JP6606102B2 - 新規な含臭素重合体及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、新規な含臭素重合体及びその製造方法に関する。
分子内に臭素原子を含有する含臭素重合体は、難燃性を付与する樹脂添加剤等として利用されている。また含臭素重合体自体が難燃性及び光学特性(特に高屈折率)に優れた樹脂材料として有用であることが知られている。
含臭素重合体の例として、臭素化ポリスチレン、臭素化ポリフェニレンエーテル、臭素化ベンジルアクリレートポリマー、臭素化ポリカーボネートオリゴマー、臭素化エポキシ等が挙げられ、これらは主に臭素系難燃剤として利用されている(例えば、非特許文献1参照)。
さらに側鎖に臭素置換カルバゾールを有するポリアクリレート、含臭素モノマーをコモノマーとして用いて得られたポリアクリレートは難燃性を有し、光学特性(特に高屈折率)に優れた材料であることが報告されている(例えば、特許文献1及び2参照)。
一方、近年の樹脂材料は用途の多様化により、これら樹脂材料に求められる耐熱性もより高度なものになっており、樹脂の高耐熱化や樹脂添加剤の高耐熱化が種々検討されている。
特開平5−262952号公報 米国特許第5132430号明細書
西澤仁監修『難燃化の最新技術と難燃剤の選定・使用法』株式会社R&D支援センター、2013年8月1日、67−69頁
本発明は、耐熱性に優れ、難燃性付与を可能とする新規の含臭素重合体あるいは耐熱性及び光学特性に優れた難燃性を有する新規の含臭素重合体及びその製造方法を提供するものである。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。即ち、本発明は、下記一般式(1):

(式中、
pは、0又は1であり、
mは、2〜5の整数であり、
は、各々同一であっても異なっていてもよく、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基であり、
は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、ヨウ素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、炭素数1〜4のアルキルチオ基、炭素数1〜4のハロアルキル基、炭素数1〜4のハロアルコキシ基、ビニル基、ニトロ基、シアノ基、アルデヒド基、アミノ基、ヒドロキシル基、チオール基、スルホ基、スルホンアミド基、カルボキシル基もしくはエステル基であり、mが2又は3の場合、各Rは同一であっても異なっていてもよく、
星印は、重合体末端又は他の構造単位との結合点を示す)
で表される構造単位を有する重合体、その製造方法及びその重合体を含む難燃剤に関する。
本発明によれば、モノマー単位中に臭素原子を含み、かつ主鎖に環構造を有し、耐熱性に優れた難燃剤あるいは難燃性樹脂として有用な含臭素重合体が提供される。また本発明の重合体は臭素原子を含むことで難燃性を有する光学特性(特に高屈折率)に優れた樹脂材料としても期待できる。
実施例1で得られた化合物の1H−NMRチャートを示す。 実施例1で得られた化合物の13C−NMRチャートを示す。 実施例1で得られた化合物のFT−IRチャートを示す。 実施例1で得られた化合物のMALDI−TOFMSチャートを示す。 実施例2で得られた化合物の1H−NMRチャートを示す。 実施例2で得られた化合物のFT−IRチャートを示す。 実施例3で得られた化合物の1H−NMRチャートを示す。 実施例3で得られた化合物のFT−IRチャートを示す。 実施例4で得られた化合物の1H−NMRチャートを示す。 実施例4で得られた化合物のFT−IRチャートを示す。 実施例5で得られた化合物の1H−NMRチャートを示す。 実施例5で得られた化合物のFT−IRチャートを示す。 実施例6で得られた化合物の1H−NMRチャートを示す。 実施例6で得られた化合物のFT−IRチャートを示す。 実施例7で得られた化合物の1H−NMRチャートを示す。 実施例7で得られた化合物のFT−IRチャートを示す。 実施例8で得られた化合物の1H−NMRチャートを示す。 実施例8で得られた化合物のFT−IRチャートを示す。 実施例9で得られた化合物の1H−NMRチャートを示す。 実施例9で得られた化合物の13C−NMRチャートを示す。 実施例9で得られた化合物のFT−IRチャートを示す。 実施例10で得られた化合物の1H−NMRチャートを示す。 実施例10で得られた化合物のFT−IRチャートを示す。 実施例11で得られた化合物の1H−NMRチャートを示す。 実施例11で得られた化合物の13C−NMRチャートを示す。 実施例11で得られた化合物のFT−IRチャートを示す。 実施例12で得られた化合物の1H−NMRチャートを示す。 実施例12で得られた化合物のFT−IRチャートを示す。 実施例13で得られた化合物の1H−NMRチャートを示す。 実施例13で得られた化合物のFT−IRチャートを示す。 実施例14で得られた化合物の1H−NMRチャートを示す。 実施例14で得られた化合物のFT−IRチャートを示す。 実施例15で得られた化合物のFT−IRチャートを示す。
以下に本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明の一つの実施態様は、下記一般式(1):

(式中、
pは、0又は1であり、
mは、2〜5の整数であり、
は、各々同一であっても異なっていてもよく、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基であり、
は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、ヨウ素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、炭素数1〜4のアルキルチオ基、炭素数1〜4のハロアルキル基、炭素数1〜4のハロアルコキシ基、ビニル基、ニトロ基、シアノ基、アルデヒド基、アミノ基、ヒドロキシル基、チオール基、スルホ基、スルホンアミド基、カルボキシル基もしくはエステル基であり、mが2又は3の場合、各Rは同一であっても異なっていてもよく、
星印は、重合体末端又は他の構造単位との結合点を示す)
で表される構造単位を有する重合体である。
ここで、用語「炭素数1〜4のアルキル基」は、炭素数1〜4の、直鎖状又は分岐状の脂肪族飽和炭化水素の一価の基を意味し、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基を例示することができる。
用語「炭素数1〜4のハロアルキル基」は、1個以上のハロゲン原子で置換された炭素数1〜4のアルキル基を意味し、ブロモメチル基、2−ブロモエチル基、3−ブロモプロピル基、4−ブロモブチル基、ヨードメチル基、2−ヨードエチル基、3−ヨードプロピル基、4−ヨードブチル基、フルオロメチル基、2−フルオロエチル基、3−フルオロプロピル基、4−フルオロブチル基、トリブロモメチル基、トリクロロメチル基、トリフルオロメチル基等を例示することができる。2個以上のハロゲン原子で置換された炭素数1〜4のアルキル基のハロゲン原子は、同一であっても異なっていてもよい。
用語「炭素数1〜4のアルコキシ基」は、基RO−(ここで、Rは、炭素数1〜4のアルキル基である)を意味し、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、s−ブトキシ基、t−ブトキシ基を例示することができる。
用語「炭素数1〜4のハロアルコキシ基」は、1個以上のハロゲン原子で置換された炭素数1〜4のアルコキシ基を意味し、ブロモメトキシ基、2−ブロモエトキシ基、3−ブロモプロピルオキシ基、4−ブロモブチルオキシ基、ヨードメトキシ基、2−ヨードエトキシ基、3−ヨードプロピルオキシ基、4−ヨードブチルオキシ基、フルオロメトキシ基、2−フルオロエトキシ基、3−フルオロプロピルオキシ基、4−フルオロブチルオキシ基、トリブロモメトキシ基、トリクロロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基等を例示することができる。2個以上のハロゲン原子で置換された炭素数1〜4のアルコキシ基のハロゲン原子は、同一であっても異なっていてもよい。
用語「炭素数1〜4のアルキルチオ基」は、基R′S−(ここで、R′は、炭素数1〜4のアルキル基である)を意味し、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、イソプロピルチオ基、ブチルチオ基、イソブチルチオ基、s−ブチルチオ基、t−ブチルチオ基を例示することができる。
用語「ハロゲン原子」又は「ハロ」は、互換可能であり、ヨウ素原子、臭素原子、塩素原子又はフッ素原子を意味する。
用語「カルボキシル基もしくはエステル基」は、基:−COOHもしくはそのエステル基(すなわち、基:−COOR″)を意味する。ここで、R″は、炭素数1〜4のアルキル基を意味する。
前記一般式(1)において各Rは、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基のいずれでもよく、各構造単位中のRは、各々同一であっても異なっていてもよく、水素原子及び炭素数1〜4のアルキル基の両方を含んでも差し支えないが、臭素含量をより高くできる点又は重合体が得られ易い点において水素原子又はメチル基が好ましい。
前記一般式(1)において各Rは、原料の入手容易性、合成容易性に応じて適宜選択すればよいが、臭素含量をより高くできる点において水素原子を1置換以上含むことがより好ましく、全て水素原子であることがさらに好ましい。
前記一般式(1)においてpが1の場合はイミド部分が6員環構造であることを意味し、具体的には、下記一般式(2)を表し、

(式中、R、R、m及び星印は、前記と同義である)
pが0の場合はイミド部分が5員環構造であることを意味し、具体的には、下記一般式(3)を表す。

(式中、R、R、m及び星印は、前記と同義である)
本発明の重合体に含まれる、前記一般式(1)で表される構造単位は、前記一般式(2)又は前記一般式(3)のいずれか一方であってもよく、重合体中にいずれか一方の式で表される構造単位を2種類以上含んでいてもよい。また、重合体中に前記一般式(2)及び(3)で表される構造単位を両方含んでも差し支えない。
前記一般式(1)において臭素原子の置換数mは、2〜5であり、臭素含量の観点から3〜5が好ましい。臭素原子の置換位置には特に制限はなく、重合体中の各構造単位において、臭素原子の置換数、位置が異なる任意の異性体を包含しうる。
本発明の重合体の臭素含量は、難燃性の観点から、重合体の全重量に対して10〜75重量%が好ましく、30〜75重量%がより好ましく、50〜75重量%がさらに好ましい。なお、本発明において、臭素含量は、JIS K 7229(フラスコ燃焼法)に準じる方法の測定値を意味する。ただし、重合体が臭素原子以外のハロゲン原子を含む場合には、クロマトグラフィー等の適切な測定法を用いて補正された測定値であってよい。
本発明の重合体は、前記一般式(1)で表される構造単位を有していれば特に限定されない。目的、用途に応じて適宜前記一般式(1)で表される構造単位以外の成分を共重合成分として含んでもよい。他の共重合成分としては、共重合性の点から前記一般式(1)以外の構造中にビニル基を含有する構造単位が好ましい。
前記一般式(1)で表される構造単位以外のビニル基を含有する単量体としては、ビニル化合物、ビニリデン化合物、ビニレン化合物、環状オレフィン化合物、共役ジエン化合物、重合体分子鎖の末端にビニル基を有するマクロ化合物等が挙げられ、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
上記ビニル化合物としては、エチレン、プロピレン、スチレン、臭素化スチレン、塩素化スチレン、メトキシスチレン、ビニルベンジルメチルエーテル、ビニルトルエン、塩化ビニル、臭化ビニル、フッ化ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、アリルグリシジルエーテル、アクリル酸、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、i−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、i−ブチルアクリレート、s−ブチルアクリレート、t−ブチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、3−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシブチルアクリレート、3−ヒドロキシブチルアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、臭素化2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、アリルアクリレート、2,3−ジブロモプロピルアクリレート、トリブロモネオペンチルアクリレート、ベンジルアクリレート、臭素化ベンジルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、フェニルアクリレート、臭素化フェニルアクリレート、2−メトキシエチルアクリレート、2−フェノキシエチルアクリレート、臭素化2−フェノキシエチルアクリレート、メトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシトリエチレングルコールアクリレート、メトキシプロピレングルコールアクリレート、メトキシジプロピレングルコールアクリレート、イソボルニルアクリレート、ジシクロペンタジエニルアクリレート、グリセロールモノアクリレート、グリシジルアクリレート、2−アミノエチルアクリレート、2−ジメチルアミノエチルアクリレート、2−アミノプロピルアクリレート、2−ジメチルアミノプロピルアクリレート、3−アミノプロピルアクリレート、3−ジメチルアミノプロピルアクリレート、アクリルアミド、N−2−ヒドロキシエチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N−フェニルアクリルアミド、臭素化N−フェニルアクリルアミド、1−ビニル−2−ピロリドン、アクリロニトリル、ジアリルエーテル、フェニルアリルエーテル、臭素化フェニルアリルエーテル、アリルアミン等が挙げられるが、これらに限定されない。
上記ビニリデン化合物としては、塩化ビニリデン、フッ化ビニリデン、α−メチルスチレン、メタクリル酸、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルメタクリレート、i−プロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、i−ブチルメタクリレート、s−ブチルメタクリレート、t−ブチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、3−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−ヒドロキシブチルメタクリレート、3−ヒドロキシブチルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルメタクリレート、臭素化2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルメタクリレート、アリルメタクリレート、2,3−ジブロモプロピルメタクリレート、トリブロモネオペンチルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、臭素化ベンジルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、フェニルメタクリレート、臭素化フェニルメタクリレート、2−メトキシエチルメタクリレート、2−フェノキシエチルメタクリレート、臭素化2−フェノキシエチルメタクリレート、メトキシジエチレングリコールメタクリレート、メトキシトリエチレングルコールメタクリレート、メトキシプロピレングルコールメタクリレート、メトキシジプロピレングルコールメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、ジシクロペンタジエニルメタクリレート、グリセロールモノメタクリレート、グリシジルメタクリレート、2−アミノエチルメタクリレート、2−ジメチルアミノエチルメタクリレート、2−アミノプロピルメタクリレート、2−ジメチルアミノプロピルメタクリレート、3−アミノプロピルメタクリレート、3−ジメチルアミノプロピルメタクリレート、メタクリルアミド、N−2−ヒドロキシエチルメタクリルアミド、N−イソプロピルメタクリルアミド、N−フェニルメタクリルアミド、臭素化N−フェニルメタクリルアミド、α−クロロアクリルアミド、メタクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、シアン化ビニリデン等が挙げられるが、これらに限定されない。
上記ビニレン化合物としては、フマル酸ジアルキル、マレイミド、N−フェニルマレイミド、臭素化N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、炭酸ビニレン等が挙げられるが、これらに限定されない。
上記環状オレフィン化合物としては、ノルボルネン、シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、インデン、臭素化インデン、1−メチルインデン、臭素化1−メチルインデン、フェナントレン、臭素化フェナントレン等が挙げられるが、これらに限定されない。
上記共役ジエン化合物としては、1,3−ブタジエン、イソプレン、クロロプレン、2,3−ジクロロ−1,3−ブタジエン等が挙げられるが、これらに限定されない。
上記重合体分子鎖の末端にビニル基を有するマクロ化合物における重合体分子鎖としては、ポリスチレン、ポリメチル(メタ)アクリレート、ポリ−n−ブチル(メタ)アクリレート、ポリシロキサン等が挙げられるが、これらに限定されない。
また、前記一般式(1)で表される構造単位を有する重合体の両末端としては、後述する重合開始剤に由来する開始剤残基、水素原子等が挙げられる。
本発明の重合体は、難燃性付与及び耐熱性付与の観点から、好ましくは前記一般式(1)で表される構造単位を30モル%以上含み、より好ましくは50モル%以上含み、さらに好ましくは80モル%以上含む。最も好ましくは、本発明の重合体は、前記一般式(1)で表される構造単位のみを有する。
本発明の重合体の分子量は、目的、用途に応じて適宜設定すればよいが、良好な熱安定性や加工性を得るためにはポリスチレン換算の重量平均分子量で好ましくは1,000〜1,000,000、より好ましくは1,000〜500,000、さらに好ましくは1,000〜250,000である。
本発明の重合体は、例えば難燃剤として使用する場合、加工温度での安定性が求められるため、熱重量分析(TGA)における5%重量減少温度が200〜450℃であることが好ましく、250〜450℃であることがより好ましい。
本発明でいう難燃剤とは、プラスチック・ゴム・繊維・紙・木材等の可燃性素材に難燃性を付与する目的で使用されるものを指すが、本発明の重合体のように、それ自体を材料として難燃性を有する材料として用いることができるものも含む。
本発明でいう難燃性光学用材料とは、可視光、赤外線、紫外線、X線、レーザー等の光をその材料中に通過させる用途に用いられる材料のうち難燃性を有するものを指す。難燃性光学用材料の用途として例えば、光学レンズ、光学フィルム、光学接着剤、光学基板、光学フィルタ、光ディスク、光ファイバー等が挙げられる。
本発明の重合体の製造方法は、特に限定されず、いかなる製造方法を用いて製造してもよい。好ましくは、下記一般式(4):

(式中、
mは、2〜5の整数であり、
は、各々同一であっても異なっていてもよく、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基であり、
は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、ヨウ素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、炭素数1〜4のアルキルチオ基、炭素数1〜4のハロアルキル基、炭素数1〜4のハロアルコキシ基、ビニル基、ニトロ基、シアノ基、アルデヒド基、アミノ基、ヒドロキシル基、チオール基、スルホ基、スルホンアミド基、カルボキシル基もしくはエステル基であり、mが2又は3の場合、各Rは同一であっても異なっていてもよい)
で表される単量体を重合することにより、下記一般式(1):

(式中、R、R、m、p及び星印は、前記と同義である)
で表される構造単位を有する重合体を得ることができる。
本発明の製造方法で用いる一般式(4)で示される単量体は、いかなる製造方法を用いて調製してもよいが、例えばアニリン誘導体及びアクリル酸ハライド誘導体を用いて公知の方法(例えば、欧州特許出願公開第1956033号に記載の方法)に準じて合成することが可能である。好ましくは、下記一般式(5):

(式中、m及びRは、前記と同義である)
で表されるアニリン誘導体と、一般式(6):

(式中、
は、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基であり、
Xは、塩素原子又は臭素原子である)
で表されるアクリル酸ハライド誘導体を、塩基存在下で反応させることで、前記一般式(4)で表される含臭素N−フェニルジアクリルアミド誘導体を得ることができる。
一般式(5)で表されるアニリン誘導体は、市販されており、マナック(株)、シグマアルドリッチジャパン(株)等の供給業者より容易に入手することが可能である。例えば、2,4−、2,5−、2,6−もしくは3,4−ジブロモアニリン、2,6−ジブロモ−4−メチルアニリン、4−クロロ−2,4−ジブロモアニリン、2,6−ジブロモ−4−トリフルオロメチルアニリン、2,6−ジブロモ−4−トリフルオロメトキシアニリン、2,6−ジブロモ−4−ニトロアニリン、2,4,6−トリブロモアニリン、3−メチル−2,4,6−トリブロモアニリン等が挙げられる。また、公知の方法(例えば、Organic Syntheses, Vol.13, p.93 (1933)に記載の方法)に準じて合成することが可能である。
一般式(6)で表されるアクリル酸ハライド誘導体は、市販されており、東京化成工業(株)等の供給業者より容易に入手することが可能である。例えば、アクリル酸クロリド、メタクリル酸クロリド、2−エチルアクリル酸クロリド等が挙げられる。また、アクリル酸誘導体を公知の酸ハロゲン化物反応に付すことにより、合成することが可能である。
さらに一般式(6)で表されるアクリル酸ハライド誘導体は、塩基存在下でアクリル酸ハライド誘導体を生成するハロゲン化水素付加体も用いることも可能である。例えば、3−クロロプロピオニルクロリド、3−ブロモプロピオニルクロリド等が挙げられる。
一般式(6)で表されるアクリル酸ハライド誘導体の使用量は、一般式(5)で表されるアニリン誘導体1モルに対して1.0〜10モル、好ましくは1.5〜8モル、さらに好ましくは2.0〜5.0モルである。
一般式(4)で示される単量体の合成における塩基としては、無機塩基、有機塩基及び金属アルコキシドのいずれをも使用することが可能であり、1種又は2種以上を組み合わせて使用することもできる。無機塩基としては、特に限定されないが、例えば、アンモニア、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水素化リチウム、水素化ナトリウム、水素化カリウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素セシウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸二水素カリウム、金属リチウム、金属ナトリウム、金属カリウム等が挙げられる。有機塩基としては、特に限定されないが、例えば、ピリジン、4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)、ルチジン、コリジン、トリメチルアミン、ジメチルアミン、トリエチルアミン、ジエチルアミン、N,N−ジイソプロピルエチルアミン、N,N−ジイソプロピルペンチルアミン、モルホリン、ピペリジン、ピロリジン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン(DBU)、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エン(DBN)、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO)等が挙げられる。金属アルコキシドとしては、特に限定されないが、例えば、ナトリウムメトキシド、カリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムエトキシド、t−ブトキシナトリウム、t−ブトキシカリウム等が挙げられる。なかでも有機塩基が好ましく、ピリジン、4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)、トリエチルアミンがより好ましい。塩基の使用量は、一般式(5)で表されるアニリン誘導体1モルに対して0.5〜20モル、好ましくは0.5〜15モル、さらに好ましくは0.8〜10モルである。
一般式(5)で表されるアニリン誘導体、一般式(6)で表されるアクリル酸ハライド誘導体及び塩基の添加順序は特に限定されない。これら3種を同時に添加混合して反応を開始させてもよく、またいずれか2種を混合した後、残りの1種を一度に又は分割添加して、反応を開始・進行させてもよい。
一般式(4)で示される単量体の合成は、無溶媒で、あるいは溶媒を使用して実施してもよい。使用する溶媒は、反応に不活性な溶媒であれば特に限定されず、所望する反応温度等に応じて適宜選択される。具体的には、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、モノクロロベンゼン、モノブロモベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒;n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、ジクロロメタン、ジブロモメタン、クロロホルム、四塩化炭素、エチレンジクロリド、1,1,1−トリクロロエタン、トリクロロエチレン等の脂肪族炭化水素系溶媒、ジエチルエーテル、1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、シクロペンチルメチルエーテル等のエーテル系溶媒、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸エチル、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等のエステル系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、ジメチルスルホキシド等の含硫黄系溶媒、ピコリン、ピリジン等の含窒素系溶媒、アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル系溶媒が挙げられる。これらは単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらの溶媒の中では、原料の溶解性、人体及び環境への影響の少なさ、工業的入手のし易さから、トルエン、キシレン、モノクロロベンゼン、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、シクロペンチルメチルエーテル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジメチルスルホキシド、アセトニトリルが好ましい。溶媒の使用量は、一般式(5)で表される化合物1gに対して、0〜20倍量(重量基準)であることが好ましく、0〜10倍量(重量基準)であることがより好ましい。
反応温度は、0〜200℃の範囲が好ましい。反応温度は、副反応を抑制する点から、0〜150℃の範囲がより好ましい。また、反応時間は、使用する出発物質の量や種類、溶媒の有無やその種類、反応温度等の条件によって適宜設定することができる。通常、1分〜336時間であることが好ましく、作業性の観点から10分〜168時間であることがより好ましい。
上記一般式(4)で示される単量体の重合方法としては、バルク重合、溶液重合、乳化重合等の重合方法を用いることができ、目的、用途に応じて適宜選択すればよいが、溶液重合及びバルク重合が工業的に有利で、分子量等の構造調整も容易であり好ましい。重合機構としては、ラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合、配位重合等の機構に基づいた重合方法を用いることができるが、ラジカル重合機構に基づく重合方法が、工業的にも有利であるため、好ましい。
上記一般式(4)で示される単量体をラジカル重合機構により重合する場合、熱によりラジカルを発生する熱ラジカル重合開始剤、光照射により分解してラジカルを発生する光ラジカル重合開始剤を用いるのが工業的に有利で好ましい。そのような重合開始剤としては、特に限定されるものではなく、重合温度や溶媒、重合させる単量体の種類等の重合条件に応じて、適宜選択すればよく、これらは単独で用いても、2種以上を併用してもよい。また、重合開始剤とともに遷移金属塩やアミン類等の還元剤を併用してもよい。
熱ラジカル重合開始剤としては、熱エネルギーを供給することによりラジカルを発生し重合を開始させるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、3−ヒドロキシ−1,1−ジメチルブチルペルオキシネオデカノエート、α−クミルペルオキシネオデカノエート、1,1,3,3−テトラメチルブチルペルオキシネオデカノエート、t−アミルペルオキシネオデカノエート、t−ブチルペルオキシネオデカノエート、ジ(2−エチルヘキシル)ペルオキシジカーボネート、ジ(s−ブチル)ペルオキシジカーボネート、t−ブチルペルオキシネオヘプタノエート、t−アミルペルオキシピバレート、t−ブチルペルオキシピバレート、ジイソノナノイルペルオキシド、ジラウロイルペルオキシド、1,1,3,3−テトラメチルブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート、ジベンゾイルペルオキシド、t−アミルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルペルオキシソブチレート、1,1−ジ(t−アミルペルオキシ)シクロヘキサン、t−アミルペルオキシイソノナノエート、t−アミルペルオキシn−オクトエート、1,1−ジ(t−ブチルペルオキシ)シクロヘキサン、t−アミルペルオキシソプロピルカーボネート、t−ブチルペルオキシソプロピルカーボネート、t−アミルペルオキシ2−エチルヘキシルカーボネート、t−ブチルペルオキシ2−エチルヘキシルカーボネート、t−アミルペルオキシベンゾエート、t−アミルペルオキシアセテート、t−ブチルペルオキシアセテート、t−ブチルペルオキシソノナノエート、t−ブチルペルオキシベンゾエート、2,2−ジ(t−ブチルペルオキシ)ブタン、n−ブチル 4,4−ジ(t−ブチルペルオキシ)バレレート、メチルエチルケトンペルオキシド、エチル 3,3−ジ(t−ブチルペルオキシ)ブチレート、1,3−ジ(2−t−ブチルペルオキシソプロピル)ベンゼン、ジクミルペルオキシド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキサン、ジ−t−アミルペルオキシド、ジ−t−ブチルペルオキシド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロペルオキシド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキシン−3、t−アミルハイドロペルオキシド、t−ブチルハイドロペルオキシド、過酸化水素、過硫酸塩等の過酸化物;2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、1−[(1−シアノ−1−メチルエチル)アゾ]ホルムアミド、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジハイドロクロリド、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジスルフェートジハイドレート、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジハイドロクロリド、2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]n−ハイドレート、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]、2,2’−アゾビス[N−(2−プロペニル)−2−メチルプロピオンアミド]、2,2’−アゾビス(N−ブチル−2−メチルプロピオンアミド)、ジメチル2,2’−アゾビス(イソブチレート)、4,4’−アゾビス(4−シアノペンタン酸)、1,1−アゾビス(1−アセトキシ−1−フェニルエタン)等のアゾ化合物等が挙げられ、好ましくは、ジ−t−ブチルペルオキシド、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(2−メチルブチロニトリル)、1,1−アゾビス(1−アセトキシ−1−フェニルエタン)、2,2’−アゾビス(N−ブチル−2−メチルプロピオンアミド)、ジクミルペルオキシド、ジベンゾイルペルオキシド、ジラウロイルペルオキシドが挙げられる。
光ラジカル重合開始剤としては、光照射により分解してラジカルを発生し重合を開始させるものであれば特に限定されず、例えば、アセトフェノン、アセトフェノンベンジルケタール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、キサントン、フルオレノン、ベンズアルデヒド、フルオレン、アントラキノン、トリフェニルアミン、カルバゾール、3−メチルアセトフェノン、4−クロロベンゾフェノン、4,4'−ジメトキシベンゾフェノン、4,4'−ジアミノベンゾフェノン、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、チオキサントン、ジエチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノ−プロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノン−1,4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキシド、オリゴ(2−ヒドロキシ−2−メチル−1−(4−(1−メチルビニル)フェニル)プロパノン)等が挙げられる。
重合開始剤の使用量は、使用する単量体の種類や量、重合温度、重合濃度等の重合条件、目標とする重合体の分子量等に応じて適宜設定すればよく、特に限定されないが、ポリスチレン換算の重量平均分子量が1,000〜1,000,000の重合体を得るには、単量体の総モル数に対して、0.01〜20モル%が好ましく、0.05〜15モル%がより好ましく、0.1〜10モル%がより好ましい。
上記一般式(4)で示される単量体をラジカル重合機構により重合する場合、必要に応じて、連鎖移動剤を使用してもよく、ラジカル重合開始剤と併用するのがより好ましい。重合時に連鎖移動剤を使用すると、分子量分布の増大やゲル化を抑制できる傾向にある。このような連鎖移動剤としては、具体的には、例えば、メルカプト酢酸、3−メルカプトプロピオン酸等のメルカプトカルボン酸類;メルカプト酢酸メチル、3−メルカプトプロピオン酸メチル、3−メルカプトプロピオン酸2−エチルヘキシル、3−メルカプトプロピオン酸n−オクチル、3−メルカプトプロピオン酸メトキシブチル、3−メルカプトプロピオン酸ステアリル、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3−メルカプトプロピオネート)等のメルカプトカルボン酸エステル類;エチルメルカプタン、t−ブチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、1,2−ジメルカプトエタン等のアルキルメルカプタン類;2−メルカプトエタノール、4−メルカプト−1−ブタノール等のメルカプトアルコール類;ベンゼンチオール、m−トルエンチオール、p−トルエンチオール、2−ナフタレンチオール等の芳香族メルカプタン類;トリス〔(3−メルカプトプロピオニロキシ)−エチル〕イソシアヌレート等のメルカプトイソシアヌレート類;2−ヒドロキシエチルジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド等のジスルフィド類;ベンジルジエチルジチオカルバメート等のジチオカルバメート類;α−メチルスチレンダイマー等の単量体ダイマー類;四臭化炭素等のハロゲン化アルキル類等が挙げられるが、これらに限定されない。これらの中では、入手性、架橋防止能、重合速度低下の度合いが小さい等の点で、メルカプトカルボン酸類、メルカプトカルボン酸エステル類、アルキルメルカプタン類、メルカプトアルコール類、芳香族メルカプタン類;メルカプトイソシアヌレート類等のメルカプト基を有する化合物が好ましく、アルキルメルカプタン類、メルカプトカルボン酸類、メルカプトカルボン酸エステル類が最も好ましい。これらは単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
連鎖移動剤の使用量は、使用する単量体の種類や量、重合温度、重合濃度等の重合条件、目標とする重合体の分子量等に応じて適宜設定すればよく、特に限定されないが、ポリスチレン換算の重量平均分子量が1,000〜1,000,000の重合体を得るには、単量体の総モル数に対して、0.01〜20モル%が好ましく、0.05〜15モル%がより好ましく、0.1〜10モル%がより好ましい。
上記一般式(4)で示される単量体をラジカル重合機構により、熱によりラジカルを発生する重合開始剤を用いて重合する際の重合温度としては、使用する単量体の種類や量、重合開始剤の種類や量等に応じて適宜設定すればよいが、30〜200℃が好ましく、60〜170℃がより好ましい。
上記一般式(4)で示される単量体が重合時に液体の場合には、生産性の観点からバルク重合を選択することが好ましい。バルク重合により重合する場合の条件は、使用する単量体の種類に応じて適宜設定すればよい。
上記一般式(4)で示される単量体を溶液重合法により重合する場合、重合に使用する溶媒としては、重合反応に不活性なものであれば特に限定されるものではなく、重合機構、使用する単量体の種類や量、重合温度、重合濃度等の重合条件に応じて適宜設定すればよく、特に限定されないが、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、モノクロロベンゼン、モノブロモベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒;n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、ジクロロメタン、ジブロモメタン、クロロホルム、四塩化炭素、エチレンジクロリド、1,1,1−トリクロロエタン、トリクロロエチレン等の脂肪族炭化水素系溶媒;ジエチルエーテル、1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、シクロペンチルメチルエーテル等のエーテル系溶媒;N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、テトラメチル尿素、1,3−ジメチル−3,4,5,6−テトラヒドロ−2(1H)−ピリミジノン等のアミド系溶媒;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、n−プロピルアルコール、イソブタノール、n−ブチルアルコール、s−ブタノール、t−ブタノール、エチレングリコール等のアルコール系溶媒;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸エチル、γ―ブチロラクトン、γ―バレロラクトン等のエステル系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒;ジメチルスルホキシド等の含硫黄系溶媒;ピコリン、ピリジン等の含窒素系溶媒;アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル系溶媒が挙げられる。これらは単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらの溶媒の中では、単量体の溶解性、人体及び環境への影響の少なさ、工業的入手のし易さから、トルエン、キシレン、モノクロロベンゼン、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、シクロペンチルメチルエーテル、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、n−プロピルアルコール、イソブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジメチルスルホキシド、アセトニトリルが好ましい。
上記一般式(4)で示される単量体を溶液重合法により重合する場合、溶媒の使用量としては、全単量体100重量部に対して、10〜5,000重量部が好ましく、50〜1,000重量部がより好ましい。
本発明の製造方法における重合時間は、使用する出発物質の量や種類、溶媒の有無やその種類、反応温度等の条件によって適宜設定することができる。通常、1分〜72時間であることが好ましく、作業性の観点から10分〜48時間であることがより好ましい。
重合終了後、得られた反応溶液から、一般的な方法を用いて一般式(1)で示される構造単位を有する重合体を単離することができる。単離する方法としては、特に限定されないが、例えば、重合溶媒を濃縮する方法及び/又は貧溶媒中へ添加することで固体を析出させる方法等が挙げられる。
単離した重合体は必要に応じてカラムクロマトグラフィー、再沈殿法等によりさらに精製することもでき、必要に応じて乾燥及び/又は加熱溶融しペレット化することもできる。
以下に、本発明を具体的な実施例により示すが、本発明は実施例の内容に制限されるものではない。なお、実施例及び合成例で得られた化合物のHPLC純度、5%重量減少温度、ガラス転移温度(又は融点)、重量平均分子量、MALDI−TOFMS、臭素含量、H−NMR、13C−NMR及び赤外線吸収スペクトル(FT−IR)の測定方法は以下の通りである。
HPLC純度:高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を用いて測定し、面積百分率により算出した。測定条件は以下の通りである。
試料調製 :試料1.0mgをアセトニトリル1.0mLに溶解
検出器 :SPD−10AVP((株)島津製作所製)
オーブン :CTO−10AVP((株)島津製作所製)
ポンプ :LC−10ADVP((株)島津製作所製)
カラム :ODS−80TM(東ソー(株)製)
溶離液 :アセトニトリル/水/リン酸=600/400/0.5
カラム温度 :40℃
流速 :1.0mL/min
波長 :254nm
5%重量減少温度:試料約10mgをアルミニウム製セルに入れ、示差熱・熱重量同時測定装置((株)島津製作所製 DTG−60)にて窒素気流下、10℃/分の昇温速度で、40〜600℃まで昇温した。測定開始から5%重量が減少した時点の温度とした。
ガラス転移温度:試料約5mgをアルミニウム製パン中に封入し、示差走査熱量計((株)島津製作所製DSC−60)を用い、窒素雰囲気下、毎分20℃の速度で100℃から300℃として2回昇温した。解析ソフトにより2回目昇温時のDSC曲線の外挿点からガラス転移温度を算出した。
融点:試料約5mgをアルミニウム製パン中に封入し、示差走査熱量計((株)島津製作所製DSC−60)にて、窒素雰囲気下、毎分10℃で40〜200℃まで昇温し、測定を行った。解析ソフトによりDSC曲線の外挿点から融点を算出した。
重量平均分子量:ゲル浸透クロマトグラフ法により測定した。予め、東ソー製標準ポリスチレンを用い、分子量約120万までの検量線を作成し、得られたクロマトグラフによりデータ処理装置を用いて標準ポリスチレン換算の重量平均分子量を計算した。分析条件は以下の通りである。
試料調製:試料0.01gをテトラヒドロフラン10mLに溶解
注入量:10μL
検出器:SPD−M10AVP(株式会社島津製作所製)
オーブン:CTO−10A(株式会社島津製作所製)
ポンプ:LC−10AD(株式会社島津製作所製)
デガッサ:DGU−14A(株式会社島津製作所製)
システムコントローラー:CBM−10A(株式会社島津製作所製)
カラム:TSK−Gel G4000Hxl×1、G3000Hxl×1、G2000Hxl×2 4本連結(東ソー株式会社製)
移動相:テトラヒドロフラン
カラム温度:40℃
流速:1.0mL/min
波長:254nm
マトリクス支援レーザー脱離イオン化−飛行時間型質量分析(MALDI−TOFMS):マトリックス(1,8,9−トリヒドロキシアントラセン)10mg、イオン化剤(トリフルオロ酢酸ナトリウム)10mgと測定試料3mgをテトラヒドロフラン1mLに溶かし、それを測定用プレートに30μL滴下して乾燥してサンプル調製を行い、MALDI−TOFMS(島津製作所社製AXIMA Confidence)にて測定を行った。
臭素含量:JIS K 7229(フラスコ燃焼法)に準じる方法で測定した。なお、
フッ素を含有する合成例5はフラスコ燃焼法により定量試料を調製した後、ダイオネクス(株)社製のイオンクロマトグラフ装置DX−320を用いて測定した。分析条件は以下の通りである。
試料調製:試料20mgをJIS K 7229(フラスコ燃焼法)に準ずる方法による得た。
カラム:IonPac AS11−HC 4×250mm(ダイオネクス(株)製)
オーブン:LC−25(ダイオネクス(株)製)
オートサンプラ:AS−50(ダイオネクス(株)製)
溶離液ジェネレータ:EG−40(ダイオネクス(株)製)
ポンプ検出器モジュール:IC−25(ダイオネクス(株)製)
流速:1.0mL/min
カラム温度:30℃
溶離液:5mM KOH
H−NMR:化合物と重クロロホルム(和光純薬工業(株)社製 クロロホルム−d 0.05%TMS含有)または重DMSO(和光純薬工業(株)社製ジメチルスルホキシド−d 0.05%TMS含有)とを混合した溶液を調製し、NMR(日本電子(株)製 JNM−AL400)にて、H−NMR測定を行った。
13C−NMR:化合物と重DMSO(和光純薬工業(株)社製ジメチルスルホキシド−d 0.05%TMS含有)とを混合した溶液を調製し、測定温度40℃でNMR(日本電子(株)製 JNM−ECA−500)にて、13C−NMR測定を行った。
赤外線吸収スペクトル(FT−IR):IR測定装置((株)パーキンエルマー製Spectrum 100 FT−IR Spectrometer)を用い、KBr法にて赤外吸収スペクトルを測定した。
[合成例1]
N−(2,4,6−トリブロモフェニル)ジメタクリルアミドの合成
コンデンサーを備えたナスフラスコに、2,4,6−トリブロモアニリン(マナック(株)社製)1.65g(5.00mmol)、ジクロロメタン5.00mL、4−ジメチルアミノピリジン(東京化成工業(株)社製)0.09g(0.736mmol)、トリエチルアミン(東京化成工業(株)社製)1.52g(15.0mmol)を加え、氷浴中で塩化メタクリロイル(東京化成工業(株)社製)1.57g(15.0mmol)をゆっくり滴下した後、室温で6日間撹拌を行った。反応終了後、反応溶液を減圧下で留去し、ヘキサン/酢酸エチルの混合溶媒により再結晶を行った。得られた白色結晶を真空下で乾燥を行うことによって目的物を1.49g(3.20mmol)、収率64%、HPLC純度100.0%、臭素含量51.5%、融点139℃で得た。
[合成例2]
N−(2,4,6−トリブロモフェニル)メタクリルアミドの合成
コンデンサー、温度計及びガス吸収装置を備えた500mL4つ口フラスコに、2,4,6−トリブロモアニリン(マナック(株)社製)52.1g(158mmol)、4−ジメチルアミノピリジン(東京化成工業(株)社製)0.965g(7.90mmol)、モノクロロベンゼン 230mL、トリエチルアミン(東京化成工業(株)社製)15.9g(158mmol)を加え、ここへ塩化メタクリロイル(東京化成工業(株)社製)19.8g(190mmol)を滴下し、還流管を取り付けて還流するまで加熱した。18時間撹拌後、室温に戻し水200mLを注入し有機層を洗浄・分液した。分液後、反応液を静置すると固体が析出してきたため、ろ過して回収した(44.5g)。また、ろ過後の溶液にヘプタン95.0gを加え、固体を析出させ、これをろ過して回収した(8.46g)。得られた粗生成物50.3g(126mmol)をトルエンにより再結晶を行った。得られた結晶を乾燥することによって目的のN−(2,4,6−トリブロモフェニル)メタクリルアミドを44.3g(111mmol)、収率70%、HPLC純度99.6%、臭素含量60.1%、融点159℃で得た。
[合成例3]
N−(2,4,6−トリブロモフェニル)ジアクリルアミドの合成
コンデンサーを備えたナスフラスコに、2,4,6−トリブロモアニリン(マナック(株)社製)5.00g(15.1mmol)、)、4−ジメチルアミノピリジン(東京化成工業(株)社製)0.19g(1.56mmol)、モノクロロベンゼン 32mL、トリエチルアミン 9.20g(90.9mmol)、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール(BHT)(東京化成工業(株)社製)0.01g(0.045mmol)を加え、3−クロロプロピオニルクロリド(東京化成工業(株)社製)5.77g(45.4mmol)を滴下した後、内温40℃で80分間撹拌した。反応終了後、反応溶液をろ過した後、母液を減圧下で濃縮して粗生成物を得た。得られた粗生成物をイソプロピルアルコール/ヘプタン(重量比=1:1)の混合溶媒により10℃で再結晶を行ない、結晶を濾取した。得られた白色結晶を40℃で送風乾燥を行うことによって目的物を2.33g(5.32mmol)、収率35%、HPLC純度99.9%、臭素含量54.8%、融点99℃で得た。
[合成例4]
N−(2,6−ジブロモ−4−メチルフェニル)ジメタクリルアミドの合成
コンデンサーを備えたナスフラスコに、2,6−ジブロモ−4−メチルアニリン(東京化成工業(株)社製)3.04g(11.5mmol)、モノクロロベンゼン23.0mL、4−ジメチルアミノピリジン(東京化成工業(株)社製)0.07g(0.573mmol)、トリエチルアミン(東京化成工業(株)社製)2.79g(27.6mmol)を加え、塩化メタクリロイル(東京化成工業(株)社製)2.88g(27.6mmol)をゆっくり滴下した後、内温70℃で17時間撹拌を行った。反応終了後、反応溶液をろ過した後、母液を減圧下で濃縮して粗生成物を得た。得られた粗生成物をヘプタン/モノクロロベンゼンの混合溶媒により再結晶を行ない、結晶を濾取した。得られた白色結晶を60℃で送風乾燥を行うことによって目的物を2.15g(5.36mmol)、収率47%、HPLC純度100.0%、臭素含量39.7%、融点137℃で得た。
[合成例5]
N−(2,6−ジブロモ−4−トリフルオロメトキシフェニル)ジメタクリルアミドの合成
2,6−ジブロモ−4−メチルアニリン(東京化成工業(株)社製)の代わりに、2,6−ジブロモ−4−トリフルオロメトキシアニリン(東京化成工業(株)社製)3.00g(8.96mmol)を用いた以外は合成例4と同様な手順で行った。得られた粗生成物をヘプタン/モノクロロベンゼンの混合溶媒再結晶を行ない、結晶を濾取した。得られた白色結晶を60℃で送風乾燥を行うことによって目的物を1.05g(2.23mmol)、収率25%、HPLC純度99.7%、臭素含量33.1%、融点94℃で得た。
[合成例6]
N−(2,6−ジブロモ−4−ニトロフェニル)ジメタクリルアミドの合成
2,6−ジブロモ−4−メチルアニリン(東京化成工業(株)社製)の代わりに、2,6−ジブロモ−4−ニトロアニリン(東京化成工業(株)社製)3.00g(10.1mmol)を用いた以外は合成例4と同様な手順で行った。得られた粗生成物をメタノールにより再結晶を行ない、結晶を濾取した。得られた白色結晶を60℃で送風乾燥を行うことによって目的物を3.55g(8.22mmol)、収率81%、HPLC純度99.6%、臭素含量36.6%、融点141℃で得た。
[参考例1]
5員環モデル化合物の合成

2,4,6−トリブロモアニリン(マナック(株)社製)0.659g(2.00mmol)と4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)0.0500g(0.409mmol)、トリエチルアミン(TEA)0.700mLをジクロロメタン20mLに溶解させた。氷浴中でコハク酸クロリド0.450mLをゆっくりと加え、17時間室温で撹拌した。飽和食塩水と酢酸エチルで分液後、硫酸ナトリウムで乾燥した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル:ヘキサン=1:10→1:2)で分離し、酢酸エチル:ヘキサン=1:10の混合溶媒で再結晶し、目的物を0.335g、収率41%で得た。
IR:1724cm−1
13C−NMR:174.88ppm
[参考例2]
6員環モデル化合物の合成

2,4,6−トリブロモアニリン(マナック(株)社製)0.653g(1.98mmol)とDMAP0.0255g(0.209mmol)、TEA0.700mLをジクロロメタン20mLに溶解させた。氷浴中でグルタリルクロリド0.450mLをゆっくりと加え、1時間室温で撹拌した。薄層クロマトグラフィーによる反応追跡により、反応が進行していないことを確認したため、TEA0.700mLとグルタリルクロリド0.450mLを追加して室温で23時間撹拌した。飽和食塩水と酢酸エチルで分液後、硫酸ナトリウムで乾燥した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル:ヘキサン=1:2→1:0)で分離し、目的物を0.0753g、収率9%で得た。
IR:1698cm−1
13C−NMR:171.16ppm
[実施例1]
N−(2,4,6−トリブロモフェニル)ジメタクリルアミドのラジカル重合
合成例1で合成したN−(2,4,6−トリブロモフェニル)ジメタクリルアミド510mg(1.09mmol)を反応容器に入れ、そこにジ−t−ブチルペルオキシド(和光純薬工業(株)社製)850mgをジエチルエーテル10mLに溶かした溶液を0.1mL加えた(よって、実際に加えられたラジカル開始剤の量は8.5mg、0.058mmol)。減圧にてジエチルエーテルを除去し、アルゴン置換したのち、140℃で24時間撹拌した。得られた固体をテトラヒドロフランに溶解し、この溶液をメタノール30mLに加えた。生成した沈殿物を吸引濾過し、真空乾燥することで目的の重合体を白色固体として得た(372mg、理論重量の72%)。臭素含量:実測値50.9%、理論値51.4%;ガラス転移温度255℃;5%重量減少温度396℃;重量平均分子量7,600(Mw/Mn2.1)。目的物のH−NMRを図1Aに、13C−NMRを図1Bに、FT−IRチャートを図2に、MALDI−TOF−MASSを図3に示す。
図2に示したように、IR測定の結果、イミドのC=Oの吸収ピークが2本(1722cm−1及び1696cm−1)観察された。参考例1及び2のIR測定の結果との比較により、前者が5員環、後者は6員環のイミド構造に帰属できる。したがって、実施例1で得られた重合体は、一般式(2)で表される構造単位と一般式(3)で表される構造単位の双方を含む。また、図1Bに示したように、13C−NMRの結果、イミドのC=Oに由来するシグナルが2本(178ppm及び175ppm)観察された。参考例1及び2の13C−NMR測定の結果との比較により、前者が5員環、後者は6員環のイミド構造に帰属できる。両者の積分比より、一般式(3)で表される構造単位(5員環)と一般式(2)で表される構造単位(6員環)との存在比は、1:1.5と算出された。
[比較例1]
実施例1で得られた重合体と主要な難燃剤の耐熱性を比較する為、それぞれの5%重量減少温度及びガラス転移温度を表1に示す。
[実施例2]
N−(2,4,6−トリブロモフェニル)ジメタクリルアミドとN−(2,4,6−トリブロモフェニル)メタクリルアミドの共重合
合成例1で合成したN−(2,4,6−トリブロモフェニル)ジメタクリルアミド234mg(0.501mmol)と合成例2で合成したN−(2,4,6−トリブロモフェニル)メタクリルアミド199mg(0.501mmol)を反応容器に入れ、そこにジ−t−ブチルペルオキシド(和光純薬工業(株)社製)360mgをジエチルエーテル10mLに溶かした溶液を0.1mL加えた(よって、実際に加えられたラジカル開始剤の量は3.6mg,0.025mmol)。減圧にてジエチルエーテルを除去し、アルゴン置換したのち、160℃で24時間撹拌した。得られた固体をテトラヒドロフランに溶解し、この溶液をメタノール30mLに加えた。生成した沈殿物を吸引濾過し、真空乾燥することで目的の共重合体を白色固体として得た(307mg,理論重量の70%)。臭素含量:実測値58.8%;ガラス転移温度207℃;5%重量減少温度318℃;重量平均分子量4,300(Mw/Mn2.1)。目的物のH−NMRを図4に、FT−IRチャートを図5に示す。
[実施例3]
N−(2,4,6−トリブロモフェニル)ジメタクリルアミドと(2,4,6−トリブロモフェニル)アクリレートの共重合
合成例1で合成したN−(2,4,6−トリブロモフェニル)ジメタクリルアミド233mg(0.500mmol)と(2,4,6−トリブロモフェニル)アクリレート(第一工業製薬(株)社製ニューフロンティア(登録商標)BR−30)193mg(0.501mmol)を反応容器に入れ、そこにジ−t−ブチルペルオキシド(和光純薬工業(株)社製)360mgをジエチルエーテル10mLに溶かした溶液を0.1mL加えた(よって、実際に加えられたラジカル開始剤の量は3.6mg,0.025mmol)。減圧にてジエチルエーテルを除去し、アルゴン置換したのち、140℃で24時間撹拌した。得られた固体をテトラヒドロフランに溶解し、この溶液をメタノール30mLに加えた。生成した沈殿物を吸引濾過し、真空乾燥することで目的の共重合体を白色固体として得た(375mg,理論重量の87%)。臭素含量:実測値56.4%;ガラス転移温度203℃;5%重量減少温度340℃;重量平均分子量12,600(Mw/Mn2.3)。目的物のH−NMRを図6に、FT−IRチャートを図7に示す。
[実施例4]
N−(2,4,6−トリブロモフェニル)ジメタクリルアミドとスチレンの共重合
合成例1で合成したN−(2,4,6−トリブロモフェニル)ジメタクリルアミド242mg(0.518mmol)とスチレン(和光純薬工業(株))54.0mg(0.518mmol)を反応容器に加え、そこにジ−t−ブチルペルオキシド(和光純薬工業(株)社製)360mgをジエチルエーテル10mLに溶かした溶液を0.1mL加えた(よって、実際に加えられたラジカル開始剤の量は3.6mg,0.025mmol)。減圧にてジエチルエーテルを除去し、アルゴン置換したのち、140℃で24時間撹拌した。得られた固体をテトラヒドロフランに溶解し、この溶液をメタノール30mLに加えた。生成した沈殿物を吸引濾過し、真空乾燥することで目的の共重合体を白色固体として得た(221mg,理論重量の74%)。臭素含量:実測値46.3%;ガラス転移温度218℃;5%重量減少温度369℃;重量平均分子量18,300(Mw/Mn4.1)。目的物のH−NMRを図8に、FT−IRチャートを図9に示す。
[実施例5]
N−(2,4,6−トリブロモフェニル)ジメタクリルアミドとメタクリル酸メチルの共重合
合成例1で合成したN−(2,4,6−トリブロモフェニル)ジメタクリルアミド(233mg,0.500mmol)とメタクリル酸メチル(和光純薬工業(株)社製)51.4mg(0.513mmol)の共重合を、実施例4と同様の手順で行った。得られた固体をテトラヒドロフランに溶解し、この溶液をメタノール30mLに加えた。生成した沈殿物を吸引濾過し、真空乾燥することで目的の共重合体を白色固体として得た(183mg,理論重量の64%)。臭素含量:実測値50.3%;ガラス転移温度253℃;、5%重量減少温度393℃、重量平均分子量9,500(Mw/Mn1.9)。目的物のH−NMRを図10に、FT−IRチャートを図11に示す。
[実施例6]
N−(2,4,6−トリブロモフェニル)ジメタクリルアミドとメタクリル酸ベンジルの共重合
合成例1で合成したN−(2,4,6−トリブロモフェニル)ジメタクリルアミド233mg(0.500mmol)とメタクリル酸ベンジル(和光純薬工業(株)社製)88.2mg(0.500mmol)の共重合を、実施例4と同様の手順で行った。得られた固体をテトラヒドロフランに溶解し、この溶液をメタノール30mLに加えた。生成した沈殿物を吸引濾過し、真空乾燥することで目的の共重合体を白色固体として得た(266mg、理論重量の82%)。臭素含量:実測値39.1%;ガラス転移温度170℃;5%重量減少温度355℃;重量平均分子量15,000(Mw/Mn2.0)。目的物のH−NMRを図12に、FT−IRチャートを図13に示す。
[実施例7]
N−(2,4,6−トリブロモフェニル)ジメタクリルアミドとN−イソプロピルアクリルアミドの共重合
合成例1で合成したN−(2,4,6−トリブロモフェニル)ジメタクリルアミド233mg(0.500mmol)とN−イソプロピルアクリルアミド(和光純薬工業(株)社製)56.6mg(0.500mmol)の共重合を、実施例4と同様の手順で行った。得られた固体をテトラヒドロフランに溶解し、この溶液をメタノール30mLに加えた。生成した沈殿物を吸引濾過し、真空乾燥することで目的の共重合体を白色固体として得た(190mg、理論重量の65%)。臭素含量:実測値48.7%;ガラス転移温度242℃;5%重量減少温度365℃;重量平均分子量10,800(Mw/Mn2.7)。目的物のH−NMRを図14に、FT−IRチャートを図15に示す。
[実施例8]
N−(2,4,6−トリブロモフェニル)ジメタクリルアミドと1−ビニル−2−ピロリドンの共重合
合成例1で合成したN−(2,4,6−トリブロモフェニル)ジメタクリルアミド233mg(0.500mmol)と1−ビニル−2−ピロリドン(和光純薬工業(株)社製)56.5mg(0.508mmol)の共重合を、実施例4と同様の手順で行った。得られた固体をテトラヒドロフランに溶解し、この溶液をメタノール30mLに加えた。生成した沈殿物を吸引濾過し、真空乾燥することで目的の共重合体を白色固体として得た(198mg、理論重量の67%)。臭素含量:実測値48.3%;ガラス転移温度257℃;5%重量減少温度387℃;重量平均分子量9,600(Mw/Mn2.0)。目的物のH−NMRを図16に、FT−IRチャートを図17に示す。
[実施例9]
N−(2,4,6−トリブロモフェニル)ジメタクリルアミドのラジカル重合
合成例1で合成したN−(2,4,6−トリブロモフェニル)ジメタクリルアミド234mg(0.503mmol)を反応容器内に加えた。そこに、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)(和光純薬工業(株)社製)8.00mgを加え、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)0.5mLで溶解させた。そして、アルゴン置換したのち、60℃で24時間撹拌した。反応溶液をメタノール40mLに加えて、再沈殿を行った。反応容器をテトラヒドロフラン(THF)1mLで洗浄し、その洗液も再沈殿溶媒に加えた。生成した沈殿物を吸引濾過し、120℃加熱下で真空乾燥することで目的の重合体を白色固体として得た(51.8mg、理論重量の22%)。臭素含量:理論値51.4%;ガラス転移温度205℃;5%重量減少温度363℃;重量平均分子量1,700(Mw/Mn1.5)。目的物のH−NMRを図18Aに、13C−NMRを図18Bに、FT−IRチャートを図19に示す。
図19に示したように、IR測定の結果、イミドのC=Oの吸収ピークが2本(1722cm−1及び1696cm−1)観察された。参考例1及び2のIR測定の結果との比較により、前者が5員環、後者は6員環のイミド構造に帰属できる。したがって、実施例9で得られた重合体は、一般式(2)で表される構造単位と一般式(3)で表される構造単位の双方を含む。また、図18Bに示したように、13C−NMRの結果、イミドのC=Oに由来するシグナルが2本(178ppm及び175ppm)観察された。参考例1及び2の13C−NMR測定の結果との比較により、前者が5員環、後者は6員環のイミド構造に帰属できる。両者の積分比より、一般式(3)で表される構造単位(5員環)と一般式(2)で表される構造単位(6員環)との存在比は、1.2:1と算出された。
[実施例10]
N−(2,4,6−トリブロモフェニル)ジメタクリルアミドのラジカル重合
合成例1で合成したN−(2,4,6−トリブロモフェニル)ジメタクリルアミド467mg(1.00mmol)を反応容器内に加えた。そこに、ジ−t−ブチルペルオキシド(和光純薬工業(株)社製)7.00mgを加え、NMP1mLで溶解させた。そして、アルゴン置換したのち、100℃で24時間撹拌した。反応溶液をメタノール40mLに加えて、再沈殿を行った。反応容器をTHF1mLで洗浄し、その洗液も再沈殿溶媒に加えた。生成した沈殿物を吸引濾過し、120℃加熱下で真空乾燥することで目的の重合体を白色固体として得た(196mg、理論重量の42%)臭素含量:理論値51.4%;ガラス転移温度207℃;5%重量減少温度368℃;重量平均分子量1,400(Mw/Mn1.4)。目的物のH−NMRを図20に、FT−IRチャートを図21に示す。
[実施例11]
N−(2,4,6−トリブロモフェニル)ジアクリルアミドのラジカル重合
合成例3で合成したN−(2,4,6−トリブロモフェニル)ジアクリルアミド219mg(0.500mmol)を反応容器内に加えた。そこに、AIBN(和光純薬工業(株)社製)9.00mgとNMP1mLを加えた。そして、アルゴン置換したのち、60℃で24時間撹拌した。反応溶液をメタノール40mLに加えて、再沈殿を行った。生成した沈殿物を吸引濾過し、120℃加熱下で真空乾燥することで目的の重合体を淡黄色固体として得た(169mg、理論重量の77%)臭素含量:理論値54.7%;ガラス転移温度200℃;5%重量減少温度346℃;重量平均分子量5,200(Mw/Mn2.1)。目的物のH−NMRを図22Aに、13C−NMRを図22Bに、FT−IRチャートを図23に示す。
図23に示したように、IR測定の結果、イミドのC=Oの吸収ピークが1本(1722cm−1)観察された。参考例1のIR測定の結果との比較により、5員環のイミド構造に帰属できる。また、図22Bに示したように、13C−NMRの結果、イミドのC=Oに由来するシグナルが1本(178ppm)観察された。参考例1の13C−NMR測定の結果との比較により、5員環のイミド構造に帰属できる。これらの結果より、実施例11で得られた重合体は、一般式(2)で表される構造単位からなる化合物である。
[実施例12]
N−(2,4,6−トリブロモフェニル)ジアクリルアミドとスチレンの共重合
合成例3で合成したN−(2,4,6−トリブロモフェニル)ジアクリルアミド217mg(0.495mmol)とスチレン(和光純薬工業(株)社製)50.8mg(0.506mmol)を反応容器内に加えた。そこに、AIBN(和光純薬工業(株)社製)8.00mgを加え、NMP0.75mLで溶解させた。そして、アルゴン置換し、60℃で24時間撹拌した。反応終了後、THF1mLで溶解させ、メタノール30mLに加えて、再沈殿を行った。反応容器はTHF1mLで洗浄し、その洗液も再沈殿溶媒に加えた。生成した沈殿物を吸引濾過し、120℃加熱下で真空乾燥することで目的の重合体を白色固体として得た(232mg、理論重量の86%)。臭素含量:実測値44.8%;ガラス転移温度195℃;5%重量減少温度337℃;重量平均分子量126,600(Mw/Mn17.5)。目的物のH−NMRを図24に、FT−IRチャートを図25に示す。H−NMRより、ジアクリロイルアミドモノマーとスチレンモノマーの比率は2:1であった。
[実施例13]
N−(2,6−ジブロモ−4−メチルフェニル)ジメタクリルアミドのラジカル重合
合成例4で合成したN−(2,6−ジブロモ−4−メチルフェニル)ジメタクリルアミド201mg(0.500mmol)を反応容器内に加えた。そこに、ジ−t−ブチルペルオキシド(和光純薬工業(株)社製)4.00mgを加え、アルゴン置換したのち、140℃で24時間撹拌した。得られた透明固体をTHF1mLに溶解させ、メタノール40mLに加えて再沈殿を行った。反応容器をTHF1mLで洗浄し、その洗液も再沈殿溶媒に加えた。生成した沈殿物を吸引濾過し、120℃加熱下で真空乾燥することで目的の重合体を白色固体として得た(152mg、理論重量の76%)。臭素含量:理論値39.8%;ガラス転移温度253℃;5%重量減少温度395℃;重量平均分子量5,200(Mw/Mn2.4))。目的物のH−NMRを図26に、FT−IRチャートを図27に示す。
[実施例14]
N−(2,6−ジブロモ−4−トリフルオロメトキシフェニル)ジメタクリルアミドのラジカル重合
合成例5で合成したN−(2,6−ジブロモ−4−トリフルオロメトキシフェニル)ジメタクリルアミド235mg(0.500mmol)を反応容器内に加えた。そこに、ジt−ブチルペルオキシド(和光純薬工業(株)社製)4.00mgを加え、アルゴン置換したのち、140℃で24時間撹拌した。得られた透明固体をTHF1mLに溶解させ、メタノール40mLに加えて再沈殿を行った。反応容器をTHF1mLで洗浄し、その洗液も再沈殿溶媒に加えた。生成した沈殿物を吸引濾過し、120℃加熱下で真空乾燥することで目的の重合体を白色固体として得た(133mg、理論重量の57%)。臭素含量:理論値33.9%;ガラス転移温度215℃;5%重量減少温度375℃;重量平均分子量11,200(Mw/Mn2.1)。目的物のH−NMRを図28に、FT−IRチャートを図29に示す。
[実施例15]
N−(2,6−ジブロモ−4−ニトロフェニル)ジメタクリルアミドのラジカル重合
合成例6で合成したN−(2,6−ジブロモ−4−ニトロフェニル)ジメタクリルアミド216mg(0.500mmol)を反応容器内に加えた。そこに、ジ−t−ブチルペルオキシド(和光純薬工業(株)社製)4.00mgを加え、アルゴン置換したのち、140℃で24時間撹拌した。得られた透明固体をTHF1mLに溶解させ、メタノール40mLに加えて再沈殿を行った。反応容器をTHF1mLで洗浄し、その洗液も再沈殿溶媒に加えた。生成した沈殿物を吸引濾過し、120℃加熱下で真空乾燥することで目的の重合体を白色固体として得た(45.5mg、理論重量の21%)。臭素含量:理論値37.0%;ガラス転移温度(不検出);5%重量減少温度303℃;重量平均分子量8,100(Mw/Mn3.3))。目的物のFT−IRチャートを図30に示す。
本発明の重合体は、モノマー単位中に臭素原子を含み、かつ主鎖に環構造を有することから、耐熱性に優れた難燃剤あるいは難燃性樹脂として有用な含臭素重合体が提供される。また本発明の重合体は臭素原子を含むことで光学特性(特に高屈折率)に優れた難燃性を有する樹脂材料としても期待できる。

Claims (11)

  1. 下記一般式():

    (式中
    は、2〜5の整数であり、
    は、各々同一であっても異なっていてもよく、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基であり、
    は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、ヨウ素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、炭素数1〜4のアルキルチオ基、炭素数1〜4のハロアルキル基、炭素数1〜4のハロアルコキシ基、ビニル基、ニトロ基、シアノ基、アルデヒド基、アミノ基、ヒドロキシル基、チオール基、スルホ基、スルホンアミド基、カルボキシル基もしくはエステル基であり、mが2又は3の場合、各Rは同一であっても異なっていてもよく、
    星印は、重合体末端又は他の構造単位との結合点を示す)
    で表される構造単位を有する重合体。
  2. 記一般式(3):

    (式中、
    mは、2〜5の整数であり、
    は、各々同一であっても異なっていてもよく、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基であり、
    は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、ヨウ素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、炭素数1〜4のアルキルチオ基、炭素数1〜4のハロアルキル基、炭素数1〜4のハロアルコキシ基、ビニル基、ニトロ基、シアノ基、アルデヒド基、アミノ基、ヒドロキシル基、チオール基、スルホ基、スルホンアミド基、カルボキシル基もしくはエステル基であり、mが2又は3の場合、各Rは同一であっても異なっていてもよく、
    星印は、重合体末端又は他の構造単位との結合点を示す)
    で表される構造単位をさらに有する、請求項1記載の重合体。
  3. が水素原子である、請求項1又は2記載の重合体。
  4. が水素原子又はメチル基である、請求項1〜のいずれか1項記載の重合体。
  5. 重合体全体における臭素含量が10重量%〜75重量%である請求項1〜のいずれか1項記載の重合体。
  6. 一般式(2)で表される構造単位のみを有する請求項1〜のいずれか1項記載の重合体。
  7. 請求項1〜のいずれか1項記載の重合体を含む難燃剤。
  8. 請求項1〜のいずれか1項記載の重合体を含む難燃性光学用材料。
  9. 下記一般式(4):

    (式中、
    mは、2〜5の整数であり、
    は、各々同一であっても異なっていてもよく、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基であり、
    は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、ヨウ素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、炭素数1〜4のアルキルチオ基、炭素数1〜4のハロアルキル基、炭素数1〜4のハロアルコキシ基、ビニル基、ニトロ基、シアノ基、アルデヒド基、アミノ基、ヒドロキシル基、チオール基、スルホ基、スルホンアミド基、カルボキシル基もしくはエステル基であり、mが2又は3の場合、Rは同一であっても異なっていてもよい)
    で表される単量体を重合させる工程を含む下記一般式():

    (式中、R、Rm及び星印は、前記と同義である)
    で表される構造単位を有する重合体の製造方法。
  10. ラジカル重合開始剤存在下に重合させる工程を含む、請求項記載の製造方法。
  11. 前記ラジカル重合開始剤が有機過酸化物又は有機アゾ化合物又はそれらの混合物である、請求項10記載の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2718061T3 (es) 2015-06-17 2019-06-27 Clariant Int Ltd Polímeros solubles en agua o hinchables en agua como agentes de reducción de la pérdida de agua en pastas crudas de cemento
JP6870201B2 (ja) * 2015-12-04 2021-05-12 株式会社リコー 活性エネルギー線硬化型組成物、活性エネルギー線硬化型インク組成物、活性エネルギー線硬化型インクジェット用インク組成物、組成物収容容器、2次元又は3次元の像形成装置、及び2次元又は3次元の像形成方法
JP6900663B2 (ja) * 2015-12-10 2021-07-07 三菱ケミカル株式会社 共重合体
EP3551680A1 (en) 2016-12-12 2019-10-16 Clariant International Ltd Polymer comprising certain level of bio-based carbon
EP3551163B1 (en) 2016-12-12 2021-02-17 Clariant International Ltd Use of bio-based polymer in a cosmetic, dermatological or pharmaceutical composition
US11339241B2 (en) 2016-12-15 2022-05-24 Clariant International Ltd. Water-soluble and/or water-swellable hybrid polymer
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JP2018119045A (ja) * 2017-01-24 2018-08-02 マナック株式会社 難燃性ポリアミド樹脂組成物

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4571418A (en) * 1984-03-12 1986-02-18 Atlantic Richfield Company Char-forming polymer, moldable composition and method
US4604422A (en) * 1984-12-24 1986-08-05 Atlantic Richfield Company Flame-retardant molded composition incorporating a poly[N-(bromophenyl)maleimide-co-styrene-co-maleic anhydride] copolymer
JPH06828B2 (ja) * 1986-10-15 1994-01-05 宇部興産株式会社 光硬化性組成物
US5037894A (en) * 1988-11-07 1991-08-06 Atochem North America, Inc. Polymer bound flame retardants
JPH02189316A (ja) * 1989-01-19 1990-07-25 Hitachi Chem Co Ltd 光学用樹脂の製造法
US5132430A (en) * 1991-06-26 1992-07-21 Polaroid Corporation High refractive index polymers
IL100540A (en) 1991-12-27 1995-12-08 Bromine Compounds Ltd Flame retarded poly (methylmethacrylates)
JP6159415B2 (ja) * 2013-11-20 2017-07-05 マナック株式会社 含臭素n−フェニルジアクリルイミド誘導体及びその製造方法

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