JP2001270859A - ビニル基含有アルコキシアミン、その用途および製造方法 - Google Patents
ビニル基含有アルコキシアミン、その用途および製造方法Info
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Abstract
キシアミンを得、さらに高分子ラジカル重合開始剤およ
びグラフトポリマーを得る。 【解決手段】 ラジカル重合性ビニル基含有有機過酸化
物などから、下記一般式(1)のビニル基含有アルコキ
シアミンを製造する。 【化1】 (式中、R1はラジカル重合性ビニル基を有する1価の
有機残基を表す。R2〜R7はそれぞれ独立に選択され
る炭素数1〜4の直鎖もしくは分岐のアルキル基、また
はR2とR7が連結した炭素数が4〜12の環式構造で
ある。ただし、環式構造の場合には、未置換または、ア
ルキル基、ヒドロキシ基、アセトキシル基、ベンゾイル
オキシ基、メトキシ基もしくはオキソ基により置換され
たものである。R8は水素またはメチル基を表す。R9
はフェニル基、トルイル基、シアノ基、炭素数が1〜4
のアルコキシカルボニル基、炭素数が1〜4のアルキル
カルボニルオキシ基から選択されるものである)
Description
ビニルモノマーの重合開始剤、エチレン系ポリマーの酸
化防止剤またはエチレン系ポリマーを加熱して架橋させ
る際のスコーチ防止剤として有用なビニル基含有アルコ
キシアミン、およびその簡便な製造方法に関する。ま
た、本発明は、ラジカル重合性単量体を重合してなる高
分子量体であって、その高分子の分子主鎖中に特定構造
のアルコキシアミン基が懸垂(ペンダント)している高
分子ラジカル重合開始剤およびその製造方法、さらに
は、その高分子ラジカル重合開始剤を用いて得られるグ
ラフトポリマーに関する。
ミンは、既にいくつか合成されている。さらに、得られ
たビニル基を有するアルコキシアミンを用いて高分子ラ
ジカル重合開始剤を得、次いで安定フリーラジカルが関
与するラジカル重合によりグラフトポリマーを得る方法
が既に知られている。例えば特公平5−6537号公
報、Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 34, 1456 (1995)お
よびMacromolecules, 31,4396 (1998)にその技術の開示
がある。
方法によれば、まず、分子内に水酸基を有するアゾ系化
合物を熱分解して発生する炭素中心ラジカルと、ニトロ
キシド化合物とを反応させることにより、水酸基を有す
るアルコキシアミンを得る。次いで、該アルコキシアミ
ンの水酸基を(メタ)アクリル酸クロライドとエステル
化して、ビニル基を有するアルコキシアミンを得てい
る。しかる後に、得られたビニル基を有するアルコキシ
アミンを他の単量体と共重合させることによって、オリ
ゴマーの(分子量5,000以下の低分子量体である)
ラジカル重合開始剤を得ている。
(1995)およびMacromolecules, 31,4396 (1998)では、ニ
トロキシド化合物およびスチレン単量体の存在下、過酸
化ベンゾイルを熱分解し、得られた生成物を加水分解す
ることによって水酸基を有するアルコキシアミンを得た
後、Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 34, 1456 (1995)で
はクロロメチルスチレンと該水酸基を有するアルコキシ
アミンとを反応させることにより、またMacromolecule
s, 31, 4396 (1998)では1-ブロモ-8-オクテンと該水酸
基を有するアルコキシアミンと反応させることにより、
非共役ビニル基を有するアルコキシアミンを得ている。
次いで、Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 34, 1456 (199
5)では、ビニル基を有するアルコキシアミンをスチレン
と共重合することにより、ポリスチレンを主鎖とする高
分子ラジカル重合開始剤を得ている。また、Macromolec
ules, 31, 4396(1998)では、非共役ビニル基を有するア
ルコキシアミンをプロピレンもしくは2−メチルペンテ
ンとをメタロセン触媒により共重合することにより、ポ
リオレフィンを主鎖とする高分子ラジカル重合開始剤を
得ている。
される従来のビニル基含有アルコキシアミンには、次の
ような問題点があった。
その使用温度により適した分解温度を示す構造が望まれ
るが、その熱分解速度には、アルコキシアミンのニトロ
キシド基に結合した炭素側の構造が大きく影響すること
が知られている。一般的に、この部分の構造が三級<二
級<一級となるにつれて解離エネルギーが大きくなり、
この順に分解する温度が高くなる。また、この部分が置
換基を有している場合には、その置換基の立体および共
鳴効果も、その解離エネルギーに影響を及ぼす。従っ
て、様々な用途に適した様々な分解温度を有するビニル
基含有アルコキシアミンを得るためには、ニトロキシド
基に結合した炭素側の構造が制限される事なく、種々選
択可能なアルコキシアミンの合成方法が必要不可欠であ
る。しかしながら、前記の従来技術では、以下に述べる
ような理由から、ニトロキシド基に結合した炭素側の構
造が限られたアルコキシアミンしか得ることができなか
った。即ち、特公平5−6537号に記載の方法におい
ては、比較的低温で熱分解可能なアゾ化合物しか反応に
用いることができず、ニトロキシド基に結合した炭素側
の構造が、メチル基とシアノ基を含む第三級炭素である
アルコキシアミンしか得られない。また、Angew. Chem.
Int. Ed. Engl., 34, 1456 (1995)およびMacromolecul
es, 31, 4396 (1998)に記載の方法では、水酸基含有ア
ルコキシアミンを得るのに加水分解反応を行っている。
このため、(メタ)アクリル酸エステル類などの加水分
解されやすい単量体は反応に用いることができず、これ
らから誘導されるアルコキシアミンを得ることができな
かった。
も、ビニル基含有アルコキシアミンを得るのに、一旦水
酸基を有するアルコキシアミンを得なければならず、少
なくとも2段階以上の反応を必要としている点で非常に
煩雑であり、工業的に好ましくなかった。
可能性のある未反応の水酸基を有するアルコキシアミン
は、その後のグラフトポリマーを得るためのラジカル重
合において、枝ポリマーを形成する反応に関与せず、ホ
モポリマーを生成してしまう。即ち、グラフトポリマー
の純度を低下させるという問題点を有しており、好まし
い合成法とは言えなかった。
れを用いて得られるグラフトポリマーに関しては、従来
の技術にはそれぞれ次のような問題点があった。
明は、特にオリゴマーを得ることを目的としており、こ
れにより合成されるグラフトポリマーとしては、分子
量、特にグラフトポリマーの枝ポリマーの分子量が極め
て小さいものしか得られておらず、枝ポリマー部分の特
性が十分に発現されないものであった。即ち、この発明
により得られるグラフトポリマーは、2種以上の高分子
量体からなる混合物の相溶化剤、乳化剤、分離安定剤な
どとして添加して用いた際に十分な効果を奏するもので
はなかった。
1456 (1995) に記載の方法では、該高分子ラジカル重
合開始剤を用いて得られたグラフト重合体については、
分岐したスチレンホモポリマーを得る反応に関する記載
はあるが、2種以上のモノマーからなるグラフトコポリ
マーの合成に関してはなんら具体的な記述がない。分岐
状のホモポリスチレンは、前記の相溶化剤、乳化剤、分
離安定剤などとしての効果を有していない。
gl., 34, 1456 (1995)およびMacromolecules, 31, 4396
(1998)に記載の方法においては、高分子ラジカル重合
開始剤を合成するためのビニル基を有するアルコキシア
ミンを得るのに、少なくとも3段階以上の反応を必要と
している点で非常に煩雑であり、コスト面で極めて不利
であり実用的とはいえなかった。
規なビニル基含有アルコキシアミン、およびその1段階
の簡便な製造方法を提供することである。また、本発明
は、グラフトポリマー合成用として有用な高分子ラジカ
ル重合開始剤、およびこれを簡便な反応により得る方法
を提供し、さらに、グラフトポリマーを構成するモノマ
ーのホモポリマーの生成を実質的に伴わなず、相溶化
剤、乳化剤、分離安定剤などとして有用な高純度のグラ
フトポリマーを提供することを目的とする。
法の問題点を解決すべく鋭意検討した結果、工業的に入
手可能でかつ安価な原料を用い、かつ1段階の簡便な方
法により、様々な構造の新規なビニル基含有アルコキシ
アミン(A)を得ることができるとの知見を得た。さら
に、このようにして得たビニル基含有アルコキシアミン
(A)を用いて高分子ラジカル重合開始剤(G)を得る
ことができ、該高分子ラジカル重合開始剤(G)を用い
て得られるグラフトポリマー(H)が、その枝ポリマー
の分子量が均一で狭い多分散性を有し、かつホモポリマ
ー含有量の極めて低い高純度なものであるとの知見を得
て本発明を完成した。
一般式(1)
有する1価の有機残基を表す。R2〜R7はそれぞれ独
立に選択される炭素数1〜4の直鎖もしくは分岐のアル
キル基、またはR2とR7が連結した炭素数が4〜12
の環式構造である。ただし、環式構造の場合には、未置
換または、アルキル基、ヒドロキシ基、アセトキシル
基、ベンゾイルオキシ基、メトキシ基もしくはオキソ基
により置換されたものである。R8は水素またはメチル
基を表す。R9はフェニル基、トルイル基、シアノ基、
炭素数が1〜4のアルコキシカルボニル基、炭素数が1
〜4のアルキルカルボニルオキシ基から選択されるもの
である。)で表されるビニル基含有アルコキシアミン
(A)である。
一般式(2)
す。)である一般式(1)で表されるビニル基含有アル
コキシアミンである。
一般式(3)
す。nは0〜2の整数を表す。)である一般式(1)で
表されるビニル基含有アルコキシアミンである。
一般式(4)
す。nは0〜2の整数を表す。)である一般式(1)で
表されるビニル基含有アルコキシアミンである。
ジカル重合性ビニル基を有する下記一般式(5)
有する1価の有機残基を表す。)で表される有機過酸化
物(B)と、下記一般式(6)
される炭素数1〜4の直鎖もしくは分岐のアルキル基、
またはR2とR7が連結した炭素数が4〜12の環式構
造である。ただし、環式構造の場合には、未置換また
は、アルキル基、ヒドロキシ基、アセトキシル基、ベン
ゾイルオキシ基、メトキシ基もしくはオキソ基により置
換されたものである。)で表されるニトロキシド化合物
(C)と、下記一般式(7)
す。R9はフェニル基、トルイル基、シアノ基、炭素数
が1〜4のアルコキシカルボニル基、炭素数が1〜4の
アルキルカルボニルオキシ基から選択されるものであ
る。)で表されるラジカル重合性単量体(D)とを含む
混合物中で、前記有機過酸化物(B)を分解させること
を特徴とする第1の発明に記載のビニル基含有アルコキ
シアミン(A)の製造方法である。
に記載のビニル基含有アルコキシアミン(A)と、ラジ
カル重合性単量体(E1)と、ラジカル重合開始剤
(F)とからなる混合物中で、前記ビニル基含有アルコ
キシアミン(A)が分解しない条件下において、前記ラ
ジカル重合開始剤(F)を分解させることを特徴とする
高分子ラジカル重合開始剤(G)の製造方法である。
に記載の方法により得られる高分子量体であって、下記
一般式(8)
される炭素数1〜4の直鎖もしくは分岐のアルキル基、
またはR2とR7が連結した炭素数が4〜12の環式構
造である。ただし、環式構造の場合には、未置換また
は、アルキル基、ヒドロキシ基、アセトキシル基、ベン
ゾイルオキシ基、メトキシ基もしくはオキソ基により置
換されたものである。R8は水素またはメチル基を表
す。R9はフェニル基、トルイル基、シアノ基、炭素数
が1〜4のアルコキシカルボニル基、炭素数が1〜4の
アルキルカルボニルオキシ基から選択されるものであ
る。)で表されるアルコキシアミン基がその主鎖に懸垂
している高分子ラジカル重合開始剤(G)である。
に記載の高分子ラジカル重合開始剤(G)と、ラジカル
重合性単量体(E2)とを、100〜180℃の範囲に
おいて加熱することにより得られるグラフトポリマー
(H)である。
分子内にビニル基を含有し、かつニトロキシドに結合す
る炭素構造の自由度が高いアルコキシアミンを1段階の
簡便な反応によって得ることができることである。
基を含有するアルコキシアミンを得る際に、まずヒドロ
キシ基を有するアルコキシアミンを得た後、ヒドロキシ
基と(メタ)アクリル酸クロライドあるいはクロロメチ
ルスチレンなどのラジカル重合性二重結合を有する化合
物を反応させることにより、該アルコキシアミンにビニ
ル基を導入している。つまり、従来技術においては、反
応前駆体であるヒドロキシ基を有するアルコキシアミン
を得るための1段階目の反応は、過酸化ベンゾイルの熱
分解で生じるベンゾイルオキシラジカルのラジカル重合
性二重結合へのラジカル付加反応である。従って、その
ようなラジカル付加反応において、目的物を選択的に得
るために、系中にラジカル重合性二重結合を有する化合
物を1種のみ存在させる方法が必然的にとられている。
即ち、従来技術では、反応系中に他のラジカル重合性二
重結合を有する化合物を存在させるという着想が全くな
く、開始剤自体にラジカル重合性二重結合を有するもの
を用いるといった概念の存在も推察することができな
い。その結果として、前述の多段階の反応方法が行われ
ていると考えられる。また、次の加水分解工程の存在か
ら、必然的にスチレンなどのように耐加水分解性のある
ビニルモノマーが限定されて使われている。
術に全く想起されない着想に基づき、反応系中に、二重
結合を有する有機過酸化物(B)をラジカル重合開始剤
として存在させている。この有機過酸化物(B)の熱分
解によって生じた二重結合を有する特定のオキシラジカ
ルを、自由に選択可能なラジカル重合性二重結合を有す
る化合物、即ちラジカル重合性単量体(D)と反応さ
せ、さらにはニトロキシド化合物(C)と反応させるこ
とにより、分子内にビニル基を含有し、かつニトロキシ
ドに結合する炭素構造の自由度が高いアルコキシアミン
(A)を1段階の簡便な反応によって得ることができる
のである。
は、本発明によって得られるビニル基を含有するアルコ
キシアミン(A)が、特異な製造方法によって合成され
るものであるために、不純物としてのビニル基を含有し
ないアルコキシアミンを全く含まない点にある。このた
め、アルコキシアミンの熱分解によりグラフトポリマー
(H)を得る反応において、有効に枝ポリマーが形成さ
れることとなり、最終的に得られるグラフトポリマー
(H)の純度を従来技術より高くできるのである。
いて説明する。
は、一般式(1)で表される化合物(A)である。一般
式(1)において、R1はラジカル重合性ビニル基を有
する1価の有機残基を表す。R2〜R7はそれぞれ独立
に選択される炭素数1〜4の直鎖もしくは分岐のアルキ
ル基、またはR2とR7が連結した炭素数が4〜12の
環式構造である。ただし、環式構造の場合には、未置換
または、アルキル基、ヒドロキシ基、アセトキシル基、
ベンゾイルオキシ基、メトキシ基もしくはオキソ基によ
り置換されたものである。R8は水素またはメチル基を
表す。R9はフェニル基、トルイル基、シアノ基、炭素
数が1〜4のアルコキシカルボニル基、炭素数が1〜4
のアルキルカルボニルオキシ基から選択されるものであ
る。
含有アルコキシアミン(A)の具体的な化合物例として
は、2−(シンナモイルオキシ)−1−フェニル−1−
(2’,2’,6’,6’−テトラメチル−1’−ピペ
リジニルオキシ)エタン、1−(4’−ヒドロキシ−
2’,2’,6’,6’−テトラメチル−1’−ピペリ
ジニルオキシ)−1−メチル−2−(4’−メチル−シ
ンナモイルオキシ)−1−(メチルオキシカルボニル)
エタン、1−(4’−アセトキシ−2’,2’,6’,
6’−テトラメチル−1’−ピペリジニルオキシ)−2
−(アリルオキシカルボニルオキシ)−1−フェニルエ
タン、2−(2’−アリルオキシエチルオキシカルボニ
ルオキシ)−1−フェニル−1−(2’,2’,6’,
6’−テトラメチル−1’−ピペリジニルオキシ)エタ
ン、2−(2’−(2’’−アリルオキシエチルオキ
シ)エチルオキシカルボニルオキシ)−1−(ジ−t−
ブチルニトロキシル)−1−(メチルオキシカルボニ
ル)エタン、2−(メタリルオキシカルボニルオキシ)
−1−(4’−オキソ−2’,2’,6’,6’−テト
ラメチル−1’−ピペリジニルオキシ)−1−フェニル
エタン、1−(4’−ベンゾイルオキシ−2’,2’,
6’,6’−テトラメチル−1’−ピペリジニルオキ
シ)−1−シアノ−2−(2’−メタリルオキシエチル
オキシカルボニルオキシ)エタン、2−(2’−
(2’’−メタリルオキシエチルオキシ)エチルオキシ
カルボニルオキシ)−1−メチル−1−フェニル−1−
(2’,2’,5’,5’−テトラメチル−1’−ピロ
リジニルオキシ)エタン、1−アセトキシ−1−(4’
−アセトキシ−2’,2’,6’,6’−テトラメチル
−1’−ピペリジニルオキシ)−2−(2’−アクリロ
イルオキシエチルオキシカルボニルオキシ)エタン、2
−(2’−(2’’−アクリロイルオキシエチルオキ
シ)エチルオキシカルボニルオキシ)−1−(4’−メ
トキシ−2’,2’,6’,6’−テトラメチル−1’
−ピペリジニルオキシ)−1−フェニルエタン、2−
(2’−メタクリロイルオキシエチルオキシカルボニル
オキシ)−1−フェニル−1−(2’,2’,6’,
6’−テトラメチル−1’−ピペリジニルオキシ)エタ
ン、1−(ブチルオキシカルボニル)−1−(ジ−t−
ブチルニトロキシル)−2−(2’−(2’’−メタク
リロイルオキシエチルオキシ)エチルオキシカルボニル
オキシ)エタン、1−(4’−ヒドロキシ−2’,
2’,6’,6’−テトラメチル−1’−ピペリジニル
オキシ)−2−(2’−メタクリロイルオキシエチルオ
キシカルボニルオキシオキシ)−1−フェニルエタン、
などが挙げられる。
含アルコキシアミン(A)は、分子内にラジカル重合性
ビニル基を有する有機過酸化物(B)と、ニトロキシド
化合物(C)と、ラジカル重合性単量体(D)とを含む
混合物中で、前記有機過酸化物(B)の過酸化結合を解
裂させることにより、製造することができる。即ち、混
合物中で有機化酸化物(B)を分解させることによりオ
キシラジカルを生成させ、このオキシラジカルがラジカ
ル重合性単量体(D)に付加して生成した炭素ラジカル
を、ニトロキシド化合物(C)に捕捉させて、ビニル基
含有アルコキシアミン(A)を得るのである。
有する有機過酸化物(B)として、具体的には、ジシン
ナモイルペルオキシド、ジ(4−メチルシンナモイル)
ペルオキシド、ジアリルパーオキシジカーボネート、ジ
(2−アリルオキシエチル)パーオキシジカーボネー
ト、ジ(2−(2’−アリルオキシエチルオキシ)エチ
ル)パーオキシジカーボネート、ジメタリルパーオキシ
ジカーボネート、ジ(2−メタリルオキシエチル)パー
オキシジカーボネート、ジ(2−(2’−メタリルオキ
シエチルオキシ)エチル)パーオキシジカーボネート、
ジ(2−アクリロイルオキシエチル)パーオキシジカー
ボネート、ジ(2−(2’−アクリロイルオキシエチル
オキシ)エチル)パーオキシジカーボネート、ジ(2−
メタクリロイルオキシエチル)パーオキシジカーボネー
ト、ジ(2−(2’−メタクリロイルオキシエチルオキ
シ)エチル)パーオキシジカーボネート、などが挙げら
れる。
ては、有機過酸化物(B)の熱分解温度まで加熱処理す
ることにより分解する方法や、光により分解する方法、
また、促進剤などを併用することによるレドックス的な
分解方法などがあり、特に限定されるものではない。
具体的には、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン
−1−オキシル、4−オキソ−2,2,6,6−テトラ
メチルピペリジン−1−オキシル、4−ヒドロキシ−
2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシ
ル、4−メトキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペ
リジン−1−オキシル、4−アセトキシ−2,2,6,
6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル、4−ベン
ゾイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジ
ン−1−オキシル、2,2,5,5−テトラメチルピロ
リジン−1−オキシル、1,1,3,3−テトラメチル
イソインドリン−2−オキシル、ジ−t−ブチルニトロ
キシドなどが挙げられる。
は、特に限定されるものではないが、例えば、スチレン
もしくはα−メチルスチレンなどのα一置換アルキルス
チレン、p−メチルスチレンなどの核置換アルキルスチ
レンや、(メタ)アクリル酸メチルもしくは(メタ)ア
クリル酸エチルもしくは(メタ)アクリル酸ブチルなど
のエステル基含有ビニル単量体、(メタ)アクリロニト
リルなどのニトリル基含有ビニル単量体、または酢酸ビ
ニルもしくは酪酸ビニルなどのカルボン酸ビニルエステ
ル単量体などを具体例として挙げることができる。
ビニル基含有アルコキシアミン(A)を得る際に用いる
ニトロキシド化合物(C)と有機過酸化物(B)の配合
比は、ニトロキシド化合物(C)/有機過酸化物(B)
=0.3〜4.0(モル比)が好ましく、より好ましく
は0.6〜2.0の範囲である。0.3未満では、ニト
ロキシド化合物(C)による炭素中心ラジカルの捕捉が
十分ではなく、ラジカル重合性単量体(D)の重合物が
生成してしまうため好ましくはない。また、4.0より
も大きくなると、ニトロキシド化合物(C)に対する収
率が低下し、経済的に不利になるため好ましくない。
ビニル基含有アルコキシアミン(A)を得る際に用いる
前記ラジカル重合性単量体(D)とニトロキシド化合物
(C)の配合比は、ラジカル重合性単量体(D)/ニト
ロキシド化合物(C)=1〜100(モル比)が好まし
く、より好ましくは5〜40の範囲である。1未満で
は、有機過酸化物(B)の分解により生じたオキシラジ
カルがラジカル重合性単量体(D)に付加せずに有機過
酸化物(B)のビニル基と反応する割合が増加してしま
い、ビニル基含有アルコキシアミン(A)の収率が低下
する。一方、100よりも大きくなると、未反応のラジ
カル重合性単量体(D)が多量に残存し、経済的に不利
である。
ビニル基含有アルコキシアミン(A)を合成する際の反
応温度は、好ましくは10〜120℃であり、更に好ま
しくは40〜100℃である。10℃未満では、有機過
酸化物(B)の分解速度が小となり工業的に不利であ
る。120℃よりも高くなると、生成したビニル基含有
アルコキシアミン(A)が分解を起こしたり、重合を起
こしたりしやすくなる傾向があり、収率が低下する。
は、一般式(8)で示されるアルコキシアミン基が分子
主鎖から直接、または2価の有機残基を介して懸垂して
いる高分子ラジカル重合開始剤である。一般式(8)に
おいて、R2〜R7はそれぞれ独立に選択される炭素数
1〜4の直鎖もしくは分岐のアルキル基、またはR2と
R7が連結した炭素数が4〜12の環式構造である。た
だし、環式構造の場合には、未置換または、アルキル
基、ヒドロキシ基、アセトキシル基、ベンゾイルオキシ
基、メトキシ基もしくはオキソ基により置換されたもの
である。R8は水素またはメチル基を表す。R9はフェ
ニル基、トルイル基、シアノ基、炭素数が1〜4のアル
コキシカルボニル基、炭素数が1〜4のアルキルカルボ
ニルオキシ基から選ばれる。
剤(G)の分子量は、グラフトポリマー(H)に対する
要求特性に応じて適宜決定すれば良いが、ゲルパーミエ
ーションクロマトグラフ法(以下GPCと略記する)に
より測定されるスチレン換算分子量において、数平均分
子量が3,000〜50万の範囲であることが好まし
く、5,000〜40万の範囲であることがより好まし
い。高分子ラジカル重合開始剤(G)の分子量が3,0
00未満であると、これを用いてグラフトポリマー
(H)を合成した場合に幹ポリマーの物性が十分発現で
きなくなる傾向にあり、一方、分子量が50万よりも大
きくなると、溶融状態または溶液状態での高分子ラジカ
ル重合開始剤(G)の粘度が高くなり、それ自体の製造
およびグラフトポリマー(H)製造時の作業性が悪くな
る傾向にあるので好ましくない。
(G)一分子当たりに懸垂したアルコキシアミン基の平
均個数は、3〜200個の範囲内であることが好まし
く、5〜100個の範囲にあることがより好ましい。ア
ルコキシアミン基の個数が1個または2個の場合であっ
ても、枝ポリマーの分子量を十分に大きくすることによ
ってグラフトポリマー(H)としての効果発現は可能で
あるが、アルコキシアミン基の平均個数が3より少ない
場合には、アルコキシアミン基を分子内に有さない高分
子量体が生成しやすくなるうえ、これを用いてグラフト
ポリマー(H)を合成した場合に枝ポリマーの物性が十
分発現できなくなる傾向にあるので好ましくない。一
方、平均個数が200個よりも多くなると、幹ポリマー
の物性が十分発現できなくなる傾向にあるので好ましく
ない。
(G)は、次のようにして得ることができる。即ち、一
般式(1)で示される同一分子内にラジカル重合性ビニ
ル基とアルコキシアミン基とを有するビニル基含有アル
コキシアミン(A)と、ラジカル重合性単量体(E1)
と、ラジカル重合開始剤(F)とからなる混合物中で、
前記ビニル基含有アルコキシアミン(A)が分解しない
条件下において、前記ラジカル重合開始剤(F)を分解
させる(以下、第一段目重合と称する)。
るラジカル重合性単量体(E1)は、ビニル基含有アル
コキシアミン(A)と共重合体可能なビニル単量体であ
って、目的とするグラフトポリマー(H)の幹ポリマー
を構成するのに適したものの中から適宜選択することが
できる。ビニル基含有アルコキシアミン(A)と共重合
可能なラジカル重合性単量体(E1)の具体的な例とし
ては、スチレン、p−メチルスチレン、クロルメチルス
チレン、α−メチルスチレンなどのスチレン系単量体
や、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン
酸、マレイン酸、フマル酸などのカルボキシル基含有ビ
ニル単量体や、無水マレイン酸、無水イタコン酸などの
酸無水基含有ビニル単量体や、(メタ)アクリル酸メチ
ル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プ
ロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル
酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸デシル、2
−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロ
キシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプ
ロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メ
タ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、
フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジブチ
ルなどのエステル基含有ビニル単量体や、(メタ)アク
リル酸2−イソシアネートエチル、m−イソプロペニル
−α,α−ジメチルベンジルイソシアネートなどのイソ
シアネート基含有ビニル単量体や、N,N−ジメチルア
ミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルア
ミノエチル(メタ)アクリレート、N−t−ブチルアミ
ノエチル(メタ)アクリレートなどの窒素含有アルキル
(メタ)アクリレートや、アクリルアミド、メタクリル
アミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチ
ル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)
アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メ
タ)アクリルアミドなどのアミド基含有ビニル単量体
や、2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジンなどの芳
香族含窒素ビニル単量体や、アクリロニトリル、メタク
リロニトリルなどのニトリル基含有ビニル単量体や、、
酢酸ビニル、酪酸ビニル、ラウリン酸ビニルなどのカル
ボン酸ビニルエステル単量体などが挙げられる。これら
ラジカル重合性単量体(E1)のうち特に好ましいもの
は、分子内に酸素原子または窒素原子を含むラジカル重
合性単量体であり、具体的には、カルボキシル基含有ビ
ニル単量体、酸無水基含有ビニル単量体、エステル基含
有ビニル単量体、イソシアネート基含有ビニル単量体、
窒素含有アルキル(メタ)アクリレート、アミド基含有
ビニル単量体、芳香族含窒素ビニル単量体、ニトリル基
含有ビニル単量体、カルボン酸ビニルエステル単量体な
どが挙げられる。
それぞれ単独で用いても良いし、2種以上を混合して用
いることもできる。特に、グラフトポリマー(H)にお
いて枝ポリマーとは異なる物性を幹ポリマーに導入する
ことが望ましい場合には、第一段目重合に、スチレン系
以外のラジカル重合性単量体(E1)を単独で用いた
り、あるいは少なくとも1種以上のスチレン系以外のラ
ジカル重合性単量体(E1)を含む単量体混合物を用い
ることが好ましい。なぜならば、本発明の高分子ラジカ
ル重合開始剤(G)を用いてグラフトポリマー(H)を
製造する場合に、より高度に分子量が制御された枝ポリ
マーを得るには、スチレン系単量体を含む単量体を用い
ることがより好ましいからである。
いられる上記のビニル基含有アルコキシアミン(A)と
ラジカル重合性単量体(E1)の使用量は、得られる高
分子ラジカル重合開始剤(G)中の所望されるアルコキ
シアミン基の個数に依存して適宜選択すれば良いが、通
常、ラジカル重合性単量体(E1)/ビニル基含有アル
コキシアミン(A)=10〜500(モル比)の範囲で
あることが好ましい。10よりも小さいと、グラフトポ
リマー(H)を合成した場合に枝ポリマーと枝ポリマー
の間の幹ポリマーの鎖長が短くなりすぎて幹ポリマーの
物性が十分発現できなくなる傾向にあり、一方、500
よりも大きくなると、枝ポリマー間の幹ポリマーの鎖長
が長くなりすぎて枝ポリマーの物性が十分発現できなく
なる傾向にあるので好ましくない。
ル重合開始剤(F)を加熱によって分解させて開始する
ほかに、二元開始剤を用いてレドックス的にラジカルを
発生させたり、または光重合開始剤に光照射することに
よりラジカルを発生させたりして重合を開始することも
できる。
には、前記のビニル基含有アルコキシアミン(A)と、
ラジカル重合性単量体(E1)と、ラジカル重合開始剤
(F)とからなる混合物を、ラジカル重合開始剤(F)
が分解し、かつビニル基含有アルコキシアミン(A)が
分解しない温度領域まで加熱することにより、重合が行
われる。この場合の具体的な重合温度としては、0〜1
20℃が好ましく、20〜100℃がより好ましい。重
合温度が0℃よりも低くなると、重合速度が遅いため重
合完結までに長時間を要するので経済的に不利である。
一方、重合温度が120℃よりも高くなると、上記ビニ
ル基含有アルコキシアミン(A)の分解が顕著になり、
結果として最終的に得られるグラフトポリマー(H)の
構造の制御が困難になってゲルが発生したり、グラフト
ポリマー(H)の純度が低下するので好ましくない。
るラジカル重合開始剤(F)としては、通常使用される
ものを用いることができる。加熱によって重合を開始す
る場合のラジカル重合開始剤(F)としては、通常の有
機過酸化物またはアゾ化合物を用いることができ、上記
の重合温度条件下で有効にラジカルを発生しうるものを
適宜選択すると良い。このような場合に、通常、用いら
れるラジカル重合開始剤(F)の具体的な例としては、
t−ブチルペルオキシネオデカノエート、t−オクチル
ペルオキシネオデカノエートやt−ブチルペルオキシピ
バレート、t−ヘキシルペルオキシピバレート、t−ブ
チルペルオキシ2−エチルヘキサノエート、t−オクチ
ルペルオキシイソブチレート、t−ブチルペルオキシイ
ソプロピルカーボネート、t−ブチルペルオキシラウレ
ート、t−ブチルペルオキシベンゾエートなどのペルオ
キシエステル類や、イソブチリルペルオキシド、3,
5,5−トリメチルヘキサノイルペルオキシド、ラウロ
イルペルオキシド、ベンゾイルペルオキシドなどのジア
シルペルオキシド類や、ジプロピルペルオキシジカーボ
ネート、ジイソプロピルペルオキシジカーボネート、ジ
(2−エチルヘキシル)ペルオキシジカーボネートなど
のペルオキシジカーボネート類や、1,1−ビス(t−
ブチルペルオキシ)−2−メチルシクロヘキサン、1,
1−ビス(t−ブチルペルオキシ)シクロヘキサン、
1,1−ビス(t−ブチルペルオキシ)−3,3,5−
トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ヘキシ
ルペルオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサ
ン、2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルペルオキシ
シクロヘキシル)などのペルオキシケタール類や、2,
2’−アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2’−ア
ゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’
−アゾビス(シクロヘキサンニトリル)、2,2’−ア
ゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−アゾ
ビス(2,4−ジメチル−4−メトキシバレロニトリ
ル)などのアゾ化合物が挙げられる。レドックス的に重
合を開始する場合のラジカル重合開始剤(F)として
は、t−ブチルヒドロペルオキシド、クメンヒドロペル
オキシドなどと、硫酸第一鉄、硫酸第一銅、アスコルビ
ン酸ナトリウムなどの還元剤とを組み合わせた二元開始
剤を用いることができる。また、光照射により重合を開
始する場合のラジカル重合開始剤(F)としては、通常
に使用される光重合開始剤(光増感剤)を用いることが
できる。
合、溶液重合、塊状重合及び乳化重合など公知の重合方
法によって行うことができ、重合方法は、モノマーの種
類、重合温度、所望される高分子ラジカル重合開始剤
(G)の分子量などによってこれらの中から適宜選択さ
れる。
を採用した場合、分散剤として水溶性高分子の保護コロ
イド剤や、難溶性無機物を重合系に添加することができ
る。水溶性高分子保護コロイド剤としては、ポリビニル
アルコール、ポリビニルピロリドン、メチルセルロース
等があり、これらのうちポリビニルアルコールが好まし
い。また、難溶性無機物としては、第三燐酸カルシウ
ム、燐酸マグネシウム、ピロ燐酸カルシウム、ベントナ
イト等が挙げられる。難溶性無機物を分散剤とした場合
には、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ、α−オレフ
ィンスルフォン酸ソーダなどのアニオン界面活性剤を少
量使用することが好ましい。
を採用した場合に使用できる溶媒の具体的な例として
は、トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどの芳香族
炭化水素系溶媒や、メチルエチルケトン、メチルイソブ
チルケトンなどのケトン系溶媒や、酢酸エチル、酢酸ブ
チル、酢酸イソブチルなどのエステル系溶媒や、メタノ
ール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール
などのアルコール系溶媒や、エチレングリコール、エチ
レングリコールジアセテート、エチレングリコールモノ
メチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテ
ル、エチレングリコールメチルエーテルアセテートなど
のエチレングリコール系溶媒や、ジエチレングリコー
ル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレ
ングリコールモノブチルエーテルなどのジエチレングリ
コール系溶媒や、プロピレングリコール、プロピレング
リコールメチルエーテルアセテートなどのプロピレング
リコール系溶媒などが挙げられ、これらは単独で用いた
り、あるいは混合物として用いることができる。
て、必要に応じて、α−メチルスチレンダイマー(2,
4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン)、ターピ
ノーレン、n−オクチルメルカプタン、t−ドデシルメ
ルカプタン、2−メルカプトエタノール、チオフェノー
ルなどの公知の連鎖移動剤を使用することができる。
た後、第一段目重合によって生成した高分子ラジカル重
合開始剤(G)は、そのままで、あるいは溶媒留去また
は再沈殿などの精製工程を経た後に、グラフトポリマー
(H)を得るための重合(以下、第二段目重合と称す
る)に供される。
段目重合で生成した高分子ラジカル重合開始剤(G)
と、ラジカル重合性単量体(E2)とを含む混合物を加
熱することにより実施される。即ち、高分子ラジカル重
合開始剤(G)が熱的作用によって、幹ポリマー側に結
合した炭素ラジカルと、安定なニトロキシドラジカルに
解裂する。炭素ラジカルは、系中に存在するラジカル重
合性単量体(E2)との付加重合を開始する。一方、ニ
トロキシドラジカルは重合を開始することなく、炭素ラ
ジカルからの生長ポリマーラジカルとの間で、再結合と
再開裂を繰り返しながら重合反応が進行する、いわゆる
リビング的なラジカル重合が起こる。
るラジカル重合性単量体(E2)としては、前記第一段
目重合におけるラジカル重合性単量体(E1)として用
いることが可能なものとして例示した化合物の中から、
目的とするグラフトポリマー(H)に要求される物性に
応じて適宜選択して用いることができる。中でも、第二
段目重合で得られるグラフトポリマー(H)の枝ポリマ
ーの分子量を効果的に大きくする目的、または、より高
度に制御する目的で、スチレン系単量体を単独で用いる
か、あるいは少なくとも1種以上のスチレン系単量体を
含むラジカル重合性単量体(E2)の混合物を用いるこ
とが好ましい。
は100〜180℃の範囲が好ましく、110〜160
℃の範囲がより好ましい。重合の温度が100℃よりも
低いと、高分子ラジカル重合開始剤(G)の分解速度が
遅くなり、結果として重合時間が長くなる傾向にあるの
で好ましくない。一方、重合温度が180℃よりも高い
と、重合速度の制御が困難になる上、熱重合により第二
段目重合時に添加されたラジカル重合性単量体(E2)
のホモポリマーが生成しやすくなり、結果としてグラフ
トポリマー(H)の純度が低下するので好ましくない。
一段目重合と同様に、塊状重合、懸濁重合、溶液重合及
び乳化重合など公知の重合方法によって行うことがで
き、モノマーの種類、重合温度、所望される高分子ラジ
カル重合開始剤(G)の分子量などによって適宜選択さ
れる。
グラフトポリマー(H)の枝ポリマーの分子量は、幹ポ
リマーの分子量との関係、および得られるグラフトポリ
マー(H)の分子量によって、適宜決定すればよい。高
分子ラジカル重合開始剤(G)中に懸垂したアルコキシ
アミン基の個数(即ち、最終的に得られる枝ポリマーの
個数)にも依存するが、通常、GPCによるスチレン換
算分子量が1,000〜15万の範囲であることが好ま
しく、2,000〜10万の範囲であることがより好ま
しい。分子量が1,000よりも小さいと、グラフトポ
リマー(H)を合成した場合に枝ポリマーの物性が十分
発現できなくなる傾向にあり、一方、15万よりも大き
くなると、幹ポリマーの物性が十分発現できなくなる傾
向にあるので好ましくない。
するが、本発明はこれらによって限定されるものではな
い。
−1−フェニル−1−(2’,2’,6’,6’−テト
ラメチル−1’−ピペリジニルオキシ)エタン(A−
1)の合成>ラジカル重合性単量体(D)としてスチレ
ン20.8g(200mmol)に、ニトロキシド化合
物(C)として2,2,6,6−テトラメチルピペリジ
ン−1−オキシル1.56g(10mmol)を加え、
80℃に加温した。次いで、有機過酸化物(B)として
ジシンナモイルペルオキシド(純度75.7%、水含
有)3.89g(10mmol)を少しずつ加え、80
℃で3時間加熱した。次に、溶液を減圧下で濃縮し、カ
ラムクロマトグラフィ(シリカゲル充填、溶出液として
ジクロロメタン/n−ヘキサン混合溶液を使用)で精製
することにより、目的物2.47gを収率60.5%で
得た。得られた物質を、1H−核磁気共鳴分析(1H−
NMR)、質量分析(FAB−MS)および元素分析に
より、同定した。各分析結果を、以下に示す。
S): 0.70−1.73(m,18H),4.39
(dd,J=6 and 11Hz,1H),4.74
(dd, J=6 and 11Hz,1H),5.0
0(dd,J=6 and 6Hz, 1H),6.3
3(d,J=16Hz,1H),7.24−7.49
(m,10H),7.58(d,J=16Hz,1H)
1]+ 元素分析(C,H,Nとして): C H N 測定値(%) 76.66 8.14 3.50 計算値(%) 76.63 8.16 3.44
記構造の2−(シンナモイルオキシ)−1−フェニル−
1−(2’,2’,6’,6’−テトラメチル−1’−
ピペリジニルオキシ)エタン(以下、化合物A−1とす
る)であることを確認した。
2’,2’,6’,6’−テトラメチル−1’−ピペリ
ジニルオキシ)−1−メチル−2−(4’−メチル−シ
ンナモイルオキシ)−1−(メチルオキシカルボニル)
エタンの合成>ラジカル重合性単量体(D)としてメタ
クリル酸メチル20.0g(200mmol)に、ニト
ロキシド化合物(C)として4−ヒドロキシ−2,2,
6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル1.7
2g(10mmol)を加え、80℃に加温した。次い
で、有機過酸化物(B)としてジ(4−メチルシンナモ
イル)ペルオキシド(純度72.0%、水含有)4.4
8g(10mmol)を少しずつ加え、60℃で8時間
加熱した。次に、溶液を減圧下で濃縮し、カラムクロマ
トグラフィ(シリカゲル充填、溶出液としてジクロロメ
タン/n−ヘキサン混合溶液を使用)で精製することに
より、目的物0.997gを収率23.0%で得た。得
られた物質のFAB−MSおよび元素分析による分析結
果を、以下に示す。
1]+ 元素分析(C,H,Nとして): C H N 測定値(%) 66.45 8.12 3.28 計算値(%) 66.49 8.14 3.23
記構造の1−(4’−ヒドロキシ−2’,2’,6’,
6’−テトラメチル−1’−ピペリジニルオキシ)−1
−メチル−2−(4’−メチル−シンナモイルオキシ)
−1−(メチルオキシカルボニル)エタンであることを
確認した。
2’,2’,6’,6’−テトラメチル−1’−ピペリ
ジニルオキシ)−2−(アリルオキシカルボニルオキ
シ)−1−フェニルエタンの合成>ラジカル重合性単量
体(D)としてスチレン20.8g(200mmol)
に、ニトロキシド化合物(C)として4−アセトキシ−
2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシ
ル2.14g(10mmol)を加え、60℃に加温し
た。次いで、有機過酸化物(B)としてジアリルパーオ
キシジカーボネート(純度43.0%、トルエン溶液)
4.70g(10mmol)を少しずつ加え、60℃で
3時間加熱した。次に、溶液を減圧下で濃縮し、カラム
クロマトグラフィ(シリカゲル充填、溶出液としてジク
ロロメタン/n−ヘキサン混合溶液を使用)で精製する
ことにより、目的物2.57gを収率61.3%で得
た。得られた物質のFAB−MSおよび元素分析による
分析結果を、以下に示す。
1]+ 元素分析(C,H,Nとして): C H N 測定値(%) 65.80 7.90 3.38 計算値(%) 65.85 7.93 3.34
記構造の1−(4’−アセトキシ−2’,2’,6’,
6’−テトラメチル−1’−ピペリジニルオキシ)−2
−(アリルオキシカルボニルオキシ)−1−フェニルエ
タンであることを確認した。
チルオキシカルボニルオキシ)−1−フェニル−1−
(2’,2’,6’,6’−テトラメチル−1’−ピペ
リジニルオキシ)エタン(A−4)の合成>ラジカル重
合性単量体(D)としてスチレン20.8g(200m
mol)に、ニトロキシド化合物(C)として2,2,
6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル1.5
6g(10mmol)を加え、60℃に加温した。次い
で、有機過酸化物(B)としてジ(2−アリルオキシエ
チル)パーオキシジカーボネート(純度43.9%、ト
ルエン溶液)6.61g(10mmol)を少しずつ加
え、60℃で3時間加熱した。次に、溶液を減圧下で濃
縮し、カラムクロマトグラフィ(シリカゲル充填、溶出
液としてジクロロメタン/n−ヘキサン混合溶液を使
用)で精製することにより、目的物2.47gを収率6
1.1%で得た。得られた物質の1H−NMR、FAB
−MSおよび元素分析による分析結果を、以下に示す。
S): 0.65−1.60(m,18H),3.57
−3.60(m,2H),3.96−3.99(m,2
H),4.17−4.21(m,2H),4.33(d
d,J=7 and 11Hz,1H),4.67(d
d,J=5 and 11Hz,1H),4.93(d
d, J=5 and 7Hz,1H),5.14−
5.19(m,1H),5.21−5.29(m,1
H),5.80−5.94(m,1H),7.26−
7.34(m,5H)
1]+ 元素分析(C,H,Nとして): C H N 測定値(%) 68.11 8.73 3.44 計算値(%) 68.12 8.70 3.45
記構造の2−(2’−アリルオキシエチルオキシカルボ
ニルオキシ)−1−フェニル−1−(2’,2’,
6’,6’−テトラメチル−1’−ピペリジニルオキ
シ)エタン(以下、化合物A−4とする)であることを
確認した。
ルオキシエチルオキシ)エチルオキシカルボニルオキ
シ)−1−(ジ−t−ブチルニトロキシル)−1−(メ
チルオキシカルボニル)エタンの合成>ラジカル重合性
単量体(D)としてアクリル酸メチル17.2g(20
0mmol)に、ニトロキシド化合物(C)としてジ−
t−ブチルニトロキシド1.44g(10mmol)を
加え、60℃に加温した。次いで、有機過酸化物(B)
としてジ(2−(2’−アリルオキシエチルオキシ)エ
チル)パーオキシジカーボネート(純度42.0%、ト
ルエン溶液)9.01g(10mmol)を少しずつ加
え、60℃で3時間加熱した。次に、溶液を減圧下で濃
縮し、カラムクロマトグラフィ(シリカゲル充填、溶出
液としてジクロロメタン/n−ヘキサン混合溶液を使
用)で精製することにより、目的物1.21gを収率2
9.1%で得た。得られた物質のFAB−MSおよび元
素分析による分析結果を、以下に示す。
1]+ 元素分析(C,H,Nとして): C H N 測定値(%) 57.88 8.00 3.32 計算値(%) 57.82 8.01 3.37
記構造の2−(2’−(2’’−アリルオキシエチルオ
キシ)エチルオキシカルボニルオキシ)−1−(ジ−t
−ブチルニトロキシル)−1−(メチルオキシカルボニ
ル)エタンであることを確認した。
シ−2’,2’,6’,6’−テトラメチル−1’−ピ
ペリジニルオキシ)−1−シアノ−2−(2’−メタリ
ルオキシエチルオキシカルボニルオキシ)エタンの合成
>ラジカル重合性単量体(D)としてアクリロニトリル
10.6g(200mmol)に、ニトロキシド化合物
(C)として4−ベンゾイルオキシ−2,2,6,6−
テトラメチルピペリジン−1−オキシル2.76g(1
0mmol)を加え、60℃に加温した。次いで、有機
過酸化物(B)としてジ(2−メタリルオキシエチル)
パーオキシジカーボネート(純度40.5%、トルエン
溶液)7.86g(10mmol)を少しずつ加え、6
0℃で3時間加熱した。次に、溶液を減圧下で濃縮し、
カラムクロマトグラフィ(シリカゲル充填、溶出液とし
てジクロロメタン/n−ヘキサン混合溶液を使用)で精
製することにより、目的物1.17gを収率24.0%
で得た。得られた物質のFAB−MSおよび元素分析に
よる分析結果を、以下に示す。
1]+ 元素分析(C,H,Nとして): C H N 測定値(%) 63.89 7.46 5.73 計算値(%) 63.92 7.43 5.73
記構造の1−(4’−ベンゾイルオキシ−2’,2’,
6’,6’−テトラメチル−1’−ピペリジニルオキ
シ)−1−シアノ−2−(2’−メタリルオキシエチル
オキシカルボニルオキシ)エタンであることを確認し
た。
−アセトキシ−2’,2’,6’,6’−テトラメチル
−1’−ピペリジニルオキシ)−2−(2’−アクリロ
イルオキシエチルオキシカルボニルオキシ)エタンの合
成>ラジカル重合性単量体(D)として酢酸ビニル1
7.2g(200mmol)に、ニトロキシド化合物
(C)として4−アセトキシ−2,2,6,6−テトラ
メチルピペリジン−1−オキシル2.14g(10mm
ol)を加え、60℃に加温した。次いで、有機過酸化
物(B)としてジ(2−アクリロイルオキシエチル)パ
ーオキシジカーボネート(純度41.5%、トルエン溶
液)7.67g(10mmol)を少しずつ加え、60
℃で3時間加熱した。次に、溶液を減圧下で濃縮し、カ
ラムクロマトグラフィ(シリカゲル充填、溶出液として
ジクロロメタン/n−ヘキサン混合溶液を使用)で精製
することにより、目的物2.79gを収率60.8%で
得た。得られた物質のFAB−MSおよび元素分析によ
る分析結果を、以下に示す。
1]+ 元素分析(C,H,Nとして): C H N 測定値(%) 54.89 7.30 3.01 計算値(%) 54.89 7.24 3.05
記構造の1−アセトキシ−1−(4’−アセトキシ−
2’,2’,6’,6’−テトラメチル−1’−ピペリ
ジニルオキシ)−2−(2’−アクリロイルオキシエチ
ルオキシカルボニルオキシ)エタンであることを確認し
た。
オキシエチルオキシカルボニルオキシ)−1−フェニル
−1−(2’,2’,6’,6’−テトラメチル−1’
−ピペリジニルオキシ)エタンの合成>ラジカル重合性
単量体(D)としてスチレン20.8g(200mmo
l)に、ニトロキシド化合物(C)として2,2,6,
6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル1.56g
(10mmol)を加え、60℃に加温した。次いで、
有機過酸化物(B)としてジ(2−メタクリロイルオキ
シエチル)パーオキシジカーボネート(純度40.0
%、トルエン溶液)8.66g(10mmol)を少し
ずつ加え、60℃で3時間加熱した。次に、溶液を減圧
下で濃縮し、カラムクロマトグラフィ(シリカゲル充
填、溶出液としてジクロロメタン/n−ヘキサン混合溶
液を使用)で精製することにより、目的物2.58gを
収率59.5%で得た。得られた物質のFAB−MSお
よび元素分析による分析結果を、以下に示す。
1]+ 元素分析(C,H,Nとして): C H N 測定値(%) 66.45 8.11 3.22 計算値(%) 66.49 8.14 3.23
記構造の2−(2’−メタクリロイルオキシエチルオキ
シカルボニルオキシ)−1−フェニル−1−(2’,
2’,6’,6’−テトラメチル−1’−ピペリジニル
オキシ)エタンであることを確認した。
2’,2’,6’,6’−テトラメチル−1’−ピペリ
ジニルオキシ)−2−(2’−メタクリロイルオキシエ
チルオキシカルボニルオキシオキシ)−1−フェニルエ
タン(A−9)の合成>ラジカル重合性単量体(D)と
してスチレン20.8g(200mmol)に、ニトロ
キシド化合物(C)として4−ヒドロキシ−2,2,
6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル1.7
2g(10mmol)を加え、60℃に加温した。次い
で、有機過酸化物(B)としてジ(2−メタクリロイル
オキシエチル)パーオキシジカーボネート(純度40.
0%、トルエン溶液)8.66g(10mmol)を少
しずつ加え、60℃で3時間加熱した。次に、溶液を減
圧下で濃縮し、カラムクロマトグラフィ(シリカゲル充
填、溶出液としてジクロロメタン/n−ヘキサン混合溶
液を使用)で精製することにより、目的物1.81gを
収率40.3%で得た。得られた物質のFAB−MSお
よび元素分析による分析結果を、以下に示す。
1]+ 元素分析(C,H,Nとして): C H N 測定値(%) 64.03 7.91 3.15 計算値(%) 64.12 7.85 3.12
記構造の1−(4’−ヒドロキシ−2’,2’,6’,
6’−テトラメチル−1’−ピペリジニルオキシ)−2
−(2’−メタクリロイルオキシエチルオキシカルボニ
ルオキシオキシ)−1−フェニルエタン(以下、化合物
A−9とする)であることを確認した。
(G−1)の合成>ビニル基含有アルコキシアミン
(A)として実施例1で得た化合物A−1:2−(シン
ナモイルオキシ)−1−フェニル−1−(2’,2’,
6’,6’−テトラメチル−1’−ピペリジニルオキ
シ)エタン0.61g(1.5mmol)と、ラジカル
重合性単量体(E1)としてクロロメチルスチレン(C
MS:m体およびp体の混合物)7.08g(45mm
ol)と、ラジカル重合開始剤(F)としてt−ブチル
パーオキシピバレート(BPV:日本油脂株式会社製
「パーブチルPV」)0.042g(0.17mmo
l)とを混合したところに窒素を吹き込み、酸素を除去
した上で、内容量10mlのガラスアンプル中に注入し
て封管し、反応温度70℃にて5時間重合を行った。そ
の後、内容物を50mlのテトラヒドロフラン(TH
F)に溶解させ、その溶液をメタノール300mlに滴
下してポリマーの再沈殿を行った。この精製操作をさら
に一回行い、未反応の化合物A−1、メタクリル酸メチ
ル(MMA)およびBPVを完全に取り除いたのち、生
成物を30℃で24時間減圧下に放置し乾燥を行なっ
た。
り、収率は48%であった。GPCで分子量を測定した
ところ、スチレン換算で数平均分子量が4.8万、重量
平均分子量が8.6万のポリCMSであることを確認し
た。また、得られた高分子量体を、1H−NMRにより
分析した。分析結果を、以下に示す。
(ppm): 0.6〜1.2(CH 3)、1.3〜
2.1(CH、CH2)、4.50(CH2Cl)、
6.8〜7.3(ベンゼン環プロトン)
A−1に由来するベンゼン環プロトンと、ポリCMSの
クロロメチル基に由来するプロトンとのプロトン比か
ら、ポリマー一分子あたりに平均して12.2個のアル
コキシアミン基が導入されていることを確認した。以上
のことから、この高分子量体が次式で示される本発明の
高分子ラジカル重合開始剤(以下、化合物G−1とす
る)であることを確認した。
開始剤(G−2、G−3)の合成>実施例10におい
て、ビニル基含有アルコキシアミン(A)、ラジカル重
合性単量体(E1)およびラジカル重合開始剤(F)の
種類と使用量をかえ、添加剤および溶媒を適宜選択し、
重合温度と時間をかえた以外は、実施例10に準じて高
分子ラジカル重合開始剤(以下、化合物G−2および化
合物G−3とする)の合成を行った。化合物G−2およ
び化合物G−3の合成条件、並びに、GPCおよび1H
−NMRによる分析結果を、表1に示す。
はそれぞれ以下のものを表す。モノマー VAc:酢酸ビニル MMA:メタクリル酸メチル BA:n−ブチルアクリレート重合開始剤 ADVN:2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレ
ロニトリル) HPV:t−ヘキシルパーオキシピバレート(日本油脂
株式会社製「パーヘキシルPV」)添加剤 OM:n−オクチルメルカプタン
1)の合成>内容量20mlのガラスアンプルに、高分
子ラジカル重合開始剤(G)として実施例10で得られ
た化合物G−12g、ラジカル重合性単量体(E2)と
してスチレン10gを注入し、窒素置換したうえで封管
し125℃で5時間重合を行った。内容物を50mlの
THFに溶解させ、その溶液をメタノール500mlに
滴下してポリマーの再沈殿を行った。この精製操作をさ
らに一回行い、未反応のスチレンモノマーを完全に取り
除いたのち、ポリマーを30℃で24時間減圧下に放置
し乾燥を行なった。
する)の重量は7.1gであり、スチレンの転化率は5
1.0%であった。得られたポリマーの分子量は、GP
C測定結果より、スチレン換算で数平均分子量が14
万、重量平均分子量が21万であった。また、ソックス
レー管を用いた分別抽出により、化合物H−1の組成
は、スチレンとCMSのグラフト共重合体が96%、ポ
リスチレンホモポリマーが4%であり、ポリMMAホモ
ポリマーおよびゲル分をほぼ全く含まないことが確認さ
れた。さらに、グラフト体の組成比を1H−NMRによ
り分析した結果、枝ポリマー部分は平均で72.4個の
スチレン単量体から構成されていることがわかった。
(H−2、H−3)の合成>実施例11〜12で合成さ
れた本発明の高分子ラジカル重合開始剤:G−2および
G−3を用いて、表2に示す重合条件に従い実施例4と
同様にして本発明のグラフトポリマー(化合物H−2お
よび化合物H−3)の合成を行った。結果を、表2に示
す。
果が得られる。
されるビニル基含有アルコキシアミン(A)は新規化合
物であり、ラジカル発生剤、ビニルモノマーの重合開始
剤、エチレン系ポリマーの酸化防止剤またはエチレン系
ポリマーを加熱して架橋させる際のスコーチ防止剤とし
て有用である。
ン(A)は、広い用途、温度条件に適用することができ
るため、その利用範囲が拡大するものであり、その価値
は極めて高いものである。
ン(A)は、1段階の簡便な製造方法により製造するこ
とができ、その工業的利用価値は大きい。
ン(A)から、簡便な方法によって特定構造のアルコキ
シアミン基がペンダントした高分子ラジカル重合開始剤
(G)を得ることができ、さらに得られた高分子ラジカ
ル重合開始剤(G)を用いることにより、ホモポリマー
やゲルの生成を抑制し、グラフトポリマー(H)を高純
度で得ることができる。
(H)は、例えば、少なくとも2種以上のお互いに相溶
性のないポリマー同士を均一に混合するための相溶化
剤、界面活性剤、顔料分散剤、接着性改良剤などとして
の用途に対し優れた効果を有する。
Claims (8)
- 【請求項1】 下記一般式(1)で表されるビニル基含
有アルコキシアミン(A)。 【化1】 (式中、R1はラジカル重合性ビニル基を有する1価の
有機残基を表す。R2〜R7はそれぞれ独立に選択され
る炭素数1〜4の直鎖もしくは分岐のアルキル基、また
はR2とR7が連結した炭素数が4〜12の環式構造で
ある。ただし、環式構造の場合には、未置換または、ア
ルキル基、ヒドロキシ基、アセトキシル基、ベンゾイル
オキシ基、メトキシ基もしくはオキソ基により置換され
たものである。R8は水素またはメチル基を表す。R9
はフェニル基、トルイル基、シアノ基、炭素数が1〜4
のアルコキシカルボニル基、炭素数が1〜4のアルキル
カルボニルオキシ基から選択されるものである。) - 【請求項2】 R1が下記一般式(2)で表される請求
項1に記載のビニル基含有アルコキシアミン。 【化2】 (式中、R10は水素またはメチル基を表す。) - 【請求項3】 R1が下記一般式(3)で表される請求
項1に記載のビニル基含有アルコキシアミン。 【化3】 (式中、R11は水素またはメチル基を表す。nは0〜
2の整数を表す。) - 【請求項4】 R1が下記一般式(4)で表される請求
項1に記載のビニル基含有アルコキシアミン。 【化4】 (式中、R12は水素またはメチル基を表す。nは0〜
2の整数を表す。) - 【請求項5】 分子内にラジカル重合性ビニル基を有す
る下記一般式(5) 【化5】 (式中、R1はラジカル重合性ビニル基を有する1価の
有機残基を表す。)で表される有機過酸化物(B)と、
下記一般式(6) 【化6】 (式中、R2〜R7はそれぞれ独立に選択される炭素数
1〜4の直鎖もしくは分岐のアルキル基、またはR2と
R7が連結した炭素数が4〜12の環式構造である。た
だし、環式構造の場合には、未置換または、アルキル
基、ヒドロキシ基、アセトキシル基、ベンゾイルオキシ
基、メトキシ基もしくはオキソ基により置換されたもの
である。)で表されるニトロキシド化合物(C)と、下
記一般式(7) 【化7】 (式中、R8は水素またはメチル基を表す。R9はフェ
ニル基、トルイル基、シアノ基、炭素数が1〜4のアル
コキシカルボニル基、炭素数が1〜4のアルキルカルボ
ニルオキシ基から選ばれる。)で表されるラジカル重合
性単量体(D)とを含む混合物中で、前記有機過酸化物
(B)を分解させることを特徴とする請求項1に記載の
ビニル基含有アルコキシアミン(A)の製造方法。 - 【請求項6】 請求項1に記載のビニル基含有アルコキ
シアミン(A)と、ラジカル重合性単量体(E1)と、
ラジカル重合開始剤(F)とからなる混合物中で、前記
ビニル基含有アルコキシアミン(A)が分解しない条件
下において、前記ラジカル重合開始剤(F)を分解させ
ることを特徴とする高分子ラジカル重合開始剤(G)の
製造方法。 - 【請求項7】 請求項6に記載の方法により得られる高
分子量体であって、下記一般式(8) 【化8】 (式中、R2〜R7はそれぞれ独立に選択される炭素数
1〜4の直鎖もしくは分岐のアルキル基、またはR2と
R7が連結した炭素数が4〜12の環式構造である。た
だし、環式構造の場合には、未置換または、アルキル
基、ヒドロキシ基、アセトキシル基、ベンゾイルオキシ
基、メトキシ基もしくはオキソ基により置換されたもの
である。R8は水素またはメチル基を表す。R9はフェ
ニル基、トルイル基、シアノ基、炭素数が1〜4のアル
コキシカルボニル基、炭素数が1〜4のアルキルカルボ
ニルオキシ基から選択されるものである。)で表される
アルコキシアミン基がその主鎖に懸垂している高分子ラ
ジカル重合開始剤(G)。 - 【請求項8】 請求項7に記載の高分子ラジカル重合開
始剤(G)と、ラジカル重合性単量体(E2)とを、1
00〜180℃の範囲において加熱することにより得ら
れるグラフトポリマー(H)。
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