基于特罗格尔碱的单体和聚合物、制备方法以及其用途技术

本公开的实施方式提供衍生自如下所示的特罗格尔胺的化合物，微孔结构，膜，制备所述化合物、结构和膜的方法，用于气体分离等的方法(分子式A1)。

Monomers and polymers based on trogel base, preparation methods and Applications

The embodiments of the present disclosure provide compounds derived from trogelamine as shown below, microporous structures, membranes, methods for preparing the compounds, structures and membranes, and methods for gas separation, etc. (formula A1).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于特罗格尔碱的单体和聚合物、制备方法以及其用途相关申请的交叉引用本申请要求2016年6月20提交的题为“BASE-BASEDMONOMERS,ANDPOLYMERS,METHODSOFMAKINGANDUSESTHEREOF”的美国临时申请序号62/352,055的权益和优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。
技术介绍
气体分离是一项新兴的技术，其市场发展迅速，包括应用如空气分离，用于氧气或氮气富集，以及从天然气流中去除酸性气体以及烃回收等。因此，迫切需要可以用于气体分离和其它应用的改进组合物和合成化合物的方法。
技术实现思路
本公开的实施方式提供化合物，微孔结构，膜，制备所述化合物、结构和膜的方法，用于气体分离等的方法。本公开的实施方式包括具有下述结构的化合物：其中，每个X和Y均独立地选自由下述组成的组：H、卤素、烷基基团、芳基基团和杂芳基基团。本公开的实施方式还包括具有下述结构的聚酰亚胺：其中，R和R3每个均独立地选自芳族基团或脂族基团，其中，m和n是每个聚合物的重复单元的比例，其中，比例为约0-1，其中，每个X和Y均独立地选自由下述组成的组：H、卤素、烷基基团、芳基基团和杂芳基基团。本公开的实施方式包括孔径小于约的微孔聚酰亚胺膜。本公开的实施方式还包括制备可溶线性聚酰亚胺的方法，包括：其中，每个X和Y均独立地选自由下述组成的组：H、卤素、烷基基团、芳基基团和杂芳基基团，其中，R和R3每个均独立地选自芳族基团或脂族基团，并且其中，m和n是每个聚合物的重复单元的比例，其中，比例为约0-1。本公开的实施方式包括具有下述结构的微孔聚酰亚胺膜：其中，R和R3每个均独立地选自芳族基团或脂族基团，其中，m和n是每个聚合物的重复单元的比例，其中，所述比例的范围可以从0-1，其中，每个X和Y均独立地选自由下述组成的组：H、卤素、烷基基团、芳基基团和杂芳基基团。所述微孔聚酰亚胺膜具有分离气体的特征，包括O2/N2分离、H2/N2分离、H2/C1+烃分离、He/C1+烃分离、CO2/C1+烃分离、CO2/N2分离和烯烃/烷烃分离。本公开的实施方式还包括气体分离的方法，其中，将第一气体混合物暴露于包括具有下述结构的聚酰亚胺的微孔聚酰亚胺膜：其中，R和R3每个均独立地选自芳族基团或脂族基团，其中，m和n是每个聚合物的重复单元的比例，其中，比例为约0-1，其中，每个X和Y均独立地选自由下述组成的组：H、卤素、烷基基团、芳基基团和杂芳基基团。然后，与第一气体不同的第二气体穿过微孔聚酰亚胺膜并被去除。本公开的实施方式包括基于含羟基的特罗格尔碱(base)的网络多孔聚酰亚胺，包括具有下述结构的聚酰亚胺：其中，Arn选自下述结构：其中，Arn具有多臂核，并且范围从3臂到6臂，其中，R5和R6每个均独立地选自卤素、烷基基团或芳族基团，其中，每个X和Y均独立地选自由下述组成的组：H、卤素、烷基基团、芳基基团和杂芳基基团。本公开的实施方式还包括制备不溶微孔聚酰亚胺网络的方法，包括：其中，Arn选自芳族基团或脂族基团，其中，每个X和Y均独立地选自由下述组成的组：H、卤素、烷基基团、芳基基团和杂芳基基团。查阅下述附图和具体实施方式后，对于本领域技术人员来说，其它组合物、装置、方法、特征和优点将或将变得显而易见。包括在本说明书内的所有这些其它组合物、装置、方法、特征和优点意在本公开的范围内，并受所附权利要求保护。附图说明结合附图阅读下文所述的本公开的各种实施方式的具体实施方式后将更容易理解本公开的其它方面。图1A至图1B示出了6FDA-HTB(图1A)和SBI-HTB(图1B)的TGA-MS。图2示出了使用-196℃液氮的情况下，6FDA-HTB和SBI-HTB的吸附/解吸等温线。图3A至图3D通过6FDA-HTB、PIM-6FDA-OH、SBI-HTB和其它相关聚合物膜的O2/N2(图3A)、H2/N2(图3B)、CO2/CH4(图3C)和H2/CH4(图3D)的罗伯逊图(Robesonplot)说明了基于HTB的聚合物和一些相关聚合物的气体运输性能。具体实施方式在更加详细地描述本公开之前，应该理解的是，本公开不限于所描述的具体实施方式，因为实施方式当然地可以变化。还要理解的是，本文使用的术语仅出于描述具体实施方式的目的，并不意为限制性的。在提供了值域的情况下，应该理解的是，该范围的上限与下限之间的每个中间值(除非上下文另有明确指示，否则精确到下限单位的十分之一)以及在所述范围中的任何其它所述值或中间值均涵盖在本公开内。这些较小范围的上限和下限可以独立地包括在较小范围内，并且也涵盖在本公开中，依所述范围特别排除的任何极限值而定。在所述范围包括极限值中的一个或两个时，排除这些包括在内的极限值中的一个或两个的范围也包括在本公开中。除非另有限定，否则本文使用的所有技术和科学术语均具有本公开所属领域普通技术人员通常理解的相同含义。虽然与本文描述的那些方法和材料类似或等同的任何方法和材料也可以用于实践或检验本公开，但下面将描述优选的方法和材料。阅读本公开内容后本领域技术人员将明白，本文所描述和示出的各个实施方式中的每个均具有分立的组成部分和特征，在不偏离本公开的范围或精神的情况下，这些部件和特征可以容易地与任何其它若干实施方式的特征分离或组合。可以按照列举的事件顺序或逻辑上可行的任何其它顺序进行任何列举的方法。除非另有说明，否则本公开的实施方式将采用本领域技术内的化学技术、无机化学技术、有机化学技术、生物化学技术等等。文献中对这些技术进行了全面解释。定义“化学上可行的”是指未违背通常理解的有机结构规则的键合布置或化合物。本文公开的结构在其所有实施方式中意在仅包括“化学上可行的”结构，例如，在原子或基团可变的结构中，任何列举的化学上不可行的结构均未被本文公开或保护。然而，如果意在成键且需要移除基团诸如将氢从碳中移除(例如，形成双键)，技术人员将理解可以移除氢以形成期望的键。另外，所列能与化合物键合的基团(例如，R基团)但未说明键的具体位置的，意指本领域技术人员所理解的键的传统定位。术语“取代的”指指定原子(例如，碳原子)上可以由选择的指示基团(例如，卤素、羟基、烷基等)代替的任何一个或多个氢原子，前提是未超过指定原子的正常价。如本文所用的术语“可选地取代的”通常指零至四个取代基，其中，取代基均独立地选择。每个独立选择的取代基可以与其它取代基相同或不同。例如，分子式的取代基(例如，R类基团)可以由独立选择的H、卤素、羟基、酰基、烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环、芳基、杂芳基、烷氧基、氨基、酰胺、硫醇、砜、亚砜、氧、硝基、羰基、羧基、氨基酸等可选地取代(例如，1至4次)。在另一实施方式中，取代包括用卤素取代。本文所用“脂族”或“脂族基团”指饱和的或不饱和的、直链的或支链的、环(非芳香族)或杂环(非芳香族)烃或烃基团，其中每个均可以是取代或未取代的，并包含烷基、烯基和炔基基团，以及烷烃、烯烃和炔烃，例如取代的或未取代的。取决于使用的具体结构或分子式，脂族基团可以是单价的(例如，-CH3)或多价的(例如，二价的(如，-CH2-CH2-))。多价基团是相比于具有仅一个碳-碳σ键的基团，有两个或多个碳-碳σ键的基团。在使用脂族基团的情况下，一个或多个碳上存在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种化合物，包括下述结构：

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.20 US 62/352,0551.一种化合物，包括下述结构：其中，每个X和Y均独立地选自由下述组成的组：H、卤素、烷基基团、芳基基团和杂芳基基团。2.根据权利要求1所述的化合物，其中，羟基官能化二胺具有选自下述中的结构：3.一种组合物，包括：具有下述结构的聚酰亚胺：其中，R和R3每个均独立地选自芳族或脂族基团，其中，m和n是每个聚合物的重复单元的比例，其中，所述比例为约0-1，其中，每个X和Y均独立地选自由下述组成的组：H、卤素、烷基基团、芳基基团和杂芳基基团。4.根据权利要求3所述的组合物，其中，每个R均独立地选自由下述组成的组：被六氟异丙基、异丙基、羰基、氧、磺酰基基团分开的取代芳族或脂族环，或者：其中，每个R1和R2均独立地选自：H或直链或直链、取代的或未取代的烷基基团。5.根据权利要求3或4所述的组合物，其中，R3选自：其中，R4选自烷基基团，直链、支链或环状烷基基团，其中，每个R1和R2均独立地选自：H或直链或支链、取代的或未取代的烷基基团，并且其中，6.一种膜，包括权利要求3至5中的任一项所述的聚酰亚胺，其中，所述膜是微孔的，具有小于约的孔径。7.根据权利要求6所述的膜，其中，所述膜是微孔的，具有小于约的孔径。8.一种制备可溶直链聚酰亚胺的方法，包括：其中，每个X和Y均独立地选自由下述组成的组：H、卤素、烷基基团、芳基基团和杂芳基基团，其中，R和R3每个均独立地选自芳族基团或脂族基团，并且其中，m和n是每个聚合物的重复单元的比例，其中，所述比例为约0-1。9.根据权利要求8所述的方法，其中，每个R均独立地选自由下述组成的组：被六氟异丙基、异丙基、羰基、氧、磺酰基基团分开的取代的芳族或脂族环，或者：其中，每个R1和R2均独立地选自：H或直链或支链、取代的或未取代的烷基基团。10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，R3选自：其中，R4选自烷基基团，直链、支链或环状烷基基团，其中，每个R1和R2均独立地选自：H或直链或支链、取代的或未取代的烷基基团，并且其中，11.一种微孔聚酰亚胺膜，包括：具有下述结构的聚酰亚胺：其中，R和R3每个均独立地选自芳族或脂族基团，其中，m和n是每个聚合物的重复单元的比例，其中，所述比例的范围可以从0-1，其中，每个X和Y均独立地选自由下述组成的组：H、卤素、烷基基团、芳基基团和杂芳基基团，并且其中，所述微孔聚酰亚胺膜具有分离气体的特征，其中，基...

【专利技术属性】
技术研发人员：马小华，英戈·平瑙，
申请(专利权)人：阿卜杜拉国王科技大学，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯,SA