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JP5521165B2 - Hydroxystyrene dimer derivative, method for producing the same, chain transfer agent, and method for polymerizing radical polymerizable monomer - Google Patents
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Hydroxystyrene dimer derivative, method for producing the same, chain transfer agent, and method for polymerizing radical polymerizable monomer Download PDF

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Description

本発明は、低分子量ポリマーを得るための連鎖移動剤として有用な新規ヒドロキシスチレンダイマー誘導体、ヒドロキシケイ皮酸誘導体を原料としてヒドロキシスチレンダイマー誘導体を得る簡便な製造方法、およびヒドロキシスチレンダイマー誘導体を用いてラジカル重合性モノマーを重合させる方法に関するものである。   The present invention relates to a novel hydroxystyrene dimer derivative useful as a chain transfer agent for obtaining a low molecular weight polymer, a simple production method for obtaining a hydroxystyrene dimer derivative from a hydroxycinnamic acid derivative, and a hydroxystyrene dimer derivative. The present invention relates to a method for polymerizing radically polymerizable monomers.

ラジカル重合反応により得られるポリマーは、いわゆる合成樹脂原料として様々な用途に用いられている。ポリマーの性質は、用いるモノマーの種類や異種モノマーによる共重合などにより大きく変えることができるが、目的とする用途に応じた性質・物性を得るためには、ポリマーの分子量を調節することが極めて重要な技術となっている。
ラジカル重合反応における分子量調節技術としては、重合系への連鎖移動剤の添加が効果的な方法の一つとして知られている。連鎖移動剤としては多数の既知化合物が提案されており、近年ではα−メチルスチレンダイマー誘導体が広く使用されている。このα−メチルスチレンダイマー誘導体は、アルキルメルカプタン連鎖移動剤よりも効率は悪いが、無臭で取り扱いやすく、変色などポリマーの安定性にも影響を及ぼすことが少ないという特徴を有している。
Polymers obtained by radical polymerization are used for various applications as so-called synthetic resin raw materials. The properties of the polymer can be changed greatly depending on the type of monomer used and copolymerization with different monomers, but it is extremely important to adjust the molecular weight of the polymer in order to obtain the properties and physical properties according to the intended application. Technology.
Addition of a chain transfer agent to a polymerization system is known as one of effective methods as a molecular weight adjustment technique in radical polymerization reaction. Many known compounds have been proposed as chain transfer agents, and α-methylstyrene dimer derivatives have been widely used in recent years. Although this α-methylstyrene dimer derivative is less efficient than an alkyl mercaptan chain transfer agent, it is characterized by being odorless and easy to handle and having little influence on the stability of the polymer such as discoloration.

このようなα−メチルスチレンダイマー誘導体は、α−メチルスチレンを酸性条件下で二量化反応させることで得られる。しかし、この方法では連鎖移動剤として有用な2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテンだけでなく、2,4−ジフェニル−4−メチル−2−ペンテンおよび飽和二量体1,1,3−トリメチル−3−フェニルインダンや三量体(2,4,6−トリフェニル−4,6−ジメチル−1−ヘプテン)なども副生するため、目的物の収率が低いという問題があった。そのため、このような問題を解決する製造方法の開発が行われ、近年では安価で高純度な物が得られるようになってきた(例えば特許文献1〜4参照)。   Such an α-methylstyrene dimer derivative can be obtained by subjecting α-methylstyrene to a dimerization reaction under acidic conditions. However, in this method, not only 2,4-diphenyl-4-methyl-1-pentene useful as a chain transfer agent, but also 2,4-diphenyl-4-methyl-2-pentene and saturated dimer 1,1, Since 3-trimethyl-3-phenylindane and trimer (2,4,6-triphenyl-4,6-dimethyl-1-heptene) are also by-produced, there is a problem that the yield of the target product is low. It was. For this reason, development of manufacturing methods for solving such problems has been performed, and in recent years, inexpensive and high-purity products have been obtained (see, for example, Patent Documents 1 to 4).

一方、ヒドロキシル基、ビニル基、アミノ基などの官能基を含むスチレンダイマー誘導体は、連鎖移動剤としての機能に加え、ポリマー鎖の末端に反応性の官能基を導入できることから、特殊ポリマーの合成において有用と考えられている。しかし、官能基を有するスチレンダイマー誘導体を製造することは困難であり、例えば、特許文献5あるいは特許文献6に示される特殊な金属触媒の使用など、その製造例も含めて多くの課題が残されている。   On the other hand, styrene dimer derivatives containing functional groups such as hydroxyl, vinyl and amino groups can introduce reactive functional groups at the ends of polymer chains in addition to their functions as chain transfer agents. It is considered useful. However, it is difficult to produce a styrene dimer derivative having a functional group, and many problems remain including examples of its production such as the use of a special metal catalyst shown in Patent Document 5 or Patent Document 6, for example. ing.

他方で、近年、ポリスチレンの重合末端にフェノール基を導入することで、ポリアクリル酸エステル樹脂とポリスチレン樹脂の相溶性が向上することが報告され(非特許文献1)、ポリスチレン末端に容易にフェノール基を導入することが可能となるヒドロキシスチレンダイマー誘導体が注目されている。   On the other hand, in recent years, it has been reported that by introducing a phenol group at the polymerization terminal of polystyrene, the compatibility between the polyacrylate resin and the polystyrene resin is improved (Non-patent Document 1), and the phenol group is easily added to the polystyrene terminal. Attention has been focused on hydroxystyrene dimer derivatives capable of introducing.

また、ヒドロキシスチレンダイマー誘導体に関しては、例えば非特許文献2〜8などに、幾つかの種類について、その分子構造や生理活性機能が報告されている。   Regarding the hydroxystyrene dimer derivative, for example, Non-Patent Documents 2 to 8 report the molecular structure and bioactive function of several types.

特公昭57−10850号公報Japanese Patent Publication No.57-10850 特開平7−82180号公報JP-A-7-82180 特開平8−176028号公報Japanese Patent Laid-Open No. 8-176028 特開平9−194402号公報JP-A-9-194402 特表2002−503645号公報Japanese translation of PCT publication No. 2002-503645 特開2002−241338号公報JP 2002-241338 A

Shimon Tanaka, Haruo Nishida, and Takeshi Endo, Macromolecules, 2009, 42 (1), 293-298.Shimon Tanaka, Haruo Nishida, and Takeshi Endo, Macromolecules, 2009, 42 (1), 293-298. 大橋秀雄ら、岐阜大農研報(52)、131-139(1987).Hideo Ohashi et al., Gifu University Agricultural Research Bulletin (52), 131-139 (1987). S.Suzuki, T.Umezawa and M. Shimada, J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 2001 3252-3257.S. Suzuki, T. Umezawa and M. Shimada, J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 2001 3252-3257. D. M. Skytte ら、J. Med. Chem., 2006, 49, 436-440.D. M. Skytte et al., J. Med. Chem., 2006, 49, 436-440. R. Bernini ら、Tetrahedron, 2007, 63, 9663-9667.R. Bernini et al., Tetrahedron, 2007, 63, 9663-9667. T.Higashimuraら、Polymer Journal,13, 563-568 (1981).T. Higashimura et al., Polymer Journal, 13, 563-568 (1981). K. Kodairaら、Makromol. Chem., Rapid Commun., 1, 427-431(1980).K. Kodaira et al., Makromol. Chem., Rapid Commun., 1, 427-431 (1980). O. Frankら、J. Agric. Food. Chem., 55, 1945-1954(2007).O. Frank et al., J. Agric. Food. Chem., 55, 1945-1954 (2007).

しかしながら、公知のヒドロキシスチレンダイマー誘導体がラジカル重合反応における分子量調節剤である連鎖移動剤として利用可能であることは見出されておらず、また有効な製造方法の開示もされていないのが現状である。本発明は、このような状況下、所定の特徴構造を有するヒドロキシスチレンダイマー誘導体がラジカル重合反応における連鎖移動剤として有用であることを見出し、本発明を完成するに至ったのである。   However, it has not been found that known hydroxystyrene dimer derivatives can be used as chain transfer agents that are molecular weight regulators in radical polymerization reactions, and no effective production method has been disclosed. is there. Under such circumstances, the present invention has found that a hydroxystyrene dimer derivative having a predetermined characteristic structure is useful as a chain transfer agent in a radical polymerization reaction, and has completed the present invention.

すなわち、本発明は、下記の式(1)の構造を有するヒドロキシスチレンダイマー誘導体からなる連鎖移動剤、およびこの連鎖移動剤を用いたラジカル重合性モノマーの重合方法を提供する。

Figure 0005521165
(式中、置換基R1およびR3は水素原子、アルコキシ基またはアセトキシ基のいずれかであり、R2はアセチル基またはアルキル基のいずれかである)。
That is, the present invention provides a method of polymerizing the radical polymerizable monomer used chain transfer agent consisting of Ruhi mud carboxymethyl dimer derivatives having a structure of Formula (1) below, and the chain transfer agent.
Figure 0005521165
(In the formula, substituents R 1 and R 3 are either a hydrogen atom, an alkoxy group or an acetoxy group, and R 2 is either an acetyl group or an alkyl group).

本発明は、より具体的には下記の式(2)で表されるヒドロキシスチレンダイマー誘導体からなる連鎖移動剤である。

Figure 0005521165
More specifically, the present invention is a chain transfer agent comprising a hydroxystyrene dimer derivative represented by the following formula (2).
Figure 0005521165

また、下記の式(3)で表されるヒドロキシスチレンダイマー誘導体である。

Figure 0005521165
Further, it is a hydroxystyrene dimer derivative represented by the following formula (3).
Figure 0005521165

さらには、下記の式(4)で表されるヒドロキシスチレンダイマー誘導体である。

Figure 0005521165
これらのヒドロキシスチレンダイマー誘導体は、芳香環のフェノール性ヒドロキシル基が適当な保護基より保護されていることを特徴としている。 Furthermore, it is a hydroxystyrene dimer derivative represented by the following formula (4).
Figure 0005521165
These hydroxystyrene dimer derivatives are characterized in that the phenolic hydroxyl group of the aromatic ring is protected by a suitable protecting group.

更に、これらの製造方法として、式(5):

Figure 0005521165
(式中、置換基R1、R2、R3およびR4は、水素、ヒドロキシル基またはメトキシ基のいずれかである)で表されるヒドロキシケイ皮酸誘導体を塩基触媒およびプロティックソルベントの存在下で加熱してヒドロキシスチレンダイマー誘導体を得る製法を提供する。 Furthermore, as these production methods, the formula (5):
Figure 0005521165
(Wherein the substituents R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are either hydrogen, hydroxyl or methoxy) and the presence of a base catalyst and a protic solvent A process for obtaining a hydroxystyrene dimer derivative by heating under is provided.

また、本発明は、上記した式(1)〜(4)の構造のヒドロキシスチレンダイマー誘導体からなる連鎖移動剤である。   Moreover, this invention is a chain transfer agent which consists of a hydroxy styrene dimer derivative of a structure of above-described Formula (1)-(4).

そして、本発明は、前記の連鎖移動剤を用いてラジカル重合性モノマーを重合させることを特徴とするラジカル重合性モノマーの重合方法である。   And this invention is a polymerization method of the radically polymerizable monomer characterized by polymerizing a radically polymerizable monomer using the said chain transfer agent.

前述のように公知のヒドロキシスチレンダイマー誘導体はその存在や生理活性機能などが報告されているだけであった。これに対して、本発明はラジカル重合の分野で有用な構造のヒドロキシスチレンダイマー誘導体を見出して提供したのである。このヒドロキシスチレンダイマー誘導体は、ラジカル重合性モノマーの重合において連鎖移動剤として使用されることで、その連鎖移動機構からポリマー末端に容易にフェノール基を導入することが可能になるなど、得られるポリマーの機能性付与の効果にも優れている。そして、本発明に係る工業的に有用な製造方法によれば、本発明の新規なヒドロキシスチレンダイマー誘導体を初めて製造できたのである。また、入手容易なフェルラ酸を原料として有効利用できるという効果もある。   As described above, known hydroxystyrene dimer derivatives have only been reported for their presence and bioactive functions. In contrast, the present invention has found and provided a hydroxystyrene dimer derivative having a structure useful in the field of radical polymerization. This hydroxystyrene dimer derivative is used as a chain transfer agent in the polymerization of radically polymerizable monomers, so that it is possible to easily introduce a phenol group to the polymer terminal from its chain transfer mechanism. It also has excellent functionality. According to the industrially useful production method according to the present invention, the novel hydroxystyrene dimer derivative of the present invention could be produced for the first time. In addition, there is also an effect that easily available ferulic acid can be effectively used as a raw material.

原料フェルラ酸の量、得られたスチレン誘導体の量および中間体ダイマーの量の経時変化を示し、(a)は溶媒としてエチレングリコールを用いた場合のグラフ、(b)は溶媒としてトルエンを用いた場合のグラフである。The amount of raw ferulic acid, the amount of styrene derivative obtained and the amount of intermediate dimer are shown over time. (A) is a graph when ethylene glycol is used as a solvent, and (b) is toluene as a solvent. It is a graph of the case.

以下に、本発明の好ましい実施の形態について説明するが、本発明はこれらの形態のみに限定されるものではなく、本発明の精神とその思想の範囲内において、様々な変形が可能であることは言うまでもないことである。
本発明に係るヒドロキシスチレンダイマー誘導体は、下記の式(1) に示したように、内部二重結合(内部オレフィン)を有するスチレンダイマー構造に加え、芳香環上にアセトキシ基あるいはアルコキシ基を複数個有することを特徴とする。このため、製造されるポリマーまたはコポリマーの末端にはこの構造が導入される。

Figure 0005521165
In the following, preferred embodiments of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made within the spirit and the spirit of the present invention. Needless to say.
As shown in the following formula (1), the hydroxystyrene dimer derivative according to the present invention has a plurality of acetoxy groups or alkoxy groups on the aromatic ring in addition to the styrene dimer structure having an internal double bond (internal olefin). It is characterized by having. For this reason, this structure is introduced at the end of the polymer or copolymer to be produced.
Figure 0005521165

本発明に係るヒドロキシスチレンダイマー誘導体は例えば以下の反応式(a)〜(d)で示した方法により具体的に製造することができるが、下記の方法以外にも、その基本骨格あるいは置換基の種類に基づく特徴を利用し、種々の合成方法を適用して製造することが可能である。
まず、本発明のヒドロキシスチレンダイマー誘導体は、具体的に次の反応式(a)に示した方法により製造することができる。

Figure 0005521165
The hydroxystyrene dimer derivative according to the present invention can be specifically produced by, for example, the methods shown in the following reaction formulas (a) to (d). It is possible to manufacture by applying various synthesis methods using characteristics based on types.
First, the hydroxystyrene dimer derivative of the present invention can be specifically produced by the method shown in the following reaction formula (a).
Figure 0005521165

更に、置換基の異なるヒドロキシスチレンダイマー誘導体は、以下の例えば反応式(b)、反応式(c)および反応式(d)に示した方法により製造できる。

Figure 0005521165
Figure 0005521165
Figure 0005521165
Furthermore, hydroxystyrene dimer derivatives having different substituents can be produced by the methods shown in, for example, the following reaction formula (b), reaction formula (c) and reaction formula (d).
Figure 0005521165
Figure 0005521165
Figure 0005521165

芳香環の4位にOH基を有する中間体(式(6))、または芳香環の4位のOH基および3位のメトキシ基を有する中間体(式(7)、(8))は、これらのOH基やメトキシ基がラジカルトラップとして働き重合禁止剤となるのでラジカル重合反応には使えないし、これらの中間体は不安定な化合物である。それに対し、これらの中間体から得られるヒドロキシスチレンダイマー誘導体(式(2)、(3)、(4)、(10))は安定な化合物であり、後で詳述するように連鎖移動剤としてラジカル重合反応に使用できるのである。   An intermediate having an OH group at the 4-position of the aromatic ring (formula (6)) or an intermediate having an OH group at the 4-position of the aromatic ring and a methoxy group at the 3-position (formulas (7), (8)) Since these OH groups and methoxy groups act as radical traps and become polymerization inhibitors, they cannot be used for radical polymerization reactions, and these intermediates are unstable compounds. On the other hand, hydroxystyrene dimer derivatives (formulas (2), (3), (4), (10)) obtained from these intermediates are stable compounds, and as chain transfer agents as will be described in detail later. It can be used for radical polymerization reactions.

上記したように、本発明の製造方法では、4位にヒドロキシル基を有するケイ皮酸誘導体が原料として好適に用いられる。本発明の製造方法に用いる具体的なケイ皮酸誘導体としては、4−ヒドロキシケイ皮酸(R1=R2=R3=R4=H)、3−メトキシ−4−ヒドロキシケイ皮酸(フェルラ酸:構造式を下記の式(11)に示す)(R1=R2=R4=H、R3=OMe)、3,4−ジヒドロキシケイ皮酸(カフェー酸)(R1=R2=R4=H、R3=OH)、3,5−ジメトキシ−4−ヒドロキシケイ皮酸(シナピン酸)(R1=R4=H、R2=R3=OMe)などが挙げられる。これらのヒドロキシケイ皮酸誘導体を原料にして、脱炭酸反応とそれに続く二量化反応を行い、その後にアセチル化あるいはアルキル化反応を行うことで、目的とするヒドロキシスチレンダイマー誘導体が得られる。

Figure 0005521165
As described above, in the production method of the present invention, a cinnamic acid derivative having a hydroxyl group at the 4-position is suitably used as a raw material. Specific cinnamic acid derivatives used in the production method of the present invention include 4-hydroxycinnamic acid (R 1 = R 2 = R 3 = R 4 = H), 3-methoxy-4-hydroxy cinnamic acid ( Ferulic acid: The structural formula is shown in the following formula (11)) (R 1 = R 2 = R 4 = H, R 3 = OMe), 3,4-dihydroxycinnamic acid (caffeic acid) (R 1 = R 2 = R 4 = H, R 3 = OH), 3,5-dimethoxy-4-hydroxycinnamic acid (sinapic acid) (R 1 = R 4 = H, R 2 = R 3 = OMe), etc. . Using these hydroxycinnamic acid derivatives as raw materials, a decarboxylation reaction and a subsequent dimerization reaction are performed, and then an acetylation or an alkylation reaction is performed to obtain a target hydroxystyrene dimer derivative.
Figure 0005521165

脱炭酸反応と二量化反応を連続して起こさせるために用いる塩基触媒としては、特に限定されないが、例えば直鎖状、分岐状の分子鎖が含まれるアルキルアミン(メチル基、エチル基、炭素数3のアルキル基(n−プロピル、iso−プロピル)、炭素数4のアルキル基(n−ブチル、iso−ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル)など炭素数20までのアルキルアミン)、ピペリジンおよびピロリジンなどの環状アミン類、アニリンなどの芳香族アミン類、ピリジンなどの含窒素芳香族化合物、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属水酸化物、高分子基材に担持された固体塩基などをその具体例として挙げることができるが、目的物を収率良く得るためには、用いる溶媒に溶解するものを使用することが好ましい。   The base catalyst used for causing the decarboxylation reaction and the dimerization reaction continuously is not particularly limited. For example, an alkylamine (methyl group, ethyl group, carbon number including a linear or branched molecular chain). 3 alkyl groups (n-propyl, iso-propyl), C4 alkyl groups (n-butyl, iso-butyl, sec-butyl, tert-butyl) and other alkylamines having up to 20 carbon atoms), piperidine and pyrrolidine Specific examples include cyclic amines such as aniline, aromatic amines such as aniline, nitrogen-containing aromatic compounds such as pyridine, alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, and solid bases supported on polymer substrates. In order to obtain the target product with good yield, it is preferable to use one that is soluble in the solvent used.

これら塩基触媒の使用量は、原料のヒドロキシケイ皮酸誘導体1モルに対して1/100〜5(モル比)の量で反応が進行するが、塩基触媒の量が少ないと目的物の収率が低くなるため、好ましくはヒドロキシケイ皮酸誘導体1モルに対して0.5〜5(モル比)である。好ましくは、1〜5(モル比)である。塩基触媒量がヒドロキシケイ皮酸誘導体1モルに対して0.5モルより少ないと、反応が1段目の脱炭酸で停止してしまうおそれがある。尚、高収率でヒドロキシスチレンダイマーを得るためには、モル比0.5〜5の範囲内でも、極力多量に用いることが肝要である。   The amount of these base catalysts used is such that the reaction proceeds in an amount of 1/100 to 5 (molar ratio) with respect to 1 mol of the raw hydroxycinnamic acid derivative. Is preferably 0.5 to 5 (molar ratio) with respect to 1 mol of the hydroxycinnamic acid derivative. Preferably, it is 1-5 (molar ratio). When the amount of the base catalyst is less than 0.5 mol relative to 1 mol of the hydroxycinnamic acid derivative, the reaction may be stopped by the first stage of decarboxylation. In order to obtain a hydroxystyrene dimer with a high yield, it is important to use as much as possible even within a molar ratio of 0.5 to 5.

本発明の製造方法に用いる溶媒としては、プロトンを解離するプロティックソルベントを含んでいることが必要である。このプロティックソルベントは特に限定するものでないが、例えばメタノール、エタノール、ブタノール、プロパノール、2−プロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、水などからなる群より選ばれる1種または2種以上を用いることができる。また、これらのプロティックソルベントに加えて、芳香族系溶媒であるベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、エチルベンゼンなどのほか、脂肪族系疎水性溶媒のn−ヘキサン、シクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、イソオクタン、n−ノナン、n−デカン、灯油などの疎水性溶媒群より選ばれる1種または2種以上の溶媒を組み合わせた混合系でも、効率よく高収率で目的物を得ることが可能となる。   The solvent used in the production method of the present invention needs to contain a protic solvent that dissociates protons. Although this protic solvent is not particularly limited, for example, one or more selected from the group consisting of methanol, ethanol, butanol, propanol, 2-propanol, ethylene glycol, diethylene glycol, water and the like can be used. In addition to these protic solvents, in addition to aromatic solvents such as benzene, toluene, xylene, chlorobenzene, and ethylbenzene, aliphatic hydrophobic solvents such as n-hexane, cyclohexane, dimethylcyclohexane, n-heptane, Even in a mixed system combining one or two or more solvents selected from hydrophobic solvent groups such as n-octane, isooctane, n-nonane, n-decane and kerosene, the target product can be obtained efficiently and in high yield. Is possible.

本発明の製造方法において、ヒドロキシケイ皮酸誘導体の脱炭酸反応には、加熱が必要である。加熱温度は特に限定されないが、概ね50℃から250℃の加熱により反応が速やかに進行する。より好ましくは100℃以上の高温である。また、反応は、加熱しても圧力が上昇しない開放系、もしくは高温の加熱により圧力が上昇する密閉系のいずれでも行なうことができる。反応時の加熱方法は特に限定されないが、例えばオイルバスなど、通常の加熱方法で構わない。加熱時の雰囲気は酸素がない方が好ましい。但し、反応系は反応により生じた炭酸ガスで被われているので酸素は一応遮断されている。念のため、窒素気流下で反応させてもよい。   In the production method of the present invention, heating is required for the decarboxylation reaction of the hydroxycinnamic acid derivative. The heating temperature is not particularly limited, but the reaction proceeds rapidly by heating at about 50 ° C. to 250 ° C. More preferably, it is a high temperature of 100 ° C. or higher. The reaction can be carried out either in an open system in which the pressure does not increase even when heated, or in a closed system in which the pressure increases due to high temperature heating. The heating method during the reaction is not particularly limited, but a normal heating method such as an oil bath may be used. The atmosphere during heating is preferably free of oxygen. However, since the reaction system is covered with carbon dioxide gas generated by the reaction, oxygen is temporarily blocked. As a precaution, the reaction may be performed under a nitrogen stream.

本発明の製造方法は、ヒドロキシケイ皮酸誘導体を塩基触媒およびプロティックソルベントの存在下で加熱することにより、脱炭酸反応とそれに続く二量化反応を連続しておこさせてヒドロキシスチレンダイマーを得、得られたヒドロキシスチレンダイマーにアセチル化剤あるいはアルキル化剤を反応させることを特徴とするが、これらの反応は一般的に知られている反応を利用できる。例えば、アセチル化剤としては、一般的に無水酢酸、塩化アセチル、臭化アセチルから選ばれた少なくとも1種を用いることができる。アセチル化反応を効率よく進行せしめるには触媒の使用が有効である。かかる触媒としては特に限定されないが、アルキルアミン(メチル基、エチル基、炭素数3のアルキル基(n−プロピル、iso−プロピル)、炭素数4のアルキル基(n−ブチル、iso−ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル)など炭素数20までのアルキルアミン)、ピペリジンおよびピロリジンなどの環状アミン類、アニリンなどの芳香族アミン類、ピリジンなどの含窒素芳香族化合物、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属水酸化物、高分子基材に担持された固体塩基などを用いることが好ましい。本発明においては、脱炭酸反応に用いた塩基をそのまま用いても良いし、反応の進行に応じて追加することも可能である。
一方、アルキル化反応はハロゲン化アルキルあるいはジメチル硫酸を用いる汎用的な方法、あるいはメタノールなどのアルコールを光延反応により反応させる方法などが利用可能である。光延反応により目的物を得るためには、トリフェニルホスフィン、ジエチルフェニルホスフィン、ジフェニル−2−ピリジルホスフィン、トリブチルホスフィン、ポリスチレン樹脂固定化ジフェニルホスフィン誘導体などのリン化合物と、アゾジカルボン酸ジメチルエステル、アゾジカルボン酸ジエチルエステル、アゾジカルボン酸ジイソプロピルエステル、N,N,N,N,−テトラメチルアゾジカルボン酸アミド、アゾジカルボン酸ジ−2−メトキシエチルエステルなどのアゾ化合物とを組み合わせて用いることが有効である。
In the production method of the present invention, a hydroxycinnamic acid derivative is heated in the presence of a base catalyst and a protic solvent, whereby a decarboxylation reaction and a subsequent dimerization reaction are continuously performed to obtain a hydroxystyrene dimer. The obtained hydroxystyrene dimer is characterized by reacting an acetylating agent or an alkylating agent, and these reactions can utilize generally known reactions. For example, as the acetylating agent, generally at least one selected from acetic anhydride, acetyl chloride, and acetyl bromide can be used. Use of a catalyst is effective for allowing the acetylation reaction to proceed efficiently. The catalyst is not particularly limited, but alkylamine (methyl group, ethyl group, alkyl group having 3 carbon atoms (n-propyl, iso-propyl), alkyl group having 4 carbon atoms (n-butyl, iso-butyl, sec) Alkylamines having up to 20 carbon atoms such as -butyl and tert-butyl), cyclic amines such as piperidine and pyrrolidine, aromatic amines such as aniline, nitrogen-containing aromatic compounds such as pyridine, and alkali metals such as sodium hydroxide. It is preferable to use a hydroxide, a solid base supported on a polymer substrate, or the like. In the present invention, the base used for the decarboxylation reaction may be used as it is, or may be added according to the progress of the reaction.
On the other hand, for the alkylation reaction, a general-purpose method using alkyl halide or dimethyl sulfate, or a method of reacting alcohol such as methanol by Mitsunobu reaction can be used. In order to obtain the target product by Mitsunobu reaction, phosphorus compounds such as triphenylphosphine, diethylphenylphosphine, diphenyl-2-pyridylphosphine, tributylphosphine, polystyrene resin-fixed diphenylphosphine derivatives, azodicarboxylic acid dimethyl ester, azodicarboxylic It is effective to use in combination with azo compounds such as acid diethyl ester, azodicarboxylic acid diisopropyl ester, N, N, N, N, -tetramethylazodicarboxylic acid amide, azodicarboxylic acid di-2-methoxyethyl ester .

本発明で使用可能なラジカル重合性モノマーとしては、具体的に、
(a)芳香族エチレン性不飽和単量体:スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ヒドロキシスチレンなどのスチレン類、ビニルナフタレン類、ジクロルスチレンなどのスチレン類のハロゲン置換体など、
(b)脂肪族エチレン性不飽和単量体:エチレン、プロピレン、ブテン、イソブチレン、ペンテン、ヘプテン、ジイソブチレン、オクテン、ドデセン、オクタデセン、ブタジエン、イソプレンなど、
(c)脂環式エチレン性不飽和単量体:シクロペンタジエン、ピネン、リモネン、インデン、ビシクロペンタジエン、エチリデンノルボルネンなど、
(d)炭素数1〜50のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート:メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、ヘプタデシル(メタ)アクリレート、エイコシル(メタ)アクリレートなど、
(e)ヒドロキシル基含有(メタ)アクリレート: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)アクリレートなど、
(f)アミド含有エチレン性不飽和単量体:(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミドなど、
(g)3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどの不飽和有機シラン化合物など
が挙げられるが、これらに特に限定されるものではない。ラジカル重合性やモノマー入手の容易さからは、メタクリル酸類、アクリル酸類、α,β−不飽和カルボン酸類、スチレン類が好ましい。また、これらのラジカル重合性モノマーは1種類のみを用いてもよいし2種以上を組み合わせて用いても構わない。
As the radically polymerizable monomer that can be used in the present invention, specifically,
(A) Aromatic ethylenically unsaturated monomers: styrenes such as styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, hydroxystyrene, halogen substituted products of styrenes such as vinylnaphthalene, dichlorostyrene, etc.
(B) Aliphatic ethylenically unsaturated monomer: ethylene, propylene, butene, isobutylene, pentene, heptene, diisobutylene, octene, dodecene, octadecene, butadiene, isoprene, etc.
(C) alicyclic ethylenically unsaturated monomer: cyclopentadiene, pinene, limonene, indene, bicyclopentadiene, ethylidene norbornene, etc.
(D) Alkyl (meth) acrylate having an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms: methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate , Dodecyl (meth) acrylate, hexadecyl (meth) acrylate, heptadecyl (meth) acrylate, eicosyl (meth) acrylate,
(E) hydroxyl group-containing (meth) acrylate: hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, etc.
(F) Amide-containing ethylenically unsaturated monomer: (meth) acrylamide, N-methylol (meth) acrylamide, etc.
(G) Examples include unsaturated organic silane compounds such as 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, and vinyltrimethoxysilane, but are not particularly limited thereto. From the viewpoint of radical polymerizability and availability of monomers, methacrylic acids, acrylic acids, α, β-unsaturated carboxylic acids and styrenes are preferred. Moreover, these radically polymerizable monomers may use only 1 type, and may use it in combination of 2 or more type.

重合に使用されるラジカル重合開始剤としては、アゾ化合物および有機過酸化物が好ましく、重合温度に応じた10時間半減期温度を基準に選択される。有機過酸化物の具体例としては、例えば2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシピバレート、o−メチルベンゾイルパーオキサイド、ビス−3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、シクロヘキサノンパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイドなどが挙げられる。アゾ化合物の具体例としては、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(2,4−ジメチル−4−メトキシバレロニトリル) などが挙げられる。これらの中でも、ベンゾイルパーオキサイド、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(2,4−ジメチル−4−メトキシバレロニトリル) が入手容易で取り扱いやすいことから好ましい。これらのラジカル重合開始剤は、単独でまたは2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ラジカル重合開始剤の添加量は、ラジカル重合性モノマーの合計量100質量部に対し0.0001質量部以上10質量部以下の範囲内とするのが好ましい。ラジカル重合開始剤の前記添加量が10質量部を超えると、ラジカル重合開始剤自体の残分がポリマー中に残ってポリマーの品質低下を招くおそれが高くなる。一方、前記添加量が0.0001質量部を下回ると、ポリマーの重合度が必要以上に高くなって高分子化しすぎたり、重合終了までの反応時間が長くなって現実の製造にそぐわなくなる。
The radical polymerization initiator used for the polymerization is preferably an azo compound or an organic peroxide, and is selected on the basis of a 10-hour half-life temperature corresponding to the polymerization temperature. Specific examples of the organic peroxide include 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, t-butyl peroxypivalate, o-methylbenzoyl peroxide, bis-3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide, octa Noyl peroxide, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, cyclohexanone peroxide, benzoyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, dicumyl peroxide, lauroyl peroxide, diisopropylbenzene hydroperoxide, t-butyl hydroperoxide , Di-t-butyl peroxide and the like. Specific examples of the azo compound include 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (2,4-dimethyl-4). -Methoxyvaleronitrile) and the like. Among these, benzoyl peroxide, 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (2,4-dimethyl-4) -Methoxyvaleronitrile) is preferred because it is readily available and easy to handle. These radical polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.
The addition amount of the radical polymerization initiator is preferably in the range of 0.0001 parts by mass to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of radical polymerizable monomers. When the added amount of the radical polymerization initiator exceeds 10 parts by mass, the residue of the radical polymerization initiator itself remains in the polymer, and there is a high possibility that the quality of the polymer is deteriorated. On the other hand, when the addition amount is less than 0.0001 part by mass, the degree of polymerization of the polymer is unnecessarily high, resulting in excessive polymerization, and the reaction time until the end of the polymerization becomes long, making it unsuitable for actual production.

重合温度に関しては特に限定されないが、高い連鎖移動効率を達成するために好ましくは40〜250℃ 、より好ましくは60〜160℃ で重合を行うのがよい。   Although it does not specifically limit regarding polymerization temperature, In order to achieve high chain transfer efficiency, it is preferable to superpose | polymerize at 40-250 degreeC, More preferably, it is 60-160 degreeC.

本発明に係るヒドロキシスチレンダイマー誘導体は、ラジカル重合性モノマーまたはそれらの混合物から製造される種々のポリマーまたはコポリマーのラジカル重合に使用することが可能であり、それらのポリマーまたはコポリマーの分子量を低下させる連鎖移動剤として有用である。この分子量の低下の程度は、添加する連鎖移動剤の量によって調節することが可能であり、連鎖移動剤の添加量は所望するポリマーまたはコポリマーの分子量によって決定される。   The hydroxystyrene dimer derivative according to the present invention can be used for radical polymerization of various polymers or copolymers prepared from radically polymerizable monomers or mixtures thereof, and has a chain that reduces the molecular weight of these polymers or copolymers. Useful as a transfer agent. The degree of this molecular weight reduction can be adjusted by the amount of chain transfer agent added, and the amount of chain transfer agent addition is determined by the molecular weight of the desired polymer or copolymer.

本発明の連鎖移動剤を用いて重合を行い、ポリマーまたはコポリマーを製造する方法としては、一般に知られる重合法、例えば、バルク重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合などを利用することが可能であるが、前記の重合法に限定されるものではない。   As a method for producing a polymer or copolymer by performing polymerization using the chain transfer agent of the present invention, generally known polymerization methods such as bulk polymerization, solution polymerization, suspension polymerization, and emulsion polymerization can be used. However, it is not limited to the above polymerization method.

以下、製造例、実施例および比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの製造例、実施例および比較例によって何ら限定されるものでない。
ここで、製造例において合成したヒドロキシスチレンダイマー誘導体の構造は1H−NMR、13C−NMR(ブルカー製、AVANCE400)およびESI−TOF/MS(アプライドバイオ製、Mariner)により確認した。また、合成したポリマーの数平均分子量(=Mn)、重量平均分子量(=Mw)、分子量分布(=d(=Mw/Mn))は、GPC(ゲルパーミエイションクロマトグラフ:Waters製、Alliance 2690 )を用い、ポリスチレンをスタンダードとして測定した。
EXAMPLES Hereinafter, although a manufacture example, an Example, and a comparative example demonstrate this invention concretely, this invention is not limited at all by these manufacture example, an Example, and a comparative example.
Here, the structure of the hydroxystyrene dimer derivative synthesized in the production example was confirmed by 1 H-NMR, 13 C-NMR (manufactured by Bruker, AVANCE400) and ESI-TOF / MS (manufactured by Applied Bio, Mariner). The number average molecular weight (= Mn), weight average molecular weight (= Mw), and molecular weight distribution (= d (= Mw / Mn)) of the synthesized polymer are GPC (Gel Permeation Chromatograph: Waters, Alliance 2690). ) And polystyrene as a standard.

(製造例1)
4−アセトキシスチレンダイマー(既述の反応式(a)で製造:アセチル化);
[1,3-Bis(4'-acetoxyphenyl)butene]
4−ヒドロキシケイ皮酸(p−クマル酸)6.56g(40mmol)をトルエン100mlに分散し、NaOH1.6g (40mmol) を水60mlに溶解した溶液を加え一晩還流した。放冷のあと水相を中和した後に分液ロートに移し水相を分離した。得られた有機相を水洗し、MgSO4で乾燥した後に減圧下で溶媒を留去し、粗4−ヒドロキシスチレンダイマー(式(6)の中間体ダイマー)4.26gを得た。
得られた粗4−ヒドロキシスチレンダイマーをピリジン20mlに溶解し、無水酢酸4.0ml(42.3mmol)を加え室温で一晩撹拌した。砕氷を加え反応を停止した後、酢酸エチル80mlを加え分液ロートに移し、飽和KHSO4、水、飽和NaHCO3、飽和食塩水の順に洗浄した。MgSO4で乾燥した後溶媒を留去し、残渣をカラムクロマトグラフィーにより精製し、無色油状の精製物を得た。得られた精製物を下記の通り機器分析に供したところ、4−アセトキシスチレンダイマー(式(2)のダイマー:収量4.35g、収率67%)であった。機器分析結果を下記に示す。
1H-NMR (400MHz, CDCl3) δ1.44 (d, 3H, J=8.0 Hz , CH3) , 2.27 (s, 3H, acetyl) ,2.28 (s, 3H, acetyl), 3.63 (m, 1H, CH) , 6.30 (dd, 1H, J=4.0 and 16.0 Hz, CH=) , 6.39 (d, 1H, J=16.0 Hz, CH=), 6.27 - 7.36 (m, 8H, Ar-H) ppm ; 13C NMR (CDCl3) ( 21.04, 21.06, 21.09, 41.84, 121.40, 121.52, 126.98, 127.66, 128.17, 135.10, 135.18, 142.91, 148.92, 149.62, 169.40, 169.55 ppm ; MS (ESI-TOF) calcd for [C20H20O4]+ 325.14, found 325.10 [M + H]+.
(Production Example 1)
4-acetoxystyrene dimer (produced by the above-described reaction formula (a): acetylation);
[1,3-Bis (4'-acetoxyphenyl) butene]
A solution in which 6.56 g (40 mmol) of 4-hydroxycinnamic acid (p-coumaric acid) was dispersed in 100 ml of toluene and 1.6 g (40 mmol) of NaOH dissolved in 60 ml of water was added and refluxed overnight. After standing to cool, the aqueous phase was neutralized and then transferred to a separatory funnel to separate the aqueous phase. The obtained organic phase was washed with water, dried over MgSO 4 , and then the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain 4.26 g of crude 4-hydroxystyrene dimer (intermediate dimer of formula (6)).
The obtained crude 4-hydroxystyrene dimer was dissolved in 20 ml of pyridine, and 4.0 ml (42.3 mmol) of acetic anhydride was added and stirred overnight at room temperature. After crushed ice was added to stop the reaction, 80 ml of ethyl acetate was added and the mixture was transferred to a separatory funnel and washed with saturated KHSO 4 , water, saturated NaHCO 3 and saturated brine in this order. After drying with MgSO 4 , the solvent was distilled off, and the residue was purified by column chromatography to obtain a purified product as a colorless oil. When the obtained purified product was subjected to instrumental analysis as described below, it was 4-acetoxystyrene dimer (dimer of formula (2): yield 4.35 g, yield 67%). The instrumental analysis results are shown below.
1 H-NMR (400MHz, CDCl 3 ) δ1.44 (d, 3H, J = 8.0 Hz, CH 3 ), 2.27 (s, 3H, acetyl), 2.28 (s, 3H, acetyl), 3.63 (m, 1H , CH), 6.30 (dd, 1H, J = 4.0 and 16.0 Hz, CH =), 6.39 (d, 1H, J = 16.0 Hz, CH =), 6.27-7.36 (m, 8H, Ar-H) ppm; 13 C NMR (CDCl 3 ) (21.04, 21.06, 21.09, 41.84, 121.40, 121.52, 126.98, 127.66, 128.17, 135.10, 135.18, 142.91, 148.92, 149.62, 169.40, 169.55 ppm; MS (ESI-TOF) calcd for [ C 20 H 20 O 4 ] + 325.14, found 325.10 [M + H] + .

(製造例2)
4−メトキシスチレンダイマー(既述の反応式(d)の応用例で製造:アルキル化);
[1,3-Bis(4'-methoxyphenyl)butene]
製造例1と同様の反応で得られた粗4−ヒドロキシスチレンダイマー1.03g(4.28mmol)をジクロロメタン50mlに溶解し、トリフェニルホスフィン3.0 g (11.4 mmol), メタノール1.0ml (24.7mmol), ジイソプロピルアゾジカルボン酸(40%トルエン溶液)6.0mlを加え室温で一晩撹拌した。溶媒を留去した後に、残渣をカラムクロマトグラフィーにより精製し、無色油状の精製物を得た。得られた精製物を下記の通り機器分析に供したところ、4−メトキシスチレンダイマー(収量0.79g、収率69%)であった。機器分析結果を下記に示す。
1H-NMR (400MHz, CDCl3) δ1.42 (d, 3H, J=8.0 Hz , CH3), 3.57 (m, 1H, CH) , 3.79 (s, 6H, OCH3), 6.22 (dd, 1H, J=4.0 and 16.0 Hz, CH=) , 6.33 (d, 1H, J=16.0 Hz, CH=), 6.81 - 7.30 (m, 8H, Ar-H) ppm ; 13C NMR (CDCl3) ( 21.06, 21.43, 41.65, 55.28, 113.62, 113.82, 113.89, 127.20, 127.58, 127.79, 128.19, 130.43, 133.51, 137.98, 157.95, 158.76 ppm ; MS (ESI-TOF) calcd for [C18H20O2]+ 269.15, found 270.17 [M + H]+.
(Production Example 2)
4-methoxystyrene dimer (manufactured by application example of reaction formula (d) described above: alkylation);
[1,3-Bis (4'-methoxyphenyl) butene]
Crude 4-hydroxystyrene dimer (1.03 g, 4.28 mmol) obtained by the same reaction as in Production Example 1 was dissolved in dichloromethane (50 ml), triphenylphosphine (3.0 g, 11.4 mmol), and methanol (1.0 ml). (24.7 mmol) and 6.0 ml of diisopropyl azodicarboxylic acid (40% toluene solution) were added and stirred at room temperature overnight. After the solvent was distilled off, the residue was purified by column chromatography to obtain a colorless oily purified product. When the obtained purified product was subjected to instrumental analysis as described below, it was 4-methoxystyrene dimer (yield 0.79 g, yield 69%). The instrumental analysis results are shown below.
1 H-NMR (400MHz, CDCl 3 ) δ1.42 (d, 3H, J = 8.0 Hz, CH 3 ), 3.57 (m, 1H, CH), 3.79 (s, 6H, OCH 3 ), 6.22 (dd, 1H, J = 4.0 and 16.0 Hz, CH =), 6.33 (d, 1H, J = 16.0 Hz, CH =), 6.81-7.30 (m, 8H, Ar-H) ppm; 13 C NMR (CDCl 3 ) ( 21.06, 21.43, 41.65, 55.28, 113.62, 113.82, 113.89, 127.20, 127.58, 127.79, 128.19, 130.43, 133.51, 137.98, 157.95, 158.76 ppm; MS (ESI-TOF) calcd for [C 18 H 20 O 2 ] + 269.15, found 270.17 [M + H] + .

(製造例3)
4−アセトキシ−3-メトキシスチレンダイマー(既述の反応式(b)で製造:アセチル化);
[1,3-Bis(4'-acetoxy-3'-methoxyphenyl)butene]
4−ヒドロキシ−3−メトキシケイ皮酸(フェルラ酸)19.42g(0.1mol)をトルエン150mlに分散し、トリエチルアミン11.7g (0.115mol) および水50mlを加え一晩還流した。放冷のあと水相を中和した後に分液ロートに移し水相を分離した。得られた有機相を水洗し、MgSO4で乾燥した後に減圧下で溶媒を留去し、粗4−ヒドロキシ−3−メトキシスチレンダイマー(式(7)の中間体ダイマー)10.16gを得た。
得られた粗4−ヒドロキシ-3-メトキシスチレンダイマーをピリジン40mlに溶解し、無水酢酸8.0ml(84.6mmol)を加え室温で一晩撹拌した。砕氷を加え反応を停止した後、酢酸エチル150mlを加え分液ロートに移し、飽和KHSO4、水、飽和NaHCO3、飽和食塩水の順に洗浄した。MgSO4で乾燥した後溶媒を留去し、残渣をカラムクロマトグラフィーにより精製し、白色固体の精製物を得た。得られた精製物を下記の通り機器分析に供したところ、4−アセトキシ−3−メトキシスチレンダイマー(式(3)のダイマー:収量10.32g、収率72%)であった。機器分析結果を下記に示す。
1H-NMR (400MHz, CDCl3) δ1.46 (d, 3H, J=8.0 Hz , CH3) , 2.31 (s, 3H, acetyl) ,2.31 (s, 3H, acetyl), 3.62 (m, 1H, CH) , 3.83 (s, 3H, OCH3), 3.84 (s, 3H, OCH3), 6.30 (dd, 1H, J=4.0 and 16.0 Hz, CH=) , 6.39 (d, 1H, J=16.0 Hz, CH=), 6.83 - 6.99 (m, 6H, Ar-H) ppm ; 13C NMR (CDCl3) ( 21.64, 20.68, 21.01, 42.30, 55.83, 55.84, 109.78, 111.59, 118.80, 119.34, 122.56, 122.71, 128.09, 135.12, 136.50, 138.03, 138.86, 144.33, 150.88, 151.02, 169.12, 169.25 ppm ; MS (ESI-TOF) calcd for [C22H24O6]+ 385.16, found 385.20 [M + H]+.
(Production Example 3)
4-acetoxy-3-methoxystyrene dimer (produced by the above-described reaction formula (b): acetylation);
[1,3-Bis (4'-acetoxy-3'-methoxyphenyl) butene]
19.42 g (0.1 mol) of 4-hydroxy-3-methoxycinnamic acid (ferulic acid) was dispersed in 150 ml of toluene, and 11.7 g (0.115 mol) of triethylamine and 50 ml of water were added and refluxed overnight. After standing to cool, the aqueous phase was neutralized and then transferred to a separatory funnel to separate the aqueous phase. The obtained organic phase was washed with water, dried over MgSO 4 , and then the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain 10.16 g of crude 4-hydroxy-3-methoxystyrene dimer (intermediate dimer of formula (7)). .
The obtained crude 4-hydroxy-3-methoxystyrene dimer was dissolved in 40 ml of pyridine, and 8.0 ml (84.6 mmol) of acetic anhydride was added and stirred overnight at room temperature. After crushed ice was added to stop the reaction, 150 ml of ethyl acetate was added and the mixture was transferred to a separatory funnel and washed with saturated KHSO 4 , water, saturated NaHCO 3 , and saturated brine in this order. After drying with MgSO 4 , the solvent was distilled off, and the residue was purified by column chromatography to obtain a purified product as a white solid. When the obtained purified product was subjected to instrumental analysis as described below, it was 4-acetoxy-3-methoxystyrene dimer (dimer of formula (3): yield 10.32 g, yield 72%). The instrumental analysis results are shown below.
1 H-NMR (400MHz, CDCl 3 ) δ1.46 (d, 3H, J = 8.0 Hz, CH 3 ), 2.31 (s, 3H, acetyl), 2.31 (s, 3H, acetyl), 3.62 (m, 1H , CH), 3.83 (s, 3H, OCH 3 ), 3.84 (s, 3H, OCH 3 ), 6.30 (dd, 1H, J = 4.0 and 16.0 Hz, CH =), 6.39 (d, 1H, J = 16.0 Hz, CH =), 6.83-6.99 (m, 6H, Ar-H) ppm; 13 C NMR (CDCl 3 ) (21.64, 20.68, 21.01, 42.30, 55.83, 55.84, 109.78, 111.59, 118.80, 119.34, 122.56, 122.71, 128.09, 135.12, 136.50, 138.03, 138.86, 144.33, 150.88, 151.02, 169.12, 169.25 ppm; MS (ESI-TOF) calcd for [C 22 H 24 O 6 ] + 385.16, found 385.20 [M + H] + .

(製造例4)
3,4−ジメトキシスチレンダイマーの合成(既述の反応式(d)で製造:アルキル化);
[1,3-Bis(3',4'-dimethoxyphenyl)butene]
製造例3と同様の反応で得られた粗4−ヒドロキシ-3-メトキシスチレンダイマー1.96g(6.5mmol)をジクロロメタン50mlに溶解し、トリフェニルホスフィン4.88g (18.6mmol), メタノール1.0ml (24.7mmol), ジイソプロピルアゾジカルボン酸(40%トルエン溶液)10.0mlを加え室温で一晩撹拌した。溶媒を留去した後に、残渣をカラムクロマトグラフィーにより精製し、無色油状の精製物を得た。得られた精製物を下記の通り機器分析に供したところ、3,4−ジメトキシスチレンダイマー(式(10)のダイマー収量1.49g、収率70%)であった。機器分析結果を下記に示す。
1H-NMR (400MHz, CDCl3) δ1.45 (d, 3H, J=8.0 Hz , CH3), 3.58 (m, 1H, CH), 3.87 (s, 3H, OCH3), 3.88 (s, 6H, OCH3), 6.23 (dd, 1H, J=4.0 and 16.0 Hz, CH=) , 6.33 (d, 1H, J=16.0 Hz, CH=), 6.79 - 6.92 (m, 6H, Ar-H) ppm ; 13C NMR (CDCl3) ( 21.30, 42.06, 55.80, 55.88, 55.92, 108.58, 110.79, 111.11, 111.20, 119.02, 119.12, 127.98, 130.68, 133.55, 138.40, 147.43, 148.38, 148.89, 148.98 ppm ; MS (ESI-TOF) calcd for [C20H24O4] + 329.17, found 329.18 [M + H]+.
(Production Example 4)
Synthesis of 3,4-dimethoxystyrene dimer (prepared by the aforementioned reaction formula (d): alkylation);
[1,3-Bis (3 ', 4'-dimethoxyphenyl) butene]
1.96 g (6.5 mmol) of crude 4-hydroxy-3-methoxystyrene dimer obtained by the same reaction as in Production Example 3 was dissolved in 50 ml of dichloromethane, 4.88 g (18.6 mmol) of triphenylphosphine, methanol 1 .0ml (24. 7m mol), and stirred at room temperature overnight diisopropyl azodicarboxylate (40% toluene solution) 10.0 ml. After the solvent was distilled off, the residue was purified by column chromatography to obtain a colorless oily purified product. When the obtained purified product was subjected to instrumental analysis as described below, it was 3,4-dimethoxystyrene dimer (dimer yield of formula (10): 1.49 g, yield: 70%). The instrumental analysis results are shown below.
1 H-NMR (400MHz, CDCl 3 ) δ1.45 (d, 3H, J = 8.0 Hz, CH 3 ), 3.58 (m, 1H, CH), 3.87 (s, 3H, OCH 3 ), 3.88 (s, 6H, OCH 3 ), 6.23 (dd, 1H, J = 4.0 and 16.0 Hz, CH =), 6.33 (d, 1H, J = 16.0 Hz, CH =), 6.79-6.92 (m, 6H, Ar-H) 13C NMR (CDCl 3 ) (21.30, 42.06, 55.80, 55.88, 55.92, 108.58, 110.79, 111.11, 111.20, 119.02, 119.12, 127.98, 130.68, 133.55, 138.40, 147.43, 148.38, 148.89, 148.98 ppm; MS (ESI-TOF) calcd for [C 20 H 24 O 4 ] + 329.17, found 329.18 [M + H] + .

(製造例5)
4−アセトキシ−3、5−ジメトキシスチレンダイマー(既述の反応式(c)で製造;アセチル化);
[1,3-Bis(4'-acetoxy-3',5'-dimethoxyphenyl)butene]
4−ヒドロキシー3,5−ジメトキシケイ皮酸 4.80g(21.4mmol)をエチレングリコール50mlに分散しトリエチルアミン 3.0ml (21.6mmol)を加え一晩還流した。放冷のあと中和し、水100mlを加え分液ロートに移しクロロホルム60mlで3回抽出した。得られたクロロホルム相を合わせた後に水洗しMgSO4で乾燥した。減圧下で溶媒を留去し、赤色油状の粗4−ヒドロキシ−3,5−ジメトキシスチレンダイマー5.30gを得た。
得られた粗4−ヒドロキシ−3,5−ジメトキシスチレンダイマーをピリジン20mlに溶解し、無水酢酸4.0ml(42.3mmol)を加え室温で一晩撹拌した。砕氷を加え反応を停止した後、酢酸エチル80mlを加え分液ロートに移し、飽和KHSO4、水、飽和NaHCO3、飽和食塩水の順に洗浄した。MgSO4で乾燥した後溶媒を留去し、残渣をカラムクロマトグラフィーにより精製し、無色油状の精製物を得た。得られた精製物を下記の通り機器分析に供したところ、4−アセトキシ−3,5−ジメトキシスチレンダイマー(収量2.48g、収率52%)であった。機器分析結果を下記に示す。
1H-NMR (400MHz, CDCl3) δ1.47 (d, 3H, J=8.0 Hz , CH3), 2.33 (s, 3H, acetyl), 2.34 (s, 3H, acetyl), 3.62 (m, 1H, CH), 3.82 (s, 6H, OCH3), 3.83 (s, 6H, OCH3), 6.30 (dd, 1H, J=4.0 and 16.0 Hz, CH=) , 6.37 (d, 1H, J=16.0 Hz, CH=), 6.50 (s, 2H, Ar-H), 6.62 (s, 2H, Ar-H) ppm ; 13C NMR (CDCl3) ( 20.46, 20.51, 20.86, 42.77, 56.13, 56.14, 102.82, 103.96, 127.01, 127.90, 128.52, 135.07, 135.85, 143.83, 152.00, 152.12, 168.84, 169.00 ppm ; MS (ESI-TOF) calcd for [C24H28O8]+ 445.18, found 445.16 [M + H]+.
(Production Example 5)
4-acetoxy-3,5-dimethoxystyrene dimer (prepared by the above-described reaction formula (c); acetylation);
[1,3-Bis (4'-acetoxy-3 ', 5'-dimethoxyphenyl) butene]
4.80 g (21.4 mmol) of 4-hydroxy-3,5-dimethoxycinnamic acid was dispersed in 50 ml of ethylene glycol, and 3.0 ml (21.6 mmol) of triethylamine was added and refluxed overnight. After standing to cool, the mixture was neutralized, 100 ml of water was added, transferred to a separatory funnel, and extracted three times with 60 ml of chloroform. The obtained chloroform phases were combined, washed with water and dried over MgSO 4 . The solvent was distilled off under reduced pressure to obtain 5.30 g of crude oily 4-hydroxy-3,5-dimethoxystyrene dimer as a red oil.
The resulting crude 4-hydroxy-3,5-dimethoxy dimer was dissolved in pyridine 20 ml, and stirred overnight at room temperature acetic anhydride 4.0ml (42. 3m mol). After crushed ice was added to stop the reaction, 80 ml of ethyl acetate was added and the mixture was transferred to a separatory funnel and washed with saturated KHSO 4 , water, saturated NaHCO 3 and saturated brine in this order. After drying with MgSO 4 , the solvent was distilled off, and the residue was purified by column chromatography to obtain a purified product as a colorless oil. When the obtained purified product was subjected to instrumental analysis as described below, it was 4-acetoxy-3,5-dimethoxystyrene dimer (yield 2.48 g, yield 52%). The instrumental analysis results are shown below.
1 H-NMR (400MHz, CDCl 3 ) δ1.47 (d, 3H, J = 8.0 Hz, CH 3 ), 2.33 (s, 3H, acetyl), 2.34 (s, 3H, acetyl), 3.62 (m, 1H , CH), 3.82 (s, 6H, OCH 3 ), 3.83 (s, 6H, OCH 3 ), 6.30 (dd, 1H, J = 4.0 and 16.0 Hz, CH =), 6.37 (d, 1H, J = 16.0 Hz, CH =), 6.50 (s, 2H, Ar-H), 6.62 (s, 2H, Ar-H) ppm; 13 C NMR (CDCl 3 ) (20.46, 20.51, 20.86, 42.77, 56.13, 56.14, 102.82 , 103.96, 127.01, 127.90, 128.52, 135.07, 135.85, 143.83, 152.00, 152.12, 168.84, 169.00 ppm; MS (ESI-TOF) calcd for [C 24 H 28 O 8 ] + 445.18, found 445.16 [M + H] + .

(製造例6)
4−ヒドロキシ−3−メトキシケイ皮酸(フェルラ酸)10mmolを原料として用い、目的物の中間体となる4−ヒドロキシ−3−メトキシスチレンダイマー(中間体ダイマー、構造式:反応式(b),(d)中の式(7))が得られる溶媒の条件を検討した。フェルラ酸に対し当量(eq:10mmol)のトリエチルアミン(10mmol)を塩基触媒として用い、表1に示す条件で反応を行った。反応の終点を薄相クロマトグラフィー(TLC)で確認し、原料消失までの時間経過、および得られた4−ヒドロキシ−3−メトキシスチレンダイマーの収率をNMRで調べた。スチレン誘導体の生成率と中間体ダイマーの収率は、反応開始5時間経過時のものである。
この製造例では、塩基溶媒として、プロティックソルベントである、エチレングリコールのみ、または水のみを用いたものを、実施例1,2とし、プロティックソルベント以外のトルエンのみ、N,N−ジメチルホルムアミドのみ、ジグライムのみを用いたものを比較例1〜3とした。各例において、用いた溶媒の量はいずれも20mlであり、反応温度はいずれも100℃とした。また、反応開始から5時間後に原料のフェルラ酸がスチレン誘導体や中間体ダイマーに転換した割合を原料転換率として示した。
(Production Example 6)
4-Hydroxy-3-methoxycinnamic acid (ferulic acid) 10 mmol as a raw material, 4-hydroxy-3-methoxystyrene dimer (intermediate dimer, structural formula: reaction formula (b), The conditions of the solvent for obtaining the formula (7) in (d) were examined. Reaction was carried out under the conditions shown in Table 1, using an equivalent amount (eq: 10 mmol) of triethylamine (10 mmol) to ferulic acid as a base catalyst. The end point of the reaction was confirmed by thin phase chromatography (TLC), and the time elapsed until disappearance of the raw material and the yield of the obtained 4-hydroxy-3-methoxystyrene dimer were examined by NMR. The production rate of the styrene derivative and the yield of the intermediate dimer are those after 5 hours from the start of the reaction.
In this production example, a basic solvent, which is a protic solvent, using only ethylene glycol or water alone is referred to as Examples 1 and 2, only toluene other than the protic solvent, only N, N-dimethylformamide is used. Comparative Examples 1 to 3 were made using only diglyme. In each example, the amount of the solvent used was 20 ml, and the reaction temperature was 100 ° C. Further, the ratio of the raw material ferulic acid converted to a styrene derivative or an intermediate dimer 5 hours after the start of the reaction is shown as the raw material conversion rate.

Figure 0005521165
Figure 0005521165

上記の表1から、用いる溶媒の種類により、4−ヒドロキシ−3−メトキシスチレンダイマーが得られる場合と、得られない場合があることがわかる。すなわち、プロティックソルベントであるエチレングリコールのみまたは水のみを用いたものは中間体ダイマーが得られ、特にエチレングリコールを用いた場合は中間体ダイマーが高収率で得られている。これらに対し、プロティックソルベント以外の溶媒(トルエン、N,N−ジメチルホルムアミド、ジグライム)を用いたものは、フェルラ酸からスチレン誘導体が生成したのみで中間体ダイマーは得られなかった。
ここで、溶媒として、エチレングリコール(プロティックソルベント)のみ(実施例1)、またはトルエンのみ(比較例1)を用いた場合の、フェルラ酸、得られたスチレン誘導体、および中間体ダイマーの生成率の経時変化を図1に例示する。エチレングリコールを用いたものは(同図(a))、時間経過とともにフェルラ酸がスチレン誘導体および中間体ダイマーに転換されていくが、スチレン誘導体は途中から減少し、中間体ダイマーは増加を続けている。これに対し、トルエンを用いたものは(同図(b))、フェルラ酸が転換されてスチレン誘導体が増えていったが、中間体ダイマーは生成しなかった。すなわち、脱炭酸反応後の二量化反応について、プロティックソルベントが大きく関与していることが示唆される。
From Table 1 above, it can be seen that 4-hydroxy-3-methoxystyrene dimer may or may not be obtained depending on the type of solvent used. That is, an intermediate dimer is obtained by using only protic solvent ethylene glycol or water alone, and particularly when ethylene glycol is used, an intermediate dimer is obtained in high yield. On the other hand, in the case of using a solvent (toluene, N, N-dimethylformamide, diglyme) other than protic solvent, an intermediate dimer was not obtained only by producing a styrene derivative from ferulic acid.
Here, when only ethylene glycol (protic solvent) (Example 1) or only toluene (Comparative Example 1) is used as the solvent, ferulic acid, the obtained styrene derivative, and the production rate of the intermediate dimer The change with time is illustrated in FIG. In the case of using ethylene glycol ((a) in the figure), ferulic acid is converted into a styrene derivative and an intermediate dimer over time, but the styrene derivative decreases from the middle, and the intermediate dimer continues to increase. Yes. In contrast, in the case of using toluene ((b) in the same figure), ferulic acid was converted and styrene derivatives were increased, but no intermediate dimer was produced. That is, it is suggested that the protic solvent is greatly involved in the dimerization reaction after the decarboxylation reaction.

(製造例7)
4−ヒドロキシ−3−メトキシケイ皮酸(フェルラ酸)10mmolを用い、目的物の中間体となる4−ヒドロキシ−3−メトキシスチレンダイマーが得られる条件を検討した。
トルエン/水混合溶媒(混合比5:3容量部)20mlを用い、各種の塩基触媒について用い、表2に示す条件で反応を行った。反応の終点を薄相クロマトグラフィー(TLC)で確認し、原料消失までに得られた4−ヒドロキシ−3−メトキシスチレンダイマー(中間体)の収率をNMRで調べた。
(Production Example 7)
Using 10 mmol of 4-hydroxy-3-methoxycinnamic acid (ferulic acid), the conditions under which 4-hydroxy-3-methoxystyrene dimer serving as an intermediate of the target product was obtained were studied.
Reaction was carried out under the conditions shown in Table 2 using 20 ml of a toluene / water mixed solvent (mixing ratio 5: 3 parts by volume) and various base catalysts. The end point of the reaction was confirmed by thin phase chromatography (TLC), and the yield of 4-hydroxy-3-methoxystyrene dimer (intermediate) obtained until the disappearance of the raw material was examined by NMR.

Figure 0005521165
Figure 0005521165

上記の表2から、用いる塩基触媒の種類により、得られる4−ヒドロキシ−3−メトキシスチレンダイマーの収率が大きく異なることがわかる。尚、弱塩基である酢酸カリウムを塩基触媒として用いた場合(比較例4)、然るべき中間体はほとんど得られなかった。但し、フェルラ酸由来のスチレン誘導体(モノマー)は生成していた。   From Table 2 above, it can be seen that the yield of 4-hydroxy-3-methoxystyrene dimer obtained varies greatly depending on the type of base catalyst used. In addition, when potassium acetate which is a weak base was used as a base catalyst (Comparative Example 4), an appropriate intermediate was hardly obtained. However, a styrene derivative (monomer) derived from ferulic acid was produced.

(重合例)
(実施例7〜9、比較例5)
実施例7〜9は、本発明に係る60℃でのスチレン溶液重合方法を説明するものであり、連鎖移動剤を使用しない対照例(比較例5)を含む。重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルをモノマー1molに対し0.06mol%用い、連鎖移動剤として、製造例1で得られた4−アセトキシスチレンダイマー(構造式:式(2))を用いた。各成分を20mlのシュレンクに充填し、三方コックで密閉した後、窒素気流下で凍結脱気を3回行ったものを重合に用いた。重合は窒素気流下で60℃に加熱し3時間行った。得られたポリマーの分子量および分子量分布は、重合終了後の溶液を室温まで冷却した後、テトラヒドロフラン/メタノールにより再沈殿させ、それらを濾別し、乾燥して得たポリマー粉末を用いて測定した。かかる重合反応式を次式に示す。

Figure 0005521165
そして、それらの結果を、連鎖移動剤を含まない比較例5と合わせて表3に示す。
尚、表中に記載した転換率は重合開始後においてスチレンモノマーがポリマーに転換した割合を示している。以下の表4〜7についても同様である。
Figure 0005521165
(Example of polymerization)
(Examples 7 to 9, Comparative Example 5)
Examples 7-9 illustrate the styrene solution polymerization method at 60 ° C. according to the present invention, and include a control example (Comparative Example 5) in which no chain transfer agent is used. As a polymerization initiator, azobisisobutyronitrile was used in an amount of 0.06 mol% based on 1 mol of the monomer, and 4-acetoxystyrene dimer (structure formula: Formula (2)) obtained in Production Example 1 was used as a chain transfer agent. . Each component was filled in 20 ml of Schlenk, sealed with a three-way cock, and then freeze-degassed three times under a nitrogen stream, and used for the polymerization. The polymerization was carried out for 3 hours by heating to 60 ° C. under a nitrogen stream. The molecular weight and molecular weight distribution of the obtained polymer were measured using a polymer powder obtained by cooling the solution after completion of polymerization to room temperature, reprecipitating with tetrahydrofuran / methanol, filtering them, and drying. Such a polymerization reaction formula is shown in the following formula.
Figure 0005521165
The results are shown in Table 3 together with Comparative Example 5 that does not contain a chain transfer agent.
In addition, the conversion rate described in the table | surface has shown the ratio which the styrene monomer converted into the polymer after superposition | polymerization start. The same applies to Tables 4 to 7 below.
Figure 0005521165

上記の表3から、連鎖移動剤の添加量の増加(実施例9<実施例8<実施例7)に応じて、得られたポリマーの分子量が低下しており、連鎖移動剤の機能を果たしていることがわかる。   From Table 3 above, the molecular weight of the polymer obtained decreased with the increase in the amount of chain transfer agent added (Example 9 <Example 8 <Example 7), and the chain transfer agent functioned. I understand that.

(実施例10〜12、比較例6)
製造例2で得られた4−メトキシスチレンダイマーを連鎖移動剤として用いた以外は、実施例7〜9および比較例5と同様の条件で実施した。それらの結果を、連鎖移動剤を含まない比較例6と合わせて表4に示す。

Figure 0005521165
(Examples 10 to 12, Comparative Example 6)
It implemented on the conditions similar to Examples 7-9 and the comparative example 5 except having used 4-methoxy styrene dimer obtained by manufacture example 2 as a chain transfer agent. The results are shown in Table 4 together with Comparative Example 6 containing no chain transfer agent.
Figure 0005521165

上記の表4から、連鎖移動剤の添加量の増加(実施例12<実施例11<実施例10)に応じて、得られたポリマーの分子量が低下しており、連鎖移動剤の機能を果たしていることがわかる。   From the above Table 4, the molecular weight of the obtained polymer was lowered according to the increase in the amount of addition of the chain transfer agent (Example 12 <Example 11 <Example 10). I understand that.

(実施例13〜15、比較例7)
製造例3で得られた4−アセトキシ−3−メトキシスチレンダイマー(フェルラ酸由来) を連鎖移動剤として用いた以外は、実施例7〜9と同様の条件で実施した。それらの結果を、連鎖移動剤を含まない比較例7と合わせて表5に示す。

Figure 0005521165
(Examples 13 to 15, Comparative Example 7)
It implemented on the conditions similar to Examples 7-9 except having used 4-acetoxy-3-methoxy styrene dimer (ferulic acid origin) obtained by manufacture example 3 as a chain transfer agent. The results are shown in Table 5 together with Comparative Example 7 containing no chain transfer agent.
Figure 0005521165

上記の表5から、連鎖移動剤の添加量の増加(実施例15<実施例14<実施例13)に応じて、得られたポリマーの分子量が低下しており、連鎖移動剤の機能を果たしていることがわかる。   From Table 5 above, the molecular weight of the polymer obtained decreased with the increase in the amount of chain transfer agent added (Example 15 <Example 14 <Example 13), and the chain transfer agent functioned. I understand that.

(実施例16〜18、比較例8)
製造例4で得られた3,4−ジメトキシスチレンダイマーを連鎖移動剤として用いた以外は、実施例7〜9および比較例5と同様の条件で実施した。それらの結果を、連鎖移動剤を含まない比較例8と合わせて表6に示す。

Figure 0005521165
(Examples 16 to 18, Comparative Example 8)
It implemented on the conditions similar to Examples 7-9 and the comparative example 5 except having used the 3, 4- dimethoxy styrene dimer obtained by manufacture example 4 as a chain transfer agent. The results are shown in Table 6 together with Comparative Example 8 containing no chain transfer agent.
Figure 0005521165

上記の表6から、連鎖移動剤の添加量の増加(実施例18<実施例17<実施例16)に応じて、得られたポリマーの分子量が低下しており、連鎖移動剤の機能を果たしていることがわかる。   From Table 6 above, the molecular weight of the polymer obtained decreased with the increase in the amount of chain transfer agent added (Example 18 <Example 17 <Example 16), and the chain transfer agent functioned. I understand that.

(実施例19〜21、比較例9)
製造例5で得られた4−ヒドロキシ−3,5−ジメトキシスチレンダイマーを連鎖移動剤として用いた以外は、実施例7〜9および比較例5と同様の条件で実施した。それらの結果を、連鎖移動剤を含まない比較例9と合わせて表7に示す。

Figure 0005521165
(Examples 19 to 21, Comparative Example 9)
It implemented on the conditions similar to Examples 7-9 and the comparative example 5 except having used 4-hydroxy-3,5-dimethoxystyrene dimer obtained by manufacture example 5 as a chain transfer agent. The results are shown in Table 7 together with Comparative Example 9 containing no chain transfer agent.
Figure 0005521165

上記の表7から、連鎖移動剤の添加量の増加(実施例21<実施例20<実施例19)に応じて、得られたポリマーの分子量が低下しており、連鎖移動剤の機能を果たしていることがわかる。
尚、実施例7〜21および比較例5〜9で得られた分子量分布を示すdの値は1.60〜1.89の範囲に収まっており異常範囲ではなかった。
From Table 7 above, the molecular weight of the polymer obtained decreased with the increase in the amount of chain transfer agent added (Example 21 <Example 20 <Example 19), and functioned as a chain transfer agent. I understand that.
In addition, the value of d indicating the molecular weight distribution obtained in Examples 7 to 21 and Comparative Examples 5 to 9 was within the range of 1.60 to 1.89 and was not an abnormal range.

ここで、連鎖移動剤の効率は、下記の計算式(A)より導かれる連鎖移動定数CTにより評価することができる。
CT=( 1 / Xn − 1 / Xn0 ) / ( [ T ] / [ M ] )
・・・(A)
(式(A)中、CT は連鎖移動定数、Xnは連鎖移動剤を添加した系での重合において得られるポリマーの重合度、Xn0は連鎖移動剤を添加しない系での重合において得られるポリマーの重合度、[ T ] は連鎖移動剤濃度、[ M ] はモノマー濃度である。)
具体的には、モノマーとしてスチレン を用いた場合、連鎖移動剤とスチレンの濃度比[ T ] / [ M ] を変化させた温度60℃ におけるスチレンの溶液重合において、それぞれ3時間経過後の溶液から得たポリマーをGPCで解析し、数平均分子量を決定する。数平均分子量から重合度を計算し、縦軸に1 / X n 、横軸に[ T ] / [ M ] を取ったグラフに各値をプロットすることによって得られる直線の傾きを求める。このときの直線の傾きが連鎖移動定数に相当し、この連鎖移動定数の値が大きいものほど連鎖移動効率が高く、優れた連鎖移動剤である。
Here, the efficiency of the chain transfer agent can be evaluated by a chain transfer constant CT derived from the following calculation formula (A).
CT = (1 / Xn-1 / Xn0) / ([T] / [M])
... (A)
(In the formula (A), CT is the chain transfer constant, Xn is the degree of polymerization of the polymer obtained in the polymerization with the addition of the chain transfer agent, and Xn0 is the polymer obtained in the polymerization with no addition of the chain transfer agent. The degree of polymerization, [T] is the chain transfer agent concentration, and [M] is the monomer concentration.)
Specifically, when styrene is used as the monomer, in the solution polymerization of styrene at a temperature of 60 ° C. in which the concentration ratio [T] / [M] of the chain transfer agent and styrene is changed, from the solution after 3 hours respectively. The obtained polymer is analyzed by GPC, and the number average molecular weight is determined. The degree of polymerization is calculated from the number average molecular weight, and the slope of a straight line obtained by plotting each value on a graph with 1 / Xn on the vertical axis and [T] / [M] on the horizontal axis is obtained. The slope of the straight line at this time corresponds to the chain transfer constant, and the larger the value of this chain transfer constant, the higher the chain transfer efficiency and the better the chain transfer agent.

前記の手法により、製造例に示した5種類のヒドロキシスチレンダイマー誘導体について評価を行ったところ、下記の表8に示したとおり、製造例3で製造した4−アセトキシ−3−メトキシスチレンダイマー(反応式(b)の式(3)の構造式)が連鎖移動剤として最も優れていることが分かる。但し、製造例1,2,4,5により得られたダイマーも連鎖移動定数が実用上許容される範囲内の数値(0.046、0.0455、0.049、0.040)であるから、連鎖移動剤として相応の性能を有している。   When the five types of hydroxystyrene dimer derivatives shown in the production examples were evaluated by the above-described method, the 4-acetoxy-3-methoxystyrene dimer produced in Production Example 3 (reaction) was obtained as shown in Table 8 below. It can be seen that the structural formula (3) in formula (b) is the most excellent as a chain transfer agent. However, since the dimer obtained by Production Examples 1, 2, 4, and 5 also has a chain transfer constant within a practically allowable range (0.046, 0.0455, 0.049, 0.040). As a chain transfer agent, it has appropriate performance.

Figure 0005521165
Figure 0005521165

尚、従来例として、市販のα−メチルスチレンダイマーを用いて上記の実施例7と同様に重合試験を行ない、連鎖移動定数を得ている。その結果も表8に示す。このα−メチルスチレンダイマーは外部オレフィンを有しているので連鎖移動効率(連鎖移動定数=0.129)がよいことで知られている。しかしながら、α−メチルスチレンダイマーは芳香族環に置換基を持たないから、α−メチルスチレンダイマーを用いて重合させたポリマーの末端に連鎖移動剤由来の置換基を付加することができない。そこで、特許文献5,6のように芳香環に置換基を導入するように企図されていたが、既述のように種々の不具合が生じたのである。
これに対し、本発明により得られたヒドロキシスチレンダイマー誘導体は2つの芳香環間の直鎖に内部オレフィンを有するので、前記のα−メチルスチレンダイマーと比べるといくぶん連鎖移動効率が落ちるが、実用的にポリマーの分子量を調整できるのみならず、芳香族環の置換基に起因してポリマーに新たな成分や官能基を付加することができる。
As a conventional example, a polymerization test was performed in the same manner as in Example 7 using a commercially available α-methylstyrene dimer to obtain a chain transfer constant. The results are also shown in Table 8. Since this α-methylstyrene dimer has an external olefin, it is known that chain transfer efficiency (chain transfer constant = 0.129) is good. However, since the α-methylstyrene dimer does not have a substituent on the aromatic ring, a substituent derived from a chain transfer agent cannot be added to the end of the polymer polymerized using the α-methylstyrene dimer. Then, although it was intended to introduce a substituent into an aromatic ring as in Patent Documents 5 and 6, various problems occurred as described above.
On the other hand, the hydroxystyrene dimer derivative obtained by the present invention has an internal olefin in the straight chain between two aromatic rings, so that the chain transfer efficiency is somewhat lower than that of the α-methylstyrene dimer, but it is practical. In addition, the molecular weight of the polymer can be adjusted, and a new component or functional group can be added to the polymer due to the substituent of the aromatic ring.

本発明にかかるヒドロキシスチレンダイマー誘導体は、以上のように構成されているので、工業的に入手容易なヒドロキシケイ皮酸誘導体を原料として用いることで、比較的容易に合成することができる。得られたヒドロキシスチレンダイマー誘導体は、ヒドロキシル基が保護基で保護されていることから貯蔵性に優れ、またラジカル重合性モノマーの連鎖移動剤としても良好な物質となる。さらに、ポリマー末端にフェノール性ヒドロキシル基を導入することを可能にする特徴を生かし、ポリアクリル酸エステル樹脂/ポリスチレン樹脂の相溶性向上剤として利用できる可能性がある。なお、4−アセトキシ−3−メトキシスチレンダイマーは、近年、米糠油製造時の副産物として安価かつ大量に供給が可能となったフェルラ酸を原料として製造することが可能であることから、植物起源(カーボンニュートラル)な材料でもあり、バイオベースポリマーの製造原料としても良好な材料となることが期待される。   Since the hydroxystyrene dimer derivative concerning this invention is comprised as mentioned above, it can synthesize | combine comparatively easily by using the hydroxycinnamic acid derivative which is industrially easy to obtain as a raw material. The obtained hydroxystyrene dimer derivative is excellent in storability because the hydroxyl group is protected by a protecting group, and is also a good substance as a chain transfer agent for a radical polymerizable monomer. Furthermore, there is a possibility that it can be used as a compatibility improver for polyacrylate resin / polystyrene resin by taking advantage of the feature that enables introduction of a phenolic hydroxyl group at the polymer terminal. In addition, since 4-acetoxy-3-methoxystyrene dimer can be manufactured using ferulic acid, which can be supplied at low cost and in large quantities as a by-product during the manufacture of rice bran oil in recent years, plant origin ( It is also expected to be a good material as a raw material for producing bio-based polymers.

Claims (7)

下記の式(1):
Figure 0005521165
(式中、置換基R1およびR3は水素原子、アルコキシ基またはアセトキシ基のいずれかであり、R2はアセチル基またはアルキル基のいずれかである)で表されるヒドロキシスチレンダイマー誘導体からなることを特徴とする連鎖移動剤
The following formula (1):
Figure 0005521165
(Wherein the substituents R 1 and R 3 are a hydrogen atom, or an alkoxy group or an acetoxy group, R 2 is either an acetyl group or an alkyl group) consisting of hydroxy dimer derivative represented by A chain transfer agent characterized by that .
下記の式(2):
Figure 0005521165
で表されるヒドロキシスチレンダイマー誘導体からなることを特徴とする連鎖移動剤
The following formula (2):
Figure 0005521165
A chain transfer agent comprising a hydroxystyrene dimer derivative represented by the formula:
下記の式(3):
Figure 0005521165
で表されるヒドロキシスチレンダイマー誘導体。
Formula (3) below:
Figure 0005521165
A hydroxystyrene dimer derivative represented by:
下記の式(4):
Figure 0005521165
で表されるヒドロキシスチレンダイマー誘導体。
Equation (4) below:
Figure 0005521165
A hydroxystyrene dimer derivative represented by:
請求項3または請求項4に記載のヒドロキシスチレンダイマー誘導体からなることを特徴とする連鎖移動剤。A chain transfer agent comprising the hydroxystyrene dimer derivative according to claim 3. 下記の式(5):
Figure 0005521165
(式中、置換基R1、R2、R3およびR4は、水素、ヒドロキシル基またはメトキシ基のいずれかである)で表されるヒドロキシケイ皮酸誘導体を塩基触媒およびプロティックソルベントの存在下で加熱してヒドロキシスチレンダイマー誘導体を得ることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載のヒドロキシスチレンダイマー誘導体の製造方法。
The following formula (5):
Figure 0005521165
(Wherein the substituents R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are either hydrogen, hydroxyl or methoxy) and the presence of a base catalyst and a protic solvent The method for producing a hydroxystyrene dimer derivative according to any one of claims 1 to 4, wherein the hydroxystyrene dimer derivative is obtained by heating under heating.
請求項1、請求項2または請求項5のいずれか一項に記載の連鎖移動剤を用いてラジカル重合性モノマーを重合させることを特徴とするラジカル重合性モノマーの重合方法。 A method for polymerizing a radical polymerizable monomer, comprising polymerizing a radical polymerizable monomer using the chain transfer agent according to any one of claims 1, 2 and 5 .
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