合物在反應過程中釋放到培養基中..,現已發現,含有易得的氣 代簇酸基團的聚合物可W用作金屬衍生物的載體,并且特別導致形成了可用于各種反應的 非常活躍的催化劑(Dawans ,F. , Morel,D. ,Metal-Containing Po lymers , Their Manufacture and Use,美國專利號4,150,067(1979))。因此,運些發明人教導的理念不同 于,簇酸基團可W單獨充分地強烈地將金屬結合到聚合物載體上,從而避免在隨后的反應 中釋放。
[0013] 具有2,5巧喃二酬的1-十八締聚合物在導電聚合物中的用途
[0014] 由于觀察到氧化乙締單元提供了金屬陽離子的有效溶劑化,廣泛報道了基于聚 (環氧乙燒)(陽0)的固體聚合物電解質(A;rmand,M.B. In Polymer Electrolytes Reviews; McCallum,J.R., Vincent,C.,Eds .;Elsevier Applied Science : London,1987;Vol.1, pi..;Gray,F.M.Polymer Electrolytes;The Royal Society of Chemistry:Cambridge, (1997))。由于PEO的高結晶性傾向,在室溫下觀察到了鹽復合物的低導電性,從而限制了它 在固態電化學設備中的用途。為了克服運一缺陷,聚(乙二醇)單甲酸(PEGME)接枝到如聚丙 締酸醋和馬來酸酢共聚物的聚合物的側鏈上。Tang和同事們描述了多功能梳狀聚合物電解 質的合成和性能,其使用聚(乙二醇)單甲酸(PEGME)作為金屬結合側鏈和聚(馬來酸酢-交 替-1-十八締)(PMA0)作為骨架合成((Tang,Z-l.,Qi,L.,Gao,G-t.,Sun,M.,Dong,S- j.Sythesis and Properties of Multifunctional Comblike Polymer Electrolytes, Journal of F^mctional Polymers,21(l):36-43,(2008))。
[0015] Saad和同事們報道了包含聚(氯乙締)(PVC)、極性增塑劑和1-十八締和馬來酸酢 的共聚物的聚(氯乙締)(PVC)組合物的電性能(Saad , A . L . G . , Hassan , A . Μ . , Gad, E.A.Μ.Electrical Properties of Poly(vinyl chloride)Compos itions.Journal of Applied Polymer Science,49(10):1725-31(1993))。
[0016] Kim和同事報道了導電性聚合物-由聚碳酸醋和丙締臘-下二締-苯乙締共聚物組 成的填料復合材料,其中聚碳酸醋和丙締臘-下二締-苯乙締共聚物的比率范圍為4:6至6:4 (Kim,W.和Lee ,Υ. .Electrically Conductive Polymer/Filler Composites ,國際專利申 請號:PCT/KR2011/010189,公開號 W020122012115344)。
[0017] 此外,已經報道了含有金屬結合配體例如咪挫的聚合物Langmuir-Blodgett膜,其 從通過組胺與聚(馬來酸酢-交替-1-十八締)的反應得到的聚合物形成(Jeong,H.,Lee,B- J.,Cho,W.J.,Ha,C-S..Polymeric Langmuir-Blodgett Films Containing Imidazole- coordinatedMetal Complexes,Polymer,41(14):5525-5529(2000);Jung,S-B.,化o,S-Y., Kwon,Y-S..Characterization of Metal-ion Complexes of IMI-0 Polymer LBFilms, J.Kor.Phys.Soc.,37(4):378-308(2000);Yoo,S-Y.,aiin,H-K.,Jeong,H.,Park,J-C, Kwon,Y-S., Structure Analysis of Langmuir and Langmuir-Blodgett Films with Metal Complexes,Mol .Cryst .and Liq. Cryst. ,337: 357-360( 1999))。也已經報道了使用 由其它如4-氨基化晚、4-氨基甲基化晚或聚酷亞胺的含氮金屬結合配體組成的類似膜 (Nagel,J.,Ulrich,0.,Langmuir-Blodgett Layers from Polymer-metal Complexs: Behavior of Monolayers and Preparation of Multilayers ,Polymer,36(2):381-386 (1995);Bruckner-Lea,C,Petelenz,D., Janata ,Use of Poly(octadeclene-maleic 曰nhydride)for Interfacing Bil曰yer Membrane Supports in Sensor Applications, J.,Microchimica Acta 100:169-185(1990)〇 [001引疏水性和酸值
[0019] 參照含簇酸官能團的聚合物材料,將酸值定義為中和Ig聚合物所需的氨氧化鐘的 毫克數。因此,它代表了簇酸基團與聚合物的摩爾比,并且反映了聚合物或樹脂的極性酸含 量。酸值越大,簇酸基團的數量越多,分子的極性越強。
[0020] 參照聚(1-十八締-馬來酸酢),Suzuki,Y在美國專利5298568中描述了改性締控樹 月旨,其通過用堿中和可W溶解于水中并且具有至少30的酸值。運些樹脂從"具有至少6個碳 原子的α-締控和具有至少一種改性劑的馬來酸酢中獲得,所述至少一種改性劑具有選自包 括徑基、氨基、氮丙晚基和琉基的類別中的至少一個功能基團"。此外,Suzuki教導為了獲得 所需的水溶性,"改性的締控樹脂的酸值至少為30,優選為80或更多。具有小于30酸值的改 性樹脂幾乎不表現堿可溶性和水的相容性"。
[0021] Suzuki教導具有低酸值(小于30)的樹脂不溶于水,而那些酸值大于30的樹脂是水 溶性的。Suzuki的教導遠離在本發明中描述的酸值大于100的聚合物,因為本發明中所描述 的聚合物是不溶于水的,并且具有疏水性。由Suzuki所公開的樹脂能夠結合的金屬有限。 Suzuki公開了他的樹脂結合價態小于2的過渡金屬化合物。本發明所描述的聚合物能夠結 合價態小于1的金屬化合物。
[0022] Koide等人在日本專利05-202234中描述了由具有締屬不飽和二元酸或其酸酢是 馨合劑的α、0締屬不飽和單體組成的共聚物樹脂。Koide描述的酸值為20至100的樹脂是疏 水性的,而那些具有更大酸值的樹脂是親水性的。在本發明中詳述的聚合物是不溶于水的, 而疏水馨合劑具有大于100的酸值。此外,Koide所描述的試劑馨合了鋼、鐘和儀。本發明中 所公開的聚合物不結合鋼、鐘或儀。因此,Koide的教導了遠離基于乙締的、不溶于水的、具 有大于100酸值的能夠結合金屬的疏水性聚合物。
[0023] 目前導電聚合物的局限性
[0024] 目前,所有導電聚合物具有W下的一個或多個缺陷:加工性差,缺乏必需的機械性 能和較高的內電阻W及由于聚合物含有滲雜離子受限的設備性能。此外,所有導電聚合物 在結構上要求共輛多重鍵體系或氣代簇酸官能團和配位穩定的過渡金屬。因此,現有技術 的教導遠離導電聚合物,例如具有2,5-巧喃二酬,金屬鹽的1-十八締聚合物,其不包含共輛 多重鍵體系、氣代簇酸官能團或配位穩定的過渡金屬。
[0025] 此外,具有2,5-巧喃二酬的1-十八締聚合物作為導電聚合物成分的用途僅限于作 為骨架或支撐體。運些觀察表明具有2,5-巧喃二酬的1-十八締聚合物作為骨架或支撐體的 用途,金屬結合官能團對于本領域的技術人員來說是預料不到的或不是顯而易見的。
[0026] 綜上所述,在文獻中沒有預料到本文所描述的聚合物的特性,因為無需共輛多重 鍵體系或氣代簇酸官能團和配位穩定的過渡金屬就可W得到導電性。運樣,聚合物作為導 體W描述的方式進行使用是預料不到的,構成了對于聚合物的新的和預料不到的應用,并 且W新的、預料不到的方式發揮功能。
[0027] 而現有技術中所公開的化合物滿足各自的具體的目的和要求,上述專利和現有技 術沒有描述具有2,5-巧喃二酬、金屬鹽的1-十八締聚合物的導電聚合物,允許用作導電聚 合物而無需共輛多重鍵體系或氣代簇酸官能團,配位穩定的過渡金屬,或金屬結合的均聚 物組分。
[0028] 在運方面,根據本發明的具有2,5-巧喃二酬、金屬鹽的1-十八締聚合物的導電聚 合物基本上背離了傳統的概念和現有技術描述的化合物,并且運樣做能夠提供獨特的傳輸 電子的導電性聚合化合物。
[0029] 因此,可W理解的是,持續存在著對于新的和改進的具有2,5-巧喃二酬、金屬鹽的 1-十八締聚合物的導體聚合物的需求,其能夠用于傳輸電子。在運方面,本發明實質上滿足 了運一需求。
[0030] 發明簡述
[0031] 本發明提供了具有2,5-巧喃二酬、金屬鹽的1-十八締聚合物,由1-十八締、具有2, 5-巧喃二酬的聚合物、鋼鹽制成,如前文所述(化曰11'111〇,1?.,美國專利7,964,688)或由本 領域的技術人員熟知的方法制備,其具有新的導電性聚合物特性。運些特性包括但不限于 4S/cm至200S/cmW上的電導率,運取決于結合的金屬的濃度和性質,電導率與結合到聚合 物的金屬的數量、聚合物結合具有+1,+2,+3,+4或巧價電荷的金屬到聚合物的能力、^及結 合兩種或多種不同金屬至聚合物上的分離的結合位點的能力成比例。
[0032] 聚合物的基本特征
[0033] 如本文所述,聚合物含有大量直接結合到提供親水性金屬結合特性的聚合物骨架 的簇酸醋基團。聚合物還含有不溶于水的疏水性脂肪族聚合物骨架。運些聚合物提供了特 定的、選擇性的和快速的