JP2000501375A - 超枝分かれポリマー - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
本発明は高度に制御された分子構造をもつ高度に枝分かれした新規巨大分子ポリマーを提供する。
Description
【発明の詳細な説明】
超枝分かれポリマー 発明の背景 発明の技術分野
本発明は高度に制御された分子構造をもち、キレート化剤、レオロジー調節剤
及び薬剤送達(drug delivery)ビヒクル等の多数の用途をもつ、新規の高度に枝
分かれした巨大分子(超枝分かれ:hyperbranched)ポリマーに関する。関連技術の説明
37CFR 1.56、1.97及び1.98の規定により、以下の先行技術
文献を開示する。
J.Chem.Soc.Perkin Trans.1992(p.2459
−2469)は芳香族ポリエステル内部構造と修飾し易い疎水性/親水性表面を
もつ高度に枝分かれした巨大分子を製造するための多段階法を開示している。
Macromolecules 1993,26,p.4617−4623は
フェノール及び酢酸末端基をもつ全芳香族超枝分かれポリエステルの合成を開示
している。この合成はA2Bモノマー3,5(ビストリメチルシロキシ)ベンゾ
イルクロリド及び3,5−ジアセトキシ安息香酸の溶融縮合に基づくものであっ
た。
米国特許第5,041,516号は脂肪族及び芳香族モノマーからポリエステ
ルを製造する多段階集中法を開示している。
米国特許第5,136,014号はコア基をもたない芳香族及び脂肪族モノマ
ーから製造されたキャップトポリエステルを開示している。
米国特許第5,183,862号はコア基をもたない脂肪族及び芳香族モノマ
ーから製造されたキャップトポリエステルを開示している。
米国特許第5,196,502号はジアセトキシ安息香酸とモノアセトキシジ
安息香酸を使用して全芳香族ポリエステルを製造することを開示している。この
特許はポリマー中の表面末端基の数を増加するためにコアモノマーを使用するこ
とを教示していない。米国特許第5,225,522号は多分岐(multiply-branched)脂肪族−芳香
族ポリエステルとその製法を開示しているが、コア基の開示はない。
米国特許第5,227,462号は多分岐脂肪族−芳香族ポリエステルとその
製法を開示しているが、コア基の開示はない。
米国特許第5,266,106号はデンドリマーグラフトをもつインク組成物
を開示している。
米国特許第5,306,561号は表面官能性ポリマー粒子の製造を開示して
いる。
米国特許第5,362,843号は高度に枝分かれした巨大分子ポリマーの製
法を開示している。
米国特許第5,418,301号は樹状(dendritic)巨大分子の製法を開示し
ている。
この分野で重要な他の先行技術刊行物としては、以下の雑誌論文が挙げられる
。
Turner,R.S.; Walter,F; Voit,B.I; Mo
urey,T.H.Macromolecules 1994,27,1611
。
Turner,R.S.; Voit,B.I; Mourey,T.H.M acromolecules
1993,26,4617。
Newkome,G.R.; Lin,X.; Weis,C.D.Tetr ahedron: Asymmetry
1991,2,957。
Frechet,J.M.J.Science 1994,263,1710
。
Frechet,J.M.J.; Hawker,C.J.; Wooley
,K.L.Pure Appl.Chem.A31(11)1994,1627
。
Wooley,K.L.; Frechet,J.M.J.; Hawker
,C.J.Polymer 1994,35,4489。
Hawker,C.J.; Lee,R.; Frechet,J.M.J.J.Am.Chem.Soc.
1991,113,4583。
Jansen,J.F.G.A.; de Brabander Van d
er Berg,E.M.M.; Meijer,E.M.Science 1
994,266,1226。
Kremers,J.A.; Meijer,E.W.J.Org.Chem .
1994,59,4262。
Seebach,D.; Lapierre,J.M.; Skobridi
s,K.; Greiveldinger,G.Angew.Chem.Int .Ed.Engl.
1994,33,440。
Seebach,D.; Lapierre,J.M.; Greiveld
inger,G.; Skobridis,K.Helvetica Chem ica Acta
1994,77,1673。
Kim,Y.H.J.Am.Chem.Soc.1992,114,4947
。
上記に引用した全先行技術と本明細書に記載する他の全文献はその開示内容全
体を参考資料として本明細書の一部とする。
発明の要約
本発明は高度に制御された分子構造をもつ高度に枝分かれした巨大分子ポリマ
ーの新規製造方法を提供する。この種のポリマーは、ポリスルホン及びポリカー
ボネート等の他のポリマーを配合又は共重合する以外に、エンジニアリングレジ
ン、繊維、フィルム、びん樹脂、レオロジー調節剤、薬剤送達系、膜、キレート
化剤、触媒担体、医療用途、分析系及び分離方法等の多数の分野で利用される。
本方法は、高度に枝分かれしたポリマーを単一処理段階で生成するために十分
な時間及び温度で、式:
(式中、R1、R2及びR3は下記に定義する通りである)をもつ置換フェニル化
合物等の枝分かれモノマー(「モノマー」)をフェノールエステル等の下記に定
義する第2の新規モノマー(「末端キャッピングモノマー」)と反応させること
を特徴とする。
発明の詳細な説明
本発明は高度に枝分かれしたポリマーを単段階法で製造する新規方法に関する
。本発明は、高度に枝分かれしたポリマーを生成するために十分な温度及び時間
にわたるある種の置換フェニル化合物(本明細書では「枝分かれモノマー」又は
「モノマー」と呼ぶ)と新規な新規類の多官能性モノマー(本明細書では「末端
キャッピングモノマー」と呼ぶ)の反応を利用し、前記ポリマーは枝分かれ度が
高く、各モノマー単位毎に枝分かれ点をもち、多数の鎖末端即ち「表面」官能基
をもつため、独自の制御された巨大分子構造をもつことを特徴とする。末端キャ
ッピングモノマーは更に、枝分かれモノマーの3個の官能基のうちの2個のみと
を反応する官能基を含むモノマーとして特徴付けられる。所望の最終結果は、縮
合反応の個々の場合に本明細書に記載する「新規末端キャッピングモノマー」を
使用することによってのみ達せられる。従って、末端キャッピングモノマーの使
用は必須の特徴であり、このようなモノマーを使用しなければ最大限の枝分かれ
は生じ得ない。
枝分かれモノマー(以下、「モノマー」と呼ぶ)は式:
{式中、R1はCOOR[式中、RはH、アルキル(C1−C20)又は芳香族であ
る]、C(O)−OC6H5、O−CH2CH2OH、O−C(O)−CH3及び−
N−CH2CH2OHから構成される群から選択され、
R2はCOOR[式中、RはH、アルキル(C1−C20)又は芳香族である]、
OH、NH2及びO−C(O)−CH3から構成される群から選択され、
R3はCOOR[式中、RはH、アルキル(C1−C20)又は芳香族である]、
OH、NH2及びO−C(O)−CH3から構成される群から選択され、
但し、(a)R1が−COOHであるときにはR2とR3は同一で且つR1と異なっ
ていなければならず、R2とR3はOH又はO−C(O)−CH3であり、
(b)R1が−C(O)−OC6H5であるときにはR2とR3は同一でOH又はN
H2であり、
(c)R1がO−CH2CH2OH又はN−CH2CH2OHであるときにはR2とR3
は同一であり、R2とR3は−COOH又は−COOR4(式中、R4はアルキル
C1−C4である)である}の置換フェニル化合物である。
上記式に該当する典型的枝分かれモノマーを以下に挙げる。
1.
2.
3. 4.
5.
6.
7. 本発明で使用される末端キャッピングモノマーは式:
をもち、式中、R4はCOOR[式中、RはH、アルキル(C1−C20)又は芳香
族である]、C(O)−OC6H5、O−CH2CH2OH、O−C(O)−CH3
及びN−CH2CH2OHから構成される群から選択され、R5及びR6は各々独立
して、
(A)
(式中、R7は置換又は非置換アリール又はアルキル基である)
(B)
(式中、R8は置換又は非置換複素環、アリール又はアルキル基であり、R9はH
又はアルキルである)、例えば (C)
(式中、R8は置換又は非置換複素環、アリール又はアルキル基である)
(D)
(式中、R8は置換又は非置換複素環、アリール又はアルキル基である)
(E)
(式中、R8は置換又は非置換複素環、アリール又はアルキル基である)
(F)キラル又はラセミホスフィン配位子
から構成される群から選択される。
上記式(XIV)の(E)の非限定的な例としては、置換もしくは非置換カル
ボン酸又はS−イブプロフェン、S−ナプロキセン、S−スプロフェン、S−フ
ルルビプロフェン、S−インドプロフェン、S−ケトプロフェン、S−トラプロ
フェン酸、S−フェノプロフェン、S−ブチブリフェン、フェネチシリン、S−
2−クロロプロピオン酸及びケトロラック(ketrolac)から構成される群から選択
される光学活性カルボン酸が挙げられる。付加的カルボン酸は、参考資料として
その開示内容全体を本明細書の一部とする米国特許第5,302,751号(式
I)に開示されている。(E)のC(O)−は上記酸では−C(O)−OHであ
る。
ホスフィン配位子(ラセミ及びキラルの両者)は上記式(IX)において炭素
と結合できるものである。本発明で使用可能な典型的なホスフィン配位子は、ビ
ス(トリフェニルホスフィン)ジクロロ錯体、ビス(トリシクロヘキシルホスフ
ィン)ジクロロ錯体、ジアリルトリフェニルホスフィンジクロロ錯体、トリフェ
ニルホスフィンピペリジンジクロロ錯体、ビス(トリフェニルホスフィン)ジカ
ルボニル錯体、二酢酸ビス(トリフェニルホスフィン)錯体、二硝酸ビス(トリ
フェニルホスフィン)錯体、硫酸ビス(トリフェニルホスフィン)錯体、テトラ
キス(トリフェニルホスフィン)錯体、及び配位子の一部が一酸化炭素である錯
体(例えばクロロカルボニルビス(トリフェニルホスフィン)錯体)であり、全
錯体は末端キャッピングモノマーをもつ。
付加的ホスフィン配位子は米国特許第4,483,802号、米国特許第5,
041,228号、米国特許第5,057,618号、ドイツ特許第DE4,4
15,682号、Handbook of Enantioselective
Catalysis,H.BrunnerとW.Zettlmeier,第I
及びII巻,VCH Verbagsgesellschaft mbH、並びに
D−69451 Weinheim(ドイツ連邦共和国)1993に開示されて
おり、これらの文献ははいずれも参考資料としてその開示内容全体を本明細書の
一部とする。
上記R1〜R8の定義に加え、R1〜R8はアルキル、フェニル、ナフチル、置換
フェニル、置換ナフチル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、ヘテロア
リール、置換ヘテロアリール、アルコキシアルキル及びアルキルチオアルキルで
もよい。
上記定義及び本明細書全体を通して、アルキルとは炭素原子数1〜20の直鎖
又は枝分かれ鎖アルキルを意味し、例えばメチル、エチル、プロピル、イソプロ
ピル、ブチル、イソブチル、第2ブチル、第3ブチル、ペンチル、イソペンチル
、ネオペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、2−エチルヘキシル、1,1
,3,3−テトラメチルブチル、ノニル、デシル、ドデシル、テトラデシル、ヘ
キサデシル、オクタデシル及びエイコシルである。
シクロアルキルとは炭素原子数3〜7の環状アルキルを意味し、例えばシクロ
プロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル及びシクロヘプチル
である。
アルケニルとは炭素原子数2〜8の直鎖又は枝分かれ鎖アルケニルを意味し、
例えばビニル、1−プロペニル、アリル、イソプロペニル、2−ブテニル、1,
2−ブタンジエニル、2−ペンテニル、2−ヘキセニル及びオクテニルである。
アルキニルとは炭素原子数2〜8のアルキニルを意味し、例えばエチニル、2
−プロピニル、ブチニル、ペンチニル、ヘキシニル、ヘプチニル及びオクチニル
である。
置換フェニル及び置換ナフチルとは、ハロゲン(塩素、臭素、フッ素又はヨウ
素)、アミノ、ニトロ、ヒドロキシ、アルキル、アルコキシ(炭素原子数1〜1
0の直鎖又は枝分かれ鎖アルコキシを意味し、例えばメトキシ、エトキシ、プロ
ポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、第2ブトキシ、第3ブトキ
シ、ペンチルオキシ、イソペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、
オクチルオキシ、ノニルオキシ及びデシルオキシである)、ハロアルキル(少な
くとも1個のハロゲンで置換された炭素原子数1〜8の直鎖又は枝分かれ鎖アル
キルを意味し、例えばクロロメチル、ブロモメチル、フルオロメチル、ヨードメ
チル、2−クロロエチル、2−ブロモエチル、2−フルオロエチル、3−クロロ
プロピル、3−ブロモプロピル、3−フルオロプロピル、4−クロロブチル、4
−フルオロブチル、ジクロロメチル、ジブロモメチル、ジフルオロメチル、ジヨ
ードメチル、2,2−ジクロロエチル、2,2−ジボロメチル、2,2−ジフル
オロエチル、3,3−ジクロロプロピル、3,3−ジフルオロプロピル、4,4
−ジクロロブチル、4,4−ジフルオロブチル、トリクロロメチル、4,4−ジ
フルオロブチル、トリクロロメチル、トリフルオロメチル、2,2,2−トリフ
ルオロエチル、2,3,3−トリフルオロプロピル、1,1,2,2−テトラフ
ルオロエチル及び2,2,3,3−テトラフルオロプロピルである)から構成さ
れる群から選択される少なくとも1個の置換基で置換されたフェニル又はナフチ
ルを意味する。
ヘテロアリールとは窒素、酸素及び硫黄から構成される群から選択される少な
くとも1個のヘテロ原子をもつ5〜10員モノ又は縮合複素芳香族環を意味し、
例えば2−フリル、3−フリル、2−チエニル、3−チエニル、2−ピリジル、
3−ピリジル、4−ピリジル、ピラゾリル、イミダゾリル、ピリミジニル、ピリ
ダジニル、ピラジニル、ベンズイミダゾリル、キノリル、オキサゾリル、チアゾ
リル及びインドリルである。
置換ヘテロアリールとは窒素、酸素及び硫黄から構成される群から選択される
少なくとも1個のヘテロ原子をもち、ハロゲン、アミノ、ニトロ、ヒドロキシ、
アルキル、アルコキシ及びハロアルキルから構成される群から選択される少なく
とも1個の置換基で複素芳香族核上を置換された5〜10員モノ又は縮合複素芳
香族環を意味する。
ハロアルキルとは少なくとも1個の上記ハロゲンで置換された炭素原子数1〜
10の直鎖又は枝分かれ鎖アルキルを意味する。
アルコキシアルキルとは、アルコキシ部分とアルキル部分が各々炭素原子数1
〜8の直鎖又は枝分かれ鎖のものであることを意味し、例えばメトキシメチル、
エトキシメチル、プロポキシメチル、イソプロポキシメチル、ブトキシメチル、
イソブトキシメチル、第3ブトキシメチル、ペンチルオキシメチル、ヘキシルオ
キシメチル、ヘプチルオキシメチル、オクチルオキシメチル、2−メトキシエチ
ル、2−エチルオキシエチル、2−プロポキシエチル、2−ブトキシエチル、2
−ヘキシルオキシエチル、2−オクチルオキシエチル、3−メトキシプロピル、
3−エトキシプロピル、3−プロポキシプロピル、3−ブトキシプロピル、3−
ヘキシルオキシプロピル、3−オクチルオキシプロピル、4−メトキシブチル、
4−エトキシブチル、4−プロポキシブチル、4−ブトキシブチル、4−ヘキシ
ルオキシブチル、4−オクチルオキシブチル、5−メトキシペンチル、5−エト
キシペンチル、5−プロポキシペンチル、5−ブトキシペンチル、5−ペンチル
オキシフェニル、5−ヘキシルオキシフェニル、5−オクチルオキシフェニル、
6−メトキシヘキシル、6−エトキシヘキシル、6−プロポキシヘキシル、6−
ブトキシヘキシル、6−ペンチルオキシヘキシル、6−ヘキシルオキシヘキシル
、6−オクチルオキシヘキシル、8−メトキシオクチル、8−エトキシオクチル
、8−ブトキシオクチル、8−ヘキシルオキシオクチル及び8−オクチルオキシ
オクチルである。
アルキルチオアルキルとは、アルキルチオ部分とアルキル部分が各々炭素原子
数1〜8の直鎖又は枝分かれ鎖のものであることを意味し、例えばメチルチオメ
チル、エチルチオメチル、プロピルチオメチル、イソプロピルチオメチル、ブチ
ルチオメチル、イソブチルチオメチル、第3ブチルチオメチル、ペンチルチオメ
チル、ヘキシルチオメチル、オクチルチオメチル、2−メチルチオエチル、2−
エチルチオエチル、2−ブチルチオエチル、2−ヘキシルチオエチル、3−メチ
ルチオプロピル、3−エチルチオプロピル、3−プロピルチオプロピル、3−ブ
チルチオプロピル、4−メチルチオブチル、4−エチルチオブチル、4−プロピ
ルチオブチル、4−ブチルチオブチル、6−メチルチオヘキシル、6−エチルチ
オヘキシル、6−ブチルチオヘキシル、8−メチルチオオクチル、8−エチルチ
オオクチル及び8−ブチルチオオクチルである。
フェニルアルキルとは、アルキル部分が炭素原子数1〜8の直鎖又は枝分かれ
鎖アルキルであることを意味し、例えばベンジル、2−フェニルエチル、1−フ
ェニルエチル、3−フェニルプロピル、4−フェニルブチル、5−フェニルペン
チル、6−フェニルヘキシル及び8−フェニルオクチルである。
置換フェニルアルキルとは、ハロゲン、アミノ、ニトロ、ヒドロキシ、アルキ
ル、アルコキシ及びハロアルキルから構成される群から選択される少なくとも1
個の置換基でフェニル核上を置換された上記フェニルアルキルを意味する。
ヘテロアリールアルキルとは、ヘテロアリール部分が上記のように窒素、酸素
及び硫黄から構成される群から選択される少なくとも1個のヘテロ原子をもつ5
〜10員モノ又は縮合複素芳香族環であり、アルキル部分が炭素原子数1〜8の
直鎖又は枝分かれ鎖アルキルであることを意味し、例えばフルフリル、3−フリ
ルメチル、2−テニル、3−テニル、2−、3−又は4−ピリジルメチル、ピラ
ゾイルメチル、1−イミダゾリルメチル、ピリミジニルメチル、ベンズイミダゾ
リルメチル、2−(2−フリル)エチル、2−(2−チエニル)エチル、2−(
2−ピリジル)エチル、2−(1−イミダゾリル)エチル、3−(2−フリル)
プロピル、3−(2−チエニル)プロピル、3−(2−ピリジル)プロピル、3
−(2−ピリジル)プロピル、4−(2−フリル)ブチル、4−(2−チエニル
)ブチル及び4−(2−ピリジル)ブチルである。
置換ヘテロアリールアルキルとは、置換ヘテロアリール部分がハロゲン、アミ
ノ、ニトロ、ヒドロキシ、アルキル、アルコキシ及びハロアルキルから構成され
る群から選択される少なくとも1個の置換基でヘテロアリール核上を置換され、
上記のように窒素、酸素及び硫黄から構成される群から選択される少なくとも1
個のヘテロ原子をもつ5〜10員モノ又は縮合複素芳香族環であり、アルキル部
分が炭素原子数1〜8の直鎖又は枝分かれ鎖アルキルであることを意味する。
シクロアルキルアルキルとは、シクロアルキル部分が炭素原子数3〜7の環状
アルキルであり、アルキル部分が炭素原子数1〜8の直鎖又は枝分かれ鎖アルキ
ルであることを意味し、例えばシクロプロピルメチル、シクロブチルメチル、シ
クロペンチルメチル、シクロヘキシルメチル、シクロヘプチルメチル、2−シク
ロプロピルエチル、2−シクロペンチルエチル、2−シクロヘキシルエチル、3
−シクロプロピルプロピル、3−シクロペンチルプロピル、3−シクロヘキシル
プロピル、4−シクロプロピルブチル、4−シクロペンチルブチル、4−シクロ
ヘキシルブチル、6−シクロプロピルヘキシル及び6−シクロヘキシルヘキシル
である。
末端キャッピングモノマー(即ち置換アリール基)は一般に芳香族酸を例えば
活性化カルボジイミド(このような活性化カルボジイミドの例については上記T etrahedron
: Asymmetry 1991参照)と反応させて活
性化中間体を形成した後、求核剤と反応させて前記置換アリール基を形成するこ
とにより製造される。これらの反応は約−20℃〜約120℃、好ましくは約0
℃〜約35℃の温度で実施される。圧力は特に指定せず、減圧、大気圧又は過圧
のいずれでもよい。末端キャッピングモノマーの典型的な製造方法をスキーム1
に示す。スキーム1 更に、本明細書で使用する「置換」なる用語は、有機化合物の許容可能な全置
換基を含むものとする。広義には、許容可能な置換基としては有機化合物の非環
式及び環式、枝分かれ及び非枝分かれ、炭素環式及び複素環式、芳香族及び非芳
香族置換基が挙げられる。置換基の具体例は例えば上記に挙げたようなものであ
る。許容可能な置換基は適当な有機化合物に応じて1個でも2個以上でもよいし
、同一でも異なってもよい。本発明の目的では、窒素等のヘテロ原子は水素置換
基及び/又はヘテロ原子の原子価を満足する本明細書に記載する有機化合物の任
意の許容可能な置換基をもっていてもよい。本発明はいずれにせよ、有機化合物
の許容可能な置換基により制限されない。
枝分かれモノマーと末端キャッピングモノマーの反応は、約200℃〜約35
0℃、好ましくは約220℃〜約300℃の沸点をもつ不活性希釈剤の存在下で
実施してもよい。
本発明の目的を達成するのに役立つ利用可能な希釈剤の非限定的な例としては
、ジフェニルエーテル、ハロゲン化ジフェニルエーテル、ジフェニルスルホン、
ベンゾフェノン、ポリフェニルエーテル(例えばトリ及びテトラフェニルエーテ
ル)、ターフェニル、テトラフェニル、ハロゲン化ビフェニル等が挙げられる。
上記及び他の利用可能な希釈剤は米国特許第3,948,856号及びIng
.Eng.Chem.Prod.Res.Dev.,Vol.20,No.2,
1981に開示されており、これらの文献はいずれも参考資料としてその開示内
容全体を本明細書の一部とする。
他の利用可能な希釈剤としては、下記反復単位:
(式中、mは1〜10の整数であり、nは0〜5の整数であり、Yは同一又は異
なり、水素又はF,ClもしくはBr等のハロゲンを表す)をもつポリ(フッ素
化アルキレンオキシド)が挙げられる。ポリ(フッ素化アルキレンオキシド)は
直鎖又は枝分かれ鎖構造のいずれでもよい。
ポリエーテル希釈剤は過フッ素化されていることが好ましい。本発明で使用す
るのに有用な脂肪族ポリエーテルの例としては、ポリ(テトラフルオロエチレン
オキシド)、ポリ(ヘキサフルオロプロピレンオキシド)、ポリ(フッ素化ブチ
レンオキシド)、異なるフッ素化アルキレンオキシドから形成されるコポリマー
等が挙げられる。本発明で使用されるポリエーテルは形成される高度に枝分かれ
したポリマーの非溶媒であり、更に、酢酸副生物から分離して別の層を形成する
。従って、希釈剤層をデカントすることにより希釈剤を除去することができ、そ
の後、希釈剤層を重合段階にリサイクルすることができる。本発明で使用される
ポリエーテル希釈剤は難燃性で非毒性である。
本発明で使用されるポリ(フッ素化アルキレンオキシド)は比較的低分子量で
ある。例えば、約600〜20,000の分子量(Mn)が一般的であり、約6
00〜5,000の分子量がより一般的で好ましい。
本発明で所望により希釈剤を使用する場合には、総重量を基にして約10〜約
60重量%とすべきである。希釈剤の好適量は総量の約10〜約40重量%、最
も好ましくは約10〜30重量%である。
希釈剤の量は重合反応中に変えてもよい。例えば反応媒体をほぼ一定粘度に維
持するためには希釈剤の量を漸増させると有利であると思われる。
反応触媒又は反応触媒混合物を使用することも本発明の範囲に含まれる。全般
的な目的は触媒を使用して反応混合物の重合速度を促進することである。これら
の触媒は、エステル化触媒とも呼ばれる。
エステル交換反応を促進することが可能な全慣用触媒を利用できる。利用可能
な触媒の例は、元素の周期表の1A、2A、2B、3A、4A及び5A族から選
択される元素の塩又は化合物である。例えば金属酸化物(例えば酸化マグネシウ
ム、酸化鉛、酸化亜鉛、三酸化アンチモン);アルコール又はグリコールとアル
カリ金属、アルカリ土類金属、アルミニウム又はチタンとの反応により製造され
るアルコキシド;酢酸ナトリウム及び安息香酸ナトリウム;金属水素化物及び金
属ホウ水素化物(例えば水素化リチウム、ホウ水素化カリウム(K2B2H6))
が挙げられる。好適触媒の1例はアルカリ金属塩であり、リチウム及びカリウム
塩が最も好ましく、例えばリチウム又はカリウムの酢酸塩、炭酸塩、安息香酸塩
、ギ酸塩、重炭酸塩、水酸化物、リン酸塩及び一水素リン酸塩である。酢酸リチ
ウ
ム、炭酸リチウム及び水素化リチウム等のリチウム塩が特に好ましい。触媒は末
端キャッピングモノマーの約5〜100ppm、好ましくは約20〜50ppm
、最も好ましくは約25ppmの量を加える。
付加的触媒を上記触媒と併用してもよい。例えば、参考資料としてその開示内
容全体を本明細書の一部とする米国特許第4,612,360号に開示されてい
るイミダゾール触媒が挙げられる。具体例としては、1−メチルイミダゾール、
1−エチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール及びベンズイミ
ダゾールが挙げられる。
触媒と共に反応媒体に助触媒としてコバルト塩を加えると、適切な色、特に改
善されたハンターb色の高度に枝分かれしたポリマーが得られ、高度に枝分かれ
したポリマーの黄色度が実質的に低下する。コバルトは工程全体で触媒効果をも
ち、本発明の方法により形成される「製造時の」高度に枝分かれしたポリマーの
黄色を緩和することができる。高度に枝分かれしたポリマーの色を改善するため
には任意のコバルト塩を助触媒として使用できるが、非限定的な例としては、酢
酸コバルト、安息香酸コバルト、炭酸コバルト、コバルトフェナート及び炭素原
子数3〜20の脂肪族又はイソ脂肪族カルボン酸のコバルト塩(例えば2−エチ
ルヘキサン酸コバルト)が挙げられる。コバルト塩はモノマー成分に直接加えて
もよいが、コバルト塩の溶解度と均一分散を確保するためには、コバルト塩を添
加前に前記希釈剤に溶解するほうが好ましい。一般に、コバルト塩は高度に枝分
かれした最終ポリマー中に少なくとも約20ppm、好ましくは少なくとも25
ppmのコバルトを得るために十分な量を添加する。これらの濃度を下回ると、
多少の色の改善は見られとしても、無色(water white color)にすることはでき
ない。より好ましくは、コバルトの量は最終ポリマーを基にして約30ppm〜
60ppmとすべきである。好ましい高度に枝分かれしたポリマーの色はハンタ
ーbスケールで2.0未満の値をもつ。
本発明の方法は少なくとも25℃、好ましくは約25℃〜約275℃、より好
ましくは約150℃〜約250℃の重合温度で実施される。本発明の方法は必要
に応じて不活性雰囲気(例えばアルゴン又は窒素)下で実施してもよい。ポリマ
ーが着色しないようにするためには反応温度をできるだけ低く維持することが望
ましいが、反応速度の点ではできるだけ高い反応温度が好ましい。本発明の方法
は最初は大気圧又は過圧下で実施し、重合が進むにつれて圧力を低下させること
ができる。重合のほぼ終了時には絶対圧で0.1mmHg程度の低圧を使用でき
る。
重合反応は高度に枝分かれしたポリマーを生成するために十分な時間実施され
、製造する特定の高度に枝分かれしたポリマーに依存して、一般に約30分間〜
約8時間以上である。
本発明の重合反応は適当な段階及び適切な装置を使用してバッチ式に実施して
もよいし、連続的に実施してもよい。更に、反応体は所望の任意の方法又は順序
で重合ゾーンに添加すればよい。
末端キャッピングモノマーと枝分かれモノマーのエステル誘導体は、酸無水物
、前記希釈剤及び反応触媒と共にモノマーを反応器に加え、上記エステル化及び
重合の併用条件下で単一反応ゾーンで反応を実施することにより現場で形成でき
る。更に、末端キャッピングモノマーと枝分かれモノマーのエステル誘導体をま
ず調製してから同一反応容器に希釈剤と反応触媒を直接加え、上記条件下で重合
を実施してもよい。
所望の特性をもつ高度に枝分かれしたポリマーは、副生物化合物を除去するた
めに十分な条件下で押出機で直接脱蔵したり、凝固、噴霧乾燥等の技術分野で周
知の方法によりその最終形態で回収される。
高度に枝分かれしたポリマーは、分子量調節剤、酸化防止剤等の材料の存在下
で製造してもよい。本発明の方法により得られる高度に枝分かれしたポリマーを
、可塑剤、顔料、潤滑剤、離型剤、安定剤、無機充填剤等の周知添加剤と併用し
てもよい。これらの高度に枝分かれしたポリマーに他のポリマーをブレンドして
もよい。
以下の実施例は、本発明をより詳細に説明することを目的とする。これらの実
施例は本発明の範囲を限定又は制限するものではなく、本発明を実施するために
必須の条件、パラメーター又は値を提供するものと解釈すべきではない。
実施例1 5−ヒドロキシイソフタル酸からの5−アセトキシイソフタル酸の製造(枝分か れモノマー)
窒素ブランケット下でフリードリッヒ冷却器と熱電対を備える2000mL容
丸底三頚フラスコに5−ヒドロキシイソフタル酸(360.56g,1.98m
ol)を仕込んだ。無水酢酸(808.25g,7.96mol)をゆっくりと
加えた。白色懸濁液を4時間撹拌及び還流(〜136℃)した。冷却後、白色固
体を濾別し、トルエンで洗浄した。5−アセトキシイソフタル酸の収量(336
.95g,76%,HPLC97%純度)。DSC m.p.208℃。1H
NMR(400MHz,d6−DMSO)δ13.33, 8.34, 7.8
8, 2.31。13C NMR(100MHz,d6DMSO)δ169.07
,165.76, 150.63, 132.69, 127.11, 126
.57, 20.79。
実施例2 3,5−ジヒドロキシ安息香酸からの3,5−ジアセトキシ安息香酸の製造(枝 分かれモノマー)
窒素ブランケット下でフリードリッヒ冷却器と熱電対を備える2000mL容
丸底三頚フラスコに3,5−ジヒドロキシ安息香酸(446.42g,2.89
mol)を仕込んだ。無水酢酸(1515g,14.85mol)をゆっくりと
加えた。懸濁液を3時間撹拌及び還流(〜135℃)した。冷却後、クリーム色
固体を濾別し、トルエンで洗浄した。無水酢酸を更に2回減圧除去し、付加的ク
リーム色固体を得た。3,5−ジアセトキシ安息香酸の収量(347.02g,
50%,HPLC97.5%純度)。DSC m.p.155℃。1H NMR
(400MHz,d6−DMSO)δ13.31, 7.59, 7.28,
2.29。13C NMR(100MHz,d6DMSO)δ169.20, 1
66.01, 151.15, 133.12, 120.53, 120.3
2, 20.70。MS(DIP)m/e 238(M+)。
実施例3 2−{3−アセトキシ−5−[2−(1H−インドール−2−イル)−1−メト キシカルボニルエチルカルバモイル]ベンゾイルアミノ}−3−(1H−インド ール−2−イル)プロピオン酸メチルエステル(末端キャッピングモノマー)の 製造
アセトキシイソフタル酸(13.44g,0.06mol)のテトラヒドロフ
ラン(約250mL)溶液と1,3−ジシクロヘキシルカルボジイミド(27.
26g,0.132mol)のアセトニトリル(約270mL)溶液を窒素下に
塩酸L−トリプトファンメチルエステル(33.69g,0.132mol)の
アセトニトリル(約1L)懸濁液に加えた。トリエチルアミン(13.72g,
0.132mol)を懸濁液に滴下した。周囲温度で2日間撹拌後、白色沈殿を
含む黄色い溶液を濾過し、溶媒を減圧除去した。残渣を塩化メチレン(約400
mL)にとり、濾過した。有機層を水(1×300mL)、5%酢酸(3×30
0mL)、水(3×300mL)で抽出し、乾燥(MgSO4)、濾過し、溶媒
を減圧除去し、クリーム色泡状物(40.72g,収率>100%,HPLCに
よる純度64%)を得た。THF/塩化メチレン(1:5)を用いてシリカゲル
上で固体をクロマトグラフィー精製すると、84%のHPLC平均純度で68%
の物質収率が得られた。[α]D=−57.105゜(c=1.14,メタノー
ル)HPLC純度96%。DSC〜115℃(広幅)。1H NMR(400M
Hz,d6−DMSO)δ10.84(d,2H,NH(トリプレット)),9
.06(d,2H,NH), 8.28(s,1H,Ar−H), 7.79(
s,2H,Ar−H), 7.59(d,2H,Ar−H(トリプレット)),
7.35(d,2H,Ar−H(トリプレット)), 4.79(m,2H,
C*), 3.66(s,6H,COOCH3), 3.31(m,4H,CH2
), 2.35(s,3H,COCH3)。13C NMR(100MHz,d6−
D
MSO)δ172.27(COOCH3), 169.09(COCH3), 1
64.93(CON), 150.17(Ar−C), 136.12(インド
リル−C), 135.28(Ar−C), 127.05(インドリル−C)
, 124.27, 123.81(Ar−C), 123.56, 120
.98, 118.42, 117.98, 111.45, 109.86(イン
ドリル−C), 53.98(C*H−NH), 51.91(COOCH3)
, 26.61(CH2), 20.69(COCH3), 26.61(CH2
), 20.69(COCH3)。FTIR(KBr)v3393(b,NHイ
ンドール,NHアミド), 1766(sh,C=0), 1731(s,C=
0), 1647(s,COアミド)cm-1。MS(APCI(H2O)+Q1
)m/e625.4(M+1)。
この末端キャッピングモノマーは下記構造をもつ。
実施例4 [3−アセトキシ−5−(メトキシカルボニルフェニルメチルカルバモイル)べ ンゾイルアミノ]フェニル酢酸メチルエステル(末端キャッピングモノマー)の 製造
アセトキシイソフタル酸(5.38g,0.024mol)のテトラヒドロフ
ラン(約75mL)溶液と1,3−ジシクロヘキシルカルボジイミド(10.4
8g,0.05mol)のテトラヒドロフラン(約50mL)溶液を窒素下に塩
酸(R)−(−)−2−フェニルグリシンメチルエステル(10.45g,0.
05mol)のアセトニトリル(約45mL)懸濁液に加えた。トリエチルアミ
ン(5.33g,0.05mL)を5分間かけて懸濁液に滴下した。周囲温度で
5日間撹拌後、白色沈殿を含む黄色い溶液を濾過し、溶媒を減圧除去した。残渣
を塩化メチレン(約500mL)にとり、濾過した。有機層を水(1×300m
L)、5%酢酸(3×120mL)、水(3×150mL)で抽出し、乾燥(M
gSO4)、濾過し、溶媒を減圧除去し、クリーム色固体(12.76g,収率
>99+%,HPLCによる純度63%)を得た。酢酸エチル/ヘキサン(5:
2)を用いてシリカゲル上で固体をクロマトグラフィー精製すると、77%のH
PLC平均純度で62%の物質収率が得られた。分析試料(HPLC95%)。
[α]20=−136.02゜(c=0.98,THF)。DSC m.p.21
4−219℃。1H NMR(400MHz,d6−DMSO)δ9.38(d,
2H,NH), 8.33(1H,Ar−H), 7.85(2H,Ar−H)
, 7.48(m,4H,Ar−H), 7.37(m,6H,Ar−H),
5.67(d,2H,HNCH), 3.66(s,6H,OMe), 2.3
0(s,3H,Me)。13C NMR(100MHz,d6−DMSO)δ17
0.82(COOMe), 169.07(COMe), 165.1(CON
H), 150.08, 135.84, 134.93, 128.52,
128.25, 124.78, 124.24(Ar−C), 57.05(
HNCH), 52.24(OMe), 20.66(Me)。FTIR(KB
r)v3330, 3281, 3027, 2943, 1759(sh),
1731(S,C=0), 1639(s,C=0)cm-1。MS(APCI
(H2O)
+Q1)m/e519.2(M+1)。
この末端キャッピングモノマーは下記構造をもつ。
実施例5 ポリ(5−ヒドロキシイソフタル酸)、(R)−2−フェニルグリシンメチルエ ステル末端超枝分かれポリマーの製造
末端キャップ(実施例4)、[3−アセトキシ−5−(メトキシカルボニルフ
ェニルメチルカルバモイル)ベンゾイルアミノ]フェニル酢酸メチルエステル(
6.29g,0.012mol)を250mL容丸底一頚フラスコに配量した。
5−アセトキシイソフタル酸(3.03g,0.011mol)をフラスコに加
えた。固体を窒素ブランケットで覆ってフラスコをRE111ロータリーエバポ
レーターに接続した。フラスコを油浴中で加熱しながら約1rpsの低速で回転
した。混合物は206℃で約15分で溶融し、透明オレンジ色液体となった。3
0分間加熱後、真空(〜2.5mmHg)を20分間加え、酢酸を留去した。暗
赤色固体を減圧回転下に70℃まで冷却し、窒素下に周囲温度まで冷却した。固
体にテトラヒドロフラン(170mL)と水(17mL)を加え、溶解するまで
(〜10分間)窒素下に還流した。冷却した溶液を濾過し、溶媒を減圧除去した
。残渣をTHFにとり、濾過した。THF溶液を撹拌下に水(700mL)に加
え、超枝分かれポリマーを沈殿させた。超枝分かれポリマーを濾過及び乾燥し、
オレンジ色の固体(2.62g)を得た。[α]20=−2.979゜(c=0.
94,THF)。GPC[7μ粒子カラムを備える4 Waters Ultr
astyragel 7.8mm×300mmとTHFを使用;標準ポリスチレ
ン分子量1800〜500,000]Mw=1373ダルトン、多分散度1.6
。TG
A〜257℃。1H NMR(400MHz,d6−DMSO)δ13.3(vs
), 9.41(m), 8.42−7.85(m), 7.47(b), 7
.34(b), 5.68(m), 3.66, 2.32(m), THFピ
ークが存在。13C NMR(50MHz,d6−DMSO)δ171.31,
166.82−163.57(m), 158.24(b), 150.90,1
36.36(m), 130.59(m), 119.79(m), 59.96(
m), 52.23(m), 20.74(m), THFピークが存在。
実施例6 ポリ(5−ヒドロキシイソフタル酸)、(S)−トリプトファンメチルエステル 末端超枝分かれポリマーの製造
末端キャップ(実施例3)化合物(10.2g,0.016mol)を500
mL容丸底一頚フラスコに配量した。5−アセトキシイソフタル酸(7.18g
,0.032mol)をフラスコに加えた。固体を窒素ブランケットで覆ってフ
ラスコをRE111ロータリーエバポレーターに接続した。フラスコを油浴中で
加熱しながら約1rpsの低速で回転した。混合物は215℃で溶融し、黄色液
体となった。15分間加熱後、真空(〜4mmHg)を30分間加えた。赤色固
体を減圧回転下に冷却した。固体にテトラヒドロフラン(〜100mL)を加え
て窒素下に還流した。冷却した溶液を濾過し、THFを減量し、2−プロパノー
ルを加えて超枝分かれポリマーを沈殿させた。超枝分かれポリマーを濾過及び乾
燥し、黄色の固体(2.11g,15%)を得た。[α]20=−39.4゜(c
=1.444,DMF)。GPC Mw=5228ダルトン、多分散度1.4。
TGA〜262℃。1H NMR(400MHz,d6−DMSO)δ10.80
, 9.06(b), 8.8−6.9(m), 4.73(b), 3.6
2(b), 3.26(vb),2−プロパノールピークが存在。13C NMR
(50MHz,d6−DMSO)δ172.49, 166.02(m), 15
4.10, 163.13(m), 150.94(b), 136.26,
135.59, 128.35(m), 127.19, 124.90,12
3.75, 121.11, 118.55(m), 118.12, 1
11.59, 109.93, 54.02, 51.97(m),26.57,
2−プロパノールピークが存在。
THF/2−プロパノール濾液を蒸発させ、黄色い超枝分かれポリマーの第2
の沈殿(2.35g,16%)を集めた。[α]20=−42.805゜(c=1
.0980,DMF)。GPC Mw=3695ダルトン、多分散度1.4。
濾液はオレンジ−赤固体(8.67g,60%)を含んでいた。GPC Mw
=1496ダルトン、多分散度1.4。
実施例7 ポリ−(3,5−ジヒドロキシ安息香酸)、(S)−(+)−イブプロフェン末 端超枝分かれポリマーの製造
(S)−(+)−イブプロフェン(10.01g,0.049mol)を25
0mL容丸底一頚フラスコに配量した。3,5−ジアセトキシ安息香酸(12.
06g,0.046mol,実施例2)をフラスコに加えた。固体を窒素ブラン
ケットで覆ってフラスコをRE111ロータリーエバポレーターに接続した。フ
ラスコを油浴中で加熱しながら約1rpsの低速で回転した。混合物は162℃
で約10分で溶融し、透明クリーム色液体となった。200℃で40分間加熱後
、真空(〜1.75mmHg)を1時間加え、酢酸を留去した。クリーム色固体
を窒素下に周囲温度まで冷却した。固体にテトラヒドロフラン(110mL)を
加えて窒素下に60分間還流した。冷却した溶液を濾過し、溶媒の半量を減圧除
去した。THF溶液をメタノール(400mL)に撹拌下に加え、超枝分かれポ
リマーを沈殿させた。超枝分かれポリマーを濾過及び乾燥し、クリーム色の固体
(12.79g,〜79%)を得た。[α]20=+6.298゜(c=2.08
,THF)。GPC Mw=21805ダルトン、多分散度2.7。TGA 3
90℃。1H NMR(400MHz,d6−DMSO)δ8.03(b), 7.
83−7.51(m), 7.27(b),4.04(b), 2.38(b)
, 2.28(b), 1.73, 1.49(b), 0.833(b),T
HFピークが存在。13C NMR(100MHz,d6−DMSO)δ172.
76, 168.73, 162.60, 151.01, 140.04(m
)
, 136.95, 130.61(b), 127.13, 121.19(
m), 44.12, 29.42, 21.89, 20.63, 18.44
(m),THFピークが存在。
実施例8 ポリ−(3,5−ジヒドロキシ安息香酸)、安息香酸末端超枝分かれポリマーの 製造
3,5−ジアセトキシ安息香酸(63.50g,0.303mol)を500
mL容丸底一頚フラスコに配量した。安息香酸(40.47g,0.328mo
l)をフラスコに加えた。固体を窒素ブランケットで覆ってフラスコをRE11
1ロータリーエバポレーターに接続した。フラスコを油浴中で加熱しながら約1
rpsの低速で回転した。混合物は190℃で約20分で溶融し、黄色液体とな
った。200℃で47分間加熱後、真空(〜1mmHg)を1時間加え、酢酸を
留去した。クリーム色固体を窒素下に周囲温度まで冷却した。固体にテトラヒド
ロフラン(400mL)を加えて窒素下に60分間還流した。冷却した溶液にT
HF(200mL)を加え、溶液を濾過した。溶媒の半量を減圧除去した。TH
F溶液を撹拌下にメタノール(1000mL)に加え、超枝分かれポリマーを沈
殿させた。超枝分かれポリマーを濾過及び乾燥し、クリーム色の固体(50.2
9g)を得た。GPC Mw=68015ダルトン、多分散度4.0。TGA〜
345℃。1H NMR(400MHz,d6−DMSO)δ10.35(b),
8.09(b), 7.85(b), 7.60(b), 7.39(b),2.
27(b),メタノール及び水ピークが存在。13C NMR(100MHz,d6
−DMSO)δ168.81, 162.69, 135.00, 130.6
5−128.88(m), 121.82−120.83(m), 20.6
7,THF及びメタノールピークが存在。
実施例9 ポリ−(5−ヒドロキシイソフタル酸)、(S)−トリプトファンメチルエステ ル末端超枝分かれポリマーの製造
末端キャップ(実施例3)化合物(6.45g,0.0098mol,HPL
C純度66.3%)を500mL容丸底一頚フラスコに配量した。5−アセトキ
シイソフタル酸(3.68g,0.0091mol)をフラスコに加えた。固体
を窒素ブランケットで覆ってフラスコをRE111ロータリーエバポレーターに
接続した。フラスコを油浴中で加熱しながら約1rpsの低速で回転した。混合
物は221℃で30分で溶融し、黄色−オレンジ色液体となった。窒素下で15
分間加熱後、真空(〜1.5mmHg)を30分間加えた。赤色固体を減圧回転
下に冷却した。固体にテトラヒドロフラン(200mL)を加えて窒素下に10
分間還流した。冷却した溶液を濾過し、THFを減量し、水(700mL)に注
いで超枝分かれポリマーを沈殿させた。超枝分かれポリマーを濾過及び乾燥し、
オレンジ色の固体(6.62g)を得た。[α]20=−4.06゜(c=3.8
2,THF)。GPC Mw=2103ダルトン、多分散度1.7。TGA 2
59℃(開始)。1H NMR(400MHz,d6−DMSO)δ10.80,
9.05(b), 8.63−6.97(m), 4.76(b), 3.6
3(b), 2.33,THFピークが存在。13C NMR(100MHz,d6
−DMSO)δ172.42, 169.08(m), 166.09−16
3.08(m),151(m), 136.10−118.40(m),111
.44, 109.94, 53.85(m), 51.85(m), 26.
61,THFピークが存在。
実施例10 ポリ−[2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸]超枝分かれポリマー の製造
2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸(10.33g,0.077
mol)を500mL容丸底一頚フラスコに配量した。固体を窒素ブランケット
で覆ってフラスコをRE111ロータリーエバポレーターに接続した。フラスコ
を油浴中で加熱しながら約1rpsの低速で回転した。混合物は200℃で約2
5分で溶融し、透明液体となった。200℃で13分間加熱後、真空(〜3.2
5mmHg)を1.3時間加え、水を留去した。透明薄黄色固体を減圧下に周囲
温度まで冷却した。フラスコの頚から出発材料を取り出し、THF(〜100m
L)を透明なガラス状固体に加えた。一晩放置後、白色出発材料を取り出し、T
HFを減圧除去すると、透明な半固体(5.6g)が得られた。GPC Mw=
1768ダルトン、多分散度1.6。TGA〜270℃。1H NMR(400
MHz,d6−DMSO)δ11.65, 4.9(b), 4.59(b),
4.06, 3.47(m), 1.06(m)。13C NMR(100MHz,
d6−DMSO)δ174.3(m), 173.1(m), 63.88(bm
), 50.25−45.64(m), 16.87(m)。
実施例11
この高度に枝分かれしたポリマーのキレート化効力を立証するために、実施例
5に記載した方法に従ってポリマー10gを製造する。1%硫酸銅溶液(100
0ppm CuSO4)を水100mlに加えると、銅イオンを含むライトブル
ーの溶液が生じる。ポリマー生成物10gを撹拌下にこの溶液に加える。得られ
た物質を濾過し、コポリマー−銅錯体を除去し、無色透明濾液の硫酸銅濃度を試
験する。濾液のCuSO4濃度は10ppm未満である。
本発明の別の側面では、米国特許第5,362,843号に開示されている「
コアモノマー」も新規超枝分かれポリマーの配合に使用できることが判明した。
この側面では、所望のポリマーを生成するために十分な温度及び時間にわたって
枝分かれモノマー、末端キャッピングモノマー及びコアモノマーを相互に混合す
る。
本発明のこの側面で使用されるコアモノマーとしては下記7種類の化合物(即
ちA〜H)が挙げられる。
A.下式:
[式中、Rは独立して水素、炭素原子数1〜6のアルキル基、好ましくはメチル
、炭素原子数4〜7のシクロアルキル又はアリールから選択され、Yは独立して
炭素原子数1〜4のアルキル基、塩素又は臭素から選択され、zは独立して0〜
4の値であり、R’は独立して二価飽和脂肪族炭化水素基、特に炭素原子数1〜
8のアルキレンもしくはアルキリデン基又はそのハロゲン化誘導体、特にC(C
H3)2、C(CX3)2(式中、Xはハロゲン、好ましくはフッ素である)、炭素
原子数9までのシクロアルキレンもしくはシクロアルキリデン基又はそのハロゲ
ン化誘導体、O、S、SO、SO2、COから選択され、xは0又は1である]
の二価フェノール。
本発明で使用可能な二価フェノールの非限定的な例を以下に挙げる。
2,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、
ビス−(2−ヒドロキシフェニル)メタン、
ビス−(4−ヒドロキシフェニル)メタン、
ビス−(4−ヒドロキシ−2,6−ジメチル−3−メトキシフェニル)メタン、
1,1−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)エタン、
1,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)エタン、
1,1−ビス−(4−ヒドロキシ−2−クロロフェニル)エタン、
1,1−ビス−(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)エタン、
1,3−ビス−(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス−(3−フェニル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス−(3−イソプロピル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス−(2−イソプロピル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)ペンタン、
3,3−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)ペンタン、
2,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)ヘプタン、
1,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−1,2−ビス(フェニル)プロパ
ン、
4,4’−(ジヒドロキシフェニル)エーテル、
4,4’−(ジヒドロキシフェニル)スルフィド、
4,4’−(ジヒドロキシフェニル)スルホン、
4,4’−(ジヒドロキシフェニル)スルホキシド、
4,4’−(ジヒドロキシベンゾフェノン)、
ヒドロキノン、及び
ナフタレンジオール類。
これらの二価フェノールは単独で使用してもよいし、任意に組み合わせて使用
してもよい。合計ジオール含量を基にして50重量%までの脂肪族ジオール(例
えばネオペンチルグリコール)を加えることも可能である。一般的な二価フェノ
ールの1例は2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノー
ルA)である。
B.
C.
(式中、ClはBr及びF等の他のハロゲンで置換してもよい。)
D.
E.
F. G.
H.
(式中、RはH、アルキル(C1−C20)及び芳香族である)。
これらの超枝分かれポリマーは枝分かれモノマーとコアモノマーをまず混合加
熱した後、末端キャッピングモノマーを加えることにより製造される。この3成
分系では、コアモノマーは3種のモノマーの合計重量を基にして0.001重量
%〜約20.0重量%の範囲で使用する。
重合は2成分(即ち枝分かれモノマーと末端キャッピングモノマー)系に関し
て上述したと同一条件下で実施される。
実施例12 Dowtherm A中でモノマーコアとして1,1,1−トリス(4−アセト キシフェニル)エタン(三酢酸THPE)を用いた3,5−ジアセトキシ安息香 酸の重合
サーモウェル、機械的撹拌機及び蒸留ヘッドを装着した三頚丸底フラスコに3
,5−ジアセトキシ安息香酸(9.67g,41mmol)、1,1,1−トリ
ス(4−アセトキシフェニル)エタン(1g,2mmol)、Dowtherm
A(100g)及びKOAc(0.01g)を仕込んだ。Dowtherm A
は溶融粘度の低下を助けるために使用した。重合は260℃で2時間実施した。
デンドリマーをMeOHに沈殿させることにより茶色の固体を単離した。茶色の
固体を濾過し、減圧乾燥した。13C NMR(CDCl3)δ168.93,1
63.55, 162.67, 157.38, 151.22, 148.9
5, 146.48, 146.09, 131.66, 130.94,13
0.76, 129.74, 128.77, 123.23, 121.30
, 120.93, 116.88, 115.26, 51.59, 30.
5, 20.84。13C NMRの166及び115におけるピークは酢酸末端
基の部分加水分解を示す。
実施例13
実施例12の条件下で生成物(実施例12)2gを末端キャッピングモノマー(
実施例3)4gと重合させる。最終産物は薄茶色であり、NMRは末端キャッ
ピングモノマーの結合を示す。
以上、実施例により本発明を説明したが、本発明はこれらの実施例により制限
されず、上記に開示したような一般範囲を網羅すると解釈すべきである。発明の
精神及び範囲内で種々の変形及び態様が可能である。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項
【提出日】1997年8月8日(1997.8.8)
【補正内容】
米国特許第5,266,106号はデンドリマーグラフトをもつインク組成物
を開示している。
米国特許第5,270,402号は超枝分かれ官能性ポリエステルを開示して
いる。
米国特許第5,306,561号は表面官能性ポリマー粒子の製造を開示して
いる。
米国特許第5,362,843号は高度に枝分かれした巨大分子ポリマーの製
法を開示している。
米国特許第5,418,301号は樹状巨大分子の製法を開示している。
この分野で重要な他の先行技術刊行物としては、以下の雑誌論文が挙げられる
。
Turner,R.S.; Walter,F; Voit,B.I; Mo
urey,T.H.Macromolecules 1994,27,1611
。
Turner,R.S.; Voit,B.I; Mourey,T.H.M acromolecules
1993,26,4617。
Newkome,G.R.; Lin,X.; Weis,C.D.Tetr ahedron: Asymmetry
1991,2,957。
Frechet,J.M.J.Science 1994,263,1710
。
Frechet,J.M.J.; Hawker,C.J.; Wooley
,K.L.Pure Appl.Chem.A31(11)1994,1627
。
Wooley,K.L.; Frechet,J.M.J.; Hawker
,C.J.Polymer 1994,35,4489。
Hawker,C.J.; Lee,R.; Frechet,J.M.J.J.Am.Chem.Soc.
1991,113,4583。
Jansen,J.F.G.A.; de Brabander Van d
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994,266,1226。
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上記に引用した全先行技術と本明細書に記載する他の全文献はその開示内容全
体を参考資料として本明細書の一部とする。
発明の要約
本発明は高度に制御された分子構造をもつ高度に枝分かれした巨大分子ポリマ
ーの新規製造方法を提供する。この種のポリマーは、ポリスルホン及びポリカー
ボネート等の他のポリマーを配合又は共重合する以外に、エンジニアリングレジ
ン、繊維、フィルム、びん樹脂、レオロジー調節剤、薬剤送達系、膜、キレート
化剤、触媒担体、医療用途、分析系及び分離方法等の多数の分野で利用される。
請求の範囲
1.式:{式中、R4はCOOR[式中、RはH、アルキル(C1−C20)又は芳香族であ
る]、C(O)−OC6H5、O−CH2CH2OH、O−C(O)−CH3及びN
−CH2CH2OHから構成される群から選択され、
R5及びR6は各々独立して、
(A)
[式中、R7は置換又は非置換アリール又はアルキル(C4−C10)基である]
(B)
(式中、R8は置換又は非置換複素環、アリール又はアルキル基であり、R9はH
又はアルキルである)
(C)
[式中、R8は置換又は非置換複素環、アリール又は(C4−C10)アルキル基で
ある]
(D)
[式中、R8は置換又は非置換複素環、アリール又は(C4−C10)アルキル基で
ある]
(E)
(式中、R8は置換又は非置換複素環、アリール又はアルキル基である)
(F)キラル又はラセミホスフィン配位子
から構成される群から選択される}をもつ組成物。
2.R5とR6が(A)である請求項1に記載の組成物。
3.R5とR6が(B)である請求項1に記載の組成物。
4.R5とR6が(C)である請求項1に記載の組成物。
5.R5とR6が(D)である請求項1に記載の組成物。
6.R5とR6が(E)である請求項1に記載の組成物。
7.R5とR6が(F)である請求項1に記載の組成物。
8.R4がCOORである請求項1に記載の組成物。
9.少なくとも1個のキラル炭素中心が存在する請求項1に記載の組成物。
10.少なくとも2個のキラル炭素中心が存在する請求項1に記載の組成物。
11.ポリスルホン及び/又はポリカーボネートポリマーを配合又は共重合した
請求項1から10のいずれか一項に記載の組成物。
12.高度に枝分かれした巨大分子ポリマーの製造方法であって、官能基をもち
、式:
{式中、R1は独立してCOOR[式中、RはH、アルキル(C1−C20)又は芳
香族である]、C(O)−OC6H5、O−CH2CH2OH、O−C(O)−CH3
及び−N−CH2CH2OHから構成される群から選択され、
R2及びR3は各々独立してCOOR[式中、RはH、アルキル(C1−C20)又
は芳香族である]、OH、NH2及びO−C(O)−CH3から構成される群から
選択され、
但し、(a)R1が−COORであるときにはR2とR3は同一で且つR1と異なっ
ていなければならず、R2とR3はOH又はO−C(O)−CH3であり、
(b)R1が−C(O)−OC6H5であるときにはR2とR3は同一でOH又はN
H2であり、
(c)R1がO−CH2CH2OHであるときにはR2とR3は同一であり、R2とR3
は−COORである}をもつ枝分かれモノマーを、式:
{式中、R4はCOOR[式中、RはH、アルキル(C1−C20)又は芳香族であ
る]、C(O)−OC6H5、O−CH2CH2OH、)O−C(O)−CH3及びN
−CH2CH2OHから構成される群から選択され、
R5及びR6は各々独立して、
(A)
(式中、R7は置換又は非置換アリール又はアルキル基である)
(B)
(式中、R8は置換又は非置換複素環、アリール又はアルキル基であり、R9はH
又はアルキルである)
(C)
(式中、R8は置換又は非置換複素環、アリール又はアルキル基である)
(D)
(式中、R8は置換又は非置換複素環、アリール又はアルキル基である)
(E)
(式中、R8は置換又は非置換複素環、アリール又はアルキル基である)
(F)キラル又はラセミホスフィン配位子
から構成される群から選択される}をもつ末端キャッピングモノマーと少なくと
も約25℃の温度で所定時間反応させ、前記高度に枝分かれしたポリマーを生成
する段階を含み、但し、上記定義においてアルキルはC1−C20を意味し、アリ
ールはフェニル及びナフチルを意味し、芳香族は置換及び非置換フェニル及びナ
フチルを意味し、複素環は炭素と窒素、酸素及び/又は硫黄を含む5〜10員モ
ノ又は縮合環系を意味する前記方法。
13.温度が約25℃〜約275℃である請求項12に記載の方法。
14.反応に不活性希釈剤を用いる請求項13に記載の方法。
15.R1がO−C(O)−CH3である請求項12に記載の方法。
16.R2とR3がいずれもCOOHである請求項12に記載の方法。
17.R5とR6がいずれも(A)である請求項12に記載の方法。
18.R5とR6がいずれも(B)である請求項12に記載の方法。
19.R5とR6がいずれも(C)である請求項12に記載の方法。
20.R4がO−C(O)−CH3である請求項12に記載の方法。
21.前記モノマーと前記末端キャッピングモノマーの反応を促進する適切な触
媒を更に用いる請求項14に記載の方法。
22.触媒が酢酸リチウムである請求項21に記載の方法。
23.請求項12から22のいずれか一項に記載の方法により製造された生成物
。
24.末端キャッピングモノマーが少なくとも1個のキラル炭素中心をもつ請求
項12に記載の方法。
25.末端キャッピングモノマーが少なくとも2個のキラル炭素中心をもつ請求
項12に記載の方法。
26.反応段階が、官能基をもち、
(I)
[式中、Rは独立して水素、炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数4〜7
のシクロアルキル及びアリールから構成される群から選択され、Yは独立して炭
素原子数1〜4のアルキル基、塩素及び臭素から構成される群から選択され、z
は独立して0〜4の値であり、R1は独立して炭素原子数1〜8及びそのハロゲ
ン化誘導体、炭素原子数9までのシクロアルキレン又はシクロアルキリデン基及
びそのハロゲン化誘導体、O、S、SO、SO2並びにCOから構成される群か
ら選択され、xは0又は1である]
(II)
(III)
(IV)
(V)
(VI)
(VII)から構成される群から選択されるコアモノマーを更に含む請求項12に記載の方
法。
27.反応に不活性希釈剤を用いる請求項26に記載の方法。
28.R1がO−C(O)−CH3である請求項26に記載の方法。
29.R2とR3がいずれもCOOHである請求項26に記載の方法。
30.R5とR6がいずれも(A)であるか、いずれも(B)であるか、又はいず
れも(C)である請求項26に記載の方法。
31.R4がO−C(O)−CH3である請求項26に記載の方法。
32.反応を促進する適切な触媒を更に用いる請求項27に記載の方法。
33.触媒が酢酸リチウムである請求項32に記載の方法。
34.請求項26から33のいずれか一項に記載の方法により製造された生成物
。
35.末端キャッピングモノマーが少なくとも1個のキラル炭素中心をもつ請求
項26に記載の方法。
36.末端キャッピングモノマーが少なくとも2個のキラル炭素中心をもつ請求
項26に記載の方法。
37.下記構造:をもつ請求項1に記載の組成物。
38.下記構造:
をもつ請求項1に記載の組成物。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
C08L 69/00 C08L 69/00
81/06 81/06
C09K 3/00 108 C09K 3/00 108A
// C07D 209/20 C07D 209/20
(31)優先権主張番号 08/516,853
(32)優先日 平成7年8月18日(1995.8.18)
(33)優先権主張国 米国(US)
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L
U,MC,NL,PT,SE),CN,JP
(72)発明者 マーフィ,カール・デイヴィッド
アメリカ合衆国テキサス州78404,コーパ
ス・クリスティ,コール・ストリート
446
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.式: {式中、R4はCOOR[式中、RはH、アルキル(C1−C20)又は芳香族であ る]、C(O)−OC6H5、O−CH2CH2OH、O−C(O)−CH3及びN −CH2CH2OHから構成される群から選択され、R5及びR6は各々独立して、 (A) (式中、R7は置換又は非置換アリール又はアルキル基である) (B) (式中、R8は置換又は非置換複素環、アリール又はアルキル基であり、R9はH 又はアルキルである) (C) (式中、R8は置換又は非置換複素環、アリール又はアルキル基である) (D) (式中、R8は置換又は非置換複素環、アリール又はアルキル基である) (E) (式中、R8は置換又は非置換複素環、アリール又はアルキル基である) (F)キラル又はラセミホスフィン配位子 から構成される群から選択される}をもつ組成物。 2.R5とR6が(A)である請求項1に記載の組成物。 3.R5とR6が(B)である請求項1に記載の組成物。 4.R5とR6が(C)である請求項1に記載の組成物。 5.R5とR6が(D)である請求項1に記載の組成物。 6.R5とR6が(E)である請求項1に記載の組成物。 7.R5とR6が(F)である請求項1に記載の組成物。 8.R4がCOORである請求項1に記載の組成物。 9.少なくとも1個のキラル炭素中心が存在する請求項1に記載の組成物。 10.少なくとも2個のキラル炭素中心が存在する請求項1に記載の組成物。 11.キラル炭素中心が存在しない請求項1に記載の組成物。 12.エンジニアリングレジン、繊維、フィルム、びん樹脂、レオロジー調節剤 、薬剤送達系、膜、キレート化剤及び触媒担体で使用される請求項1から11の いずれか一項に記載の組成物。 13.ポリスルホン及び/又はポリカーボネートポリマーを配合又は共重合した 請求項1から11のいずれか一項に記載の組成物。 14.高度に枝分かれした巨大分子ポリマーの製造方法であって、官能基をもち 、式: {式中、R1は独立してCOOR[式中、RはH、アルキル(C1−C20)又は芳 香族である]、C(O)−OC6H5、O−CH2CH2OH、O−C(O)−CH3 及び−N−CH2CH2OHから構成される群から選択され、 R2及びR3は各々独立してCOOR[式中、RはH、アルキル(C1−C20) 又は芳香族である]、OH、NH2及びO−C(O)−CH3から構成される群か ら選択され、 但し、(a)R1が−COORであるときにはR2とR3は同一で且つR1と異なっ ていなければならず、R2とR3はOH又はO−C(O)−CH3であり、 (b)R1が−C(O)−OC6H5であるときにはR2とR3は同一でOH又はN H2であり、 (c)R1がO−CH2CH2OHであるときにはR2とR3は同一であり、R2とR3 は−COORである}をもつ枝分かれモノマーを、式: {式中、R4はCOOR[式中、RはH、アルキル(C1−C20)又は芳香族であ る]、C(O)−OC6H5、O−CH2CH2OH、O−C(O)−CH3及びN −CH2CH2OHから構成される群から選択され、 R5及びR6は各々独立して、 (A) (式中、R7は置換又は非置換アリール又はアルキル基である) (B) (式中、R8は置換又は非置換複素環、アリール又はアルキル基であり、R9はH 又はアルキルである) (C) (式中、R8は置換又は非置換複素環、アリール又はアルキル基である) (D) (式中、R8は置換又は非置換複素環、アリール又はアルキル基である) (E) (式中、R8は置換又は非置換複素環、アリール又はアルキル基である) (F)キラル又はラセミホスフィン配位子 から構成される群から選択される}をもつ末端キャッピングモノマーと少なくと も約25℃の温度で所定時間反応させ、前記高度に枝分かれしたポリマーを生成 する段階を含み、但し、上記定義においてアルキルはC1−C20を意味し、アリ ールはフェニル及びナフチルを意味し、芳香族は置換及び非置換フェニル及びナ フチルを意味し、複素環は炭素と窒素、酸素及び/又は硫黄を含む5〜10員モ ノ又は縮合環系を意味する前記方法。 15.温度が約25℃〜約275℃である請求項14に記載の方法。 16.反応に不活性希釈剤を用いる請求項15に記載の方法。 17.R1がO−C(O)−CH3である請求項14に記載の方法。 18.R2とR3がいずれもCOOHである請求項14に記載の方法。 19.R5とR6がいずれも(A)である請求項14に記載の方法。 20.R5とR6がいずれも(B)である請求項14に記載の方法。 21.R5とR6がいずれも(C)である請求項14に記載の方法。 22.R4がO−C(O)−CH3である請求項14に記載の方法。 23.前記モノマーと前記末端キャッピングモノマーの反応を促進する適切な触 媒を更に用いる請求項16に記載の方法。 24.触媒が酢酸リチウムである請求項23に記載の方法。 25.請求項14から24のいずれか一項に記載の方法により製造された生成物 。 26.末端キャッピングモノマーが少なくとも1個のキラル炭素中心をもつ請求 項14に記載の方法。 27.末端キャッピングモノマーが少なくとも2個のキラル炭素中心をもつ請求 項14に記載の方法。 28.高度に枝分かれした巨大分子ポリマーの製造方法であって、前記高度に枝 分かれしたポリマーを生成するために十分な温度及び時間にわたって、 (i)官能基をもち、式: {式中、R1は独立してCOOR[式中、RはH、アルキル(C1−C20)又は芳 香族である]、C(O)−OC6H5、O−CH2CH2OH、O−C(O)−CH3 及び-N−CH2CH2OHから構成される群から選択され、 R2及びR3は各々独立してCOOR[式中、RはH、アルキル(C1−C20)又 は芳香族である]、OH、NH2及びO−C(O)−CH3から構成される群から 選択され、 但し、(a)R1が−COORであるときにはR2とR3は同一で且つR1と異なっ ていなければならず、R2とR3はOH又はO−C(O)−CH3であり、 (b)R1が−C(O)−OC6H5であるときにはR2とR3は同一でOH又はN H2であり、 (c)R1がO−CH2CH2OHであるときにはR2とR3は同一であり、R2とR3 は−COORである}をもつ枝分かれモノマーと、 (ii)官能基をもち、 (I) [式中、Rは独立して水素、炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数4〜7 のシクロアルキル及びアリールから構成される群から選択され、Yは独立して炭 素原子数1〜4のアルキル基、塩素及び臭素から構成される群から選択され、z は独立して0〜4の値であり、R1は独立して炭素原子数1〜8及びそのハロゲ ン化誘導体、炭素原子数9までのシクロアルキレン又はシクロアルキリデン基及 びそのハロゲン化誘導体、O、S、SO、SO2並びにCOから構成される群か ら選択され、xは0又は1である] (Π) (III) (IV) (V) (VI) (VII) から構成される群から選択されるコアモノマーと、 (iii)式: {式中、R4はCOOR[式中、RはH、アルキル(C1−C20)又は芳香族であ る]、C(O)−OC6H5、O−CH2CH2OH、O−C(O)−CH3及びN −CH2CH2OHから構成される群から選択され、 R5及びR6は各々独立して、 (A) (式中、R7は置換又は非置換アリール又はアルキル基である) (B) (式中、R8は置換又は非置換複素環、アリール又はアルキル基であり、R9はH 又はアルキルである) (C) (式中、R8は置換又は非置換複素環、アリール又はアルキル基である) (D) (式中、R8は置換又は非置換複素環、アリール又はアルキル基である) (E)(式中、R8は置換又は非置換複素環、アリール又はアルキル基である) (F)キラル又はラセミホスフィン配位子 から構成される群から選択される}をもつ末端キャッピングモノマーを反応させ る段階を含む前記方法。 29.温度が少なくとも25℃である請求項28に記載の方法。 30.温度が約25℃〜約275℃である請求項28に記載の方法。 31.反応に不活性希釈剤を用いる請求項30に記載の方法。 32.R1がO−C(O)−CH3である請求項28に記載の方法。 33.R2とR3がいずれもCOOHである請求項28に記載の方法。 34.R5とR6がいずれも(A)であるか、いずれも(B)であるか、又はいず れも(C)である請求項28に記載の方法。 35.R4がO−C(O)−CH3である請求項28に記載の方法。 36.反応を促進する適切な触媒を更に用いる請求項31に記載の方法。 37.触媒が酢酸リチウムである請求項36に記載の方法。 38.請求項28から37のいずれか一項に記載の方法により製造された生成物 。 39.末端キャッピングモノマーが少なくとも1個のキラル炭素中心をもつ請求 項28に記載の方法。 40.末端キャッピングモノマーが少なくとも2個のキラル炭素中心をもつ請求 項28に記載の方法。
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