[发明专利]一种功能化材料及其生产方法和用途

摘要

本发明涉及含季铵的功能化材料的生产工艺，该功能化材料附着巯基、硫化物和硫脲基团的多重组合，组分相同，但每个官能团均以众多不同的低聚体、组态和立体化学的多种形式呈现，此外本发明还涉及其应用，如产品净化，或从产品流、工艺流和废液中去除不需要的有机和无机化合物包括金属和金属络合物，或在多成分的混合物中选择性去除目标成分，或用作金属、金属络合物、有机和生物化合物的净化与分离层析介质，或作为阴阳离子交换剂，或用于固相萃取、固相合成、金属离子提取和生物分子固定。

主权项

1.一种生产下列化学式Ⅰ化合物的方法：[(O3/2)Si(CH2)mSX]a[Si(O4/2)]b[(O3/2)Si(CH2)mSH]c[VSi(O3/2)]d[WSi(O3/2)]e(化学式Ⅰ)式中，X选自(CH2)3N+(L1)(R6)2CH2CH2CH3)、(CH2)3N+(L1)(R6)2CH2CHCH2、化学式Ⅱ化合物；R6是C1‑22烷基、芳基；n是从0至100的一个整数；L1是一个阴离子，包括但不限于卤化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐、磷酸盐、铬酸盐、高锰酸钾、硼氢化物、代硼氢化物如氰基硼氢化物；V是一个可选择地被取代的基团且选自C1‑22烷基、C2‑20烯烃基、C1‑22烷基芳基或芳基；W是(CH2)eZ基团，其中Z是SH、S(CH2)fSH、S(CH2)fNHC(＝S)NHR3、NR4R5或NH[(CH2)2NH]jH，e和f分别是从2至6的一个整数，如Z是SH则e和m不同；j是从1至100的一个整数；m是从2至12的一个整数；其中R3‑5分别选自氢、直链或支链C1‑12烷基、芳基或C1‑22烷基芳基；a、b、c、d、e均为整数，而且a+c:b的比例介于0.00001至100，a、b、c始终存在，如d和/或e大于0则d+e与a+b+c的比例介于0.000001至100；本方法包括：i.下列化学式III化合物[(O3/2)Si(CH2)hA]a[Si(O4/2)]b[VSi(O3/2)]d[WSi(O3/2)]e   (化学式III)式中，A是SH，其负载为0.01‑5mmol/g；h是从2至12的一个整数；与(CH2CHCH2)2N+(R6)2L1在溶剂中接触，其中R6是氢、直链或支链C1‑22烷基、C1‑22烷基芳基或芳基；L1是一个阴离子，包括但不限于卤化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐、磷酸盐、铬酸盐、高锰酸盐、氢硼化物或代氢硼化物如氰基氢硼化物；在20‑150℃温度下，每5‑30分钟添加一次自由基引发剂，添加的量为试剂和溶剂总重量的10‑7至10‑1，反应10分钟至48小时，随后将固体过滤或离心，使用溶剂洗涤后干燥生成化学式Ⅰ化合物；或者ii.下列化学式IV化合物：[(O3/2)Si(CH2)hA]a[Si(O4/2)]b   (化学式IV)式中，A是SH，其负载为0.01‑5mmol/g；h是从2至12的一个整数；与(CH2CHCH2)2N+(R6)2L1在溶剂中接触，其中R6是氢、直链或支链C1‑22烷基、C1‑22烷基芳基或芳基；L1是一个阴离子，包括但不限于卤化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐、磷酸盐、铬酸盐、高锰酸盐、氢硼化物或代氢硼化物如氰基氢硼化物；在20‑150℃条件下，每5‑30分钟添加一次自由基引发剂，添加的量为试剂和溶剂总重量的10‑7至10‑1，反应10分钟至48小时，后将固体过滤或离心，使用溶剂洗涤后干燥生成化学式Ⅰ化合物，其中整数d和e是0；随后使用VSi(OR1)3和/或WSi(OR1)3在溶剂中对其进行处理，在60‑150℃温度下反应10分钟至48小时，然后将固体过滤或离心，使用溶剂洗涤后干燥生成化学式Ⅰ化合物，其中V和W均存在。