專利名稱：用烷基化芳香酸化合物的相選擇性膠凝的制作方法
用烷基化芳香酸化合物的相選擇性膠凝相關(guān)申請(qǐng)的相互參引參考2010 年 6 月 22 日提交的題為“Self-Assembled Nanostructures”且署名的發(fā)明人為Darren Makeiff和Rina Carlini的美國(guó)申請(qǐng)12/820，497，其公開(kāi)內(nèi)容以引用的形式全部納入本說(shuō)明書(shū)。參考同時(shí)提交的題為“OrganogelCompositions Comprising AlkylatedAromatic Acids”且署名的發(fā)明人為Darren A.Makeiff和Rina Carlini的共同未決的申請(qǐng)(代理案號(hào)為20110488-US-NP)，其公開(kāi)內(nèi)容以引用的形式全部納入本說(shuō)明書(shū)。聯(lián)合研究協(xié)議的合作方本申請(qǐng)是在XeroxCorporation和加拿大National Research Council 之間的聯(lián)合研究協(xié)議范圍內(nèi)進(jìn)行的活動(dòng)的結(jié)果，此協(xié)議在進(jìn)行導(dǎo)致此申請(qǐng)的研究之日或之前是有效的。
背景技術(shù)：
本發(fā)明公開(kāi)了使用烷基化芳香酸化合物進(jìn)行相選擇性膠凝的方法。近來(lái)，由于環(huán)境修復(fù)中的潛在應(yīng)用，例如收集漏油、從復(fù)雜混合物中相選擇性隔離有毒的有機(jī)液體等，相選擇性膠凝的主題已經(jīng)引人關(guān)注。由于水參與氫鍵合(其可能干擾膠凝過(guò)程)的能力很強(qiáng)，相選擇性膠凝劑的設(shè)計(jì)常常是一個(gè)挑戰(zhàn)。聚合物凝膠也已被用作油-水分離劑。然而，聚合凝膠可能需要高的膠凝劑負(fù)載并且通常不是熱可逆的，因此即便存在可能，從膠凝劑中回收油相或從油相中回收膠凝劑也是很困難的。考慮到膠凝劑的再循環(huán)能力，優(yōu)選低分子量的化合物。有機(jī)凝膠是非共價(jià)地相互 作用的分子的三維網(wǎng)絡(luò)，間隙空間填充有機(jī)液體。低分子量的有機(jī)凝膠是一類(lèi)快速發(fā)展的此類(lèi)材料，其中小分子構(gòu)造嵌段(building block)自組裝成氫鍵合的集合，所述集合可在極低濃度下形成能夠硬化全部流體的三維網(wǎng)絡(luò)。有機(jī)凝膠材料的用途多樣，覆蓋多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，如醫(yī)藥、電子、印刷、個(gè)人護(hù)理和環(huán)境修復(fù)。分子構(gòu)造嵌段“自下而上”自組裝成納米結(jié)構(gòu)材料已經(jīng)引起了對(duì)高級(jí)材料研究的顯著的興趣。具有控制的尺寸、形狀和功能的納米結(jié)構(gòu)材料對(duì)許多工業(yè)應(yīng)用是重要的。低分子量的有機(jī)凝膠是一類(lèi)快速發(fā)展的此類(lèi)材料，其中小分子構(gòu)造嵌段自組裝成氫鍵合的集合，所述集合可在極低濃度下形成能夠硬化全部流體的三維網(wǎng)絡(luò)。有機(jī)凝膠材料的用途多樣，覆蓋多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，如醫(yī)藥、電子、印刷、個(gè)人護(hù)理和環(huán)境修復(fù)。盡管大量的有機(jī)膠凝劑化合物已由很多研究者報(bào)道，但是，由于不能單獨(dú)從分子結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)出在給定液體中的凝膠性質(zhì)，因此新型有機(jī)凝膠劑的合理設(shè)計(jì)和合成仍是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。此外，當(dāng)被放置與液體接觸時(shí)，不是所有的自組裝納米結(jié)構(gòu)都形成凝膠。盡管已知的組合物和方法適用于其預(yù)期的目的，對(duì)用于分離油-水混合物的材料和方法仍有需求。此外，對(duì)用于從兩種不混溶液相的混合物(例如水中的漏油)中收集、分離和回收需要的或不需要的相的材料和方法仍有需求。此外，仍需要這樣的材料和方法，其中用于相分離的材料可被回收。另外，仍需要這樣的材料和方法，其中材料具有自身互補(bǔ)的官能團(tuán)，所述官能團(tuán)可通過(guò)“自下而上”構(gòu)造策略容易地自組裝，以形成形狀良好的納米結(jié)構(gòu)和可能更為有序的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；自下而上構(gòu)造策略一也稱為自組裝一使得由較小的構(gòu)造嵌段生長(zhǎng)具有所需形狀和尺度的結(jié)構(gòu)。還需要這樣的材料和方法，其中在一些實(shí)施方案中，分離過(guò)程(即膠凝)可通過(guò)外部刺激(例如熱、光、超聲波、化學(xué)刺激、機(jī)械刺激等)引發(fā)。此夕卜，需要這樣的材料和方法，其中在一些實(shí)施方法中，回收過(guò)程是可逆的，其有利于油、水和膠凝劑的回收。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開(kāi)了一種方法，其包含將一種烷基化芳香酸與一種含有第一液體和第二液體的混合物進(jìn)行混合，從而導(dǎo)致包含烷基化芳香酸和第一液體的有機(jī)凝膠的形成。本發(fā)明還公開(kāi)了從第二液體中提取第一液體的方法，其包含(a)提供包含第一液體和第二液體的混合物；(b)將該混合物與一種烷基化芳香酸接觸，接觸在可有效導(dǎo)致包含該烷基化芳香酸和第一液體的有機(jī)凝膠的形成的條件下進(jìn)行，從而自第二液體中提取至少部分第一液體。此外，本發(fā)明公開(kāi)了一種處理有機(jī)污染物的方法，其包含將烷基化芳香酸應(yīng)用于所述油污染物的油。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明公開(kāi)的烷基化芳香酸化合物通過(guò)以下步驟形成凝膠:加熱在有機(jī)液體中溶解，隨后冷卻所得溶液以導(dǎo)致凝膠形成。此方法可歸因于烷基化芳香酸分子分級(jí)自組裝成多孔納米級(jí)凝膠網(wǎng)絡(luò)，其可包裹溶劑分子并硬化全部體積的液體。本發(fā)明公開(kāi)的方法需要將烷基化芳香酸與兩種液體的混合物混合，所述兩種液體的混合物在一個(gè)實(shí)施方案中是不混溶的，從而導(dǎo)致凝膠的形成，以及在一個(gè)實(shí)施方案中至少部分的一種液體與另一種液體的分離。所述混合物包含至少兩種液體，并可包含多于兩種的液體，例如兩相混合物的一相或兩相中兩種或更多種相互可混溶的材料的混合物、包含三種或更多種不混溶的相的混合物等。

烷基化芳香酸包括以下通式的那些化合物或其混合物，
權(quán)利要求
1.一種方法，其包含將一種烷基化芳香酸與一種含有第一液體和第二液體的混合物進(jìn)行混合，從而導(dǎo)致包含該烷基化芳香酸和第一液體的有機(jī)凝膠的形成。
2.權(quán)利要求1的方法，其中有機(jī)凝膠的形成導(dǎo)致至少部分第一液體從第二液體中分離。
3.權(quán)利要求1的方法，其中第一液體和第二液體是不混溶的。
4.權(quán)利要求1的方法，其中將該烷基化芳香酸以第一液體的至少約0.05重量％的量與第一液體混合。
5.權(quán)利要求1的方法，其中將該烷基化芳香酸以第一液體的不超過(guò)約20重量％的量與第一液體混合。
6.權(quán)利要求1的方法，其中第一液體和第二液體以每一重量份第二液體約0.1-約I重量份第一液體的相對(duì)量存在。
7.權(quán)利要求1的方法，還包含將有機(jī)凝膠從混合物中分離。
8.權(quán)利要求7的方法，其中分離方法包含蒸餾。
9.權(quán)利要求1的方法，其中該烷基化芳香酸具有式
10.權(quán)利要求9的方法，其中HR3> R4和R5中恰好一個(gè)為-X-R。。
11.權(quán)利要求9的方法，其中HR3> R4和R5中恰好兩個(gè)各自彼此獨(dú)立地為-X-R?；鶊F(tuán)。
12.權(quán)利要求9的方法，其中R1'R2、R3> R4和R5中恰好一個(gè)為-X-R。，R1^ R2> R3> R4和R5中恰好一個(gè)為-COOH或-CONH2。
13.權(quán)利要求9的方法，其中該烷基化芳香酸具有式
14.權(quán)利要求9的方法，其中R。是以下基團(tuán)或其混合物: (a)式-(CH2)nCH3的直鏈的未被取代的烷基基團(tuán)，其中η是一個(gè)整數(shù)； (b)具有下式的支化的未被取代的烷基基團(tuán)
15.權(quán)利要求9的方法，其中-X-是:(i)-O-；(ii)-S-；(iii)-SO-； (iv)-SO2-；(V)-NH-(C=O)-；(vi)-(C=0) -NH-；(Vii)-NH-(C=S)-；(viii)-(C=S)-NH-；(ix)-NH-；(X)-NH-(C=O)-NH-；(Xi)-NH-(C=S)-NH-；(Xii)-NH-(C=O)-O-；(Xiii)-O-(C=O)-NH-；(Xiv)-NH-(C=S)-O-；(XV)-S-(C=O)-NH-； (xvi)-NH-(C=S)-0-；(xvii)-NH-(C=S)-S-；(xviii)-0-(C=S)-NH-；(xix)-S-(C=S)-NH-； (XX) - (C=O)-O-；(xxi)-(C=O)-S-；(xxii)-0-(C=O)-；(xxiii)-S-(C=O)-；(xxiv)-(C=S)-0-； (XXV) - (C=S)-S-；(xxvi)-0-(C=S)-；(xxvii)-S-(C=S)-；(xxviii)-0-(C=O)-0-；(xxix)-0- (C=S) -0-;或(XXX)其組合。
16.權(quán)利要求9的方法，其中該烷基化芳香酸具有式
17.權(quán)利要求1的方法，其中該烷基化芳香酸為
18.—種從第二液體中提取第一液體的方法，其包含: Ca)提供包含第一液體和第二液體的混合物； (b)使該混合物與一種烷基化芳香酸接觸，接觸在可有效導(dǎo)致包含該烷基化芳香酸和第一液體的有機(jī)凝膠的形成的條件下進(jìn)行，從而從第二液體中提取至少部分第一液體。
19.一種處理有機(jī)污染物的方法，其包含將一種烷基化芳香酸應(yīng)用于所述油污染物的油。
20.權(quán)利要求19的方法，還包含: Ca)將該烷基化芳香酸與污染物混合以形成有機(jī)凝膠；以及 (b)收集所得的有機(jī)凝膠。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種方法，其包含將一種烷基化芳香酸與一種含有第一液體和第二液體的混合物進(jìn)行混合，從而導(dǎo)致包含該烷基化芳香酸和第一液體的有機(jī)凝膠的形成。
文檔編號(hào)B01D17/02GK103159639SQ20121054812
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者D·馬科耶夫, R·卡利尼 申請(qǐng)人:施樂(lè)公司, 加拿大國(guó)家研究委員會(huì)