KR102478348B1 - 폴리아닐린-기반의 내염소성 친수성 여과 막 - Google Patents
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Abstract
하나의 양태에서, 본 발명은 예를 들어, 정수에서의 사용을 위한 n-알킬 치환된 폴리아닐린 유도체를 포함하는 내염소성 여과 막, 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 요약은 특정 분야에서 조사의 목적을 위한 스캐닝 도구로서 의도되며, 본 발명을 제한하고자 의도된 것이 아니다.
Description
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2014년 4월 8일자, 미국 가출원번호 제 61/976,688호의 우선권을 주장하며, 상기 문헌은 본 명세서에 그 전체가 참조 문헌으로 포함된다.
담수의 풍부한 공급은 도시, 산업 및 농업에서의 사용을 위한 기본적인 요건이다. 그러나, 인구 및 오염원 증가는 담수 공급에 증가하는 스트레스를 가하고 있다. 깨끗한 물에 대해 강력해지는 규제로부터의 압력과 더불어, 수처리 기술의 개선이 결정적이다 (Howe, K. J. and Tchobanoglous, G. (2005) Water Treatment: Principles and Design, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, 2nd edn.; Service, R. F. (2006) Science 313, 1088-1090).
막-기반의 여과(membrane-based filtration)는 대규모로 크기 배제에 의해 불순물을 충분히 및 연속적으로 여과할 수 있는 이의 능력에 기인하여, 정수에 있어 가장 중요하며 광범위하게 사용되는 방법이다(Howe, K. J. and Tchobanoglous, G. (2005) Water Treatment: Principles and Design, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, 2nd edn.). 일반적으로, 막은 네 가지 유형으로 분류될 수 있다: 기공 크기 및 상이한 물질을 배제하는 능력에 기초하여, 정밀여과 (microfiltration, MF), 한외여과 (ultrafiltration, UF), 나노여과 (nanofiltration, NF) 및 역삼투 (reverse osmosis, RO).
UF 막은 ~10 nm의 평균 기공 크기를 가진다. 폐수 처리에서, UF 막은 병원성 미생물, 예컨대 바이러스, 박테리아, 원생동물 및 기타 교질물을 배제하도록 사용된다(Cheryan, M. (1998) Ultrafiltration and Microfiltration Handbook, Technomic, Lancaster, PA). 이들은 탈염(desalination)을 위한 전처리 단계의 역할을 할 수 있다 (Howe, K. J. and Tchobanoglous, G. (2005) Water Treatment : Principles and Design, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, 2nd edn.; Rosberg, R. (1997) Desalination 110, 107-114). UF 막은 보통 화학, 약학, 식음료 산업에서 분리를 위해 사용되며, 혈액 투석에서 필수적인 구성 요소이다.
막이 분리를 위해 사용되는 경우, 막이 무기 미립자, 유기물 및/또는 생물학적 미생물에 의해 오염됨에 따라, 작동하는 동안 유속(flux)이 점진적으로 감소한다. 오염에 대한 민감성은 오염 물질(foulant)과 중합체 막의 표면 사이의 소수성 상호작용으로 인하여 상이한 막 재료에 따라 가변적이다. 이에 따라, 막 친수성은 막의 오염 경향과 연결되어 있으며, 즉, 일반적으로 소수성 막보다 친수성 막이 덜 오염된다(Mcverry, B. T., et al. (2013) Chem . Mater . 25, 3597-3602; Liao, Y., et al. (2014) Materials Horizons 1, 58-64). 더욱 소수성인 막은 반 데르 발스(van der Waals) 상호작용을 통해 오염 물질이 막 표면에 더욱 강하게 부착되도록 하며, 이는 비가역적인 막 오염을 초래한다(Hilal, N., et al. (2005) Separ. Sci . Technol . 179, 323-333).
화학적 세척은 통상적으로 막 표면으로부터 유기물 및 생물막을 제거하도록 사용된다. 세척 처리는 막 성능을 회복시켜 막 오염으로 인해 작동 동안의 유속 감소를 되찾는다. 막 세척에 사용되는 일반적인 화합물은 부식제, 산화제/소독제, 산, 킬레이트제 및 계면활성제를 포함한다(Liu, C., et al. (2006) Membrane Chemical Cleaning : From Art to Science, Pall Corporation, Port Washington, NY 11050, USA). 염소 표백제(소듐 하이포클로라이트)는 이의 저비용, 상업적 조달성 및 공급 용액에 첨가될 때 오염을 효과적으로 감소시키는 능력으로 인해 업계에서 대중적으로 사용된다. 강한 산화제, 예컨대 하이포클로라이트는 미생물을 죽일 뿐만 아니라, 천연 유기물의 기능성 그룹을 더욱 수용성인 모이어티로 산화시켜, 작동하는 동안 새로운 종이 용이하게 세척될 수 있도록 한다. 그러나, 강한 산화제는 동시에 중합체 막 물질 내에서 발견되는 화학 결합에 부착하여, 막 특성에 부정적인 영향을 미친다(Eykamp, W. (1995) Microfiltration and ultrafiltration. In Membrane Separation Technology : Principles and Applications, Elsevier Science: Amsterdam; Gitis, V., et al. (2006) J. Membr . Sci . 276, 185-192; Wienk, I. M., et al. (1995) J. Polym . Sci . Pol . Chem . 33, 49-54; Nystrom, M. and Zhu, H. (1997) J. Membr . Sci . 131, 195-205; Wolff, H. and Zydney, A. L. (2004) J. Membr . Sci . 243, 389-399; Zhu, H. and Nystrom, M. (1998) J. Membr . Sci. 138, 309-321).
폴리에터설폰 (PES) 막 상에서 염소 세척의 영향은 세척 이후 염소가 실제로 더욱 심각한 오염을 유발하고 막의 전기 음성도를 증가시킬 수 있는 것을 보여준다(Arkhangelsky, E., et al. (2007) J. Membr . Sci . 305, 176-184; Rouaix, S., et al. (2006) J. Membr . Sci . 277, 137-147; Gaudichet-Maurin, E. and Thominette, F. (2006) J. Membr . Sci . 282, 198-204). 이는 중합체의 사슬 절단을 야기하며, 막의 기계적 강도를 열화시킨다(Arkhangelsky, E., et al. (2007) J. Membr. Sci . 305, 176-184; Thominette, F., et al. (2006) Desalination 200, 7-8; Kuzmenko, D., et al. (2005) Desalination 179, 323-333). 폴리아마이드 RO 막 상에서의 염소에 의한 화학적 공격은 염 및 물의 증대된 통로(enhanced passage)와 함께 막 고장(mebrain failure)을 야기한다(Manohar, S. K. and Macdiarmid, A. G. (1989) Synthetic Met . 29, 349-356; Langer, J. J. (1990) Synthetic Met . 35, 295-300; Shin, J. S., et al. (2005) Synthetic Met . 151, 246-255; Shadi, L., et al. (2012) J. Appl . Polym . Sci . 124, 2118-2126). 이에 대응하여, 막 재료가 염소 열화에 덜 민감하도록 이들을 변형시키고자 시도되어 왔다. 예를 들어, 이차 아마이드를 대신하여 삼차 아마이드를 포함하는 폴리 아마이드의 사용은 내염소성 RO 막을 초래한다(반응식 I) (Manohar, S. K. and Macdiarmid, A. G. (1989) Synthetic Metals 29, 349-356; Langer, J. J. (1990) Synthetic Metals 35, 295-300).
전도성 중합체 및 이의 유도체는 이의 친수성 특성, 열적 및 화학적 안정성, 저비용, 용이한 합성 및 도핑에 의해 변형될 수 있는 능력에 기인하여, 수처리 막에서의 잠재적 사용을 위해 최근 광범위하게 연구되고 있다(McVerry, B. T., et al. (2013) Chem . Mater . 25, 3597-3602; Liao, Y., et al. (2014) Materials Horizons 1, 58-64; Liao, Y., et al. (2012) J. Colloid Interf . Sci . 386, 148-157; Bocchi, V., et al. (1991) J. Mater . Sci . 26, 3354-3355; Price, W. E., et al. (1999) Synthetic Materials 102, 1338-1341; Alargova, R. G., et al. (1998) Colloid Surface A 134, 331-342; Li, X., et al. (2008) J. Membr . Sci . 320, 143-150; Fan, Z., et al. (2008) J. Membr . Sci . 310, 402-408; Fan, Z., et al. (2008) J. Membr . Sci . 320, 363-371; Zhao, S., et al. (2011) J. Membr . Sci . 385-386, 251-262; Guillen, G. R., et al. J. Mater . Chem . (2010) 20, 4621-4628). 가장 광범위하게 연구되는 전도성 중합체 중 하나로서, 중간 산화 상태(emeraldine oxidation state)로의 폴리아닐린(polyaniline, Pani)은 상용의 UF 막 물질 폴리설폰(PSf)과 블렌딩되어, 강화된 친수성 및 투과성을 가지는 복합 UF 막을 형성한다(Fan, Z., et al. (2008) J. Membr . Sci . 310, 402-408; Fan, Z., et al. (2008) J. Membr . Sci . 320, 363-371; Zhao, S., et al. (2011) J. Membr . Sci. 385-386, 251-262; Guillen, G. R., et al. J. Mater . Chem . (2010) 20, 4621-4628). 순수한 Pani는 또한 상용의 PSf 막보다 10 배의 투과성을 나타내지만, 소 혈청 알부민(BSA) 배제는 나타내지 않는 UF 막을 형성할 수 있다(Guillen, G. R., et al. J. Mater . Chem . (2010) 20, 4621-4628). Pani 캐스팅 용액에 2차 아민, 예컨대 4-메틸피페리딘 (4-MP)을 첨가함으로써, Pani UF 막의 배제는 증가하는 반면에, 친수성은 감소한다. Pani의 유도체인, 설폰화된 Pani는 can be blended with PSf와 블렌딩되어, 탁월한 친수성 및 물 세척 이후 매우 높은 유속 회복을 나타내는 UF 막을 형성할 수 있다(Mcverry, B. T., et al. (2013) Chem . Mater . 25, 3597-3602).
여러 유형의 n-치환된 Pani가 문헌에 보고되어 있다(Chevalier, J. W., et al. (1992) Macromolecules 25, 3325-3331; Yang, D. and Mattes, B. R. (2002) J. Polym. Sci . Pol . Phys . 40, 2702-2713; Yang, D. and Mattes, B. R. (1999) Synthetic Met . 101, 746-749; Yang, D., et al. (2002) Macromolecules 35, 5304-5313; Manohar, S. K. and Macdiarmid, A. G. (1989) Synthetic Met . 29, 349-356). 이들 가운데, n-알킬 Pani가 가장 흔한 형태이다. 그러나, 알킬 그룹은 소수성이며, 이들을 Pani 내로 도입하는 것은 친수성의 일부 손실을 야기할 것이다.
여과 막은 통상적으로 폴리바이닐리덴 플루오라이드 (PVDF)를 사용하여 제조된다. 이러한 막이 제대로 작동하기 위해, PVDF는 반드시 막 형성 이후 친수성 모이어티와 블렌딩되거나 또는 공중합되어야 한다. PVDF 자체는 산, 염기, 및 염소에 극도로 견딜수 있지만(resilient), 친수성 그룹은 그렇지 않다. 막 세척 동안, 염기 또는 염소에 노출 시, 친수성 모이어티는 가수분해되고, 분해된다. 시간이 지남에 따라, 이는 막을 더욱 소수성이 되도록 (오염되기 쉽게) 야기한다. 또한, 막은 질량 및 조밀성을 잃어, 덜 투과성이 된다. 중합체와 친수성 그룹을 블렌딩함에 의해 야기되는 공지된 단점에도 불구하고, 이러한 문제를 완전히 회피하는 여과 막의 제조를 위한 재료는 보고되어야 한다. 본 명세서에, 본질적으로 친수성이며 산화적 손상에 내성이 있는 물질을 포함하는 여과 막이 기재된다.
본 발명의 목적(들)에 따라, 본 명세서에서 구현되고 광범위하게 기재된 바와 같이, 본 발명은, 하나의 양태에서, 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조를 가지는 화합물을 중합함으로써 형성된 중합체를 포함하는 여과 막에 관한 것이다:
여기서 n은 1, 2, 및 3으로부터 선택되고; 여기서 R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR20, ─OR21, ─NR22aR22b, ─NR22aR22bH+, ─SO2R23, ─(C=O)R24, 그리고 할로겐, ─CN, ─SR20, ─OR21, ─NR22aR22b, ─SO2R23, 및 ─(C=O)R24으로부터 선택된 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬로부터 선택되고; 여기서 R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─NR32aR32bH+, ─SO2R33, ─(C=O)R34, 그리고 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34로부터 선택된 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬로부터 선택되고; 여기서 R3a, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR40, ─OR41, ─NR42aR42b, ─NR42aR42bH+, ─SO2R43, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택되고; 여기서 R2a, R2b, R3a, R3b, 및 R3c 중 적어도 하나는 수소가 아니며; 여기서 R20, R21, R22a, R22b, R30, R31, R32a, R32b, R40, R41, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 R23 및 R24 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR25, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR26aR26b으로부터 선택되고; 여기서 R25, R26a, 및 R26b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 R33 및 R34 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR35, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR36aR36b으로부터 선택되고; 여기서 R35, R36a, 및 R36b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 R43 및 R44 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR45, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR46aR46b으로부터 선택되고; 여기서 R45, R46a, 및 R46b 각각은, 존재하는 경우, 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다.
또한 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조를 포함하는 중합체를 포함하는 여과 막이 개시된다:
여기서 각각의 Z는 독립적으로 수소 및 
으로부터 선택되고; 여기서 n은 1, 2, 및 3으로부터 선택된 정수이고; 여기서 p는 독립적으로 0, 0.5, 또는 1이고; 여기서 q는 독립적으로 0, 0.5, 또는 1이고; 여기서, 각각의 x에 있어서, p + q = 1이고; 여기서 R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR20, ─OR21, ─NR22aR22b, ─NR22aR22bH+, ─SO2R23, ─(C=O)R24, 그리고 할로겐, ─CN, ─SR20, ─OR21, ─NR22aR22b, ─SO2R23, 및 ─(C=O)R24으로부터 선택되는 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬으로부터 선택되고; 여기서 R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─NR32aR32bH+, ─SO2R33, ─(C=O)R34, 그리고 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택되는 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬으로부터 선택되고; 여기서 R3a, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR40, ─OR41, ─NR42aR42b, ─NR42aR42bH+, ─SO2R43, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택되고; 여기서 R20, R21, R22a, R22b, R30, R31, R32a, R32b, R40, R41, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 R23 및 R24 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR25, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR26aR26b으로부터 선택되고; 여기서 R25, R26a, 및 R26b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 R33 및 R34 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR35, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR36aR36b으로부터 선택되고; 여기서 R35, R36a, 및 R36b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 R43 및 R44 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR45, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR46aR46b으로부터 선택되고; 여기서 R45, R46a, 및 R46b 각각은, 존재하는 경우, 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 적어도 하나의 Z는 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조이고:
여기서 R2a, R2b, R3a, R3b, 및 R3c 중 적어도 하나는 수소가 아니다.
또한 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조를 가지는 화합물을 중합함으로써 형성되는 중합체가 개시된다:
여기서 n은 1, 2, 및 3으로부터 선택되고; 여기서 R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR20, ─OR21, ─NR22aR22b, ─NR22aR22bH+, ─SO2R23, ─(C=O)R24, 그리고 할로겐, ─CN, ─SR20, ─OR21, ─NR22aR22b, ─SO2R23, 및 ─(C=O)R24으로부터 선택된 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬로부터 선택되고; 여기서 R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─NR32aR32bH+, ─SO2R33, ─(C=O)R34, 그리고 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34로부터 선택된 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬로부터 선택되고; 여기서 R3a, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR40, ─OR41, ─NR42aR42b, ─NR42aR42bH+, ─SO2R43, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택되고; 여기서 R2a, R2b, R3a, R3b, 및 R3c 중 적어도 하나는 수소가 아니며; 여기서 R20, R21, R22a, R22b, R30, R31, R32a, R32b, R40, R41, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 R23 및 R24 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR25, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR26aR26b으로부터 선택되고; 여기서 R25, R26a, 및 R26b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 R33 및 R34 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR35, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR36aR36b으로부터 선택되고; 여기서 R35, R36a, 및 R36b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 R43 및 R44 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR45, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR46aR46b으로부터 선택되고; 여기서 R45, R46a, 및 R46b 각각은, 존재하는 경우, 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다.
또한 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조를 포함하는 중합체가 개시된다:
여기서 각각의 Z는 독립적으로 수소 및 
으로부터 선택되고; 여기서 n은 1, 2, 및 3으로부터 선택된 정수이고; 여기서 p는 독립적으로 0, 0.5, 또는 1이고; 여기서 q는 독립적으로 0, 0.5, 또는 1이고; 여기서, 각각의 x에 있어서, p + q = 1이고; 여기서 R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR20, ─OR21, ─NR22aR22b, ─NR22aR22bH+, ─SO2R23, ─(C=O)R24, 그리고 할로겐, ─CN, ─SR20, ─OR21, ─NR22aR22b, ─SO2R23, 및 ─(C=O)R24으로부터 선택되는 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬으로부터 선택되고; 여기서 R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─NR32aR32bH+, ─SO2R33, ─(C=O)R34, 그리고 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택되는 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬으로부터 선택되고; 여기서 R3a, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR40, ─OR41, ─NR42aR42b, ─NR42aR42bH+, ─SO2R43, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택되고; 여기서 R20, R21, R22a, R22b, R30, R31, R32a, R32b, R40, R41, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 R23 및 R24 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR25, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR26aR26b으로부터 선택되고; 여기서 R25, R26a, 및 R26b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 R33 및 R34 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR35, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR36aR36b으로부터 선택되고; 여기서 R35, R36a, 및 R36b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 R43 및 R44 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR45, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR46aR46b으로부터 선택되고; 여기서 R45, R46a, 및 R46b 각각은, 존재하는 경우, 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 적어도 하나의 Z는 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조이고:
여기서 R2a, R2b, R3a, R3b, 및 R3c 중 적어도 하나는 수소가 아니다.
또한 여과 막 제조 방법이 개시된다.
또한 막을 통한 물의 여과 방법이 개시된다.
본 발명의 양태가 시스템 법정 유형과 같은 특별한 법정 유형으로 설명되고 청구될 수 있지만, 이는 단지 편의를 위한 것이며, 당업자는 본 발명의 각 양태가 임의의 법정 유형으로 설명되고 청구될 수 있음을 이해할 것이다. 달리 명확하게 언급되지 않는 한, 본 명세서에 기재된 임의의 방법 또는 양태는 결코, 이의 단계가 특정한 순서로 수행됨을 필요로 하는 것으로 해석되도록 의도되지 않는다. 따라서, 방법 청구항은, 단계가 특정한 순서로 제한되어야 하는 것으로 특허 청구범위 또는 설명에 구체적으로 언급하지 않는 경우, 어떠한 점에 있어서도 순서가 추론되는것을 의도하고자 함이 결코 아니다. 이것은 단계 또는 작업 흐름의 배열에 관한 논리의 사항, 문법적 조직화 또는 구두법으로부터 유래된 평범한 의미, 또는 명세서에 기재된 양태의 개수 또는 유형을 비롯한, 해석을 위한 임의의 가능한 불분명한 기준을 유지한다.
본 명세서에 포함되며 일부를 구성하는 첨부하는 도면은 여러 양태를 도시하며, 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1은 n-Pani 막의 물리적 외관에 있어, 250 ppm 유리 염소를 포함하는 표백제에 2 일간 침지되는 효과에 관한 대표적인 데이터를 Pani 및 PSf 막과 비교하여 도시한다.
도 2는 250 ppm 유리 염소에 침지되기 전 및 후, n-PANi 및 PANi 막의 접촉각에 관한 대표적인 데이터를 도시한다.
도 3은 FT-IR 분석에 의해 관찰된, 폴리아닐린 막의 벤제노이드 및 퀴노이드 그룹에 있어 염소의 효과에 관한 대표적인 데이터를 도시한다.
도 4은 UV-Vis 분석에 의해 관찰된, 폴리아닐린 막의 벤제노이드 및 퀴노이드 그룹에 있어 염소의 효과에 관한 대표적인 데이터를 도시한다.
도 5은 핵 자기 공명 (NMR) 분석에 의해 관찰된, 폴리아닐린 막의 벤제노이드 및 퀴노이드 그룹에 있어 염소의 효과에 관한 대표적인 데이터를 도시한다.
도 6은 n-Pani 막이 Pani 막보다 오염에 더욱 내성이 큰 것을 나타내는 미생물 부착 테스트 이미지를 도시한다.
도 7은 DI 물으로 플러싱하기 전 1.5 g/L BSA 용액에 의해 오염된 막에 대한 유속 감소 및 유속 회복을 도시한다.
도 8은 SEM 이미지를 도시하는 12개의 패널 (a-l)이다. 패널 (a)는 PANi 막을 도시하고 패널 (b)는 n-PANi 막 표면을 3,000× 배율로 도시하고; 패널 (c)는 n-PANi 막 표면을 100,000× 배율로 도시하며, 패널 (d)는 이미지 J 소프트웨어를 사용하여 변환 이후 이의 흑백 사진을 도시한다. 패널 (e)-(h)는 600× 배율의 (e) 미처리 PANi 막, (f) 염소 노출 이후 PANi 막, (g) 미처리 n-PANi 막 및 (h) 염소 노출 이후 n-PANi 막의 단면 이미지를 도시한다. 패널 (i)-(l)는 600× 배율의 (i) 미처리 PANi 막, (j) 염소 노출 이후 PANi 막, (k) 미처리 n-PANi 막 및 (l) 염소 노출 이후 n-PANi 막의 표면 이미지를 도시한다.
본 발명의 추가적인 이점은 하기 이어지는 설명에 일부 기재될 것이며, 일부는 설명으로부터 명백해지거나, 또는 본 발명의 실행으로부터 습득될 수 있다. 본 발명의 이점은 첨부되는 특허 청구범위에 특별히 지적된 요소 및 조합에 의해 실현되고 획득될 것이다. 상기 일반적인 설명 및 하기 상세한 설명은 단지 예시적 및 설명적이며, 청구되는 바와 같이 본 발명을 제한하려는 것이 아님을 이해해야 한다.
도 1은 n-Pani 막의 물리적 외관에 있어, 250 ppm 유리 염소를 포함하는 표백제에 2 일간 침지되는 효과에 관한 대표적인 데이터를 Pani 및 PSf 막과 비교하여 도시한다.
도 2는 250 ppm 유리 염소에 침지되기 전 및 후, n-PANi 및 PANi 막의 접촉각에 관한 대표적인 데이터를 도시한다.
도 3은 FT-IR 분석에 의해 관찰된, 폴리아닐린 막의 벤제노이드 및 퀴노이드 그룹에 있어 염소의 효과에 관한 대표적인 데이터를 도시한다.
도 4은 UV-Vis 분석에 의해 관찰된, 폴리아닐린 막의 벤제노이드 및 퀴노이드 그룹에 있어 염소의 효과에 관한 대표적인 데이터를 도시한다.
도 5은 핵 자기 공명 (NMR) 분석에 의해 관찰된, 폴리아닐린 막의 벤제노이드 및 퀴노이드 그룹에 있어 염소의 효과에 관한 대표적인 데이터를 도시한다.
도 6은 n-Pani 막이 Pani 막보다 오염에 더욱 내성이 큰 것을 나타내는 미생물 부착 테스트 이미지를 도시한다.
도 7은 DI 물으로 플러싱하기 전 1.5 g/L BSA 용액에 의해 오염된 막에 대한 유속 감소 및 유속 회복을 도시한다.
도 8은 SEM 이미지를 도시하는 12개의 패널 (a-l)이다. 패널 (a)는 PANi 막을 도시하고 패널 (b)는 n-PANi 막 표면을 3,000× 배율로 도시하고; 패널 (c)는 n-PANi 막 표면을 100,000× 배율로 도시하며, 패널 (d)는 이미지 J 소프트웨어를 사용하여 변환 이후 이의 흑백 사진을 도시한다. 패널 (e)-(h)는 600× 배율의 (e) 미처리 PANi 막, (f) 염소 노출 이후 PANi 막, (g) 미처리 n-PANi 막 및 (h) 염소 노출 이후 n-PANi 막의 단면 이미지를 도시한다. 패널 (i)-(l)는 600× 배율의 (i) 미처리 PANi 막, (j) 염소 노출 이후 PANi 막, (k) 미처리 n-PANi 막 및 (l) 염소 노출 이후 n-PANi 막의 표면 이미지를 도시한다.
본 발명의 추가적인 이점은 하기 이어지는 설명에 일부 기재될 것이며, 일부는 설명으로부터 명백해지거나, 또는 본 발명의 실행으로부터 습득될 수 있다. 본 발명의 이점은 첨부되는 특허 청구범위에 특별히 지적된 요소 및 조합에 의해 실현되고 획득될 것이다. 상기 일반적인 설명 및 하기 상세한 설명은 단지 예시적 및 설명적이며, 청구되는 바와 같이 본 발명을 제한하려는 것이 아님을 이해해야 한다.
본 발명은 하기 발명의 상세한 설명 및 본 명세서에 포함되는 실시예를 참조하여 더욱 용이하게 이해될 수 있다.
본 발명의 화합물, 조성물, 물품, 시스템, 장치, 및/또는 방법이 개시되고 기재되기 전에, 달리 명시되지 않는 한 특정 합성법에, 또는 달리 명시되지 않는 한 특정 시약에 제한되지 않으며, 이것은 이들이 물론, 가변적일 수 있기 때문임이 이해되어야 한다. 또한 본 명세서에 사용된 용어는 특정 양태를 단지 설명하기 위한 것이며, 제한하고자 의도된 것은 아님이 이해되어야 한다. 본 명세서에 기재된 것과 유사하거나 그에 상응하는 임의의 방법 및 물질이 본 발명의 실시 또는 시험에 사용될 수 있으나, 여기서는 예시의 방법 및 물질이 기재된다.
본 명세서에 언급되는 모든 문헌은, 상기 문헌이 인용된 것과 관련한 방법 및/또는 물질을 개시 및 기재하기 위해 본 명세서에 참조 문헌으로 포함된다. 본 명세서에 논의되는 문헌은 본 출원의 출원일 이전에 이들의 개시를 위해 단독으로 제공된다. 본 출원에 기재된 어떠한 공개 문헌도 선행 발명을 이유로, 본 발명이 이러한 공개문헌을 선행시킬 자격이 없음에 대한 인정으로 해석되어서는 안된다 .또한, 본 명세서에 제공된 발행일은 실제 발행일와 상이할 수 있으며, 이는 독립적인 확인을 필요로 할 수 있다.
A. 정의
본 명세서에서 사용 시, 유기 화합물을 비롯한 화합물에 대한 명명법은 명명법에 대한 관용명, IUPAC, IUBMB, 또는 CAS 권장 사항을 사용하여 주어질 수 있다. 하나 이상의 입체화학 특징이 존재하는 경우, 입체화학에 대한 칸-인골드-프렐로그(Cahn-Ingold-Prelog) 규칙이 이용되어 입체 화학 우선 순위, E/Z 표기, 등을 표시될 수 있다. 당업자는 명칭이 주어지는 경우, 명명 규칙을 사용하여 화합물 구조의 전체적 환산에 의해, 또는 CHEMDRAWTM (Cambridgesoft Corporation, U.S.A.)와 같이 상업적으로 입수 가능한 소프트웨어에 의해, 화합물의 구조를 용이하게 확인할 수 있다.
명세서 및 특허 청구 범위에서 사용된 바와 같이, 단수 형태 “하나의” 및 “그”(“a”, “an”, 및 “the”)는, 문맥이 명확하게 달리 제시하지 않는 한, 복수 형태를 포함한다. 이에 따라, 예를 들어, “기능성 그룹,” “알킬,” 또는 “잔기”에 대한 언급은 둘 이상의 그러한 기능성 그룹, 알킬, 또는 잔기, 등의 혼합을 포함한다.
본 명세서에서 범위는 “약” 하나의 특정 값으로부터, 및/또는 “약” 또 다른 특정 값까지로서 표현될 수 있다. 이러한 범위가 표현되는 경우, 추가의 양태는 하나의 특정 값으로부터 및/또는 다른 특정 값까지 포함한다. 유사하게, 값이 근사치로서 표현되는 경우, 선행사 “약”의 사용에 의해, 특정 값이 추가의 양태를 형성함이 이해될 것이다. 각 범위의 한계(endpoint)는 다른 한계와 관련하여 양자 모두 유의하며, 다른 한계와는 독립적인 것으로 이해될 것이다. 또한 본 명세서에 개시된 다수의 값이 존재하며, 각각의 값은 또한 값 그 자체뿐만 아니라, "약" 특정 값로서 개시되는 것으로 이해된다. 예를 들어, 값 “10”이 개시되는 경우, “약 10”이 또한 개시된다. 특정 두 단위 사이의 각각의 단위가 또한 개시되는 것으로 이해된다. 예를 들어, 10 및 15가 개시되는 경우, 11, 12, 13, 및 14가 또한 개시된다.
명세서 및 결론의 특허 청구 범위에서 조성물 내 특정 요소나 성분의 중량부에 대한 언급은, 중량부로 표현되는 조성물 또는 항목에서 요소 또는 성분과 임의의 다른 요소 또는 성분 간의 중량 관계를 표시한다. 이에 따라, 2 중량부의 성분 X 및 5 중량부 성분 Y를 포함하는 화합물에서, X 및 Y는 2:5의 중량비로 존재하며, 추가 성분이 화합물에 포함되는지의 여부와 관계 없이 그러한 비율로 존재한다.
성분의 중량 퍼센트 (wt. %)는, 구체적으로 이에 반하게 언급되지 않는 한, 성분이 포함된 배합물 또는 조성물의 전체 중량에 기초한다.
본 명세서에서 사용 시, “선택적인” 또는 “선택적으로”는 후속적으로 기재되는 사건 또는 상황이 발생하거나 발생하지 않을 수 있으며, 본 명세서가 상기 사건이 발생하는 사례 및 사건이 발생하지 않는 사례를 포함함을 의미한다.
화학 종의 잔기는, 명세서 및 결론의 특허 청구 범위에서 사용시, 모이어티가 실제로 화학 종으로부터 획득되는지의 여부와 관계없이, 특정 반응식 또는 후속의 배합물 또는 화학 제품 내의 화학 종의 결과물인 모이어티를 지칭한다. 이에 따라, 폴리에스터 내의 에틸렌 글리콜 잔기는 에틸렌 글리콜이 폴리에스터 제조에 사용되었는지의 여부와 관계 없이, 폴리에스터 내의 하나 이상의 -OCH2CH2O- 단위를 지칭한다. 이와 유사하게, 폴리에스터 내의 세바식산 잔기는 폴리에스터를 획득하기 위해 세바식산 또는 이의 에스터를 반응시킴에 의해 획득되는지의 여부와 관계 없이, 폴리에스터 내의 하나 이상의 -CO(CH2)8CO- 모이어티를 지칭한다.
본 명세서에서 사용 시, 용어 “중합체”는 천연 또는 합성의, 비교적 고분자량의 유기 화합물을 지칭하며, 이의 구조는 반복되는 소단위, 단량체 (예컨대, 폴리에틸렌, 고무, 셀룰로오스)에 의해 표현될 수 있다. 합성 중합체는 통상적으로 단량체의 첨가 또는 축합 중합 반응에 의해 형성된다.
본 명세서에서 사용 시, 용어 “공중합체”는 둘 이상의 상이한 반복 단위 (단량체 잔기)로부터 형성되는 중합체를 지칭한다. 예시로서 제한없이, 공중합체는 교호 공중합체, 랜덤 공중합체, 블록 공중합체, 또는 그래프트 공중합체일 수 있다. 또한 특정 양태에서, 블록 공중합체의 다양한 블록 세그먼트는 그 자체가 공중합체를 포함할 수 있는 것으로 고려된다.
본 명세서에서 사용 시, 용어 “올리고머”는 반복 단위의 개수가 2 내지 10, 예를 들어, 2 내지 8, 2 내지 6, 또는 2 내지 4인, 비교적 저분자량의 중합체를 지칭한다. 하나의 양태에서, 올리고머의 집합은 약 2 내지 약 10, 예를 들어, 약 2 내지 약 8, 약 2 내지 약 6, 또는 약 2 내지 약 4 개의 반복 단위의 평균 개수를 가질 수 있다.
본 명세서에서 사용 시, 용어 “분자량” (MW)은 통일된 분자량 단위 u (탄소-12의 하나의 원자의 질량의 1/12과 동일)에 대한 해당 물질의 하나의 분자의 질량을 지칭한다.
본 명세서에서 사용 시, 용어 “수 평균 분자량” (Mn)은 개개의 중합체의 분자량의 일반적인 평균을 지칭한다. Mn은 n개 중합체 분자의 분자량을 측정하고, 중량을 합하여, n으로 나눔으로써 결정될 수 있다. Mn은 다음의 식에 의해 계산된다:
여기서 Ni는 분자량 Mi의 분자의 수이다. 중합체의 수 평균 분자량은 겔 투과 크로마토그래피, 점도계 (Mark-Houwink 식), 광산란, 분석용 초원심분리, 증기압 삼투압법, 말단-그룹 적정, 및 총괄성에 의해 측정될 수 있다.
본 명세서에서 사용 시, 용어 “중량 평균 분자량” (Mw)은 중합체 분자량의 택일적 측정을 지칭한다. Mw는 다음의 식에 의해 계산된다:
여기서 Ni는 분자량 Mi의 분자의 수이다. 직관적으로, 중량 평균 분자량이 w이고, 랜덤 단량체가 선택되는 경우, 그것이 속하는 중합체는 평균적으로 w의 중량을 가질 것이다. 중량 평균 분자량은 광산란, 작은 각 중성자 산란(small angle neutron scattering, SANS), X-선 산란 및 침강 속도에 의해 결정될 수 있다.
본 명세서에서 사용 시, 용어 “다분산도” 및 “다분산 지수”는 수 평균 (Mw/Mn)에 대한 중량 평균의 비율을 지칭한다.
본 명세서에서 사용 시, 용어 “플래시 용접”(“flash welding” 및 “flash weld”)은 흡수 재료에 광 펄스를 인가하는 것을 지칭한다. 플래시 용접은 중합체 나노섬유 상에 수행되는 경우 향상된 광열 현상(photothermal phenomena)을 제공할 수 있다. 특정 양태에서, 재료는 빛을 열로 급속하게 변환한 후, 용융과 같은 변태(transformation)을 겪는다. 특정 양태에서, 플래시 용접의 결과로서 재료에서 화학 반응이 일어날 수 있는 것으로 이해된다. 플래시 용접 수행 기법이 2010년 12월 14일자, J. Huang 및 R. B. Kaner에 의한 미국 특허 제7,850,798호(“전도성 중합체 나노섬유의 플래시 용접”)애 기재되어 있다.
본 명세서에 기재된 특정 재료, 화합물, 조성물, 및 성분은 상용으로 획득될 수 있거나, 또는 당업자에게 일반적으로 공지된 기법을 사용하여 용이하게 합성될 수 있다. 예를 들어, 개시된 화합물 및 조성물 제조에 사용되는 출발 물질 및 시약은 Aldrich Chemical Co., (Milwaukee, Wis.), Acros Organics (Morris Plains, N.J.), Fisher Scientific (Pittsburgh, Pa.), 또는 Sigma (St. Louis, Mo.)과 같은 상업적 공급 업체로부터 입수 가능하거나, 또는 참조 문헌, 예컨대 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); 및 Larock's Comprehensive Organic Transformations (VCH Publishers Inc., 1989)에 기재된 절차에 따라 당업자에게 공지된 방법에 의해 제조된다.
달리 명확하게 언급되지 않는 한, 본 명세서에 기재된 임의의 방법은 결코, 이의 단계가 특정한 순서로 수행됨을 필요로 하는 것으로 해석되도록 의도되지 않는다. 따라서, 방법 청구항은, 단계가 이의 단계를 따르는 순서를 실제로 인용하지 않거나 또는 단계들이 구체적 순서로 제한되는 청구범위 또는 상세한 설명에서 달리 구체적으로 언급되지 않는 경우, 어떠한 점에 있어서도 결코 순서가 추론되는것을 의도하고자 함이 아니다. 이것은 단계 또는 작업 흐름의 배열에 관한 논리의 사항; 문법적 조직화 또는 구두법으로부터 유래된 평범한 의미; 및 명세서에 기재된 구체예의 개수 또는 유형을 비롯한, 해석을 위한 임의의 가능한 불분명한 기준을 유지한다.
본 발명의 조성물 제조에 사용되는 성분, 뿐만 아니라 본 명세서에 개시된 방법 내에서 사용되는 조성물로서 그 자체가 개시된다. 상기 및 다른 물질이 본 명세서에 개시되며, 상기 물질의 조합, 부분 집합, 상호 작용, 그룹 등이 개시되는 경우, 상기 화합물의 각각의 다양한 개별적 및 집단적 조합 및 순열의 구체적인 언급이 명확하게 개시될 수 없는 반면, 각각은 본 명세서에 구체적으로 고려되며 기재되는 것으로 이해된다. 예를 들어, 특정 화합물이 개시되며 논의되고, 상기 화합물을 비롯한 다수의 분자에 이루어질 수 있는 다수의 변형이 논의되는 경우, 구체적으로 달리 이에 반하게 지시되지 않는 한, 가능한 화합물 및 변형의 각각 및 모든 조합이 구체적으로 고려된다. 이에 따라, A, B 및 C인 분자 클래스가 개시되고, 뿐만 아니라 D, E 및 F 의 분자 클래스 및 A-D의 예시의 조합 분자가 개시되는 경우, 각각이 개별적으로 언급되지 않고 각각은 개별적으로 및 집합적으로 고려되더라도, A-E, A-F, B-D, B-E, B-F, C-D, C-E 및 C-F의 조합이 개시되는 것으로 고려됨을 의미한다. 마찬가지로, 이들의 임의의 부분 집합 또는 조합이 또한 개시된다. 이에 따라, 예를 들어, A-E, B-F, 및 C-E의 하위 그룹이 개시되는 것으로 고려된다. 이러한 개념은 본 발명의 조성물을 사용하고 제조하는 방법의 단계를 포함하지만, 이에 제한되는 본 출원의 모든 양태에 적용된다. 이에 따라, 수행될 수 있는 다양한 추가적 단계가 존재하는 경우, 이러한 추가적 단계 각각은 본 발명의 방법의 임의의 구체예 또는 구체예의 조합으로 수행될 수 있는 것으로 이해된다.
본 명세서에 개시된 조성물은 특정한 기능을 가지는 것으로 이해된다. 개시된 기능을 수행하기 위한 특정 구조적 요건이 본 명세서에 개시되며, 개시된 구조와 연관된 동일한 기능을 수행할 수 있는 다양한 구조가 존재하고, 이러한 구조가 통상적으로 동일한 결과를 달성할 것임이 이해된다.
B. 여과 막
하나의 양태에서, 본 발명의 막은, 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조를 가지는 화합물을 중합함으로써 형성되는 중합체를 포함하는 여과 막에 관한 것이다:
여기서 n은 1, 2, 및 3으로부터 선택되고; 여기서 R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR20, ─OR21, ─NR22aR22b, ─NR22aR22bH+, ─SO2R23, ─(C=O)R24, 그리고 할로겐, ─CN, ─SR20, ─OR21, ─NR22aR22b, ─SO2R23, 및 ─(C=O)R24으로부터 선택된 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬로부터 선택되고; 여기서 R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─NR32aR32bH+, ─SO2R33, ─(C=O)R34, 그리고 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34로부터 선택된 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬로부터 선택되고; 여기서 R3a, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR40, ─OR41, ─NR42aR42b, ─NR42aR42bH+, ─SO2R43, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택되고; 여기서 R2a, R2b, R3a, R3b, 및 R3c 중 적어도 하나는 수소가 아니며; 여기서 R20, R21, R22a, R22b, R30, R31, R32a, R32b, R40, R41, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 R23 및 R24 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR25, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR26aR26b으로부터 선택되고; 여기서 R25, R26a, 및 R26b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 R33 및 R34 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR35, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR36aR36b으로부터 선택되고; 여기서 R35, R36a, 및 R36b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 R43 및 R44 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR45, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR46aR46b으로부터 선택되고; 여기서 R45, R46a, 및 R46b 각각은, 존재하는 경우, 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다.
하나의 양태에서, 본 발명은 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조를 포함하는 중합체를 포함하는 여과 막에 관한 것이다:
여기서 각각의 Z는 독립적으로 수소 및 
으로부터 선택되고; 여기서 n은 1, 2, 및 3으로부터 선택된 정수이고; 여기서 p는 독립적으로 0, 0.5, 또는 1이고; 여기서 q는 독립적으로 0, 0.5, 또는 1이고; 여기서, 각각의 x에 있어서, p + q = 1이고; 여기서 R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR20, ─OR21, ─NR22aR22b, ─NR22aR22bH+, ─SO2R23, ─(C=O)R24, 그리고 할로겐, ─CN, ─SR20, ─OR21, ─NR22aR22b, ─SO2R23, 및 ─(C=O)R24으로부터 선택되는 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬으로부터 선택되고; 여기서 R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─NR32aR32bH+, ─SO2R33, ─(C=O)R34, 그리고 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택되는 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬으로부터 선택되고; 여기서 R3a, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR40, ─OR41, ─NR42aR42b, ─NR42aR42bH+, ─SO2R43, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택되고; 여기서 R20, R21, R22a, R22b, R30, R31, R32a, R32b, R40, R41, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 R23 및 R24 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR25, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR26aR26b으로부터 선택되고; 여기서 R25, R26a, 및 R26b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 R33 및 R34 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR35, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR36aR36b으로부터 선택되고; 여기서 R35, R36a, 및 R36b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 R43 및 R44 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR45, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR46aR46b으로부터 선택되고; 여기서 R45, R46a, 및 R46b 각각은, 존재하는 경우, 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 적어도 하나의 Z는 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조이고:
여기서 R2a, R2b, R3a, R3b, 및 R3c 중 적어도 하나는 수소가 아니다.
또 다른 양태에서, 여과 막은 박막 코팅을 가지지 않는, 한외여과 막, 나노여과 막, 역삼투 막, 정삼투 막, 및 압력 지연 삼투 막으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, 여과 막은 한외여과 막, 나노여과 막, 역삼투 막 및 정삼투 막으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, 여과 막은 한외여과 막 및 나노여과 막으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, 여과 막은 한외여과 막이다. 또 다른 양태에서, 여과 막은 나노여과 막이다.
또 다른 양태에서, 여과 막은 막의 표면 상에 중합된 박막을 추가로 포함하여, 삼투 막을 제공한다. 또 다른 양태에서, 삼투 막은 역삼투 막 및 정삼투 막으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, 삼투 막은 역삼투 막이다. 또 다른 양태에서, 삼투 막은 정삼투 막이다.
1. 중합체
하나의 양태에서, 본 발명은 여과 막의 성분으로서 유용한 중합체에 관한 것이다. 다양한 양태에서, 중합체는 막의 특성을 개선시킬 수 있다. 예를 들어, 중합체는 막의 내염소성 및/또는 막의 친수성을 개선시킬 수 있다.
또 다른 양태에서, 중합체는 약 0.1 wt% 내지 약 40 wt% 양으로 존재한다. 또 다른 양태에서, 중합체는 약 0.1 wt% 내지 약 35 wt% 양으로 존재한다. 또 다른 양태에서, 중합체는 약 0.1 wt% 내지 약 30 wt% 양으로 존재한다. 또 다른 양태에서, 중합체는 약 0.1 wt% 내지 약 25 wt% 양으로 존재한다. 또 다른 양태에서, 중합체는 약 0.1 wt% 내지 약 20 wt% 양으로 존재한다. 또 다른 양태에서, 중합체는 약 0.1 wt% 내지 약 15 wt% 양으로 존재한다. 또 다른 양태에서, 중합체는 약 15 wt% 내지 약 40 wt% 양으로 존재한다. 또 다른 양태에서, 중합체는 약 15 wt% 내지 약 40 wt% 양으로 존재한다. 또 다른 양태에서, 중합체는 약 20 wt% 내지 약 40 wt% 양으로 존재한다. 또 다른 양태에서, 중합체는 약 25 wt% 내지 약 40 wt% 양으로 존재한다. 또 다른 양태에서, 중합체는 약 30 wt% 내지 약 40 wt% 양으로 존재한다.
또 다른 양태에서, 막은 제2 중합체를 추가로 포함한다. 또 다른 양태에서, 제2 중합체는 폴리설폰, 폴리우레탄, 셀룰로오스 아세테이트, 설폰화된 폴리설폰, 폴리에터설폰, 설폰화된 폴리에터설폰, 폴리아닐린, 폴리아닐린 공중합체, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리바이닐리덴 플루오라이드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리바이닐 플루오라이드, 폴리바이닐리덴 플루오라이드, 폴리트리플루오로에틸렌, 폴리퍼플루오로알킬 바이닐 에터, 폴리헥사플루오로프로필렌, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리우레탄, 또는 이의 혼합물로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, 제2 중합체는 폴리설폰이다.
각각의 개시된 유도체는 선택적으로 추가로 치환될 수 있는 것으로 고려된다. 또한 임의의 하나 이상의 유도체는 선택적으로 본 발명으로부터 생략될 수 있는 것으로 고려된다. 개시된 화합물은 개시된 방법에 의해 제공될 수 있는 것으로 이해된다. 또한 개시된 화합물은 사용하는 개시된 방법에 사용될 수 있는 것으로 이해된다.
a.구조
하나의 양태에서, 본 발명은, 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조를 가지는 화합물을 중합함으로써 형성되는 중합체에 관한 것이며:
여기서 n은 1, 2, 및 3으로부터 선택되고; 여기서 R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR20, ─OR21, ─NR22aR22b, ─NR22aR22bH+, ─SO2R23, ─(C=O)R24, 그리고 할로겐, ─CN, ─SR20, ─OR21, ─NR22aR22b, ─SO2R23, 및 ─(C=O)R24으로부터 선택된 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬로부터 선택되고; 여기서 R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─NR32aR32bH+, ─SO2R33, ─(C=O)R34, 그리고 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34로부터 선택된 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬로부터 선택되고; 여기서 R3a, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR40, ─OR41, ─NR42aR42b, ─NR42aR42bH+, ─SO2R43, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택되고; 여기서 R2a, R2b, R3a, R3b, 및 R3c 중 적어도 하나는 수소가 아니며; 여기서 R20, R21, R22a, R22b, R30, R31, R32a, R32b, R40, R41, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 R23 및 R24 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR25, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR26aR26b으로부터 선택되고; 여기서 R25, R26a, 및 R26b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 R33 및 R34 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR35, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR36aR36b으로부터 선택되고; 여기서 R35, R36a, 및 R36b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 R43 및 R44 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR45, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR46aR46b으로부터 선택되고; 여기서 R45, R46a, 및 R46b 각각은, 존재하는 경우, 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, 중합체는, 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조를 가지는 화합물의 적어도 하나의 잔기를 포함하며:
이는 적어도 0.1 wt%의 양으로 존재한다. 또 다른 양태에서, 화합물의 적어도 하나의 잔기는 적어도 0.5 wt%의 양으로 존재한다. 또 다른 양태에서, 화합물의 적어도 하나의 잔기는 적어도 1 wt%의 양으로 존재한다. 또 다른 양태에서, 화합물의 적어도 하나의 잔기는 적어도 5 wt%의 양으로 존재한다. 또 다른 양태에서, 화합물의 적어도 하나의 잔기는 적어도 10 wt%의 양으로 존재한다. 또 다른 양태에서, 화합물의 적어도 하나의 잔기는 적어도 15 wt%의 양으로 존재한다. 또 다른 양태에서, 화합물의 적어도 하나의 잔기는 적어도 25 wt%의 양으로 존재한다. 또 다른 양태에서, 화합물의 적어도 하나의 잔기는 적어도 50 wt%의 양으로 존재한다. 또 다른 양태에서, 화합물의 적어도 하나의 잔기는 적어도 75 wt%의 양으로 존재한다.
하나의 양태에서, 본 발명은, 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조를 포함하는 중합체에 관한 것이며:
여기서 각각의 Z는 독립적으로 수소 및 
으로부터 선택되고; 여기서 n은 1, 2, 및 3으로부터 선택된 정수이고; 여기서 p는 독립적으로 0, 0.5, 또는 1이고; 여기서 q는 독립적으로 0, 0.5, 또는 1이고; 여기서, 각각의 x에 있어서, p + q = 1이고; 여기서 R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR20, ─OR21, ─NR22aR22b, ─NR22aR22bH+, ─SO2R23, ─(C=O)R24, 그리고 할로겐, ─CN, ─SR20, ─OR21, ─NR22aR22b, ─SO2R23, 및 ─(C=O)R24으로부터 선택되는 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬으로부터 선택되고; 여기서 R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─NR32aR32bH+, ─SO2R33, ─(C=O)R34, 그리고 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택되는 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬으로부터 선택되고; 여기서 R3a, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR40, ─OR41, ─NR42aR42b, ─NR42aR42bH+, ─SO2R43, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택되고; 여기서 R20, R21, R22a, R22b, R30, R31, R32a, R32b, R40, R41, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 R23 및 R24 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR25, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR26aR26b으로부터 선택되고; 여기서 R25, R26a, 및 R26b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 R33 및 R34 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR35, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR36aR36b으로부터 선택되고; 여기서 R35, R36a, 및 R36b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 R43 및 R44 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR45, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR46aR46b으로부터 선택되고; 여기서 R45, R46a, 및 R46b 각각은, 존재하는 경우, 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 적어도 하나의 Z는 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조이고:
여기서 R2a, R2b, R3a, R3b, 및 R3c 중 적어도 하나는 수소가 아니다.
또 다른 양태에서, 본 발명은, 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조를 가지는 화합물을 중합함으로써 형성되는 중합체에 관한 것이다:
또 다른 양태에서, 본 발명은, 다음으로부터 선택되는 화학식에 의해 나타나는 구조를 가지는 화합물을 중합함으로써 형성되는 중합체에 관한 것이다:
또 다른 양태에서, 본 발명은, 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조를 가지는 화합물을 중합함으로써 형성되는 중합체에 관한 것이며:
여기서 R3a, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR40, ─OR41, ─NR42aR42b, ─NR42aR42bH+, ─SO2R43, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택되고; 여기서 R3a, R3b, 및 R3c 중 적어도 하나는 수소가 아니다.
또 다른 양태에서, 본 발명은, 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조를 가지는 화합물을 중합함으로써 형성되는 중합체에 관한 것이며:
여기서 R3a 및 R3b 각각은 수소이고, R3c는 할로겐, ─CN, ─SR40, ─OR41, ─NR42aR42b, ─NR42aR42bH+, ─SO2R43, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, 본 발명은, 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조를 가지는 화합물을 중합함으로써 형성되는 중합체에 관한 것이며:
여기서 R3a 및 R3b 각각은 수소이고, R3c는 할로겐, ─CN, ─SH, ─OH, ─NH2, ─NH3 +, ─SO2O-, ─SO2OH, ─(C=O)O-, 및 ─(C=O)OH으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, 본 발명은, 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조를 가지는 화합물을 중합함으로써 형성되는 중합체에 관한 것이며:
여기서 R3a 및 R3b 각각은 수소이고, R3c는 ─SH, ─OH, ─NH2, ─NH3 +, ─SO2O-, ─SO2OH, ─(C=O)O-, 및 ─(C=O)OH으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, 본 발명은, 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조를 가지는 화합물을 중합함으로써 형성되는 중합체에 관한 것이며:
여기서 R3a 및 R3b 각각은 수소이고, R3c는 ─SH, ─OH, ─NH2, ─SO2OH, 및 ─(C=O)OH으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, 본 발명은, 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조를 가지는 화합물을 중합함으로써 형성되는 중합체에 관한 것이며:
여기서 R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─NR32aR32bH+, ─SO2R33, ─(C=O)R34, 그리고 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택되는 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬으로부터 선택되고; 여기서 R2a 및 R2b 중 적어도 하나는 수소가 아니다.
또 다른 양태에서, 본 발명은, 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조를 가지는 화합물을 중합함으로써 형성되는 중합체에 관한 것이며:
여기서 R2a는 수소이고, R2b는 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─NR32aR32bH+, ─SO2R33, ─(C=O)R34, 그리고 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택되는 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, 본 발명은, 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조를 가지는 화합물을 중합함으로써 형성되는 중합체에 관한 것이며:
여기서 R2a는 수소이고, R2b는 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─NR32aR32bH+, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, 본 발명은, 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조를 가지는 화합물을 중합함으로써 형성되는 중합체에 관한 것이며:
여기서 R2a는 수소이고, R2b는 할로겐, ─CN, ─SH, ─OH, ─NH2, ─NH3 +, ─SO2O-, ─SO2OH, ─(C=O)O-, 및 ─(C=O)OH으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, 본 발명은, 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조를 가지는 화합물을 중합함으로써 형성되는 중합체에 관한 것이며:
여기서 R2a는 수소이고, R2b는 ─SH, ─OH, ─NH2, ─NH3 +, ─SO2O-, ─SO2OH, ─(C=O)O-, 및 ─(C=O)OH으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, 본 발명은, 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조를 가지는 화합물을 중합함으로써 형성되는 중합체에 관한 것이며:
여기서 R2a는 수소이고, R2b는 ─SH, ─OH, ─NH2, ─SO2OH, 및 ─(C=O)OH으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, 본 발명은, 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조를 가지는 화합물을 중합함으로써 형성되는 중합체에 관한 것이며:
여기서 R2a는 수소이고, R2b는 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택되는 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬이다.
또 다른 양태에서, 본 발명은, 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조를 가지는 화합물을 중합함으로써 형성되는 중합체에 관한 것이며:
여기서 R2a는 수소이고, R2b 는 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택되는 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된, 메틸 및 에틸으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, 본 발명은, 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조를 가지는 화합물을 중합함으로써 형성되는 중합체에 관한 것이며:
여기서 R2a는 수소이고, R2b는 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택되는 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 메틸이다.
또 다른 양태에서, 본 발명은, 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조를 가지는 화합물을 중합함으로써 형성되는 중합체에 관한 것이며:
여기서 R2a는 수소이고, R2b는 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택되는 0, 1, 또는 2개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬이다.
또 다른 양태에서, 본 발명은, 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조를 가지는 화합물을 중합함으로써 형성되는 중합체에 관한 것이며:
여기서 R2a는 수소이고, R2b는 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택되는 0 또는 1개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬이다.
또 다른 양태에서, 본 발명은, 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조를 가지는 화합물을 중합함으로써 형성되는 중합체에 관한 것이며:
여기서 R2a는 수소이고, R2b 는 비치환된 C1-C3 알킬이다.
또 다른 양태에서, 본 발명의 중합체는 반대 이온을 추가로 포함한다. 반대 이온의 예로는 클로라이드, 플루오라이드, 브로마이드, 카보네이트, 하이드로젠 카보네이트, 포스페이트, 아세테이트, 포메이트, 옥살레이트, 사이아나이드, 설페이트, 퍼클로레이트, 및 나이트레이트를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
(1) n
하나의 양태에서, n은 1, 2, 및 3으로부터 선택된 정수이다. 또 다른 양태에서, n은 1, 및 2로부터 선택된 정수이다. 또 다른 양태에서, n은 3이다. 또 다른 양태에서, n은 2이다. 또 다른 양태에서, n은 1이다.
(2) p 및 q
하나의 양태에서, q는 1이고, p는 0이다. 또 다른 양태에서, p는 1이고, q는 0이다.
또 다른 양태에서, q는 0.5이고, p는 0.5이다.
(3) Z 그룹
또 하나의 양태에서, 각각의 Z는 독립적으로 수소 및 
으로부터 선택되며, 여기서 적어도 하나의 Z는 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조이다:
또 다른 양태에서, 각각의 Z는 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조이며:
여기서 R2a, R2b, R3a, R3b, 및 R3c 중 적어도 하나는 수소가 아니다.
또 다른 양태에서, 각각의 Z는 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조이다:
(4) R
1
그룹
하나의 양태에서, R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR20, ─OR21, ─NR22aR22b, ─NR22aR22bH+, ─SO2R23, ─(C=O)R24, 그리고 할로겐, ─CN, ─SR20, ─OR21, ─NR22aR22b, ─SO2R23, 및 ─(C=O)R24으로부터 선택되는 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 수소이다.
또 다른 양태에서, R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR20, ─OR21, ─NR22aR22b, ─NR22aR22bH+, ─SO2R23, 및 ─(C=O)R24으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR20, ─OR21, ─SO2R23, 및 ─(C=O)R24으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR20, 및 ─SO2R23으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─SR20, 및 ─SO2R23으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소, ─SR20, 및 ─SO2R23으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소, 및 ─SO2R23으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소 및 ─SR20으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─OR21, ─NR22aR22b, ─NR22aR22bH+, 및 ─(C=O)R24으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소, ─CN, ─OR21, ─NR22aR22b, ─NR22aR22bH+, 및 ─(C=O)R24으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소, ─OR21, ─NR22aR22b, ─NR22aR22bH+, 및 ─(C=O)R24으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소, ─NR22aR22b, 및 ─NR22aR22bH+으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소 및 ─NR22aR22bH+으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소 및 ─NR22aR22b으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─OR21, 및 ─(C=O)R24으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소, ─CN, ─OR21, 및 ─(C=O)R24으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소, ─OR21, 및 ─(C=O)R24으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소 및 ─(C=O)R24으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소 및 ─OR21으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소 및 할로겐으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소, ─Cl, 및 ─F으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소 및 ─Cl으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소 및 ─F으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소 그리고, 할로겐, ─CN, ─SR20, ─OR21, ─NR22aR22b, ─SO2R23, 및 ─(C=O)R24으로부터 선택되는 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, i-프로필, 및 n-프로필으로부터 선택되고, 할로겐, ─CN, ─SR20, ─OR21, ─NR22aR22b, ─SO2R23, 및 ─(C=O)R24으로부터 선택되는 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된다. 또 다른 양태에서, R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소, 메틸, 및 에틸으로부터 선택되고, 할로겐, ─CN, ─SR20, ─OR21, ─NR22aR22b, ─SO2R23, 및 ─(C=O)R24으로부터 선택되는 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된다. 또 다른 양태에서, R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 할로겐, ─CN, ─SR20, ─OR21, ─NR22aR22b, ─SO2R23, 및 ─(C=O)R24으로부터 선택되는 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 수소 및 메틸으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소 그리고 할로겐, ─CN, ─SR20, ─OR21, ─NR22aR22b, ─SO2R23, 및 ─(C=O)R24으로부터 선택되는 0, 1, 또는 2 개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소 그리고 할로겐, ─CN, ─SR20, ─OR21, ─NR22aR22b, ─SO2R23, 및 ─(C=O)R24으로부터 선택되는 0, 또는 1 개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소 및 비치환된 C1-C3 알킬으로부터 선택된다.
(5) R
2
그룹
하나의 양태에서, R2a 및 R2b각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─NR32aR32bH+, ─SO2R33, ─(C=O)R34, 그리고 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택되는 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R2a 및 R2b 각각은 수소이다.
또 다른 양태에서, R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─NR32aR32bH+, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─NR32aR32bH+, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─NR32aR32bH+, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소, ─SR30, ─OR31, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소, ─SR30, 및 ─SO2R33으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소 및 ─SO2R33으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소 및 ─SR30으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─OR31, ─NR32aR32b, ─NR32aR32bH+, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소, ─CN, ─OR31, ─NR32aR32b, ─NR32aR32bH+, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소, ─OR31, ─NR32aR32b, ─NR32aR32bH+, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소, ─NR32aR32b, 및 ─NR32aR32bH+으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소 및 ─NR32aR32bH+으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소 및 ─NR32aR32b으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─OR31, ─(C=O)R34으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소, ─CN, ─OR31, ─(C=O)R34으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소, ─OR31, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소 및 ─(C=O)R34으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소 및 ─OR31으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소 및 할로겐으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소, ─Cl, 및 ─F으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소 및 ─Cl으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소 및 ─F으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소 그리고 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택되는 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, i-프로필, 및 n-프로필으로부터 선택되고, 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택되는 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된다. 또 다른 양태에서, R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소, 메틸, 및 에틸으로부터 선택되고, 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택되는 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된다. 또 다른 양태에서, R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소 그리고 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택되는 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 메틸으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소 그리고 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택되는 0, 1, 또는 2개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소 그리고 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택되는 0, 또는 1개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소 및 비치환된 C1-C3 알킬으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R2a는 수소이고, R2b는 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─NR32aR32bH+, ─SO2R33, ─(C=O)R34, 그리고 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택되는 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서,R2a는 수소이고, R2b는 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─NR32aR32bH+, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서,R2a는 수소이고, R2b는 ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─NR32aR32bH+, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서,R2a는 수소이고, R2b는 ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─NR32aR32bH+, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서,R2a는 수소이고, R2b는 ─SR30, ─OR31, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서,R2a는 수소이고, R2b는 ─SR30 및 ─SO2R33으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R2a는 수소이고, R2b는 ─SO2R33이다. 또 다른 양태에서, R2a는 수소이고, R2b는 ─SR30이다.
또 다른 양태에서, R2a는 수소이고, R2b는 할로겐, ─CN, ─OR31, ─NR32aR32b, ─NR32aR32bH+, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R2a는 수소이고, R2b는 할로겐, ─CN, ─OR31, ─NR32aR32b, ─NR32aR32bH+, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R2a는 수소이고, R2b는 ─OR31, ─NR32aR32b, ─NR32aR32bH+, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R2a는 수소이고, R2b는 ─NR32aR32b 및 ─NR32aR32bH+으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R2a는 수소이고, R2b는 ─NR32aR32bH+이다. 또 다른 양태에서, R2a는 수소이고, R2b는 ─NR32aR32b이다.
또 다른 양태에서, R2a는 수소이고, R2b는 할로겐, ─CN, ─OR31, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R2a는 수소이고, R2b는 ─CN, ─OR31, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R2a는 수소이고, R2b는 ─OR31 및 ─(C=O)R34으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R2a는 수소이고, R2b는 ─(C=O)R34이다. 또 다른 양태에서, R2a는 수소이고, R2b는 ─OR31이다.
또 다른 양태에서, R2a는 수소이고, R2b는 할로겐이다. 또 다른 양태에서, R2a는 수소이고, R2b는 ─Cl, 및 ─F으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R2a는 수소이고, R2b는 ─Cl으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R2a는 수소이고, R2b는 ─F이다.
또 다른 양태에서, R2a는 수소이고, R2b는 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택되는 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R2a는 수소이고, R2b는 메틸, 에틸, i-프로필, 및 n-프로필으로부터 선택되고, 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택되는 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된다. 또 다른 양태에서, R2a는 수소이고, R2b 는 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택되는 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된, 메틸 및 에틸으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R2a는 수소이고, R2b는 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택되는 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 메틸이다.
또 다른 양태에서, R2a는 수소이고, R2b는 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택되는 0, 1, 또는 2개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R2a는 수소이고, R2b는 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택되는 0 또는 1개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R2a는 수소이고, R2b는 비치환된 C1-C3 알킬이다.
하나의 양태에서, R2a, R2b, R3a, R3b, 및 R3c 중 적어도 하나는 수소가 아니다.
(6) R
3
그룹
하나의 양태에서, R3a, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR40, ─OR41, ─NR42aR42b, ─NR42aR42bH+, ─SO2R43, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a, R3b, 및 R3c 각각은 수소이다.
또 다른 양태에서, R3a, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 수소, ─CN, ─SR40, ─OR41, ─NR42aR42b, ─NR42aR42bH+, ─SO2R43, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 수소, ─SR40, ─OR41, ─NR42aR42b, ─NR42aR42bH+, ─SO2R43, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 수소, ─SR40, ─OR41, ─SO2R43, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 수소, ─SR40, 및 ─SO2R43으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 수소 및 ─SO2R43으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 수소 및 ─SR40으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R3a, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 수소, ─CN, ─OR41, ─NR42aR42b, ─NR42aR42bH+, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 수소, ─OR41, ─NR42aR42b, ─NR42aR42bH+, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 수소, ─NR42aR42b, 및 ─NR42aR42bH+으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 수소 및 ─NR42aR42bH+으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 수소 및 ─NR42aR42b으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R3a, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 수소, ─CN, ─OR41, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 수소, ─OR41, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 수소 및 ─(C=O)R44으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 수소 및 ─OR41으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R3a, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 수소 및 할로겐으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 수소, ─Cl, 및 ─F으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 수소 및 ─Cl으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 수소 및 ─F으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R3a는 수소이고, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 할로겐, ─CN, ─SR40, ─OR41, ─NR42aR42b, ─NR42aR42bH+, ─SO2R43, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a는 수소이고, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 ─CN, ─SR40, ─OR41, ─NR42aR42b, ─NR42aR42bH+, ─SO2R43, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a는 수소이고, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 ─SR40, ─OR41, ─NR42aR42b, ─NR42aR42bH+, ─SO2R43, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a는 수소이고, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 ─SR40, ─OR41, ─SO2R43, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a는 수소이고, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 ─SR40 및 ─SO2R43으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R3a는 수소이고, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 할로겐, ─CN, ─OR41, ─NR42aR42b, ─NR42aR42bH+, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a는 수소이고, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 ─CN, ─OR41, ─NR42aR42b, ─NR42aR42bH+, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a는 수소이고, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 ─OR41, ─NR42aR42b, ─NR42aR42bH+, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a는 수소이고, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 ─NR42aR42b 및 ─NR42aR42bH+으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R3a는 수소이고, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 할로겐, ─CN, ─OR41, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a는 수소이고, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 ─CN, ─OR41, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a는 수소이고, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 ─OR41 및 ─(C=O)R44으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R3a는 수소이고, R3b, 및 R3c 각각은 할로겐이다. 또 다른 양태에서, R3a는 수소이고, R3b, 및 R3c 각각은 ─Cl 및 ─F으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a는 수소이고, R3b, 및 R3c 각각은 ─Cl이다. 또 다른 양태에서, R3a는 수소이고, R3b, 및 R3c 각각은 ─F이다.
또 다른 양태에서, R3a 및 R3b 각각은 수소이고, R3c는 할로겐, ─CN, ─SR40, ─OR41, ─NR42aR42b, ─NR42aR42bH+, ─SO2R43, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a 및 R3b 각각은 수소이고, R3c는 ─CN, ─SR40, ─OR41, ─NR42aR42b, ─NR42aR42bH+, ─SO2R43, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a 및 R3b 각각은 수소이고, R3c는 ─SR40, ─OR41, ─NR42aR42b, ─NR42aR42bH+, ─SO2R43, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a 및 R3b 각각은 수소이고, R3c는 ─SR40, ─OR41, ─SO2R43, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a 및 R3b 각각은 수소이고, R3c는 ─SR40 및 ─SO2R43으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a 및 R3b 각각은 수소이고, R3c는 ─SO2R43이다. 또 다른 양태에서, R3a 및 R3b 각각은 수소이고, R3c는 ─SR40이다.
또 다른 양태에서, R3a 및 R3b 각각은 수소이고, R3c는 할로겐, ─CN, ─OR41, ─NR42aR42b, ─NR42aR42bH+, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a 및 R3b 각각은 수소이고, R3c는 ─CN, ─OR41, ─NR42aR42b, ─NR42aR42bH+, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a 및 R3b 각각은 수소이고, R3c는 ─OR41, ─NR42aR42b, ─NR42aR42bH+, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a 및 R3b 각각은 수소이고, R3c는 ─NR42aR42b 및 ─NR42aR42bH+으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a 및 R3b 각각은 수소이고, R3c는 ─NR42aR42bH+이다. 또 다른 양태에서, R3a 및 R3b 각각은 수소이고, R3c는 ─NR42aR42b이다.
또 다른 양태에서, R3a 및 R3b 각각은 수소이고, R3c는 할로겐, ─CN, ─OR41, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a 및 R3b 각각은 수소이고, R3c는 ─CN, ─OR41, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a 및 R3b 각각은 수소이고, R3c는 ─OR41 및 ─(C=O)R44으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a 및 R3b 각각은 수소이고, R3c는 ─(C=O)R44이다. 또 다른 양태에서, R3a 및 R3b 각각은 수소이고, R3c는 ─OR41이다.
또 다른 양태에서, R3a 및 R3b 각각은 수소이고, R3c는 할로겐이다. 또 다른 양태에서, R3a 및 R3b 각각은 수소이고, R3c는 ─Cl 및 ─F으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R3a 및 R3b 각각은 수소이고, R3c는 ─Cl이다. 또 다른 양태에서, R3a 및 R3b 각각은 수소이고, R3c는 ─F이다.
하나의 양태에서, R2a, R2b, R3a, R3b, 및 R3c 중 적어도 하나는 수소가 아니다.
(7) R
20
, R
21
, 및 R
22
그룹
하나의 양태에서, R20, R21, R22a, 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R20, R21, R22a, 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, 수소이다.
또 다른 양태에서, R20, R21, R22a, 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R20, R21, R22a, 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, ─CH2F, ─CH2Cl, ─CH2CH2F, ─CH2CH2Cl, ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R20, R21, R22a, 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R20, R21, R22a, 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, ─CF3, ─CH2CF3, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R20, R21, R22a, 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소 및 C1-C3 알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R20, R21, R22a, 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, 메틸, 및 에틸으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R20, R21, R22a, 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소 및 메틸으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R20은, 존재하는 경우, 수소이고, R21, R22a, 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R20은, 존재하는 경우, 수소이고, R21, R22a, 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R20은, 존재하는 경우, 수소이고, R21, R22a, 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─CH2F, ─CH2Cl, ─CH2CH2F, ─CH2CH2Cl, ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R20은, 존재하는 경우, 수소이고, R21, R22a, 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R20은, 존재하는 경우, 수소이고, R21, R22a, 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─CF3, ─CH2CF3, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R20은, 존재하는 경우, 수소이고, R21, R22a, 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, C1-C3 알킬이다. 또 다른 양태에서, R20은, 존재하는 경우, 수소이고, R21, R22a, 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, 메틸 및 에틸로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R20은, 존재하는 경우, 수소이고, R21, R22a, 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, 메틸이다.
또 다른 양태에서, R21은, 존재하는 경우, 수소이고, R20, R22a, 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R21은, 존재하는 경우, 수소이고, R20, R22a, 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R21은, 존재하는 경우, 수소이고, R20, R22a, 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─CH2F, ─CH2Cl, ─CH2CH2F, ─CH2CH2Cl, ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R21은, 존재하는 경우, 수소이고, R20, R22a, 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R21은, 존재하는 경우, 수소이고, R20, R22a, 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─CF3, ─CH2CF3, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R21은, 존재하는 경우, 수소이고, R20, R22a, 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, C1-C3 알킬이다. 또 다른 양태에서, R21은, 존재하는 경우, 수소이고, R20, R22a, 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, 메틸 및 에틸로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R21은, 존재하는 경우, 수소이고, R20, R22a, 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, 메틸이다.
또 다른 양태에서, R22a은, 존재하는 경우, 수소이고, R20, R21, 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R22a은, 존재하는 경우, 수소이고, R20, R21, 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R22a은, 존재하는 경우, 수소이고, R20, R21, 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─CH2F, ─CH2Cl, ─CH2CH2F, ─CH2CH2Cl, ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R22a은, 존재하는 경우, 수소이고, R20, R21, 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R22a은, 존재하는 경우, 수소이고, R20, R21, 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─CF3, ─CH2CF3, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R22a은, 존재하는 경우, 수소이고, R20, R21, 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, C1-C3 알킬이다. 또 다른 양태에서, R22a은, 존재하는 경우, 수소이고, R20, R21, 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, 메틸 및 에틸로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R22a은, 존재하는 경우, 수소이고, R20, R21, 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, 메틸이다.
또 다른 양태에서, R20 및 R21은, 존재하는 경우, 수소이고, R22a 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R20 및 R21은, 존재하는 경우, 수소이고, R22a 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R20 및 R21은, 존재하는 경우, 수소이고, R22a 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─CH2F, ─CH2Cl, ─CH2CH2F, ─CH2CH2Cl, ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R20 및 R21은, 존재하는 경우, 수소이고, R22a 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R20 및 R21은, 존재하는 경우, 수소이고, R22a 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─CF3, ─CH2CF3, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R20 및 R21 각각은, 존재하는 경우, 수소이고, R22a 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, C1-C3 알킬이다. 또 다른 양태에서, R20 및 R21은, 존재하는 경우, 수소이고, R22a 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 메틸 및 에틸으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R20 및 R21 각각은, 존재하는 경우, 수소이고, R22a 및 R22b 각각은, 존재하는 경우, 메틸이다.
또 다른 양태에서, R20, R21, 및 R22a 각각은 수소이고, R22b는 C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R20, R21, 및 R22a 각각은 수소이고, R22b는 C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R20, R21, 및 R22a 각각은 수소이고, R22b는 ─CH2F, ─CH2Cl, ─CH2CH2F, ─CH2CH2Cl, ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R20, R21, 및 R22a 각각은 수소이고, R22b는 ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R20, R21, 및 R22a 각각은 수소이고, R22b는 ─CF3, ─CH2CF3, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, 각각은 R20, R21, 및 R22a는 수소이고, R22b는 C1-C3 알킬이다. 또 다른 양태에서, R20, R21, 및 R22a 각각은 수소이고, R22b는 메틸 및 에틸으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, 각각은 R20, R21, 및 R22a는 수소이고, R22b는 메틸이다.
(8) R
23
및 R
24
그룹
하나의 양태에서, R23 및 R24 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR25, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR26aR26b으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R23 및 R24 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR25, 및 ─NR26aR26b으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R23 및 R24 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─OR25 및 ─NR26aR26b으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R23 및 R24 각각은, 존재하는 경우, ─OR25이다. 또 다른 양태에서, R23 및 R24 각각은, 존재하는 경우, ─NR26aR26b이다.
또 다른 양태에서, R23 및 R24 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R23 및 R24 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 메틸, 에틸, ─CH2F, ─CH2Cl, ─CH2CH2F, ─CH2CH2Cl, ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R23 및 R24 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 메틸, ─CH2F, ─CH2Cl, ─CHF2, ─CF3, ─CHCl2, 및 ─CCl3으로부터 선택된다.
(9) R
25
및 R
26
그룹
하나의 양태에서, R25, R26a, 및 R26b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R25, R26a, 및 R26b 각각은, 존재하는 경우, 수소이다.
또 다른 양태에서, R25, R26a, 및 R26b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R25, R26a, 및 R26b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, ─CH2F, ─CH2Cl, ─CH2CH2F, ─CH2CH2Cl, ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R25, R26a, 및 R26b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, ─CH2F, ─CH2Cl, ─CHF2, ─CF3, ─CHCl2, 및 ─CCl3으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R25, R26a, 및 R26b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소 및 C1-C3 알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R25, R26a, 및 R26b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, 메틸 및 에틸으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R25, R26a, 및 R26b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소 및 메틸으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R25는 수소이고, R26a 및 R26b 각각은 독립적으로 C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R25는 수소이고, R26a 및 R26b 각각은 독립적으로 C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R25는 수소이고, R26a 및 R26b 각각은 독립적으로 메틸, 에틸, ─CH2F, ─CH2Cl, ─CH2CH2F, ─CH2CH2Cl, ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R25는 수소이고, R26a 및 R26b 각각은 독립적으로 메틸, ─CH2F, ─CH2Cl, ─CHF2, ─CF3, ─CHCl2, ─CCl3으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R26a는 수소이고, R25 및 R26b 각각은 독립적으로 C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R26a는 수소이고, R25 및 R26b 각각은 독립적으로 C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R26a는 수소이고, R25 및 R26b 각각은 독립적으로 메틸, 에틸, ─CH2F, ─CH2Cl, ─CH2CH2F, ─CH2CH2Cl, ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R26a는 수소이고, R25 및 R26b 각각은 독립적으로 메틸, ─CH2F, ─CH2Cl, ─CHF2, ─CF3, ─CHCl2, 및 ─CCl3으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R25 및 R26a 각각은 수소이고, R26b는 C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R25 및 R26a 각각은 수소이고, R26b는 메틸, 에틸, ─CH2F, ─CH2Cl, ─CH2CH2F, ─CH2CH2Cl, ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R25 및 R26a 각각은 수소이고, R26b는 메틸, ─CH2F, ─CH2Cl, ─CHF2, ─CF3, ─CHCl2, 및 ─CCl3으로부터 선택된다.
(10) R
30
, R
31
, 및 R
32
그룹
하나의 양태에서, R30, R31, R32a, 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R30, R31, R32a, 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, 수소이다.
또 다른 양태에서, R30, R31, R32a, 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R30, R31, R32a, 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, ─CH2F, ─CH2Cl, ─CH2CH2F, ─CH2CH2Cl, ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R30, R31, R32a, 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R30, R31, R32a, 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, ─CF3, ─CH2CF3, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R30, R31, R32a, 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소 및 C1-C3 알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R30, R31, R32a, 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, 메틸, 및 에틸으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R30, R31, R32a, 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소 및 메틸으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R30은, 존재하는 경우, 수소이고, R31, R32a, 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R30은, 존재하는 경우, 수소이고, R31, R32a, 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R30은, 존재하는 경우, 수소이고, R31, R32a, 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─CH2F, ─CH2Cl, ─CH2CH2F, ─CH2CH2Cl, ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R30은, 존재하는 경우, 수소이고, R31, R32a, 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R30은, 존재하는 경우, 수소이고, R31, R32a, 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─CF3, ─CH2CF3, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R30은, 존재하는 경우, 수소이고, R31, R32a, 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, C1-C3 알킬이다. 또 다른 양태에서, R30은, 존재하는 경우, 수소이고, R31, R32a, 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, 메틸 및 에틸로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R30은, 존재하는 경우, 수소이고, R31, R32a, 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, 메틸이다.
또 다른 양태에서, R31은, 존재하는 경우, 수소이고, R30, R32a, 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R31은, 존재하는 경우, 수소이고, R30, R32a, 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R31은, 존재하는 경우, 수소이고, R30, R32a, 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─CH2F, ─CH2Cl, ─CH2CH2F, ─CH2CH2Cl, ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R31은, 존재하는 경우, 수소이고, R30, R32a, 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R31은, 존재하는 경우, 수소이고, R30, R32a, 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─CF3, ─CH2CF3, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R31은, 존재하는 경우, 수소이고, R30, R32a, 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, C1-C3 알킬이다. 또 다른 양태에서, R31은, 존재하는 경우, 수소이고, R30, R32a, 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, 메틸 및 에틸로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R31은, 존재하는 경우, 수소이고, R30, R32a, 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, 메틸이다.
또 다른 양태에서, R32a은, 존재하는 경우, 수소이고, R30, R31, 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R32a은, 존재하는 경우, 수소이고, R30, R31, 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R32a은, 존재하는 경우, 수소이고, R30, R31, 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─CH2F, ─CH2Cl, ─CH2CH2F, ─CH2CH2Cl, ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R32a은, 존재하는 경우, 수소이고, R30, R31, 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R32a은, 존재하는 경우, 수소이고, R30, R31, 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─CF3, ─CH2CF3, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R32a은, 존재하는 경우, 수소이고, R30, R31, 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, C1-C3 알킬이다. 또 다른 양태에서, R32a은, 존재하는 경우, 수소이고, R30, R31, 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, 메틸 및 에틸로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R32a은, 존재하는 경우, 수소이고, R30, R31, 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, 메틸이다.
또 다른 양태에서, R30 및 R31은, 존재하는 경우, 수소이고, R32a 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R30 및 R31은, 존재하는 경우, 수소이고, R32a 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R30 및 R31은, 존재하는 경우, 수소이고, R32a 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─CH2F, ─CH2Cl, ─CH2CH2F, ─CH2CH2Cl, ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R30 및 R31은, 존재하는 경우, 수소이고, R32a 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R30 및 R31은, 존재하는 경우, 수소이고, R32a 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─CF3, ─CH2CF3, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R30 및 R31 각각은, 존재하는 경우, 수소이고, R32a 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, C1-C3 알킬이다. 또 다른 양태에서, R30 및 R31은, 존재하는 경우, 수소이고, R32a 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 메틸 및 에틸으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R30 및 R31 각각은, 존재하는 경우, 수소이고, R32a 및 R32b 각각은, 존재하는 경우, 메틸이다.
또 다른 양태에서, R30, R31, 및 R32a 각각은 수소이고, R32b는 C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R30, R31, 및 R32a 각각은 수소이고, R32b는 C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R30, R31, 및 R32a 각각은 수소이고, R32b는 ─CH2F, ─CH2Cl, ─CH2CH2F, ─CH2CH2Cl, ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R30, R31, 및 R32a 각각은 수소이고, R32b는 ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R30, R31, 및 R32a 각각은 수소이고, R32b는 ─CF3, ─CH2CF3, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, 각각은 R30, R31, 및 R32a는 수소이고, R32b는 C1-C3 알킬이다. 또 다른 양태에서, R30, R31, 및 R32a 각각은 수소이고, R32b는 메틸 및 에틸으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, 각각은 R30, R31, 및 R32a는 수소이고, R32b는 메틸이다.
(11) R
33
및 R
34
그룹
하나의 양태에서, R33 및 R34 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR35, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR36aR36b으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R33 및 R34 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR35, 및 ─NR36aR36b으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R33 및 R34 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─OR35 및 ─NR36aR36b으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R33 및 R34 각각은, 존재하는 경우, ─OR35이다. 또 다른 양태에서, R33 및 R34 각각은, 존재하는 경우, ─NR36aR36b이다.
또 다른 양태에서, R33 및 R34 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R33 및 R34 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 메틸, 에틸, ─CH2F, ─CH2Cl, ─CH2CH2F, ─CH2CH2Cl, ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R33 및 R34 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 메틸, ─CH2F, ─CH2Cl, ─CHF2, ─CF3, ─CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다.
(12) R
35
및 R
36
그룹
하나의 양태에서, R35, R36a, 및 R36b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R35, R36a, 및 R36b 각각은, 존재하는 경우, 수소이다.
또 다른 양태에서, R35, R36a, 및 R36b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R35, R36a, 및 R36b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, ─CH2F, ─CH2Cl, ─CH2CH2F, ─CH2CH2Cl, ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R35, R36a, 및 R36b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, ─CH2F, ─CH2Cl, ─CHF2, ─CF3, ─CHCl2, 및 ─CCl3으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R35, R36a, 및 R36b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소 및 C1-C3 알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R35, R36a, 및 R36b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, 메틸 및 에틸으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R35, R36a, 및 R36b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소 및 메틸으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R35는 수소이고, R36a 및 R36b 각각은 독립적으로 C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R35는 수소이고, R36a 및 R36b 각각은 독립적으로 C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R35는 수소이고, R36a 및 R36b 각각은 독립적으로 메틸, 에틸, ─CH2F, ─CH2Cl, ─CH2CH2F, ─CH2CH2Cl, ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R35는 수소이고, R36a 및 R36b 각각은 독립적으로 메틸, ─CH2F, ─CH2Cl, ─CHF2, ─CF3, ─CHCl2, ─CCl3으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R36a는 수소이고, R35 및 R36b 각각은 독립적으로 C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R36a는 수소이고, R35 및 R36b 각각은 독립적으로 C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R36a는 수소이고, R35 및 R36b 각각은 독립적으로 메틸, 에틸, ─CH2F, ─CH2Cl, ─CH2CH2F, ─CH2CH2Cl, ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R36a는 수소이고, R35 및 R36b 각각은 독립적으로 메틸, ─CH2F, ─CH2Cl, ─CHF2, ─CF3, ─CHCl2, 및 ─CCl3으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R35 및 R36a 각각은 수소이고, R36b는 C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R35 및 R36a 각각은 수소이고, R36b는 메틸, 에틸, ─CH2F, ─CH2Cl, ─CH2CH2F, ─CH2CH2Cl, ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R35 및 R36a 각각은 수소이고, R36b는 메틸, ─CH2F, ─CH2Cl, ─CHF2, ─CF3, ─CHCl2, 및 ─CCl3으로부터 선택된다.
(13) R
40
, R
41
, 및 R
42
그룹
하나의 양태에서, R40, R41, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R40, R41, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 수소이다.
또 다른 양태에서, R40, R41, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R40, R41, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, ─CH2F, ─CH2Cl, ─CH2CH2F, ─CH2CH2Cl, ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R40, R41, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R40, R41, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, ─CF3, ─CH2CF3, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R40, R41, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소 및 C1-C3 알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R40, R41, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, 메틸, 및 에틸으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R40, R41, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소 및 메틸으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R40은, 존재하는 경우, 수소이고, R41, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R40은, 존재하는 경우, 수소이고, R41, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R40은, 존재하는 경우, 수소이고, R41, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─CH2F, ─CH2Cl, ─CH2CH2F, ─CH2CH2Cl, ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R40은, 존재하는 경우, 수소이고, R41, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R40은, 존재하는 경우, 수소이고, R41, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─CF3, ─CH2CF3, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R40은, 존재하는 경우, 수소이고, R41, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, C1-C3 알킬이다. 또 다른 양태에서, R40은, 존재하는 경우, 수소이고, R41, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 메틸 및 에틸로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R40은, 존재하는 경우, 수소이고, R41, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 메틸이다.
또 다른 양태에서, R41은, 존재하는 경우, 수소이고, R40, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R41은, 존재하는 경우, 수소이고, R40, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R41은, 존재하는 경우, 수소이고, R40, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─CH2F, ─CH2Cl, ─CH2CH2F, ─CH2CH2Cl, ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R41은, 존재하는 경우, 수소이고, R40, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R41은, 존재하는 경우, 수소이고, R40, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─CF3, ─CH2CF3, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R41은, 존재하는 경우, 수소이고, R40, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, C1-C3 알킬이다. 또 다른 양태에서, R41은, 존재하는 경우, 수소이고, R40, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 메틸 및 에틸로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R41은, 존재하는 경우, 수소이고, R40, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 메틸이다.
또 다른 양태에서, R42a은, 존재하는 경우, 수소이고, R40, R41, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R42a은, 존재하는 경우, 수소이고, R40, R41, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R42a은, 존재하는 경우, 수소이고, R40, R41, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─CH2F, ─CH2Cl, ─CH2CH2F, ─CH2CH2Cl, ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R42a은, 존재하는 경우, 수소이고, R40, R41, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R42a은, 존재하는 경우, 수소이고, R40, R41, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─CF3, ─CH2CF3, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R42a은, 존재하는 경우, 수소이고, R40, R41, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, C1-C3 알킬이다. 또 다른 양태에서, R42a은, 존재하는 경우, 수소이고, R40, R41, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 메틸 및 에틸로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R42a은, 존재하는 경우, 수소이고, R40, R41, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 메틸이다.
또 다른 양태에서, R40 및 R41은, 존재하는 경우, 수소이고, R42a 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R40 및 R41은, 존재하는 경우, 수소이고, R42a 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R40 및 R41은, 존재하는 경우, 수소이고, R42a 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─CH2F, ─CH2Cl, ─CH2CH2F, ─CH2CH2Cl, ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R40 및 R41은, 존재하는 경우, 수소이고, R42a 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R40 및 R41은, 존재하는 경우, 수소이고, R42a 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─CF3, ─CH2CF3, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R40 및 R41 각각은, 존재하는 경우, 수소이고, R42a 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, C1-C3 알킬이다. 또 다른 양태에서, R40 및 R41은, 존재하는 경우, 수소이고, R42a 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 메틸 및 에틸으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R40 및 R41 각각은, 존재하는 경우, 수소이고, R42a 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 메틸이다.
또 다른 양태에서, R40, R41, 및 R42a 각각은 수소이고, R42b는 C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R40, R41, 및 R42a 각각은 수소이고, R42b는 C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R40, R41, 및 R42a 각각은 수소이고, R42b는 ─CH2F, ─CH2Cl, ─CH2CH2F, ─CH2CH2Cl, ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R40, R41, 및 R42a 각각은 수소이고, R42b는 ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R40, R41, 및 R42a 각각은 수소이고, R42b는 ─CF3, ─CH2CF3, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, 각각은 R40, R41, 및 R42a는 수소이고, R42b는 C1-C3 알킬이다. 또 다른 양태에서, R40, R41, 및 R42a 각각은 수소이고, R42b는 메틸 및 에틸으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, 각각은 R40, R41, 및 R42a는 수소이고, R42b는 메틸이다.
(14) R
43
및 R
44
그룹
하나의 양태에서, R43 및 R44 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR45, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR46aR46b으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R43 및 R44 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR45, 및 ─NR46aR46b으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R43 및 R44 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─OR45 및 ─NR46aR46b으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R43 및 R44 각각은, 존재하는 경우, ─OR45이다. 또 다른 양태에서, R43 및 R44 각각은, 존재하는 경우, ─NR46aR46b이다.
또 다른 양태에서, R43 및 R44 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R43 및 R44 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 메틸, 에틸, ─CH2F, ─CH2Cl, ─CH2CH2F, ─CH2CH2Cl, ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R43 및 R44 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 메틸, ─CH2F, ─CH2Cl, ─CHF2, ─CF3, ─CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다.
(15) R
45
및 R
46
그룹
하나의 양태에서, R45, R46a, 및 R46b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R45, R46a, 및 R46b 각각은, 존재하는 경우, 수소이다.
또 다른 양태에서, R45, R46a, 및 R46b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R45, R46a, 및 R46b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, ─CH2F, ─CH2Cl, ─CH2CH2F, ─CH2CH2Cl, ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R45, R46a, 및 R46b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, ─CH2F, ─CH2Cl, ─CHF2, ─CF3, ─CHCl2, 및 ─CCl3으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R45, R46a, 및 R46b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소 및 C1-C3 알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R45, R46a, 및 R46b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, 메틸 및 에틸으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R45, R46a, 및 R46b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소 및 메틸으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R45는 수소이고, R46a 및 R46b 각각은 독립적으로 C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R45는 수소이고, R46a 및 R46b 각각은 독립적으로 C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R45는 수소이고, R46a 및 R46b 각각은 독립적으로 메틸, 에틸, ─CH2F, ─CH2Cl, ─CH2CH2F, ─CH2CH2Cl, ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R45는 수소이고, R46a 및 R46b 각각은 독립적으로 메틸, ─CH2F, ─CH2Cl, ─CHF2, ─CF3, ─CHCl2, ─CCl3으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R46a는 수소이고, R45 및 R46b 각각은 독립적으로 C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R46a는 수소이고, R45 및 R46b 각각은 독립적으로 C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R46a는 수소이고, R45 및 R46b 각각은 독립적으로 메틸, 에틸, ─CH2F, ─CH2Cl, ─CH2CH2F, ─CH2CH2Cl, ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R46a는 수소이고, R45 및 R46b 각각은 독립적으로 메틸, ─CH2F, ─CH2Cl, ─CHF2, ─CF3, ─CHCl2, 및 ─CCl3으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, R45 및 R46a 각각은 수소이고, R46b는 C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R45 및 R46a 각각은 수소이고, R46b는 메틸, 에틸, ─CH2F, ─CH2Cl, ─CH2CH2F, ─CH2CH2Cl, ─CHF2, ─CH2CHF2, ─CF3, ─CH2CF3, ─CHCl2, ─CH2CHCl2, ─CCl3, 및 ─CH2CCl3으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, R45 및 R46a 각각은 수소이고, R46b는 메틸, ─CH2F, ─CH2Cl, ─CHF2, ─CF3, ─CHCl2, 및 ─CCl3으로부터 선택된다.
(16) x
하나의 양태에서, x는 1 초과의 정수이다. 또 다른 양태에서, x는 10 초과의 정수이다. 또 다른 양태에서, x는 100 초과의 정수이다.
(17)
반대 이온
특정 구체예에서, 중합체는 허용 가능한 반대 이온을 추가로 포함한다. 하나의 구체예에서, 반대 이온은 아이오다이드, 브로마이드, 클로라이드, 플루오라이드, 설페이트, 수소 설페이트, 퍼클로레이트, 나이트레이트, 카보네이트, 하이드로젠 카보네이트, 포스페이트, 수소 포스페이트, 다이하이드로젠 포스페이트, 아세테이트, 및 포메이트으로부터 선택된다.
b.예시적인 중합체
하나의 양태에서, 중합체는 다음의 구조를 가지는 화합물을 중합함으로써 형성된다:
하나의 양태에서, 중합체는 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조를 가지며:
여기서 p는 독립적으로 0, 0.5, 또는 1이고; q는 독립적으로 0, 0.5, 또는 1이고; 및, 각각의 x에 있어서, p + q = 1이다.
2. 지지체 구조
또 다른 양태에서, 막은 지지체 구조상에 캐스팅(cast)된다. 또 다른 양태에서, 지지체 구조는 부직포 지지 직물이다. 바람직한 구체예에서, 지지체 구조는 부직포 폴리에스터 직물이다.
3.
한외여과
막
다양한 양태에서, 본 발명의 막은 한외여과 막이다. 한외여과 막 형성에 일반적으로 사용되는 고성능 합성 중합체의 예로는 폴리설폰, 폴리에터설폰, 및 폴리아크릴로나이트릴을 포함한다.
개시된 중합체를 포함하는 한외여과 막의 한 가지 이점은 지지층에 대한 수동 오염 저항성을 부여하는 포텐셜을 포함한다. 수동 오염 저항성은, 종종 “부동태화”로서도 지칭되며, 표면 반응성을 감소시키고 친수성을 촉진하기 위한, 표면의 변형을 설명한다. 수동 오염 저항성은, 막 표면 상에, 막을 오염시키는 경향이 있으며, 유속 및 배제에 부정적인 영향을 미치는 용해된, 콜로이드성, 또는 미생물성의 물질의 원치 않는 침착을 방지할 수 있다.
본 발명은 종래의 한외여과 막에 비해, 개선된 친수성 및 내염소성을 가지는 새로운 클래스의 한외여과 막을 제공한다. 조정 가능한 표면 특성을 가지는 더욱 효율적이며, 더욱 선택적인 막의 개발은 고도의 단백질 분리, 투석, 물 여과, 및 기타 거대 분자 분리에 대한 우수한 가능성을 가지고 있다.
4. 나노여과 막
다양한 양태에서, 본 발명의 막은 나노여과 막이다. 나노여과 막 형성에 일반적으로 사용되는 전형적인 고성능 합성 중합체는 폴리설폰, 폴리에터설폰, 및 폴리아크릴로나이트릴을 포함한다. 이러한 나노여과 막은, 예를 들어, 비용매 유도 상 분리(NIPS)에 의해 제조될 수 있다.
개시된 중합체를 포함하는 나노여과 막의 또 다른 이점은 지지층에 대한 수동 오염 저항성을 부여하는 포텐셜을 포함한다. 수동 오염 저항성은, 종종 “부동태화”로서도 지칭되며, 표면 반응성을 감소시키고 친수성을 촉진하기 위한, 표면의 변형을 설명한다. 수동 오염 저항성은, 막 표면 상에, 막을 오염시키는 경향이 있으며, 유속 및 배제에 부정적인 영향을 미치는 용해된, 콜로이드성, 또는 미생물성의 물질의 원치 않는 침착을 방지할 수 있다.
본 발명은 종래의 나노여과 막에 비해, 개선된 친수성 및 내염소성을 가지는 새로운 클래스의 나노여과 막을 제공한다. 조정 가능한 표면 특성을 가지는 더욱 효율적이며, 더욱 선택적인 막의 개발은 고도의 단백질 분리, 투석, 물 여과, 및 기타 거대 분자 분리에 대한 우수한 가능성을 가지고 있다.
5. 삼투 막
다양한 양태에서, 본 발명의 막은 박막 코팅을 가지지 않는 삼투 막, 예를 들어, 정삼투 막, 역삼투 막, 또는 압력 지연 삼투 막일 수 있다. 삼투 적용에 특히 유용한 막 중 하나는 차등층(discriminating layer)이 폴리아마이드인 것이다.
복합 폴리아마이드 막은 통상적으로 다기능성 아민 단량체로 다공성 지지체를 코팅함으로써 제조되며, 가장 흔하게는 수용액으로부터 코팅된다. 물이 바람직한 용매임에도 불구하고, 비수용성 용매, 예컨대 아세토나이트릴 및 다이메틸폼아마이드(DMF)가 사용될 수 있다. 다기능성 아실 할라이드 단량체(산 할로겐화물로도 언급됨)가 이후 지지체 상에 코팅되며, 통상적으로 다공성 지지체 상에 먼저 코팅된 다음, 아실 할라이드 용액이 코팅된다. 다기능성 아민 및 아실 할라이드 중 하나 또는 양자 모두가 용액으로부터 다공성 지지체에 도포될 수 있음에도 불구하고, 이들은 증착, 또는 가열과 같은 다른 수단에 의해 도포될 수 있다.
또 다른 양태에서, 본 발명의 막은 막의 표면 상에 중합된 박막을 추가로 포함할 수 있으며, 상기 막은 삼투 막이다. 또 다른 양태에서, 삼투 막은 역삼투 막 및 정삼투 막으로부터 선택된다.
6. 필름
다양한 양태에서, 본 발명의 막은 막의 표면 상에 중합된 박막을 추가로 포함한다. 박막은 반투과성 중합체 매트릭스일 수 있으며, 예컨대 3차원의 중합체 네트워크를 가지며, 물에 대해 실질적으로 투과성, 용질에 대해서는 실질적으로 불투과성을 가진다. 예를 들어, 중합체 네트워크는 적어도 하나의 다기능성 단량체와 이기능성 또는 다기능성 단량체와의 반응으로부터 형성된 가교 중합체일 수 있다.
중합체 매트릭스 필름은 3차원 중합체 네트워크, 예컨대 지방족 또는 방향족 폴리아마이드, 방향족 폴리하이드라자이드, 폴리-벤즈이미다졸론, 폴리에피아민/아마이드, 폴리에피아민/우레아, 폴리에스터, 또는 폴리이미드 또는 이의 공중합체 또는 이의 혼합물일 수 있다. 바람직하게, 중합체 매트릭스 필름은 계면 중합 반응에 의해 형성될 수 있거나, 또는 중합 이후 가교될 수 있다.
중합체 매트릭스 필름은 방향족 또는 비방향족 폴리아마이드, 예컨대 프탈로일 (예컨대, 아이소프탈로일 또는 테레프탈로일) 할라이드, 트리메실 할라이드, 또는 이의 혼합물의 잔기일 수 있다. 또 다른 예에서, 폴리아마이드는 다이아미노벤젠, 트리아미노벤젠, 폴리에터이민, 피페라진 또는 폴리-피페라진의 잔기 또는 트리메트리메소일 할라이드의 잔기 및 다이아미노벤젠의 잔기일 수 있다. 필름은 또한 트리메소일 클로라이드 및 m-페닐렌다이아민의 잔기일 수 있다. 또한, 필름은 트리메소일 클로라이드와 m-페닐렌다이아민의 반응 생성물일 수 있다.
중합체 매트릭스 필름은 약 1 nm 내지 약 1000 nm의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 필름은 약 10 nm 내지 약 1000 nm, 약 100 nm 내지 약 1000 nm, 약 1 nm 내지 약 500 nm, 약 10 nm 내지 약 500 nm, 약 50 nm 내지 약 500 nm, 약 50 nm 내지 약 200 nm, 약 50 nm 내지 약 250 nm, 약 50 nm 내지 약 300 nm, 또는 약 200 nm 내지 약 300 nm의 두께를 가질 수 있다.
7. 특성
다양한 양태에서, 본 발명의 복합 여과 막은 개선된 친수성, 개선된 내염소성, 우수한 투과성, 및 개선된 염 배제를 포함하는 우수한 특성의 막을 제공하는 다양한 특성을 가질 수 있다. 막은 또한 다른 특성을 가지는 것으로 이해된다.
a. 친수성
막의 친수성은 순수 물 평형 접촉각(pure water equilibrium contact angle)의 관점에서 표현될 수 있다. 본 발명의 막의 접촉각은 접촉각 각도계(DSA10, KRUSS GmbH)를 사용하여 측정될 수 있다.
다양한 양태에서, 본 발명의 막은 약 90 ° 미만의 순수 물 평형 접촉각을 가질 수 있다. 또 다른 양태에서, 본 발명의 막은 약 80 ° 미만의 순수 물 평형 접촉각을 가질 수 있다. 또 다른 양태에서, 본 발명의 막은 약 70 ° 미만의 순수 물 평형 접촉각을 가질 수 있다. 또 다른 양태에서, 본 발명의 막은 약 60 ° 미만의 순수 물 평형 접촉각을 가질 수 있다. 또 다른 양태에서, 본 발명의 막은 약 50 ° 미만의 순수 물 평형 접촉각을 가질 수 있다. 또 다른 양태에서, 본 발명의 막은 약 40 ° 미만의 순수 물 평형 접촉각을 가질 수 있다. 또 다른 양태에서, 본 발명의 막은 약 30 ° 미만의 순수 물 평형 접촉각을 가질 수 있다. 특정 구체예에서, 본 발명의 막은 약 20 °, 약 30 °, 약 31 °, 약 32 °, 약 33 °, 약 34 °, 약 35 °, 약 36 °, 약 37 °, 약 38 °, 약 39 °, 또는 약 40 °의 순수 물 평형 접촉각을 가질 수 있다.
b. 투과성
막의 투과성은 순수 물 투과성 면에서 표현될 수 있다. 개시된 막의 투과성은, 예를 들어, 종말 교반 셀(dead-end stirred cell) (Sterlitech)을 사용하여 측정될 수 있다.
막 투과성은, 예를 들어, 존재하는 중합체의 양에 의해 영향을 받을 수 있다. 이에 따라, 다양한 양태에서, 중합체는 약 30 wt%의 양으로 존재하고, 막은 약 5.00 gfd/psi 미만의 순수 물 투과성을 가진다. 또 다른 양태에서, 중합체는 약 30 wt%의 양으로 존재하고, 막은 약 4.50 gfd/psi 미만의 순수 물 투과성을 가진다. 또 다른 양태에서, 중합체는 약 30 wt%의 양으로 존재하고, 막은 약 4.00 gfd/psi 미만의 순수 물 투과성을 가진다. 또 다른 양태에서, 중합체는 약 30 wt%의 양으로 존재하고, 막은 약 3.50 gfd/psi 미만의 순수 물 투과성을 가진다. 특정 구체예에서, 중합체는 약 30 wt%의 양으로 존재하고, 막은 약 3.0 gfd/psi, 약 3.1 gfd/psi, 약 3.2 gfd/psi, 약 3.3 gfd/psi, 약 3.4 gfd/psi, 약 3.5 gfd/psi, 약 3.6 gfd/psi, 약 3.7 gfd/psi, 약 3.8 gfd/psi, 약 3.9 gfd/psi, 또는 약 4.0 gfd/psi의 순수 물 투과성을 가진다.
c. 배제
막의 배제(rejection)은 소 혈청 알부민 (BSA) 배제의 관점에서 표현될 수 있다. 개시된 막의 염 투과성은, 예를 들어, 종말 교반 셀(dead-end stirred cell) (Sterlitech)을 사용하여 측정될 수 있다.
막의 염 배제는, 예를 들어, 존재하는 중합체의 양에 의해 영향을 받을 수 있다. 이에 따라, 다양한 양태에서, 중합체는 약 30 wt%의 양으로 존재하고, 막은 적어도 약 50%의 BSA 배제를 가진다. 또 다른 양태에서, 중합체는 약 30 wt%의 양으로 존재하고, 막은 적어도 약 55%의 BSA 배제를 가진다. 또 다른 양태에서, 중합체는 약 30 wt%의 양으로 존재하고, 막은 적어도 약 60%의 BSA 배제를 가진다. 또 다른 양태에서, 중합체는 약 30 wt%의 양으로 존재하고, 막은 적어도 약 65%의 BSA 배제를 가진다. 또 다른 양태에서, 중합체는 약 30 wt%의 양으로 존재하고, 막은 적어도 약 70%의 BSA 배제를 가진다. 특정 구체예에서, 중합체는 약 30 wt%의 양으로 존재하고, 막은 of 약 60%, 약 62%, 약 64%, 약 66%, 약 68%, 약 70%, 약 72%, 약 74%, 약 76%, 약 78%, 또는 약 80%의 BSA 배제를 가진다.
C. 여과 막 제조 방법
하나의 양태에서, 본 발명은 여과 막 제조 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조를 가지는 화합물을 중합함으로써 형성되는 중합체를 제공하는 단계:
여기서 n은 1, 2, 및 3으로부터 선택되고; 여기서 R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR20, ─OR21, ─NR22aR22b, ─NR22aR22bH+, ─SO2R23, ─(C=O)R24, 그리고 할로겐, ─CN, ─SR20, ─OR21, ─NR22aR22b, ─SO2R23, 및 ─(C=O)R24으로부터 선택된 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬로부터 선택되고; 여기서 R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─NR32aR32bH+, ─SO2R33, ─(C=O)R34, 그리고 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34로부터 선택된 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬로부터 선택되고; 여기서 R3a, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR40, ─OR41, ─NR42aR42b, ─NR42aR42bH+, ─SO2R43, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택되고; 여기서 R2a, R2b, R3a, R3b, 및 R3c 중 적어도 하나는 수소가 아니며; 여기서 R20, R21, R22a, R22b, R30, R31, R32a, R32b, R40, R41, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 R23 및 R24 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR25, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR26aR26b으로부터 선택되고; 여기서 R25, R26a, 및 R26b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 R33 및 R34 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR35, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR36aR36b으로부터 선택되고; 여기서 R35, R36a, 및 R36b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 R43 및 R44 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR45, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR46aR46b으로부터 선택되고; 여기서 R45, R46a, 및 R46b 각각은, 존재하는 경우, 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 및 상기 중합체의 용액 또는 현택액을 캐스팅하는 단계를 포함한다.
하나의 양태에서, 본 발명은 여과 막 제조 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조를 포함하는 중합체를 제공하는 단계:
여기서 각각의 Z는 독립적으로 수소 및 
으로부터 선택되고; 여기서 n은 1, 2, 및 3으로부터 선택된 정수이고; 여기서 p는 독립적으로 0, 0.5, 또는 1이고; 여기서 q는 독립적으로 0, 0.5, 또는 1이고; 여기서, 각각의 x에 있어서, p + q = 1이고; 여기서 R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR20, ─OR21, ─NR22aR22b, ─NR22aR22bH+, ─SO2R23, ─(C=O)R24, 그리고 할로겐, ─CN, ─SR20, ─OR21, ─NR22aR22b, ─SO2R23, 및 ─(C=O)R24으로부터 선택되는 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬으로부터 선택되고; 여기서 R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─NR32aR32bH+, ─SO2R33, ─(C=O)R34, 그리고 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택되는 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬으로부터 선택되고; 여기서 R3a, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR40, ─OR41, ─NR42aR42b, ─NR42aR42bH+, ─SO2R43, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택되고; 여기서 R20, R21, R22a, R22b, R30, R31, R32a, R32b, R40, R41, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 R23 및 R24 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR25, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR26aR26b으로부터 선택되고; 여기서 R25, R26a, 및 R26b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 R33 및 R34 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR35, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR36aR36b으로부터 선택되고; 여기서 R35, R36a, 및 R36b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 R43 및 R44 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR45, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR46aR46b으로부터 선택되고; 여기서 R45, R46a, 및 R46b 각각은, 존재하는 경우, 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 적어도 하나의 Z는 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조이고:
여기서 중 적어도 하나는 R2a, R2b, R3a, R3b, 및 R3c는 수소가 아니고; 및 상기 중합체의 용액 또는 현탁액을 캐스팅하는 단계를 포함한다.
또 다른 양태에서, 용액 또는 현탁액은 지지체 구조 상에 캐스팅된다. 또 다른 양태에서, 지지체 구조는 부직포 지지 직물이다. 바람직한 구체예에서, 지지체 구조는 부직포 폴리에스터 직물이다.
또 다른 양태에서, 막은 박막 코팅을 가지지 않는 한외여과 막, 나노여과 막, 역삼투 막, 정삼투 막, 및 압력 지연 삼투 막으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, 여과 막은 한외여과 막, 나노여과 막, 역삼투 막 및 정삼투 막으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, 여과 막은 한외여과 막 및 나노여과 막으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, 여과 막은 한외여과 막이다. 또 다른 양태에서, 여과 막은 나노여과 막이다.
또 다른 양태에서, 중합체는 현탁액이다. 또 다른 양태에서, 중합체는 용매 용액이다.
또 다른 양태에서, 상기 방법은 폴리설폰, 설폰화된 폴리설폰, 폴리에터설폰, 설폰화된 폴리에터설폰, 폴리아닐린, 폴리아닐린 공중합체, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리바이닐리덴 플루오라이드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리바이닐 플루오라이드, 폴리바이닐리덴 플루오라이드, 폴리트리플루오로에틸렌, 폴리퍼플루오로알킬 바이닐 에터, 폴리헥사플루오로프로필렌, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리우레탄, 또는 이의 혼합물으로부터 선택되는 제2 중합체 용액 캐스팅 단계를 추가로 포함한다. 또 다른 양태에서, 제2 중합체는 폴리설폰이다.
또 다른 양태에서, 상기 방법은 막의 표면 상에 박막을 중합하여, 삼투 막을 제공하는 단계를 추가로 포함한다. 또 다른 양태에서, 삼투 막은 역삼투 막 및 정삼투 막으로부터 선택된다. 또 다른 양태에서, 삼투 막은 역삼투 막이다. 또 다른 양태에서, 삼투 막은 정삼투 막이다.
개시된 방법은 개시된 막을 제공하도록 사용될 수 있는 것으로 이해된다.
다양한 양태에서, 본 발명의 중합체는 다음의 반응식, 뿐만 아니라 문헌에 공지되고, 실험 부분에 예시되어 있거나 또는 당업자에게 명확한 다른 표준 조작에 나타난 반응을 사용함으로써 제조될 수 있다. 다중 치환기가 본 명세서에 개시된 정의에 의해 허용되는 경우, 명확성을 위해 단일 치환기를 가지는 예시로 나타난다.
본 발명의 화합물을 생성하기 위해 사용되는 반응은 하기 기재 및 예시되는 바와 같이 다음의 반응식에 나타난 반응을 사용함으로써 제조된다. 본 발명이 보다 완전하게 이해될 수 있도록 다음의 실시예가 제공되며, 이는 단지 예시적이며, 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다.
1. 경로 I
하나의 양태에서, 치환된 할로벤젠 유도체는 하기 나타나는 바와 같이 제조될 수 있다.
반응식1A.
화합물은 본 명세서 다른 부분의 화합물 설명에 기재된 치환기와 함께, 일반적인 형태로 나타난다. 더욱 상세한 실시예가 하기 기재된다.
반응식 1B.
하나의 양태에서, 유형 1.4의 화합물, 및 유사 화합물은 상기 반응 반응식 1B에 따라 제조될 수 있다. 이에 따라, 유형 1.8의 화합물은 적당한 아닐린, 예컨대, 상기 나타난 바와 같은 1.5의 설폰화에 의해 제조될 수 있다. 적당한 아닐린은 상업적으로 입수 가능하거나, 또는 당업자에게 공지된 방법에 의해 제조된다. 설폰화는 적당한 산, 예컨대 발연 황산(fuming sulphuric acid)의 존재하에 수행된다. 유형 1.7의 화합물은 적당한 아닐린, 예컨대, 상기 나타난 바와 같은 1.6의 환원에 의해 제조될 수 있다. 환원은 적당한 온도, 예컨대, 0 에서, 적당한 산, 예컨대, 염산 (HCl), 및 적당한 염, 예컨대, 소듐 나이트레이트의 존재하에서, 뒤이어 적당한 산, 예컨대, 하이포인산(hypophosphorous acid)의 첨가에 의해 수행된다. 당업자가 알 수 있는 바와 같이, 상기 반응은 일반화된 접근법의 예시를 제공하며, 여기서 상기 특정 반응물과 구조가 유사한 화합물 (유형 1.5 및 1.6의 화합물과 유사한 화합물)은, 반응에서 치환되어, 화학식 1.7과 유사한 치환된 다이아릴아세틸렌을 제공할 수 있다.
2. 경로 II
하나의 양태에서, 본 발명에서 유용한 치환된 아닐린 유도체는 하기 나타나는 바와 같이 제조될 수 있다.
반응식 2A
화합물은 본 명세서 다른 부분의 화합물 설명에 기재된 치환기와 함께, 일반적인 형태로 나타난다. 더욱 상세한 실시예가 하기 기재된다.
반응식 2B.
하나의 양태에서, 유형 2.3의 화합물, 및 유사 화합물은 상기 반응식 2B 반응에 따라 제조될 수 있다. 이에 따라, 유형 2.5의 화합물은 적당한 나이트로벤젠, 예컨대, 상기 나타난 바와 같은 2.4의 알킬화에 의해 제조될 수 있다. 적당한 나이트로벤젠은 상업적으로 입수 가능하거나, 또는 당업자에게 공지된 방법에 의해 제조된다. 알킬화는 적당한 할라이드 공급원, 예컨대 다이클로린, 및 적당한 루이스 산, 예컨대, 알루미늄 클로라이드의 존재하에서 수행된다. 유형 2.6의 화합은 적당한 나이트로벤젠, 예컨대, 상기 나타난 바와 같은 2.5의 환원에 의해 제조될 수 있다. 환원은 적당한 루이스 산, 예컨대, 주석(II) 클로라이드의 존재하에서 수행된다. 당업자가 알 수 있는 바와 같이, 상기 반응은 일반화된 접근법의 예시를 제공하며, 여기서 상기 특정 반응물과 구조가 유사한 화합물 (유형 2.1 및 2.2의 화합물과 유사한 화합물)은, 반응에서 치환되어, 화학식 2.3과 유사한 치환된 다이아릴아세틸렌을 제공할 수 있다.
3. 경로 III
하나의 양태에서, 본 발명에의 n-치환된 아닐린 유도체는 하기 나타나는 바와 같이 제조될 수 있다.
반응식 3A.
화합물은 본 명세서 다른 부분의 화합물 설명에 기재된 치환기와 함께, 일반적인 형태로 나타난다. 더욱 상세한 실시예가 하기 기재된다.
반응식 3B.
하나의 양태에서, 유형 3.2의 화합물, 및 유사 화합물은 상기 반응식 3B 반응에 따라 제조될 수 있다. 이에 따라, 유형 3.5의 화합물은 적당한 나이트로벤젠, 예컨대, 상기 나타난 바와 같은 3.3의 알킬화에 의해 제조될 수 있다. 적당한 아닐린은 상업적으로 입수 가능하거나, 또는 당업자에게 공지된 방법에 의해 제조된다. 알킬화는 적당한 알킬 할라이드, 예컨대 1-클로로에탄올 (3.4)의 존재하에서 수행된다. 당업자가 알 수 있는 바와 같이, 상기 반응은 일반화된 접근법의 예시를 제공하며, 여기서 상기 특정 반응물과 구조가 유사한 화합물 (유형 2.3의 화합물과 유사한 화합물)은, 반응에서 치환되어, 화학식 3.2과 유사한 치환된 다이아릴아세틸렌을 제공할 수 있다.
4. 경로 IV
하나의 양태에서, 본 발명에의 n-치환된 아닐린 유도체는 하기 나타나는 바와 같이 제조될 수 있다.
반응식 4A.
화합물은 본 명세서 다른 부분의 화합물 설명에 기재된 치환기와 함께, 일반적인 형태로 나타난다. 더욱 상세한 실시예가 하기 기재된다.
반응식 4B.
하나의 양태에서, 유형 3.2의 화합물, 및 유사 화합물은 상기 반응식 4B 반응에 따라 제조될 수 있다. 이에 따라, 유형 4.3의 화합물은 적당한 아닐린, 예컨대, 상기 나타난 바와 같은 3.3의 환원적 아미노화에 의해 제조될 수 있다. 적당한 아닐린은 상업적으로 입수 가능하거나, 또는 당업자에게 공지된 방법에 의해 제조된다. 환원적 아미노화는 적당한 카보닐 유도체, 예컨대 2-하이드록시아세트알데하이드 (4.2) 및 적당한 염, 예컨대, 소듐 사이아노보로하이드라이드의 존재하에서 수행된다. 당업자가 알 수 있는 바와 같이, 상기 반응은 일반화된 접근법의 예시를 제공하며, 여기서 상기 특정 반응물과 구조가 유사한 화합물 (유형 2.3 및 4.1의 화합물과 유사한 화합물)은, 반응에서 치환되어, 화학식 3.2과 유사한 치환된 다이아릴아세틸렌을 제공할 수 있다.
5
. 경로
V
하나의 양태에서, 본 발명에의 n-치환된 아닐린 유도체는 하기 나타나는 바와 같이 제조될 수 있다.
반응식 5A.
화합물은 본 명세서 다른 부분의 화합물 설명에 기재된 치환기와 함께, 일반적인 형태로 나타난다. 더욱 상세한 실시예가 하기 기재된다.
반응식 5B.
하나의 양태에서, 유형 3.2의 화합물, 및 유사 화합물은 상기 반응식 5B 반응에 따라 제조될 수 있다. 이에 따라, 유형 5.5의 화합물은 적당한 아릴 할라이드, 예컨대, 상기 나타난 바와 같은 5.3과, 적당한 아민, 예컨대, 2,2,2-트리플루오로에탄아민 (5.4)의 커플링에 의해 제조될 수 있다. 적당한 아릴 할라이드는 상업적으로 입수 가능하거나, 또는 당업자에게 공지된 방법에 의해 제조된다. 커플링은 적당한 온도, 예컨대, 실온 이상에서, 적당한 팔라듐 촉매, 예컨대, PdCl2[P(o-Tolyl)3]2, 및 적당한 염기, 예컨대, 소듐 t-뷰톡사이드의 존재하에서 수행된다. 당업자가 알 수 있는 바와 같이, 상기 반응은 일반화된 접근법의 예시를 제공하며, 여기서 상기 특정 반응물과 구조가 유사한 화합물 (유형 5.1 및 5.2의 화합물과 유사한 화합물)은, 반응에서 치환되어, 화학식 3.2과 유사한 치환된 다이아릴아세틸렌을 제공할 수 있다.
D. 물 정제 방법
다양한 양태에서, 본 발명은 정수, 생물 분리, 단백질 정제, 오일-물 분리, 등의 수행을 위한 여과 막으로서 사용될 수 있다.
이에 따라, 하나의 양태에서, 본 발명은 물 정제 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 막 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조를 가지는 화합물을 중합함으로써 형성되는 중합체를 포함하는 막을 통한 물의 여과 단계를 포함하고:
여기서 n은 1, 2, 및 3으로부터 선택되고; 여기서 R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR20, ─OR21, ─NR22aR22b, ─NR22aR22bH+, ─SO2R23, ─(C=O)R24, 그리고 할로겐, ─CN, ─SR20, ─OR21, ─NR22aR22b, ─SO2R23, 및 ─(C=O)R24으로부터 선택된 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬로부터 선택되고; 여기서 R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─NR32aR32bH+, ─SO2R33, ─(C=O)R34, 그리고 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34로부터 선택된 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬로부터 선택되고; 여기서 R3a, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR40, ─OR41, ─NR42aR42b, ─NR42aR42bH+, ─SO2R43, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택되고; 여기서 R2a, R2b, R3a, R3b, 및 R3c 중 적어도 하나는 수소가 아니며; 여기서 R20, R21, R22a, R22b, R30, R31, R32a, R32b, R40, R41, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 R23 및 R24 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR25, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR26aR26b으로부터 선택되고; 여기서 R25, R26a, 및 R26b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 R33 및 R34 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR35, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR36aR36b으로부터 선택되고; 여기서 R35, R36a, 및 R36b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 R43 및 R44 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR45, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR46aR46b으로부터 선택되고; 여기서 R45, R46a, 및 R46b 각각은, 존재하는 경우, 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택된다.
하나의 양태에서, 본 발명은 물의 정제 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조를 포함하는 중합체를 포함하는 막을 통한 물의 여과 단계를 포함하고:
여기서 각각의 Z는 독립적으로 수소 및 
으로부터 선택되고; 여기서 n은 1, 2, 및 3으로부터 선택된 정수이고; 여기서 p는 독립적으로 0, 0.5, 또는 1이고; 여기서 q는 독립적으로 0, 0.5, 또는 1이고; 여기서, 각각의 x에 있어서, p + q = 1이고; 여기서 R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR20, ─OR21, ─NR22aR22b, ─NR22aR22bH+, ─SO2R23, ─(C=O)R24, 그리고 할로겐, ─CN, ─SR20, ─OR21, ─NR22aR22b, ─SO2R23, 및 ─(C=O)R24으로부터 선택되는 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬으로부터 선택되고; 여기서 R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─NR32aR32bH+, ─SO2R33, ─(C=O)R34, 그리고 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택되는 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬으로부터 선택되고; 여기서 R3a, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR40, ─OR41, ─NR42aR42b, ─NR42aR42bH+, ─SO2R43, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택되고; 여기서 R20, R21, R22a, R22b, R30, R31, R32a, R32b, R40, R41, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 R23 및 R24 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR25, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR26aR26b으로부터 선택되고; 여기서 R25, R26a, 및 R26b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 R33 및 R34 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR35, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR36aR36b으로부터 선택되고; 여기서 R35, R36a, 및 R36b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 R43 및 R44 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR45, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR46aR46b으로부터 선택되고; 여기서 R45, R46a, 및 R46b 각각은, 존재하는 경우, 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬으로부터 선택되고; 여기서 적어도 하나의 Z는 다음의 화학식에 의해 나타나는 구조이고:
여기서 R2a, R2b, R3a, R3b, 및 R3c 중 적어도 하나는 수소가 아니다.
또 다른 양태에서, 여과 단계는 물에 압력을 적용하는 단계를 포함한다.
또 다른 양태에서, 막은 막의 표면 상에 중합된 얇은 추가로 포함할 수 있으며, 여기서 여과는 역삼투 여과이다.
개시된 정제 방법은 개시된 막과 관련되어 사용될 수 있는 것으로 이해된다. 개시된 정제 방법은 또한 개시된 방법과 관련되어 사용될 수 있는 것으로 이해된다.
또 다른 양태에서, 물은 적어도 하나의 용질을 추가로 포함한다.
일반적으로, 본 발명의 막은 용질에 대하여 실질적으로 불투과성이도록 제조될 수 있다. 본 명세서에서 사용 시, “용질”은 일반적으로 액체에 용해, 분산, 또는 현탁된 물질을 지칭한다. 이러한 물질은 바람직하지 않을 수 있고; 이러한 경우, 막은 액체로부터 바람직하지 않은 용질을 제거하도록 사용되어, 액체를 정제할 수 있고, 액체는 이후 수집될 수 있다. 이러한 물질은 바람직하지 않을 수 있고; 이러한 경우, 막은 액체의 부피를 감소시켜, 용질을 농축할 수 있고, 용질은 이후 수집될 수 있다. 하나의 양태에서, 막은 당업자에 공지된 용질 중 하나로부터 선택될 수 있는, 특정 용질에 대해 실질적으로 불투과성인 것으로 제공될 수 있다. 또 다른 양태에서, 용질은 소듐 이온, 포타슘 이온, 마그네슘 이온, 칼슘 이온, 실리케이트, 유기 산, 또는 약 200 달톤 초과의 분자량을 가지는 비이온화 용해된 고체 또는 이의 혼합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 용질은 액체 내에 용해되거나, 또는 분산될 수 있다. 용질은 소수성 또는 친수성 또는 양자 모두 아니거나 또는 이의 혼합물일 수 있다. 예시적인 용질은 이온, 중성 종, 실리케이트, 및 유기 화합물, 예를 들어, 아민 또는 카복실산을 포함할 수 있다.
이온은 1가 이온, 2가 이온, 3가 이온, 그 이상의 다가 이온, 또는 이의 혼합일 수 있다. 하나의 양태에서, 용질은 1가 이온을 포함한다. 이온은 양이온, 음이온, 또는 이의 혼합일 수 있다. 1가 금속 이온은 리튬 이온, 소듐 이온, 포타슘 이온, 루비듐 이온, 세슘 이온, 프랑슘 이온, 암모늄 이온, 양자화된 1차 아민 이온, 양자화된 2차 아민 이온, 및 양자화된 3차 아민 이온을 포함한다. 또한, 1가 이온은 해리된 미네랄 또는 유기 산일 수 있다. 또 다른 양태에서, 이러한 유형의 이온 중 하나 이상은 본 발명의 막에 실질적으로 불투과성인 용질에 속하지 않는다.
또 다른 양태에서, 용질은 2가 이온을 포함한다. 이온은 양이온, 음이온, 또는 이의 혼합일 수 있다. 2가 이온은 베릴륨 이온, 마그네슘 이온, 칼슘 이온, 스트론튬 이온, 라듐 이온, 2가 철 이온, 바륨 이온, 및 양자화된 다이아민을 포함한다. 또한, 2가 이온은 해리된 미네랄 또는 유기 산일 수 있다. 또 다른 양태에서, 이러한 유형의 이온 중 하나 이상은 본 발명의 막에 실질적으로 불투과성인 용질에 속하지 않는다.
또 다른 양태에서, 용질은 그 이상의 다가 이온을 포함한다. 이온은 양이온, 음이온, 또는 이의 혼합일 수 있다. 그 이상의 다가 이온은 알루미늄 이온, 3가 철 이온, 또는 실리카 이온을 포함한다. 또 다른 양태에서, 이러한 유형의 이온 중 하나 이상은 본 발명의 막에 실질적으로 불투과성인 용질에 속하지 않는다.
중성 종은, 예를 들어, 약 200 달톤 초과의 분자량을 가지는 비이온화된 고체룰 포함할 수 있다. 분자량은 , 예를 들어, 적어도 약 200 달톤, 적어도 약 250 달톤, 적어도 약 300 달톤, 적어도 약 250 달톤, 적어도 약 400 달톤, 적어도 약 500 달톤, 적어도 약 600 달톤, 적어도 약 700 달톤, 적어도 약 800 달톤, 적어도 약 900 달톤, 또는 적어도 약 1,000 달톤일 수 있다. 중성 종은 해리되거나, 또는 현탁될 수 있다. 중성 종은 소수성, 친수성, 양친매성, 또는 양자 모두가 아닐 수 있다. 또 다른 양태에서, 이러한 유형의 중성 종 중 하나 이상은 본 발명의 막에 실질적으로 불투과성인 용질에 속하지 않는다.
실리케이트는 하나 이상 존재하는 금속 이온을 가지거나 가지지 않는, SiO4 사면체-형상의 음이온 그룹 기반의, 공지된 모든 실리카 및 산소 화합물을 포함할 수 있다. 실리케이트는 약 200 달톤 초과의 분자량의 고체로서 존재할 수 있으며, 용해되거나, 또는 현탁될 수 있는 것으로 이해된다. 분자량은 예를 들어, 적어도 약 250 달톤, 적어도 약 300 달톤, 적어도 약 250 달톤, 적어도 약 400 달톤, 적어도 약 500 달톤, 적어도 약 600 달톤, 적어도 약 700 달톤, 적어도 약 800 달톤, 적어도 약 900 달톤, 또는 적어도 약 1,000 달톤일 수 있다. 또 다른 양태에서, 이러한 유형의 실리케이트 중 하나 이상은 본 발명의 막에 실질적으로 불투과성인 용질에 속하지 않는다.
유기 산은 폼산, 아세트산, 프로피온산, 뷰티르산, 펜테인 산, 헥세인 산, 헵테인 산, 옥테인 산, 노네인 산, 데케인 산, 및 락트 산 그리고 이의 유도체 및 혼합물을 포함할 수 있다. 또한 페놀 그리고 이의 유도체 및 혼합물, 뿐만 아니라 자연 발생 부식산 및 펄빅산 또는 아미노산, 단백질을 포함하는 바이오중합체, 또는 복합 다당 산을 포함된다. 산은 양자화 또는 탈양자화될 수 있다. 또 다른 양태에서, 이러한 유형의 유기산 중 하나 이상은 본 발명의 막에 실질적으로 불투과성인 용질에 속하지 않는다.
또 다른 양태에서, 용질은 화학적 또는 생물학적 반응, 스크리닝 분석, 또는 분리 기법의 생성물일 수 있다. 예를 들어, 용질은 화학적 활성제, 약제학적으로 활성제, 또는 생물학적 활성제 또는 이의 혼합물일 수 있다. 또 다른 양태에서, 이러한 유형의 제제 중 하나 이상은 본 발명의 막에 실질적으로 불투과성인 용질에 속하지 않는다.
E.
실시예
다음의 실시예는 당업자에게 본 명세서에 청구된 화합물, 조성물, 용품, 장치 및/또는 방법이 어떻게 제조되며 평가되는지의 개시 및 설명을 제공하기 위해 제시되며, 이는 전적으로 본 발명의 예로서 의도되는 것으로, 발명자가 이들의 발명으로 간주하는 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 숫자(예컨대, 양, 온도, 등)에 대해 정확도를 보장하기 위해 노력했으나, 일부 오류 및 편차가 고려되어야 한다. 달리 지시되지 않는 한, 부는 중량부이며, 온도는 ℃ 또는 주위 온도이고, 압력은 대기압 또는 그 근처이다.
1. 일반적인 실험 방법
a. 재료
N-하이드록시에틸 아닐린 (n-Pani), 아닐린, 소 혈청 알부민 (BSA), n-메틸피롤리돈 (NMP), 4-메틸피페리딘 (4-MP), 암모늄 퍼설페이트 (APS), 폴리설폰 (PSf) 비드 (22 kDa), 대장균 (E. coli) 및 Luria-Bertani (LB) 배지를 Sigma Aldrich로부터 구매하였다. 염산 (HCl), 다이메틸 설폭사이드 (DMSO) 및 소듐 하이드록사이드 (NaOH) 펠렛을 Fisher로부터 구매하였다. 다이메틸 설폭사이드-d 6 (DMAO-d 6 )를 Cambridge Isotope Laboratories로부터 구매하였다. 표백제(소듐 하이포클로라이트, NaClO)를 Clorox로부터 구매하였다. 모든 재료는 수령한 대로 사용하였다.
b. 중합체 용액의 제조
n-Pani 캐스팅 용액을 30 wt%의 n-Pani 분말을 70 wt% NMP 중에 용해시킴으로써 제조하였다. Pani 캐스팅 용액을 21 wt%의 Pani를 공용매로서 11.67 wt%의 4-MP 및 67.33 wt%의 NMP에 용해시킴으로써 제조하였다. Pani 및 4-MP의 중량 퍼센트는 4-MP:Pani 염기 사합체의 2:1 몰비 (0.547 g 4-MP: 1 g Pani 염기)를 유지하도록 선택되었다. PSf 캐스팅 용액은 18 wt%의 PSf 비드를 82 wt%의 NMP에 용해시킴으로써 제조하였다.
c. 막 제조
152 μm의 블레이드 높이를 가지는 Gardco 조절형 마이크로미터 필름 어플리케이터를 사용하여, 중합체 용액을 부직포 폴리에스터 직물 (Hirose, Japan) 상에 분산시킴으로써 막을 핸드-캐스팅하였다. 캐스트 막을 즉시 DI 수조에 침지하여, 상 전환 공정에 기초한 중합체 침전을 유도하였다. 막을 수조에 밤새 두고, 이후 DI 물로 채워진 지퍼-락 백으로 옮겨 4 ℃의 냉장고에 보관하였다.
d. 투과성 및 BSA 배제율
7.917 cm2의 막 면적을 가지는 종말 교반 셀(Sterlitech)을 사용하여, 막 투과성 및 배제율 테스트를 수행하였다. 디지털 유량계를 사용하여 침투 흐름 비율을 측정하였다. 미처리의(pristine) 막을 먼저 20 psi 에서 DI 물을 사용하여 30 분에 걸쳐 이들의 유속 변화가 5% 미만이 될 때까지 압축하였다. 유속 데이터를 20, 15, 10 및 5 psi의 압력하에서 측정하였다. 압력에 따른 유속을 플롯팅함으로써 순수 물 투과성 데이터를 결정하였다. 막 배제 특성을 측정하기 위해 BSA를 사용하였다. UV-Vis 광도계를 사용하여 농도를 측정하였다. BSA 배제율은 다음으로부터 계산되며
R = 1 - c p /c f ,
여기서 c p 는 투과액 중의 BSA 농도이고, c f 는 공급 용액 중의 BSA 농도이다. 표백제 내성 테스트를 위해, 미처리 막을 상기 기재된 바와 같이 압축한 다음, 1 또는 2 일간 250 ppm의 유리 염소를 포함(HACH Pocket ColorimeterTM II 염소 테스트 키트를 사용하여 측정)하는 표백제에 침지하였다. 미처리의 막에 대하여 상기 기재된 바와 같이 순수 물 투과성 및 BSA 배제율을 측정하였다.
e. 표면
접촉각
막 표면 접촉각 측정은 폐쇄 기포 방법을 사용하여 KRUSS DSA 10 각도계로 수행하였다. 이러한 방법은 정적법 대신에 선택되어, 측정하는 동안 막이 습식을 유지하여 특히 친수성 막에 있어서 더욱 사실적인 결과를 야기하도록 할 수 있었다.
f. 푸리에 변환
적외분광
분석 (
FT
-
IR
)
FT-IR은 JASCO FT/IR-5300 상에서 수행하였다. 막 샘플을 작은 조각으로 절단하고 밤새 진공에서 건조시킨 후 측정을 수행하였다.
g.
UV
-
Vis
블랭크 용매로서 DMSO를 사용하고, Agilent 8453 UV-Visible 광도계를 UV-Vis 특징 분석에 사용하였다. 비지지체 막을 동일한 캐스팅 중합체 용액과 동일한 캐스팅 절차로 유리 기판에 캐스팅하였다. 이후 비지지체 막을 벗겨내고 밤새 진공에서 건조시킨 후, 막자 사발을 사용하여 분말로 분쇄하고, DMSO에 용해시켰다.
h. NMR 특징 분석
실온에서 Bruker Avance AV300 (300 MHz) 기기로 1H 핵 자기 공명 (1H NMR) 특징 분석을 수행하였다. 용매로서 DMSO-d 6 를 사용하였다. 이러한 연구를 위해 비지지체 막 분말을 또한 사용하였다. 중수소로 치환된 DMSO 용매 시그널에 대한 1H NMR 화학적 이동이 보고되어 있다.
i. 미생물 부착 테스트
미생물 부착 테스트를 n-Pani, Pani 및 PSf 막 상에서 모델 미생물로서 E. coli 를 사용하여 수행하였다. 순수한 미생물 세포 배양은 LB 배지에 현탁하여 35 ℃에서 성장시키고 150 rpm으로 진탕한 후, 중간-지수기에 도달할 때까지 배양하고, 이때 세포를 8 분간 3800 × g에서 원심 분리하여 수거하였다. 이후 세포를 4 x 107 세포/mL의 농도로 새로운 LB 배지를 사용하여 재현탁하였다. New Brunswick Scientific I 24 항온 진탕기를 사용하여 대략 1 cm2의 샘플 쿠폰을 미생물 현탁액에서 24 시간 동안 25 rpm 및 35 ℃에서 배양하고 이에 뒤이어 새로운 LB 배지로 세정하였다. 이후 쿠폰을 SYTO 9 및 프로피듐 아이오다이드 (live/dead Baclight Bacterial Viability Kit L13152, Molecular Probes)에 15 분간 침지시키고 염색하였다. 쿠폰 이미지를 형광 램프, 녹/적 형광 필터 및 4 × CCD 카메라(FVIEW-II, Soft Imaging System, USA)가 장착된 현미경(Olympus BX51 현미경)을 사용하여 측정하였다.
j. BSA 용액을 사용한 오염 테스트
막의 오염 거동을 측정하기 위해 교차 흐름 시스템을 사용하였다. 각각의 지지체 막의 19 cm2 조각을 교차 흐름 셀에 배치하였다. 저울에 연결된 컴퓨터가 시간과 함께 투과액의 질량 변화를 기록하여, 실시간으로 유속이 모니터링되도록 하였다. 유속이 안정화될 때까지 16 psi에서 DI 물을 사용하여 막을 압축하였다. 이후 조작 압력을 수동으로 감소시킴으로써 유속을 68 lmh (40 gfd)로 정규화하였다. 안정화되면, 공급 탱크 중의 DI 물을 1.5 g/L BSA 용액으로 대체하여 BSA 오염으로 인한 유속 감소를 관찰하였다. 오염 테스트를 25 분간 지속한 이후, 25 분간 DI 물로 플러싱하였다.
2. 일반적인 합성 방법
a.
Pani의
합성
Guillen et al.에 의해 기재된 절차를 따라 Pani를 합성하였다(Guillen, G. R., et al. (2010) J. Mater . Chem . 20, 4621-4628). Pani를 1M NaOH 수용액에 대하여 5 분간 3000 rpm에서 원심 분리함으로써 디도핑(dedopping)하고, 이에 뒤이어 수조의 pH가 중성에 도달할 때까지 탈이온화된 (DI) 물에 대하여 투석하였다. 60 ℃에서 회전 증발기를 사용하여 Pani 분말을 수득하였다(수율 = 50%).
b. N-
Pani의
합성
화학적 산화 중합을 통해 그의 단량체, n-하이드록시에틸 아닐린으로부터 N-Pani를 중합하였다. 단량체 및 APS를 1M HCl 수용액에 용해시켰다. 실온에서 격렬하게 교반하면서, APS의 용액을 단량체 용액에 적가하였다. 반응을 밤새 진행하였다. 5 분간 3000 rpm에서의 원심 분리를 사용하여 n-Pani를 정제하고, 이에 뒤이어 수조의 pH가 중성에 도달할 때까지 DI 물에 대하여 투석하였다. 60 ℃에서 회전 증발기를 사용하여, 투석 백으로부터 중합체 분산액을 건조시킴으로써 중합체 분말을 수득하였다(수율 = 65%).
3. N-
Pani
및
Pani의
가공성
중합체 구조 내의 곁사슬로 인해, n-Pani는 순수한 Pani보다 더욱 극성이며, 이에 따라 NMP, DMSO 등과 같은 극성 용매에서 더욱 안정하다(Chevalier, J. W., et al. (1992) Macromolecules 25, 3325-3331). 게다가, Pani는 5 wt%의 낮은 농도에서 급속하게 겔화한다 (반응식 I) (Yang, D. and Mattes, B. R. (2002) J. Polym. Sci . Pol . Phsy . 40, 2702-2713). 막을 캐스팅하기 위한 충분히 높은 농도를 달성하기 위해, 4-MP과 같은 2차 아민 Pani 용액이 겔화함을 방지하도록 사용되었다(반응식 II) (Yang, D. and Mattes, B. R. (1999) Synthetic Met . 101, 746-749; Yang, D., et al. (2002) Macromolecules 35, 5304-5313). 그러나, 4-MP의 첨가는 친수성의 감소를 초래한다.
반응식 I.
반응식 II.
Pani와는 달리, n-Pani 용액은 30 wt%의 고농도에서도 겔화하지 않는다. n-Pani의 골격은 75% 벤제노이드 고리(상기 반응식 II 및 II)로 이루어져 있어, 이의 가요성 사슬 구조를 야기한다. 그러한 가요성은 두 인접한 중합체 사슬이 겔화를 야기하기에 충분한 개수의 수소 결합을 덜 형성하도록 한다. 또한, 질소 원자에 부착된 긴 가요성 곁사슬은, 두 인접한 중합 사슬이 결합을 형성하기에 서로 충분히 가까워지기 더욱 어렵게 만든다.
4. 막의 투과성 및 BSA 배제
N-PANi 막은 86.8 lmh/bar (3.53 gfd/psi)의 투과성, 65.8% BSA의 배제율을 나타냈다. 순수한 PANi 막은 보다 높은 투과성(280.4 lmh/bar)을 가지지만, 더욱 낮은 BSA 배제율(12.9%)을 가졌다.
250 ppm 소듐 하이포클로라이트 용액에서 침지한 후, 순수한 PANi 막의 투과성은 280.4 lmh/bar에서 1328.4 lmh/bar로 급격하게 증가하였다 (표 1). 순수한 PANi 막의 BSA 배제율도 또한 12.9%에서 0으로 상당히 감소하여, 염소에 대한 노출이 PANi 막을 손상시킴을 나타냈다. 반면에, n-PANi 막의 투과성은 염소 노출 시 BSA 배제율의 작은 변화와 함께 단지 86.9 lmh/bar에서 100.6 lmh/bar으로 미세하게 변화한다.
Pani 막은 2 일간 250 ppm 유리 염소에서의 침지 이후 이의 본래의 보라색에서부터 금색으로 변하여, 염소와의 특정 반응으로 인해 탈색됨을 나타냈다. 또한, Pani 막 표면 상의 균열도 존재하였으며, 이는 4-MP이 막을 열화시킴에 기인할 수 있다 (도 1) (Yang, D. and Mattes, B. R. (2002) J. Polym . Sci . Pol . Phys . 40, 2702-2713). 2 일간 250 ppm 유리 염소에서의 침지 이후 PSf 막 표면상에서 다양한 까만 점이 나타나, 염소에 의한 가능한 막 열화를 나타냈다.
5. 막의
접촉각
n-PANi 막은 친수성이며, Pani 막에 대한 52.8 ± 2.3 ° 및 PSf 막에 대한 54.0 ± 1.7 °과 비교하여, 36.0 ± 0.8 °의 접촉각을 가진다 (도 2). 2 일간 250 ppm 유리 염소에서의 침지 이후, n-PANi 막의 접촉각은 여전히 변화하지 않았지만, Pani 막의 접촉각은 52.8 ± 2.3 °에서부터 42.3 ± 2.1 °으로 감소하였고, 또한 염소와의 반응 발생 및 염소에서 Pani의 불안정성을 입증하였다.
6.
폴리아닐린
막의 FT-
IR
분석
FT-IR 스펙트럼은 폴리아닐린 막의 벤제노이드 및 퀴노이드 그룹을 따라 사용되었다 (도 3). 순수한 Pani에 대하여, 퀴노이드 피크의 장파장 이동 및 벤제노이드 피크의 단파장 이동이 관찰된다. 그러나, n-Pani의 퀴노이드 및 벤제노이드 피크는 2 일간 250 ppm 유리 염소에서의 침지 이후, 동일한 위치에 위치한다. Pani 막에서 벤제노이드 그룹에 대한 퀴노이드 그룹의 강도 비율은 0.5에서부터 1로 증가한 반면, n-Pani 막에 있어서 이의 비율은 본질적으로 변하지 않았다(표 II). 이론에 제한하고자 하는 것은 아니지만, 순수한 Pani 막 중의 퀴노이드 강도의 증가는 벤제노이드 그룹이 염소에 의해 퀴노이드 그룹으로 산화됨을 시사한다.
7.
폴리아닐린
막의
UV
-
Vis
분석
UV-Vis 스펙트럼은 300-1000 nm 테스트 범위 내에서 n-PANi 막에 대한 하나의 가시적 피크 (벤제노이드 피크) 및 Pani 막에 대한 두 개의 피크 (벤제노이드 및 퀴노이드 피크)를 나타냈다 (도 4). 2 일간 250 ppm 유리 염소에서의 침지 이후, n-PANi는 UV-Vis 스펙트럼에서 어떠한 변화도 나타내지 않았다. 반대로, Pani 스펙트럼은 급격하게 변화하였다. 벤제노이드 피크에 대한 단파장 이동이 관찰되었고 퀴노이드 피크에 대한 장파장 이동이 관찰되었다. 벤제노이드 피크에 대한 퀴노이드 피크의 강도 비율 또한 증가하였으며(표 III), 이는 IR 스펙트럼에서의 비율과 일치하며, 또한 염소에 의해 벤제노이드 그룹이 퀴노이드 그룹으로 산화되는 것에 대한 설명을 뒷바침한다.
8.
폴리아닐린
막의 NMR 분석
n-Pani의 NMR 스펙트럼은 중합체 구조 내의 알킬 및 하이드록실 그룹이 2 일간 250 ppm 유리 염소에서의 침지 이후 변화하지 않음을 밝혔다(도 5). 순수한 Pani의 NMR 스펙트럼은 비지지체 막에 NMP 및 4-MP 양자 모두가 남아있음을 나타냈다. 염소에 대한 노출 이후, NMP 피크는 급격하게 감소하였다. 합성된 그대로의 막에서, NMP는 수소 결합을 통해 Pani 골격에 결합된다(반응식 III) (G. R. Guillen, B. T. Mcverry, T. P. Farrell, R. B. Kaner, and E. M. V. Hoek, Manuscript in Preparation). 이론에 제한하고자 하는 것은 아니지만, 벤제노이드 그룹 개수의 감소는 NMP가 부착하는 잠재적 위치가 더 적음을 나타낼 수 있다. FT-IR 스펙트럼에서 3000 cm-1 근처의 알킬 그룹에 대한 피크의 강도 감소는 또한, 예를 들어, NMP 함량 감소에 기인할 수 있다.
반응식 III.
9. 미생물 부착
미생물 부착 테스트는 n-Pani 막이, Pani 또는 PSf 막 표면에 부착된 미생물이 더 적은 것에 기인하여 이들보다 오염에 대한 내성이 더욱 큰 것을 나타냈다(도 6). n-Pani 막의 오염 방지 특성은 이들의 향상된 친수성에 기인할 수 있다. 일반적으로, 막이 더욱 친수성일수록, 막은 소수성 물질에 대한 부착이 더욱 어려워지는 경향이 있다(Mcverry, B. T., et al. (2013) Chem . Mater . 25, 3597-3602). 물과 “유사한” 친수성 표면 및 막 표면 상의 물은 결과적으로 막에 소수성 물질이 달라 붙는것을 방지하도록 할 수 있다.
n-PANi 막은 36.0±0.8 °의 관찰된 접촉각을 나타내며, PANi 막 (CA=52.8±2.3 °)과 비교하여 이의 증가된 친수성을 나타낸다. 막 표면에 부착된 E. 콜로니를 나타내는 녹색 형광을 가지는 미생물 부착 테스트 결과가 도 6에 나타난다. n-PANi 막은 PANi 막과 비교하여 덜 오염되는 경향이 있는 것이 명백하다. 이는 미생물과 막 표면 사이의 바람직하지 않은 소수성 상호작용을 억제하는, n-PANi의 더 낮은 물 접촉각 값, 즉, 더 높은 친수성과 일치한다.
10. n-
PANi
막의 장기적
내염소성
n-PANi 막의 장기적 내염소성을 250 ppm 유리 염소 용액에서 30 일까지 침지 시간을 연장함으로써 테스트하였다. 새로운 하이포클로라이트 용액을 제조하고 2 일 마다 교체하였다. 30-일 기간의 마지막에, 막 성능을 측정하였다. 30 일 후, n-PANi 막은 108.7 lmh/bar의 순수 물 투과성 및 70.2%의 BSA 배제율을 유지하며 (표 1), 뛰어난 장기적 내염소성을 나타냈다. 조업하는 동안, 염소 세척은 1 분간 2-8 ppm 하이포클로라이트 용액으로 백플러싱(backflushing)하거나 또는 1 시간 동안 주기적으로 20-400 ppm 유리 염소에 침지시킴으로써 수행된다. 염소 산화의 결합된 효과는 농도 × 시간 방식으로 표현될 수 있다.15 n-PANi는 적어도 180,000 mg h/L의 유리 염소 노출을 견딜 수 있다. 따라서, n-PANi는 수처리 플랜트에서의 장기적 사용에 염소 열화로 인한 고장 없이 실행 가능한 후보로 고려된다.
본 발명의 범위 또는 사상을 벗어나지 않고, 본 발명에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 본 발명의 기타 구체예는 본 명세서에 개시된 명세서 및 실행을 고려할 때 당업자에게 명백할 것이다. 본 명세서 및 실시예는 다음의 특허 청구 범위에 의해 지시되는 본 발명의 진정한 범위 및 사상과 함께, 단지 예시로서 고려되어야한다.
11. BSA 오염 시 유속 감소 및 물
플러싱
시 유속 회복
n-PANi 막의 오염 방지 특성을 교차 흐름 오염 테스트를 사용하여 추가적으로 조사하였다(도 7). 10 분의 안정한 유속 이후, 1.5 g/L BSA 용액으로 공급을 교체하였다. BSA 용액이 사용되자 마자, 막 오염에 의해 야기된 갑작스러운 유속 감소가 일어났다. PANi 막은 오염으로 인해 이의 초기 유속의 63%를 손실하였고, 35 분 후 공급을 다시 DI 물로 전환할 때 초기 유속의 오직 44%를 회복하였다. n-PANi 막은 BSA 용액에 대한 노출로부터 초기 유속의 오직 11%의 손실하고, DI 물로 세정할 때 이의 초기 유속의 91%를 회복하여, PANi 막보다 오염에 대한 더 큰 내성을 보였다. 또한 McVerry et al .는 폴리설폰 막에 동일한 오염 기법을 적용한 유사한 테스트를 수행하였으며, 상용의 폴리설폰 막이 또한 10 분의 오염 이후 50% 유속 감소 및 DI 물로의 플러싱 후 62% 유속 회복과 함께 더 큰 양의 오염을 나타낸 것은 주목할 가치가 있다. 이에 따라, n-PANi는 오염을 효과적을 완화시키는 뛰어난 능력으로 인해 촉망되는 새로운 막 소재로서 증명되었다.
12. 단면
모폴로지
및 표면 이미지
단면 모폴로지 및 표면 이미지를 JEOL JSM-6701F 주사 전자 현미경을 사용하여 촬영하였다. 비지지체 막 샘플을 단면 이미지화를 위해 사용하였다. 상기 막은 유리 기판에 비지지되어 중합체 용액으로부터 제조되고, 이에 뒤이어 DI 수조에서 비용매 유도 상전환을 통해 침전시켰다. 결과의 비지지체 막 필름을 벗겨내고 밤새 60 ℃에서 진공 건조하였다. 막 표면 이미지는 기공 크기 및 공극률을 시각화하기 위해 3,000× 및 100,000×에서 관찰하였다. 막 모폴로지 상의 염소 손상을 측정하기 위해, n-PANi 및 PANi 막을 250 ppm 유리 염소 2 일간 침지시킨 후 건조하였다. 미처리 및 염소 노출된 막의 단면 및 표면 이미지를 600× 배율로 관찰하였다.
막 표면 SEM 이미지 (도 8a)은 PANi 막 표면 상의 큰 기공을 나타냈다. 기공은 수백 나노미터의 직경이며, 이는 이전의 보고와 비슷하였다. 큰 기공은 이의 상대적인 높은 투과성, 그러나 낮은 BSA (오직 직경 8 nm) 배제율에 기인할 수 있다. 동일한 배율에서 비교하면, n-PANi 막 표면은 가시적인 기공과는 연관되어 있지 않는다. 100,000×에서, 슬립-형상의 기공이 n-PANi 막 표면에서 발견될 수 있다 (도 8c). 기공 크기를 추정하기 위해, NIH Image J 소프트웨어를 사용하여 이미지를 흑백 사진(도 8d)으로 변환하였다. 슬립은 최대 50 nm 길이와 약 10 nm 폭을 가졌으며, 이는 보다 높은 BSA 배제율을 야기하였다. 도 8j의 표면 SEM 이미지는 염소 노출이 막에게 야기하는 손상을 명확하게 나타낸다. 노출된 PANi 막은 표면에 큰 결함을 가진다.
Claims (34)
- 다음에 의해 나타내는 구조를 가지는 중합체를 포함하는 여과 막:
,
여기서 각각의 Z는 독립적으로 수소 및으로부터 선택되고;
여기서 n은 1, 2, 및 3으로부터 선택된 정수이고;
여기서 p는 독립적으로 0, 0.5, 또는 1이고;
여기서 q는 독립적으로 0, 0.5, 또는 1이고;
여기서, 각각의 x에 있어서, p + q = 1이고;
여기서 R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR20, ─OR21, ─NR22aR22b, ─NR22aR22bH+, ─SO2R23, ─(C=O)R24, 그리고 할로겐, ─CN, ─SR20, ─OR21, ─NR22aR22b, ─SO2R23, 및 ─(C=O)R24으로부터 선택되는 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬으로부터 선택되고;
여기서 R2a 및 R2b각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─NR32aR32bH+, ─SO2R33, ─(C=O)R34, 그리고 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택되는 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬으로부터 선택되고;
여기서 R3a, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR40, ─OR41, ─NR42aR42b, ─NR42aR42bH+, ─SO2R43, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택되고;
여기서 R20, R21, R22a, R22b, R30, R31, R32a, R32b, R40, R41, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬로부터 선택되고;
여기서 R23 및 R24 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR25, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR26aR26b로부터 선택되고;
여기서 R25, R26a, 및 R26b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬로부터 선택되고;
여기서 R33 및 R34 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR35, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR36aR36b로부터 선택되고;
여기서 R35, R36a, 및 R36b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬로부터 선택되고;
여기서 R43 및 R44 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR45, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR46aR46b로부터 선택되고;
여기서 R45, R46a, 및 R46b 각각은, 존재하는 경우, 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬이고; 및
여기서 적어도 하나의 Z는 다음에 의해 나타나는 구조이다:
.
- 제1항에 있어서, 상기 막은 지지체 구조를 추가로 포함하는 막.
- 제2항에 있어서, 상기 지지체 구조는 부직포 지지 직물인 막.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 막은 폴리설폰, 설폰화된 폴리설폰, 폴리에터설폰, 설폰화된 폴리에터설폰, 폴리아닐린, 폴리아닐린 공중합체, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리우레탄, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리바이닐리덴 플루오라이드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리바이닐 플루오라이드, 폴리바이닐리덴 플루오라이드, 폴리트리플루오로에틸렌, 폴리퍼플루오로알킬 바이닐 에터, 폴리헥사플루오로프로필렌, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리우레탄, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리우레탄, 또는 이의 혼합물로부터 선택되는 제2 중합체를 추가로 포함하는 막.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 막은 폴리설폰을 추가로 포함하는 막.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체는 0.1 wt% 내지 35 wt%의 양으로 존재하는 막.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, n은 2인 막.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 수소인 막.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, R2a 및 R2b 각각은 수소인 막.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, R3a 및 R3b 각각은 수소이고, R3c는 ─OR41인 막.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, R40, R41, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 수소인 막.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, R43 및 R44 각각은, 존재하는 경우, OR45인 막.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, R45은, 존재하는 경우, 수소인 막.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 여과 막 제조 방법으로서, 상기 방법은 중합체의 용액 또는 현탁액을 지지체 구조 상에 캐스팅하는 단계를 포함하고, 상기 중합체는 다음에 의해 나타나는 구조를 갖는 것인 방법:
,
여기서 각각의 Z는 독립적으로 수소 및으로부터 선택되고;
여기서 n은 1, 2, 및 3으로부터 선택된 정수이고;
여기서 p는 독립적으로 0, 0.5, 또는 1이고;
여기서 q는 독립적으로 0, 0.5, 또는 1이고;
여기서, 각각의 x에 있어서, p + q = 1이고;
여기서 R1a, R1b, R1c, 및 R1d 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR20, ─OR21, ─NR22aR22b, ─NR22aR22bH+, ─SO2R23, ─(C=O)R24, 그리고 할로겐, ─CN, ─SR20, ─OR21, ─NR22aR22b, ─SO2R23, 및 ─(C=O)R24으로부터 선택되는 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬으로부터 선택되고;
여기서 R2a 및 R2b 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─NR32aR32bH+, ─SO2R33, ─(C=O)R34, 그리고 할로겐, ─CN, ─SR30, ─OR31, ─NR32aR32b, ─SO2R33, 및 ─(C=O)R34으로부터 선택되는 0, 1, 2, 또는 3개의 그룹으로 치환된 C1-C3 알킬으로부터 선택되고;
여기서 R3a, R3b, 및 R3c 각각은 독립적으로 수소, 할로겐, ─CN, ─SR40, ─OR41, ─NR42aR42b, ─NR42aR42bH+, ─SO2R43, 및 ─(C=O)R44으로부터 선택되고;
여기서 R20, R21, R22a, R22b, R30, R31, R32a, R32b, R40, R41, R42a, 및 R42b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬로부터 선택되고;
여기서 R23 및 R24 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR25, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR26aR26b로부터 선택되고;
여기서 R25, R26a, 및 R26b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬로부터 선택되고;
여기서 R33 및 R34 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR35, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR36aR36b로부터 선택되고;
여기서 R35, R36a, 및 R36b 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬로부터 선택되고;
여기서 R43 및 R44 각각은, 존재하는 경우, 독립적으로 ─O-, ─OR45, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, C1-C3 폴리할로알킬, 및 ─NR46aR46b로부터 선택되고;
여기서 R45, R46a, 및 R46b 각각은, 존재하는 경우, 수소, C1-C3 알킬, C1-C3 모노할로알킬, 및 C1-C3 폴리할로알킬이고; 및
여기서 적어도 하나의 Z는 다음에 의해 나타나는 구조이다:
.
- 제14항에 있어서, 지지체 구조는 부직포 지지 직물인 방법.
- 제14항에 있어서, 막의 표면 상에 박막을 중합하여, 삼투 막을 제공하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
- 물 정제 방법으로서, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 막을 통해 물을 여과하는 단계를 포함하는 방법.
- 제17항에 있어서, 여과 단계는 물에 압력을 적용하는 단계를 포함하는 방법.
- 제17항에 있어서, 막은 막의 표면 상에 박막을 추가로 포함하며, 상기 박막은 제3 중합체를 포함하고, 여과는 역삼투 여과인 방법.
- 제17항에 있어서, 물은 적어도 하나의 용질을 추가로 포함하는 방법.
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