【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于生产阴离子交换剂的新方法。
技术介绍
1、从例如ep-b 1000660中已知的用于生产阴离子交换剂的方法是氯甲基化的乙烯基芳香族聚合物与氨反应以生产具有伯胺基的阴离子交换剂。然而，该方法的缺点是反应中实现的产率低。因此，通常使氯甲基化的乙烯基芳香族聚合物与伯胺、仲胺或叔胺反应，并且将其用作阴离子交换剂。
2、使氯甲基化的乙烯基芳香族聚合物与氨、伯胺或仲胺反应提供了比理论预期具有更低的交换容量的交换剂，因为胺与氯甲基化的基团反应数次并且产生不期望的二次交联。
3、dd-a79152描述了氯甲基化的乙烯基芳香族聚合物与六亚甲基四胺的反应以产生氨甲基化的乙烯基芳香族聚合物。这里的缺点是只有少量比例的氮与聚合物键合。
4、用于生产具有伯胺官能团的阴离子交换剂的另一种方法从ep-b1078688中已知。在此，将乙烯基芳香族聚合物用双(邻苯二甲酰亚胺基甲基)醚酰胺甲基化并且然后水解。通常首先由邻苯二甲酰亚胺和甲醛在硫酸的存在下生产双(邻苯二甲酰亚胺基甲基)醚并且然后添加乙烯基芳香族聚合物。酰胺甲基化后，通过用酸或碱水解由酰胺甲基化的聚合物生产具有伯胺官能团的阴离子交换剂。通过用烷基化剂官能化，该阴离子交换剂可以进一步被转化成具有仲胺、叔胺和季胺官能团的强碱性、弱碱性和混合碱性阴离子交换剂。
5、该方法也具有缺点，因为产生了使反应程序复杂的不稳定中间体，并且还产生了必须以费力或昂贵的方式处理或处置的副产物。
6、用于生产阴离子交换剂的方法从jp-a510053
7、在该方法中，也会形成不稳定的中间体，这使得反应程序更加困难并且产生大量具有生态问题的溶剂。
8、因此，还需要可以克服现有技术的缺点，并且可以以高产率生产阴离子交换剂的方法。
技术实现思路
1、出人意料地，现已发现，氯甲基化的乙烯基芳香族聚合物可以通过在含有金属的催化剂的存在下与腈反应并且随后水解以良好的产率转化成阴离子交换剂。
2、因此，本专利技术提供了一种用于生产具有式(i)的阴离子交换剂的方法，
3、
4、其中是乙烯基芳香族聚合物基团，
5、其特征在于，
6、在步骤a)中，使具有式(ii)的氯甲基化的乙烯基芳香族聚合物，
7、
8、其中是如上所定义的，与至少一种具有式(iii)的腈在含有金属的催化剂的存在下反应，
9、r1cn(iii)，
10、其中r1＝直链、环状或支链的c1-c8-烷基、苯基或苄基，并且苯基和苄基可以被至少一个直链、环状或支链的c1-c8-烷基基团取代，
11、以提供具有式(iv)的酰胺甲基化的乙烯基芳香族聚合物
12、
13、并且r1是如上所定义的，并且具有式(iv)的酰胺甲基化的乙烯基芳香族聚合物在步骤b)中通过与酸或碱的反应水解，以提供具有式(i)的阴离子交换剂。
14、本专利技术的范围以一般术语形式或在优选范围内提及的、彼此一起(即包括在相应范围与优选范围之间的任何组合)，涵盖所有上述和下文详述的基团定义、参数和说明。
15、r1优选为直链或支链的c1-c4-烷基。特别优选地，r1＝甲基、乙基、正丙基或异丙基。尤其优选地，r1＝甲基。
16、如果r1＝苯基或苄基，则所述苯基或苄基优选地是未取代的。如果苯基和苄基是取代的，则它们优选地被直链、环状或支链的c1-c8-烷基基团取代。
17、在本专利技术的上下文中，c1-c8-烷基是具有1至8个(c1-c8)碳原子、甚至更优选地具有1至4个(c1-c4)碳原子的直链、环状或支链的烷基基团。优选地，c1-c8-烷基是甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基或叔丁基、环丙基、环丁基、环戊基、正己基、环己基、正戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基。特别优选地，c1-c8-烷基或c1-c4-烷基是乙基、甲基、正丙基或异丙基。
18、具有式(ii)的氯甲基化的乙烯基芳香族聚合物优选地是至少一种单乙烯基芳香族单体(其选自包括苯乙烯、乙烯基甲苯、乙基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、氯苯乙烯或氯甲基苯乙烯和这些单体中的至少一种的混合物的组)与至少一种多乙烯基芳香族化合物(交联剂，其选自包括二乙烯基苯、二乙烯基甲苯、三乙烯基苯、三烯丙基异氰脲酸酯、二乙烯基萘和/或三乙烯基萘或这些多乙烯基芳香族化合物的混合物的组)的共聚物。
19、所使用的具有式(ii)的氯甲基化的乙烯基芳香族聚合物特别优选地是苯乙烯共聚物、又更优选苯乙烯-二乙烯基苯共聚物。苯乙烯-二乙烯基苯共聚物是使用二乙烯基苯交联的共聚物。具有式(ii)的氯甲基化的乙烯基芳香族聚合物优选具有球形形状。
20、在具有式(ii)的氯甲基化的乙烯基芳香族聚合物中，-ch2-cl与苯基基团键合。
21、根据本专利技术使用的具有式(ii)的氯甲基化的乙烯基芳香族聚合物优选具有大孔结构。
22、术语微孔的或凝胶形式/大孔已经详细地描述于文献，例如在seidl,malinsky,dusek,heitz,adv.polymer sci.[聚合物科学进展],1967,第5卷,第113至213页中。在所述文献中同样描述了大孔隙度的可能的测量方法，例如水银孔隙度法和bet测定法。根据本专利技术使用的具有式(ii)的氯甲基化的乙烯基芳香族聚合物的大孔聚合物的孔总体上并且优选地具有20nm至100nm的平均直径。孔径优选地使用水银孔隙度法确定。
23、根据本专利技术使用的具有式(ii)的氯甲基化的乙烯基芳香族聚合物优选具有单分散分布。
24、在本申请中，单分散材料是其中按体积计至少90％或按质量计至少90％的颗粒具有在最常见直径的±10％区间内的直径的那些。
25、例如，在具有0.5mm最常见直径的材料的情况下，按体积计至少90％或按质量计至少90％是在0.45mm与0.55mm之间的尺寸区间内；在具有0.7mm最常见直径的材料的情况下，按体积计至少90％或按质量计至少90％是在0.77mm与0.63mm之间的尺寸区间内。
26、具有式(ii)的氯甲基化的乙烯基芳香族聚合物优选具有200至1500μm的直径。
27、具有式(ii)的氯甲基化的乙烯基芳香族聚合物优选具有球形形状。
28、具有式(ii)的氯甲基化的乙烯基芳香族聚合物优选包含基于聚合物的物质的总量88mol％至98mol％的单乙烯基芳香族单体。具有式(ii)的氯甲基化的乙烯基芳香族聚合物优选包含基于聚合物的物质的总量2mol％至12mol％的多乙烯基芳香族单体。
29、具有式(i本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于生产具有式(I)的阴离子交换剂的方法，
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，R1＝式(III)中的直链或支链的C1-C4-烷基。
3.如权利要求1或2中任一项所述的方法，其特征在于，所使用的具有式(III)的腈为乙腈。
4.如权利要求1至3中一项或多项所述的方法，其特征在于，所使用的含有金属的催化剂是无机或有机金属(II)、金属(III)或金属(IV)盐或此类盐的混合物。
5.如权利要求1至4中一项或多项所述的方法，其特征在于，所使用的含有金属的催化剂是铁(II)盐、铁(III)盐、锌(II)盐、锡(II)盐或锡(IV)盐以及这些化合物的混合物。
6.如权利要求1至5中一项或多项所述的方法，其特征在于，所使用的含有金属的催化剂是高氯酸锌(II)、氯化锌(II)和氯化铁(III)及其水合物或这些化合物的混合物。
7.如权利要求1至6中一项或多项所述的方法，其特征在于，所使用的含有金属的催化剂是高氯酸锌(II)。
8.如权利要求1至7中一项或多项所述的方法，其特征在于，所使用的具有式(
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所使用的氯甲基化的乙烯基芳香族聚合物是具有式(II)的氯甲基化的苯乙烯-二乙烯基苯共聚物。
10.如权利要求1至9中一项或多项所述的方法，其特征在于，步骤a)使用基于所使用的具有式(II)的氯甲基化的乙烯基芳香族聚合物中氯的物质的量以100:1至1:1的比率的具有式(III)的腈。
11.如权利要求1至10中一项或多项所述的方法，其特征在于，步骤a)使用基于所使用的具有式(II)的氯甲基化的乙烯基芳香族聚合物的物质的量以1:100至1:0.5的比率的含有金属的催化剂。
12.如权利要求1至11中一项或多项所述的方法，其特征在于，该具有式(II)的氯甲基化的乙烯基芳香族聚合物含有基于该聚合物的物质的总量88mol％至98mol％的单乙烯基芳香族单体和2mol％至12mol％的多乙烯基芳香族单体。
13.如权利要求1至12中一项或多项所述的方法，其特征在于，步骤a)中使用的具有式(II)的氯甲基化的乙烯基芳香族聚合物是通过使步骤1a)中的至少一种单乙烯基芳香族化合物和至少一种多乙烯基芳香族化合物和至少一种引发剂的单体液滴反应并且通过步骤1b)中的氯甲基化来生产。
14.如权利要求1至13中一项或多项所述的方法，其特征在于，步骤b)中的该水解在80℃至250℃的温度下进行。
15.如权利要求1至14中的一项所述的方法，其特征在于，步骤a)使用具有式(II)的氯甲基化的大孔乙烯基芳香族聚合物。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于生产具有式(i)的阴离子交换剂的方法，
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，r1＝式(iii)中的直链或支链的c1-c4-烷基。
3.如权利要求1或2中任一项所述的方法，其特征在于，所使用的具有式(iii)的腈为乙腈。
4.如权利要求1至3中一项或多项所述的方法，其特征在于，所使用的含有金属的催化剂是无机或有机金属(ii)、金属(iii)或金属(iv)盐或此类盐的混合物。
5.如权利要求1至4中一项或多项所述的方法，其特征在于，所使用的含有金属的催化剂是铁(ii)盐、铁(iii)盐、锌(ii)盐、锡(ii)盐或锡(iv)盐以及这些化合物的混合物。
6.如权利要求1至5中一项或多项所述的方法，其特征在于，所使用的含有金属的催化剂是高氯酸锌(ii)、氯化锌(ii)和氯化铁(iii)及其水合物或这些化合物的混合物。
7.如权利要求1至6中一项或多项所述的方法，其特征在于，所使用的含有金属的催化剂是高氯酸锌(ii)。
8.如权利要求1至7中一项或多项所述的方法，其特征在于，所使用的具有式(ii)的氯甲基化的乙烯基芳香族聚合物是氯甲基化的苯乙烯共聚物。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所使用的氯甲基化的乙烯基芳香族聚合物是具有式(ii)的氯甲基化的苯乙烯-二乙烯基苯共...
【专利技术属性】
技术研发人员：贝恩德·库普，
申请(专利权)人：朗盛德国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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