KR20160003081A - 지방족 폴리카보네이트 조성물 및 방법 - Google Patents

지방족 폴리카보네이트 조성물 및 방법 Download PDF

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스캇 디. 앨런
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노보머, 인코포레이티드
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Abstract

한 양태에서, 본 발명은 탄화수소에 결합된 지방족 폴리카보네이트(APC) 사슬을 포함하는 신규 블록 물질에 관련한다. 본 발명은 또한 블록 물질의 제조 방법 및 중합체 블랜드를 위해 상용화제로서 이들의 사용을 제공한다. 또 다른 양태에서, 본 발명은 APC와 폴리올레핀의 블렌드 제조 방법을 포함한다. 특정 양태에서, 상기 방법은 본 명세서에 기재된 상용화제의 존재하에서 하나 이상의 APC와 하나 이상의 폴리올레핀의 블렌딩 단계를 포함한다. 또 다른 구체예에서, 본 발명은 APC와 폴리올레핀의 신규 블렌드를 포함한다. 특정 양태에서, 상기 블렌드는 하나 이상의 APC; 적어도 하나의 폴리올레핀 및 본 명세서에 기재된 상용화제를 포함한다.

Description

지방족 폴리카보네이트 조성물 및 방법 {ALIPHATIC POLYCARBONATE COMPOSITIONS AND METHODS}
관련 출원의 상호 참조
본 발명은 2013년 5월 1일자 미국 가출원 제 61/817,897호의 우선권을 주장하며, 상기 문헌의 전체 내용은 본 명세서에 참조 문헌으로 포함된다.
발명의 분야
본 발명은 지방족 폴리카보네이트와 폴리올레핀을 블렌딩하기 위한 상용화제에 관련된다. 상용화제는 탄화수소 세그먼트 및 지방족 폴리카보네이트 세그먼트를 포함하는 블록 중합체를 포함한다.
이산화 탄소와 에폭사이드의 공중합으로 유도된 지방족 폴리카보네이트(APC)는 유망한 친환경 중합체로 부상하고 있다. 중합체 질량의 최대 50%를 차지하는 CO2의 혼입은 석유 화학 원료로부터 단독으로 유도된 기존의 중합체에 비하여 환경적 이점을 가진다.
CO2계 중합체는 우수한 가스 차단 특성을 가져, 산소 차단 특성이 높이 평가되는 포장 응용에 이들을 사용하는 것에 대한 관심이 존재한다. 이러한 관심에도 불구하고, 물리적 특성 또는 고분자 처리 파라미터의 불일치는 용납될 수 없기 때문에 새로운 중합체를 기존의 상품 중합체의 드롭-인 대체제(drop-in replacement)로서 사용하기는 매우 어렵다. 이에 따라, APC와 기존의 상품 중합체의 블렌드에 특별한 관심이 존재한다. 그러한 블렌드는 기존의 처리 장비의 사용을 허용하면서, APC의 향상된 가스 차단 특성으로부터 혜택을 얻을 수 있다. APC에 있어 하나의 고가치의 응용은 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀과의 블렌드이다. 블렌딩된 물질은 폴리올레핀 단독과 비교하여 향상된 산소 차단 특성 및 순수(neat) 폴리올레핀과 유사한 공정을 가진다. 그럼에도 불구하고, 두 물질이 언제나 상용성이지는 않기 때문에 APC 폴리올레핀을 제조하는 것은 어려운 문제일 수 있다. 이에 따라, APC 및 폴리올레핀을 위한 효과적인 상용화제의 필요성이 여전히 존재한다.
무엇보다도, 본 발명은 탄화수소 블록 및 지방족 폴리카보네이트의 블록을 포함하는 블록 공중합체가 APC와 폴리올레핀의 블렌드를 상용화시키기 위한 첨가제로서 효과적이라는 인식을 포함한다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 APC-폴리올레핀 블렌드를 위한 상용화제로서 유용성을 가지는 신규 블록 공중합체를 포함한다. 특정 구체예에서, 신규 블록 공중합체는 다음의 화학식 I을 가지고:
Figure pct00001
,
여기서 모이어티
Figure pct00002
는 CO2 및 하나 이상의 에폭사이드의 교호 공중합체를 포함하며;
모이어티
Figure pct00003
는 포화 또는 불포화 탄화수소를 포함한다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 APC와 폴리올레핀의 블렌드 제조 방법을 포함한다. 특정 구체예에서, 상기 방법은 화학식 I의 상용화제의 존재하에서 APC와 하나 이상의 폴리올레핀의 블렌딩 단계를 포함한다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 APC와 폴리올레핀의 신규 블렌드를 포함한다. 특정 구체예에서, 블렌드는 하나 이상의 APC; 적어도 하나의 폴리올레핀 및 화학식 I의 상용화제를 포함한다.
정의
구체적인 작용기 및 화학적 용어의 정의는 하기에 더욱 자세하게 기재된다. 본 발명을 위하여, 화학 원소는 원소 주기율표, CAS 버전, Handbook of Chemistry and Physics, 75th Ed., 표지 안쪽에 따라 확인되며, 구체적인 작용기는 일반적으로 본 명세서에 기재된 바와 같이 정의된다. 또한, 유기 화학의 일반적인 원리, 뿐만 아니라 구체적인 작용 모이어티 및 반응성은 Organic Chemistry, Thomas Sorrell, University Science Books, Sausalito, 1999; Smith and March March's Advanced Organic Chemistry, 5th Edition, John Wiley & Sons, Inc., New York, 2001; Larock, Comprehensive Organic transformations, VCH Publishers, Inc., New York, 1989; Carruthers, Some Modern Methods of Organic Synthesis, 3rd Edition, Cambridge University Press, Cambridge, 1987 에 기재되어 있고; 상기 각각의 전체 내용은 본 명세서에 참조 문헌으로 포함된다.
본 발명의 특정 화합물은 하나 이상의 비대칭 중심을 포함할수 있으며, 따라서 다양한 입체 이성질체의 형태, 예로서, 거울상 이성질체 및/또는 부분입체 이성질체로 존재할 수 있다. 이에 따라, 발명의 화합물 및 이의 조성물은 개별적인 거울상 이성질체, 부분입체 이성질체 또는 기하 이성질체의 형태일 수 있거나, 입체 이성질체의 혼합물일 수 있다. 특정 구체예에서, 본 발명의 화합물은 순수거울상(enantiopure) 화합물이다. 특정 구체예에서, 거울상 이성질체 또는 부분입체 이성질체의 혼합물이 제공된다.
게다가, 본 명세서에 기재된 바와 같은 특정 화합물은, 달리 언급되지 않는 한, Z 또는 E 이성질체로서 존재할 수 있는 이중 결합을 가질 수 있다. 본 발명은 또한 실질적으로 다른 이성질체가 없는 개별적인 이성질체로서 그리고 대안적으로, 다양한 이성질체의 혼합물, 예로서, 거울상 이성질체의 라세미 혼합물로서 화합물을 포함한다. 상기 언급된 화합물 자체 외에, 본 발명은 또한 하나 이상의 화합물을 포함하는 조성물을 포함한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "이성질체"는 임의의 및 모든 기하 이성질체 및 입체 이성질체를 포함한다. 예를 들어, "이성질체"는 본 발명의 범위 내에 속하는 한, 시스- 및 트랜스-이성질체, E- 및 Z- 이성질체, R- 및 S-거울상 이성질체, 부분입체 이성질체, (D)-이성질체, (L)-이성질체, 이의 라세미 혼합물, 및 이의 다른 혼합물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 일부 구체예에서 입체 이성질체는 하나 이상의 상응하는 입체 이성질체가 실질적으로 없이 제공될 수 있고, 또한 "입체화학적으로 농축된"으로 지칭될 수 있다.
특정 거울상 이성질체가 바람직한 경우, 일부 구체예에서 반대의 거울상 이성질체가 실질적으로 없이 제공될 수 있고, 또한 "광학적으로 농축된"으로 지칭될 수 있다. "광학적으로 농축된"은 본 명세서에 사용된 바와 같이, 화합물 또는 중합체가 현저하게 더 큰 비율의 하나의 거울상 이성질체로 구성되는 것을 의미한다. 특정 구체예에서 화합물은 적어도 약 90중량%의 바람직한 거울상 이성질체로 구성된다. 다른 구체예에서 화합물은 적어도 약 95%, 98%, 또는 99중량%의 바람직한 거울상 이성질체로 구성된다. 바람직한 거울상 이성질체는 카이랄 고압 액체 크로마토그래피 (HPLC), 카이랄 염의 형성 및 결정화를 포함하는 당업자에게 공지된 임의의 방법에 의해 라세미 혼합물로부터 분리될 수 있거나, 비대칭 합성에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, Jacques, et al., Enantiomers , Racemates and Resolutions (Wiley Interscience, New York, 1981); Wilen, S.H., et al., Tetrahedron 33:2725 (1977); Eliel, E.L.Stereochemistry of Carbon Compounds (McGraw-Hill, NY, 1962); Wilen, S.H.Tables of Resolving Agents and Optical Resolutions p.268 (E.L.Eliel, Ed., Univ.of Notre Dame Press, Notre Dame, IN 1972)를 참조한다.
용어 "에폭사이드"는 본 명세서에 사용된 바와 같이, 치환 또는 비치환된 옥시란을 지칭한다. 그러한 치환된 옥시란은 단일치환된 옥시란, 이중치환된 옥시란, 삼중치환된 옥시란, 및 사중치환된 옥시란을 포함한다. 그러한 에폭사이드는 본 명세서에 정의된 바와 같이 추가로 임의로 치환될 수 있다. 특정 구체예에서, 에폭사이드는 단일 옥시란 모이어티를 포함한다. 특정 구체예에서, 에폭사이드는 두 개 이상의 옥시란 모이어티를 포함한다.
용어 "중합체"는 본 명세서에 사용된 바와 같이, 높은 상대 분자 질량의 분자를 지칭하며, 그 구조는 낮은 상대 분자 질량의 분자로부터, 실제로 또는 개념상으로 유도된 다중 반복 단위들을 포함한다. 특정 구체예에서, 중합체는 CO2 및 에폭사이드로부터 유도된 실질적인 교대 단위(예로서, 폴리(에틸렌 카보네이트)로 구성된다. 특정 구체예에서, 본 발명의 중합체는 공중합체, 삼원 중합체, 이종중합체, 블록 공중합체, 또는 두 개 이상의 상이한 에폭사이드 단량체를 포함하는 테이퍼(tapered) 이종중합체이다. 그러한 고급 중합체의 구조적 묘사와 관련하여, 사선에 의해 분리된 상이한 단량체 단위들 또는 중합체 블록의 결속을 보여주는 관례가 본 명세서에 사용될 수 있다:
Figure pct00004
. 이러한 구조들은 달리 명확히 서술되지 않는 한, 묘사된 임의의 비율의 상이한 단량체 단위를 포함하는 공중합체를 포함하는 것으로 의도된다. 이러한 묘사는 또한 달리 명확히 서술되지 않는 한 랜덤, 테이퍼, 공중합체 및 이들 중 임의의 둘 이상의 조합을 나타내도록 의도되고, 이들 모두가 내포된다.
용어 "할로" 및 "할로겐"은 본 명세서에 사용된 바와 같이, 플루오린 (플루오로, -F), 클로린 (클로로, -Cl), 브로민 (브로모, -Br), 및 아이오딘 (아이오도, -I)로부터 선택된 원자를 지칭한다.
용어 "지방족" 또는 "지방족 기"는 본 명세서에 사용된 바와 같이, 직선-사슬 (즉, 미분지형), 분지형, 또는 고리형(접합된, 다리걸친, 및 스피로-접합된 다중고리형 포함)일 수 있고, 완전히 포화될 수 있거나 방향족은 아닌 하나 이상의 불포화 단위를 포함할 수 있는 탄화수소 모이어티를 나타낸다. 달리 명확히 서술되지 않는 한, 지방족 기는 1-80개의 탄소 원자를 포함한다. 특정 구체예에서, 지방족 기는 1-40개의 탄소 원자를 포함한다. 특정 구체예에서, 지방족 기는 1-20개의 탄소 원자를 포함한다. 특정 구체예에서, 지방족 기는 3-20개의 탄소 원자를 포함한다. 특정 구체예에서, 지방족 기는 1-12개의 탄소 원자를 포함한다. 특정 구체예에서, 지방족 기는 1-8개의 탄소 원자를 포함한다. 특정 구체예에서, 지방족 기는 1-6개의 탄소 원자를 포함한다. 일부 구체예에서, 지방족 기는 1-5개의 탄소 원자를 포함하고, 일부 구체예에서, 지방족 기는 1-4개의 탄소 원자를 포함하고, 일부 구체예에서 지방족 기는 1-3 개의 탄소 원자를 포함하고, 일부 구체예에서 지방족 기 1 또는 2개의 탄소 원자를 포함한다. 적절한 지방족 기는 선형 또는 분지형, 알킬, 알케닐, 및 알키닐 기, 이의 혼성, 예컨대 (사이클로알킬)알킬, (사이클로알케닐)알킬 또는 (사이클로알킬)알케닐을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
용어 "헤테로지방족"은 본 명세서에 사용된 바와 같이, 하나 이상의 탄소 원자가 산소, 황, 질소, 또는 인으로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 원자로 독립적으로 대체되는 지방족 기를 지칭한다. 특정 구체예에서, 1 내지 6개의 탄소 원자는 하나 이상의 산소, 황, 질소, 또는 인에 의하여 독립적으로 대체된다. 헤테로지방족 기는 치환 또는 비치환된, 분지형 또는 미분지형, 고리형 또는 비고리형일 수 있고, 포화, 불포화 또는 부분적으로 불포화된 기를 포함한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "2가 C1-8 (또는 C1-3) 포화 또는 불포화, 직선 또는 분지형, 탄화수소 사슬"은 본 명세서에 정의된 바와 같은 2가 알킬, 알케닐, 및 알키닐, 사슬을 지칭한다.
용어 "불포화된"은 본 명세서에 사용된 바와 같이, 하나 이상의 이중 또는 삼중 결합을 가지는 모이어티를 의미한다.
용어 "지환족", "카보사이클", 또는 "카보사이클릭"은 단독으로 또는 더 큰 모이어티의 부분으로서 사용되고, 본 명세서에 기재된 바와 같이 3 내지 12 개의 구성원을 가지는 포화 또는 부분적으로 불포화된 고리형 지방족 단일고리형 또는 다중고리형 고리 시스템을 지칭하며, 지방족 고리 시스템은 본 명세서에 기재되고 상기 정의된 바와 같이 임의로 치환된다. 지환족 기는 비제한적으로, 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 사이클로펜테닐, 사이클로헥실, 사이클로헥세닐, 사이클로헵틸, 사이클로헵테닐, 사이클로옥틸, 사이클로옥테닐, 노르보르닐, 아다만틸, 및 사이클로옥타디에닐을 포함한다. 일부 구체예에서, 사이클로알킬은 3-6개의 탄소를 가진다. 용어 "지환족", "카보사이클" 또는 "카보사이클릭"은 또한 하나 이상의 방향족 또는 비방향족 고리에 접합된 지방족 고리, 예컨대 데카하이드로나프틸 또는 테트라하이드로나프틸을 포함하고, 여기서 라디칼 또는 부착점은 지방족 고리 상에 있다. 특정 구체예에서, 용어 "3- 내지 7-원 카보사이클"은 3- 내지 7-원 포화된 또는 부분적으로 불포화된 단일고리형 카보사이클릭 고리를 지칭한다. 특정 구체예에서, 용어 "3- 내지 8-원 카보사이클"은 3- 내지 8-원 포화된 또는 부분적으로 불포화된 단일고리형 카보사이클릭 고리를 지칭한다. 특정 구체예에서, 용어 "3- 내지 14-원 카보사이클" 및 "C3-14 카보사이클"은 3- 내지 8-원 포화된 또는 부분적으로 불포화된 단일고리형 카보사이클릭 고리, 또는 7- 내지 14-원 포화된 또는 부분적으로 불포화된 다중고리형 카보사이클릭 고리를 지칭한다.
용어 "알킬"은 본 명세서에 사용된 바와 같이, 단일 수소 원자의 제거에 의해 1 내지 6개의 탄소 원자를 포함하는 지방족 모이어티로부터 유도된 포화된, 직선- 또는 분지형-사슬 탄화수소 라디칼을 지칭한다. 달리 명확히 서술되지 않는 한, 알킬기는 1-12 개의 탄소 원자를 포함한다. 특정 구체예에서, 알킬기는 1-8 개의 탄소 원자를 포함한다. 특정 구체예에서, 알킬기는 1-6 개의 탄소 원자를 포함한다. 일부 구체예에서, 알킬기는 1-5 개의 탄소 원자를 포함하고, 일부 구체예에서, 알킬기는 1-4 개의 탄소 원자를 포함하고, 일부 구체예에서 알킬기는 1-3 개의 탄소 원자를 포함하고, 일부 구체예에서 알킬기는 1-2 개의 탄소 원자를 포함한다. 알킬 라디칼의 예로는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, sec-펜틸, 이소펜틸, tert-부틸, n-펜틸, 네오펜틸, n-헥실, sec-헥실, n-헵틸, n-옥틸, n-데실, n-운데실, 도데실 등을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
용어 "알케닐"은 본 명세서에 사용된 바와 같이, 단일 수소 원자의 제거로 인해 적어도 하나의 탄소-탄소 이중 결합을 가지는 직선- 또는 분지형-사슬 지방족 모이어티로부터 유도된 1가 기를 나타낸다. 달리 명확히 서술되지 않는 한, 알케닐 기는 2-12 개의 탄소 원자를 포함한다. 특정 구체예에서, 알케닐 기는 2-8 개의 탄소 원자를 포함한다. 특정 구체예에서, 알케닐 기는 2-6 개의 탄소 원자를 포함한다. 일부 구체예에서, 알케닐 기는 2-5 개의 탄소 원자를 포함하고, 일부 구체예에서, 알케닐 기는 2-4 개의 탄소 원자를 포함하고, 일부 구체예에서 알케닐 기는 2-3 개의 탄소 원자를 포함하고, 일부 구체예에서 알케닐 기는 2 개의 탄소 원자를 포함한다. 알케닐 기는 예를 들어, 에테닐, 프로페닐, 부테닐, 1-메틸-2-부텐-1-일 등을 포함한다.
용어 "알키닐"은 본 명세서에 사용된 바와 같이, 단일 수소 원자의 제거에 의해 적어도 하나의 탄소-탄소 삼중 결합을 가지는, 직선- 또는 분지형-사슬 지방족 모이어티로부터 유도된 1가 기를 지칭한다. 달리 명확히 서술되지 않는 한, 알키닐 기는 2-12 개의 탄소 원자를 포함한다. 특정 구체예에서, 알키닐 기는 2-8 개의 탄소 원자를 포함한다. 특정 구체예에서, 알키닐 기는 2-6 개의 탄소 원자를 포함한다. 일부 구체예에서, 알키닐 기는 2-5 개의 탄소 원자를 포함하고, 일부 구체예에서, 알키닐 기는 2-4 개의 탄소 원자를 포함하고, 일부 구체예에서 알키닐 기는 2-3 개의 탄소 원자를 포함하고, 일부 구체예에서 알키닐 기는 2 개의 탄소 원자를 포함한다. 대표적인 알키닐 기는 에티닐, 2-프로피닐 (프로파르길), 1-프로피닐 등을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
용어 "알콕시"는 본 명세서에 사용된 바와 같이 산소 원자를 통해 모 분자에 부착된, 이전에 정의된 바와 같은 알킬기를 지칭한다. 알콕시의 예로는 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 이소프로폭시, n-부톡시, tert-부톡시, 네오펜톡시, 및 n-헥스옥시를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
용어 "아실"은 본 명세서에 사용된 바와 같이, 카보닐-포함 작용기, 예로서, -C(=O)R'를 지칭하며, 여기서 R'은 수소 또는 임의로 치환된 지방족, 헤테로지방족, 헤테로사이클릭, 아릴, 헤테로아릴 기이거나, 작용기를 포함하고 (예로서, 수소 또는 지방족, 헤테로지방족, 아릴, 또는 헤테로아릴 모이어티와) 치환된 산소 또는 질소(예로서, 카복실산, 에스테르, 또는 아미드 작용기를 형성)이다. 용어 "아실옥시"는 본 명세서에 사용된 바와 같이 산소 원자를 통해 모 분자에 부착된 아실기를 지칭한다.
용어 "아릴"은 단독으로 또는 "아랄킬", "아르알콕시", 또는 "아릴옥시알킬"에서와 같이 더 큰 모이어티의 부분으로서 사용되고, 총 5 내지 20개의 고리 구성원을 가지는 단일고리형 및 다중고리형 고리 시스템을 지칭하며, 여기서 시스템 내의 적어도 하나의 고리는 방향족이며, 시스템 내의 각각의 고리는 3 내지 12개의 고리 구성원을 포함한다. 용어 "아릴"은 용어 "아릴 고리"와 상호교환적으로 사용될 수 있다. 본 발명의 특정 구체예에서, "아릴"은 방향족 고리 시스템을 지칭하고, 페닐, 비페닐, 나프틸, 안트라실 등을 포함하지만 이에 제한되지 않으며, 하나 이상의 치환기를 보유할 수 있다. 또한 방향족 고리가 하나 이상의 추가적인 고리, 예컨대 벤조푸라닐, 인다닐, 프탈이미딜, 나프탈이미딜, 펜안트리디닐, 또는 테트라하이드로나프틸 등에 접합된 기가 본 명세서에 사용된 바와 같이 용어 "아릴"의 범위 내에 포함된다. 특정 구체예에서, 용어 "6- 내지 10-원 아릴" 및 "C6-10 아릴"은 페닐 또는 8- 내지 10-원 다중고리형 아릴 고리를 지칭한다.
용어 "헤테로아릴" 및 "헤테로아르-"은 단독으로 또는 더 큰 모이어티의 부분으로 사용되고, 예로서, "헤테로아랄킬", 또는 "헤테로아르알콕시"은 5 내지 14개의 고리 원자, 바람직하게는 5, 6, 또는 9개의 고리 원자를 가지며; 고리형 배열에서 공유된 6, 10, 또는 14개의 전자를 가지고; 탄소 원자 외에 1 내지 5개의 헤테로원자를 가지는 기를 지칭한다. 용어 "헤테로원자"는 질소, 산소, 또는 황을 지칭하며, 임의의 산화된 형태의 질소 또는 황, 및 임의의 사차화된 형태의 염기성 질소를 포함한다. 헤테로아릴 기는 비제한적으로, 티에닐, 퓨라닐, 피롤릴, 이미다졸릴, 피라졸릴, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 옥사졸릴, 이소옥사졸릴, 옥사다이아졸릴, 티아졸릴, 이소티아졸릴, 티아다이아졸릴, 피리딜, 피리다지닐, 피리미디닐, 피라지닐, 인돌리지닐, 퓨리닐, 나프티리디닐, 벤조푸라닐 및 프테리디닐을 포함한다. 용어 "헤테로아릴" 및 "헤테로아르-"는 본 명세서에 사용된 바와 같이, 또한 헤테로방향족 고리가 하나 이상의 아릴, 지환족, 또는 헤테로사이클릭 고리에 접합된 기를 포함하고, 라디칼 또는 부착점은 여기서 헤테로방향족 고리 상에 있다. 비제한적인 예로는 인돌릴, 이소인돌릴, 벤조티에닐, 벤조푸라닐, 디벤조푸라닐, 인다졸릴, 벤즈이미다졸릴, 벤즈티아졸릴, 퀴롤릴, 이소퀴롤릴, 신놀리닐, 프탈라지닐, 퀴나졸리닐, 퀴녹살리닐, 4H-퀴놀리지닐, 카바콜릴, 아크리디닐, 페나지닐, 페노티아지닐, 페녹사지닐, 테트라하이드로퀴놀리닐, 테트라하이드로이소퀴놀리닐, 및 피리도[2,3-b]-1,4-옥사진-3(4H)-온을 포함한다. 헤테로아릴 기는 단일- 또는 이중고리형일 수 있다. 용어 "헤테로아릴"은 용어 "헤테로아릴 고리", "헤테로아릴 기", 또는 "헤테로방향족"과 상호교환적으로 사용될 수 있고, 임의의 이들 용어는 임의로 치환된 고리를 포함한다. 용어 "헤테로아랄킬"은 헤테로아릴에 의해 치환된 알킬기를 지칭하고, 여기서 알킬 및 헤테로아릴 부분은 독립적으로 임의로 치환된다. 특정 구체예에서, 용어 "5- 내지 10-원 헤테로아릴"은 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 1 내지 3개의 헤테로원자를 가지는 5- 내지 6-원 헤테로아릴 고리, 또는 질소, 산소, 또는 황으로부터 선택된 독립적으로 선택된 1 내지 4개의 헤테로원자를 가지는 8- 내지 10-원 이중고리형 헤테로아릴 고리를 지칭한다. 특정 구체예에서, 용어 "5- 내지 12-원 헤테로아릴"은 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 1 내지 3개의 헤테로원자를 가지는 5- 내지 6-원 헤테로아릴 고리, 또는 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 1 내지 4개의 헤테로원자를 가지는 8- 내지 12-원 이중고리형 헤테로아릴 고리를 지칭한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "헤테로사이클", "헤테로사이클릴", "헤테로사이클릭 라디칼", 및 "헤테로사이클릭 고리"는 상호교환적으로 사용되며, 포화된 또는 부분적으로 불포화되고, 상기 정의된 바와 같이, 탄소 원자 이외에 하나 이상의 바람직하게는 1 내지 4개의 헤테로원자를 가지는 안정한 5- 내지 7-원 단일고리형 또는 7-14-원 다중고리형 헤테로사이클릭 모이어티를 지칭한다. 헤테로사이클의 고리 원자와 관련하여 사용되는 경우, 용어 "질소"는 치환된 질소를 포함한다. 예시로서, 산소, 황 또는 질소로부터 선택된 0-3개의 헤테로원자를 가지는 포화된 또는 부분적으로 불포화된 고리에서, 질소는 N (3,4-디하이드로-2H-피롤릴에서와 같이), NH (피롤리디닐에서와 같이), 또는 +NR (N-치환된 피롤리디닐에서와 같이) 일 수 있다. 일부 구체예에서, 용어 "3- 내지 7-원 헤테로사이클릭"은 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 1 내지 2개의 헤테로원자를 가지는 3- 내지 7-원 포화된 또는 부분적으로 불포화된 단일고리형 헤테로사이클릭 고리를 지칭한다. 일부 구체예에서, 용어 "3- 내지 12-원 헤테로사이클릭"은 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 1 내지 2개의 헤테로원자를 가지는 3- 내지 8-원 포화된 또는 부분적으로 불포화된 단일고리형 헤테로사이클릭 고리, 또는 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 1-3개의 헤테로원자를 가지는 7- 내지 12-원 포화된 또는 부분적으로 불포화된 다중고리형 헤테로사이클릭 고리를 지칭한다.
헤테로사이클릭 고리는 안정한 구조를 야기하는 임의의 헤테로원자 또는 탄소 원자의 펜던트기에 부착될 수 있고, 임의의 고리 원자는 임의로 치환될 수 있다. 그러한 포화된 또는 부분적으로 불포화된 헤테로사이클릭 라디칼의 예로는 비제한적으로, 테트라하이드로퓨라닐, 테트라하이드로티에닐, 피롤리디닐, 피롤리도닐, 피페리디닐, 피롤리닐, 테트라하이드로퀴놀리닐, 테트라하이드로이소퀴놀리닐, 데카하이드로퀴놀리닐, 옥사졸리디닐, 피페라지닐, 디옥사닐, 디옥솔라닐, 디아제피닐, 옥사제피닐, 티아제피닐, 모르포리닐, 및 퀴누클리디닐을 포함한다. 용어 "헤테로사이클", "헤테로사이클릴", "헤테로사이클릴 고리", "헤테로사이클릭 기", "헤테로사이클릭 모이어티", 및 "헤테로사이클릭 라디칼"은 본 명세서에서 상호교환적으로 사용되고, 또한 헤테로사이클릴 고리가 하나 이상의 아릴, 헤테로아릴, 또는 지환족 고리, 예컨대 인돌리닐, 3H-인돌릴, 크로마닐, 페난트리디닐, 또는 테트라하이드로퀴놀리닐에 접합된 기를 포함하고, 여기서 라디칼 또는 부착점은 헤테로사이클릴 고리 상에 있다. 헤테로사이클릴 기는 단일- 또는 이중고리형일 수 있다. 용어 "헤테로사이클릴알킬"은 헤테로사이클릴에 의해 치환된 알킬기를 지칭하고, 여기서 알킬 및 헤테로사이클릴 부분은 독립적으로 임의로 치환된다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "부분적으로 불포화된"은 적어도 하나의 이중 또는 삼중 결합을 포함하는 고리 모이어티를 지칭한다. 용어 "부분적으로 불포화된"은 다중 불포화 부위를 가지는 고리를 포함하는 것으로 의도되지만, 본 명세서에 정의된 바와 같이 아릴 또는 헤테로아릴 모이어티를 포함하는 것으로는 의도되지 않는다.
본 명세서에 기재된 바와 같이, 본 발명의 화합물은 "임의로 치환된" 모이어티를 포함할 수 있다. 일반적으로, 용어 "치환된"은 용어 "임의로"가 선행되는지 여부와 관계없이, 지정된 모이어티의 하나 이상의 수소가 적절한 치환기로 대체됨을 의미한다. 달리 언급되지 않는 한, "임의로 치환된" 기는 기의 각각의 치환 가능한 위치에 적절한 치환기를 가질 수 있고, 임의의 주어진 구조 중 하나 초과의 위치가 명시된 그룹으로부터 선택된 하나 초과의 기로 치환될 수 있는 경우, 치환기는 모든 위치에서 동일하거나 상이할 수 있다. 본 발명에 의해 구상된 치환기의 조합은 바람직하게는 안정한 또는 화학적으로 실현 가능한 화합물의 형성을 야기하는 것이다. 용어 "안정한"은 본 명세서에 사용된 바와 같이, 생성, 검출 및 특정 구체예에서, 이의 회수, 정제, 및 본 명세서에 개시된 하나 이상의 목적을 위한 사용을 허용하는 조건을 겪을 때 실질적으로 변경되지 않는 화합물을 지칭한다.
"임의로 치환된" 기의 치환 가능한 탄소 원자에 적절한 1가 치환기는 독립적으로 할로겐; -(CH2)0- 4R°; -(CH2)0- 4OR°; -O-(CH2)0- 4C(O)OR°; -(CH2)0- 4CH(OR°)2; -(CH2)0-4SR°; R°로 치환될 수 있는 -(CH2)0- 4Ph; R°로 치환될 수 있는 -(CH2)0-4O(CH2)0-1Ph; R°로 치환될 수 있는 -CH=CHPh; -NO2; -CN; -N3; -(CH2)0- 4N(R°)2; -(CH2)0- 4N(R°)C(O)R°; -N(R°)C(S)R°; -(CH2)0- 4N(R°)C(O)NR°2; -N(R°)C(S)NR°2; -(CH2)0- 4N(R°)C(O)OR°; -N(R°)N(R°)C(O)R°; -N(R°)N(R°)C(O)NR°2; -N(R°)N(R°)C(O)OR°; -(CH2)0- 4C(O)R°; -C(S)R°; -(CH2)0- 4C(O)OR°; -(CH2)0- 4C(O)N(R°)2; -(CH2)0- 4C(O)SR°; -(CH2)0- 4C(O)OSiR°3; -(CH2)0- 4OC(O)R°; -OC(O)(CH2)0- 4SR-, SC(S)SR°; -(CH2)0- 4SC(O)R°; -(CH2)0- 4C(O)NR°2; -C(S)NR°2; -C(S)SR°; -SC(S)SR°, -(CH2)0- 4OC(O)NR°2; -C(O)N(OR°)R°; -C(O)C(O)R°; -C(O)CH2C(O)R°; -C(NOR°)R°; -(CH2)0- 4SSR°; -(CH2)0- 4S(O)2R°; -(CH2)0- 4S(O)2OR°; -(CH2)0- 4OS(O)2R°; -S(O)2NR°2; -(CH2)0- 4S(O)R°; -N(R°)S(O)2NR°2; -N(R°)S(O)2R°; -N(OR°)R°; -C(NH)NR°2; -P(O)2R°; -P(O)R°2; -OP(O)R°2; -OP(O)(OR°)2; SiR°3; -(C1-4 직선 또는 분지형 알킬렌)O-N(R°)2; 또는 -(C1-4 직선 또는 분지형 알킬렌)C(O)O-N(R°)2 이고, 여기서 각각의 R°은 하기 정의되는 바와 같이 치환될 수 있고, 독립적으로 수소, C1-8 지방족, -CH2Ph, -O(CH2)0- 1Ph, 또는 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 0-4개의 헤테로원자를 가지는 5-6-원 포화된, 부분적으로 불포화된, 또는 아릴 고리이고, 또는 상기의 정의에도 불구하고, 두 개의 독립적인 R°의 존재는 그의 개재(intervening) 원자(들)과 함께 합쳐져, 하기 정의된 바와 같이 치환될 수 있는, 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 0-4 개의 헤테로원자를 가지는3-12-원 포화된, 부분적으로 불포화된, 또는 아릴 단일- 또는 다중고리형 고리를 형성한다.
R° (또는 2개의 독립적인 R°의 존재와 그들의 개재 원자가 합쳐짐으로써 형성된 고리)에 적절한 1가 치환기는 할로겐, -(CH2)0- 2Rl, -(할로Rl), -(CH2)0- 2OH, -(CH2)0-2ORl, -(CH2)0- 2CH(ORl)2; -O(할로Rl), -CN, -N3, -(CH2)0- 2C(O)Rl, -(CH2)0-2C(O)OH, -(CH2)0- 2C(O)ORl, -(CH2)0- 4C(O)N(R°)2; -(CH2)0- 2SRl, -(CH2)0- 2SH, -(CH2)0-2NH2, -(CH2)0- 2NHRl, -(CH2)0- 2NRl2, -NO2, -SiRl3, -OSiRl3, -C(O)SRl, -(C1-4 직선 또는 분지형 알킬렌)C(O)ORl, 또는 -SSRl이고 여기서 각각의 Rl이 비치환되거나 "할로"가 선행되는 경우에는 오직 하나 이상의 할로겐으로 치환되고, C1-4　지방족, -CH2Ph, -O(CH2)0- 1Ph, 또는 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 0-4개의 헤테로원자를 가지는5-6-원 포화된, 부분적으로 불포화된, 또는 아릴 고리로부터 독립적으로 선택된다. R°의 포화된 탄소 원자에 적절한 2가 치환기는 =O 및 =S을 포함한다.
"임의로 치환된" 기의 포화된 탄소 원자에 적절한 2가 치환기는 다음을 포함한다: =O, =S, =NNR* 2, =NNHC(O)R*, =NNHC(O)OR*, =NNHS(O)2R*, =NR*, =NOR*, -O(C(R* 2))2-3O-, 또는 -S(C(R* 2))2-3S-, 여기서 각각의 독립적인 R*의 존재는 수소, 하기 정의된 바와 같이 치환될 수 있는 C1-6　지방족, 또는 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 0-4개의 헤테로원자를 가지는 비치환된 5-6-원 포화된, 부분적으로 불포화된, 또는 아릴 고리로부터 선택된다. "임의로 치환된" 기의 인접한 치환 가능한 탄소에 결합된 적절한 2가 치환기는 다음을 포함한다: -O(CR* 2)2-3O-, 여기서 각각의 독립적인 R*의 존재는 수소, 하기 정의된 바와 같이 치환될 수 있는 C1-6　지방족, 또는 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 0-4개의 헤테로원자를 가지는 비치환된 5-6-원 포화된, 부분적으로 불포화된, 또는 아릴 고리로부터 선택된다.
R*의 지방족 기에 적절한 치환기는 할로겐, -Rl, -(할로Rl), -OH, -ORl, -O(할로Rl), -CN, -C(O)OH, -C(O)ORl, -NH2, -NHRl, -NRl2, 또는 -NO2를 포함하고, 여기서 각각의 Rl이 비치환되거나 "할로"가 선행되는 경우에는 오직 하나 이상의 할로겐으로 치환되고, C1-4　지방족, -CH2Ph, -O(CH2)0- 1Ph, 또는 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 0-4개의 헤테로원자를 가지는 5-6-원 포화된, 부분적으로 불포화된, 또는 아릴 고리로부터 독립적으로 선택된다.
"임의로 치환된" 기의 치환 가능한 질소에 적절한 치환기는 -R†, -NR† 2, -C(O)R†, -C(O)OR†, -C(O)C(O)R†, -C(O)CH2C(O)R†, -S(O)2R†, -S(O)2NR† 2, -C(S)NR† 2, -C(NH)NR† 2, 또는 -N(R†)S(O)2R†를 포함하며; 여기서 각각의 R†은 독립적으로 수소, 하기 정의된 바와 같이 치환될 수 있는 C1-6 지방족, 비치환된 -OPh, 또는 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 0-4개의 헤테로원자를 가지는 비치환된 5-6-원 포화된, 부분적으로 불포화된, 또는 아릴 고리 또는, 상기의 정의에도 불구하고, 두 개의 독립적인 R†의 존재는 그의 개재 원자(들)과 합쳐져, 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 0-4개의 헤테로원자를 가지는 비치환된 3-12-원 포화된, 부분적으로 불포화된, 또는 아릴 단일- 또는 이중고리형 고리를 형성한다.
R†의 지방족 기에 적절한 치환기는 독립적으로 할로겐, -Rl, -(할로Rl), -OH, -ORl, -O(할로Rl), -CN, -C(O)OH, -C(O)ORl, -NH2, -NHRl, -NRl2, 또는 -NO2이고, 여기서 각각의 Rl은 비치환되거나 "할로"가 선행되는 경우에는 오직 하나 이상의 할로겐으로 치환되고, C1-4　지방족, -CH2Ph, -O(CH2)0- 1Ph, 또는 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 0-4개의 헤테로원자를 가지는 5-6-원 포화된, 부분적으로 불포화된, 또는 아릴 고리로부터 독립적으로 선택된다.
치환기가 본 명세서에 기재되는 경우, 용어 "라디칼" 또는 "임의로 치환된 라디칼"이 종종 사용된다. 이러한 문맥에서, "라디칼"은 치환기가 결합되는 구조에 부착하기 위한 사용 가능한 위치를 가지는 모이어티 또는 작용기를 의미한다. 치환기가 치환기보다는 독립적인 중성 분자라면, 일반적으로 부착점은 수소 원자를 보유할 것이다. 이러한 문맥에서, 용어 "라디칼" 또는 "임의로-치환된 라디칼"은 이에 따라 "기" 또는 "임의로-치환된 기"와 상호 교환이 가능하다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "용어 헤드-투-테일(head-to-tail)" 또는 "HT"는 중합체 사슬 중에 인접한 반복 단위의 위치화학(regiochemistry)를 지칭한다. 예를 들어, 폴리(프로필렌 카보네이트) (PPC)의 문맥에서, 용어 헤드-투-테일은 하기 3가지 위치화학적 가능성에 기초한다:
Figure pct00005
용어 헤드-투-테일 비(H:T)는 다른 모든 위치화학적 가능성의 합계에 대한 헤드-투-테일 결합의 비율을 지칭한다. 중합체 구조의 묘사에 대하여, 단량체 단위의 구체적인 위치화학적 방향이 본 명세서에 중합체 구조의 묘사에 나타날 수 있지만, 이것은 중합체 구조를 나타난 위치화학적 배열에 제한하고자 함은 아니지만 달리 명확히 서술되지 않는 한, 반대 위치화학, 랜덤 혼합물, 이소택틱 물질, 신디오택틱 물질, 라세미 물질, 및/또는 에난티오농축(enantioenriched) 물질 및 이들의 임의의 조합을 포함하여 묘사된 모든 위치화학적 배열을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이 용어 "알콕시화된"은 분자 상의 하나 이상의 작용기(대개 작용기는 알코올, 아민, 또는 카복실산이지만, 이에 엄격하게 제한되지 않음)가 하이드록시-말단의 알킬 사슬에 부가됨을 의미한다.알콕시화된 화합물은 단일 알킬기를 포함하거나, 이들이 올리고머형 모이어티 예컨대 하이드록실-말단의 폴리에테르일 수 있다. 알콕시화된 물질은 에폭사이드와 함께 작용기의 처리에 의해 모 화합물로부터 유도될 수 있다.
달리 명확히 서술되지 않는 한, 하나의("a," "an") 및 그("the") 및 "적어도 하나"("at least one")은 상호교환적으로 사용되고 하나 또는 하나 이상을 의미한다.
I. 신규 블록 공중합체 조성물
무엇보다도, 본 발명은 신규 블록 중합체를 제공한다. 특정 구체예에서, 그러한 블록 중합체는 중합체 블렌드를 위한 상용화제로서 유용성을 가진다. 특정 구체예에서, 신규 블록 중합체는 제1 블록이 CO2 및 하나 이상의 에폭사이드의 교호 공중합체를 포함하고 제2 블록이 탄화수소를 포함하는 선형 이중블록 물질을 포함한다.
특정 구체예에서, 신규 블록 공중합체는 다음의 화학식 I을 가지고:
Figure pct00006
,
여기서 모이어티
Figure pct00007
는 하나 이상의 에폭사이드와 CO2의 교호 공중합체를 포함하고;
모이어티
Figure pct00008
는 포화 또는 불포화 탄화수소를 포함한다.
a. APC 세그먼트의 상세한 설명
특정 구체예에서, 모이어티
Figure pct00009
는 다음의 구조를 가지는 반복 단위를 포함한다:
Figure pct00010
,
R1, R2, R3, 및 R4는 중합체 사슬 중에 각각의 존재에서, -H, 플루오린, 임의로 치환된 C1-40 지방족 기, 임의로 치환된 C1-20 헤테로지방족 기, 및 임의로 치환된 아릴 기로 구성된 그룹으로부터 선택되고, 임의의 2개 이상의 R1, R2, R3, 및 R4는 임의로 개재 원자와 합쳐져 임의로 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 하나 이상의 임의로 치환된 고리를 형성할 수 있다.
특정 구체예에서, 모이어티
Figure pct00011
는 이산화 탄소와 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 1,2 부텐 옥사이드, 1,2 헥센 옥사이드, 고급 알파 올레핀 (예로서 C6-40 알파 올레핀)의 옥사이드, 부타디엔 모노에폭사이드, 에피클로로하이드린, 글리시돌의 에테르 또는 에스테르, 사이클로펜텐 옥사이드, 사이클로헥센 옥사이드, 3 비닐 사이클로헥센 옥사이드, 3-에틸 사이클로헥센 옥사이드, 또는 이들 중 임의의 둘 이상의 조합과의 공중합으로부터 유도된다.
특정 구체예에서, 모이어티
Figure pct00012
는 프로필렌 옥사이드로부터 유도된다. 특정 구체예에서, 모이어티
Figure pct00013
는 프로필렌 옥사이드 및 하나 이상의 추가의 에폭사이드로부터 유도된다. 특정 구체예에서, 모이어티
Figure pct00014
는 에틸렌 옥사이드로부터 유도된다. 특정 구체예에서, 모이어티
Figure pct00015
는 에틸렌 옥사이드 및 하나 이상의 추가의 에폭사이드로부터 유도된다.
특정 구체예에서, 화학식 1의 공중합체에서, 공중합체는 화학식 P1을 가지고:
Figure pct00016
,
여기서 R1, R2, R3, R4, n, 및
Figure pct00017
각각은 상기 및 본 명세서에 클래스와 서브클래스에 정의된 바와 같고, n 약 4 내지 약 5,000의 정수이다.
특정 구체예에서, 공중합체는 화학식 P1a를 가지고:
Figure pct00018
,
여기서 n 및
Figure pct00019
각각은 상기 및 본 명세서에서 클래스 및 하위 클래스에 정의된 바와 같고;
R1a은 중합체 사슬 중에 각각의 존재에서, -H, -CH3, -CH2CH3, -CH2Cl, -CH2ORx, -CH2OC(O)Rx, 및 -(CH2) q CH3으로 구성된 그룹으로부터 독립적으로 선택되고, 여기서 각각의 Rx는 C1-20 지방족, C1-20 헤테로지방족, 3- 내지 14-원 카보사이클릭, 6- 내지 10-원 아릴, 5- 내지 10-원 헤테로아릴, 및 3- 내지 12-원 헤테로사이클릭으로 구성된 그룹으로부터 독립적으로 선택된 임의로 치환된 모이어티이고, q는 2 내지 40의 정수이다.
특정 구체예에서, 본 발명의 공중합체는 화학식 P1a을 가지고, R1a은 -H이다. 특정 구체예에서, R1a은 -CH3이다. 특정 구체예에서, R1a은 -CH2CH3이다. 특정 구체예에서, R1a은 -H 및 -CH3의 혼합이다. 특정 구체예에서, R1a은 H 및-CH2CH3의 혼합이다. 특정 구체예에서, R1a은 H 및-CH2Cl의 혼합이다. 특정 구체예에서, R1a은 -CH3 및 -CH2CH3의 혼합이다. 특정 구체예에서, R1a은 -CH3 및 -CH2Cl의 혼합이다. R1a의 그러한 "혼합" 또는 다른 치환기는 중합체에 걸친 치환기의 다중 존재의 경우를 지칭하고, 각각의 개별적인 존재는 명시된 기, 예로서, 수소 또는 -CH3 중 하나로부터 선택되는 것으로 인식될 것이다.
특정 구체예에서, 화학식 P1 또는 P1a의 조성물에 있어서, n은 4 내지 약 4,000의 정수이다. 본 발명의 조성물은 APC ("지방족 폴리카보네이트") 세그먼트의 크기에 따른 몇 가지 별개의 범주에 속하는 것으로 간주될 수 있다. 특정 구체예에서, APC 세그먼트는 하기 범주 1에 나타난 비교적 적은 수의 반복 단위를 가진다(예로서 APC 사슬은 평균 약 4 내지 약 50개의 반복 단위를 가진다). 조성물의 제2 범주는 고분자량 APC 세그먼트(예로서 약 400 초과의 반복 단위를 가지는 세그먼트)를 가지며, 하기 범주 2로 나타난다. 제3 범주는 중간 물질을 포함하고, APC 세그먼트는 약 50 내지 약 400의 반복 단위를 가지며, 하기 범주 3으로 지칭된다. 예를 들어, 폴리(프로필렌 카보네이트)-계 조성물에 있어서, PPC 반복 단위가 102 g/mol의 분자량을 가지기 때문에, 약 4 내지 50의 n의 값을 가지는 범주 1의 물질은 약 400 내지 약 5,000 g/mol 범위의 분자량을 가지는 APC 세그먼트를 가진다. 범주 2에 속하는 유사한 물질은 약 40,000 g/mol 위의 분자량을 가지는 PPC 사슬을 포함하고, 범주 3의 물질은 약 5,000 내지 약 40,000 g/mol의 분자량을 가지는 PPC 사슬을 포함한다. 하기 더욱 상세히 논의될 바와 같이, 물질의 각각의 범주는 특정 응용에 있어 이점을 가진다.
특정 구체예에서, 화학식 P1, 또는 P1a의 조성물은 APC 사슬이 얼마나 고도로 교호하는지에 따라 추가적으로 특징지어진다. 에폭사이드와 CO2의 공중합 동안 특정 촉매 및 조건은 이산화 탄소 분자의 조정 없이 두 개 이상의 에폭사이드의 순차적인 혼입을 야기한다. 이것이 중합체 사슬 내의 에테르 결합을 생성한다. CO2이 혼입되지 않은 경우 폴리에테르-폴리카보네이트를 통해 완벽히 교호하는 구조를 가지며 에테르와 카보네이트 결합의 부분을 포함하는 순수한 폴리카보네이트부터 순수한 폴리에테르까지의 연속체가 존재한다.
특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 고도로 교호하는 APC 세그먼트를 포함한다. 특정 구체예에서, 그러한 조성물은 90% 초과의 카보네이트 결합 및 10% 미만의 에테르 결합을 포함하는 APC 사슬을 포함한다. 특정 구체예에서, 그러한 조성물은 92% 초과, 93% 초과, 94% 초과, 95% 초과, 96% 초과, 97% 초과, 98% 초과, 99% 초과, 또는 99.5% 초과의 카보네이트 결합을 포함하는 APC 사슬을 포함한다. 특정 구체예에서, 조성물은 검출되는 에테르 결합 (예로서, 1H 또는 13C NMR 분광기에 의해 결정되는 것과 같은 결합)을 가지지 않는 APC 사슬을 포함한다.
특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 에테르 결합을 포함하는 APC 세그먼트를 포함한다. 특정 구체예에서, 그러한 조성물은 약 40% 내지 약 90%의 카보네이트 결합을 포함하고 잔부가 에테르 결합을 포함하는 APC 사슬을 포함한다. 특정 구체예에서, 그러한 조성물은 약 50% 내지 약 90% 카보네이트 결합, 약 50% 내지 약 80% 카보네이트 결합 카보네이트 결합, 약 60% 내지 약 80% 카보네이트 결합, 약 40% 내지 약 60% 카보네이트 결합, 또는 약 80% 내지 약 90% 카보네이트 결합을 포함하는 APC 사슬을 포함한다.
특정 구체예에서, 화학식 I, P1, 및 P1a의 조성물은 조성물 내의 APC 사슬 길이의 분포에 따라 추가적으로 특징지어진다. 사슬 길이 (따라서 분자량)의 이러한 분포는 조성물의 다분산 지수 (PDI)의 측정에 의해 추정될 수 있다. 특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 좁은 분자량 분포를 가지는 APC 세그먼트를 포함한다. 특정 구체예에서, 조성물의 PDI는 약 2 미만이다. 특정 구체예에서, PDI는 약 1.6 미만, 약 1.4 미만, 약 1.3 미만, 약 1.2 미만, 또는 약 1.1 미만이다.
특정 예시에서, 비교적 넓은 PDI를 가지는 것이 바람직할 수 있다. 이것은 미국 공유 특허(co-owned patent) 제 7,858,729호에 기재된 방법을 포함한 공지된 방법을 사용하여 제어될 수 있다. 그러므로, 특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 비교적 넓은 분자량 분포를 가지는 APC 세그먼트를 포함한다. 특정 구체예에서, PDI는 약 2 내지 약 8이다. 특정 구체예에서, PDI는 약 2 내지 약 5, 약 2 내지 약 4, 약 2 내지 약 3, 또는 약 3 내지 약 5이다.
b. 탄화수소 세그먼트의 상세한 설명
이의 가장 넓은 구체예에서, 모이어티
Figure pct00020
는 포화 또는 불포화 탄화수소를 포함한다. 본 발명의 조성물은 두 범주에 속하는 것으로 간주될 수 있는 탄화수소 세그먼트
Figure pct00021
를 포함한다: 제1 범주 (이하 범주 A)는 중합체 물질, 예컨대 비교적 큰 크기를 가지는 폴리올레핀 (예를 들어, 약 80 초과 내지 최대 수천의 탄소 원자를 포함하는 폴리올레핀)을 포함하고; 제2 범주 (이하 범주 B)는 약 4 탄소 원자 내지 최대 범주 A의 낮은 범위에 걸치는 적은 탄화수소 모이어티를 포함한다.특정 구체예에서, 범주 A 또는 B인 물질에 있어서, 모이어티
Figure pct00022
이 포화된 반면, 다른 구체예에서, 모이어티
Figure pct00023
는 부분적으로 불포화된다. 특정 구체예에서, 어느 범주의 물질에 있어서, 모이어티
Figure pct00024
는 하나 이상의 방향족 기를 추가로 포함한다.
첫 번째 범주 A 로 돌아와, 모이어티
Figure pct00025
는 중합체 물질을 포함하고, 본 발명의 특정 구체예는 APC 모이어티에 연결된 폴리올레핀 세그먼트를 가지는 물질을 포함한다. 적절한 폴리올레핀은 폴리에틸렌 (PE), 폴리프로필렌 (PP), 폴리이소부틸렌 (PIB), 폴리메틸펜텐 (PMP), 폴리부텐-1 (PB-1), 그뿐만 아니라, 이들 서로의 또는 다른 올레핀 예컨대 부타디엔, 고급 알파 올레핀, 스티렌 등의 임의의 공중합체를 포함한다.
특정 구체예에서, 화학식 I 및 P1 및 P1a의 물질에 있어서, 모이어티
Figure pct00026
는 폴리에틸렌을 포함한다. 특정 구체예에서, 모이어티
Figure pct00027
는 약 80 내지 약 500 개의 탄소 원자를 가지는 폴리에틸렌 모이어티를 포함한다. 특정 구체예에서, 모이어티
Figure pct00028
는 약 500 내지 약 2,500 개의 탄소 원자를 가지는 폴리에틸렌 모이어티를 포함한다. 특정 구체예에서, 모이어티
Figure pct00029
는 약 2,500 내지 약 10,000 개의 탄소 원자를 가지는 폴리에틸렌 모이어티를 포함한다. 특정 구체예에서, 모이어티
Figure pct00030
는 약 10,000 내지 약 50,000 개의 탄소 원자를 가지는 폴리에틸렌 모이어티를 포함한다. 특정 구체예에서, 모이어티
Figure pct00031
는 약 50,000 내지 약 100,000 개의 탄소 원자를 가지는 폴리에틸렌 모이어티를 포함한다. 특정 구체예에서, 그러한 폴리에틸렌 모이어티는 선형이다. 특정 구체예에서, 그러한 폴리에틸렌 모이어티는 긴 사슬 분지를 포함한다. 특정 구체예에서, 그러한 폴리에틸렌 모이어티는 에틸렌과 알파 올레핀의 공중합에 의해 도입된 분지를 포함한다.
특정 구체예에서, 화학식 I, P1, 및 P1a의 물질에 있어서, 모이어티
Figure pct00032
는 폴리프로필렌을 포함한다. 특정 구체예에서, 모이어티
Figure pct00033
는 약 80 내지 약 500 개의 탄소 원자를 가지는 폴리프로필렌 모이어티를 포함한다. 특정 구체예에서, 모이어티
Figure pct00034
는 약 500 내지 약 2,500 개의 탄소 원자를 가지는 폴리프로필렌 모이어티를 포함한다. 특정 구체예에서, 모이어티
Figure pct00035
는 약 2,500 내지 약 10,000 개의 탄소 원자를 가지는 폴리프로필렌 모이어티를 포함한다. 특정 구체예에서, 모이어티
Figure pct00036
는 약 10,000 내지 약 50,000 개의 탄소 원자를 가지는 폴리프로필렌 모이어티를 포함한다. 특정 구체예에서, 모이어티
Figure pct00037
는 약 50,000 내지 약 100,000 개의 탄소 원자를 가지는 폴리프로필렌 모이어티를 포함한다. 특정 구체예에서, 그러한 폴리프로필렌 모이어티는 선형이다. 특정 구체예에서, 그러한 폴리프로필렌 모이어티는 긴 사슬 분지를 포함한다. 특정 구체예에서, 그러한 폴리프로필렌 모이어티는 프로필렌과 고급 알파 올레핀의 공중합에 의해 도입된 분지를 포함한다. 특정 구체예에서, 그러한 폴리프로필렌 모이어티는 이소택틱이다. 특정 구체예에서, 그러한 폴리프로필렌 모이어티는 신디오택틱이다. 다른 구체예에서, 그러한 폴리프로필렌 모이어티는 어택틱이다.
특정 구체예에서, 화학식 I 및 P1, 및 P1a의 물질에 있어서, 모이어티
Figure pct00038
는 폴리프로필렌을 포함한다. 특정 구체예에서, 모이어티
Figure pct00039
는 약 80 내지 약 500 개의 탄소 원자를 가지는 폴리이소부틸렌 모이어티를 포함한다. 특정 구체예에서, 모이어티
Figure pct00040
는 약 500 내지 약 2,500 개의 탄소 원자를 가지는 폴리이소부틸렌 모이어티를 포함한다. 특정 구체예에서, 모이어티
Figure pct00041
는 약 2,500 내지 약 10,000 개의 탄소 원자를 가지는 폴리이소부틸렌 모이어티를 포함한다. 특정 구체예에서, 모이어티
Figure pct00042
는 약 10,000 내지 약 50,000 개의 탄소 원자를 가지는 폴리이소부틸렌 모이어티를 포함한다.
하이드록실 또는 카복실기와 같은 치환기를 포함하는 폴리올레핀으로부터 유도된
Figure pct00043
은 이들이 APC 모이어티를 폴리올레핀에 부착하는 수단을 제공하기 때문에(즉, 하기 더 충분히 기재될 방법을 사용), 특별한 유용성을 가진다. 적절한 방법은 하나의 사슬 말단에서 폴리에틸렌 및 다른 폴리올레핀과 하이드록실 또는 카복실기의 제조하는 분야 내 공지되어 있다. 예를 들어, 하이드록실-말단의 폴리에틸렌의 제조는 Macromolecules 2002, 35, 8923-8925에 기재되어 있으며, 상기 문헌은 본 명세서에 참조 문헌으로 포함된다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 의해 포함되는 물질의 제2 범주는 약 4 내지 약 80 탄소 원자를 가지는 탄화 수소에 결합된 APC 모이어티를 가지는 조성물을 포함한다(범주 B). 특정 구체예에서, 화학식 I, P1, 및 P1a의 물질에 있어서, 모이어티
Figure pct00044
는 C4 내지 C80 지방족 기를 포함한다. 특정 구체예에서, 화학식 I, P1, 및 P1a의 물질에 있어서, 모이어티
Figure pct00045
는 포화된 C4 내지 C80 지방족 기를 포함한다. 특정 구체예에서, 화학식 I, P1, 및 P1a의 물질에 있어서, 모이어티
Figure pct00046
는 불포화된 포화된 C4 내지 C80 지방족 기를 포함한다. 특정 구체예에서, 화학식 I, P1, 및 P1a의 물질에 있어서, 모이어티
Figure pct00047
는 직쇄 C4 내지 C80 지방족 기를 포함한다. 특정 구체예에서, 화학식 I, P1, 및 P1a의 물질에 있어서, 모이어티
Figure pct00048
는 분지쇄 C4 내지 C80 지방족 기를 포함한다.
구체예에서, 화학식 I, P1, 및 P1a의 화합물에 있어서,
Figure pct00049
는 직쇄 지방족 기를 포함한다. 특정 구체예에서, 그러한 지방족 기는 6 내지 80 개의 탄소 원자를 포함한다. 특정 구체예에서,
Figure pct00050
는 C7-12 직쇄 지방족 기를 포함한다. 특정 구체예에서,
Figure pct00051
는 C12-16 직쇄 지방족 기를 포함한다. 특정 구체예에서,
Figure pct00052
는 C16-20 직쇄 지방족 기를 포함한다. 특정 구체예에서,
Figure pct00053
는 C20-24 직쇄 지방족 기, C24-28 직쇄 지방족 기, C28-36 직쇄 지방족 기, 또는 C36-40 직쇄 지방족 기를 포함한다. 특정 구체예에서,
Figure pct00054
는 C40-60 직쇄 지방족 기 또는 C60-80 직쇄 지방족 기를 포함한다. 특정 구체예에서, 그러한 직쇄 지방족 기는 포화된 반면, 다른 구체예에서는 하나 이상의 불포화 부위를 포함한다. 특정 구체예에서, 그러한 기는 천연-발생한 물질의 사슬, 예컨대 장쇄 지방산을 포함하거나, 이로부터 유도된다.
구체예에서,
Figure pct00055
이 포화된 직선 지방족 사슬을 포함하는 경우, 적절한 사슬은 일반적인 지방산에 상응하는 사슬을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 특정 구체예에서 화학식 P1과 일치하는 화합물을 위한 적절한 사슬은 표 1에 나타난 사슬을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다:
표 1 포화된 지방산의 예
지방산의 관용명 지방족 기
카프릴산 CH3(CH2)6-
카프르산 CH3(CH2)8-
라우르산 CH3(CH2)10-
미리스트산 CH3(CH2)12-
팔미트산 CH3(CH2)14-
스테아르산 CH3(CH2)16-
아라키돈산 CH3(CH2)18-
베헨산 CH3(CH2)20-
리그노세르산 CH3(CH2)22-
세로트산 CH3(CH2)24-
구체예에서,
Figure pct00056
이 불포화된 직선 지방족 사슬을 포함하는 경우, 적절한 사슬은 불포화된 지방산에 상응하는 사슬을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 특정 구체예에서, 적절한 사슬은 표 2에 나타난 사슬을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다:
표 2 불포화된 지방산의 예시
지방산의 관용명 상응하는 지방족 기 Δ x
미리스트올레산 CH3(CH2)3 CH=CH(CH2)7- 시스-Δ9
팔미톨레산 CH3(CH2)5 CH=CH(CH2)7- 시스-Δ9
사파에닉산 CH3(CH2)8 CH=CH(CH2)4- 시스-Δ6
올레산 CH3(CH2)7 CH=CH(CH2)7- 시스-Δ9
엘라이드산 CH3(CH2)7 CH=CH(CH2)7- 트랜스-Δ9
박센산 CH3(CH2)5 CH=CH(CH2)9- 트랜스-Δ11
리놀레산 CH3(CH2)4 CH=CHCH2 CH=CH(CH2)7- 시스,시스-Δ9,Δ12
리노엘라이드산 CH3(CH2)4 CH=CHCH2 CH=CH(CH2)7- 트랜스,트랜스-Δ9,Δ12
α-리놀렌산 CH3CH2 CH=CHCH2 CH=CHCH2 CH=CH(CH2)7- 시스,시스,시스-Δ9,Δ12,Δ15
아라키돈산 CH3(CH2)4 CH=CHCH2 CH=CHCH2 CH=CHCH2 CH=CH(CH2)3-- 시스,시스,시스,시스-Δ5Δ8,Δ11,Δ14
에이코사펜타엔산 CH3CH2 CH=CHCH2 CH=CHCH2 CH=CHCH2 CH=CHCH2 CH=CH(CH2)3- 시스,시스,시스,시스,시스-Δ5,Δ8,Δ11,Δ14,Δ17
에루크산 CH3(CH2)7 CH=CH(CH2)11- 시스-Δ13
도코사헥산엔산 CH3CH2 CH=CHCH2 CH=CHCH2 CH=CHCH2 CH=CHCH2 CH=CHCH2 CH=CH(CH2)2- 시스,시스,시스,시스,시스,시스-Δ4,Δ7,Δ10,Δ13,Δ16,Δ19
특정 구체예에서,
Figure pct00057
는 지방산의 반합성 유도체를 포함한다. 수많은 공정이 지방산 공급 원료의 화학적 개질 분야 내 공지되어 있으며, 그러한 공정은 다음을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다:전체 또는 부분적 수소화, 올레핀 이성질체화, 올레핀 상호교환 반응(metathesis), 수소화물 환원 등. 그러한 반합성 물질 및 공정은 당업자에게 용이하게 이해될 것이며 화학식 I, P1, 및 P1a의 발명 화합물을 제조하기 위하여 활용될 수 있다.
구체예에서, 화학식 I, P1, 및 P1a의 화합물에 있어서,
Figure pct00058
는 분지형 지방족 기를 포함한다. 특정 구체예에서, 그러한 지방족 기는 4 내지 약 80 개의 탄소 원자를 포함한다. 특정 구체예에서,
Figure pct00059
는 C4-6 분지쇄 지방족 기를 포함한다. 특정 구체예에서,
Figure pct00060
는 C7-12 분지쇄 지방족 기를 포함한다. 특정 구체예에서,
Figure pct00061
는 C12-16 분지쇄 지방족 기를 포함한다. 특정 구체예에서,
Figure pct00062
는 C16-20 분지쇄 지방족 기를 포함한다. 특정 구체예에서,
Figure pct00063
는 C20-24 분지쇄 지방족 기, a C24-28 분지쇄 지방족 기, a C28-36 분지쇄 지방족 기, 또는 C36-40 분지쇄 지방족 기를 포함한다. 특정 구체예에서,
Figure pct00064
는 C40-60 분지쇄 지방족 기 또는 C60-80 분지쇄 지방족 기를 포함한다. 특정 구체예에서, 그러한 분지쇄 지방족 기는 포화된 반면, 다른 구체예에서는 하나 이상의 불포화 부위를 포함한다.
특정 구체예에서,
Figure pct00065
는 지방족 폴리카보네이트 모이어티에
Figure pct00066
모이어티가 부착하는 부위에 존재하는 분지를 가지는 포화된 지방족 기를 포함한다. 다른 특정 구체예에서, 지방족 폴리카보네이트 모이어티에
Figure pct00067
모이어티의 부착점은 분기점이 아니다.
특정 구체예에서,
Figure pct00068
이 폴리카보네이트 모이어티에 부착하는 부위 외에 다른 부위에 존재하는 분지를 가지는 포화된 지방족 기를 포함하는 경우,
Figure pct00069
모이어티는 하나 이상의 알킬 치환기를 가지는 C3-40 직선 탄소 사슬을 포함한다. 특정 구체예에서,
Figure pct00070
모이어티 1-12개의 알킬 치환기를 가지는 C4-40 직선 탄소 사슬을 포함한다. 특정 구체예에서,
Figure pct00071
모이어티는 1-12개의 알킬 치환기를 가지는 C4-40 직선 탄소 사슬을 포함하고, 각각의 알킬 치환기는 독립적으로 C1-12 직선 또는 분지형 알킬이다. 특정 구체예에서,
Figure pct00072
모이어티는 1-6개의 알킬 치환기를 가지는 C4-20 직선 탄소 사슬을 포함하고, 각각의 알킬 치환기는 독립적으로 C1-6 직선 또는 분지형 알킬이다. 특정 구체예에서,
Figure pct00073
모이어티는 1-4개의 알킬 치환기를 가지는 C6-12 직선 탄소 사슬을 포함하고, 각각의 알킬 치환기는 독립적으로 C1-4 직선 또는 분지형 알킬이다. 특정 구체예에서,
Figure pct00074
모이어티는 1-6개의 알킬 치환기를 가지는 C4-20 직선 탄소 사슬을 포함하고, 각각의 알킬 치환기는 독립적으로 메틸 또는 에틸 기이다.
특정 구체예에서,
Figure pct00075
이 폴리카보네이트 모이어티에 부착하는 부위 외에 다른 부위에 존재하는 분지를 가지는 포화된 지방족 기를 포함하는 경우,
Figure pct00076
모이어티는 다음으로 구성된 그룹으로부터 선택된 모이어티를 포함한다: sec-부틸, 2-메틸부탄, 3-메틸부탄, 2-메틸펜탄, 3-메틸펜탄, 4-메틸펜탄, 2-메틸헥산, 3-메틸헥산, 4-메틸헥산, 5-메틸헥산, 2-메틸헵탄, 3-메틸헵탄, 4-메틸헵탄, 5-메틸헵탄, 6-메틸헵탄, 2-메틸옥탄, 3-메틸옥탄, 4-메틸옥탄, 5-메틸옥탄, 6-메틸옥탄, 7-메틸옥탄, 2-메틸노난, 3-메틸노난, 4-메틸노난, 5-메틸노난, 6-메틸노난, 7-메틸노난, 8-메틸노난, 2-메틸데칸, 3-메틸데칸, 4-메틸데칸, 5-메틸데칸, 6-메틸데칸, 7-메틸데칸, 8-메틸데칸, 9-메틸데칸, 2-메틸운데칸, 3-메틸운데칸, 4-메틸운데칸, 5-메틸운데칸, 6-메틸운데칸, 7-메틸운데칸, 8-메틸운데칸, 9-메틸운데칸, 10-메틸운데칸, 2-메틸도데칸, 3-메틸도데칸, 4-메틸도데칸, 5-메틸도데칸, 6-메틸도데칸, 7-메틸도데칸, 8-메틸도데칸, 9-메틸도데칸, 10-메틸도데칸, 11-메틸도데칸, 2-에틸부탄, 2-에틸펜탄, 3-에틸펜탄, 2-에틸헥산, 3-에틸헥산, 4-에틸헥산, 2-에틸헵탄, 3-에틸헵탄, 4-에틸헵탄, 5-에틸헵탄, 2-에틸옥탄, 3-에틸옥탄, 4-에틸옥탄, 5-에틸옥탄, 6-에틸옥탄, 2-에틸노난, 3-에틸노난, 4-에틸노난, 5-에틸노난, 6-에틸노난, 7-에틸노난, 2-에틸데칸, 3-에틸데칸, 4-에틸데칸, 5-에틸데칸, 6-에틸데칸, 7-에틸데칸, 8-에틸데칸, 2-에틸운데칸, 3-에틸운데칸, 4-에틸운데칸, 5-에틸운데칸, 6-에틸운데칸, 7-에틸운데칸, 8-에틸운데칸, 9-에틸운데칸, 2-에틸도데칸, 3-에틸도데칸, 4-에틸도데칸, 5-에틸도데칸, 6-에틸도데칸, 7-에틸도데칸, 8-에틸도데칸, 9-에틸도데칸, 10-에틸도데칸, 및 이들 중 임의의 둘 이상의 조합.
화학적 구조의 이해에 관한 불확실함을 방지하기 위하여,
Figure pct00077
모이어티가 상기 그룹으로부터 선택되는 경우, APC 모이어티에 연결하는 점은 C-1로 해석되어야 한다. 그러므로, 화학식 P1의 화합물 중의
Figure pct00078
가 5-메틸헵탄이도록 상기 기로부터 선택된 경우, 화합물은 다음의 구조를 가질 것이다:
Figure pct00079
.
특정 구체예에서,
Figure pct00080
이 폴리카보네이트 모이어티에 부착하는 부위 외에 다른 부위에 존재하는 분지를 가지는 포화된 지방족 기를 포함하는 경우,
Figure pct00081
는 모이어티는 다음으로 구성된 그룹으로부터 선택된 모이어티를 포함한다: C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 독립적으로 선택된 두 개의 치환기를 가지는 C5 직선 사슬 알킬; C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 독립적으로 선택된 2-3개의 치환기를 가지는 C6 직선 사슬 알킬; C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 독립적으로 선택된 2-3개의 치환기를 가지는 C7 직선 사슬 알킬; C1 -4 직선 또는 분지형 알킬로부터 독립적으로 선택된 2-4개의 치환기를 가지는 C8 직선 사슬 알킬; C1 -4 직선 또는 분지형 알킬로부터 독립적으로 선택된 2-4개의 치환기를 가지는 C6 직선 사슬 알킬; C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 독립적으로 선택된 2-4개의 치환기를 가지는 C10 직선 사슬 알킬; C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 독립적으로 선택된 2-4개의 치환기를 가지는 C11-12 직선 사슬 알킬; C1 -4 직선 또는 분지형 알킬로부터 독립적으로 선택된 2-5개의 치환기를 가지는 C12-16 직선 사슬 알킬; C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 독립적으로 선택된 2-6개의 치환기를 가지는 C16-20 직선 사슬 알킬; 및 C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 독립적으로 선택된 2-12개의 치환기를 가지는 C20 -40 직선 사슬 알킬.
특정 구체예에서,
Figure pct00082
모이어티는
Figure pct00083
를 포함하고, 여기서 *는 폴리카보네이트 모이어티에
Figure pct00084
모이어티가 부착하는 부위를 나타내며, f는 1 내지 12의 정수이다.
특정 구체예에서,
Figure pct00085
모이어티는 다음으로 구성된 그룹으로부터 선택되고:
Figure pct00086
, k는 0 내지 10의 정수이다.
구체예에서, 지방족 폴리카보네이트 모이어티에
Figure pct00087
모이어티의 부착 부위에 분지가 발생하는 경우, 그러한 화합물은 화학식 P3a과 일치할 수 있고:
Figure pct00088
,
여기서 R1, R2, R3, R4, 및 n 각각은 상기 및 본 명세서에서 클래스 및 하위 클래스에 정의된 바와 같고, Ra1 및 Ra2는 각각 독립적으로 C1-40 지방족 기이다.
특정 구체예에서, 화학식 P3a과 일치하는 화합물에 있어서, Ra1 및 Ra2 각각은 직선 사슬 지방족 기를 포함한다. 특정 구체예에서, Ra1 및 Ra2 각각은 C1-40 지방족기로 구성된 그룹으로부터 독립적으로 선택되고, Ra1 및 Ra2은 부착되는 탄소 원자와 함께 4 개 초과의 탄소 원자를 포함한다. 특정 구체예에서, Ra1 및 Ra2는 부착되는 탄소 원자와 함께 4 내지 80 개의 탄소 원자를 포함한다. 특정 구체예에서, Ra1 및 Ra2는 부착되는 탄소 원자와 함께 적어도 6개, 적어도 8개, 적어도 10개, 적어도 12개, 적어도 16개, 적어도 20개, 적어도 24개, 적어도 30개, 적어도 34개 또는 적어도 38개의 탄소 원자를 포함한다.
특정 구체예에서,
Figure pct00089
는 다음으로 구성된 그룹으로부터 선택된다: 2-부탄, 2-펜탄, 3-펜탄, 2-헥산, 3-헥산, 2-헵탄, 3-헵탄, 4-헵탄, 2-옥탄, 3-옥탄, 4-옥탄, 2-노난, 3-노난, 4-노난, 5-노난, 2-데칸, 3-데칸, 4-데칸, 5-데칸, 2-운데칸, 3-운데칸, 4-운데칸, 5-운데칸, 6-운데칸, 2-도데칸, 3-도데칸, 4-도데칸, 5-도데칸, 6-도데칸, 및 이들 중 임의의 둘 이상의 조합.
화학적 구조의 이해에 관한 불확실함을 방지하기 위하여, 화학식 P3a의 화합물 중의
Figure pct00090
이 4-헵탄이기 위하여 상기 기로부터 선택되는 경우, 화합물은 다음의 구조를 가질 것이다:
Figure pct00091
.
특정 구체예에서 화학식 P3a과 일치하는 화합물에 있어서, 적어도 Ra1 및 Ra2 중 하나는 하나 이상의 분기점을 포함한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "분기점"은 3개 이상의 비-수소 원자에 부착되는 원자를 지칭한다. 일부 구체예에서, 분기점은 3개 이상의 탄소 원자에 부착되는 탄소 원자이다.
특정 구체예에서, 하나 이상의 Ra1 및 Ra2는 메틸 또는 에틸 치환기를 포함한다. 특정 구체예에서, Ra1 및 Ra2은 다음으로 구성된 그룹으로부터 독립적으로 선택되고: 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, n-펜탄, n-헥산, n-헵탄, n-옥탄, 임의의 C9-40 n-알킬, 이소프로필, 이소부틸, sec-부틸, 2-메틸부탄, 3-메틸부탄, 2-메틸펜탄, 3-메틸펜탄, 4-메틸펜탄, 2-메틸헥산, 3-메틸헥산, 4-메틸헥산, 5-메틸헥산, 2-메틸헵탄, 3-메틸헵탄, 4-메틸헵탄, 5-메틸헵탄, 6-메틸헵탄, 2-메틸옥탄, 3-메틸옥탄, 4-메틸옥탄, 5-메틸옥탄, 6-메틸옥탄, 7-메틸옥탄, 2-메틸노난, 3-메틸노난, 4-메틸노난, 5-메틸노난, 6-메틸노난, 7-메틸노난, 8-메틸노난, 2-메틸데칸, 3-메틸데칸, 4-메틸데칸, 5-메틸데칸, 6-메틸데칸, 7-메틸데칸, 8-메틸데칸, 9-메틸데칸, 2-메틸운데칸, 3-메틸운데칸, 4-메틸운데칸, 5-메틸운데칸, 6-메틸운데칸, 7-메틸운데칸, 8-메틸운데칸, 9-메틸운데칸, 10-메틸운데칸, 2-메틸도데칸, 3-메틸도데칸, 4-메틸도데칸, 5-메틸도데칸, 6-메틸도데칸, 7-메틸도데칸, 8-메틸도데칸, 9-메틸도데칸, 10-메틸도데칸, 11-메틸도데칸, 2-에틸부탄, 2-에틸펜탄, 3-에틸펜탄, 2-에틸헥산, 3-에틸헥산, 4-에틸헥산, 2-에틸헵탄, 3-에틸헵탄, 4-에틸헵탄, 5-에틸헵탄, 2-에틸옥탄, 3-에틸옥탄, 4-에틸옥탄, 5-에틸옥탄, 6-에틸옥탄, 2-에틸노난, 3-에틸노난, 4-에틸노난, 5-에틸노난, 6-에틸노난, 7-에틸노난, 2-에틸데칸, 3-에틸데칸, 4-에틸데칸, 5-에틸데칸, 6-에틸데칸, 7-에틸데칸, 8-에틸데칸, 2-에틸운데칸, 3-에틸운데칸, 4-에틸운데칸, 5-에틸운데칸, 6-에틸운데칸, 7-에틸운데칸, 8-에틸운데칸, 9-에틸운데칸, 2-에틸도데칸, 3-에틸도데칸, 4-에틸도데칸, 5-에틸도데칸, 6-에틸도데칸, 7-에틸도데칸, 8-에틸도데칸, 9-에틸도데칸, 10-에틸도데칸, 및 이들 중 임의의 둘 이상의 조합; 여기서 Ra1 및 Ra2는 부착되는 탄소 원자와 함께 적어도 4개의 탄소 원자를 포함한다. 특정 구체예에서, Ra1 및 Ra2는 부착되는 탄소 원자와 함께 적어도 6개, 적어도 8개, 적어도 10개, 적어도 12개, 적어도 16개, 적어도 20개, 적어도 24개, 적어도 30개, 적어도 34개 또는 적어도 38개의 탄소 원자를 포함한다.
화학적 구조의 이해에 관한 불확실함을 방지하기 위하여, 화학식 P1의 화합물에서
Figure pct00092
이
Figure pct00093
를 포함하고 Ra1 및 Ra2이 상기 기로부터 선택되어, Ra1는 n-부틸이고 Ra2는 3-메틸헥산인 경우, 화합물은 다음의 구조를 가질 것이다:
Figure pct00094
.
특정 구체예에서, 화학식 P3a과 일치하는 화합물에 있어서, 적어도 Ra1 및 Ra2 중 하나는 다음으로 구성된 그룹으로부터 선택된다: C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 선택된 1-2개의 치환기를 독립적으로 가지는 C5 직선 사슬 알킬; C1 -4 직선 또는 분지형 알킬로부터 선택된 1-3개의 치환기를 독립적으로 가지는 C6 직선 사슬 알킬; C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 선택된 1-3개의 치환기를 독립적으로 가지는 C7 직선 사슬 알킬; C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 선택된 1-4개의 치환기를 독립적으로 가지는 C8 직선 사슬 알킬; C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 선택된 1-4개의 치환기를 독립적으로 가지는 C6 직선 사슬 알킬; C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 선택된 1-4개의 치환기를 독립적으로 가지는 C10 직선 사슬 알킬; C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 선택된 1-4개의 치환기를 독립적으로 가지는 C11-12 직선 사슬 알킬; C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 선택된 1-5개의 치환기를 독립적으로 가지는 C12-16 직선 사슬 알킬; C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 선택된 1-6개의 치환기를 독립적으로 가지는 C16-20 직선 사슬 알킬; 및 C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 선택된 1-12개의 치환기를 독립적으로 가지는 C20-40 직선 사슬 알킬.
특정 구체예에서개, 적어도 Ra1 및 Ra2 중 하나는
Figure pct00095
을 포함하고, *는 폴리카보네이트 모이어티에
Figure pct00096
모이어티의 부착하는 부위를 나타내며, f는 1 내지 12의 정수이다.
특정 구체예에서, 적어도 Ra1 및 Ra2 중 하나가 포함하는 것은 다음으로 구성된 그룹으로부터 선택되고:
Figure pct00097
, k는 0 내지 10의 정수이다.
c. 블록 공중합체의 상세한 설명
본 발명의 블록 공중합 물질을 구성하는 두 개의 구성 요소 각각의 구조 및 특징을 일부 상세히 기재하면서, 이제 이들 요소의 조합으로 주제를 전환한다. 본 발명은 상기 기재된 임의의 APC 세그먼트와 상기 기재된 임의의 탄화수소 세그먼트를 조합하여 포함하는 화학식 P1의 물질을 포함한다. 특정 구체예에서, 본 발명은 임의의 2개 이상의 그러한 물질의 혼합물을 포함하는 조성물을 포함한다.
본 발명은 2개의 주요한 특징에 기초한 종류들로 분류될 수 있는 연관된 물질의 종류를 포함하는 것으로 간주될 수 있다:
i) 범주 A (약 80개 초과의 탄소 원자를 가지는 중합체) 또는 범주 B (약 4 내지80개의 탄소 원자를 가지는 지방족 기)일 수 있는 탄화수소 모이어티
Figure pct00098
의 크기; 및
ii) 범주 1 (400 내지 5,000 g/mol), 범주 2 (40,000+ g/mol), 및 범주 3 (5,000 내지 40,000 g/mol)로 상기 기재된 바와 같이 상기 기재된 임의의 3가지 범위일 수 있는 APC 단위의 분자량 범위.
편의상, 본 발명의 조성물은 이러한 3 가지 범주 내에서 그들의 관계에 기초하여 하기 기재된다. 예를 들어, 유형 P1-B-2로서 지칭되는 화합물은 화학식 P1과 일치할 것이고, 특정 구체예에서 80개 미만의 탄소 원자를 가지는
Figure pct00099
모이어티를 포함할 것이고, 사슬 내 약 40개 초과의 반복 단위를 가지는 APC 모이어티를 가질 것이다. 결과적인 6 가지의 종류(P1-A-1; P1-A-2; P1-A-3; P1-B-1; P1-B-2; 및 P1-B-3) 각각의 물질은 독특한 특징을 가지고 특정 응용에 있어 유리하게 사용될 수 있다. 예를 들어, 범주 P1-A-1에 속하는 물질은 높은 탄화수소-대-APC 비를 가지며, 이에 따라 다른 범주의 물질보다 더욱 소수성이다. 반대로, 범주 P1-B-2에 속하는 물질은 낮은 탄화수소-대-APC 비를 가진다. 임의의 P1A-1 내지 P1-A-3 및 P1-B-2의 물질은 비교적 높은 분자량을 가지며 대개 고체, 유리, 또는 왁스이다. 범주 B-1 및 B-3의 물질은 비교적 낮은 분자량을 가지며 액체인 물질을 포함한다. 한 종류 또는 또 다른 종류로부터의 조성물을 적용할지 여부의 선택은 하기 추가로 기재될의도된 적용에 따라 달라질 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명은 P1-A-1로 표시된 조성물을 제공한다. 이러한 물질은 일반적으로 고체 또는 왁스이며, 비교적 소수성이다.
그러한 물질은 화학식 P1과 일치하고:
Figure pct00100
,
여기서 R1, R2, R3, 및 R4 각각은 상기 및 본 명세서에서 클래스 및 하위 클래스에 정의된 바와 같고;
n은 4 내지 약 50의 정수이고;
모이어티
Figure pct00101
는 약 80개 초과의 탄소 원자를 가지는 탄화수소를 포함한다.
특정 구체예에서, 본 발명의 조성물 범주 P1-A-1의 물질을 포함하고 여기서 변수 R1, R2, R3, 및 R4 각각은 각 경우에-H이다(예로서, 분자의 APC 부분은 폴리(에틸렌 카보네이트) 사슬을 포함함. 특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 범주 P1-A-1의 범주를 포함하고 여기서 변수 R1, R2, R3, 및 R4 중 3개는 각 경우에 -H이고 남은 변수는 -CH3이다 (예로서, 분자의 APC 부분은 폴리(프로필렌 카보네이트) 사슬을 포함함.
특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 범주 P1-A-1의 물질을 포함하고 여기서 n은 조성물 내에서 평균 약 4 내지 8이다. 특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 범주 P1-A-1의 물질을 포함하고 여기서 n은 조성물 내에서 평균 약 6 내지 10이다. 특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 범주 P1-A-1의 물질을 포함하고 여기서 n은 조성물 내에서 평균 약 8 내지 12이다. 특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 범주 P1-A-1의 물질을 포함하고 여기서 n은 조성물 내에서 평균 약 12 내지 16이다. 특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 범주 P1-A-1의 물질을 포함하고 여기서 n은 조성물 내에서 평균 약 16 내지 20이다. 특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 범주 P1-A-1의 물질을 포함하고 여기서 n은 조성물 내에서 평균 약 20 내지 40이다. 특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 범주 P1-A-1의 물질을 포함하고 여기서 n은 조성물 내에서 평균 약 30 내지 50이다.
특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 범주 P1-A-1의 물질을 포함하고 여기서
Figure pct00102
모이어티는 폴리에틸렌 사슬을 포함한다. 특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 범주 P1-A-1의 물질을 포함하고 여기서 모이어티
Figure pct00103
는 약 1,000 내지 약 5,000 g/mol의 Mn을 가지는 폴리에틸렌을 포함한다. 특정 구체예에서, 범주 P1-A-1의 물질 내 모이어티
Figure pct00104
는 약 3,500 내지 약 10,000 g/mol의 Mn을 가지는 폴리에틸렌을 포함한다. 특정 구체예에서, 범주 P1-A-1의 물질 내 모이어티
Figure pct00105
는 약 3,500 내지 약 10,000 g/mol의 Mn을 가지는 폴리에틸렌을 포함한다. 특정 구체예에서, 범주 P1-A-1의 물질 내 모이어티
Figure pct00106
는 약 10,000 내지 약 100,000 g/mol의 Mn을 가지는 폴리에틸렌을 포함한다.
특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 범주 P1-A-1의 물질을 포함하고 여기서 모이어티
Figure pct00107
는 폴리프로필렌 사슬을 포함한다. 특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 범주 P1-A-1의 물질을 포함하고 모이어티
Figure pct00108
는 약 1,000 내지 약 5,000 g/mol의 Mn을 가지는 폴리프로필렌을 포함한다. 특정 구체예에서, 범주 P1-A-1의 물질 내의 모이어티
Figure pct00109
는 약 3,500 내지 약 10,000 g/mol의 Mn을 가지는 폴리프로필렌을 포함한다. 특정 구체예에서, 범주 P1-A-1의 물질 내의 모이어티
Figure pct00110
는 약 3,500 내지 약 10,000 g/mol의 Mn을 가지는 폴리프로필렌을 포함한다. 특정 구체예에서, 범주 P1-A-1의 물질 내의 모이어티
Figure pct00111
는 약 10,000 내지 약 100,000 g/mol의 Mn을 가지는 폴리프로필렌을 포함한다.
특정 구체예에서, 본 발명은 표 3으로부터 선택된 범주 P1-A-1의 물질을 포함한다.
표 3
Figure pct00112
Figure pct00113
Figure pct00114
Figure pct00115
Figure pct00116
Figure pct00117
특정 구체예에서, 본 발명은 P1-A-2로 표시되는 조성물을 제공한다. 그러한 물질은 화학식 P1을 가지고:
Figure pct00118
,
여기서 R1, R2, R3, 및 R4 각각은 상기 및 본 명세서에서 클래스 및 하위 클래스에 정의된 바와 같고;
n은 400 내지 약 5,000의 정수이고;
모이어티
Figure pct00119
는 약 80개 초과의 탄소 원자를 가지는 탄화수소를 포함한다.
특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 범주 P1-A-2의 물질을 포함하고 여기서 변수 R1, R2, R3, 및 R4 각각은 각 경우에 -H이다 (예로서, 분자의 APC 부분은 폴리(에틸렌 카보네이트) 사슬을 포함함. 특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 범주 P1-A-2의 물질을 포함하고 여기서 변수 R1, R2, R3, 및 R4 중 3개는 각 경우에 -H이고 나머지는 -CH3이다 (예로서, 분자의 APC 부분은 폴리(프로필렌 카보네이트) 사슬을 포함함.
특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 범주 P1-A-2의 물질을 포함하고 여기서 n은 조성물 내에서 평균 약 400 내지 600이다. 특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 범주 P1-A-2의 물질을 포함하고 여기서 n은 조성물 내에서 평균 약 500 내지 1500이다. 특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 범주 P1-A-2의 물질을 포함하고 여기서 n은 조성물 내에서 평균 약 1500 내지 3000이다. 특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 범주 P1-A-2의 물질을 포함하고 여기서 n은 조성물 내에서 평균 약 3000 내지 5000이다.
특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 범주 P1-A-2의 물질을 포함하고 여기서 모이어티
Figure pct00120
는 폴리에틸렌 사슬을 포함한다. 특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 범주 P1-A-2의 물질을 포함하고 모이어티
Figure pct00121
는 약 1,000 내지 약 5,000 g/mol의 Mn을 가지는 폴리에틸렌을 포함한다. 특정 구체예에서, 범주 P1-A-2의 물질 내의 모이어티
Figure pct00122
는 약 3,500 내지 약 10,000 g/mol의 Mn을 가지는 폴리에틸렌을 포함한다. 특정 구체예에서, 범주 P1-A-2의 물질 내의 모이어티
Figure pct00123
는 약 3,500 내지 약 10,000 g/mol의 Mn을 가지는 폴리에틸렌을 포함한다. 특정 구체예에서, 범주 P1-A-2의 물질 내의 모이어티
Figure pct00124
는 약 10,000 내지 약 100,000 g/mol의 Mn을 가지는 폴리에틸렌을 포함한다. 특정 구체예에서, 범주 P1-A-2의 물질 내의 모이어티
Figure pct00125
는 약 100,000 g/mol 위의 Mn을 가지는 폴리에틸렌을 포함한다.
특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 범주 P1-A-2의 물질을 포함하고 모이어티
Figure pct00126
는 폴리프로필렌 사슬을 포함한다. 특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 범주 P1-A-2의 물질을 포함하고 모이어티
Figure pct00127
는 약 1,000 내지 약 5,000 g/mol의 Mn을 가지는 폴리프로필렌을 포함한다. 특정 구체예에서, 범주 P1-A-2의 물질 내의 모이어티
Figure pct00128
는 약 3,500 내지 약 10,000 g/mol의 Mn을 가지는 폴리프로필렌을 포함한다. 특정 구체예에서, 범주 P1-A-2의 물질 내의 모이어티
Figure pct00129
는 약 3,500 내지 약 10,000 g/mol의 Mn을 가지는 폴리프로필렌을 포함한다. 특정 구체예에서, 범주 P1-A-2의 물질 내의 모이어티
Figure pct00130
는 약 10,000 내지 약 100,000 g/mol의 Mn을 가지는 폴리프로필렌을 포함한다. 특정 구체예에서, 범주 P1-A-2의 물질 내의 모이어티
Figure pct00131
는 약 100,000 g/mol 위의 Mn을 가지는 폴리프로필렌을 포함한다.
특정 구체예에서, 본 발명은 표 4로부터 선택된 범주 P1-A-2의 물질을 포함한다.
표 4
Figure pct00132
Figure pct00133
Figure pct00134
Figure pct00135
Figure pct00136
Figure pct00137
특정 구체예에서, 본 발명은 P1-B-2로 표시되는 조성물을 제공한다. 이러한 물질은 일반적으로 고체 또는 왁스이며, 비교적 소수성이다. 그러한 물질은 화학식 P1과 일치하고:
Figure pct00138
,
여기서 R1, R2, R3, 및 R4 각각은 상기 및 본 명세서에서 클래스 및 하위 클래스에 정의된 바와 같고;
n은 4 내지 약 50의 정수이고;
모이어티
Figure pct00139
는 약 4 내지 약 80 탄소 원자를 가지는 탄화수소를 포함한다.
특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 범주 P1-B-2의 물질을 포함하고 여기서 변수 R1, R2, R3, 및 R4 각각은 각 경우에 -H 이다(예로서, 분자의 APC 부분은 폴리(에틸렌 카보네이트) 사슬을 포함함. 특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 범주 P1-B-2의 물질을 포함하고 여기서 변수 R1, R2, R3, 및 R4 중 3개는 각 경우에 -H이고 남은 변수는 -CH3이다 (예로서, 분자의 APC 부분은 폴리(프로필렌 카보네이트) 사슬을 포함함.
특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 범주 P1-B-2의 물질을 포함하고 여기서 n은 조성물 내에서 평균 약 4 내지 8이다. 특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 범주 P1-B-2의 물질을 포함하고 여기서 n은 조성물 내에서 평균 약 6 내지 10이다. 특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 범주 P1-B-2의 물질을 포함하고 여기서 n은 조성물 내에서 평균 약 8 내지 12이다. 특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 범주 P1-B-2의 물질을 포함하고 여기서 n은 조성물 내에서 평균 약 12 내지 16이다. 특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 범주 P1-B-2의 물질을 포함하고 여기서 n은 조성물 내에서 평균 약 16 내지 20이다. 특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 범주 P1-B-2의 물질을 포함하고 여기서 n은 조성물 내에서 평균 약 20 내지 40이다. 특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 범주 P1-B-2의 물질을 포함하고 여기서 n은 조성물 내에서 평균 약 30 내지 50이다.
특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 범주 P1-B-2의 물질을 포함하고 여기서
Figure pct00140
는 직쇄 지방족 기를 포함한다. 특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 범주 P1-B-2의 물질을 포함하고 여기서
Figure pct00141
는 6 내지 80 탄소 원자를 함유하는 직선 사슬 지방족 기를 포함한다.
특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 범주 P1-B-2의 물질을 포함하고 여기서
Figure pct00142
는 다음으로 구성된 그룹으로부터 선택된다:
C7-12 직쇄 지방족 기;
C12-16 직쇄 지방족 기;
C16-20 직쇄 지방족 기;
C24-28 직쇄 지방족 기;
C36-40 직쇄 지방족 기;
C40-60 직쇄 지방족 기; 및
C60-80 직쇄 지방족 기.
특정 구체예에서, 그러한 직쇄 지방족 기는 포화된 반면, 다른 구체예에서는 하나 이상의 불포화 부위를 포함한다. 특정 구체예에서, 그러한 기는 천연 발생 물질의 사슬, 예컨대 장쇄 지방산을 포함하거나 이로부터 유도된다.
특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 범주 P1-B-2의 물질을 포함하고 여기서 탄화수소 모이어티는 지방산의 지방족 사슬을 포함한다. 특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 범주 P1-B-2의 물질을 포함하고 여기서
Figure pct00143
는 표 1에 나타난 화합물로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 범주 P1-B-2의 물질을 포함하고 여기서
Figure pct00144
는 표 2에 나타난 화합물로 구성된 그룹으로부터 선택된다.
직선 사슬 지방족 기를 가지는 범주 P1-B-2의 물질을 포함하는 대표적인 본 발명의 조성물은 표 5에 나타난다.
표 5
Figure pct00145
특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은 범주 P1-B-2의 물질을 포함하고 여기서
Figure pct00146
는 분지형 C4-80 지방족 기를 포함한다. 특정 구체예에서, 유형 P1-B-2의 조성물에 있어서,
Figure pct00147
는 C4-6 분지쇄 지방족 기를 포함한다. 특정 구체예에서, 유형 P1-B-2의 조성물에 있어서,
Figure pct00148
는 C7-12 분지쇄 지방족 기; C12-16 분지쇄 지방족 기; C16-20 분지쇄 지방족 기; C20-24 분지쇄 지방족 기; C24-28 분지쇄 지방족 기; C28-36 분지쇄 지방족 기; 또는 C36-40 분지쇄 지방족 기를 포함한다. 특정 구체예에서, 유형 P1-B-2의 조성물에 있어서,
Figure pct00149
는 C40-60 분지쇄 지방족 기 또는 C60-80 분지쇄 지방족 기를 포함한다. 특정 구체예에서, 유형 P1-B-2의 조성물에 있어서, 분지쇄 지방족 기는 포화된 반면, 다른 구체예에서는 하나 이상의 불포화 부위를 포함한다.
특정 구체예에서, 유형 P1-B-2의 조성물에 있어서,
Figure pct00150
는 지방족 폴리카보네이트 모이어티에
Figure pct00151
모이어티의 부착 부위에 분지가 존재하는 포화된 지방족 기를 포함한다. 다른 특정 구체예에서, 유형 P1-B-2의 조성물에 있어서, 지방족 폴리카보네이트 모이어티에
Figure pct00152
모이어티의 부착점은 분기점이 아니다.
특정 구체예에서, 유형 P1-B-2의 조성물에 있어서,
Figure pct00153
모이어티는 다음으로 구성된 그룹으로부터 선택된다:
하나 이상의 알킬 치환기를 가지는 C3-40 직선 탄소 사슬;
1-12개의 알킬 치환기를 가지는 C4-40 직선 탄소 사슬;
1-12개의 알킬 치환기를 가지는 C4-40 직선 탄소 사슬, 여기서 각각의 알킬 치환기는 독립적으로 C1-12 직선 또는 분지형 알킬이고;
1-6개의 알킬 치환기를 가지는 C4-20 직선 탄소 사슬, 여기서 각각의 알킬 치환기는 독립적으로 C1-6 직선 또는 분지형 알킬이고;
1-4개의 알킬 치환기를 가지는 C6-12 직선 탄소 사슬, 여기서 각각의 알킬 치환기는 독립적으로 C1-4 직선 또는 분지형 알킬이고; 및
1-6개의 알킬 치환기를 가지는 C4-20 직선 탄소 사슬, 여기서각각의 알킬 치환기는 독립적으로 메틸 또는 에틸 기이다.
특정 구체예에서, 유형 P1-B-2의 조성물에 있어서,
Figure pct00154
모이어티는 다음으로 구성된 그룹으로부터 선택된다: sec-부틸, 2-메틸부탄, 3-메틸부탄, 2-메틸펜탄, 3-메틸펜탄, 4-메틸펜탄, 2-메틸헥산, 3-메틸헥산, 4-메틸헥산, 5-메틸헥산, 2-메틸헵탄, 3-메틸헵탄, 4-메틸헵탄, 5-메틸헵탄, 6-메틸헵탄, 2-메틸옥탄, 3-메틸옥탄, 4-메틸옥탄, 5-메틸옥탄, 6-메틸옥탄, 7-메틸옥탄, 2-메틸노난, 3-메틸노난, 4-메틸노난, 5-메틸노난, 6-메틸노난, 7-메틸노난, 8-메틸노난, 2-메틸데칸, 3-메틸데칸, 4-메틸데칸, 5-메틸데칸, 6-메틸데칸, 7-메틸데칸, 8-메틸데칸, 9-메틸데칸, 2-메틸운데칸, 3-메틸운데칸, 4-메틸운데칸, 5-메틸운데칸, 6-메틸운데칸, 7-메틸운데칸, 8-메틸운데칸, 9-메틸운데칸, 10-메틸운데칸, 2-메틸도데칸, 3-메틸도데칸, 4-메틸도데칸, 5-메틸도데칸, 6-메틸도데칸, 7-메틸도데칸, 8-메틸도데칸, 9-메틸도데칸, 10-메틸도데칸, 11-메틸도데칸, 2-에틸부탄, 2-에틸펜탄, 3-에틸펜탄, 2-에틸헥산, 3-에틸헥산, 4-에틸헥산, 2-에틸헵탄, 3-에틸헵탄, 4-에틸헵탄, 5-에틸헵탄, 2-에틸옥탄, 3-에틸옥탄, 4-에틸옥탄, 5-에틸옥탄, 6-에틸옥탄, 2-에틸노난, 3-에틸노난, 4-에틸노난, 5-에틸노난, 6-에틸노난, 7-에틸노난, 2-에틸데칸, 3-에틸데칸, 4-에틸데칸, 5-에틸데칸, 6-에틸데칸, 7-에틸데칸, 8-에틸데칸, 2-에틸운데칸, 3-에틸운데칸, 4-에틸운데칸, 5-에틸운데칸, 6-에틸운데칸, 7-에틸운데칸, 8-에틸운데칸, 9-에틸운데칸, 2-에틸도데칸, 3-에틸도데칸, 4-에틸도데칸, 5-에틸도데칸, 6-에틸도데칸, 7-에틸도데칸, 8-에틸도데칸, 9-에틸도데칸, 10-에틸도데칸, 및 이들 중 임의의 둘 이상의 조합.
특정 구체예에서, 유형 P1-B-2의 조성물은 다음으로 구성된 그룹으로부터 선택된
Figure pct00155
모이어티를 포함한다:
C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 독립적으로 선택된 두 개의 치환기를 가지는 C5 직선 사슬 알킬;
C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 독립적으로 선택된 2-3개의 치환기를 가지는 C6 직선 사슬 알킬;
C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 독립적으로 선택된 2-3개의 치환기를 가지는 C7 직선 사슬 알킬;
C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 독립적으로 선택된 2-4개의 치환기를 가지는 C8 직선 사슬 알킬;
C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 독립적으로 선택된 2-4개의 치환기를 가지는 C6 직선 사슬 알킬;
C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 독립적으로 선택된 2-4개의 치환기를 가지는 C10 직선 사슬 알킬;
C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 독립적으로 선택된 2-4개의 치환기를 가지는 C11-12 직선 사슬 알킬;
C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 독립적으로 선택된 2-5개의 치환기를 가지는 C12-16 직선 사슬 알킬;
C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 독립적으로 선택된 2-6개의 치환기를 가지는 C16-20 직선 사슬 알킬; 및
C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 독립적으로 선택된 2-12개의 치환기를 가지는 C20-40 직선 사슬 알킬.
특정 구체예에서, 유형 P1-B-2의 조성물에 있어서, 모이어티
Figure pct00156
는
Figure pct00157
를 포함하고, 여기서 *는 폴리카보네이트 모이어티에
Figure pct00158
모이어티가 부착하는 부위를 나타내며, f는 1 내지 12의 정수이다.
특정 구체예에서, 유형 P1-B-2의 조성물에 있어서,
Figure pct00159
모이어티는 다음으로 구성된 그룹으로부터 선택되고:
Figure pct00160
, 여기서 k는 0 내지 10의 정수이다.
특정 구체예에서, 유형 P1-B-2의 조성물에 있어서,
Figure pct00161
가 지방족 폴리카보네이트 모이어티에
Figure pct00162
모이어티의 부착 부위에 분기점을 가지는 지방족 기를 포함하는 경우,
Figure pct00163
는 다음의 화학식을 가지고:
Figure pct00164
,
여기서 Ra1 및 Ra2는 각각 지방족 기이다.
특정 구체예에서, 유형 P1-B-2의 조성물에 있어서,
Figure pct00165
이
Figure pct00166
를 포함하는 경우,
Ra1 및 Ra2 각각은 직선 사슬 지방족 기를 포함한다. 특정 구체예에서 Ra1 및 Ra2 각각은 C1-78 지방족 기로 구성된 그룹으로부터 독립적으로 선택되고, 여기서 Ra1 및 Ra2는 부착되는 탄소 원자와 함께 적어도 4개 내지 80개 미만의 탄소 원자를 포함한다. 특정 구체예에서, Ra1 및 Ra2는 부착되는 탄소 원자와 함께 적어도 6개, 적어도 8개, 적어도 10개, 적어도 12개, 적어도 16개, 적어도 20개, 적어도 24개, 적어도 30개, 적어도 34개 또는 적어도 38개의 탄소 원자를 포함한다. 특정 구체예에서, Ra1 및 Ra2 및 부착되는 탄소 원자는 6 내지 10개, 8 내지 12개, 12 내지 16개, 16 내지 20개, 20 내지 24개, 24 내지 30개, 30 내지 40개, 40 내지 60개, 또는 60 내지 80개의 탄소 원자를 포함한다.
특정 구체예에서,
Figure pct00167
는 다음으로 구성된 그룹으로부터 선택된다: 2-부탄, 2-펜탄, 3-펜탄, 2-헥산, 3-헥산, 2-헵탄, 3-헵탄, 4-헵탄, 2-옥탄, 3-옥탄, 4-옥탄, 2-노난, 3-노난, 4-노난, 5-노난, 2-데칸, 3-데칸, 4-데칸, 5-데칸, 2-운데칸, 3-운데칸, 4-운데칸, 5-운데칸, 6-운데칸, 2-도데칸, 3-도데칸, 4-도데칸, 5-도데칸, 6-도데칸, 및 이들 중 임의의 둘 이상의 조합.
특정 구체예에서, 유형 P1-B-2의 조성물에 있어서,
Figure pct00168
이
Figure pct00169
를 포함하는 경우, 적어도 Ra1 및 Ra2 중 하나는 하나 이상의 분기점을 포함한다. 특정 구체예에서, 하나 이상의 Ra1 및 Ra2는 메틸 또는 에틸 치환기를 보유하는 알킬기를 포함한다. 특정 구체예에서, Ra1 및 Ra2는 다음으로 구성된 그룹으로부터 독립적으로 선택된다: 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, n-펜탄, n-헥산, n-헵탄, n-옥탄, 임의의 C9-40 n-알킬, 이소프로필, 이소부틸, sec-부틸, 2-메틸부탄, 3-메틸부탄, 2-메틸펜탄, 3-메틸펜탄, 4-메틸펜탄, 2-메틸헥산, 3-메틸헥산, 4-메틸헥산, 5-메틸헥산, 2-메틸헵탄, 3-메틸헵탄, 4-메틸헵탄, 5-메틸헵탄, 6-메틸헵탄, 2-메틸옥탄, 3-메틸옥탄, 4-메틸옥탄, 5-메틸옥탄, 6-메틸옥탄, 7-메틸옥탄, 2-메틸노난, 3-메틸노난, 4-메틸노난, 5-메틸노난, 6-메틸노난, 7-메틸노난, 8-메틸노난, 2-메틸데칸, 3-메틸데칸, 4-메틸데칸, 5-메틸데칸, 6-메틸데칸, 7-메틸데칸, 8-메틸데칸, 9-메틸데칸, 2-메틸운데칸, 3-메틸운데칸, 4-메틸운데칸, 5-메틸운데칸, 6-메틸운데칸, 7-메틸운데칸, 8-메틸운데칸, 9-메틸운데칸, 10-메틸운데칸, 2-메틸도데칸, 3-메틸도데칸, 4-메틸도데칸, 5-메틸도데칸, 6-메틸도데칸, 7-메틸도데칸, 8-메틸도데칸, 9-메틸도데칸, 10-메틸도데칸, 11-메틸도데칸, 2-에틸부탄, 2-에틸펜탄, 3-에틸펜탄, 2-에틸헥산, 3-에틸헥산, 4-에틸헥산, 2-에틸헵탄, 3-에틸헵탄, 4-에틸헵탄, 5-에틸헵탄, 2-에틸옥탄, 3-에틸옥탄, 4-에틸옥탄, 5-에틸옥탄, 6-에틸옥탄, 2-에틸노난, 3-에틸노난, 4-에틸노난, 5-에틸노난, 6-에틸노난, 7-에틸노난, 2-에틸데칸, 3-에틸데칸, 4-에틸데칸, 5-에틸데칸, 6-에틸데칸, 7-에틸데칸, 8-에틸데칸, 2-에틸운데칸, 3-에틸운데칸, 4-에틸운데칸, 5-에틸운데칸, 6-에틸운데칸, 7-에틸운데칸, 8-에틸운데칸, 9-에틸운데칸, 2-에틸도데칸, 3-에틸도데칸, 4-에틸도데칸, 5-에틸도데칸, 6-에틸도데칸, 7-에틸도데칸, 8-에틸도데칸, 9-에틸도데칸, 10-에틸도데칸, 및 이들 중 임의의 둘 이상의 조합.
특정 구체예에서, 유형 P1-B-2의 조성물에 있어서,
Figure pct00170
이
Figure pct00171
를 포함하는 경우, 적어도 Ra1 및 Ra2 중 하나는 다음으로 구성된 그룹으로부터 선택된다: C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 선택된 1-2개의 치환기를 독립적으로 가지는 C5 직선 사슬 알킬; C1 -4 직선 또는 분지형 알킬로부터 선택된 1-3개의 치환기를 독립적으로 가지는 C6 직선 사슬 알킬; C1 -4 직선 또는 분지형 알킬로부터 선택된 1-3개의 치환기를 독립적으로 가지는 C7 직선 사슬 알킬; C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 선택된 1-4개의 치환기를 독립적으로 가지는 C8 직선 사슬 알킬; C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 선택된 1-4개의 치환기를 독립적으로 가지는 C6 직선 사슬 알킬; C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 선택된 1-4개의 치환기를 독립적으로 가지는 C10 직선 사슬 알킬; C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 선택된 1-4개의 치환기를 독립적으로 가지는 C11-12 직선 사슬 알킬; C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 선택된 1-5개의 치환기를 독립적으로 가지는 C12-16 직선 사슬 알킬; C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 선택된 1-6개의 치환기를 독립적으로 가지는 C16-20 직선 사슬 알킬; 및 C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 선택된 1-12개의 치환기를 독립적으로 가지는 C20-40 직선 사슬 알킬.
특정 구체예에서, 유형 P1-B-2의 조성물에 있어서,
Figure pct00172
이
Figure pct00173
를 포함하는 경우, 적어도 Ra1 및 Ra2 중 하나는
Figure pct00174
를 포함하고, 여기서 *는 폴리카보네이트 모이어티에
Figure pct00175
모이어티의 부착하는 부위를 나타내며, f는 1 내지 12의 정수이다. 특정 구체예에서, 적어도 Ra1 및 Ra2 중 하나는 다음으로 구성된 그룹으로부터 선택되고:
Figure pct00176
, 여기서 k는 0 내지 10의 정수이다.
직선 사슬 지방족 기를 가지는 범주 P1-B-2의 물질을 포함하는 대표적인 본 발명의 조성물은 표 6에 나타난다.
표 6
Figure pct00177
II. 제조 방법
또 다른 양태에서, 본 발명은 상기 기재된 조성물의 제조 방법을 포함한다.
본 발명의 화합물 제조를 위한 하나의 방법은 사슬 이동제의 존재 하에서 하나 이상의 에폭사이드와 CO2의 공중합을 포함하고, 여기서 사슬 이동제는 에폭사이드 CO2 중합 반응에 있어서 중합 개시제로서 역할을 할 수 있는 하나의 작용기를 가지는 탄화수소 모이어티이다. 특정 구체예에서, 그러한 작용기는 알코올 또는 카복실산 기 (또는 이의 염)를 포함한다. 상기 반응을 위한 적절한 반응 조건 및 촉매는 미국 특허 제 8,247,520호에 기재되어 있으며, 상기 특허는 본 명세서에 참조 문헌으로 포함된다.
본 발명의 화합물 제조를 위한 하나의 방법은 사슬 이동제의 존재 하에서 하나 이상의 에폭사이드와 CO2의 공중합을 포함하고, 여기서 사슬 이동제는 에폭사이드 CO2 중합 반응에 있어서 중합 개시제로서 역할을 할 수 있는 하나의 작용기를 가지는 탄화수소 모이어티이다. 특정 구체예에서, 그러한 작용기는 알코올 또는 카복실산 기 (또는 이의 염)를 포함한다.
특정 구체예에서, 본 발명의 방법은 에폭사이드와 이산화 탄소의 공중합을 촉진하는 촉매 하에서 다음의 화학식 Z1
Figure pct00178
,
의 단일 작용기 알코올 또는 카복실산과 하나 이상의 에폭사이드 및 이산화 탄소의 접촉 단계를 포함하여 화학식 I의 생성물을 제공하고
Figure pct00179
,
여기서, Q는 -OH 및 -CO2H로부터 선택된 작용기를 포함하고; z는 0 또는 1이고;
Figure pct00180
및
Figure pct00181
각각은 상기 및 본 명세서에서 클래스 및 하위 클래스에 정의된 바와 같다.
카복실산 출발 물질 사용
특정 구체예에서, 본 발명의 방법은 에폭사이드와 이산화 탄소의 공중합을 촉진하는 촉매 하에서 다음의 화학식 Z1b
Figure pct00182
의 단일 작용기 카복실산과 하나 이상의 에폭사이드 및 이산화 탄소의 접촉 단계를 포함하여 화학식 P1의 생성물을 제공하고
Figure pct00183
,
여기서 R1, R2, R3, R4,
Figure pct00184
, 및 n 각각은 상기 및 본 명세서에서 클래스 및 하위 클래스에 정의된 바와 같다.
특정 구체예에서, 알코올 Z1b는 카복실산-작용기화된 폴리올레핀 또는 이의 염을 포함한다. 특정 구체예에서, Z1a는 카복실산-작용기화된 폴리에틸렌을 포함한다. 특정 구체예에서, Z1a는 카복실산-작용기화된 폴리프로필렌을 포함한다.
특정 구체예에서, 상기 방법에 있어서, Z1b는 C4-80 지방족카복실산 (또는 이의 염)을 포함한다.
특정 구체예에서, 알코올 Z1b는 직쇄 카복실산을 포함한다. 특정 구체예에서, 그러한 카복실산은 6 내지 80개의 탄소 원자를 포함한다. 특정 구체예에서, Z1b는 C7-12 직쇄 카복실산을 포함한다. 특정 구체예에서, Z1b는 C12-16 직쇄 카복실산을 포함한다. 특정 구체예에서, Z1b는 C16-20 직쇄 카복실산을 포함한다. 특정 구체예에서, Z1b는 C20-24 직쇄 카복실산, C24-28 직쇄 카복실산, C28-36 직쇄 카복실산, 또는 C36-40 직쇄 카복실산을 포함한다. 특정 구체예에서, Z1b는 C40-60 직쇄 카복실산 또는 C60-80 직쇄 카복실산을 포함한다. 특정 구체예에서, 그러한 직쇄 카복실산 포화된 반면, 다른 구체예에서는 하나 이상의 불포화 부위를 포함한다. 특정 구체예에서, Z1b는 천연 발생 물질, 예컨대 장쇄 지방산을 포함하거나 이로부터 유도된다.
구체예에서, Z1b가 포화된 직선 지방족 카복실산을 포함하는 경우, 적절한 사슬은 일반적인 지방산에 상응하는 사슬을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 특정 구체예에서 Z1b는 표 7로부터 선택된다:
표 7 포화된 지방산의 예
지방산의 관용명 구조
카프릴산 CH3(CH2)6-CO2H
카프르산 CH3(CH2)8-CO2H
라우르산 CH3(CH2)10-CO2H
미리스트산 CH3(CH2)12-CO2H
팔미트산 CH3(CH2)14-CO2H
스테아르산 CH3(CH2)16-CO2H
아라키돈산 CH3(CH2)18-CO2H
베헨산 CH3(CH2)20-CO2H
리그노세르산 CH3(CH2)22-CO2H
세로트산 CH3(CH2)24-CO2H
구체예에서, Z1b가 불포화된 직선 지방족 카복실산을 포함하는 경우, 적절한 카복실산은 일반적인 천연-발생한 불포화된 지방산을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 특정 구체예에서, 적절한 카복실산은 표 8에 나타난 카복실산을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다:
표 8 불포화된 지방산의 예
지방산의 관용명 상응하는 지방족 카복실산 Δ x
미리스트올레산 CH3(CH2)3 CH=CH(CH2)7-CO2H 시스-Δ9
팔미톨레산 CH3(CH2)5 CH=CH(CH2)7-CO2H 시스-Δ9
사파에닉산 CH3(CH2)8 CH=CH(CH2)4-CO2H 시스-Δ6
올레산 CH3(CH2)7 CH=CH(CH2)7-CO2H 시스-Δ9
엘라이드산 CH3(CH2)7 CH=CH(CH2)7-CO2H 트랜스-Δ9
박센산 CH3(CH2)5 CH=CH(CH2)9-CO2H 트랜스-Δ11
리놀레산 CH3(CH2)4 CH=CHCH2 CH=CH(CH2) -CO2H 시스,시스-Δ9,Δ12
엘라이드산 CH3(CH2)4 CH=CHCH2 CH=CH(CH2)7-CO2H 트랜스,트랜스-Δ9,Δ12
α-리놀렌산 CH3CH2 CH=CHCH2 CH=CHCH2 CH=CH(CH2)7-CO2H 시스,시스,시스-Δ9,Δ12,Δ15
아라키돈산 CH3(CH2)4 CH=CHCH2 CH=CHCH2 CH=CHCH2 CH=CH(CH2)3-CO2H 시스,시스,시스,시스-Δ5Δ8,Δ11,Δ14
에이코사펜타엔산 CH3CH2 CH=CHCH2 CH=CHCH2 CH=CHCH2 CH=CHCH2 CH=CH(CH2)3-CO2H 시스,시스,시스,시스,시스-Δ5,Δ8,Δ11,Δ14,Δ17
에루크산 CH3(CH2)7 CH=CH(CH2)11-CO2H 시스-Δ13
도코사헥산엔산 CH3CH2 CH=CHCH2 CH=CHCH2 CH=CHCH2 CH=CHCH2 CH=CHCH2 CH=CH(CH2)2-CO2H 시스,시스,시스,시스,시스,시스-Δ4,Δ7,Δ10,Δ13,Δ16,Δ19
특정 구체예에서, Z1b는 분지형 지방족 카복실산을 포함한다. 특정 구체예에서, 그러한 카복실산은 4 내지 약 80개의 탄소 원자를 포함한다. 특정 구체예에서, Z1b는 C4-6 분지쇄 카복실산을 포함한다. 특정 구체예에서, Z1b는 C7-12 분지쇄 카복실산을 포함한다. 특정 구체예에서, Z1b는 C12-16 분지쇄 카복실산을 포함한다. 특정 구체예에서, Z1b는 C16-20 분지쇄 카복실산을 포함한다. 특정 구체예에서, Z1b는 C20-24 분지쇄 카복실산, C24-28 분지쇄 카복실산, C28-36 분지쇄 카복실산, 또는 C36-40 분지쇄 카복실산을 포함한다. 특정 구체예에서, Z1b는 C40-60 분지쇄 카복실산 또는 C60-80 분지쇄 카복실산을 포함한다. 특정 구체예에서, 그러한 분지쇄 카복실산은 포화된 반면, 다른 구체예에서는 하나 이상의 불포화 부위를 포함한다.
특정 구체예에서, Z1b는 C3-40 직선 탄소 사슬을 가지는 카복실산을 포함한다. 특정 구체예에서, 카복실산 Z1b의 탄소 사슬은 또한 하나 이상의 알킬 치환기를 포함한다. 특정 구체예에서, Z1b는 1-12개의 알킬 치환기를 가지는 C4-40 직선 탄소 사슬을 포함한다. 특정 구체예에서, Z1b는 C4-40 직선 탄소 사슬 1-12개의 알킬 치환기를 가지는, 각각의 알킬 치환기는 독립적으로 C1-12 직선 또는 분지형 알킬을 포함한다. 특정 구체예에서, Z1b는 C4-20 직선 탄소 사슬 1-6개의 알킬 치환기를 가지는, 각각의 알킬 치환기는 독립적으로 C1-6 직선 또는 분지형 알킬을 포함한다. 특정 구체예에서, Z1b는 C6-12 직선 탄소 사슬 1-4개의 알킬 치환기를 가지는, 각각의 알킬 치환기는 독립적으로 C1-4 직선 또는 분지형 알킬을 포함한다. 특정 구체예에서, Z1b는 C4-20 직선 탄소 사슬 1-6개의 알킬 치환기를 가지는, 각각의 알킬 치환기는 독립적으로 메틸 또는 에틸기를 포함한다.
특정 구체예에서, Z1b는 다음으로 구성된 그룹으로부터 선택된 카복실산을 포함한다: sec-부탄산, 2-메틸부탄산, 3-메틸부탄산, 2-메틸펜탄산, 3-메틸펜탄산, 4-메틸펜탄산, 2-메틸헥산산, 3-메틸헥산산, 4-메틸헥산산, 5-메틸헥산산, 2-메틸헵탄산, 3-메틸헵탄산, 4-메틸헵탄산, 5-메틸헵탄산, 6-메틸헵탄산, 2-메틸옥탄산, 3-메틸옥탄산, 4-메틸옥탄산, 5-메틸옥탄산, 6-메틸옥탄산, 7-메틸옥탄산, 2-메틸노난산, 3-메틸노난산, 4-메틸노난산, 5-메틸노난산, 6-메틸노난산, 7-메틸노난산, 8-메틸노난산, 2-메틸데칸산, 3-메틸데칸산, 4-메틸데칸산, 5-메틸데칸산, 6-메틸데칸산, 7-메틸데칸산, 8-메틸데칸산, 9-메틸데칸산, 2-메틸운데칸산, 3-메틸운데칸산, 4-메틸운데칸산, 5-메틸운데칸산, 6-메틸운데칸산, 7-메틸운데칸산, 8-메틸운데칸산, 9-메틸운데칸산, 10-메틸운데칸산, 2-메틸도데칸산, 3-메틸도데칸산, 4-메틸도데칸산, 5-메틸도데칸산, 6-메틸도데칸산, 7-메틸도데칸산, 8-메틸도데칸산, 9-메틸도데칸산, 10-메틸도데칸산, 11-메틸도데칸산, 2-에틸부탄산, 2-에틸펜탄산, 3-에틸펜탄산, 2-에틸헥산산, 3-에틸헥산산, 4-에틸헥산산, 2-에틸헵탄산, 3-에틸헵탄산, 4-에틸헵탄산, 5-에틸헵탄산, 2-에틸옥탄산, 3-에틸옥탄산, 4-에틸옥탄산, 5-에틸옥탄산, 6-에틸옥탄산, 2-에틸노난산, 3-에틸노난산, 4-에틸노난산, 5-에틸노난산, 6-에틸노난산, 7-에틸노난산, 2-에틸데칸산, 3-에틸데칸산, 4-에틸데칸산, 5-에틸데칸산, 6-에틸데칸산, 7-에틸데칸산, 8-에틸데칸산, 2-에틸운데칸산, 3-에틸운데칸산, 4-에틸운데칸산, 5-에틸운데칸산, 6-에틸운데칸산, 7-에틸운데칸산, 8-에틸운데칸산, 9-에틸운데칸산, 2-에틸도데칸산, 3-에틸도데칸산, 4-에틸도데칸산, 5-에틸도데칸산, 6-에틸도데칸산, 7-에틸도데칸산, 8-에틸도데칸산, 9-에틸도데칸산, 10-에틸도데칸산, 및 이들 중 임의의 둘 이상의 조합.
이러한 방법의 이해에 관한 불확실함을 방지하기 위하여, Z1b 이5-메틸헵탄산이도록 상기 기로부터 선택되는 경우, 이에 따라 생성된 화학식 P1의 화합물은 다음의 구조를 가질 것이다:
Figure pct00185
.
특정 구체예에서, Z1b는 다중 분지를 가지는 포화된 카복실산을 포함한다. 특정 구체예에서, Z1b는 카복실산으로 구성된 그룹으로부터 선택된 카복실산을 포함한다: C1 -4 직선 또는 분지형 알킬로부터 독립적으로 선택된 두 개의 치환기를 가지는 C5 직선 사슬 알칸산; C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 독립적으로 선택된 2-3개의 치환기를 가지는 C6 직선 사슬 알칸산; C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 독립적으로 선택된 2-3개의 치환기를 가지는 C7 직선 사슬 알킬; C1 -4 직선 또는 분지형 알킬로부터 독립적으로 선택된 2-4개의 치환기를 가지는 C8 직선 사슬 알칸산; C1 -4 직선 또는 분지형 알킬로부터 독립적으로 선택된 2-4개의 치환기를 가지는 C6 직선 사슬 알칸산; C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 독립적으로 선택된 2-4개의 치환기를 가지는 C10 직선 사슬 알킬; C1 -4 직선 또는 분지형 알킬로부터 독립적으로 선택된 2-4개의 치환기를 가지는 C11-12 직선 사슬 알킬; C1 -4 직선 또는 분지형 알킬로부터 독립적으로 선택된 2-5개의 치환기를 가지는 C12-16 직선 사슬 알칸산; C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 독립적으로 선택된 2-6개의 치환기를 가지는 C16-20 직선 사슬 알킬산; 및 C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 독립적으로 선택된 2-12개의 치환기를 가지는 C20-40 직선 사슬 알킬산.
특정 구체예에서, Z1b는
Figure pct00186
를 포함하고, f는 1 내지 12의 정수이다.
특정 구체예에서, Z1b는 분지형 지방산을 포함한다. 특정 구체예에서, 그러한 분지형 지방산은 천연 발생 물질, 예컨대 메틸 분지형 지방산, 이소-메틸 분지형 지방산 (전종단 탄소(penultimate carbon)에 분기점을 가짐), 안테이소-메틸-분지형 지방산(안테 -전종단 탄소 원자 (끝에서 두 번째) 상에 분기점을 가짐, 이소프레노이드 지방산, 및 다른 유사한 물질을 포함한다.
특정 구체예에서, Z1b는 이소프레노이드 지방산을 포함한다. 특정 구체예에서, Z1b는 다음으로 구성된 그룹으로부터 선택되고:
Figure pct00187
, 여기서 k는 0 내지 10의 정수이다.
특정 구체예에서, 상기 임의의 방법에 있어서, 에폭사이드는 화학식을 가지고:
Figure pct00188
,
여기서 R1, R2, R3, 및 R4 각각은 상기 및 본 명세서에서 클래스 및 하위 클래스에 정의된 바와 같다.
특정 구체예에서, 상기 임의의 방법에 있어서, 에폭사이드는 다음으로 구성된 그룹으로부터 선택된다: 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 1,2 부텐 옥사이드, 1,2 헥센 옥사이드, 고급 알파 올레핀 (예로서 C6-40 알파 올레핀)의 옥사이드, 부타디엔 모노에폭사이드, 에피클로로하이드린, 글리시돌의 에테르 또는 에스테르, 사이클로펜텐 옥사이드, 사이클로헥센 옥사이드, 3 비닐 사이클로헥센 옥사이드, 및 3-에틸 사이클로헥센 옥사이드, 또는 이들 중 임의의 둘 이상의 조합.
특정 구체예에서, 상기 임의의 방법에 있어서, 에폭사이드는에틸렌 옥사이드를 포함한다. 특정 구체예에서, 상기 임의의 방법에 있어서, 에폭사이드는 프로필렌 옥사이드. 특정 구체예에서, 상기 임의의 방법에 있어서, 에폭사이드는 사이클로헥센 옥사이드를 포함한다.
특정 구체예에서, 상기 방법은 원하는 사슬 길이의 에폭사이드-CO2 공중합체가 형성될 때까지 진행하기 위하여 공중합을 허용하는 단계를 포함한다. 특정 구체예에서, 상기 방법은 중합 반응을 종결하고 생성물을 분리하는 추가의 단계를 포함한다.
III. 응용
또 다른 양태에서, 본 발명은 상기 기재된 블록 공중합체 물질의 사용 방법을 포함한다. 본 발명의 물질은 다양한 응용에 적합하다. 상기 명시된 바와 같이, 하나의 응용은 중합체 블렌드를 위한 효과적인 상용화제로서의 응용이다. 그러나, 새로운 블록 물질은 다른 다수의 응용을 가지는 것으로 간주된다. 제공되는 다수의 본 발명의 물질은 양쪽 친매성이며, 따라서 서로 다른 물질을 상용화 또는 용매화함이 바람직한 응용에 제안된다. 중합체 블렌드를 상용화함 이외에 상기 물질은 액체 또는 겔에 대한 유화제로서, 세정제 또는 계면 활성제, 점도 또는 윤활성 개질제, 가소제, 연료 첨가제로서, 타이-레이어 및 접착체 응용에서 당업자할 다수의 관련 용도에서 응용된다.
특정 구체예에서, 본 발명은 폴리올레핀과 비교적 극성 중합체, 예컨대 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 또는 폴리에테르와의 블렌드 형성에 유용한 물질을 제공한다. 특히, 상기 기재된 발명의 물질은 폴리올레핀 (예컨대 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌) 및 지방족 폴리카보네이트 (예컨대 폴리(프로필렌 카보네이트), 폴리(에틸렌 카보네이트), 및 폴리(사이클로헥센 카보네이트)를 포함하는 열가소성 블렌드 제조 응용한다.
기타 구체예
전술한 바는 본 발명의 특정 비제한적인 구체예의 설명이다. 따라서, 본 명세서에 기재된 본 발명의 구체예는 본 발명의 원리의 적용을 단지 예시하는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에 예시된 구체예의 세부 사항에 대한 참조는 특허 청구 범위를 제한하려는 의도가 아니며, 그 자체가 본 발명에 필수적인 것으로 간주되는 특징을 나열한다.

Claims (24)

  1. 다음의 화학식 I의 블록 공중합체:
    Figure pct00189
    ,
    여기서 모이어티
    Figure pct00190
    는 CO2 및 하나 이상의 에폭사이드의 교호 공중합체를 포함하고;
    모이어티
    Figure pct00191
    는 포화 또는 불포화 탄화수소를 포함함.
  2. 제1항에 있어서, 모이어티
    Figure pct00192
    는 다음의 구조를 가지는 반복 단위를 포함하는 블록 공중합체:
    Figure pct00193
    ,
    여기서 R1, R2, R3, 및 R4는 중합체 사슬 중에 각각의 존재에서, -H, 플루오린, 임의로 치환된 C1-40 지방족 기, 임의로 치환된 C1-20 헤테로지방족 기, 및 임의로 치환된 아릴 기로 구성된 그룹으로부터 선택되고, 임의의 2개 이상의 R1, R2, R3, 및 R4는 임의로 개재 원자와 합쳐져 임의로 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 하나 이상의 임의로 치환된 고리를 형성할 수 있음.
  3. 제1항에 있어서, 모이어티
    Figure pct00194
    는 이산화 탄소와 다음으로 구성된 그룹으로부터 선택된 에폭사이드의 공중합으로부터 유도된 블록 공중합체: 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 1,2 부텐 옥사이드, 1,2 헥센 옥사이드, 고급 알파 올레핀 (예로서 C6-40 알파 올레핀)의 옥사이드, 부타디엔 모노에폭사이드, 에피클로로하이드린, 글리시돌의 에테르 또는 에스테르, 사이클로펜텐 옥사이드, 사이클로헥센 옥사이드, 3-비닐 사이클로헥센 옥사이드, 3-에틸 사이클로헥센 옥사이드, 및 이들 중 임의의 둘 이상의 조합.
  4. 제3항에 있어서, 모이어티
    Figure pct00195
    는 프로필렌 옥사이드로부터 유도된 블록 공중합체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 공중합체는 화학식 P1a을 가지는 블록 공중합체:
    Figure pct00196
    ,
    여기서 n은 4 내지 약 5,000의 정수이고;
    R1a은 중합체 사슬 중에 각각의 존재에서, -H, -CH3, -CH2CH3, -CH2Cl, -CH2ORx, -CH2OC(O)Rx, 및 -(CH2) q CH3으로 구성된 그룹으로부터 독립적으로 선택되고, 여기서 각각의 Rx는 C1-20 지방족, C1-20 헤테로지방족, 3- 내지 14-원 카보사이클릭, 6- 내지 10-원 아릴, 5- 내지 10-원 헤테로아릴, 및 3- 내지 12-원 헤테로사이클릭으로 구성된 그룹으로부터 독립적으로 선택된 임의로 치환된 모이어티이고, q는 2 내지 40의 정수임.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 모이어티
    Figure pct00197
    는 약 80개 초과의 탄소 원자를 가지는 탄화수소 세그먼트를 포함하는 블록 공중합체.
  7. 제6항에 있어서,
    Figure pct00198
    는 다음으로 구성된 그룹으로부터 선택된 탄화수소 세그먼트를 포함하는 블록 공중합체: 폴리에틸렌 (PE), 폴리프로필렌 (PP), 폴리이소부틸렌 (PIB), 폴리메틸펜텐 (PMP), 폴리부텐-1 (PB-1), 및 임의의 이들 서로 또는 다른 올레핀, 예컨대 부타디엔, 고급 알파 올레핀, 또는 스티렌의 공중합체.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 모이어티
    Figure pct00199
    는 C4 내지 C80 지방족 기를 포함하는 블록 공중합체.
  9. 제8항에 있어서,
    Figure pct00200
    는 포화된 C4 내지 C80 지방족 기를 포함하는 블록 공중합체.
  10. 제8항에 있어서,
    Figure pct00201
    는 불포화된 C4 내지 C80 지방족 기를 포함하는 블록 공중합체.
  11. 제8항에 있어서,
    Figure pct00202
    는 다수의 불포화된 C4 내지 C80 지방족 기를 포함하는 블록 공중합체.
  12. 제8항에 있어서,
    Figure pct00203
    는 직쇄 C4 내지 C80 지방족 기를 포함하는 블록 공중합체.
  13. 제8항에 있어서,
    Figure pct00204
    는 분지쇄 C4 내지 C80 지방족 기를 포함하는 블록 공중합체를 포함하는 블록 공중합체.
  14. 제13항에 있어서,
    Figure pct00205
    는 다음으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 블록 공중합체: a C4-6 분지쇄 지방족 기; C7-12 분지쇄 지방족 기; C12-16 분지쇄 지방족 기; C16-20 분지쇄 지방족 기; C20-24 분지쇄 지방족 기; C24-28 분지쇄 지방족 기; C28-36 분지쇄 지방족 기; C36-40 분지쇄 지방족 기; C40-60 분지쇄 지방족 기; 및 C60-80 분지쇄 지방족 기.
  15. 제13항에 있어서,
    Figure pct00206
    는 다음으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 블록 공중합체:
    하나 이상의 알킬 치환기를 가지는 C3-40 직선 탄소 사슬;
    1-12개의 알킬 치환기를 가지는 C4-40 직선 탄소 사슬;
    1-12개의 알킬 치환기를 가지는 C4-40 직선 탄소 사슬, 여기서 각각의 알킬 치환기는 독립적으로 C1-12 직선 또는 분지형 알킬이고;
    1-6개의 알킬 치환기를 가지는 C4-20 직선 탄소 사슬, 여기서 각각의 알킬 치환기는 독립적으로 C1-6 직선 또는 분지형 알킬이고;
    1-4개의 알킬 치환기를 가지는 C6-12 직선 탄소 사슬, 여기서 각각의 알킬 치환기는 독립적으로 C1-4 직선 또는 분지형 알킬이고; 및
    1-6개의 알킬 치환기를 가지는 C4-20 직선 탄소 사슬, 여기서 각각의 알킬 치환기는 독립적으로 메틸 또는 에틸기임.
  16. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    Figure pct00207
    는 다음의 화학식을 가지는 블록 공중합체:
    Figure pct00208
    ,
    여기서 Ra1 및 Ra2는 각각 지방족 기임.
  17. 제16항에 있어서, Ra1 및 Ra2 각각은 독립적으로 C1-78 지방족 기이고, Ra1 및 Ra2는 부착되는 탄소 원자와 함께 적어도 4개 내지 80개 미만의 탄소 원자를 포함하는 블록 공중합체.
  18. 제16항에 있어서, 적어도 Ra1 및 Ra2 중 하나는 하나 이상의 분기점을 포함하는 블록 공중합체.
  19. 제16항에 있어서, Ra1 및 Ra2는 다음으로 구성된 그룹으로부터 독립적으로 선택되는 블록 공중합체: 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, n-펜탄, n-헥산, n-헵탄, n-옥탄, 임의의 C9-40 n-알킬, 이소프로필, 이소부틸, sec-부틸, 2-메틸부탄, 3-메틸부탄, 2-메틸펜탄, 3-메틸펜탄, 4-메틸펜탄, 2-메틸헥산, 3-메틸헥산, 4-메틸헥산, 5-메틸헥산, 2-메틸헵탄, 3-메틸헵탄, 4-메틸헵탄, 5-메틸헵탄, 6-메틸헵탄, 2-메틸옥탄, 3-메틸옥탄, 4-메틸옥탄, 5-메틸옥탄, 6-메틸옥탄, 7-메틸옥탄, 2-메틸노난, 3-메틸노난, 4-메틸노난, 5-메틸노난, 6-메틸노난, 7-메틸노난, 8-메틸노난, 2-메틸데칸, 3-메틸데칸, 4-메틸데칸, 5-메틸데칸, 6-메틸데칸, 7-메틸데칸, 8-메틸데칸, 9-메틸데칸, 2-메틸운데칸, 3-메틸운데칸, 4-메틸운데칸, 5-메틸운데칸, 6-메틸운데칸, 7-메틸운데칸, 8-메틸운데칸, 9-메틸운데칸, 10-메틸운데칸, 2-메틸도데칸, 3-메틸도데칸, 4-메틸도데칸, 5-메틸도데칸, 6-메틸도데칸, 7-메틸도데칸, 8-메틸도데칸, 9-메틸도데칸, 10-메틸도데칸, 11-메틸도데칸, 2-에틸부탄, 2-에틸펜탄, 3-에틸펜탄, 2-에틸헥산, 3-에틸헥산, 4-에틸헥산, 2-에틸헵탄, 3-에틸헵탄, 4-에틸헵탄, 5-에틸헵탄, 2-에틸옥탄, 3-에틸옥탄, 4-에틸옥탄, 5-에틸옥탄, 6-에틸옥탄, 2-에틸노난, 3-에틸노난, 4-에틸노난, 5-에틸노난, 6-에틸노난, 7-에틸노난, 2-에틸데칸, 3-에틸데칸, 4-에틸데칸, 5-에틸데칸, 6-에틸데칸, 7-에틸데칸, 8-에틸데칸, 2-에틸운데칸, 3-에틸운데칸, 4-에틸운데칸, 5-에틸운데칸, 6-에틸운데칸, 7-에틸운데칸, 8-에틸운데칸, 9-에틸운데칸, 2-에틸도데칸, 3-에틸도데칸, 4-에틸도데칸, 5-에틸도데칸, 6-에틸도데칸, 7-에틸도데칸, 8-에틸도데칸, 9-에틸도데칸, 및 10-에틸도데칸.
  20. 제16항에 있어서, 적어도 Ra1 및 Ra2 중 하나는 다음으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 블록 공중합체: C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 선택된 1-2개의 치환기를 독립적으로 가지는 C5 직선 사슬 알킬; C1 -4 직선 또는 분지형 알킬로부터 선택된 1-3개의 치환기를 독립적으로 가지는 C6 직선 사슬 알킬; C1 -4 직선 또는 분지형 알킬로부터 선택된 1-3개의 치환기를 독립적으로 가지는 C7 직선 사슬 알킬; C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 선택된 1-4개의 치환기를 독립적으로 가지는 C8 직선 사슬 알킬; C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 선택된 1-4개의 치환기를 독립적으로 가지는 C6 직선 사슬 알킬; C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 선택된 1-4개의 치환기를 독립적으로 가지는 C10 직선 사슬 알킬; C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 선택된 1-4개의 치환기를 독립적으로 가지는 C11-12 직선 사슬 알킬; C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 선택된 1-5개의 치환기를 독립적으로 가지는 C12-16 직선 사슬 알킬; C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 선택된 1-6개의 치환기를 독립적으로 가지는 C16-20 직선 사슬 알킬; 및 C1-4 직선 또는 분지형 알킬로부터 선택된 1-12개의 치환기를 독립적으로 가지는 C20-40 직선 사슬 알킬.
  21. 중합체와 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항의 유효량의 화합물을 혼합하는 단계를 포함하는 2가지 이상의 중합체 블렌드의 상용화 방법.
  22. 제21항에 있어서, 2가지 이상의 중합체의 블렌드는 적어도 하나의 폴리올레핀 및 적어도 하나의 지방족 폴리카보네이트를 포함하는 방법.
  23. 제22항에 있어서, 폴리올레핀은 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌으로부터 선택되는 방법.
  24. 제22항에 있어서, 지방족 폴리카보네이트는 폴리(프로필렌 카보네이트); 폴리(에틸렌 카보네이트); 폴리(사이클로헥센 카보네이트); 이들의 2가지 이상의 블렌드 또는 공중합으로부터 선택되는 방법.
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