発明は、本発明の以下の詳細な説明および本明細書中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、装置、および／もしくは方法が開示され、記載される前は、特別の定めのない限り特定の合成法に限定されない、または特別の定めのない限り特定の試薬に限定されず、したがって、もちろん変化し得ると理解されるべきである。本明細書中で使用する用語は、特定の態様を説明するためだけのものであり、限定的であ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。本明細書中で記載するものと類似または同等のいかなる方法および物質も本発明の実施または試験で使用できるが、例示的方法および物質を以下に記載する。
本明細書中で記載するものと類似または同等のいかなる方法および物質も本発明の実施または試験で使用できるが、例示的方法および物質を以下に記載する。
本明細書中で言及されるすべての刊行物は、刊行物が関連して言及される方法および／または材料を開示し、説明するために、参照によって本明細書中に組み込まれる。本明細書中で議論される刊行物は、本願の出願日以前のそれらの開示についてのみ提示される。本明細書中のいかなるものも、本発明が先行発明のためにそのような刊行物に先行する資格がないことを認めるものと解釈されるべきではない。さらに、本明細書中で提供される公開日は、実際の公開日と異なる可能性があり、これは独自の裏付けを必要とする可能性がある。
Ａ．定義
本明細書中で用いられる場合、有機化合物をはじめとする化合物の命名は、通称、命名のためのＩＵＰＡＣ、ＩＵＢＭＢ、またはＣＡＳの推奨を使用して行うことができる。１以上の立体化学特性が存在する場合、立体化学についてのＣａｈｎ−Ｉｎｇｏｌｄ−Ｐｒｅｌｏｇ則を使用して立体化学的優先性、Ｅ／Ｚ表記、およびその他を指定することができる。当業者は、名称を与えられれば、命名規則を使用して化合物構造を体系的簡略化することによるか、またはＣＨＥＭＤＲＡＷ（商標）（Ｃａｍｂｒｉｄｇｅｓｏｆｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ， Ｕ．Ｓ．Ａ．）などの市販のソフトウェアによるかのいずれかで、化合物の構造を容易に解明することができる。
本明細書中および添付の特許請求の範囲で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈上、そうでないとする明確な指示がない限り、複数の指示対象を含む。したがって、例えば、「成分（ａ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）」、「ポリマー（ａ ｐｏｌｙｍｅｒ）」、または「粒子（ａ ｐａｒｔｉｃｌｅ）」に対する言及は、２以上のそのような成分、ポリマー、または粒子、およびその他の混合物を包含する。
範囲は、「約」１つの特定の値から、および／または「約」別の特定の値まで、として本明細書中で表すことができる。そのような範囲が表される場合、別の態様は１つの特定の値から、および／または他の特定の値までを含む。同様に、値が先行詞「約」の使用によって近似値として表される場合、特定の値が他の態様を形成すると理解される。範囲の各々の終点は、他の終点に関して、そして他の終点とは独立して、のどちらでも有意であることがさらに理解される。本明細書中では多くの値が開示され、そして各値は、その値自体に加えて、「約」特定の値としても本明細書中で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、「約１０」も開示される。ある値が開示される場合、当業者には適切に理解されるように、「その値以下」」、「その値以上」および値間の可能な範囲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、「１０以下」ならびに「１０以上」も開示される。本願全体にわたって、データは多数の異なる形式で提供され、そしてこのデータは終点および出発点、ならびにそのデータ点の任意の組み合わせの範囲を表すとも理解される。例えば、特定のデータ点「１０」および特定のデータ点１５が開示される場合、１０超、１０以上、１０未満、１０以下、１０および１５超、１５以上、１５未満、１５以下、１５ならびに１０〜１５が開示されると理解される。２つの特定の単位間の各単位が開示されることも理解される。例えば、１０および１５が開示される場合、１１、１２、１３、および１４も開示される。
明細書および末尾の特許請求の範囲で、組成物中の特定の要素または成分の重量部についての言及は、その要素または成分と、重量部が表される組成物または物品中の他の要素または成分との間の重量関係を意味する。したがって、２重量部の成分Ｘおよび５重量部の成分Ｙを含む化合物中、ＸおよびＹは２：５の重量比で存在し、追加の成分が化合物中に含まれるかどうかに関係なくそのような比で存在する。
成分の重量パーセント（重量％）は、特に反対の記載がない限り、その成分が含まれる処方または組成物の総重量に基づく。
本明細書中で用いられる場合、「任意の」または「場合によって」という語は、その後に記載する事象または状況が起こり得るかまたは起こり得ないこと、そして記載が、前記事象または状況が起こる場合とそれが起こらない場合とを含むことを意味する。
本明細書中で用いられる場合、「有効量」および「有効な量」という語は、所望の結果を達成するため、または望ましくない条件に対して影響を及ぼすために充分な量を指す。
「安定な」という語は、本明細書中で用いられる場合、それらの産生、検出、ならびに、ある態様では、本明細書中で開示される目的の１以上のためのそれらの回収、精製、および使用を可能にする条件に付された場合、実質的に変更されない組成物を指す。
本明細書中で用いられる場合、「ポリマー」という語は、比較的高分子量の有機化合物であって、天然もしくは合成であり、その構造が小単位であるモノマーの繰り返しによって表すことができるもの（例えば、ポリエチレン、ゴム、セルロース）を指す。合成ポリマーは、典型的には、モノマーの付加重合または縮合重合によって形成される。
本明細書中で用いられる場合、「ホモポリマー」という語は、１種の繰り返し単位（モノマー残基）から形成されるポリマーを指す。
本明細書中で用いられる場合、「コポリマー」という語は、２以上の異なる繰り返し単位（モノマー残基）から形成されるポリマーを指す。一例として、そして制限なく、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り得る。ある態様では、ブロックコポリマーの様々なブロックセグメント自が体コポリマーを含み得ることも想定される。
本明細書中で用いられる場合、「オリゴマー」という語は、比較的低分子量のポリマーであって、繰り返し単位の数が２〜１０、例えば、２〜８、２〜６、または２〜４であるものを指す。１つの態様では、オリゴマーの集団は、約２〜約１０、例えば、約２〜約８、約２〜約６、または約２〜約４の繰り返し単位の平均数を有し得る。
本明細書中で用いられる場合、「架橋ポリマー」という語は、ポリマー鎖を互いに連結する結合を有するポリマーを指す。
「アルキル」という語は、本明細書中で用いられる場合、１〜２４個の炭素原子を有する分枝または非分枝飽和炭化水素基、例えばメチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、イソペンチル、ｓ−ペンチル、ネオペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシル、アイコシル、テトラコシル、およびその他である。アルキル基は、環状または非環状であり得る。アルキル基は分枝または非分枝であり得る。アルキル基はさらに、置換または非置換でもあり得る。例えば、アルキル基は、限定されるものではないが、本明細書中で前述のアルキル、シクロアルキル、アルコキシ、アミノ、エーテル、ハライド、ヒドロキシ、ニトロ、シリル、スルホ−オキソ、またはチオールをはじめとする１以上の基で置換することができる。「低級アルキル」基は、１〜６（例えば、１〜４）個の炭素原子を含むアルキル基である。アルキルの非限定例としては、Ｃ１−１８アルキル、Ｃ１〜Ｃ１２アルキル、Ｃ１〜Ｃ８アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ３アルキル、およびＣ１アルキルが挙げられる。
本明細書全体にわたって、「アルキル」は概して非置換アルキル基および置換アルキル基の両方を指すために使用されるが、置換アルキル基はまた、アルキル基上の特定の置換基（複数可）を特定することによって本明細書中で具体的に言及される。例えば、「ハロゲン化アルキル」または「ハロアルキル」という語は、特に、１以上のハライド、例えばフッ素、塩素、臭素、またはヨウ素で置換されたアルキル基を指す。「アルコキシアルキル」という語は、特に、後述するような１以上のアルコキシ基で置換されたアルキル基を指す。「アルキルアミノ」という語は、特に、後述するような１以上のアミノ基およびその他で置換されたアルキル基を指す。「アルキル」が一例で使用され、「アルキルアルコール」などの特定の語が別の例で使用される場合、「アルキル」という語は「アルキルアルコール」などの特定の語も意味するものではない。
「アルケニル」という語は、本明細書中で用いられる場合、少なくとも１つの炭素−炭素二重結合を含む構造式を有する２〜２４個の炭素原子の炭化水素基である。アルケニル基は、非置換であり得るか、または限定されるものではないが、本明細書中で記載するアルキル、シクロアルキル、アルコキシ、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロアリール、アルデヒド、アミノ、カルボン酸、エステル、エーテル、ハライド、ヒドロキシ、ケトン、アジド、ニトロ、シリル、スルホ−オキソ、もしくはチオールをはじめとする１以上の基で置換され得る。アルケニルの非限定例としては、Ｃ２〜１８アルケニル、Ｃ２〜１２アルケニル、Ｃ２〜８アルケニル、Ｃ２〜６アルケニル、およびＣ２〜３アルケニルが挙げられる。
「アルキニル」という語は、本明細書中で用いられる場合、少なくとも１つの炭素−炭素三重結合を含む構造式を有する２〜２４個の炭素原子の炭化水素基である。アルキニル基は、非置換であり得るか、または限定されるものではないが、本明細書中で記載するようなアルキル、シクロアルキル、アルコキシ、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロアリール、アルデヒド、アミノ、カルボン酸、エステル、エーテル、ハライド、ヒドロキシ、ケトン、アジド、ニトロ、シリル、スルホ−オキソ、もしくはチオールをはじめとする１以上の基で置換され得る。アルキニルの非限定例としては、Ｃ２〜１８アルキニル、Ｃ２〜１２アルキニル、Ｃ２〜８アルキニル、Ｃ２〜６アルキニル、およびＣ２〜３アルキニルが挙げられる。
「アミン」または「アミノ」という語は、本明細書中で用いられる場合、式−ＮＡ１Ａ２によって表され、式中、Ａ１およびＡ２は独立して、水素または、本明細書中で記載するようなアルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、シクロアルキニル、アリール、もしくはヘテロアリール基であり得る。
「エステル」という語は、本明細書中で用いられる場合、式−ＯＣ（Ｏ）Ａ１または−Ｃ（Ｏ）ＯＡ１によって表され、式中、Ａ１は、本明細書中で記載するような、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、シクロアルキニル、アリール、またはヘテロアリール基であり得る。「ポリエステル」という語は、本明細書中で用いられる場合、式−（Ａ１Ｏ（Ｏ）Ｃ−Ａ２−Ｃ（Ｏ）Ｏ）ａ−または−（Ａ１Ｏ（Ｏ）Ｃ−Ａ２−ＯＣ（Ｏ）Ｏ）ａ−によって表され、式中、Ａ１およびＡ２は、独立して、本明細書中で記載されるようなアルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、シクロアルキニル、アリール、またはヘテロアリール基であり得、「ａ」は１〜５００の整数である。「ポリエステル」は、少なくとも２つのカルボン酸基を有する化合物と、少なくとも２つのヒドロキシル基を有する化合物との間の反応によって生じる基を記載するために使用される。
「エーテル」という語は、本明細書中で用いられる場合、式Ａ１ＯＡ２によって表され、式中、Ａ１およびＡ２は、独立して、本明細書中で記載されるアルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、シクロアルキニル、アリール、またはヘテロアリール基であり得る。「ポリエーテル」という語は、本明細書中で用いられる場合、式−（Ａ１Ｏ−Ａ２Ｏ）ａ−によって表され、式中、Ａ１およびＡ２は、独立して本明細書中で記載されるアルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、シクロアルキニル、アリール、またはヘテロアリール基であり、「ａ」は１〜５００の整数である。ポリエーテル基の例としては、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、およびポリブチレンオキシドが挙げられる。
「アジド」という語は、本明細書中で用いられる場合、式−Ｎ３によって表される。
「チオール」という語は、本明細書中で用いられる場合、式−ＳＨによって表される。
本明細書中で記載される化合物は１以上の二重結合を含み得、したがってシス／トランス（Ｅ／Ｚ）異性体、ならびに他の配座異性体を生じる可能性がある。反対の記載がない限り、本発明はそのような可能な異性体、ならびにそのような異性体の混合物を含む。
本明細書中で開示されるある物質、化合物、組成物、および成分は、商業的に入手できるか、または当業者に概して知られている技術を用いて容易に合成できる。例えば、開示された化合物および組成物の調製で使用される出発物質および試薬は、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るか、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 ａｎｄ 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， ４ｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ）；およびＬａｒｏｃｋ’ｓ Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ （ＶＣＨ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ Ｉｎｃ．， １９８９）などの参考文献で記載される手順にしたがって当業者に公知の方法によって調製されるかのいずれかである。
特に別段の明示がない限り、本明細書中で記載されるどの方法もそのステップが特定の順序で実施されることを必要とすると解釈されることを決して意図しない。したがって、方法クレームがそのステップが従うべき順序を実際に記載していない場合、または特許請求の範囲もしくは説明でステップが特定の順序に限定されると特に記載されていない場合、ある順序を暗示することを意図するものではない。これは、ステップの配列または操作の流れに関する論理の問題、文法構成もしくは句読点に由来する平易な意味、および本明細書中に記載される実施形態の数もしくは種類をはじめとする、あらゆる可能な不明確な解釈の基礎に当てはまる。
本発明の組成物を調製するために使用される成分ならびに本明細書中で開示される方法で使用される組成物自体が開示される。これらや他の物質は本明細書中で開示され、これらの物質の組み合わせ、小集団、相互作用、群などが開示される場合、様々な個々の化合物の各々およびこれらの化合物の集合的組み合わせについての具体的な言及が明確に開示されていない可能性があるが、各々が特に想定され、記載されていると理解される。例えば、特定の化合物が開示され、議論され、化合物を含む多くの分子に加えることができる多くの修飾が議論される場合、特に反対の記載がない限り、すべての化合物の組み合わせおよび変更ならびに可能な修飾が特に想定される。したがって、分子のクラスＡ、Ｂ、およびＣならびに分子のクラスＤ、Ｅ、およびＦならびに分子の組み合わせの一例Ａ−Ｄが開示される場合、各々が個々に記載されていなくても、各々は個々にそして包括的に想定され、組み合わせＡ−Ｅ、Ａ−Ｆ、Ｂ−Ｄ、Ｂ−Ｅ、Ｂ−Ｆ、Ｃ−Ｄ、Ｃ−Ｅ、およびＣ−Ｆが開示されると見なされることを意味する。同様に、これらの任意の小集団または組み合わせも開示される。したがって、例えば、Ａ−Ｅ、Ｂ−Ｆ、およびＣ−Ｅの小集団が開示されると見なされる。この概念は、限定されるものではないが、本発明の組成物の作製法および使用法におけるステップを含む、本出願のすべての態様に当てはまる。したがって、実施できる様々な追加のステップがある場合、これらの追加のステップの各々は、本発明の方法のいずれかの特定の態様または態様の組み合わせで実施できると理解される。
本明細書中で開示される組成物はある機能を有すると理解される。本明細書中で開示されるのは、開示された機能を発揮するためのある構造的要件であり、そして開示された構造に関連する同じ機能を果たすことができる様々な構造があり、またこれらの構造は特徴的には同じ結果を達成すると理解される。
Ｂ．耐汚染ろ過膜
１つの態様では、本発明は、表面を含むポリマー薄フィルム膜を含む耐汚染ろ過膜に関し、表面は、式：
によって表される構造を有する化合物の少なくとも１つの残基で修飾され、式中、Ａは−Ｃ（＝Ｏ）−および−（ＳＯ２）−から選択される；Ｌは、−ＯＱ、−Ｏ−、−Ｎ＋Ｒ３ＨＱおよび−ＮＲ３Ｑから選択される；Ｑは、水素、親水性ポリマー、および式：
によって表される構造から選択される；Ｚは、−ＣＲ６ａＲ６ｂ−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝ＮＨ）−、および−Ｃ（＝ＮＨ）７−c各々はハロゲンである；Ｒ３は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ８ａＲ８ｂ、−ＮＲ８ａＲ８ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ９、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ９から独立して選択される；Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１１、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１１から独立して選択される；Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１３、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１３から独立して選択される；Ｒ７は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ８は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ９は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ１０は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ１１は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ１２は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；そしてＲ１３は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される。さらなる態様では、膜は逆浸透膜である。さらに別の態様では、膜は少なくとも１つのポリアミドを含む。さらに別の態様では、ポリアミドは芳香族である。
開示された組成物、混合物、および膜は、開示された方法および使用と組み合わせて使用できると理解される。
１．ポリマー薄フィルム
１つの態様では、本発明の耐汚染ろ過膜は、表面を含むポリマー薄フィルム膜を含む。様々な態様では、ポリマー薄フィルム膜を表面に付着させることができ、ポリマー薄フィルム膜を表面に結合させることができる、および／またはポリマー薄フィルム膜を表面に隣接、接触もしくは積層することができる。ポリマー担体を、表面に積層した織布もしくは不織布上に配置することができる。
様々な態様では、ポリマー薄フィルム膜は、水に対しては実質的に透過性であり、不純物に対しては実質的に不透過性である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を含む。例えば、ポリマーネットワークは、少なくとも１つの多官能性モノマーと二官能性または多官能性モノマーとの反応から形成される架橋ポリマーであり得る。
ポリマー薄フィルム膜は、３次元ポリマーネットワーク、例えば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、ポリエチレンイミン／尿素、スルホン化ポリフラン、ポリベンズイミダゾール、ポリピペラジンイソフタルアミド、ポリエーテル、ポリエーテル−尿素、ポリエステル、もしくはポリイミドまたはそれらのコポリマーあるいはそれらの混合物であり得る。好ましくは、ポリマー薄フィルム膜は、界面重合反応によって形成できるか、または重合後に架橋させることができる。
ポリマー薄フィルム膜は、ハロゲン化フタロイル（すなわち、イソフタロイルもしくはテレフタロイル）、ハロゲン化トリメシルの残基などの芳香族もしくは非芳香族ポリアミド、またはそれらの混合物であり得る。別の例では、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ハロゲン化トリメソイルの残基およびジアミノベンゼンの残基であり得る。フィルムは、塩化トリメソイルおよびｍ−フェニレンジアミンの残基でもあり得る。さらに、フィルムは、塩化トリメソイルおよびｍ−フェニレンジアミンの反応生成物であり得る。
ポリマー薄フィルム膜は、約１ｎｍ〜約１０００ｎｍの厚さを有し得る。例えば、フィルムは、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の厚さを有し得る。
２．逆浸透膜
１つの態様では、本発明のろ過膜は、薄フィルム膜複合（ＴＦＣ）膜を包含する逆浸透（ＲＱ）膜であり得る。浸透用途のために特に有用な膜には、半透または識別（ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｎｇ）層がポリアミドであるものが含まれる。薄フィルム膜複合膜は、典型的には多孔性担体およびその多孔性担体上で重合させた半透ポリマーフィルムを含む。
複合ポリアミド膜は典型的には多孔性担体を多官能性アミンモノマーでコーティングすることによって調製され、最も一般的には水溶液によりコーティングされる。水は好ましい溶媒であるが、アセトニトリルおよびジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）などの非水性溶媒を使用できる。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称する）を続いて担体上にコーティングし、典型的にはまず多孔性担体上にコーティングし、続いてハロゲン化アシル溶液をコーティングする。多官能性アミンおよびハロゲン化アシルの一方または両方を溶液から多孔性担体に施用できるが、それらは別法として、蒸着、または熱によるなど他の手段によって適用することもできる。
様々な態様では、逆浸透膜は、膜をコーティング液中に浸漬し、次いで制御された速度で引き抜くディップコーティング法によって調製される。コーティング厚さは概して引き抜き速度が速いほど増加する。引き抜き速度が速いほど、膜が溶液中に逆流する時間的余裕がなく膜の表面上により多くの流体が付着する。厚さは、流体粘度、流体密度、および表面張力などの因子によって主に影響を受ける。溶媒の蒸発は、加熱乾燥（ｈｅａｔｅｄ ｄｒｙｉｎｇ）によって加速することができる。さらなる態様では、コーティングは、コーティング溶液処方に応じて通常の熱、ＵＶ、またはＩＲ技術などの手段を用いて硬化させてもよい。さらなる態様では、逆浸透膜を光源、すなわち２００ｎｍ〜３７０ｎｍの範囲内の紫外線（ＵＶ）光に露光する。
結果としての半透膜を次いで、水などの様々な液体を精製または分離する方法で用いることができる。そのような方法は、典型的には、膜のポリマーマトリックスフィルム側の水溶液（例えば、塩水溶液）に圧力を加え、そして膜の反対側で精製水を集めることを含む。
３．膜の特性
様々な態様では、開示された膜は、優れた流動（ｆｌｕｘ）、改善された親水性、改善された汚染耐性、高い空隙率、調節可能な表面電荷特性、改善された脱塩、および高い熱安定性をはじめとする、膜の優れた機能を提供する様々な特性を有し得る。膜は他の特性も有すると理解される。
様々な態様では、膜は、約７０°未満の接触角を有し得る。さらなる態様では、膜は約６０°未満の接触角を有し得る。さらに別の態様では、膜は約５０°未満の接触角を有し得る。さらに別の態様では、膜は約４０°未満の接触角を有し得る。そのような膜は高い汚染耐性を有する。
様々な態様では、膜は、少なくとも約６０％の脱塩を示す。さらなる態様では、膜は少なくとも約７０％の脱塩を示す。さらに別の態様では、膜は少なくとも約８０％の脱塩を示す。さらに別の態様では、膜は少なくとも約９０％の脱塩を示す。
様々な態様では、膜は少なくとも約９０％の脱塩を少なくとも約１時間示す。さらなる態様では、膜は少なくとも約９０％の脱塩を少なくとも約２時間示す。さらに別の態様では、膜は少なくとも約９０％の脱塩を少なくとも約３時間を示す。さらに別の態様では、膜は少なくとも約９０％の脱塩を少なくとも約４時間示す。
さらなる態様では、膜は、汚染耐性、親水性、表面電荷、脱塩、および粗度から選択される少なくとも１つの特性で改善を示す。さらに別の態様では、膜は、汚染耐性、脱塩、および親水性から選択される少なくとも１つの特性で改善を示す。さらに別の態様では、膜は、汚染耐性で改善を示す。さらに別の態様では、膜は親水性で改善を示す。さらに別の態様では、膜は表面電荷で改善を示す。さらに別の態様では、膜は粗度で改善を示す。さらに別の態様では、膜は脱塩で改善を示す。
Ｃ．化合物
１つの態様では、本発明は、表面を含む薄フィルム膜を修飾するのに有用な化合物の残基に関する。さらなる態様では、化合物の残基は、抗菌薬を含む。抗菌薬の例としては、限定されるものではないが、第４アンモニウム塩および第３アミンが挙げられる。
１つの態様では、本発明は、表面を含む薄フィルム膜を修飾するのに有用な化合物に関する。
様々な態様では、化合物は、アジド官能基を含む。さらなる態様では、化合物は、パーフルオロフェニルアジド官能基を含む。理論によって拘束されることを望まないが、パーフルオロフェニルアジドは、放射線に暴露されると様々な基質と反応できる（スキームＩ）。
スキームＩ
したがって、様々な態様では、化合物の残基は、薄フィルム膜の表面と結合させることができる。結合は、例えば、表面を化合物の残基でコーティングすることを含み得る。さらなる態様では、コーティングはスプレーコーティングを含む。さらに別の態様では、コーティングはディップコーティングを含む（スキームＩＩ）。
スキームＩＩ
さらなる態様では、結合は、膜を熱源に暴露することを含む。さらに別の態様では、熱源は、熱風、オーブン、またはＩＲランプを含む。さらに別の態様では、熱源の温度は少なくとも約１００℃である。
さらなる態様では、結合は、膜を光源に暴露することを含む。さらに別の態様では、光源はＵＶ光を含む。さらに別の態様では、光源は２００ｎｍ〜３７０ｎｍの範囲のＵＶ光を含む。さらに別の態様では、結合は、ポリマー表面を化合物の少なくとも１つの残基でコーティングし、そして表面を光源に暴露することを含む。
さらなる態様では、結合は共有結合による修飾を含む。さらに別の態様では、結合は、光化学的修飾を含む。
様々な態様では、化合物の残基はラジカル種を含む。さらなる態様では、ラジカル種は一重項ニトレンである。さらに別の態様では、化合物の残基を表面と結合させることができ、この場合、結合は一重項ニトレンの挿入を含む。
１．構造
１つの態様では、本発明は、式：
によって表される構造を有する化合物の少なくとも１つの残基に関し、式中、Ａは、−Ｃ（＝Ｏ）−および−（ＳＯ２）−から選択される；Ｌは、−ＯＱ、−Ｏ−、−Ｎ＋Ｒ３ＨＱおよび−ＮＲ３Ｑから選択される；Ｑは、水素、親水性ポリマー、および式：
によって表される構造から選択され、式中、Ｚは、−ＣＲ６ａＲ６ｂ−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝ＮＨ）−、および−Ｃ（＝ＮＨ）ＮＲ７−から選択される；ｍは、０、１、２、３、４、５、６、７、および８から選択される整数である；Ｒ１ａおよびＲ１ｂの各々は水素およびハロゲンから独立して選択される；Ｒ２ａおよびＲ２ｂの各々はハロゲンである；Ｒ３は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＭＲ８ａＲ８ｂ、−Ｒ８ａＲ８ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、ＳＯ３Ｒ９、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ９から独立して選択される；Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１１、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１１から独立して選択される；Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂ、−ＮＲｌ２ａＲ１２ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１３、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１３から独立して選択される；Ｒ７は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ８は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ９は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ１０は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ１１は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ１２は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；そしてＲ１３は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される。
さらなる態様では、化合物の残基は：
から選択される構造を有する。
さらに別の態様では、化合物の残基は、式：
によって表される構造を有する。
さらなる態様では、化合物の残基は：
から選択される構造を有する。
さらに別の態様では、化合物の残基は、式：
によって表される構造を有する。
さらに別の態様では、化合物の残基は：
から選択される構造を有する。
さらに別の態様では、化合物の残基は：
から選択される構造を有する。
さらなる態様では、化合物の残基は：
から選択される構造を有し、式中、Ｑは親水性ポリマーである。
さらなる態様では、化合物の残基は：
から選択される構造を有する。
さらなる態様では、本発明は、一重項ニトレンを含む化合物の少なくとも１つの残基に関する。さらに別の態様では、化合物の少なくとも１つの残基は式：
によって表される構造を有し、式中、Ａは、−Ｃ（＝Ｏ）−および−（ＳＯ２）−から選択される；Ｌは、−ＯＱ、−Ｏ−、−Ｎ＋Ｒ３ＨＱおよび−ＮＲ３Ｑから選択される；Ｑは、水素、親水性ポリマー、および式：
によって表される構造から選択され、式中、Ｚは、−ＣＲ６ａＲ６ｂ 、−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝ＮＨ）−、および−Ｃ（＝ＮＨ）ＮＲ７−から選択され、ｍは、０、１、２、３、４、５、６、７、および８から選択される整数である；Ｒ１ａおよびＲ１ｂの各々は水素およびハロゲンから独立して選択される；Ｒ２ａおよびＲ２ｂの各々はハロゲンである；Ｒ３は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−Ｒ８ａＲ８ｂ、−ＮＲ８ａＲ８ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ９、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ９から独立して選択される；Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１１、−ＣＯ２ ＋、および−ＣＯ２Ｒ１１から独立して選択される；Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１３、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１３から独立して選択される；Ｒ７は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ８は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ９は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ１０は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ１１は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ１２は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；そしてＲ１３は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される。さらに別の態様では、一重項ニトレンは、アジドの活性化によって形成される。さらに別の態様では、活性化は光活性化である。
さらに別の態様では、化合物の残基は：
から選択される構造を有する。
さらに別の態様では、化合物の残基は式：
によって表される構造を有する。
１つの態様では、本発明は、式：
によって表される構造を有する化合物に関し、式中、ｍは、０、１、２、３、４、５、６、７、および８から選択される整数である；Ａは、−Ｃ（＝Ｏ）−および−（ＳＯ２）−から選択され、Ｌは−ＯＱである、またはＡは−（ＳＯ２）−であり、Ｌは、−ＯＱおよび−ＮＲ３Ｑから選択される；Ｑは、水素、親水性ポリマー、および式：
によって表される構造から選択され、式中、Ｚは、−ＣＲ６ａＲ６ｂ−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝ＮＨ）−、および−Ｃ（＝ＮＨ）ＮＲ７−から選択される：Ｒ１ａおよびＲ１ｂの各々は水素およびハロゲンから独立して選択される；Ｒ２ａおよびＲ２ｂの各々はハロゲンである；Ｒ３は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ８ａＲ８ｂ、−Ｒ８ａＲ８ｂ Ｈ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ９、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ９から独立して選択される；Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−Ｒ１０ａＲ１０ｂ、−Ｒ１０ａＲ１０ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１１、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１１から独立して選択される；Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃｌ〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１３、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１３から独立して選択される；Ｒ７は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ８は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ９は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ１０は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ１１は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ１２は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；そしてＲ１３は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される。
さらなる態様では、化合物は：
から選択される構造を有する。
さらに別の態様では、化合物は式：
によって表される構造を有する。
さらに別の態様では、化合物は：
から選択される構造を有する。
さらに別の態様では、化合物は式：
によって表される構造を有する。
さらなる態様では、化合物は式：
によって表される構造を有する。
さらに別の態様では、化合物は：
から選択される構造を有する。
さらに別の態様では、化合物は式：
によって表される構造を有する。
さらなる態様では、化合物は：
から選択される構造を有する。
さらに別の態様では、化合物は：
から選択される構造を有する。
さらなる態様では、化合物は：
から選択される構造を有する。
さらに別の態様では、化合物は：
から選択される構造を有する。
さらに別の態様では、化合物は：
から選択される構造を有する。
さらに別の態様では、化合物は：
から選択される構造を有する。
さらに別の態様では、化合物は：
から選択される構造を有する。
さらに別の態様では、化合物は：
から選択される構造を有する。
さらに別の態様では、化合物は以下のものから選択される構造を有する：
ａ．Ｍ
１つの態様では、ｍは、０、１、２、３、４、５、６、７、および８から選択される整数である。さらなる態様では、ｍは、０、１、２、３、４、５、６、および７から選択される整数である。さらに別の態様では、ｍは、０、１、２、３、４、５、および６から選択される整数である。さらに別の態様では、ｍは、０、１、２、３、４、および５から選択される整数である。さらに別の態様では、ｍは、０、１、２、３、および４から選択される整数である。さらに別の態様では、ｍは、０、１、２、および３から選択される整数である。さらに別の態様では、ｍは、０、１、および２から選択される整数である。さらに別の態様では、ｍは、０および１から選択される整数である。さらに別の態様では、ｍは０である。さらに別の態様では、ｍは１である。さらに別の態様では、ｍは２である。さらに別の態様では、ｍは３である。さらに別の態様では、ｍは４である。さらに別の態様では、ｍは５である。さらに別の態様では、ｍは６である。さらに別の態様では、ｍは６である。さらに別の態様では、ｍは７である。さらに別の態様では、ｍは８である。
ｂ．ＡおよびＬ基
１つの態様では、Ａは、−Ｃ（＝Ｏ）−および−（ＳＯ２）−から選択される。さらなる態様では、Ａは−Ｃ（＝Ｏ）−である。さらに別の態様では、Ａは−（ＳＯ２）−である。
１つの態様では、Ｌは、−ＯＱ、−Ｏ−、−Ｎ＋Ｒ３ＨＱおよび−ＮＲ３Ｑから選択される。さらなる態様では、Ｌは、−ＯＱ、−Ｏ−、および−Ｎ＋Ｒ２ＨＱから選択される。さらに別の態様では、Ｌは、−ＯＱ、および−Ｏ−から選択される。さらに別の態様では、Ｌは−ＯＱである。さらに別の態様では、Ｌは−Ｏ−である。さらに別の態様では、Ｌは−Ｎ＋Ｒ３ＨＱである。さらに別の態様では、Ｌは−ＮＲ３Ｑである。
１つの態様では、Ａは、−Ｃ（＝Ｏ）−および−（ＳＯ２）−から選択され、Ｌは−ＯＱである。さらなる態様では、Ａは−Ｃ（＝Ｏ）−であり、Ｌは−ＯＱである。さらに別の態様では、Ａは−（ＳＯ２）−であり、Ｌは−ＯＱである。
１つの態様では、Ａは−（ＳＯ２）−であり、Ｌは−ＯＱおよび−ＮＲ３Ｑから選択される。さらなる態様では、Ａは−（ＳＯ２）−であり、Ｌは−ＯＱである。さらに別の態様では、Ａは−（ＳＯ２）−であり、Ｌは−ＮＲ３Ｑである。
ｃ．Ｑ基
１つの態様では、Ｑは、水素、親水性ポリマー、および式：
によって表される構造から選択される。
さらなる態様では、Ｑは水素である。
さらなる態様では、Ｑは親水性ポリマーである。さらに別の態様では、親水性ポリマーは、ポリ（エチレングリコール）、ポリ（エチレンイミン）およびポリアニリン、またはそれらの混合物から選択される少なくとも１つの部分を含む。さらに別の態様では、親水性ポリマーは、ポリ（エチレングリコール）およびポリアニリン、またはそれらの混合物から選択される少なくとも１つの部分を含む。さらに別の態様では、親水性ポリマーはポリ（エチレングリコール）である。さらに別の態様では、親水性ポリマーはポリ（エチレンイミン）である。さらに別の態様では、親水性ポリマーはポリアニリンである。
さらなる態様では、Ｑは、式：
によって表される構造を有する。
さらに別の態様では、Ｑは：
から選択される構造を有する。
さらなる態様では、Ｑは：
から選択される構造を有する。
さらに別の態様では、Ｑは、式：
によって表される構造を有する。
さらに別の態様では、Ｑは：
から選択される構造を有する。
さらに別の態様では、Ｑは：
から選択される構造を有する。
さらに別の態様では、Ｑは：
から選択される構造を有する。
さらなる態様では、Ｑは、式：
によって表される構造を有する。
さらに別の態様では、Ｑは
から選択される構造を有する。
さらに別の態様では、Ｑは：
から選択される構造を有する。
さらに別の態様では、Ｑは：
から選択される構造を有する。
さらなる態様では、Ｑは：
から選択される構造を有する。
ｄ．Ｚ基
さらなる態様では、Ｚは、−ＣＲ６ａＲ６ｂ−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝ＮＨ）−、および−Ｃ（−ＮＨ）ＮＲ７−から選択される。さらなる態様では、Ｚは、−ＣＲ６ａＲ６ｂ−、−Ｃ（＝Ｏ）−、および−Ｃ（＝ＮＨ）−から選択される。さらに別の態様では、Ｚは、−ＣＲ６ａＲ６ｂ−および−Ｃ（＝Ｏ）−から選択される。さらに別の態様では、Ｚは−ＣＲ６ａＲ６ｂ−である。さらに別の態様では、−Ｃ（＝Ｏ）−である。さらに別の態様では、Ｚは−Ｃ（＝ＮＨ）−である。さらに別の態様では、Ｚは−Ｃ（＝Ｈ）ＮＲ７−である。
ｅ．Ｒ１ＡおよびＲ１Ｂ基
１つの態様では、Ｒ１ａおよびＲ１ｂの各々は水素およびハロゲンから独立して選択される。さらなる態様では、Ｒ１ａおよびＲ１ｂの各々は水素である。
さらなる態様では、Ｒ１ａおよびＲ１ｂの各々はハロゲンである。さらに別の態様では、Ｒ１ａおよびＲｉｂの各々は−Ｃｌおよび−Ｆから独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ１ａおよびＲ１ｂの各々は−Ｃｌである。さらに別の態様では、Ｒ１ａおよびＲ１ｂの各々は−Ｆである。さらに別の態様では、Ｒ１ａは−Ｃｌであり、Ｒ１ｂは−Ｆである。
さらなる態様では、Ｒ１ｂは水素であり、Ｒ１ａはハロゲンである。さらに別の態様では、Ｒ１ｂは水素であり、Ｒ１ａは−Ｃｌおよび−Ｆから選択される。さらに別の態様では、Ｒ１ｂは水素であり、Ｒ１ａは−Ｃｌである。さらに別の態様では、Ｒ１ｂは水素であり、Ｒ１ａは−Ｆである。
ｆ．Ｒ２ＡおよびＲ２Ｂ基
１つの態様では、Ｒ２ａおよびＲ２ｂの各々はハロゲンである。さらなる態様では、Ｒ２ａおよびＲ２ｂの各々は−Ｃｌおよび−Ｆから独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ２ａおよびＲ２ｂの各々は−Ｃｌである。さらに別の態様では、Ｒ２ａおよびＲ２ｂの各々は−Ｆである。さらに別の態様では、Ｒ２ａは−Ｃｌであり、Ｒ２ｂは−Ｆである。
ｇ．Ｒ３基
１つの態様では、Ｒ３は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される。さらなる態様では、Ｒ３は、存在する場合、水素、メチル、エチル、およびプロピルから選択される。さらに別の態様では、Ｒ３は、存在する場合、水素、メチル、およびエチルから選択される。さらに別の態様では、Ｒ３は、存在する場合、水素およびメチルから選択される。さらに別の態様では、Ｒ３は、存在する場合、水素である。
ｈ．Ｒ４ＡおよびＲ４Ｂ基
１つの態様では、Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ８ａＲ８ｂ、−ＮＲ８ａＲ８ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ９、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ９から独立して選択される。さらなる態様では、Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、水素、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ８ａＲ８ｂ、−ＮＲ８ａＲ８ｂＨ＋、メチル、エチル、プロピル、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＣｌ２、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ９、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ９から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、水素、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ８ａＲ８ｂ、−ＮＲ８ａＲ８ｂＨ＋、メチル、エチル、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＣｌ２、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ９、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ９から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、水素、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ８ａＲ８ｂ、−ＮＲ８ａＲ８ｂＨ＋、メチル、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２Ｃｌ−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＣｌ２、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ９、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ９から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、水素、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＨ２、−ＮＨ３ ＋、−ＣＦ３、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ９、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ９から独立して選択される。
さらなる態様では、Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ８ａＲ８ｂ、−ＮＲ８ａＲ８ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ９、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ９から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ８ａＲ８ｂ、−ＮＲ８ａＲ８ｂＨ＋、メチル、エチル、プロピル、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＣｌ２、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ９、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ９から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ８ Ｒ８ｂ、−ＮＲ８ａＲ８ｂＨ＋、メチル、エチル、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＣｌ２、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ９、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ９から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ８ａＲ８ｂ、−ＮＲ８ａＲ８ｂＨ＋、メチル、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＣｌ２、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ９、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ９から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、−Ｆ、−Ｃｌ−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ８ａＲ８ｂ、−ＮＲ８ａＲ８ｂＨ＋、−ＣＦ３、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ９、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ９から独立して選択される。
さらなる態様では、Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、水素、ハロゲン、−ＮＲ８ａＲ８ｂ、−ＮＲ８ａＲ８ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ９、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ９から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、水素、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＮＲ８ａＲ８ｂ、−ＮＲ８ａＲ８ｂＨ＋、メチル、エチル、プロピル、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＣｌ２、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ９、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ９から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、水素、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＮＲ８ａＲ８ｂ、−ＮＲ８ａＲ８ｂＨ＋、メチル、エチル、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＣｌ２、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ９、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ９から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、水素、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＮＲ８ａＲ８ｂ、−ＮＲ８ａＲ８ｂＨ＋、メチル、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＣｌ２、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ９、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ９から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、水素、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＮＲ８ａＲ８ｂ、−ＮＲ８３Ｒ８ｂＨ＋、−ＣＦ３、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ９、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ９から独立して選択される。
さらなる態様では、Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、水素、−ＮＲ８ａＲ８ｂ、−ＮＲ８ａＲ８ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ９、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ９から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、水素、−ＮＲ８ａＲ８ｂ、−ＮＲ８ａＲ８ｂＨ＋、メチル、エチル、プロピル、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＣｌ２、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ９、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ９から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、水素、−ＮＲ８ａＲ８ｂ、−ＮＲ８ａＲ８ｂＨ＋、メチル、エチル、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＣｌ２、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ９、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ９から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、水素、−ＮＲ８ａＲ８ｂ、−Ｒ８ａＲ８ｂＨ＋、メチル、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＣｌ２、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３９８、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ９から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、水素、−ＮＲ８ａＲ８ｂ、−ＮＲ８ａＲ８ｂＨ＋、−ＣＦ３、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ９、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ９から独立して選択される。
さらなる態様では、Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、水素、−ＮＲ８ａＲ８ｂ、および−ＮＲ８ａＲ８ｂＨ＋から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、水素および−ＮＲ８ａＲ８ｂＨ＋から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、水素である。さらに別の態様では、Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、−ＮＲ８ａＲ８ｂＨ＋である。さらに別の態様では、Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、−ＮＲ８ａＲ８ｂである。
さらなる態様では、Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、水素、−ＳＯ３ −、および−ＳＯ３Ｒ９から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、水素および−ＳＯ３ −から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、−ＳＯ３ −である。さらに別の態様では、Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は−ＳＯ３Ｒ９である。
さらなる態様では、Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、水素、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ９から独立して選択される。
さらに別の態様では、Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、水素および−ＣＯ２ −から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、−ＣＯ２ −であるさらに別の態様では、Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は−ＣＯ２Ｒ９である。
ｉ．Ｒ５Ａ、Ｒ５Ｂ、およびＲ５Ｃ基
１つの態様では、Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、存在する場合、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１１、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１１から独立して選択される。さらなる態様では、Ｒ５ａ、Ｒ５ｂおよびＲ５ｃの各々は、存在する場合、水素、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂＨ＋、メチル、エチル、プロピル、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＣｌ２、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３−、−ＳＯ３Ｒ１１、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１１から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、存在する場合、水素、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂＨ＋、メチル、エチル、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＣｌ２、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１１、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１１から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、存在する場合、水素、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂＨ＋、メチル、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＣｌ２、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ９、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ９から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ５ａ、Ｒ５およびＲ５ｃの各々は、存在する場合、水素、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂＨ＋、−ＣＦ３、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ９、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ９から独立して選択される。
さらなる態様では、Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、存在する場合、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１１、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１１から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、存在する場合、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂＨ＋、メチル、エチル、プロピル、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＣｌ２、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１１、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１１から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、および５ｃの各々は、存在する場合、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂＨ＋、メチル、エチル、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２Ｏ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＣｌ２、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１１、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１１から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、存在する場合、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂＨ＋、メチル、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＣｌ２、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１１、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１１から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、存在する場合、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂＨ＋、−ＣＦ３、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１１、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１１から独立して選択される。
さらなる態様では、Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、存在する場合、水素、ハロゲン、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１１、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１１から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、存在する場合、水素、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂＨ＋、メチル、エチル、プロピル、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＣｌ２、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１１、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１１から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、存在する場合、水素、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂＨ＋、メチル、エチル、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＣｌ２、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３−、−ＳＯ３Ｒ１１、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１１から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、存在する場合、水素、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂＨ＋、メチル、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＣｌ２、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１１、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１１から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、存在する場合、水素、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂＨ＋、−ＣＦ３、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１１、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１１から独立して選択される。
さらなる態様では、Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、存在する場合、水素、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１１、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１１から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、存在する場合、水素、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂＨ＋、メチル、エチル、プロピル、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＣｌ２、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１１、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１１から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、存在する場合、水素、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂＨ＋、メチル、エチル、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＣｌ２、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１１、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１１から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、存在する場合、水素、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂＨ＋、メチル、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＣｌ２、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１１、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１１から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、存在する場合、水素、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂＨ＋、−ＣＦ３、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１１、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１１から独立して選択される。
さらなる態様では、Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、存在する場合、水素、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂ、および−Ｒ１０ａＲ１０ｂＨ＋から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、存在する場合、水素および−ＮＲ１０ａＲ１０ｂＨ＋から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、存在する場合、水素である。さらに別の態様では、Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、存在する場合、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂＨ＋である。さらに別の態様では、Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、存在する場合、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂである。
さらなる態様では、Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、存在する場合、水素、−ＳＯ３ −、および−ＳＯ３Ｒ８から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、存在する場合、水素および−ＳＯ３ −から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ５ａ、Ｒ３ｂ、およびＲ５ｃの各々は、存在する場合、−ＳＯ３ −である。さらに別の態様では、Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、存在する場合、−ＳＯ３Ｒ８である。
さらなる態様では、Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、存在する場合、水素、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ８から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ＾の各々は、存在する場合、水素および−Ｏ２ −から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ５ａ、Ｒ５ｂおよびＲ５ｃの各々は、存在する場合、−ＣＯ２ −である。さらに別の態様では、Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、存在する場合、−ＣＯ２Ｒ８である。
ｊ．Ｒ６Ａおよび６Ｂ基
１つの態様では、Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１３、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１３から独立して選択される。さらなる態様では、Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、水素、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂＨ＋、メチル、エチル、プロピル、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＣｌ２、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１３、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１３から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、水素、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＮ、−ＯＨ、−Ｒ１２ａＲ１２ｂ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂＨ＋、メチル、エチル、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＣｌ２、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１３、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１３から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、水素、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＮ、−ＯＨ、−Ｒ１２ａＲ１２ｂ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂＨ＋、メチル、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＣｌ２、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１３、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１３から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、水素、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂＨ＋、−ＣＦ３、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１３、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１３から独立して選択される。
さらなる態様では、Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１３、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１３から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂＨ＋、メチル、エチル、プロピル、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＣｌ２、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１３、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１３から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂＨ＋、メチル、エチル、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＣｌ２、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１３、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１３から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂＨ＋、メチル、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＣｌ２、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１３、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１３から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲｌ２ａＲ１２ｂ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂＨ＋、−ＣＦ３、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１３、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１３から独立して選択される。
さらなる態様では、Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、水素、ハロゲン、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１３、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１３から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、水素、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂＨ＋、メチル、エチル、プロピル、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＣｌ２、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１３、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１３から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、水素、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂＨ＋、メチル、エチル、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＣｌ２、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１３、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１３から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、水素、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｒ１２ａＲ１２ｂ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂＨ＋、メチル、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ、−ＣＨＣｌ２、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１３、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１３から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ１２ａおよびＲ１２ｂの各々は、存在する場合、水素、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂＨ＋、−ＣＦ３、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１３、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１３から独立して選択される。
さらなる態様では、Ｒ６ａおよびＲの各々は、存在する場合、水素、−ＮＲｌ２ａＲ１２ｂ、−Ｒ１２ａＲ１２ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１３、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１３から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、水素、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂＨ＋、メチル、エチル、プロピル、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＣｌ２、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１３、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１３から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、水素、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂＨ、メチル、エチル、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＣｌ２、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１３、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１３から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、水素、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂＨ＋、メチル、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２Ｃｌ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＣｌ２、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１３、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１３から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、水素、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂＨ＋、−ＣＦ３、−ＣＣｌ３、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１３、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１３から独立して選択される。
さらなる態様では、Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、水素、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂ、および−ＮＲ１２ａＲ１２ｂＨ＋から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、水素および−ＮＲ１２ａＲ１２ｂＨ＋から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、水素である。さらに別の態様では、ＲｏａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、−ＮＲｌ２ａＲ１２ｂＨ＋である。さらに別の態様では、Ｒ６３およびＲ６ｂの各々は、存在する場合、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂである。
さらなる態様では、Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、水素、−ＳＯ３ −、および−ＳＯ２Ｒ１３から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、水素および−ＳＯ３ −から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、−ＳＯ３ −である。さらに別の態様では、Ｒ６ａおよびＲ６０の各々は、存在する場合、−ＳＯ３Ｒ１３である。
さらなる態様では、Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、水素、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１３から独立して選択される。さらに別の態様では、Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、水素および−ＣＯ２ −から独立して選択される。さらに別の態様では、ＲｏａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、−ＣＯ２ −である。さらに別の態様では、Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、−ＣＯ２Ｒ１３である。
ｋ．Ｒ７基
１つの態様では、Ｒ７は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される。さらなる態様では、Ｒ７は、存在する場合、水素、メチル、エチル、およびプロピルから選択される。さらに別の態様では、Ｒ７は、存在する場合、水素、メチル、およびエチルから選択される。さらに別の態様では、Ｒ７は、存在する場合、水素およびメチルから選択される。さらに別の態様では、Ｒ７は、存在する場合、水素である。
ｌ．Ｒ８基
１つの態様では、Ｒ８は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される。さらなる態様では、Ｒ８は、存在する場合、水素、メチル、エチル、およびプロピルから選択される。さらに別の態様では、Ｒ８は、存在する場合、水素、メチル、およびエチルから選択される。さらに別の態様では、Ｒ８は、存在する場合、水素およびメチルから選択される。さらに別の態様では、Ｒ８は、存在する場合、水素である。
ｍ．Ｒ９基
１つの態様では、Ｒ９は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される。さらなる態様では、Ｒ９は、存在する場合、水素、メチル、エチル、およびプロピルから選択される。さらに別の態様では、Ｒ９は、存在する場合、水素、メチル、およびエチルから選択される。さらに別の態様では、Ｒ９は、存在する場合、水素およびメチルから選択される。さらに別の態様では、Ｒ９は、存在する場合、水素である。
ｎ．Ｒ１０基
１つの態様では、Ｒ１０は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択され、さらなる態様では、Ｒ１０は、存在する場合、水素、メチル、エチル、およびプロピルから選択される。さらに別の態様では、Ｒ１０存在する場合、水素、メチル、およびエチルから選択される。さらに別の態様では、Ｒ１０は、存在する場合、水素およびメチルから選択される。さらに別の態様では、Ｒ１０は、存在する場合、水素である。
ｏ．Ｒ１１基
１つの態様では、Ｒ１１は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される。さらなる態様では、Ｒ１１は、存在する場合、水素、メチル、エチル、およびプロピルから選択される。さらに別の態様では、Ｒ１１は、存在する場合、水素、メチル、およびエチルから選択される。さらに別の態様では、Ｒ１１は、存在する場合、水素およびメチルから選択される。さらに別の態様では、Ｒ１１は、存在する場合、水素である。
ｐ．Ｒ１２基
１つの態様では、Ｒ１２は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される。さらなる態様では、Ｒ１２は、存在する場合、水素、メチル、エチル、およびプロピルから選択される。さらに別の態様では、Ｒ１２は、存在する場合、水素、メチル、およびエチルから選択される。さらに別の態様では、Ｒ１２は、存在する場合、水素およびメチルから選択される。さらに別の態様では、Ｒ１２は、存在する場合、水素である。
ｑ．Ｒ１３基
１つの態様では、Ｒ１３は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される。さらなる態様では、Ｒ１３は、存在する場合、水素、メチル、エチル、およびプロピルから選択される。さらに別の態様では、Ｒ１３は、存在する場合、水素、メチル、およびエチルから選択される。さらに別の態様では、Ｒ１３は、存在する場合、水素およびメチルから選択される。さらに別の態様では、Ｒ１３は、存在する場合、水素である。
２．構造例
１つの態様では、化合物の残基は：
またはそのサブグループとして存在し得る。
さらなる態様では、化合物の残基は：
またはそのサブグループとして存在し得る。
さらに別の態様では、化合物の残基は：
またはそのサブグループとして存在し得る。
さらに別の態様において、化合物の残基は：
として存在し得る。
１つの態様では、化合物は：
として存在し得る。
Ｄ．薄フィルム膜を修飾する方法
１つの態様では、本発明は、表面を含む薄フィルム膜を修飾する方法であって、式：
によって表される構造を有する化合物の少なくとも１つの残基と表面とで結合させるステップを含む方法に関し、式中、Ａは−Ｃ（＝Ｏ）−および−（ＳＯ２）−から選択される；Ｌは−ＯＱ、−Ｏ−、−Ｎ＋Ｒ３ＨＱおよび−ＮＲ３Ｑから選択される；Ｑは、水素、親水性ポリマー、および式：
によって表される構造から選択され、式中、Ｚは、−ＣＲ６ａＲ６ｂ−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝ＮＨ）−、および−Ｃ（＝ＮＨ）ＮＲ７−から選択される：ｍは、０、１、２、３、４、５、６、７、および８から選択される整数である；Ｒ１ａおよびＲ１ｂの各々は、水素およびハロゲンから独立して選択される；Ｒ２ａおよびＲ２ｂの各々はハロゲンである；Ｒ３は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ８ａＲ８ｂ、−ＮＲ８ａＲ８ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ９、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ９から独立して選択される；Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１１、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１１から独立して選択される；Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、独立して選択された水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１３、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１３である；Ｒ７は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ８は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ９は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される：Ｒ１０は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ１１は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ１２は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；そしてＲ１３は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される。さらなる態様では、膜は逆浸透膜である。さらに別の態様では、膜は少なくとも１つのポリアミドを含む。さらに別の態様では、ポリアミドは芳香族である。
さらなる態様では、膜は、汚染耐性、親水性、表面電荷、および粗度から選択される少なくとも１つの特性で改善を示す。さらに別の態様では、膜は、汚染耐性および親水性から選択される少なくとも１つの特性で改善を示す。さらに別の態様では、膜は汚染耐性で改善を示す。さらに別の態様では、膜は親水性で改善を示す。さらに別の態様では、膜は表面電荷で改善を示す。さらに別の態様では、膜は粗度で改善を示す。
１つの態様では、本発明は、表面を含む薄フィルム膜を修飾する方法であって、表面と、一重項ニトレンを含む化合物の少なくとも１つの残基とで結合させ、それによって、汚染耐性、表面電荷、親水性、および粗度から選択される少なくとも１つの特性を改善するステップを含む方法に関する。さらなる態様では、少なくとも１つの特性は、汚染耐性および親水性から選択される。さらに別の態様では、膜は、汚染耐性で改善を示す。さらに別の態様では、膜は、親水性で改善を示す。さらに別の態様では、膜は表面電荷で改善を示す。さらに別の態様では、膜は粗度で改善を示す。
さらなる態様では、表面は少なくとも１つの−ＮＨ−および／または−Ｃ＝Ｃ−残基を含む。
さらなる態様では、結合は一重項ニトレン挿入を含む。
さらなる態様では、結合は、膜を化合物の少なくとも１つの残基でコーティングすることを含む。さらに別の態様では、コーティングはディップコーティングを含む。さらに別の態様では、コーティングはスプレーコーティングを含む。
さらなる態様では、結合は、膜を熱源に暴露することを含む。使用できる熱源の例としては、限定されるものではないが、熱風、オーブン、およびＩＲランプが挙げられる。さらに別の態様では、熱源の温度は少なくとも約１００℃である。
さらなる態様では、結合は、膜を光源に暴露することを含む。さらに別の態様では、光源はＵＶ光を含む。さらに別の態様では、光源は２００ｎｍ〜３７０ｎｍの範囲内のＵＶ光を含む。さらに別の態様では、結合は、膜を化合物の少なくとも１つの残基でコーティングし、膜を抗原に暴露することを含む
さらなる態様では、結合は共有結合による修飾を含む。さらに別の態様では、結合は光化学的修飾を含む。
さらなる態様では、化合物の少なくとも１つの残基は水溶性である。
さらなる態様では、化合物の少なくとも１つの残基は式：
によって表される構造を有し、式中、Ａは、−Ｃ（＝Ｏ）−および−（ＳＯ２）−から選択される；Ｌは、−ＯＱ、−Ｏ−、−Ｎ＋Ｒ３ＨＱおよび−ＮＲ３Ｑから選択される；Ｑは水素、親水性ポリマー、および式：
によって表される構造から選択され、式中、Ｚは、−ＣＲ６ａＲ６ｂ−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝ＮＨ）−、および−Ｃ（＝ＮＨ）ＮＲ７−から選択される；ｍは、０、１、２、３、４、５、６、７、および８から選択される整数である；Ｒ１ａおよびＲ１ｂの各々は水素およびハロゲンから独立して選択される；Ｒ２ａおよびＲ２ｂの各々はハロゲンである；Ｒ３は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ８ａＲ８ｂ、−ＮＲ８ａＲ８ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ９、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ９から独立して選択される；Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１１、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１１から独立して選択される；Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１３、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１３から独立して選択される；Ｒ７は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ８は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ９は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ１０は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ１１は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；Ｒ１２は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；そしてＲ１３は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される。
さらなる態様では、一重項ニトレンはアジドの活性化によって形成される。さらに別の態様では、活性化は光活性化である。さらに別の態様では、光活性化は、化合物の少なくとも１つの残基を光源に暴露することを含む。さらに別の態様では、光源はＵＶ光を含む。さらに別の態様では、光源は２００ｎｍ〜３７０ｎｍの範囲内のＵＶ光を含む。
さらなる態様では、膜は、汚染耐性、親水性、表面電荷、脱塩、および粗度から選択される少なくとも１つの特性で改善を示す。さらに別の態様では、膜は汚染耐性、脱塩、および親水性から選択される少なくとも１つの特性で改善を示す。さらに別の態様では、膜は汚染耐性で改善を示す。さらに別の態様では、膜は親水性で改善を示す。さらに別の態様では、膜は表面電荷で改善を示す。さらに別の態様では、膜は粗度で改善を示す。さらに別の態様では、膜は脱塩で改善を示す。
Ｅ．水の精製法
１つの態様では、本発明は水を精製する方法であって、ａ）開示された膜、または開示された方法にしたがって修飾された膜であって、第１面と第２面とを有する膜を提供し；ｂ）膜の第１面と、第１圧力で第１塩濃度を有する第１体積の第１溶液と接触させ；そしてｃ）膜の第２面と、第２圧力で第２塩濃度を有する第２体積の第２溶液とを接触させることを含む方法に関し、ここで、第１溶液は膜を通して第２溶液と流体連通し、第１塩濃度は第２塩濃度よりも高く、それによって膜を越えて浸透圧が形成され、そして第１圧力は浸透圧を超えるために充分第２圧力よりも高く、第２体積が増加し、第１体積が減少する。
膜分離法の実現可能性は、特徴的には水分流動における安定性および経時的な溶質保持率によって決定される。汚染、特に生物学的汚染は、膜の選択性を変える可能性があり、そして微生物作用によって直接的に、または洗浄要件の増加を通して間接的に、膜劣化を引き起こす可能性がある。これらの特性は、膜ろ過プラントのサイズ、全体的な投資費用、ならびに操作および維持費に直接的影響を及ぼし得る。本明細書中で開示される膜および方法を市販の膜および脱塩法に適用することによって、全費用は本発明の膜の改善された汚染耐性のために有意に低減され得る。膜表面に共有結合した親水性ポリマーのために、頻繁な洗浄および膜交換はもはや必要なく、それによってオーナーおよびこれらの方法のオペレーターにさらなる節約がもたらされる。
Ｆ．実験
以下の実施例は、本明細書中で請求される化合物、組成物、物品、装置および／または方法がどのようにして作製され、評価されるかの完全な開示および説明を提供するために提示され、そして本発明を純粋に例示するものであることが意図され、本発明者らが自身の発明とみなすものの範囲を制限することを意図しない。数値（例えば、量、温度など）に関して正確さを保証するために努力されてきたが、多少の誤差および偏差を考慮しなければならない。別段の指示がない限り、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、圧力は大気圧または大気圧付近である。
１．一般法
メトキシポリエチレングリコールアミンＭＷ＝５０００ｇ／モルはＳｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ， ＷＩ）から購入し、メトキシポリエチレングリコールアミンＭＷ＝５５０、１０００ｇ／モルはＬａｙｓａｎ Ｂｉｏ（Ａｒａｂ， ＡＬ）から購入し、２，３，５，６−テトラフルオロ安息香酸Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルは、ＫｅａｎａおよびＣａｉ１にしがたって調製した。ジエチルエーテルおよびメタノールはＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ（Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ， ＰＡ）から購入した。Ｄｏｗ ＦＩＬＭＴＥＣ ＸＬＥ半塩水フラットシート膜はＤｏｗ Ｗａｔｅｒ ＆ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ（Ｅｄｉｎａ， ＭＮ）から寄贈された。膜をＤＩ水中に一晩浸漬して、輸送用防腐剤を除去し、乾燥した。特に指定のない限り、全ての材料を受け取ったままで使用した。１Ｈおよび１９Ｆ−ＮＭＲ分光法をＢｒｉｓｋｅｒ ＡＶ ３００ ＮＭＲ分光計で実施した。ＣＤＣｌ３の残留溶媒ピークを参照して、スペクトルをＣＤＣｌ３の溶液中、室温にて記録した。Ｐｏｗｄｅｒ ＡＴＲ−ＩＲは、ＡＴＲアクセサリを備えたＪＡＳＣＯ ＦＴ／ＴＲ−６３００分光計を用いて生成物に関して実施した。
２．ＰＦＰＡ−ＰＥＧの合成
スキームＩＩＩ
ＰＦＰＡ−ＰＥＧ誘導体は、Ｙａｎ（Ｙａｎ， Ｍ．（２０００） Ｒｅａｃｔｉｖｅ ａｎｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ ４５， １３７−１４４）によってもともとは記載された手順の変法によって合成した。手短に言えば、１当量の２，３，５，６−テトラフルオロ安息香酸Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルおよび０．９当量のＨ２Ｎ−ＰＥＧをＣＨＣｌ３中に溶解させた。溶液を一晩暗所で室温にて撹拌した。反応混合物を次いでジエチルエーテル中に注ぎ、水で３回抽出した。減圧下で蒸発させた後、生成物を集め、さらに精製することなく使用した。
ａ．４−アジド−２，３，５，６−テトラフルオロ安息香酸メチル（３．２）の合成
０．３０（４．６ミリモル）のＮａＮ３および０．８８ｇ（４．３ミリモル）のペンタフルオロベンズアルデヒド（３．１）のアセトン（８ｍＬ）および水（３ｍＬ）中混合物を８時間還流させた。混合物を冷却し、水（１０ｍＬ）で希釈し、次いでエーテル（３×１０ｍＬ）によって抽出した。抽出物を乾燥し（ＭｇＳＯ４）、蒸発させて、８７％の３．２が無色固体として残った（図２）。
ｂ．４−アジド−２，３，５，６−テトラフルオロ安息香酸（３．３）の合成
０．５８６ｇの３．２と２０％のＮａＯＨ水溶液（０．８ｍＬ）のＭｅＯＨ（１０ｍＬ）および水（１ｍＬ）中溶液を一晩２５℃で撹拌した。溶液を氷浴中１ＭのＨＣｌによってｐＨ１未満に酸性化し、そしてＣＨＣｌ３（３×１０ｍＬ）によって抽出した。抽出物を乾燥し（ＭｇＳＯ４）、そして蒸発させると、０．５４ｇ（９８％）の３．３が無色固体として残った（図３）。
ｃ．４−アジド−２，３，５，６−テトラフルオロ安息香酸２，５−ジオキソピロリジン−１−イル（３．４）の合成
２３４ｍｇ（１．０ミリモル）のＮ−ヒドロキシスクシンイミド（ＮＨＳ）の３．３（１１５ｍｇ、１．０ミリモル）および２１１ｍｇ（１．０２ミリモル）のジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）のＣＨ２Ｃｌ２（６．５ｍＬ、ｒｅｄｉｓｔ．）を２５℃にて一晩撹拌した。混合物をろ過した。ろ液を蒸発させると、３３１ｍｇ（９９％）の３．４が無色固体として残された（図４）。
ｄ．ＰＦＰＡ−ＰＥＧ５０００の合成
Ｈ２Ｎ−ＰＥＧ５０００（７５０ｍｇ、０．１５ミリモル）を１０ｍＬのＣＨＣｌ３中に溶解させた。３．４（６０ｍｇ、０．１８ミリモル）を溶液に添加し、反応物を暗所で一晩室温にて撹拌した。結果として得られる溶液を２０ｍＬのジエチルエーテル中に注ぎ、生成物を２０ｍＬのＤＩ水で３回抽出した。灰色固体生成物（７４５ｍｇ、０．１４ミリモル、収率：９３％）が、減圧下での蒸発によって得られ、そして使用までデシケータ中暗所で保存した（図５および６）。１Ｈ ＮＭＲ ３００ＭＨｚ、ＣＤＣ１３、２５℃、溶媒基準ピーク）：δ＝３．６３（ｍ）；１９Ｆ ＮＭＲ ３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３、２５℃、溶媒基準ピーク）：δ＝−１４０．９４（２Ｆ；アリール−Ｆ）、−１５０．８７（２Ｆ；アリール−Ｆ）；ＩＲ：ｖ〜＝２８７６、２１０２、１９３３、１４６０、１３３７、１２７５、１２３３、１０１、９５０、８３６ｃｍ−１
ＰＦＰＡ−ＰＥＧ１０００の合成
Ｈ２Ｎ−ＰＥＧ１０００（８２０ｍｇ、０，８２ミリモル）を１０ｍｌのＣＨＣｌ３中に溶解させた。３．４（３０２ｍｇ、０．９１ミリモル）を溶液に添加し、反応物を暗所で一晩室温にて撹拌した。結果として得られる溶液を２０ｍｌのジエチルエーテル中に注ぎ、生成物を２０ｍＬのＤＩ水で３回抽出した。白ロウ（９８１ｍｇ、０．８ミリモル、収率：９７％）を減圧下で蒸発させることによって得、そして使用するまで暗所にてデシケータ中で保存した（図７）。１Ｈ ＮＭＲ ３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３、２５℃、溶媒基準ピーク）：δ＝３．６４（ｍ）、３．３８（ｓ）、２．７２（ｓ）；１９Ｆ ＮＭＲ ３００ＭＨｚ、ＣＤＣ１３、２５℃、溶媒基準ピーク）：δ＝−１４０．９４（２Ｆ；アリール−Ｆ）、−１５０．８７（２Ｆ；アリール−Ｆ）；ＩＲ：ｖ〜＝２８６０、２１２０、１７１４、１４８４、１３４２、１２７６、１２１０、１０９０、９９０、９４０、８３９ｃｍ−１。
ｆ．ＰＦＰＡ−ＰＥＧ５５０の合成
Ｈ２Ｎ−ＰＥＧ５５０（２７０ｍｇ、０．５ミリモル）を５ｍＬのＣＨＣｌ３中に溶解させた。３．４（１８０ｍｇ、０．５４ミリモル）を溶液に添加し、反応物を暗所で室温にて撹拌した。結果として得られる溶液を２０ｍＬのジエチルエーテル中に注ぎ、生成物を２０ｍＬのＤＩ水で３回抽出した。明黄色油状物（３７３ｍｇ、０．４７ミリモル、収率：９４％）は、減圧下で蒸発させることによって得られ、使用するまで暗所にてデシケータ中で保存した（図８）。１Ｈ ＮＭＲ ３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３、２５℃、溶媒基準ピーク）： ６＝３．６８（ｍ）、３．４２（ｓ）、２．７７（ｓ）； １９Ｆ ＮＭＲ ３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３、２５℃、溶媒基準ピーク）： ６＝−１４０．９２、−１５０．７９。ＩＲ：ｖ〜＝２８６１、２１２２、１７７１、１４８２、１３１６、１２５４、１２０５、１０８５、９８８、８２１ｃｍ−１。
３．親水性小分子の合成
親水性酸性および塩基性官能基を有する３つの小分子を合成した。すべての化合物は商業的に入手可能な前駆体から調製し、通常の試薬を使用して変換した。
ａ．４−アジド−２，３，５，６−テトラフルオロ安息香酸ナトリウム（ＰＦＰＡ−ＣＯＯＮＡ）の合成
スキームＩＶ
ＰＦＰＡ−ＣＯＯＮａを、対応するカルボン酸（ＰＦＰＡ−ＣＯＯＨ、Ｋｅａｎａ， Ｊ． Ｆ． Ｗ．， ａｎｄ Ｃａｉ， Ｓ． Ｘ． （１９９０） Ｊ． Ｏｒｇ． Ｃｈｅｍ． ５５， ３６４０−３６４７）からメタノール中１モル当量の水酸化ナトリウムを使用して調製した。ナトリウム塩形態は水中の溶解を可能にする。
ｂ．４−アジド−２，３，５，６−テトラフルオロベンゼンスルホン酸ナトリウム（ＰＦＰＡ−ＳＯ３ＮＡ）の合成
スキームＶ．
カルボン酸官能基は溶液中のイオンをキレート化し、これはスケーリングに至る可能性があるので、ＰＦＰＡ−スルホン酸塩を合成した。塩化スルホニル基は、アジドの添加（ステップ２）前にまずフェノールで保護しなければならない。脂肪族アルコールで保護したスルホン酸エステルは、ステップ３のようなミセル親和性攻撃（ｍｉｃｌｅｏｐｈｉｌｉｃ ａｔｔａｃｋ）に対して不安定である（Ｍｉｌｌｅｒ， Ｓ． Ｃ． （２０１０） Ｊ． Ｏｒｇ． Ｃｈｅｍ．． ７５， ４６３２−４６３５）。最後に、スルホネートの脱保護によって固体が得られ、これをろ過によって単離した。
ｃ．４−アジド−Ｎ−（２−（ジメチル．アミノ）エチル）−２，３，５，６−テトラフルオロベンゼンスルホアミド（ＰＦＰＡ−ＳＤＥＡ）の合成
スキームＶＩ
ＰＦＰＡ−ＳＤＥＡをその塩基性官能基および合成の容易性について選択した。さらに、第３ジメチルアミン尾部は抗菌特性を示すことが報告されている（Ｍａｒｔｉｎ， Ｔ． Ｐ．， ｅｔ ａｌ． （２００７） Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ ２８， ９０９−９１５）。ＰＦＰＡ−ＳＤＥＡは有機可溶性（ｏｒｇａｎｏｓｏｌｕｂｌｅ）であるが、酸を添加してその塩に変換することもできる。ＰＦＰＡ−ＣＯＯＨ（またはＰＦＰＡ−ＳＤＥＡ）はＨ２Ｏ中に溶解させて塩形態（それぞれＰＦＰＡ−ＳＤＥＡＨ＋またはＰＦＰＡ−ＣＯＯ−）で一緒に等モル比で添加することができる。
ｄ．２−（（（４−アジド−２，３，５，６−テトラフルオロベンゾイル）オキシ）アミノ）−Ｎ，Ｎ−ジメチルエタナミン（ＰＦＰＡ−ＣＤＥＡ）の合成
スキームＶＩＩ
ＰＦＰＡ−ＣＤＥＡを本明細書中で上述したようにして調製したＰＦＰＡエステルから調製した。したがって、Ｎ１，Ｎ１−ジメチルエタン−１，２−ジアミンとクロロホルムの存在下で反応させて、所望のＰＦＰＡアナログを得た（図９）。
ｅ．双性イオン性ＰＦＰＡ誘導体の机上の合成
スキームＶＩＩＩ
双性イオン性ＰＦＰＡ誘導体の合成は、有機溶媒中の双性イオンの限定された溶解性ために合成に困難を伴う。カチオン性およびアニオン性誘導体について、標的化合物は、活性化ＰＦＰＡ−Ｎ−スクシンイミジルエステルまたは塩化スルホニルを使用して有機溶媒系中で合成することができる。したがって、水溶性カルボジイミド化学（すなわち、１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド）は、第１アミンを有する双性イオン性化合物を遊離カルボン酸ＰＦＰＡ−ＣＯＯＨ誘導体とカップリングさせるために利用されなければならない（Ｎａｋａｊｉｍａ， Ｎ．， Ｉｋａｄａ， Ｙ． （ １９９５） Ｂｉｏｃｏｎｊｕｇａｔｅ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ６， １２３−１３０）。したがって、机上の一例では、ＰＦＰＡカップリングは、固相ペプチド合成（ＳＰＰＳ）（Ｍｅｒｒｉｆｉｅｌｄ， Ｒ． Ｎ． （１９６３） Ｊ． Ａｍ． Ｃｈｅｍ． Ｓｅｃ， ６５， ２１４９）と同様にして、アミノ酸官能化樹脂を使用して実施できる。ＳＰＰＳは、安定した反応効率と、ＰＦＰＡを不溶性官能化樹脂に結合された選択された化合物に共有結合的にカップリングさせることによる簡易なワークアップとを可能にする。カップリング試薬は反応が完了し、選択的開裂剤（ｃｌｅａｖｉｎｇ ａｇｅｎｔ）で純粋な生成物が得られた後に洗い流すことができる。アミノ酸リジン（Ｌｙｓ）およびアルギニン（Ａｒｇ）は、これらの化合物がＰＦＰＡ−ＣＯＯＨと効率よくカップリングするのを可能にする、側鎖上のそれらの遊離アミノ基によって選択される。
４．表面修飾手順
スキームＩＸ
膜表面を修飾するために使用した手順を示す図を図１０に示す。２ｍＭのＰＦＰＡ−ＰＥＧｎ溶液は、ＰＦＰＡ−ＰＥＧｎ、ＰＦＰＡ−ＣＯＯＮａ、またはＰＦＰＡ−ＳＯ３Ｎａを１８ΜΩの水中に溶解させ、ＰＦＰＡ−ＰＥＧが完全に溶解するまで激しく振とうすることによって調製した。ディップコーティング溶液はすべて調製した同じ日に使用した。市販の逆浸透膜クーポン（２×２ｃｍ２）を溶液中に約５秒間浸漬し、そして平面上で一晩空気乾燥させた。大きな１１０ｃｍ２のサンプルを性能試験のために使用した。一旦乾燥したら、クーポンを、２５４ｎｍの波長を使用する６Ｗ Ｓｐｅｃｔｒｏｌｉｎｅ ＥＮＦ−２６０Ｃ手持ち式ＵＶランプ下に３分間置いた。リングスタンドを使用して膜の表面より５インチ上でランプを保持した。ＵＶ暴露後、膜カットアウトを１０％エタノール／水浴流れ中に入れて、副生成物および未反応アジドを除去した。エタノール溶液は、乾燥ステップの間に失われた膜の透過性を回復するのにも役立った。膜クーポンを次いでＤＩ水浴中に一晩入れた。ＡＴＲ−ＩＲおよび接触角測定のために使用した膜クーポンをデシケータ中で保存した。
５．膜特性化
ＦＴ−ＩＲ、接触角測定、および原子間力顕微鏡法（ＡＦＭ）のために使用する３×１ｃｍの膜クーポンを使用前に一晩デシケータ中で乾燥した。修飾および非修飾膜を、ＡＴＲアクセサリを備えたＪＡＳＣＯ ＦＴ７ＴＲ−６３００分光計でのＡＴＲ−ＩＲで特性化した。ＸＰＳ試験は、１０ｍＡおよび１５ｋＶで動作する単色Ａｌ Ｋα Ｘ線源を備えたＫｒａｔｏｓ ＡＸＩＳ Ｕｌｔｒａ ＤＬＤで実施した。調査スペクトルおよび個々の高解像度スペクトルは、それぞれ１６０ｅＶおよび１０ｅＶのパスエネルギーを使用して集めた。データ処理はＣａｓａＸＰＳ ２．３ソフトウェアを使用して実施し、そしてスペクトル結合エネルギーは、ＣＩｓ高解像度スペクトルの炭化水素ピークを２８４．６ｅＶに割り当てることによって較正した。Ｋｒｕｓｓ ＤＳＡ １０ゴニオメーターを使用して液滴接触角測定を観察した。
６．水透過性および阻止率
ＲＯ膜に関する性能試験を、約１１０ｃｍ２の活性膜面積を有するステンレス鋼全量ろ過撹拌セル（Ｓｔｅｒｌｉｔｅｃｈ Ｃｏｒｐ．， Ｋｅｎｔ， ＷＡ）中で実施した。撹拌セルをＭｉｌｌｉ−Ｑ水で満たし、そして膜を通る水流が最初に観察されるまで加圧した。水流量を次いで、デジタル流量計（ＦｌｏｗＣａｌ ５０００， Ｔｏｖａｔｅｃｈ ＬＬＣ， Ｓｏｕｔｈ Ｏｒａｎｇｅ， ＮＪ）を使用して記録した。システムを５０ｐｓｉ（６８９ｋＰａ）の増分で４００ｐｓｉ（２７５８ｋＰａ）まで、各増分で水流量を測定しつつ、持続的に加圧した。膜を次いで流量が安定化するまで４００ｐｓｉで圧縮し、安定化は各膜について約３時間かかった。撹拌セルを２ｇ／ＬのＮａＣｌ溶液で満たし、セルを２２５、３００および４００ｐｓｉまで加圧することによって、各膜の脱塩を特性化した。約１０ｍＬの透過溶液を各圧力で集め、伝導率を目盛り付伝導率計（Ａｃｃｕｍｅｔ ＸＬ３０， Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）を用いて測定した。脱塩ＲをＲ＝Ｉ−ｃｐ／ｃｂによって算出し、式中、ｃｐは透過液濃度であり、ｃｂはバルクフィード溶液濃度である。純水透過性は、圧縮後４００ｐｓｉまでの圧力に対する膜水分流動（膜面積によって正規化した流量）のプロットの一次回帰直線の勾配から決定した。
７．細胞接着試験
接着試験は、Ｇｌｅａｓｏｎおよび共同研究者ら（Ｙａｎｇ， Ｒ． ｅｔ ａｌ． （２０１１） Ｃｈｅｍ． Ｍａｔｅｒ． ２３， １２６３−１２７２）によって報告されている手順の変法にしたがって膜について実施した。エシェリキア・コリをこの試験のための細菌モデルとして使用した。純粋な細菌細胞培養物をＬｕｒｉａ−Ｂｅｒｔａｎｉ（ＬＢ）ブロス中に懸濁させ、そして１５０ｒｐｍで振とうしつつ３５℃で成長させ、対数増殖期中期に達するまでインキュベートし、その時点で３８００×ｇにて８分間遠心分離することによって収集した。細胞を次いで新鮮なＬＢ培地で４×１０７細胞／ｍＬの濃度になるまで再懸濁させた。約１ｃｍ２の膜クーポンをこの細菌懸濁液中で２４時間２５ｒｐｍおよび３５℃中でインキュベートした。クーポンを次いで懸濁液から取り出し、そしてＰａｓｔｅｕｒピペットを使用して新鮮なＬＢブロスでやさしくリンスした。一旦リンスしたら、クーポンを染料溶液（ＳＹＴＯ９ ｌｉｖｅ／ｄｅａｄ Ｂａｃｌｉｇｈｔ Ｂａｃｔｅｒｉａｌ Ｖｉａｂｉｌｉｔｙ Ｋｉｔ Ｌ１３１５２， Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｒｏｂｅｓ）中に１５分間浸漬した。ＳＹＴＯ９溶液は、キットの成分Ａの内容物を３０ｍＬの滅菌蒸留水中に溶解させることによって調製した。染色が完了した後、クーポンを新鮮なＬＢブロスでやさしくリンスし、そして蛍光ランプおよび緑／赤色蛍光フィルターおよび４×ＣＣＤカメラアタッチメント（ＦＶ１ＥＷ−Ｕ， Ｓｏｆｔ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ， ＵＳＡ）を備えた顕微鏡（Ｏｌｙｍｐｕｓ ＢＸ５１ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いて画像化した。表面被覆率推定値を、ＩｍａｇｅＪソフトウェア（Ａｂｒａｍｏｆｆ， Ｍ． Ｄ．， ｅｔ ａｌ． （２００４） Ｂｉｏｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｉｎｔ． １１， ３６−４２）を使用して算出した。
８．ポリマーＰＦＰＡ誘導体の机上の合成
スキームＸ
様々な態様では、抗菌特性を有する親水性ポリマーを、本明細書中で開示されているようにして調製したＮ−スクシンイミジルエステル誘導体由来のＰＦＰＡアンカー分子とカップリングさせることができる。例えば、机上の一例では、ＰＦＰＡエステルを洗浄ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）とカップリングさせることができる。ＰＥＧと同様に、ＰＥＩはカチオン性であり、強力なキレート剤であり、これによってＰＥＩが抗菌性銀ナノ粒子をキレート化することが可能になる（Ｍａｕｔｅｒ， Ｍ． Ｓ．， ｅｔ ａｌ． （２０１１） ＡＣＳ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ ３， ２８６１−２８６８； Ｍａｄｋｏｕｒ， Ｔ． Ｍ． （１９９９） Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄａｔａ Ｈａｎｄｂｏｏｋ Ｏｘｆｏｒｄ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ， Ｉｎｃ．； Ｌｅｅ， Ｈ， ｅｔ ａｌ． （２０１１） Ｃｏｌｌｏｉｄｓ ａｎｄ Ｓｕｒｆａｃｅｓ Ｂ： Ｂｉｏｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ ８８， ５０５−５１１）。ＰＥＩのＰＳｆ ＵＦ膜へのプラズマグラフティングによる付着と、それに続く銀ナノ粒子のキレート化に対する研究は、生物学的汚染物質に対して強力な抗菌効果を示した（Ｍａｕｔｅｒ， Ｍ． ８．， ｅｔ ａｌ． （２０１１） ＡＣＳ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ ３， ２８６１−２８６８）。表面親水性、膜性能、および防汚性に対する効果を確認するために、様々な分子量を有するＰＥＩ誘導体を使用できる。
別の机上の例では、ＰＦＰＡエステルをポリアニリン（ＰＡＮｉ）とカップリングさせることができる。ＰＡＮｉは、合成の容易性（Ｃａｏ， Ｙ．， ｅｔ ａｌ． （１９８９） Ｐｏｌｙｍｅｒ ３０， ２３０５−２３１１）、抗菌特性（Ｇｉｚｄａｖｉｃ−Ｎｉｋｏｌａｉｄｉｓ， Ｍ． Ｒ．， ｅｔ ａｉ．（２０１１） Ａｃｔａ Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｉａ ７， ４２０４−４２０９）、および優れた酸／塩基ドーピング特性（Ｃｈｉａｎｇ， Ｊ．−Ｃ， ＭａｃＤｉａｒｍｉｄ， Ａ． Ｇ． （１９８６） Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ １３， １９３−２０５）について知られている共役ポリマーである。したがって、ＰＡＮｉの親水性は、ｐＨを変えることで調整でき（Ｌｅｎｇ， Ｗ．， ｅｔ ａｌ． （２０１２） Ｊ． Ｃｏｌｌｏｉｄ Ｉｎｔｅｒｆ. Ｓｃｉ． ３６９， ４１１−４１８）、汚染物質放出機序として潜在的に有用である。その共役骨格のために、ＰＡＮｉの構造は、ＰＥＧおよびＰＥＩとは異なって半剛性であり（Ａｎｄｒｅａｉｔａ， Ａ．， ｅｔ ａｌ． （１９８８） Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｍｅｔａｌｓ ２６， ３８３−３８９）、そしてその柔軟な親水性対応物よりも高い膜透過性を付与する可能性がある。残念なことに、ＰＡＮｉの溶解性はディップコーティング過程の間にＰＴＦ膜を溶解させる極性有機溶媒に限定される。したがって、有機可溶性ＰＡＮｉオリゴマーをＰＦＰＡアンカーにカップリングさせることができ、これによって親ポリマーの制限された溶解性がなくＰＡＮｉの独自の特性が維持される。
Ｇ．結果および考察
防汚ＲＯ膜を製造する拡張可能な方法が必要とされるために、化学修飾剤としてのパーフルオロフェニルアジド（ＰＦＰＡ）の調査をおこなった。ＰＦＰＡは、ＰＦＰＡ誘導体（Ｌｅｖｙａ， Ｅ．， ｅｔ ａｌ． （１９８６） Ｊ． Ａｍ． Ｃｈｅｍ． Ｓｏｃ， １０８， ８３０７−８３０９； Ｌｉｕ， Ｌ．−Ｈ．， ａｎｄ Ｙａｎ， Ｍ． （２０１０） Ａｃｃｏｕｎｔｓ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ４３， １４３４−１４４３）が、かなり非反応性の標的、例えばグラフェーム（ｇｒａｐｈｅｍｅ）（Ｌｉｕ， Ｌ．−Ｈ．， ａｎｄ Ｙａｎ， Ｍ． （２００９） Ｎａｎｏ． Ｌｅｔｔ． ９， ３３７５−３３７８； Ｌｉｕ， Ｌ．−Ｈ．， ｅｔ ａｌ． （２０１０） Ｊ． Ｍａｔｅｒ． Ｃｈｅｍ． ２０， ５０４１−５０４６）、炭素ナノチューブ（Ｐａｓｔｉｎｅ， Ｓ． Ｊ．， ｅｔ ａｌ． （２００８）， Ｊ． Ａｍ． Ｃｈｅｍ． Ｓｏｃ． ２００８， ４２３８−４２３９）、フラーレン（Ｙａｎ， Ｍ．， ｅｔ ａｌ． （１９９４） Ｊ． Ｏｒｇ． Ｃｈｅｍ． ５９， ５９５１−５９５４）、および有機ポリマー（Ｂａｒｔｌｅｔｔ， Ｍ． Ａ．， ａｎｄ Ｙａｎ， Ｍ． （２００１） Ａｄｖ． Ｍａｔｅｒ． １３， １４４９−１４５１）と化学結合を形成するのを可能にするそれらの高反応性アジド基で知られている。窒素ガスを追い出し、そして−ＮＨ−およびＣ＝Ｃ結合中に挿入する反応性一重項ニトレンを提供する光励起によってアジド官能基を活性化させる（Ｍｏｒａｗｉｅｔｚ， Ｊ．， ａｎｄ Ｓａｎｄｅｒ， Ｗ． （１９９６） Ｊ． Ｏｒｇ． Ｃｈｅｍ． ６１， ４３５１−４３５４； Ｐｏｅ， Ｒ．， ｅｔ ａｈ （１９９２） Ｊ． Ａｍ． Ｃｈｅｍ． Ｓｏｃ． １１４， ５０５４−５０６７）。ＲＯ膜の表面層は、これらの基を含む架橋ポリアミドネットワークから構成され、したがって修飾のための標的を提供する。中心となる目標は、ＲＯ膜に防汚性を付与し、そしてロール・ツー・ロール製造法を維持する、ＰＦＰＡ誘導体を使用したディップコーティング技術を開発することであった。
ＰＦＰＡは、アジド部分に対してパラ位にある官能性エステル基で調製できるので、遊離アミノまたはヒドロキシル基を含む分子にＰＦＰＡを容易にカップリングさせて、対応するアミドまたはエステル結合を形成することができる。本明細書中では、末端ＰＦＰＡ基を有する異なる分子量（ＭＷ＝５５０、１０００、５０００Ｄａ）の３つの親水性ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）ブラシポリマーの合成を記載する。ＰＦＰＡ−ＰＥＧ５５ｏ、ＰＦＰＡ−ＰＥＧ１０００、およびＰＦＰＡ−ＰＥＧ５０００を使用して、それらの分子量にしたがって各ＰＦＰＡ末端ＰＥＧ誘導体を表示する。ＰＦＰＡ−ＰＥＧの水溶性によって、水相抽出を使用することにより出発物質から生成物を高純度で単離することが可能になる。さらに重要なことには、水溶性は、溶解したＰＦＰＡ−ＰＥＧ誘導体を含む水溶液中にＲＯ膜を浸漬させることを可能にする。これは商業的に魅力的である。なぜなら、多くの一般的な有機溶媒が複合薄フィルム膜を担持する下部のポリスルホン層を溶解させるからである。
ＰＦＰＡの複数の親水性小分子へのカップリングも記載する。小分子修飾はポリマーよりも優れた多くの利点を有する。それらのサイズのために、より高密度の小分子ＰＦＰＡを表面に吸着させることができ、次にＵＶ処理ステップの間により高密度の修飾を引き起こすことができると仮定される。さらに、ある親水性ポリマーは長時間にわたって加水分解することが知られ、酸化を受けやすい。小分子は、加水分解せず、酸化に対して安定な親水性基を有するように設計できる。小分子は、合成および特性化がより用意であり、そして水性系中の汚染物質モデルに対する複数の化合物の簡易スクリーニングを可能にする。
１．ＰＦＰＡ光化学的反応によるＲＯ膜の共有結合による修飾
ＰＦＰＡ光化学的反応がＲＯ膜を共有結合により修飾できるかどうかを試験するために、市販のＰＡ膜カットアウトを、ＰＦＰＡ−ＰＥＧ５５０、ＰＦＰＡ−ＰＥＧ１０００、およびＰＦＰＡ−ＰＥＧ５０００を含む水溶液中に浸漬し、周囲条件下で空気乾燥させた。一旦乾燥したら、クーポンを手持ち式ＵＶランプからの低出力ＵＶ光（２５４ｎｍ）で照射した。カットアウトを水浴中でリンスして、未反応アジドおよび二量体化副生成物を表面から除去し、乾燥した後、表面分析をした。膜を次いでＡＴＲ−ＩＲ分光法で特性化した。ブラッシュされた(brushed)ＰＥＧポリマー内のアルカン基の存在は、裸のＰＡ膜と比較した場合、ＡＴＲ−ＩＲスペクトルで識別可能である（図１１）。ブロードなＣ−Ｈ伸縮が２８６０ｃｍ−１で観察され、より高分子量のＰＦＰＡ−ＰＥＧを修飾のために使用される場合、さらに強くなる。
修飾は、図１１および１２中の写真で示される接触角測定によってさらに明示される。親水性ブラシポリマーを膜の表面に導入することによって、水滴と最上ＰＡ層との間の液体／固体界面エネルギーが減少する。親水性表面は裸の膜よりも強力な水との相互作用を有し、その結果、接触角が減少する。裸の市販の膜をさらに、乾燥し、ＵＶ光に暴露（ディップコーティングなし）して、接触角の減少がＵＶ照射に起因するものではないことを確認した（図１３および１４）。
接触角の大幅な減少が、非修飾膜と比べて塩基性官能基（ＰＦＰＡ−ＣＯＯＮａおよびＰＦＰＡ−ＳＯ３Ｎａ）で修飾された膜について観察された（図１５Ａ〜Ｃ）。対照的に、ＰＦＰＡ−ＳＤＥＡ修飾膜は、対照膜と比較した場合、Ｎ，Ｎ−ジメチルエチルアミン尾部が疎水性であるので、同様の接触角を維持した（図１５Ｄ）。
２．ＵＶ暴露は膜表面とＰＦＰＡ部分との間に共有結合を生じる
接触角をＵＶ暴露時間の関数として測定して、反応の完了を調べた（図１６）。複数の４ｃｍ２膜カットアウトをＰＦＰＡ−ＰＥＧ５０００中でディップコーティングし、ＵＶ光に異なる時間暴露し、そしてリンスした。図１６に示される結果は、反応が約６０秒のＵＶ暴露時間後に完了することを示す。ゼロＵＶ暴露時間で、裸の市販の膜の接触角は６３°で回復することに留意することも重要である。これは、洗浄ステップが本質的にすべての物理的に吸着されたＰＦＰＡ−ＰＥＧを膜表面から除去することを意味する。したがって、理論によって拘束されることを望まないが、ＵＶ暴露はＲＯ膜表面とＰＦＰＡ官能基との間に共有結合を生じる。
３．Ｘ線光電子分光分析
Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）を用いて、ＰＡ膜の表面に対するＰＦＰＡの共有結合の性質をさらに解明した。長いＰＥＧポリマー鎖はＸＰＳスペクトルで優勢であるので、小分子４−アジドテトラフルオロ安息香酸（ＰＦＰＡ−ＣＯＯＨ）を調製し、使用して、図１７Ａおよび１７Ｂで示されるＸＰＳ測定用の分析サンプルを修飾した。非修飾膜と比較した場合、修飾膜のＮ１ｓスペクトルは４０２．２ｅＶでさらなるピークを示し、これはＰＦＰＡと膜表面上の芳香環との間の新たに形成されたアジリジン結合に帰属される（ＵＳ４，０３９，４４０を参照のこと）。さらに、４０３ｅＶ以上でシグナルが存在しないことは、Ａｒ−Ｎ＝Ｎ＋＝Ｎ−が４０６．５ｅＶで異なるピークを示すので、すべてのＡｒ−Ｎ＝Ｎ＋＝Ｎ−が照射の間にＮ２を追い出すことを意味する。さらに、修飾膜調査スペクトルから、６８７．６ｅＶでフッ素が存在することが明らかになり（図１９Ｂ）そしてＣ１ｓスペクトルはＣ−Ｎ結合の有意な増加を示し、ＰＦＰＡ誘導体の共有結合をさらに裏付ける。
４．膜性能に対するＰＦＰＡ表面修飾の効果
市販のＲＯ膜の性能に対する表面修飾の効果を確認するために、修飾膜の純水透過性試験およびＮａＣｌ阻止試験を実施した（表１を参照のこと）。図１８、ならびに図１９Ａおよび１９Ｂで示すように、親水性ポリマーを膜表面に添加することによって、純水透過性が低下し、立体障害のためにＮａＣｌ阻止率が増加する（Ｃｏｈｅｎ， Ｙ．， ｅｔ ａｌ． （２０１３） Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｉｎｇ ｗｉｔｈ Ｔｅｒｍｉｎａｌｌｙ Ａｎｃｈｏｒｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｈａｉｎｓ． Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｍｅｍｂｒａｎｅｓ ｆｏｒ Ｗａｔｅｒ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ， Ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ Ｏｎｌｉｎｅ １３ Ｆｅｂｒｕａｒｙ ２０１３）。さらに、ブラシポリマーの分子量を体系的に増加させることは、おそらくはより大きく柔軟性のポリマーによって引き起こされるよりも透過性および阻止率に対して大きな影響を及ぼし、ＰＦＰＡ−ＰＥＧ修飾膜は、相当する一価脱塩で多くの商業的に入手可能なＲＯ膜よりも高い流動を示す（Ｊｅｏｎｇ， Ｂ．−Ｈ．， ｅｔ ａｌ （２００７） Ｊ． Ｍｅｍｂｒ． Ｓｃｉ． ２９４， １−７）。
５．ＰＦＰＡ修飾膜は細胞接着に抵抗する。
修飾膜が細胞接着に抵抗する能力を、防汚実験で通常使用されるグラム陰性菌であるイー・コリを使用して試した（Ｙａｎｇ， Ｒ．， ｅｔ ａｌ． （２０１１） Ｃｈｅｍ． Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ２３， １２６３−１２７２； Ａｄｏｕｔ， Ａ．， ｅｔ ａｌ． （２０１０） Ｅｎｖｉｒｏｎ． Ｓｃｉ． Ｔｅｃｈｎｏｌ ４４， ２４０６−２４１ １ ； Ｔａｎ， Ｋ．， ａｎｄ Ｏｐｅｎｄｏｒｆ， Ｓ． Ｋ． Ｊ． （２００７） Ｊ． Ｍｅｍｂｒ． Ｓｃｉ． ３０５， ２８７−２９８； Ｋｉｍ， Ｓ． Ｈ，， ｅｔ ａｌ． （２００３） Ｊ， Ｍｅｍｂｒ， Ｓｃｉ． ２１１， １５７−１６５）。細菌の初期付着はバイオフィルム形成において極めて重要であるので、細菌付着を阻害することで、表面全体にわたる細菌の成長および広がりが阻止される。この試験では、修飾および非修飾ＲＯ膜上のイー・コリ付着を、Ｒｏｎｇ ａｎｄ Ｇｌｅａｓｏｎ（Ｙａｎｇ， Ｒ．， ｅｔ ａｌ． （２０１１） Ｃｈｅｍ． Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ２３， １２６３−１２７２）によって記載されたものの変法にしたがって蛍光顕微鏡法によって測定した。ＩｍａｇｅＪソフトウェア（Ａｂｒａｍｏｆｆ， Ｍ． Ｄ．， ｅｔ ａｌ． （２００４） Ｂｉｏｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ １１， ３６−４２）を使用して、接着した細菌の表面被覆率（％）を測定し、非修飾ＲＯ膜と比較した。蛍光顕微鏡法画像を図２０に示し、表面被覆率分析を図２１に示す。非修飾ＲＯ膜に関して、膜表面の約２２％は不可逆的に付着したイー・コリで覆われていた。ＰＦＰＡ−ＰＥＧｎ誘導体で修飾された場合、膜について観察された付着は特に少なかった。ＰＦＰＡ−ＰＥＧ５５０およびＰＦＰＧ−ＰＥＧ１０００で修飾された膜は、接着した細菌が少なく、ＰＦＰＡ−ＰＥＧ５０００で修飾された膜上で表面の１％未満がイー・コリで覆われていた。したがって、理論によって拘束されることを望まないが、増加したＰＥＧ分子量（鎖長）は、修飾膜の防汚可能性に直接関係する可能性がある。
６．ゼータ電位
修飾後の表面電荷の変化を調査するために、流動電位測定を対照および修飾膜に関して実施した。図２２に示す結果は、非修飾膜と比較して、酸性官能基（ＰＦＰＡ−ＣＯＯＮａおよびＰＦＰＡ−ＳＯ３Ｎａ）で修飾された膜についてゼータ電位の減少を示す。対照的に、ＰＦＰＡ−ＳＤＥＡ修飾膜は、対照と比較してゼータ電位を増加させた。
様々な修飾および変化が本発明の範囲または趣旨から逸脱することなく本発明では可能であることは、当業者には明らかであろう。本発明の他の実施形態は、本明細書中で開示される発明の明細および実施を考慮すると当業者には明らかであろう。明細書および実施例は単なる例示とみなされるべきであり、本発明の真の範囲および主旨は以下の特許請求の範囲によって示されることが意図される。
Ｈ．参考文献

Claims (52)

  1. 表面を含むポリマー薄フィルム膜を含む耐汚染ろ過膜であって、前記表面が、化合物の少なくとも１つの残基で修飾され、前記化合物の残基が、式：

    によって表される構造を有し、
    式中、Ａは、−Ｃ（＝Ｏ）−および−（ＳＯ２）−から選択される；
    Ｌは、−ＯＱ、−Ｏ−、−Ｎ＋Ｒ３ＨＱおよび−ＮＲ３Ｑから選択される；
    ここで、Ｑは、水素、親水性ポリマー、および式：

    によって表される構造から選択され、
    式中、Ｚは、−ＣＲ６ａＲ６ｂ−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝ＮＨ）−、および−Ｃ（＝ＮＨ）ＮＲ７−から選択される；
    ｍは、０、１、２、３、４、５、６、７、および８から選択される整数である；
    Ｒ１ａおよびＲ１ｂの各々は水素およびハロゲンから独立して選択される；
    Ｒ２ａおよびＲ２ｂの各々はハロゲンである；
    Ｒ３は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；
    Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ８ａＲ８ｂ、−ＮＲ８ａＲ８ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ９、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ９から独立して選択される；
    Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１１、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１１から独立して選択される；
    Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１３、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１３から独立して選択される；
    Ｒ７は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；
    Ｒ８ａおよびＲ８ｂの各々は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから独立して選択される；
    Ｒ９は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；
    Ｒ１０ａおよびＲ１０ｂの各々は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから独立して選択される；
    Ｒ１１は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；
    Ｒ１２ａおよびＲ１２ｂの各々は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから独立して選択される；
    Ｒ１３は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；そして
    前記残基が、一重項ニトレンを介して前記ポリマー薄フィルム膜の前記表面に結合する、前記耐汚染ろ過膜。
  2. 前記膜が逆浸透膜である、請求項１に記載の膜。
  3. 前記膜が少なくとも１つのポリアミドを含む、請求項１または２に記載の膜。
  4. 前記ポリアミドが芳香族である、請求項３に記載の膜。
  5. Ｌが−Ｏ−である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の膜。
  6. Ｌが−ＯＱおよび−ＮＲ３Ｑから選択される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の膜。
  7. Ｑが水素である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の膜。
  8. Ｑが親水性ポリマーである、請求項１〜６のいずれか１項に記載の膜。
  9. 前記親水性ポリマーが、ポリ（エチレングリコール）、ポリ（エチレンイミン）およびポリアニリン、またはそれらの混合物から選択される少なくとも１つの部分を含む、請求項１〜６または８のいずれか１項に記載の膜。
  10. Ｑが、式：

    によって表される構造を有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の膜。
  11. Ｑが：

    から選択される構造を有する、請求項１〜６または１０のいずれか１項に記載の膜。
  12. Ｚが、−ＣＨ２および−Ｃ（＝ＮＨ）ＮＨ−から選択される、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の膜。
  13. ｍが０である、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の膜。
  14. Ｒ１ａおよびＲ１ｂの各々が水素である、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の膜。
  15. Ｒ１ａおよびＲ１ｂの各々がハロゲンである、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の膜。
  16. Ｒ１ａがハロゲンであり、Ｒ１ｂが水素である、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の膜。
  17. 前記ハロゲンが−Ｆおよび−Ｃｌから選択される、請求項１〜１３、１５、または１６のいずれか１項に記載の膜。
  18. 前記ハロゲンが−Ｆである、請求項１〜１３または１５〜１７のいずれか１項に記載の膜。
  19. Ｒ５ａが−ＣＯ２ −であり、Ｒ５ｂが−ＮＨ３ ＋であり、そしてＲ５ｃが水素である、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の膜。
  20. Ｒ５ａが−ＣＯ２ −であり、そしてＲ５ｂおよびＲ５ｃの各々が水素である、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の膜。
  21. Ｒ５ａが−ＮＨ３ ＋であり、そしてＲ５ｂおよびＲ５ｃの各々が水素である、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の膜。
  22. 前記膜が少なくとも約９０％の脱塩を少なくとも約４時間示す、請求項１〜２１に記載の膜。
  23. 化合物の前記残基が抗菌剤を含む、請求項１〜２２に記載の膜。
  24. 前記膜が、汚染耐性、親水性、表面電荷、および粗度から選択される少なくとも１つの特性で改善を示す、請求項１〜２３に記載の膜。
  25. 表面を含む薄フィルム膜を修飾する方法であって、前記表面を化合物の少なくとも１つの残基と結合させるステップを含み、前記化合物の残基が、式：

    によって表される構造を有し、
    式中、Ａは−Ｃ（＝Ｏ）−および−（ＳＯ２）−から選択される；
    Ｌは、−ＯＱ、−Ｏ−、−Ｎ＋Ｒ３ＨＱおよび−ＮＲ３Ｑから選択される；
    Ｑは、水素、親水性ポリマー、および式：

    によって表される構造から選択され、
    式中、Ｚは、−ＣＲ６ａＲ６ｂ−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝ＮＨ）−、および−Ｃ（＝ＮＨ）ＮＲ７−から選択される；
    ｍは、０、１、２、３、４、５、６、７、および８から選択される整数である；
    Ｒ１ａおよびＲ１ｂの各々は水素およびハロゲンから独立して選択される；
    Ｒ２ａおよびＲ２ｂの各々はハロゲンである；
    Ｒ３は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される：
    Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ８ａＲ８ｂ、−ＮＲ８ａＲ８ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＱ３Ｒ９、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ９から独立して選択される；
    Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１１、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１１から独立して選択される；
    Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１３、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１３から独立して選択される；
    Ｒ７は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；
    Ｒ８ａおよびＲ８ｂの各々は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから独立して選択される；
    Ｒ９は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；
    Ｒ１０ａおよびＲ１０ｂの各々は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから独立して選択される；
    Ｒ１１は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；
    Ｒ１２ａおよびＲ１２ｂの各々は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから独立して選択される；
    Ｒ１３は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；そして
    前記残基が、一重項ニトレンを介して前記薄フィルム膜の前記表面に結合する、
    前記方法。
  26. 前記膜が逆浸透膜である、請求項２５に記載の方法。
  27. 前記膜が少なくとも１つのポリアミドを含む、請求項２５または２６に記載の方法。
  28. 前記ポリアミドが芳香族である、請求項２７に記載の方法。
  29. 前記膜が、汚染耐性、親水性、表面電荷、および粗度から選択される少なくとも１つの特性において改善を示す、請求項２５〜２８のいずれか１項に記載の方法。
  30. 表面を含む薄フィルム膜を修飾する方法であって、前記表面を、一重項ニトレンを含む化合物の少なくとも１つの残基と結合させ、それによって汚染耐性、表面電荷、親水性、脱塩、および粗度から選択される少なくとも１つの特性を改善するステップを含み、
    前記化合物の残基が式：

    によって表される構造を有し、
    式中、Ａは、−Ｃ（＝Ｏ）−および−（ＳＯ２）−から選択される；
    Ｌは、−ＯＱ、−Ｏ−、−Ｎ＋Ｒ３ＨＱおよび−ＮＲ３Ｑから選択される；
    Ｑは、水素、親水性ポリマー、および式：

    によって表される構造から選択され、
    式中、Ｚは、−ＣＲ６ａＲ６ｂ−、−Ｃ（＝Ｏ）、−Ｃ（＝ＮＨ）−、および−Ｃ（＝ＮＨ）ＮＲ７−から選択される；
    ｍは、０、１、２、３、４、５、６、７、および８から選択される整数である；
    Ｒ１ａおよびＲ１ｂの各々はハロゲンである；
    Ｒ２ａおよびＲ２ｂの各々はハロゲンである；
    Ｒ３は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；
    Ｒ４ａおよびＲ４ｂの各々は、存在する場合、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ８ａＲ８ｂ、−ＮＲ８ａＲ８ｂ Ｈ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ９、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ９から独立して選択される；
    Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、およびＲ５ｃの各々は、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂ、−ＮＲ１０ａＲ１０ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ −、−ＳＯ３Ｒ１１ 、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１１から独立して選択される；
    Ｒ６ａおよびＲ６ｂの各々は、存在する場合、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂ、−ＮＲ１２ａＲ１２ｂＨ＋、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ１〜Ｃ４モノハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ４ポリハロアルキル、−ＳＯ３ − 、−ＳＯ３Ｒ１３、−ＣＯ２ −、および−ＣＯ２Ｒ１３から独立して選択される；
    Ｒ７は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；
    Ｒ８ａおよびＲ８ｂの各々は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから独立して選択される；
    Ｒ９は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；
    Ｒ１０ａおよびＲ１０ｂの各々は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから独立して選択される；
    Ｒ１１は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；
    Ｒ１２ａおよびＲ１２ｂの各々は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから独立して選択される；そして
    Ｒ１３は、存在する場合、水素およびＣ１〜Ｃ４アルキルから選択される；そして
    前記残基が、一重項ニトレンを介して前記薄フィルム膜の前記表面に結合する、
    前記方法。
  31. 前記表面が、−ＮＨ−残基および−Ｃ＝Ｃ−残基のうちの少なくとも１つを含む、請求項３０に記載の方法。
  32. 結合が、一重項ニトレン挿入を含む、請求項３０または３１に記載の方法。
  33. 結合が、前記膜を化合物の少なくとも１つの残基でコーティングすることを含む、請求項３０または３１に記載の方法。
  34. コーティングがディップコーティングを含む、請求項３１に記載の方法。
  35. コーティングがスプレーコーティングを含む、請求項３１に記載の方法。
  36. 結合が、前記膜を熱源に暴露することを含む、請求項３０または３１に記載の方法。
  37. 前記熱源が少なくとも約１００℃の温度を有する、請求項３６に記載の方法。
  38. 結合が、前記膜を光源に暴露することを含む、請求項３０または３１に記載の方法。
  39. 前記光源がＵＶ光を含む、請求項３８に記載の方法。
  40. 前記光源が２００ｎｍ〜３７０ｎｍの範囲内のＵＶ光を含む、請求項３８に記載の方法。
  41. 結合が前記膜を化合物の少なくとも１つの残基でコーティングし、前記膜を光源に暴露することを含む、請求項３０または３１に記載の方法。
  42. 結合が共有結合による修飾を含む、請求項３０または３１に記載の方法。
  43. 結合が光化学的修飾を含む、請求項３０または３１に記載の方法。
  44. 化合物の前記少なくとも１つの残基が水溶性である、請求項３０〜４３のいずれか１項に記載の方法。
  45. 前記一重項ニトレンがアジドの活性化により形成される、請求項３０〜４４のいずれかに記載の方法。
  46. 活性化が光活性化である、請求項４５に記載の方法。
  47. 光活性化が前記アジドを光源に暴露することを含む、請求項４６に記載の方法。
  48. 前記光源がＵＶ光を含む、請求項４７に記載の方法。
  49. 前記光源が２００ｎｍ〜３７０ｎｍの範囲内のＵＶ光を含む、請求項４７に記載の方法。
  50. 前記少なくとも１つの特性が汚染耐性である、請求項３０〜４９のいずれか１項に記載の方法。
  51. 前記少なくとも１つの特性が親水性である、請求項３０〜４９のいずれか１項に記載の方法。
  52. 水の精製法であって：
    （ａ）請求項１に記載の膜、または請求項２５もしくは３０に記載の方法にしたがって修飾された膜であって、第１面と第２面とを有する膜を提供し；
    （ｂ）第１圧力で第１塩濃度を有する第１体積の第１溶液と前記膜の前記第１面とを接触させ；そして
    （ｃ）第２圧力で第２塩濃度を有する第２体積の第２溶液と前記膜の前記第２面とを接触させることを含み；
    前記第１溶液が前記膜を通して前記第２溶液と流体連通し、
    前記第１塩濃度が前記第２塩濃度よりも高く、それにより前記膜を越えて浸透圧が形成され、そして
    前記第１圧力が、前記浸透圧を越えるために前記第２圧力よりも充分に高く、それによって前記第２体積が増加し、前記第１体積が減少する、前記方法。
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