JP2006509792A - カルバモイルオキシ(メタ)アクリレートの製造法および新規カルバモイルオキシ(メタ)アクリレート - Google Patents

カルバモイルオキシ(メタ)アクリレートの製造法および新規カルバモイルオキシ(メタ)アクリレート Download PDF

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Abstract

本発明は、有機チタネート、有機ジルコネート触媒または有機錫触媒の存在下でのヒドロキシアルキルカルバメートの式CH=CR29−COOR30の(メタ)アクリレートとのエステル交換を含むカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートの製造法、それによって得られるカルバモイルオキシ(メタ)アクリレート、並びに、放射線硬化組成物におけるそれらの使用に関するもので、前記式中、R29は水素またはメチルで、R30は1〜8個の炭素原子を含むアルキル基を表す。

Description

本発明は、カルバモイルオキシ(メタ)アクリレートの製造法およびそれによって得られる新規カルバモイルオキシ(メタ)アクリレートに関する。本発明は、特に放射線硬化組成物における前記化合物の使用にも関する。
放射線硬化組成物は、多数の分野、例えば、ガラス、金属、プラスチック、紙などの最も多様な基材の保護および装飾用のコーティング剤、ニスおよびペイントとして、さらに、印刷用ワニスおよびインクとして、または、ラミネート用接着剤としてなど、用途が広範囲に及んでいる。放射線硬化組成物で使用される放射線硬化オリゴマーまたはポリマーは粘度が高いために、一般に、これらの組成物に希釈剤が添加される。放射線硬化の長所を保持するためには、いわゆる「反応性希釈剤」が使用され、溶媒が存在する必要がない。これらの反応性希釈剤は、一般に、1個以上の反応性炭素−炭素二重結合を保持する低分子量化合物で、これを最終ポリマーコーティング剤に混入できる。これらの反応性希釈剤は、次の性質持つことが必要である;低毒性および刺激性、低揮発性および臭気、低粘度、高反応性。さらに、それらは、無色でなければならず、オリゴマーおよびプレポリマーの性能を完全に維持できなければならない。
現在市販されている反応性希釈剤は、これらのすべての必要条件を同時に完全に満たすわけではない。カルバメート基を保持する低分子量(メタ)アクリレートは、上記の必要な性質のうち、最良の折衷的性質の1つを呈する反応性希釈剤として周知である。しかし、それらの性質や、接着が困難な基材への接着、鉛筆硬度および耐摩耗性などのさらに具体的な性質は、依然として改善の余地があった。技術上使用される最良のカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートの1つは、n−ブチルアクロイルオキシエチルカルバメートである。
放射線硬化組成物中の反応性希釈剤として使用可能なカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートの合成について、様々な方法が開示されている。US3,674,838は、原料としてフォスゲンを使用するいわゆるクロロフォーメート法およびいわゆる尿素法による合成について記述しているが、これらは、高温での実施が必要で、(メタ)アクリレートの無秩序なラジカル重合を招く。US3,674,838は、さらに、カルバモイルオキシ(メタ)アクリレートを技術上周知の条件下でエステル交換反応を経て合成可能である、と言及している。しかし、US4,126,747は、典型的なエステル交換触媒を使った方法が、商業的に受容不可能な収率で所望のカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートを生成し、これらの生成物は顕著に着色する、と説いている。さらに、US4,126,747は、(メタ)アクリル酸を使った直接エステル化法について記述している。B.M.Culbertson,H.J.Langer,L.K.Post,Org.Coat.Plast.Chem.(1979),40,903−8は、等モル量の各種イソシアネートによるヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの処理によってカルバメート官能基を含有する一官能価(メタ)アクリル酸モノマーを製造するいわゆるイソシアネート法について記述している。現在、使用されているn−ブチルアクリロオイルオキシエチルカルバメートの工業的製造法は、イソシアネート法を基礎とするものである。
既知のカルバモイルオキシアクリレートまたはメタクリレートを製造するためのこれらの既知法、特にクロロフォーメートおよびイソシアネート法は、低分子量イソシアネートおよびフォスゲンなどの毒性の強い、危険な原料を使用する。適合工業環境下での非常に高価で、安全な工業設備や安全手順によって初めて、これらの有毒な原料の大規模な貯蔵、取り扱いおよび加工を行うことができる。さらに、これらの方法に関与する反応が高発熱性であること、反応容器中での重合に到る暴走反応のリスクおよび有毒物質による大気汚染が、大規模で、重大である。既知方法および、特にイソシアネート法の別の重大な欠点は、例えばブチルイソシアネートなどの脂肪族イソシアネートおよび/またはヒドロキシアクリレートなどの低分子量ヒドロキシアルキルアクリレートなどのかなりの量の有毒不純物を含有する生成物を生じるおそれのある点である。有毒不純物に関する立法は、前記不純物を含有しない、あるいは、これらの不純物を含有してもごく低濃度、典型的には1000ppm未満である製品の製造法の必要性を呼びかけている。さらに、これらの方法は、一般に、収率が比較的低いので、非常に高価な精製法が必要である。また、著しい着色製品も生じるので、オーバープリントニスなどの一部の用途には使用できない。US4,126,747に記述の直接エステル化法は、収率が比較的低く、大量の非(メタ)アクリル化ヒドロキシカルバメートが依然として最終生成物中に存在し、比較的高い粘度のために製品の希釈力に有害な作用をもたらす可能性があり、硬化型コーティングに移行性の問題を招く可能性があるする、という欠点がある。この直接エステル化法の別の問題は、高濃度の酸性触媒が必要で、これが、一般に、副反応を引き起こし、直接、間接に有毒な副産物(ヒドロキシエチルアクリレートなど)を形成し、腐食や触媒残渣の除去の問題も引き起こす、という点である。この直接エステル化法の別の欠点は、効率的なリサイクリング処理を要する大過剰の(メタ)アクリル酸が必要なことである。
より高い分子量のカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートも、本発明の課題である。後者の構造は、より高粘度であり、放射線硬化配合物中のオリゴマーとして使用できる。現在市販中のカルバメート基保持オリゴマー(しばしば、「ウレタン(メタ)アクリレート」と呼ばれる)の製造に応用される2種類の方法は、脂肪族または芳香族多官能価(たいていは二官能価)イソシアネートを使用する。第一の方法は、上述のイソシアネート法を使用する:ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートまたはペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートのようなヒドロキシ官能価(メタ)アクリレートモノマーと多官能価イソシアネートを反応させる。第二の方法では、このイソシアネート法を変更し、進入可能な構造の範囲を拡大する。ヒドロキシ官能価(メタ)アクリレートモノマーの一部分を、ポリオール(エチレングリコール、グリセロールまたはヘキサンジオール)、ポリエステルポリオール(ヘキサンジオール/アジピン酸OH−末端ポリエステル)またはポリエーテルポリオール(ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール)などのOH基を持つ他の構造で置換する。両方法とも、上記のイソシアネート法を基礎とし、共に、同じ上記の方法に関連する欠点を示す。さらに、特定の分子量および(メタ)アクリレート官能基に関して、これらの方法で得られるウレタン(メタ)アクリレートは、放射線硬化配合物中で使用される他のオリゴマーに比較して、高い粘度を示すことが既知であり、高粘度の主な理由の1つは、カルバメート基のプロトンが関与する強力な水素結合である。第二の方法において、ジイソシアネートを使用する場合、分子中の全補足(メタ)アクリレートは、2個の補足ウレタン基が存在することを意味する。言い換えれば、(メタ)アクリレート官能基によって粘度が著しく増加する。これは、結果として、この方法によって得られるウレタン(メタ)アクリレートが、限られた(メタ)アクリレート官能基でなければならない(典型的には≦3)、および/または、配合を必要とする際に扱い易さを保つために、しばしば合成終了時に(メタ)アクリレートモノマーで希釈しなければならなくなる。さらに、放射線硬化配合物は、常に、工業利用設備に適合した粘度を保有するために、限られた量のウレタン(メタ)アクリレートと大量の反応性希釈剤を含有しなければならなくなる。従って、これらの制約のために、ウレタン(メタ)アクリレートの使用でしか達成できない特異的なコーティング性状をしばしば最大限に発揮できない。配合物の粘度を非常に低くしなければならない特定の用途(例、スプレーコーティング)では、大量の刺激性増感反応性希釈剤が必要で、これが、ウレタン(メタ)アクリレート使用の妨げになる。
本発明は、これらの問題を克服する改善法を見出すことを目的とする。
本発明は、式(I)、(II)、(III)、(IV)、(V)、(VI)または(VII)のヒドロキシアルキルカルバメートのエステル交換反応を含むカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートの製造法を提供するものであり、
Figure 2006509792

Figure 2006509792

Figure 2006509792

式中、
k≧2
n=0〜2
m=0〜2
n+m≧1
p=nまたはm、q=nまたはm、r=nまたはm、s=nまたはm、v=nまたはm、w=nまたはm
(p+q)=(r+s)=(v+w)=(n+m)であり、
各R、各R、各R20を、独立して、
・水素
・ハロゲン
・ヒドロキシ
・場合によりヒドロキシ;ハロゲン;アリールおよび/または置換基がヒドロキシ、ハロゲンまたはアルキルのアリールで置換され;かつ場合により1〜8個のエーテル結合を含有するアルキル、
・場合によりヒドロキシ;ハロゲン;アリールおよび/または置換基がヒドロキシ、ハロゲンまたはアルキルのアリールで置換され;かつ場合により1〜8個のエーテル結合を含有するアルケニル
・場合によりヒドロキシ;ハロゲン;アルキル;置換基がヒドロキシ、ハロゲンおよび/またはアリールのアルキル;および/または1〜8個のエーテル結合含有アルキルで置換されるアリール
から成る群から選択し、
はアルキルで、該アルキルが場合によりヒドロキシ、三級アミンおよび/またはアリールで置換され、場合によりエーテル結合1〜20個および/または三級アミン結合1〜3個を含有し、
、R、R、R12、R13、R14、R15およびR16を、独立して、
・水素、および
・場合によりヒドロキシ、三級アミンおよび/またはアリールで置換され、場合によりエーテル結合1〜8個および/または三級アミン結合1〜3個を含有するアルキル
から成る群から選択し、
・それぞれ、R、R、RおよびR、R12および/またはR13および/またはR14、R15およびR16を環形成のために全体として結合できるという条件付きであり、
、R、R、R10、R17およびR18を、独立して、エーテル結合1〜8個および/または三級アミン結合1〜3個を含有できるアルキレン、アルケニレン、アリーレンおよびアラルキレン鎖から選択し、
11が水素またはアルキルであり;
19、R21、R22、R23、R25、R26、R27およびR28を、独立して、エーテル結合1〜20個、三級アミン結合1〜4個、−CO−結合1〜4個および/または−O−CO−結合1〜4個を含有できるアルキレンアルケニレン、アリーレンおよびアラルキレン鎖から選択し、
Aは、
Figure 2006509792

であり、
式中、R24は水素またはアルキルで;
式(VIII)の(メタ)アクリレートを有し、
CH=CR29−COOR30 (VIII)
式中、R29は水素またはメチルで、R30は、炭素原子1〜8個を含むアルキル基を表し;有機チタネート、有機ジルコネートまたは有機錫の触媒の存在下で(メタ)アクリレート対ヒドロキシルアルキルカルバメート当量比が3.5以上である。
用語「アルキル」は、本明細書で使用する場合、直鎖、枝分かれまたは環状部分またはその混合部分を有し、炭素原子1〜50個を含有する飽和一価炭化水素ラジカルを含む、として定義する。
用語「アルケニル」は、本明細書で使用する場合、少なくとも1個の二重結合を有し、炭素原子2〜50個を含有する直鎖および環状、枝分かれおよび非枝分かれ不飽和炭化水素ラジカルを含むと定義する:例えば、エテニル(=ビニル)、1−メチル−1−エテニル、2−メチル−1−プロペニル、1−プロペニル、2−プロペニル(=アリル)、1−ブテニル、2−ブテニル、3−ブテニル4−ペンテニル、1−メチル−4−ペンテニル、3−メチル−1−ペンテニル、1−ヘキセニル、2−ヘキセニルなどである。
用語「アリール」は、本明細書で使用する場合、フェニルおよびナフチルなど、1個の水素の除去によって1個以上の環を含み、炭素原子5〜30個を含有する芳香族炭化水素から誘導される有機ラジカルを含む、と定義する。
用語「アルコキシ」は、本明細書で使用する場合、「アルキル」が上記のとおりである−O−アルキル基と定義する。
用語「アルキレン」は、本明細書で使用する場合、直鎖、枝分かれまたは環状部分またはその混合部分を有し、炭素原子1〜50個を含有する飽和二価炭化水素ラジカルを含む、と定義する。
用語「アルケニレン」は、本明細書で使用する場合、直鎖、枝分かれまたは環状部分またはその混合部分を有し、少なくとも1個の炭素−炭素二重結合を含有し、炭素原子1〜50個を含有する不飽和二価炭化水素ラジカルを含む、と定義する。
用語「アリーレン」は、本明細書で使用する場合、2個の水素原子の除去による1個以上の環を含み、炭素原子5〜30個を含有する芳香族炭化水素から誘導する二価ラジカルを含む、と定義する。
用語「アラルキレン」は、本明細書で使用する場合、アルキレンおよびアリーレン部分の混合部分を含む二価ラジカルを表す。
エーテル結合1個を含有するアルキル、アルケニル、アルキレン、アルケニレン、アリーレンおよびアラルキレンは、炭素原子が酸素原子で置換され、−C−O−C−などの基団を形成するアルキル、アルケニル、アルキレン、アルケニレン、アリーレンまたはアラルキレンラジカルを意味する。
三級アミン結合を含有するアルキル、アルキレン、アルケニレン、アリーレンおよびアラルキレン鎖は、2個の炭素原子間に三級アミン基が存在し、式−C−NR−C−の基団を形成する前記ラジカルを意味し、式中、Rはアルキル基またはアリール基を表す。その場合、Rは、炭素原子1〜15個を含有するアルキル基であるのが好ましい。
−CO−O−結合を含有するアルキレン、アルケニレン、アリーレンおよびアラルキレンは、
Figure 2006509792

基が2個の炭素原子間に存在し、式
Figure 2006509792

の基団を形成するアルキレン、アルケニレン、アリーレンまたはアラルキレンラジカルを意味する。
−CO−結合を含有するアルキレン、アルケニレン、アリーレンおよびアラルキレンは、2個の炭素原子間に
Figure 2006509792

基が存在するアルキレン、アルケニレン、アリーレンまたはアラルキレンラジカルを意味する。
本発明に記載の方法におけるエステル交換反応は、好ましくは少なくとも40℃の温度、さらに好ましくは少なくとも50℃、最も好ましくは60℃で達成される。該エステル交換反応は、一般に、最高でも110℃の温度、さらに好ましくは最高でも105℃で達成される。−OHと同一炭素原子上のRおよびRが水素であるものなどの一級ヒドロキシ基のみを保持するヒドロキシアルキルカルバメートとアルキルチタネート触媒を使用する場合、エステル交換反応を実施する温度は、より好ましくは最高でも75℃、最も好ましくは最高でも70℃である。
そのため、エステル交換反応中の温度維持は、何らかの既知手段によって実施できる。温度維持は、好ましくは、一般に減圧下で、該反応中に形成される相応のアルコールと式(VIII)の(メタ)アクリレートによって形成される共沸混合物を留去することによって達成する。
エステル交換反応に使用される触媒は、有機錫触媒であることができる。有機錫触媒は、好ましくは、ジブチル錫オキサイド、酸化モノブチル錫、モノブチル錫ジヒドロキシクロライド、n−ブチル錫トリス(2−エチルヘキサノエート)、ジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジラウレート、ジブチル錫マレエート、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジイソオクトエート、ジブチル錫カルボキシレート、ジメチル錫ジクロライドおよびそれらの混合物から選択する;最も好ましいのは、ジブチル錫ジラウレートおよび/またはジオクチル錫ジラウレートである。
エステル交換反応に使用する触媒は、好ましくは、有機チタネート触媒である。有機チタネート触媒は、好ましくはアルキルチタネート、さらに特にテトラアルキルチタネートから選択し、この場合、各アルキルは、独立して、炭素原子2〜8個を含む。さらに好ましいのは、イソプロピルチタネート、n−ブチルチタネート、エチルチタネート、n−プロピルチタネート、2−エチルヘキシルチタネートおよびその混合物である。特に好ましいのは、イソプロピルチタネート、n−ブチルチタネートおよびその混合物である。
エステル交換反応に使用する触媒は、最も好ましくは有機ジルコネート触媒である。後者は、好ましくは酢酸ジルコニウム、ジルコニウムアセチルアセトネート、ジルコニウムヘキサフルオロアセチルアセトネート、ジルコニウムトリフルオロアセチルアセトネート、プロピオン酸ジルコニウム、2−エチルヘキサン酸ジルコニウム、ジルコニウムt−ブトキサイド、ジルコニウムn−ブトキサイド、ジルコニウムエトキサイド、ジルコニウムn−プロポキサイド、ジルコニウムイソプロポキサイド、塩化ジルコニウム、臭化ジルコニウム、フッ化ジルコニウム、ヨウ化ジルコニウム、ジルコニウムオキシクロライド、ジルコニウムハイドロクロライド、ジルコニウムメタクリレートおよびそれらの混合物である;最も好ましいのは、ジルコニウムアセチルアセトネートおよび/またはジルコニウムn−ブトキサイドである。
有機ジルコネート触媒は、好ましくはアルキルジルコネートから、さらに特にテトラアルキルジルコネートから選択し、この場合、各アルキルは、独立して、炭素原子2〜8個を含み、また、ジルコニウム1,3−ジケトンキレートおよびその混合物から選択する。
FR2747675(Elf Atochem SA)に記述のとおり、これらのジルコニウム触媒はいずれも、β−ジケトン(例、アセチルアセトン)、ケトン酸エステル(例、エチルアセトアセテート)またはβ−ヒドロキシジケトン(例、ヒドロキシベンゾフェノン)でドープできる。
有機ジルコニウム触媒は、最も好ましくは、アルキルジルコネート、特にジルコニウムn−ブトキサイドから、ジルコニウムアセチルアセトネートおよび/またはβ−ジケトン、特にアセチルアセトンと組み合わせて選択する。
本発明に記載のエステル交換反応に使用する触媒量は、生成されるカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートに対する触媒の重量比が少なくとも0.003、好ましくは少なくとも0.005であるものが好ましい。該重量比は、好ましくは0.1を超えない、最も好ましくは0.09を越えない。触媒濃度が低すぎると、所望のカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートの受容不可能な量を生じる可能性がある;高めの濃度は、望ましくない副生成物の形成を招き、および/または、最終生成物の性質に影響を与え、その除去を必要とし、あるいは、複雑化する可能性がある。
エステル交換反応後、残留触媒は、必ず必要というのではないが、反応混合物から除去できる。有機錫触媒は、技術上周知の方法の1種類によって除去できる。有機溶媒から錫触媒を除去する方法は、それらを不溶化する試薬の添加か、加水分解処理による洗浄法に依存する。有機チタネートおよび有機ジルコネート触媒は、この触媒と反応できる物質(ポリオール、水....)を添加し、反応混合物から除去できる不溶性沈殿を形成することによって容易に除去できる。
本発明に記載の方法のある好ましい実施態様では、エステル交換反応後に得られる反応混合物を水で処理する。水の使用量は、該反応混合物中に存在する触媒好ましくは1g当り0.1〜5g、最も好ましくは0.5〜3gの範囲である。水処理は、好ましくは10〜120分間、最も好ましくは30〜90分間攪拌しながら実施する。この処理は、60〜80℃の温度で実施するのが好ましい。チタン加水分解物は、一般に、反応混合物中でまったく不溶性であり、標準的濾過手法で容易に濾過除去できる。ジルコニウム加水分解物は、一般に、水相で可溶性であり、水処理で抽出できる。
本発明に記載の方法の別の好ましい実施態様では、エステル交換反応後に得られる反応混合物を、触媒との反応後に沈殿を形成できるポリオールで処理する。使用の都合上、ポリオールは液体であるのが好ましい。有用なポリオールは、エチレングリコール、アルコキシル化トリメチロールプロパン、アルコキシル化ネオペンチルグリコール、グリセロールである。最も好ましいポリオールは、グリセロールである。ポリオールの使用量は、ポリオール対有機チタネート塩の当量比が1以上、1.3未満であるものが好ましい。ポリオール対有機チタネート当量比は、有機チタネート触媒中に存在するアルキル基当量数に対するポリオール中に存在するOH当量数であると理解する。ポリオールによる処理は、好ましくは10〜120分間、最も好ましくは30〜90分間攪拌しながら行う。この処理は、60〜80℃の温度で行うのが好ましい。反応生成物の粘度が高い場合(典型的には>1000Pa.s)、この方法で得られるチタン沈殿は、水を使うよりも濾過が容易である、と判明している。
触媒は、反応混合物中に残留する場合、ポリマーに固定するか、ラジカル重合化合物と反応させるのが好ましい。これが、最終利用時の浸出現象を防ぐ。
一般に、エステル交換反応には、溶媒を使用しないのが好ましいが、例えば、反応混合物が全反応過程で均一であるように、試薬や触媒の相溶性を改善することを目的に、溶媒を使用できる。
本発明に記載のエステル交換反応で使用する式(VIII)の(メタ)アクリレート量は、(メタ)アクリレート対ヒドロキシアルキルカルバメート当量比が3.5以上となる量である。(メタ)アクリレート対ヒドロキシアルキルカルバメート当量比は、ヒドロキシカルバメート中に存在するヒドロキシ基の当量数に対する(メタ)アクリレートの当量数であると理解する。当量比は、好ましくは少なくとも4、さらに好ましくは少なくとも4.5である。該当量比は、好ましくは10を越えず、最も好ましくは8を越えない。(メタ)アクリレート量が低すぎると、所望のカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートの受容不可能な収率を生じる。
過剰(メタ)アクリレートの一部を、好ましくはエステル交換反応中に形成される対応アルコールとの共沸混合物として連続蒸留する。過剰(メタ)アクリレートの残り部分は、エステル交換反応終了時に、真空下濃度/ストリッピングによって、好ましくは重合防止のために空気を注入しながら、除去できる。この過剰量の残り部分は、残留触媒の除去後に除去するのが好ましい。
エステル交換反応は、通常、少なくとも1種類の重合防止剤の存在下で実施する。重合防止剤は、反応性および/または形成生成物の重合を鈍化または抑制する添加剤であると理解する。
エステル交換反応は、好ましくは、立体障害フェノール誘導体から選択する少なくとも1種類の重合防止剤の存在下で実施する。立体障害フェノール誘導体は、少なくとも1個のヒドロキシ基(−OH)を保持するフェニル環を含有する分子で、フェニル環のオルト位の−OH基に水素以外の置換基が少なくとも1個存在する分子が存在することを意味する。好ましいのは、各オルト位の−OH基に水素以外の置換基が存在する立体障害フェノール誘導体、即ち、o,o’−二置換フェノールである。この場合、両置換基は、同一であることも、異なることもできる。−OH基オルト位に存在する置換基は、好ましくはアルキル基、最も好ましくは炭素原子1〜20個を含有する。立体障害フェノール誘導体は、異なるフェノール部分を含有できる。好ましい立体障害フェノール誘導体は、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール(BHT)、2,6−ジメチルフェノール、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−(1−メチル−シクロヘキシル)フェノール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,4−ジメチル−6−(1−メチルペンタデシル)−フェノール、α−トコフェロール(ビタミンE)およびそれらの混合物の群から選択する。
エステル交換反応中に存在する立体障害フェノール誘導体の量は、形成されるカルバモイル(メタ)アクリレート量に基づいて、一般に少なくとも100ppmw/w、好ましくは少なくとも300ppm w/wである。立体障害フェノール誘導体の量は、形成される最終生成物量に基づいて、好ましくは5000ppm w/wを上回らず、最も好ましくは3000ppm w/wを上回らない。
エステル交換反応中に、立体障害フェノール誘導体の代わりに、あるいは、それに加えて、他のフェノール系重合防止剤を添加できる。本発明に記載の方法のある好ましい実施態様では、形成されるカルバモイル(メタ)アクリレート量に基づいて、1000ppm未満、好ましくは100ppm w/w未満の立体障害フェノール誘導体以外のフェノール系重合防止剤、即ちオルト位−OH基が水素であるフェノール系誘導体を反応混合物に添加する。
エステル交換反応中に、立体障害フェノール誘導体の代わりに、あるいは、それに加えて、他の非フェノール系防止剤を添加できる。この場合、これらの非フェノール系重合防止剤量は、形成される最終生成物量に基づいて、好ましくは少なくとも100ppm w/wである。一般に、この量は、形成される最終生成物量に基づいて、900ppmを越えず、好ましくは500ppm w/wを越えない。好ましい他の重合防止剤は、フェノチアジン、トリフェニルスチビン、トリフェニルフォスフィン、キノン(パラ−ベンゾキノンなど)、ナイトロン、ニトロ−およびニトロソ化合物(ニトロベンゼンなど)、安定ラジカル(2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジニルオキシおよびジフェニルピクリルヒドラジルなど)から選択する。最も好ましい非フェノール系重合防止剤はフェノチアジンである。
本発明に記載の方法で使用する式(VIII)の(メタ)アクリレートにおいて、R30は、好ましくは炭素原子1〜4個を含むアルキル、最も好ましくはメチル、エチルまたはn−ブチルである。
本発明に記載の方法で使用する式(I)、(II)、(III)、(IV)、(V)、(VI)および(VII)のヒドロキシアルキルカルバメートは、それに適したいずれかの方法で入手できる。
式(I)、(II)、(III)および(IV)のヒドロキシアルキルカルバメートは、好ましくは、それぞれ式(IX)、(X)、(XI)および(XII)のアミンを式(XIII)の環状カーボネートと反応させることによって得られ、
式(IX)、(X)、(XI)および(XII)のアミンは、
Figure 2006509792

であり、
式中、
、R、R、R、R、R、R、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17およびR18は上記のとおりであり、
式(XIII)の環状カーボネートは、
Figure 2006509792

であり、
式中、R、Rおよびkは上記のとおりである。
式(V)、(VI)および(VII)のヒドロキシアルキルカルバメートは、好ましくは式(IX)のアミンを式(XIV)、(XV)および(XVI)の環状カーボネートそれぞれと反応させることによって入手し、
該アミンが
Figure 2006509792

で、
式中、RおよびRを上記の規定どおりであり、
該環状カーボネートが、
Figure 2006509792

Figure 2006509792

であり、
式中、R、R、R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、A、nおよびmを上記のとおりに規定する。
上述の方法によるヒドロキシアルキルカルバメートの調製は発熱性である。そのため、有毒な副生成物を生じる可能性のある、あるいは、本発明に記載の方法においてさらに有毒な副生成物を形成する生成物を生じる可能性のある前記反応を回避するために、反応温度を制御するのが好ましい。調製過程中、温度は、一般に100℃未満、好ましくは40〜90℃、最も好ましくは50〜80℃に維持する。一級アミンを使用する場合、反応は高熱を発する場合があるので、上記の温度範囲内に反応混合物を維持するのが困難である。そこで、反応温度をさらに適切に制御するために、該アミンに環状カーボネートを添加するのが好ましい。
ヒドロキシアルキルカルバメート調製中、好ましくは反応混合物に窒素を噴射する。この窒素噴射は、アミンを触媒とする環状カーボネートの加水分解を招く恐れのある湿気を排除するのに役立つ。窒素噴射は、特に、二級アミンやエーテル基保有アミンなど、酸化され易いアミンを使用する場合、ヒドロキシアルキルカルバメートの減色にも役立てることができる。別法として、あるいは、窒素噴射に加えて、ヒドロキシアルキルカルバメートの調製中、抗酸化剤を使用できる。好ましい抗酸化剤は、芳香族フォスファイト、最も好ましいのはトリフェニルフォスファイトまたはトリスノニルフェニルフォスファイトである。これらの抗酸化剤の量は、好ましくは少なくとも形成されるヒドロキシアルキルカルバメート量に基づいて300ppm w/wである。この量は、一般に、形成されるヒドロキシアルキルカルバメート量に基づいて5000ppm w/wを越えず、好ましくは2000ppm w/wを越えない。
ヒドロキシアルキルカルバメートの調製中、アミン対環状カーボネート当量比は、好ましくは1.01〜1.1、最も好ましくは1〜1.05である。アミン対環状カーボネート当量比は、使用する式(XIII)、(XIV)、(XV)または(XVI)の環状カーボネート中に存在する環状カーボネート基数当りの式(IX)、(X)、(XI)または(XII)のアミンの一級および二級アミン基数を示すことを意味する。特に、アミンの沸点が100℃未満で、それによって、この温度未満で、真空下、反応器をストリッピングできる場合、反応をスピードアップするために、過剰量のアミンで進めるのが好ましい。これは、開環プロトン周囲の立体障害のために反応時間が長引くのが典型的な二級アミンに特に当てはまる。
ヒドロキシアルキルカルバメートの調製中、触媒を使用できる。二級、高分子量一級アミンまたはヒンダード一級アミンは、特に置換基が環状カーボネート環上にある場合、非常にゆっくりとした開環反応を招く可能性がある。これらのアミンを使用する場合、この開環反応に、強塩基性アミン(ジアザビシクロオクタン、テトラメチルグアニジンなど)、強塩基性四級アンモニウム化合物(水酸化または炭酸アルキル(C16〜C22)ベンジルトリメチルアンモニウム、および水酸化または炭酸テトラブチルアンモニウムなど)、超求核触媒(4−ピロリジンピリジン、ポリ(N,N−ジアルキルアミノピリジン、ジメチルアミノピリジン)、共役酸が約11以上のpKaを有する塩基陰イオン(tert−ブトキサイドなど)1種類以上の既知触媒を使用するのが好ましい。
ヒドロキシアルキルカルバメートの調製反応には溶媒を使用しないのが好ましいが、例えば、反応経過中反応混合物が均質であるような試薬または触媒の相溶性を改善するために、溶媒を使用できる。
本発明に記載の方法で使用する式(I)、(II)、(III)、(IV)のヒドロキシアルキルカルバメートおよび式(XIII)の環状カーボネートにおいて、kは好ましくは最高で3であり、最も好ましくはkは2である。
本発明に記載の方法で使用する式(V)、(VI)、(VII)のヒドロキシアルキルカルバメートおよび式(XIV)、(XV)および(XVI)の環状カーボネートにおいて、n、m、p、q、r、s、vおよびwは、独立して、好ましくは0または1である。
本発明に記載の方法で使用する式(V)、(VI)、(VII)のヒドロキシアルキルカルバメートおよび式(XIV)、(XV)および(XVI)の環状カーボネートにおいて、n+m、p+q、r+s、v+wは、好ましくは1である。
本発明に記載の方法で使用する式(I)、(II)、(III)、(IV)、(V)、(VI)および(VII)のヒドロキシアルキルカルバメートおよび式(XIII)、(XIV)、(XV)および(XVI)の環状カーボネートにおいて、各Rおよび各Rは、独立して、好ましくは水素;場合によりヒドロキシまたはハロゲンで置換された、炭素原子1〜6個を含むアルキル;および炭素原子1〜6個を含むアルケニルから選択し;共に場合によりエーテル結合1〜3個を含有する。
本発明に記載の方法で使用する式(I)、(II)、(III)、(IV)、(V)、(VI)および(VII)のヒドロキシアルキルカルバメートおよび式(XIII)、(XIV)、(XV)および(XVI)の環状カーボネートにおいて、好ましくは、1個を除く全R置換基は、水素である。これらの好ましいヒドロキシアルキルカルバメートにおいて、1個を除く全R置換基は、好ましくは水素である。最も好ましくは、これらのヒドロキシアルキルカルバメートでは、全R置換基は水素である。
特に好ましい式(I)、(II)、(III)、(IV)のヒドロキシアルキルカルバメートおよび特に好ましい式(XIII)の環状カーボネートは、R置換基うちの1個を水素、メチル、エチル、ヒドロキシメチル、クロロメチル、アリルオキシメチルの群から選択し、このR置換基と同一の炭素原子上に存在するR置換基を水素およびメチルであるから選択し、他の全R置換基および他の全R置換基が水素である化合物である。
特に好ましい式(V)、(VI)および(VII)のヒドロキシアルキルカルバメートおよび特に好ましい式(XIV)、(XV)および(XVI)の環状カーボネートは、各Rおよび各Rが水素である化合物である。
本発明に記載の方法で使用する式(V)、(VI)および(VII)のヒドロキシアルキルカルバメートおよび式(XIV)、(XV)および(XVI)の環状カーボネートにおいて、各R20は、好ましくは水素である。
本発明に記載の方法で使用する式(I)、(V)、(VI)および(VII)のヒドロキシアルキルカルバメートおよび式(IX)のアミンにおいて、Rは、好ましくは、場合によりヒドロキシ、四級アミンおよび/またはアリールで置換され、かつ、場合によりエーテル結合1〜20個を含有するアルキルである。最も好ましくは、R3は、炭素原子10個までを含み、場合により1個のヒドロキシまたは四級アミンで置換され、および/または場合により1個または2個のエーテル結合を含有するアルキル群から選択する。無制約の例は、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、n−ヘキシル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、イソノニル、シクロペンチル、シクロヘキシル、2−メチルシクロヘキシル、N,N−(ジ−tert−ブチル)エチル、ベンジル、2−(2−ヒドロキシエトキシ)エチル、5−ヒドロキシペンチル、2−ヒドロキシエチル、2−ヒドロキシプロピル、3−ヒドロキシプロピル、3−(ジエチルアミノ)プロピル、2−(ジエチルアミノ)エチル、1−メチル−4−(ジエチルアミノ)ブチル、2−[(ジ−tert−ブチル)アミノ]エチル、3−(ジメチルアミノ)プロピル、2−メトキシエチル、2−エトキシエチル、3−メトキシプロピル、2−メトキシイソプロピル、3−エトキシプロピル、3−イソプロポキシプロピル、3−(2−メトキシエトキシ)プロピル、3−(2−エチルヘキシルオキシ)プロピル、Rが1:9の比率でHかCHであるCHO(CHCHO)−(CHCHR−O)10−CH−CH(CH)−の群から選択するR置換基である。
本発明に記載の方法で使用する式(I)、(V)、(VI)および(VII)のヒドロキシアルキルカルバメートおよび式(IX)のアミンにおいて、Rは、好ましくは、水素、また、場合によりヒドロキシ、三級アミンまたはアリールで置換され、かつ、場合によりエーテル結合1〜8個を含有するアルキルの群から選択する。最も好ましくは、Rを、水素、また、炭素原子10個までを含み、場合により1個のヒドロキシまたは三級アミンで置換され、および/または場合により1個または2個のエーテル結合を含有するアルキルの群から選択する。無制約の例は、水素、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ヘキシル、メチル、tert−ブチル、n−ブチル、イソブチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、1,2−ジメチルプロピル、シクロヘキシル、2−ヒドロキシエチル、2−ヒドロキシイソプロピル、3−ヒドロキシプロピル、2−メトキシエチル、3−(ジメチルアミノ)プロピルの群から選択するR置換基である。
本発明に記載の方法で使用する式(I)、(V)、(VI)および(VII)のヒドロキシアルキルカルバメートおよび式(IX)のアミンにおいて、Rは、さらに好ましくは水素、Rは上記で規定したとおりであり、さらに具体的には、Rは、少なくとも3個の炭素原子を含み、少なくとも1個のヒドロキシで置換され、場合により1個または2個のエーテル結合を含有するアルキルである。特に好ましいRは水素であり、Rは2−(2−ヒドロキシエトキシ)エチルである。
本発明に記載の方法で使用する式(II)、(III)および(IV)のヒドロキシアルキルカルバメートおよび式(X)、(XI)および(XII)のアミンにおいて、R、R、R12、R13、R14、R15およびR16は、好ましくは、独立して、水素、および炭素原子10個まで、最も好ましくは炭素原子6個までを含むアルキルの群から選択する。
本発明に記載の方法で使用する式(I)、(II)、(III)、(IV)、(V)、(VI)および(VII)のヒドロキシアルキルカルバメートおよび式(IX)、(X)、(XI)および(XII)のアミンにおいて、RおよびR、RおよびR、R12および/またはR13および/またはR14、R15およびR16は、それぞれ、環形成のために合わせて結合できる。この場合、これらの置換基は、炭素原子2〜7個を含み、場合によりエーテル結合1個または2個を含有するアルキレン鎖を形成するように結合するのが好ましい。RおよびRの場合、このアルキレン鎖は、5〜7員環を形成するものであるのが好ましく、例えば、続けてアルキル基で置換できるピロリジン環、ピペリジン環またはモルフォリン環がある。RおよびRの場合、このアルキレン鎖は、5〜7員環を形成するものであるのが好ましく、例えば、続けてアルキル基で置換できるピペラジンがある。
本発明に記載の方法で使用する式(II)のヒドロキシアルキルカルバメートおよび式(X)のアミンにおいて、Rは、好ましくは炭素原子20個までを含有するアルキレンおよびアラルキレン鎖の群から選択し、これは、エーテル結合1〜8個および/または三級アミン結合1〜3個を含有できる。最も好ましくは、Rは、エチレン、1,2−プロピレン、トリメチレン、ヘキサメチレン、2,2−ジメチルプロピレン、1−メチルトリメチレン、1,2,3−トリメチルテトラメチレン、2−メチル−ペンタメチレン、2,2,4−(または2,4,4−)トリメチルヘキサメチレン、メタキシリレン、3,5,5−トリメチルシクロヘキシル−1−エン−3−メチレン、ビス(シクロヘキシル−4−エン)メタン、ビス(4−メチルシクロヘキシル−3−エン)メタン、シクロヘキシル−1,3−エン、シクロヘキシル−1,4−エン、1,4−ビス(プロポキシ−3−エン)ブタン、N,N−ビス(トリメチレン)メチルアミン、3,6−ジオキサオクチレン、3,8−ジオキサドデシレン、4,7,10−トリオキサトリデシレン、ポリ(オキシテトラメチレン)、1,2−プロピレンオキサイド単位2〜15個を有するポリ(オキシプロピレン)、プロピレンオキサイド単位2〜15個およびエチレンオキサイド単位2〜15個を有するポリ(オキシプロピレン−コ−オキシエチレン)、2,2−ジメチルプロピレンの群から選択する。
本発明に記載の方法で使用する式(III)のヒドロキシアルキルカルバメートおよび式(XI)のアミンにおいて、R、R、R10は、好ましくは、独立して、場合によりエーテル結合1〜8個を含有するアルキレンの群から選択する。最も好ましくは、R、R、R10は、炭素原子15個までを含み、エーテル結合5個までを含有するアルキレンから選択する。
本発明に記載の方法で使用する式(IV)のヒドロキシアルキルカルバメートおよび式(XII)のアミンにおいて、R17およびR18は、好ましくは、独立して、アルキレン群から選択する。最も好ましくは、R17およびR18は、炭素原子6個までを含むアルキレンから選択する。
本発明に記載の方法で使用する式(III)のヒドロキシアルキルカルバメートおよび式(XI)のアミンにおいて、R11は、好ましくは水素または炭素原子1〜4個を含有するアルキルである。
本発明に記載の方法で使用する式(V)のヒドロキシアルキルカルバメートおよび式(XIV)の環状カーボネートにおいて、R19は、好ましくは、エーテル結合1〜20個を含有できるアルキレンおよびアラルキレン鎖から選択する。好ましいのは、少なくとも2個のエーテル結合を含むアルキレンおよびアラルキレン鎖である。
本発明に記載の方法で使用する式(VI)および(VII)のヒドロキシアルキルカルバメートおよび式(XV)および(XVI)の環状カーボネートにおいて、R21、R22、R23、R25、R26、R27およびR28は、好ましくは、独立して、エーテル結合1〜3個を含有できるアルキレンおよびアラルキレン鎖から選択する。
本発明に記載の方法で使用する式(VI)のヒドロキシアルキルカルバメートおよび式(XV)の環状カーボネートにおいて、R24は、好ましくは水素、または炭素原子1〜4個を含むアルキルである。
本発明に記載の方法で使用するようなヒドロキシアルキルカルバメートは、技術上周知であるか、周知の方法で容易に調製できる。k=2の式(XIII)の環状カーボネート、およびn+m、p+q、r+sまたはv+wが1に相当する式(XIV)、(XV)および(XVI)の環状カーボネートは、相応のエポキシドの二酸化炭素との反応によって容易に調製できる。典型的反応条件は、Kihara,N.,Hara,N.,Endo,T.,J.Org.Chem.,1993,58,6196.,J.Org.Chem.,1993,58,6198−6202に記述されている。アミンでの環状カーボネートの開環によるヒドロキシアルキルカルバメートの調製に用いる上述の触媒の一部は、二酸化炭素−エポキシド基間の反応用触媒としても周知である。k=2である式(XIII)の環状カーボネートおよびn+m、p+q、r+qまたはv+wが1に相当する式(XIV)、(XV)および(XVI)の環状カーボネートは、相応のエポキシドの二酸化炭素との反応によって容易に調製できる。この場合、環状カーボネート基の形成、およびアミンによるその開環の両方に活性を示す触媒を選択するのが好ましい。
k=3である式(XIII)の環状カーボネートは、例えばHu,B.,Zhuo,R.X.,Fan,C.L.,Polym.Adv.Technol.,1998,9,145,に述べられているものなど、ジアルキルカーボネートとのプロパン−1,3−ジオールのエステル交換によって調製できる。n+m、p+q、r+qまたはv+wが2に相当する式(XIV)、(XV)および(XVI)の環状カーボネートは、ジアルキルカーボネートとのジトリメチロールプロパンなどのプロパン−1,3−ジオール基数個を含有するポリオールのエステル交換によって調製できる。それらは、多官能価クロロフォーメートなどのカップリング剤との、5−エチル−5−ヒドロキシメチル−1,3−ジオキサン−2−オン中のOH基などの官能基1個を含有する6員環カーボネートの反応によっても入手できる。
k>3である式(XIII)の環状カーボネートおよびn+m、p+q、r+qまたはv+wが>2である式(XIV)、(XV)および(XVI)の環状カーボネートは、少員環を生じる経路(Matsuo,J.et al.,J.Polym.Sci.A:Polym.Chem.,1997,35,1375)と同一のエステル交換反応経路に従って調製できる。
本発明に記載の方法で特に有用な式(XIII)の環状カーボネートは、1,3−ジオキソラン−2−オン(エチレンカーボネート)、4−メチル−1,3−ジオキソラン−2−オン(プロピレンカーボネート)、4−エチル−1,3−ジオキソラン−2−オン(ブチレンカーボネート)、4−ヒドロキシメチル−1,3−ジオキソラン−2−オン(グリセリンカーボネート)、4−クロロメチル−1,3−ジオキソラン−2−オン、4−アリルオキシメチル−1,3−ジオキソラン−2−オン、5,5−ジメチル−1,3−ジオキサン−2−オン(ネオペンチルグリコールカーボネート)である。
本発明に記載の方法で特に有用な式(XIV)、(XV)および(XVI)の環状カーボネートは、例えば1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、グリセロール、4,4’−イソプロピリデンジフェノール、1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、ハイドロキノン、4,4’−ビスフェノール、2,2’−ビスフェノール、4,4’−ジヒドロベンゾフェノン、1,5−ジヒドロナフタレン、レゾルシノールといった脂肪族または芳香族ポリオールのポリグリシジルエーテルなどのポリエポキシド化合物との二酸化炭素の反応から得られるカーボネートである。好ましいのは脂肪族ポリオールのポリグリシジルエーテル、最も好ましいのは1,2−プロピレンオキサイド単位2〜15個を含有するポリプロピレングリコールのジグリシジルエーテルである。
式(IX)、(X)、(XI)および(XII)のアミンは、技術上周知である。本発明に記載の方法で特に有用な式(IX)のアミンは、n−プロピルアミン、イソプロピルアミン、n−ブチルアミン、イソブチルアミン、sec−ブチルアミン、tert−ブチルアミン、3−メチルブチルアミン、n−ヘキシルアミン、n−オクチルアミン、2−エチルヘキシルアミン、イソノニルアミン、シクロペンチルアミン、シクロヘキシルアミン、2−メチルシクロヘキシルアミン、N,N−(ジ−tert−ブチル)エチレンアミン、ベンジルアミン、2−(2−アミノエトキシ)エタノール、5−アミノペンタノール、エタノールアミン、1−アミノプロパン−2−オール、3−アミノ−1−プロパノール、3−(ジエチルアミノ)プロピルアミン、2−(ジエチルアミノ)エチルアミン、1−メチル−4−(ジエチルアミノ)ブチルアミン、2,2−(ジ−tert−ブチルアミノ)エチルアミン、3−(ジメチルアミノ)プロピルアミン、2−メトキシエチルアミン、2−エトキシエチルアミン、3−メトキシプロピルアミン、1−メトキシイソプロピルアミン、3−エトキシプロピルアミン、3−イソプロポキシプロピルアミン、3−(2−メトキシエトキシ)プロピルアミン、3−(2−エチルヘキシルオキシ)プロピルアミン、1,2−プロピレンオキサイド単位の平均数が9個およびエチレンオキサイド単位の平均数が7個の、Jeffamine(登録商標)M−600(Hunstman製)としても周知のα−オキシメチル−ω−(2−プロピルアミノ)−ポリ(オキシプロピレン−コ−オキシエチレン)、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジ−n−ヘキシルアミン、N−メチルブチルアミン、N−エチルブチルアミン、ジ−n−ブチルアミン、ジイソブチルアミン、ジ−n−オクチルアミン、ビス(2−エチルヘキシル)アミン、N−エチル−1,2−ジメチルプロピルアミン、ジシクロヘキシルアミン、シクロヘキシルメチルアミン、シクロヘキシルエチルアミン、N−メチルベンジルアミン、2−メチルアミノエタノール、2−エチルアミノエタノール、2−ブチルアミノエタノール、ジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、3−(2−ヒドロキシエチル)アミノプロパノール、ビス(2−メトキシエチル)アミン、ビス(3−ジメチルアミノプロピル)アミン、ピロリジン、ピペリジン、モルフォリン、2,6−ジメチルモルフォリンである。
本発明に記載の方法で特に有用な式(X)のアミンは、エチレンジアミン、1,2−プロピレンジアミン、トリメチレンヂアミン、ヘキサメチレンジアミン、2,2−ジメチルプロパン−1,3−ジアミン、1−メチル−1,3−プロパンジアミン、1,2,3−トリメチル−1,4−ブタンジアミン、2−メチル−1,5−ジアミノペンタン、2,2,4−(または2,4,4−)トリメチルヘキサメチレンジアミン、メタキシリレンジアミン、1−アミノ−3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン(イソフォロンジアミン)、ビス−(4−アミノシクロヘキシル)−メタン、ビス−(4−アミノ−3−メチル−シクロヘキシル)−メタン、1,3−シクロヘキサンジアミン、1,4−シクロヘキサンジアミン、1,4−ビス(3−アミノプロポキシ)ブタンジアミン、N,N−ビス(3−アミノプロピル)メチルアミン、トリエチレングリコールジアミン、3,3’−(ブタン−1,4−ジイルビス(オキシ))ビスプロパンアミン、4,7,10−トリオキサトリデカン−1,13−ジアミン、α−アミノ−ω−(4−ブチルアミノ)−ポリ(オキシテトラメチレン)、Jeffamine(登録商標)D−230(Hunstman製)としても知られる平均数2.6個の1,2−プロピレンオキサイド単位を有するα−アミノ−ω−(2−プロピルアミノ)−ポリ(オキシプロピレン)、Jeffamine(登録商標)D−400(Hunstman製造)としても知られる平均数5.6個の1,2−プロピレンオキサイド単位を有するα−アミノ−ω−(2−プロピルアミノ)−ポリ(オキシプロピレン)、 Jeffamine(登録商標)ED−600(Hunstman製造)としても知られる平均数2.5個の1,2−プロピレンオキサイド単位および8.5個のエチレンオキサイド単位を有するα−アミノ−ω−(2−プロピルアミノ)−ポリ(オキシプロピレン−コ−オキシエチレン)、N,N’−ジメチル−1,3−プロパンジアミン、N,N’−ジ−tert−ブチル−エタンジアミン、N,N’−ジメチルヘキシル−1,6−ジアミン、ピペラジン、2,5−ジメチルピペラジンである。
本発明に記載の方法で特に有用な式(XI)のアミンは、Jeffamine(登録商標)T−403(Hunstman製造)としても知られる平均数5.3個の1,2−プロピレンオキサイド単位を有するプロポキシル化トリメチルプロパントリアミンである。
本発明に記載の方法で特に有用な式(XII)のアミンは、N,N’−ジメチルジプロピレントリアミン、ビス(ヘキサメチレン)トリアミンである。
本発明に記載の方法によって、ASTM D 1544−68に従って測定した場合、Gardnerスケール2未満のcolor index(色指数)の低着色カルバモイルオキシ(メタ)アクリレートを生成することが可能である。
本発明に記載の方法によって、特別な精製処理を行わずに、有毒副生成物をまったく含有しない、あるいは、先行技術で開示されている方法よりも有毒副生成物を少なく含有する高純度のカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートの入手が可能である。本発明に記載の方法によって、残留イソシアネートやヒドロキシエチル(メタ)アクリレートを含有しない生成物の入手が可能である。本発明に記載の方法は、安価で安全な原料を使用できるという長所も有する。有毒材料も、有毒材料で大気汚染を招く高発熱反応も関与しない方法、標準的な工業設備および安全な手順を大規模に使用できる。
本発明に記載の方法によって、大半が現在商業化されているイソシアネート法などの方法によっては入手できない先行技術上未知の新規カルバモイルオキシ(メタ)アクリレートの入手が可能である。
本発明は、本発明に記載の方法で入手できる新規カルバモイルオキシ(メタ)アクリレートにも関する。本発明は、式(XVII)、(XVIII)、(XIX)、(XX)、(XXI)、(XXII)、(XXIII)、(XXIV)、(XXV)および(XXVI)のカルバモイルオキシアクリレートにも関するもので、
Figure 2006509792

Figure 2006509792

Figure 2006509792

Figure 2006509792

式中、
k、n、m、p、q、r、s、v、w、A、R、R、R、R10、R17、R18、R11、R19、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28およびR29は、上記で規定したとおりであり、
t≧3、
37は、三級アミンで置換され、場合によりエーテル結合1〜20個および/または三級アミン結合1〜3個を含有するアルキル;または、エーテル結合1〜20個および/または三級アミン結合1〜3個を含有し、場合により−O−CO−CR29=CH、三級アミンおよび/またはアリールで置換されているアルキルであり:
各R38、各R40は、独立して、R31について規定したもので、少なくとも1個のR38と少なくとも1個のR40を、
・ハロゲン
・−O−CO−CR29=CH
・−O−CO−CR29=CH;ハロゲン;アリールおよび/または−O−CO−CR29=CHまたはハロゲンまたはアルキルで置換されたアリールを置換基とし;場合によりエーテル結合1〜8個を含有するアルキル、
・エーテル結合1〜8個を含有するアルキル
・場合により−O−CO−CR29=CH;ハロゲン;アリールおよび/または−O−CO−CR29=CHまたはハロゲンまたはアルキルで置換されたアリールを置換基とし;場合によりエーテル結合1〜8個を含有するアルケニル、
・場合により−O−CO−CR29=CH;ハロゲン;アルキル;−O−CO−CR29=CH、ハロゲンおよび/またはアリールで置換されたアルキルを置換基とし、エーテル結合1〜8個を含有するアリール
から成る群から選択し、
39が2−メチル−1,5−ペンタメチレンであるか、R39を、エーテル結合1〜8個および/または三級アミン結合1〜3個を含有するアルキレン;それぞれエーテル結合1〜8個および/または三級アミン結合1〜3個を含有できるアルケニレン、アリーレンおよびアラルキレン鎖から選択するか、R39を、少なくともR35およびR36の一方が水素と異なる場合にアルキレンから選択し、
各R31、各R32、各R50を、独立して、
・水素
・ハロゲン
・−O−CO−CR29=CH
・場合により−O−CO−CR29=CH;ハロゲン;アリールおよび/または−O−CO−CR29=CHまたはハロゲンまたはアルキルで置換されたアリールを置換基とし;場合によりエーテル結合1〜8個を含有するアルキル
・場合により−O−CO−CR29=CH;ハロゲン;アリールおよび/または−O−CO−CR29=CHまたはハロゲンまたはアルキルで置換されたアリールを置換基とし;場合によりエーテル結合1〜8個を含有するアルケニル
・場合により−O−CO−CR29=CH;ハロゲン;アルキル;および/または−O−CO−CR29=CH、ハロゲンおよび/またはアリールで置換されたアルキル;および/またはエーテル結合1〜8個を含有するアルキルを置換基とするアリール
から成る群から選択し、
33が、場合により−O−CO−CR29=CH、三級アミンおよび/またはアリールで置換され、場合によりエーテル結合1〜8個および/または三級アミン結合1〜3個を含有するアルキルであり、
34、R35、R36、R42、R43、R44、R45およびR46を、独立して、
・水素および
・場合により置換基が−O−CO−CR29=CH;三級アミンおよび/またはアリールで;場合によりエーテル結合1〜8個および/または三級アミン1〜3個を含有するアルキル
から成る群から選択し、
33、R34、R35およびR36、R42および/またはR43および/またはR44、R45およびR46を、それぞれ、環形成のために、合わせて結合できるという条件付きである。
式(XVII)のカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートにおいて、tは、好ましくは3である。
式(XVIII)のカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートにおいて、R37は、好ましくは、炭素原子6個未満または三級アミンを含み、および/または、場合により1個または2個のエーテル結合を含有するアルコキシを置換基とする炭素原子10個までのアルキル;さらに、炭素原子10個までを含み、1個または2個のエーテル結合を含有し、−O−CO−CR29=CHで置換されたアルキルから成る群から選択する。無制約の例は、N,N−(ジ−tert−ブチル)エチル、3−(ジエチルアミノ)プロピル、2−(ジエチルアミノ)エチル、2−メチル−4−(ジエチルアミノ)ブチル、2,2−(ジ−tert−ブチルアミノ)エチル、3−(ジメチルアミノ)プロピル、2−メトキシエチル、2−エトキシエチル、3−メトキシプロピル、1−メトキシイソプロピル、3−エトキシプロピル、3−イソプロポキシプロピル、3−(2−メトキシエトキシ)プロピル、3−(2−エチルヘキシルオキシ)プロピル、Rが1:9の比率でHまたはCHであるCHO(CHCHO)−(CHCHR−O)10−CH−CH(CH)、−CH−CH−O−CH−CH−O−CO−CR29=CHの群から選択するR37置換基である。
式(XVIII)のカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートにおいて、R34は、好ましくは、水素であり、R37は上記の規定どおりで、さらに具体的には、R37は少なくとも3個の炭素原子を含み、1〜2個のエーテル結合を含有し、−O−CO−CR29=CHで置換されたアルキルである。
式(XIX)および(XXI)のカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートにおいて、各R38、各R40は、好ましくは、独立して、R31について規定したとおりのもので、少なくとも1個のR38および少なくとも1個のR40を、
・炭素原子1〜6個を含み、−O−CO−CR29=CHまたはハロゲンで置換され;場合によりエーテル結合1〜3個を含有するアルキル、
・炭素原子1〜6個を含み、場合によりエーテル結合1〜3個を含有するアルケニル
の群から選択することを条件とする。
最も好ましくは、R38のうちの1個のみ、R40のうちの1個のみを、炭素原子1〜6個を含み、−O−CO−CR29=CHまたはハロゲンで置換され、場合によりエーテル結合1〜3個を含有するアルキル:および、炭素原子1〜6個を含み、場合によりエーテル結合1〜3個を含有するアルケニルから選択し、残りのすべてのR38とR40基は水素である。特に好ましい式(XIX)のカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートは、R38置換基のうちの1個を、−O−CO−CR29=CH置換メチル、クロロメチルおよびアリルオキシメチルの群から選択し、残りの全R38および全R32が水素である化合物である。
式(XX)のカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートにおいて、R39は、好ましくは、2−メチル−1,5−ペンタメチレンから、炭素原子20個までを含有し、エーテル結合1〜8個および/または三級アミン結合1〜3個を含有するアルキレンから、炭素原子20個までを含有し、エーテル結合1〜8個および/または三級アミン結合1〜3個を含有できるアラルキレン鎖から選択する。最も好ましいのは、1,2−プロピレンオキサイド単位2〜15個のポリ(オキシプロピレン)、並びに、プロピレンオキサイド単位2〜15個およびエチレンオキサイド単位2〜15個のポリ(オキシプロピレン−コ−オキシエチレン)である。
式(XVII)、(XVIII)、(XIX)、(XX)、(XXI)、(XXII)、(XXIII)、(XXIV)、(XXV)および(XXVI)のカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートにおいて、各R31および各R32は、独立して、好ましくは水素;炭素原子1〜6個を含み、場合により−O−CO−CR29=CHまたはハロゲンで置換されたアルキル;および炭素原子1〜6個を含むアルケニルの群から選択し;共に、場合によりエーテル結合1〜3個を含有する。
式(XVII)、(XVIII)、(XX)、(XXI)、(XXII)、(XXIII)、(XXIV)、(XXV)および(XXVI)のカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートにおいて、好ましくは、1個を除く全R31置換基が水素である。これらの好ましいカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートにおいて、1個を除く全R32置換基が、好ましくは水素である。最も好ましくは、これらのカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートにおいて、全R32置換基が水素である。
特に好ましい式(XVII)、(XVIII)、(XX)、(XXI)、(XXII)および(XXIII)のカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートは、R31置換基のうちの1個を水素、メチル、エチル、−O−CO−CR29=CH、クロロメチル、アリルオキシメチルの群から選択し、このR31置換基と同一の炭素原子上に存在するR32置換基を水素およびメチルから選択し、残りの全R31と残りの全R32が水素である化合物である。
特に好ましい式(XVIII)のカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートは、全R31および全R32置換基が水素である化合物である。
特に好ましい式 (XXIV)、(XXV)および(XXVI)のカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートは、n+m、p+q、r+s、v+wが1に相当する化合物、さらに特に、各R31、各R32および各R50が水素である化合物である。
式(XVII)、(XIX)、(XXIV)、(XXV)および(XXVI)のカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートにおいて、R33は、好ましくは、場合により−O−CO−CR29=CH、三級アミンおよび/またはアリールで置換され、場合によりエーテル結合1〜20個を含有するアルキルである。最も好ましくは、R33は、炭素原子10個までを含み、場合により−O−CO−CR29=CH基または三級アミンで置換されおよび/または場合によりエーテル結合1または2個を含有するアルキル群から選択する。無制約の例は、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、n−ヘキシル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、イソノニル、シクロペンチル、シクロヘキシル、2−メチルシクロヘキシル、N,N−(ジ−tert−ブチル)エチル、ベンジル、−CH−CH−O−CH−CH−O−CO−CR29=CH、−(CH−O−CO−CR29=CH、−(CH−O−CO−CR29=CH、−CH−CH(CH)−O−CO−CR29=CH、(CH−O−CO−CR29=CH、3−(ジエチルアミノ)プロピル、2−(ジエチルアミノ)エチル、4−(ジエチルアミノ)ペンチル、2−メチル−4−(ジエチルアミノ)ブチル、3−(tert−ブチルアミノ)エチル、2,2−ジ(tert−ブチル)エチル、3−(ジメチルアミノ)プロピル、2−メトキシエチル、2−エトキシエチル、3−メトキシプロピル、1−メトキシイソプロピル、3−エトキシプロピル、3−イソプロポキシプロピル、3−(2−メチルエトキシプロピル、3−(2−メトキシエトキシプロピル、3−(2−エチルヘキシルオキシ)プロピル、Rが1:9の比率でHまたはCHであるCHO(CHCHO)−(CHCHR−O)10−CHCH(CH)−、エチル、メチル、1,2−ジメチルプロピルアミンの群から選択するR33置換基である。
式(XVII)、(XVIII)、(XIX)、(XXIV)、(XXV)および(XXVI)のカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートにおいて、R34は、好ましくは、水素および、置換基が場合により−O−CO−CR29=CH、三級アミンおよび/またはアリールで、場合によりエーテル結合1〜8個を含有するアルキルの群から選択する。最も好ましくは、R34は、水素および、置換基が炭素原子10個までを含み、場合により1個の−O−CO−CR29=CH基または三級アミンで、および/または、場合により1または2個のエーテル結合を含有するアルキルの群から選択する。無制約の例は、水素、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ヘキシル、メチル、tert−ブチル、n−ブチル、イソブチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、1,2−ジメチルプロピル、シクロヘキシルアミン、−(CH−O−CO−CR29=CH、−CH−CH(CH)−O−CO−CR29=CH、−(CH−O−CO−CR29=CH、2−メトキシエチル、3−(ジメチルアミノ)プロピルの群から選択するR34置換基である。
式(XX)、(XXI)、(XXII)および(XXIII)のカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートにおいて、R35、R36、R42、R43、R44、R45およびR46は、好ましくは、独立して、水素および、炭素原子10個まで、最も好ましくは炭素原子6個までを含むアルキルの群から選択する。
式(XVII)、(XVIII)、(XIX)、(XX)、(XXI)、(XXII)、(XXIII)、(XXIV)、(XXV)および(XXVI)のカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートにおいて、環を形成するためにR33およびR34、R35およびR36、R42および/またはR43および/またはR44、R45およびR46は、それぞれ、合わせて結合できる。この場合、これらの置換基は、炭素原子2〜7個を含み、場合によりエーテル結合1または2個を含有するアルキレン鎖を形成するように、結合するのが好ましい。R33およびR34の場合、このアルキレン鎖は、好ましくは、5〜7員環を形成するようなもの、例えばピロリジン環、ピペリジン環またはモルフォリン環で、さらにアルキル基で置換できる。R35およびR36の場合、このアルキレン鎖は、好ましくは、5〜7員環を形成するようなもので、例えばピペラジンで、さらにアルキル基で置換できる。
式中、R34が、R35とR36のうちの少なくとも1個が、R42とR43とR44のうちの少なくとも1個が、R45とR46のうちの少なくとも1個が水素と異なる式(XVII)、(XVIII)、(XIX)、(XX)、(XXI)、(XXII)、(XXIII)、(XXIV)、(XXV)および(XXVI)のカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートは、本発明の別の態様である。
本発明に記載のカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートは、放射線硬化組成物の製造に有用である。本発明に記載のカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートは、どのような既知の放射線硬化コーティング組成物(例、木材用、ガラスファイバー用などに)、印刷用インク、フォトレジスト、接着剤、化粧紙、ガラスおよびパッケージ、グラビア画像、およびカルバメート残基保持(メタ)アクリレートを含有する他の用途に使用できる。
分子量が400以上の本発明に記載のカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートは、放射線硬化組成物の反応性希釈剤として非常に有用である。分子量が少なくとも400、好ましくは400以上、最も好ましくは3000を越えない、本発明に記載のカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートは、放射線硬化組成物中のオリゴマーとして使用できる。
本発明に記載の式(XXIV)、(XXV)および(XVI)のカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートは、同様の分子量と同一のアクリレート官能基を持つ既存のカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートに比較して一般に粘度がはるかに低い。
新規の低粘度カルバモイルオキシ(メタ)アクリレートは、放射線硬化配合物の製造に必要な反応性希釈剤の量を著しく削減できる。これは、カルバメート残基を持つ(メタ)アクリレートが特異的に引き起こす性状(接着、耐摩耗性)を最大化することができ、スプレーコーティングのように配合物の粘度を非常に低くしなければならない用途へのカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートの使用を可能にする。反応性希釈剤量の削減は、総じて配合物の刺激性および臭いを低下させる他に、該希釈剤が特定のコーティングおよびインクの性状に与える可能性のある周知の有害作用も軽減できる。例えば、UVパーケットトップコート配合物中の反応希釈剤量の削減は、実際に、その耐磨耗性を著しく改善することが周知である。食品の包装に使用される放射線硬化性フレキソ印刷インクおよびワニスにおいて、反応性希釈剤の削減は、移行と異臭の問題を著しく軽減することが周知である。
実施例1:n−ブチルアクリロイルオキシエチルカルバメートの調製
Figure 2006509792

1/ブチルアミンおよびエチレンカーボネートからの2−ヒドロキシエチルブチルカルバメートの調製
2Lの容量の二層ガラス反応器に、窒素を噴射しながらブチルアミン253.4g(3.47mol)を仕込んだ。反応器に攪拌機、温度計、気体送込管、二層ガラス滴下漏斗、真空ポンプ連結器(connection to vacuum)および真空ジャケット付蒸留カラムを取り付けた。電磁作動PTFEバルブおよびタイマーによる半自動液体スプリッターを使って、還流を制御し、蒸留カラムから冷却二層フラスコ受け器に取り入れた。スプリッターと冷却器(−5℃)接続二層コンデンサーを該蒸留カラムに取り付けた。
予め融解したエチレンカーボネート(EC、Hunstman製)277.4g(3.15mol、アミン対環状カーボネート当量比=1.1)を、45℃の温度で漏斗からゆっくりと添加した。添加速度は、反応器内の温度が60℃を超えないように選択した。
アミンの滴定によって、送液終了時に反応が完了することが分かった。過剰のアミンを60℃で2時間かけて除去(ストリッピング)した。ヒドロキシカルバメートのGCによる特徴付けは、純生成物>98%w/wが得られることを示した。遊離のエチレングリコール300ppmが検出されたが、もっぱら、原料のエチレンカーボネート(600ppm)に由来するエチレングリコールからのものであると思われる。
2/エステル交換による2−ヒドロキシエチルブチルカルバメートのアクリル化
メチルアクリレート1220g(14.2mol、アルキルアクリレート対ヒドロキシアルキルカルバメート当量比=4.5)、2,6−ジ−ブチル−4−メチルフェノール(BHT)のon end product最終製品300ppmおよびフェノチアジン(PTZ)の最終製品300ppmを添加して2−ヒドロキシエチルブチルカルバメートのエステル交換を実施した。この段階で、反応混合物全体に空気を注入した。
触媒添加前、反応器に約10%(120g)の追加メチルアクリレートを添加し、反応混合物を乾燥させるために、この追加量を73℃で蒸留した(b.p.水/メチルアクリレート共沸混合物=72℃)。この段階で、水分は、比色法で測定すると、100ppm未満まで降下した。
80/20w/wイソプロピルチタネート/n−ブチルチタネート(Tyzor TPT−20B、Dupont製)(24g、触媒対生成カルバモイルオキシアクリレート重量比=0.035)を含有する混合物の添加後、軽度に減圧(600mmHg)し、65℃で反応混合物を維持し、生成したメタノールを、メタノール/メチルアクリレート共沸混合物として、上部(overhead)から除去したが、この除去は、カラム上部に取り付けた温度センサーに従って行った。カラム最上部の温度が50℃まで降下した時点で直ちに該共沸混合物を除去した。蒸留物の屈折率を測定し、この温度で、共沸組成物が理論値(54%w/wメタノール)に近いことを認めた。屈折率の測定値が、蒸留物中にメタノールがもはや存在しないことを示すまで、反応を続けた。反応時間は、10.5時間であった。
3/仕上げ
反応完了後、水を添加して(触媒1g当たり水3g)、触媒を加水分解した。有機相の黄色の消失から明らかであるように、混合物を70℃で1.5時間勢いよく攪拌すると、触媒の加水分解完了に十分であった。
反応混合物に珪藻土を添加し、そのようにして得られた白色沈殿の濾過に役立てた。枝付濾過フラスコと、濾紙上に珪藻土床を沈着させた3−L濾過漏斗を使って真空濾過を行った。透明な混合物を得るのに要した時間は、30分未満であった。
過剰のメチルアクリレートを、真空、75℃下、2時間の濃縮/ストリッピングによって除去した。濃縮/ストリッピング中に空気を注入し、重合を防いだ。最終生成物は、ほぼ無色で、原子吸光分析によって測定すると、残留チタン6ppmを含有した。
比較実施例2R:直接エステル化法によるn−ブチルアクリロイルオキシエチルカルバメートの調製
1/直接エステル化による2−ヒドロキシエチルブチルカルバメートのアクリル化
攪拌機、温度計、気体注入管、真空ポンプ連結器、Dean−Starkセパレーターを上部に備えた共沸蒸留カラムを取り付けた二層ガラス反応器に、2−ヒドロキシエチルブチルカルバメート332g(2mol)、アクリル酸202g(2.8mol)、トルエン350g(反応混合物重量の37%)、ハイドロキノンメチルエーテル(MeHQ)のon end product最終製品500ppmおよびHPOon end product最終製品0.1%を添加して、実施例1(1/)に記述するとおりに調製した2−ヒドロキシエチルブチルカルバメートの直接エステル化を実施した。on starting出発ヒドロキシアルキルカルバメートで18%molの最終濃度に達するように、PTSA(p−トルエンスルフォン酸、70g)を添加した。空気を噴射し、ゲル化を防いだ。トルエン/水共沸混合物が還流できるように、反応器中を約350mmHgまで減圧した。水が蒸留されなくなるまで、該混合物を70℃に加熱、攪拌した。6時間後、エステル化水33g(理論値の77%)をDean Starkに採取した。
2/仕上げ
水がこれ以上蒸留されなくなった時点で、混合物を60℃まで冷却し、NaOHの50%水溶液140gを添加して中和した。この混合物を、反応混合物の重量換算で20%の20%NaCl含有水で、3回洗浄し、空気噴射を伴う共沸蒸留で乾燥し水を全て除去し、最後に濾過した。トルエンを蒸留し、真空下(30mmHg)でストリッピングを行い、微量のトルエンを完全に除去した。空気を噴射し、重合/ゲル化を防いだ。
比較実施例3R:少量メチルアクリレートを使ったエステル交換によるn−ブチルアクリロイルオキシエチルカルバメートの調製
メチルアクリレート809.3g(9.4mol、アルキルアクリレート対ヒドロキシアルキルカルバメート当量比=3)を添加して、2−ヒドロキシエチルブチルカルバメートのエステル交換を実施した点を除いて、実施例1を繰り返した。蒸留物中にこれ以上メタノールが存在しないことを屈折率測定値が示すまで、反応を継続した。反応時間は14.5時間であった。下表は、各種実施例で得られた結果(GC組成物)を、Genomer 1122(Rahn供給による市販品、イソシアネート法で調製)の分析結果と合わせて示す。
Figure 2006509792
これらの結果は、本発明に記載の方法が、同時に、非常に良好な純度を示し、有毒な副生成物が存在しない、あるいは、存在してもごく少量であり、着色がごくわずかであることを、明らかに示している。
実施例4:有機錫触媒を使ったn−ブチルアクリロオキシエチルカルバメートの調製
有機チタネート触媒Tyzor TPT−20Bをn−ブチル錫tris(2−エチルヘキサノエート)に代えた点を除いて、実施例1を繰り返した。Sn含量が実施例1のTi含量と同一になるように触媒濃度を選択した。
エステル交換反応が16時間後にようやく完了し、それによって、有機チタネート触媒に比較して、反応速度が遅めであった点を除いて、実施例1と同じ結果が得られた。
実施例5:2−プロペン酸,3,8−ジオキソ−7−オキサ−6−アザエタン−1,10−ジイルエステルの調製
Figure 2006509792

アミンの酸化を避けるために芳香族フォスファイトも添加した(トリスノニルフェニルフォスファイト、形成されるヒドロキシアルキルカルバメートの量に基づいて2000ppm)点を除いて、実施例1と同じ条件で、EC 139.2g(1.58mol)を2−(2−アミノエトキシエタノール)166.1g(1.58mol)に添加して、出発ヒドロキシアルキルカルバメートを得た。アミンの滴定によって、送液終了後60℃で3時間反応混合物を維持した後に反応が完了することが認められた。ヒドロキシアルキルカルバメートのGCによる特徴付けは、純生成物>97%w/wが得られることを示した。
次に、メチルアクリレート1220g(14.2mol、アルキルアクリレート対ヒドロキシアルキルカルバメート当量比=4.5)、BHTの最終製品300ppm、PTZの最終製品300ppmおよびTyzor TPT−20B(触媒対生成カルバモイルオキシ(メタ)アクリレート重量比=0.036)を使って、実施例1と同じ条件でヒドロキシアルキルカルバメートをアクリル化した。実施例1と同じ仕上げ手順後、GC純度95.3%w/wおよび25℃のHoppler粘度89mPaを有するわずかに着色した生成物(Gardner 1.5)が得られた。
この生成物は、放射線硬化組成物の希釈剤として非常に適している。
実施例6:2−プロペン酸7,7,9(または7,9,9)−トリメチル−4,13−ジオキソ−3,14−ジオキサ−5,12−ジアザヘキサデカン−1,16−ジイルエステルの調製
Figure 2006509792

最高温度が70℃となるようにEC 228.8g(2.6mol)を2,2,4−(または2,4,4−)トリメチルヘキサメチレンジアミン205.8g(1.3mol)にゆっくりと添加して(アミン対環状カーボネート当量比=1)、出発ハイドロキシアルキルカーボネートを得た。アミンの滴定は、70℃でさらに4時間後に完了することを示した。H NMRは、98%molの予想生成物への転換率を表した。
次に、メチルアクリレート1005g(11.7mol、アルキルアクリレート対ヒドロキシアルキルカルバメート当量比=4.5)、BHT最終製品300ppm、PTZ最終製品300ppmおよびTyzor TPT−20B(触媒対生成カルバモイルオキシ(メタ)アクリレート重量比=0.042)を使って、実施例1と同じ条件でヒドロキシアルキルカルバメートをアクリル化した。反応時間は11.5時間であった。実施例1と同一の仕上げ手順後、H NMRに従ってアクリル化された、出発ヒドロキシアルキルカルバメートからのOH基96%を有する低着色生成物(Gardner 1.2)が得られた。
実施例7:2−プロペン酸1,7,14(または1,7,15または2,7,14)−トリメチル−4,12−ジオキソ−3,13−ジオキサ−5,11−ジアザペンタデカン−1,15−ジイルエステルの調製
Figure 2006509792

2molのプロピレンカーボネートを1molの2−メチル−1,5−ジアミノペンタンと反応させて得られる出発ヒドロキシアルキルカルバメートは、King Industries Ltd.から市販されている(K−flex UD−320−100)。
エステル交換によるK−flex UD−320−100のアクリル化を、実施例1と同じ設備を使って実施した。288.6gのK−flex UD−320−100(0.85mol)、1301gのエチルアクリレート(13mol、アルキルアクリレート対ヒドロキシアルキルカルバメート当量比=7.6)、BHT最終製品1000ppmおよびPTZ最終製品300ppmtを含有する反応混合物を、実施例1のとおりに最初に共沸蒸留で乾燥した。Tyzor TPT−20B(触媒対生成カルバモイルオキシ(メタ)アクリレート重量比=0.07)25.5g添加後、反応混合物を102〜103℃で維持し、生成したエタノールをエタノール/エチルアクリレート共沸混合物として上部から取り去った。蒸留物中にもはやエタノールが存在しないことを屈折率測定値が示すまで、反応を継続した。反応時間は、10時間であった。実施例1と同じ仕上げ手順後、H NMRに従ってアクリル化された、出発ヒドロキシアルキルカルバメートからのOH基92%を有する低着色生成物(Gardner 1.9)が得られた。別の実験では、水の代わりにグリセロールを使用し、触媒を沈殿させた。その場合、濾過時間は、1/5に減少した。
実施例8:2−プロペン酸2−[[3−[(1−オキソ−2−プロペニル)オキシ]−2−[[(ブチルアミノ)カルボニル]オキシ]プロポキシ]ブトキシ]−1−[[[(ブチルアミノ)カルボニル]オキシ]メチル]エチルエステルおよび異性体の調製
Figure 2006509792

1/1,3−ジオキソラン−2−オン,4,4’−[1,4−ブタンジイルビス(オキシメチレン)]ビス)−の調製
後者は、オキシラン、EMS−ChemieからGrilonit RV 1806として市販されている2,2’−[1,4−ブタンジイルビス(オキシメチレン)]ビス)−、およびCOから、Kihara,N.,Endo,T.,J.Org.Chem.,1993,58,6198に記述の手順で調製した。H NMRは、オキシランの環状カーボネート基への完全転換を認めた。最終生成物のシクロカーボネート基の電位差滴定は、163.5g/eqの環状カーボネート当量(理論値:145g/eq)を示した。
2/[2−[[3−ヒドロキシ−2−[[(ブチルアミノ)カルボニル]オキシ]プロポキシ]ブトキシ]−1−[[[(ブチルアミノ)カルボニル]オキシ]メチル]エチル]ヒドロキシおよび異性体の調製
1/で調製した282.9gの1,3−ジオキサン−2−オン,4,4’−[1,4−ブタンジイルビス(オキシメチレン)]ビス)および138.5g(1.9mol、アミン対環状カーボネート当量比=1.1)のブチルアミンを実施例1の記述と同一の反応器に仕込んだ。混合物をゆっくりと70℃まで加熱した。アミンの滴定は、70℃で3時間後、反応が完了したことを示した。過剰アミンを70℃で4.5時間ストリップした。
ストリップ済み生成物のFTIRスペクトルは、環状カーボネート基のカルボニル官能基に特徴的な1797cm−1の吸収帯のほぼ完全な消失を示した。H NMRは、予想された反応が定量的に起こり(97%mol)、予想異性体の統計的な混合物を生じたことを表していた。
3/[2−[[3−ヒドロキシ−2−[[(ブチルアミノ)カルボニル]オキシ]プロポキシ]ブトキシ]−1−[[[(ブチルアミノ)カルボニル]オキシ]メチル]エチルヒドロキシおよび異性体のエステル交換によるアクリル化
次に、1251.3g(12.5mol、アルキルアクリレート対ヒドロキシアルキルカルバメート当量比=7.2)のエチルアクリレート、BHT最終製品1000ppmおよびPTZ最終製品300ppmを2/で調製したヒドロキシアルキルカルバメートへ添加してアクリル化を実施した。実施例1のとおりに、最初に共沸蒸留で乾燥した。Tyzor TPT−20B(触媒対生成カルバモイルオキシ(メタ)アクリレート重量比=0.05)23.6g添加後、反応混合物を、空気を注入して102〜103℃に維持し、生成したエタノールをエタノール/エチルアクリレート共沸混合物として上部から取り去った。蒸留物中にもはやエタノールが存在しないことを屈折率測定値が示すまで、反応を継続した。反応時間は、12時間であった。実施例1と同じ仕上げ手順後、H NMRに従ってアクリル化された、出発ヒドロキシアルキルカルバメートからのOH基95%を有する低着色生成物(1.7Gardner)が得られた。
実施例9:オキシ(メチル−1,2−エタンジイル)単位の平均数が9〜10個であるα−[3−[(1−オキソ−2−プロペニル)オキシ]−2−[[(ブチルアミノ)カルボニル]オキシ]プロポキシ]−ω−[3−[[(ブチルアミノ)カルボニル]オキシ]−2−[(1−オキシ−2−プロペニル)オキシ]プロピル]−ポリ[オキシ(メチル−1,2−エタンジイル)]および異性体の調製
Figure 2006509792

1/オキシ(メチル−1,2−エタンジイル)単位の平均数が9〜10個であるα−[(2−オキソ−1,3−ジオキソラン−4−イル)メトキシ]−ω−[(2−オキソ−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチル]−ポリ[オキシ(メチル−1,2−エタンジイル)]の調製
Kihara,N.,Hara,N.,Endo,T.,J.Org.Chem.,1993,58,6198に記述の手順によって、DowからD.E.R.732P.として市販されている、オキシ(メチル−1,2−エタンジイル)単位の平均数が9〜10個のα−[(2−オキシラニルメトキシ]−ω−[オキシラニルメチル]−ポリ[オキシ(メチル−1,2−エタンジイル)](エポキシド当量:320g/eq)およびCOから、後者を調製した。H NMRは、オキシランの環状カーボネート基への完全転換を示した。最終生成物のシクロカーボネート基の電位差滴定は、環状カーボネート当量382g/eq(理論値:365g/eq)を示した。
2/オキシ(メチル−1,2−エタンジイル)単位の平均数が9〜10個であるα−[3−ヒドロキシ−2−[[(ブチルアミノ)カルボニル]オキシ]プロポキシ]−ω−[3−[[(ブチルアミノ)カルボニル]オキシ]−2−[ヒドロキシプロピル]−ポリ[オキシ(メチル−1,2−エタンジイル)]および異性体の調製
1/で調製した500gのα−[(2−オキシ−1,3−ジオキソラン−4−イル)メトキシ]−ω−[(2−オキソ−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチル]−ポリ[オキシ(メチル−1,2−エタンジイル)]および105.3g(1.44mol、アミン対環状カーボネート当量比=1.1)のブチルアミンを実施例1の記述と同じ反応器に仕込んだ。混合物を70℃までゆっくりと加熱した。アミンの滴定は、反応が、70℃、3時間で完了していることを表した。アミン過剰分を70℃で3時間ストリップした。
ストリップ済み生成物のFTIRは、環状カーボネート基のカルボニル官能基に特徴的な1797cm−1の吸収帯の完全な消失を示した。H NMRは、予想された反応が定量的に起こり、予想異性体の統計的な混合物を生じたことを表していた(98%mol)。
3/α−[3−ヒドロキシ−2−[[(ブチルアミノ)カルボニル]オキシ]プロポキシ]−ω−[3−[[(ブチルアミノ)カルボニル]オキシ]−2−[ヒドロキシプロピル]−ポリ[オキシ(メチル−1,2−エタンジイル)]および異性体のエステル交換によるアクリル化
次に、2/で調製したヒドロキシアルキルカルバメートに、エチルアクリレート917.9g(9.17mol、アルキルアクリレート対ヒドロキシアルキルカルバメート当量比=7)、BHT最終製品2410ppmおよびPTZ最終製品965ppmを添加してアクリル化を実施した。実施例1のように、反応混合物を、最初に共沸蒸留で乾燥した。ジルコニウムn−ブトキサイド14.37g(ブタノール中80%;Dupont製Tyzor TNBZ)およびジルコニウムアセチルアセトネート13.28g(Sachem製;触媒対生成カルバモイルオキシ(メタ)アクリレート重量比=0.04)の添加後、反応混合物を、空気を噴射しながら102〜105℃で維持し、生成したエタノールを、エタノール/エチルアクリレート共沸混合物として上部から取り去った。蒸留物中にもはやエタノールが存在しないことを屈折率測定値が示すまで、反応を継続した。反応時間は、11時間であった。
反応完了後、水(触媒1g当たり4.4g)を添加し、混合物を75℃で勢いよく2時間攪拌して触媒を加水分解した。珪藻土床で真空濾過し、濃縮/ストリッピング(100mmHg、75℃、3.5時間)した後、OH基の95%がアクリル化された出発ヒドロキシアルキルカルバメートに由来し(H NMRによる)、1.5ppm残留ジルコニウムを含有する(原子吸光分析による)生成物が得られた。
実施例10:オキシ(メチル−1,2−エタンジイル)単位の平均数が9〜10個であるポリ[オキシ(メチル−1,2−エタンジイル)],α−[3−[(1−オキソ−2−プロペニル)オキシ]−2−[[(N−メチルブチルアミノ)カルボニル]オキシ]プロポキシ]−ω−[3−[[(N−メチルブチルアミノ)カルボニル]オキシ]−2−[[1−オキソ−2−プロペニル]オキシ]プロピル]および異性体の調製
Figure 2006509792

1/オキシ(メチル−1,2−エタンジイル)単位の平均数が9〜10個であるポリ[オキシ(メチル−1,2−エタンジイル)],α−[3−ヒドロキシ−2−[[(N−メチルブチルアミノ)カルボニル]オキシ]プロポキシ]−ω−[3−[[(N−メチルブチルアミノ)カルボニル]オキシ]−2−[ヒドロキシプロピル]および異性体の調製
実施例9と同じ手順および同じ化学量論を使用し、ただしブチルアミンをN−メチルブチルアミンで代用して、実施例9からのα−[3−[(1−オキソ−2−プロペニル)オキシ]−2−[[(ブチルアミノ)カルボニル]オキシ]プロポキシ]−ω−[3−[[(ブチルアミノ)カルボニル]オキシ]−2−[(1−オキシ−2−プロペニル)オキシ]プロピル]−ポリ[オキシ(メチル−1,2−エタンジイル)]を反応させた。
2/ポリ[オキシ(メチル−1,2−エタンジイル)],α−[3−ヒドロキシ−2−[[(N−メチルブチルアミノ)カルボニル]オキシ]プロポキシ]−ω−[3−[[(N−メチルブチルアミノ)カルボニル]オキシ]−2−[ヒドロキシプロピル]および異性体のエステル交換によるアクリル化
実施例9と同じ化学量論による同じ手順を使用した。
実施例11:オキシ(メチル−1,2−エタンジイル)単位の平均数が9〜10個であるポリ[オキシ(メチル−1,2−エタンジイル)],α−[3−[(1−オキソ−2−プロペニル]オキシ]−2−[[[[[(1−オキソ−2−プロペニル)オキシ]エトキシ]エチルアミノ]カルボニル]オキシ]プロポキシ]−ω−[3−[[[[[(1−オキソ−2−プロペニル)オキシ]エトキシ]エチルアミノ]カルボニル]オキシ]−2−[(1−オキソ−2−プロペニル)オキシ]プロピル]および異性体の調製
Figure 2006509792

1/オキシ(メチル−1,2−エタンジイル)単位の平均数が9〜10個であるポリ[オキシ(メチル−1,2−エタンジイル)],α−[3−ヒドロキシ−2−[[[[[(1−オキソ−2−プロペニル)オキシ]エトキシ[エチルアミノ]カルボニル]オキシ]プロポキシ]−ω−[3−[[(N−メチルブチルアミノ)カルボニル]オキシ]−2−[ヒドロキシプロピル]および異性体の調製
312.4gの、実施例9から得たα−[(2−オキソ−1,3−ジオキソラン−4−イル)メトキシ]−ω−[(2−オキソ−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチル]−ポリ[オキシ(メチル−1,2−エタンジイル)]および97.1gの2−(2−アミノエトキシエタノール)(0.92mol、アミン対環状カーボネート当量比=1.12)を、実施例1の記述と同じ反応器に仕込んだ。混合物を80℃までゆっくりと加熱した。アミンの滴定は、80℃で5時間後、反応が完了したことを表した。
滴定(250mg KOH/g)によるヒドロキシル含量の測定は、予想した反応が定量的に起こった(理論値:239mg KOH/g)ことを表していた。OH基をクロロフォスフォランで前処理した後の31P NMRによる一級対二級OH基比の測定(0.67:0.33)は、ほぼ統計的な予想異性体混合物を表した(理論値:0.705:0.295)。
2/ポリ[オキシ(メチル−1,2−エタンジイル)],α−[3−ヒドロキシ−2−[[[[[(1−オキソ−2−プロペニル)オキシ]エトキシ]エチルアミノ]カルボニル]プロポキシ]−ω−[3−[[(N−メチルブチルアミノ)カルボニル]オキシ]−2−[ヒドロキシプロピル]および異性体のエステル交換によるアクリル化
1/で調製したヒドロキシアルキルカルバメートに、1202gのエチルアクリレート(12.0mol、アルキルアクリレート対ヒドロキシアルキルカルバメート当量比=6)、BHT最終製品(on end product)3600ppmおよびPTZ最終製品1810ppmを添加してアクリル化を実施した。実施例1のとおりに、最初に反応混合物を共沸蒸留で乾燥した。ジルコニウムn−ブトキサイド5.3g(ブタノール中80%)およびジルコニウムアセチルアセトネート4.9g(触媒対生成カルバモイルオキシ(メタ)アクリレート重量比=0.02)の添加後、空気を噴射しながら反応混合物を100〜103℃に維持し、生成したエタノールをエタノール/エチルアクリレート共沸混合物として上部から取り去った。屈折率の測定値が、蒸留物中にメタノールがもはや存在しないことを示すまで、反応を続けた。反応時間は、7.5時間であった。
反応完了後、水(触媒1g当たり4g)を添加し、混合物を75℃で勢いよく3時間攪拌して、触媒を加水分解した。珪藻土床で真空濾過し、濃縮/ストリッピング(100mmHg、85℃、2.5時間)した後、アクリル化されているOH基の95%が出発ヒドロキシアルキルカルバメートに由来し(H NMRによる)、かつ、2ppm残留ジルコニウムを含有する(原子吸光分析による)生成物が得られた。
下表は、実施例6〜11から得られた非希釈生成物の分子量(分子組成から算出)およびアクリレート官能基、並びに、測定粘度を示す。また、CB 32(Ackrosから得た市販品)、実施例6と同一の生成物だが、イソシアネート法に従って1molのトリメチルヘキサメチレンジイソシアネートを2molのHEAと反応させて得た生成物の粘度も示す。
Figure 2006509792
実施例6およびCB 32を含有する各種配合物から得たコーティング剤の性能も比較した。
組成
Figure 2006509792
性能:10μm、Chamtenero 60ペーパー 80W/cm、Hバルブ、非焦点化(focalised)
Figure 2006509792
これらの結果は、本発明に記載の方法が、有毒な原料を使って得られる市販品(CB 32)と同一の、もしくは、それよりも若干優れたコーティング性能を示す既述のウレタンアクリレート(実施例6)をもたらすことができることを明確に示している。
該結果は、本発明に記載の方法が、多官能価環状カーボネート(実施例8、9および10)から出発する場合、既述の製品(CB 32)と同様の(あるいは、それよりも高い場合もある)分子量と同一の官能基を持ちながら、CB 32よりも驚くほどはるかに低い粘度を示す新規ウレタンアクリレートをもたらすことも明確に立証している。ヒドロキシアルキルカルバメートの製造に一級アミンの代わりに二級アミンを使用すると、さらに粘度の低いアクリレートを得ることができる(実施例10対実施例9)。
実施例11は、本発明に記載の方法がかつてないほど粘度の低い四官能価ウレタンアクリレートをもたらすことができることを示している。
実施例12
ジルコニウム触媒(11gのジルコニウムn−ブトキサイドおよびアセチルアセトン(4g、Wacker製))を使用した点を除いて、実施例1を繰り返した。反応は、周囲圧で実施し、4時間後、反応混合物を冷却し、水(12% w/w、15% w/w NaCO溶液)で2回洗浄した。減圧濃縮後、透明な低着色(47Apha)、低粘度(31mPa.s)の生成物が得られた。分析により、該生成物の純度が少なくとも95%w/wで、含有するZrが10ppm未満である、と認められた。

Claims (27)

  1. 式(I)、(II)、(III)、(IV)、(V)、(VI)または(VII)のヒドロキシアルキルカルバメートのエステル交換反応を含むカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートの製造法であり、
    Figure 2006509792

    Figure 2006509792

    Figure 2006509792

    式中、
    k≧2
    n=0〜2
    m=0〜2
    n+m≧1
    p=nまたはm、q=nまたはm、r=nまたはm、s=nまたはm、v=nまたはm、w=nまたはm
    (p+q)=(r+s)=(v+w)=(n+m)であり、
    各R、各R、各R20を、独立して、
    ・水素
    ・ハロゲン
    ・ヒドロキシ
    ・場合によりヒドロキシ;ハロゲン;アリールおよび/または置換基がヒドロキシ、ハロゲンまたはアルキルのアリールで置換され;かつ場合により1〜8個のエーテル結合を含有するアルキル、
    ・場合によりヒドロキシ;ハロゲン;アリールおよび/または置換基がヒドロキシ、ハロゲンまたはアルキルのアリールで置換され;かつ場合により1〜8個のエーテル結合を含有するアルケニル
    ・場合によりヒドロキシ;ハロゲン;アルキル;置換基がヒドロキシ、ハロゲンおよび/またはアリールのアルキルで置換され;および/または1〜8個のエーテル結合含有アルキルで置換されるアリール
    から成る群から選択し、
    がアルキルで、該アルキルが場合によりヒドロキシ、三級アミンおよび/またはアリールで置換され、場合によりエーテル結合1〜20個および/または三級アミン結合1〜3個を含有し、
    、R、R、R12、R13、R14、R15およびR16を、独立して、
    ・水素、および
    ・場合によりヒドロキシ、三級アミンおよび/またはアリールで置換され、場合によりエーテル結合1〜8個および/または三級アミン結合1〜3個を含有するアルキルから成る群から選択し、
    ・それぞれ、R、R、RおよびR、R12および/またはR13および/またはR14、R15およびR16を環形成のために全体として結合できるという条件付きであり、
    、R、R、R10、R17およびR18を、独立して、エーテル結合1〜8個および/または三級アミン結合1〜3個を含有できるアルキレン、アルケニレン、アリーレンおよびアラルキレン鎖から選択し、
    11が水素またはアルキルであり;
    19、R21、R22、R23、R25、R26、R27およびR28を、独立して、エーテル結合1〜20個、三級アミン結合1〜4個、−CO−結合1〜4個および/または−O−CO−結合1〜4個を含有できるアルキレンアルケニレン、アリーレンおよびアラルキレン鎖から選択し、
    Aが、
    Figure 2006509792

    であり、
    式中、R24は水素またはアルキルで;
    式(VIII)の(メタ)アクリレートを有し、
    CH=CR29−COOR30 (VIII)
    式中、R29は水素またはメチルで、R30が、炭素原子1〜8個を含むアルキル基を表し;有機チタネート、有機ジルコネートまたは有機錫の触媒の存在下で(メタ)アクリレート対ヒドロキシルアルキルカルバメート当量比が3.5以上であるカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートの製造法。
  2. 式(I)、(II)、(III)および(IV)のヒドロキシアルキルカルバメートが、それぞれ式(IX)、(X)、(XI)および(XII)のアミンを式(XIII)の環状カーボネートと反応させることによって得られ、
    式(IX)、(X)、(XI)および(XII)のアミンが、
    Figure 2006509792

    であり、
    式中、
    、R、R、R、R、R、R、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17およびR18が請求項1に規定するとおりであり、
    式(XIII)の環状カーボネートが、
    Figure 2006509792

    であり、
    式中、R、Rおよびkが請求項1に規定するとおりであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 式(IX)のアミンを式(XIV)、(XV)および(XVI)の環状カーボネートそれぞれと反応させることによって式(V)、(VI)および(VII)のヒドロキシアルキルカルバメートが得られ、
    該アミンが
    Figure 2006509792

    で、
    式中、RおよびRを請求項1に規定するとおりであり、
    該環状カーボネートが、
    Figure 2006509792

    Figure 2006509792

    であり、
    式中、R、R、R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、A、nおよびmを請求項1のとおりに規定することを特徴とする請求項1に記載の方法。
  4. 30がメチル、エチルまたはn−ブチルであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
  5. (メタ)アクリレート対ヒドロキシアルキルカルバメート当量比が少なくとも4であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
  6. 触媒が、各アルキルが独立して炭素原子2〜8個を含むアルキルチタネート、もしくは、各アルキルが独立して炭素原子2〜8個を含むアルキルジルコネート、もしくは、ジルコニウム1,3−ジケトンキレート、もしくは、それらの混合物であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
  7. エステル交換反応を少なくとも1種類の重合防止剤の存在下で実施することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の方法。
  8. 重合防止剤を立体障害フェノール誘導体から選択することを特徴とする請求項7に記載の方法。
  9. 立体障害フェノール誘導体を、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール(BHT)、2,6−ジメチルフェノール、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−(1−メチル−シクロヘキシル)フェノール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,4−ジメチル−6−(1−メチルペンタデシル)−フェノール、α−トコフェロール(ビタミンE)およびそれらの混合物の群から選択することを特徴とする請求項8に記載の方法。
  10. 立体障害フェノールの濃度が、形成されるカルバモイルオキシ(メタ)アクリレート量に基づいて100〜5000ppm w/wであることを特徴とする請求項8〜9のいずれかに記載の方法。
  11. エステル交換反応中に少なくとも100ppmの非フェノール系重合防止剤を添加することを特徴とする請求項7〜10のいずれかに記載の方法。
  12. エステル交換反応中の温度が、最高でも110℃であることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の方法。
  13. 一級ヒドロキシ基とアルキルチタネート触媒のみを使用する場合、エステル交換反応中の温度が、最高でも75℃であることを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の方法。
  14. 触媒対生成カルバモイルオキシ(メタ)アクリレートの重量比が0.003〜0.1であることを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の方法。
  15. エステル交換後に得られる反応混合物を水および/またはポリオールで処理することを特徴とする請求項1〜14のいずれかに記載の方法。
  16. k=2または3およびn+m、p+q、r+s、v+w=1であることを特徴とする請求項1〜15のいずれかに記載の方法。
  17. 式(I)、(II)、(III)および(IV)において、R置換基うちの1個を水素、メチル、エチル、ヒドロキシメチル、クロロメチル、アリルオキシメチルの群から選択し、前記R置換基と同一の置換基上に存在するR置換基を水素およびメチルであるから選択し、他の全R置換基およびR置換基が水素であることを特徴とする請求項1〜16のいずれかに記載の方法。
  18. 式(V)、(VI)および(VII)において、各R、各Rおよび各Rが水素であることを特徴とする請求項1〜16のいずれかに記載の方法。
  19. 式(I)、(V)、(VI)および(VII)および(IX)において、Rが水素であり、R3が少なくとも3個の炭素原子を含み、少なくとも1個のヒドロキシで置換され、場合により1または2個のエーテル結合を含有することを特徴とする請求項1〜18のいずれかに記載の方法。
  20. 請求項1〜19のいずれかに記載の方法によって得ることができるカルバモイルオキシ(メタ)アクリレート。
  21. 式(XVII)、(XVIII)、(XIX)、(XX)、(XXI)、(XXII)、(XXIII)、(XXIV)、(XXV)および(XXVI)のカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートであって、
    Figure 2006509792

    Figure 2006509792

    Figure 2006509792

    Figure 2006509792

    式中、
    k、n、m、p、q、r、s、v、w、A、R、R、R、R10、R17、R18、R11、R19、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28およびR29が、上記で規定したとおりで、
    t≧3、
    37が、三級アミンで置換され、場合によりエーテル結合1〜20個および/または三級アミン結合1〜3個を含有するアルキル;または、エーテル結合1〜20個および/または三級アミン結合1〜3個を含有し、場合により−O−CO−CR29=CH、三級アミンおよび/またはアリールで置換されているアルキルであり:
    各R38、各R40が、独立して、R31について規定したもので、少なくとも1個のR38と少なくとも1個のR40を、
    ・ハロゲン
    ・−O−CO−CR29=CH
    ・−O−CO−CR29=CH;ハロゲン;アリールおよび/または−O−CO−CR29=CHまたはハロゲンまたはアルキルで置換されたアリールを置換基とし;場合によりエーテル結合1〜8個を含有するアルキル、
    ・エーテル結合1〜8個を含有するアルキル
    ・場合により−O−CO−CR29=CH;ハロゲン;アリールおよび/または−O−CO−CR29=CHまたはハロゲンまたはアルキルで置換されたアリールを置換基とし;場合によりエーテル結合1〜8個を含有するアルケニル、
    ・場合により−O−CO−CR29=CH;ハロゲン;アルキル;−O−CO−CR29=CH、ハロゲンおよび/またはアリールで置換されたアルキルを置換基とし、エーテル結合1〜8個を含有するアリール
    から成る群から選択し、
    39が2−メチル−1,5−ペンタメチレンであるか、R39を、エーテル結合1〜8個および/または三級アミン結合1〜3個を含有するアルキレン;それぞれエーテル結合1〜8個および/または三級アミン結合1〜3個を含有できるアルケニレン、アリーレンおよびアラルキレン鎖から選択するか、R39を、少なくともR35およびR36の一方が水素と異なる場合にアルキレンから選択し、
    各R31、各R32、各R50を、独立して、
    ・水素
    ・ハロゲン
    ・−O−CO−CR29=CH
    ・場合により−O−CO−CR29=CH;ハロゲン;アリールおよび/または−O−CO−CR29=CHまたはハロゲンまたはアルキルで置換されたアリールを置換基とし;場合によりエーテル結合1〜8個を含有するアルキル
    ・場合により−O−CO−CR29=CH;ハロゲン;アリールおよび/または−O−CO−CR29=CHまたはハロゲンまたはアルキルで置換されたアリールを置換基とし;場合によりエーテル結合1〜8個を含有するアルケニル
    ・場合により−O−CO−CR29=CH;ハロゲン;アルキル;および/または−O−CO−CR29=CH、ハロゲンおよび/またはアリールで置換されたアルキル;および/またはエーテル結合1〜8個を含有するアルキルを置換基とするアリール
    から成る群から選択し、
    33が、場合により−O−CO−CR29=CH、三級アミンおよび/またはアリールで置換され、場合によりエーテル結合1〜8個および/または三級アミン結合1〜3個を含有するアルキルであり、
    34、R35、R36、R42、R43、R44、R45およびR46を、独立して、
    ・水素および
    ・場合により置換基が−O−CO−CR29=CH;三級アミンおよび/またはアリールであり;場合によりエーテル結合1〜8個および/または三級アミン1〜3個を含有するアルキル
    から成る群から選択し、
    33、R34、R35およびR36、R42および/またはR43および/またはR44、R45およびR46を、それぞれ、環形成のために、合わせて結合できるという条件付きのカルバモイルオキシ(メタ)アクリレート。
  22. 34が水素、R37が少なくとも3個の炭素原子を含み、1または2個のエーテル結合を含有し、−O−CO−CR29=CHで置換されたアルキルであることを特徴とする請求項21に記載の式(XVIII)のカルバモイルオキシ(メタ)アクリレート。
  23. 39が2−メチル−1,5−ペンタメチレンであることを特徴とする請求項21に記載の式(XX)のカルバモイルオキシ(メタ)アクリレート。
  24. n+m、p+q、r+sおよびv+wが1に相当することを特徴とする請求項21に記載の式(XXIV)、(XXV)および(XXVI)のカルバモイルオキシ(メタ)アクリレート。
  25. 各R31、各R32および各R50が水素であることを特徴とする請求項21に記載のカルバモイルオキシ(メタ)アクリレート。
  26. 34、またR35およびR36のうちの少なくとも1個、R42およびR43およびR44のうちの少なくとも1個、R45およびR46のうちの少なくとも1個が水素と異なることを特徴とする請求項21に記載のカルバモイルオキシ(メタ)アクリレート。
  27. 放射線硬化組成物における請求項20〜26のいずれかに記載のカルバモイルオキシ(メタ)アクリレートの使用。
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