JP7829857B2 - Method for producing cyclic polymers and cyclic polymers - Google Patents
Method for producing cyclic polymers and cyclic polymersInfo
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Description
本発明は、環状ポリマーの製造方法及び環状ポリマーに関するものである。 This invention relates to a method for producing cyclic polymers and to cyclic polymers themselves.
環状ポリマーは、分子末端を持たない高分子化合物である。環状ポリマーは、直鎖状ポリマーと比べて高分子鎖間の絡み合いが少ないため、粘性、融点、ガラス転移点等の物理的性質が直鎖状ポリマーと異なることが知られている。環状ポリマーの備える特性を活用した一例として、例えば特許文献1には、炭化水素系環状ポリマーを配合したホットメルト型接着剤が開示されている。同文献によれば、直鎖状のα-オレフィン系ポリマーを用いたホットメルト型接着剤では、α-オレフィン系ポリマーの結晶性の高さや、融点の高さに起因して、接着剤を被着体へ塗布してから貼り合わせることができる時間が数秒以内と非常に短い時間となって用途が限定される場合があるが、炭化水素系環状ポリマーをこれに配合することで、高温時における耐クリープ性が向上するとされている。 Cyclic polymers are polymer compounds that lack molecular ends. Because cyclic polymers have less inter-chain entanglement compared to linear polymers, their physical properties, such as viscosity, melting point, and glass transition temperature, are known to differ. As an example of utilizing the properties of cyclic polymers, Patent Document 1 discloses a hot-melt adhesive containing a hydrocarbon-based cyclic polymer. According to this document, hot-melt adhesives using linear α-olefin polymers have limited applications due to the high crystallinity and melting point of the α-olefin polymer, resulting in a very short time (less than a few seconds) between application and bonding. However, incorporating a hydrocarbon-based cyclic polymer improves creep resistance at high temperatures.
これら環状ポリマーの合成方法としては、末端連結法と環拡大重合法が開発されている。末端連結法は、反応性末端基を有する直鎖状ポリマーを合成してから、2つの反応性末端基を分子内環化反応により結合させる方法である。このような合成法の一例として、例えば特許文献2には、圧縮性流体中で、金属原子を含まない有機触媒を用いて開環重合性モノマーを重合させる方法が開示されている。 Two methods have been developed for synthesizing these cyclic polymers: end-linking and ring-expanding polymerization. End-linking involves synthesizing a linear polymer with reactive end groups, and then linking two reactive end groups via an intramolecular cyclization reaction. As an example of such a synthesis method, Patent Document 2 discloses a method for polymerizing ring-opening polymerizable monomers in a compressible fluid using an organic catalyst that does not contain metal atoms.
環拡大重合法は、環状開始剤を用いてモノマーを逐次的に挿入することでポリマーを得る方法である。このような合成法の一例として、例えば特許文献3には、金属アルキリデン錯体を環状オレフィンモノマーの環挿入反応の触媒として用い、大環状ポリマーを合成する方法が開示されている。また、非特許文献1には、開始剤として環状アルコキシスズ
を用いた、環状γ-ブチロラクトンの環拡大重合による環状ポリエステルの合成が報告されている。
Ring expansion polymerization is a method for obtaining polymers by sequentially inserting monomers using a cyclic initiator. As an example of such a synthesis method, Patent Document 3 discloses a method for synthesizing macrocyclic polymers using a metal alkylidene complex as a catalyst for the ring insertion reaction of cyclic olefin monomers. Non-Patent Document 1 also reports the synthesis of cyclic polyesters by ring expansion polymerization of cyclic γ-butyrolactone using cyclic alkoxytin as an initiator.
本発明は、以上の状況に鑑みてなされたものであり、環状ポリマーの新規な製造方法及びそれにより得られる環状ポリマーを提供することを目的とする。 This invention has been made in view of the above circumstances, and aims to provide a novel method for producing cyclic polymers and a cyclic polymer obtained thereby.
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、3H-ベンゾチアゾール-2-チオン(BTT)若しくは2(3H)-ベンゾチアゾロン(BTO)又はそれらの骨格を備えた誘導体が、下記化学式(A)及び(B)に示すように、光照射によりジチオエステル部分又はチオエステル部分が均一開裂して分子内に一対のラジカルを生じ、エチレン性不飽和結合を備えたモノマー化合物の存在下でこのラジカルが作用すると、下記化学式(C)に示すように、一対のラジカルの間にモノマー化合物が挿入されて閉環することにより環状ポリマーが生成することを見出した。すなわち、下記化学式(A)及び(B)で示す化学種は、環状ポリマー合成のための光重合開始剤として作用する。この環状ポリマーは、光照射が続く限り均一開裂と閉環を繰り返しており、モノマー化合物の存在下でリビング的に重合反応を続ける。なお、下記化学式(A)~(C)では、光重合開始剤として3H-ベンゾチアゾール-2-チオン(BTT)又は2(3H)-ベンゾチアゾロン(BTO)を挙げ、モノマー化合物としてメタクリル酸メチル(MMA)を挙げたが、これらは説明のための一例であり、本発明はこれらの化合物に限定されるものではない。 The present inventors, after diligent research to solve the above problems, have found that 3H-benzothiazole-2-thione (BTT) or 2(3H)-benzothiazolon (BTO) or derivatives having the same skeleton undergo uniform cleavage of the dithioester or thioester portion upon light irradiation, as shown in the following chemical formulas (A) and (B), generating a pair of radicals within the molecule. When these radicals act in the presence of a monomer compound having an ethylenically unsaturated bond, the monomer compound is inserted between the pair of radicals, causing ring closure and the formation of a cyclic polymer, as shown in the following chemical formula (C). In other words, the chemical species shown in the following chemical formulas (A) and (B) act as photopolymerization initiators for cyclic polymer synthesis. This cyclic polymer undergoes repeated uniform cleavage and ring closure as long as light irradiation continues, and continues to polymerize in a living manner in the presence of the monomer compound. In the following chemical formulas (A) to (C), 3H-benzothiazole-2-thione (BTT) or 2(3H)-benzothiazolone (BTO) are given as photopolymerization initiators, and methyl methacrylate (MMA) is given as a monomer compound. However, these are merely examples for illustrative purposes, and the present invention is not limited to these compounds.
具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。 Specifically, the present invention provides the following:
(1)本発明は、下記一般式(2)で表すモノマー化合物及び下記一般式(1)で表す化合物の存在下、室温で光照射することを特徴とし、上記モノマー化合物が繰り返し単位として組み込まれた環状ポリマーの製造方法である。
(2)また本発明は、上記Zが硫黄原子である(1)項記載の環状ポリマーの製造方法である。 (2) The present invention also relates to a method for producing the cyclic polymer described in item (1), wherein Z is a sulfur atom.
(3)また本発明は、上記一般式(2)で表す化合物が(メタ)アクリル酸エステルである(1)項又は(2)項記載の環状ポリマーの製造方法である。 (3) The present invention also relates to a method for producing the cyclic polymer described in item (1) or (2), wherein the compound represented by the general formula (2) is a (meth)acrylic acid ester.
(4)また本発明は、さらに、チオキサントン化合物、キサントン化合物、アントラセン化合物又はアントラキノン化合物の共存下で上記光照射を行う(1)項~(3)項のいずれか1項記載の環状ポリマーの製造方法である。 (4) The present invention further relates to a method for producing a cyclic polymer according to any one of items (1) to (3), wherein the above-mentioned light irradiation is performed in the presence of a thioxanthone compound, a xanthone compound, anthracene compound, or an anthraquinone compound.
(5)また本発明は、上記チオキサントン化合物が2-イソプロピルチオキサントンである(4)項記載の環状ポリマーの製造方法である。 (5) The present invention also relates to a method for producing the cyclic polymer described in item (4), wherein the thioxanthone compound is 2-isopropylthioxanthone.
(6)本発明は、下記一般式(3)で表す環状ポリマーでもある。
(7)また本発明は、下記一般式(3a)で表す(6)項記載の環状ポリマーである。
(8)また本発明は、上記Zが硫黄原子である(6)項又は(7)項記載の環状ポリマーである。 (8) The present invention also relates to the cyclic polymer described in item (6) or (7), wherein Z is a sulfur atom.
本発明によれば、環状ポリマーの新規な製造方法及びそれにより得られる環状ポリマーが提供される。 According to the present invention, a novel method for producing cyclic polymers and the cyclic polymers obtained thereby are provided.
以下、本発明の環状ポリマーの製造方法の一実施態様、及び本発明の環状ポリマーの一実施形態のそれぞれについて説明する。なお、本発明は、以下の実施態様又は実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲において適宜変更を加えて実施することができる。 The following describes one embodiment of the method for producing the cyclic polymer of the present invention, and one embodiment of the cyclic polymer of the present invention. However, the present invention is not limited to the following embodiments or examples, and can be implemented with appropriate modifications within the scope of the present invention.
<環状ポリマーの製造方法>
まずは、本発明の環状ポリマーの製造方法の一実施態様について説明する。本発明の環状ポリマーの製造方法は、下記一般式(2)で表すモノマー化合物及び下記一般式(1)で表す化合物の存在下で光照射することを特徴とする。この製造方法を実行することにより、上記モノマー化合物が繰り返し単位として組み込まれた環状ポリマーが得られる。下記一般式(1)で表す化合物は、既に説明した通り、光照射を受けることによりC-S結合間で均一開裂して、分子内に一対のラジカルを発生させる。このラジカルは、(メタ)アクリル酸エステルのエチレン性不飽和結合に作用してこれを付加重合させて分子量を増加させる一方で、分子内に存在する一対のラジカル同士が結合して分子を閉環させる。この均一開裂及び閉環は光照射下で平衡状態となっており、下記一般式(1)で表す化合物は、均一開裂後にモノマー化合物を付加重合させる過程と、閉環して環状ポリマーとなる過程とを繰り返しながら、徐々に分子量を上げていく。この重合過程はリビング的に進行し、系内のモノマー化合物を消費し尽くすまで続くことになる。光照射によりラジカルを発生させる下記一般式(1)の化合物は、本発明の系において、光重合開始剤として作用することになる。
<Method for manufacturing cyclic polymers>
First, one embodiment of the method for producing the cyclic polymer of the present invention will be described. The method for producing the cyclic polymer of the present invention is characterized by irradiating with light in the presence of a monomer compound represented by the following general formula (2) and a compound represented by the following general formula (1). By performing this production method, a cyclic polymer in which the above monomer compound is incorporated as a repeating unit is obtained. As already explained, the compound represented by the following general formula (1) undergoes uniform cleavage between the C-S bonds upon light irradiation, generating a pair of radicals within the molecule. These radicals act on the ethylenically unsaturated bonds of the (meth)acrylic acid ester, causing addition polymerization and increasing the molecular weight, while the pair of radicals present within the molecule bond together to cyclize the molecule. This uniform cleavage and cyclization are in equilibrium under light irradiation, and the compound represented by the following general formula (1) gradually increases its molecular weight by repeatedly going through the process of addition polymerization of the monomer compound after uniform cleavage and the process of cyclization to become a cyclic polymer. This polymerization process proceeds in a living manner and continues until all the monomer compounds in the system are consumed. The compound of the following general formula (1), which generates radicals upon light irradiation, acts as a photopolymerization initiator in the system of the present invention.
上記一般式(1)中、Zは硫黄原子又は酸素原子である。Zが硫黄原子のとき、一般式(1)で表す化合物は、3H-アリールチアゾール-2-チオンとなり、Zが酸素原子の
とき、一般式(1)で表す化合物は、2(3H)-アリールチアゾロンとなり、いずれの場合も一般式(1)で表す化合物は、光照射によりC-S結合間で均一開裂して分子内に一対のラジカルを生成させる。このラジカルがモノマー化合物を重合させることについては、既に説明した通りである。
In the general formula (1) above, Z is either a sulfur atom or an oxygen atom. When Z is a sulfur atom, the compound represented by general formula (1) is 3H-arylthiazole-2-thion, and when Z is an oxygen atom, the compound represented by general formula (1) is 2(3H)-arylthiazolone. In both cases, the compound represented by general formula (1) undergoes uniform cleavage between the C-S bonds upon light irradiation, generating a pair of radicals within the molecule. The polymerization of the monomer compound by these radicals has already been explained.
上記一般式(1)中、Arは、置換基を有してもよい芳香環である。芳香環としては、ベンゼン環、ナフタレン環等が挙げられる。それら芳香環が有してもよい置換基の一例としては、水酸基、アミノ基、ニトロ基、アジ基、ハロゲン原子、アリル基、カルボキシ基、アシル基、炭素数2~6のアルケニル基、炭素数2~6のアルキニル基、炭素数1~6のアルコキシ基、カルボキシアルキル基、アルキルオキシカルボニル基、1-ピペリジルカルボニル基、ヒドロキシアルキル基等を挙げることができる。これら置換基は、1つ又は複数存在してもよい。 In the general formula (1) above, Ar is an aromatic ring that may have substituents. Examples of aromatic rings include benzene rings and naphthalene rings. Examples of substituents that these aromatic rings may have include hydroxyl groups, amino groups, nitro groups, azi groups, halogen atoms, allyl groups, carboxyl groups, acyl groups, C2-C6 alkenyl groups, C2-C6 alkynyl groups, C1-C6 alkoxy groups, carboxyalkyl groups, alkyloxycarbonyl groups, 1-piperidylcarbonyl groups, and hydroxyalkyl groups. These substituents may be present one or more times.
上記一般式(1)で表す化合物としては、3H-ベンゾチアゾール-2-チオン、4-ヒドロキシ-2(3H)-ベンゾチアゾールチオン、6-アミノ-2(3H)-ベンゾチアゾールチオン、ナフト[1,2-d]チアゾール-2(1H)-チオン、ナフト[2,1-d]チアゾール-2(3H)-チオン、6-ヒドロキシメチル-2(3H)-ベンゾチアゾールチオン、ナフト[2,3-d]チアゾール-2(3H)-チオン、6-エチニル-2(3H)-ベンゾチアゾールチオン、5-アミノ-2(3H)-ベンゾチアゾールチオン、5-ブロモ-2(3H)-ベンゾチアゾールチオン、5-フルオロ-2(3H)-ベンゾチアゾールチオン、2,3-ジヒドロ-2-チオキソ-6-ベンゾチアゾールカルボニトリル、6-ヨード-2(3H)-ベンゾチアゾールチオン、5-ヒドロキシメチル-2(3H)-ベンゾチアゾールチオン、5-エテニル-2(3H)-ベンゾチアゾールチオン、7-アミノ-2(3H)-ベンゾチアゾールチオン、4-クロロ-2(3H)-ベンゾチアゾールチオン、4-メトキシ-2(3H)-ベンゾチアゾールチオン、4-ブロモ-2(3H)-ベンゾチアゾールチオン、7-ヒドロキシメチル-2(3H)-ベンゾチアゾールチオン、7-ブロモ-2(3H)-ベンゾチアゾールチオン、2,3-ジヒドロ-2-チオキソ-6-ベンゾチアゾールカルボン酸、2,3-ジヒドロ-2-チオキソ-6-ベンゾチアゾール酢酸、6-ニトロ-2(3H)-ベンゾチアゾールチオン、4-フェニル-2(3H)-ベンゾチアゾールチオン、2,3-ジヒドロ-2-チオキソ-7-ベンゾチアゾールカルボン酸、2,3-ジヒドロ-2-チオキソ-6-ベンゾチアゾールカルボン酸メチルエステル、(2,3-ジヒドロ-2-チオキソ-5-ベンゾチアゾリル)-1-ピペリジニルメタノン、6-ヒドロキシ-2(3H)-ベンゾチアゾロン、5-ヒドロキシ-2(3H)-ベンゾチアゾロン、4-ヒドロキシ-2(3H)-ベンゾチアゾロン、6-アミノ-2(3H)-ベンゾチアゾロン、6-ブロモ-2(3H)-ベンゾチアゾロン、6-フルオロ-2(3H)-ベンゾチアゾロン、5-ブロモ-2(3H)-ベンゾチアゾロン、5-フルオロ-2(3H)-ベンゾチアゾロン、5-エテニル-2(3H)-ベンゾチアゾロン、2,3-ジヒドロ-2-オキソ-6-ベンゾチアゾールカルボン酸、5-アセチル-2(3H)-ベンゾチアゾロン、6-アジド-2(3H)-ベンゾチアゾロン、5-ニトロ-2(3H)-ベンゾチアゾロン等を挙げることができ、これらの中でも3H-ベンゾチアゾール-2-チオンを好ましく挙げることができる。 The compounds represented by the above general formula (1) include 3H-benzothiazole-2-thion, 4-hydroxy-2(3H)-benzothiazolethion, 6-amino-2(3H)-benzothiazolethion, naphtho[1,2-d]thiazole-2(1H)-thion, naphtho[2,1-d]thiazole-2(3H)-thion, 6-hydroxymethyl-2(3H)-benzothiazolethion, naphtho[2,3-d]thiazole-2(3H)-thion, 6-ethynyl-2(3H)-benzothiazolethion, 5-amino-2(3H)-benzothiazolethion, 5-bromo-2(3H)-benzothiazolethion, and 5-fluoro-2(3H) -Benzothiazolethion, 2,3-dihydro-2-thioxo-6-benzothiazolecarbonitrine, 6-iodo-2(3H)-benzothiazolethion, 5-hydroxymethyl-2(3H)-benzothiazolethion, 5-ethenyl-2(3H)-benzothiazolethion, 7-amino-2(3H)-benzothiazolethion, 4-chloro-2(3H)-benzothiazolethion, 4-methoxy-2(3H)-benzothiazolethion, 4-bromo-2(3H)-benzothiazolethion, 7-hydroxymethyl-2(3H)-benzothiazolethion, 7-bromo-2(3H)-benzothiazolethion, 2,3-di Hydro-2-thioxo-6-benzothiazole carboxylic acid, 2,3-dihydro-2-thioxo-6-benzothiazole acetate, 6-nitro-2(3H)-benzothiazole thion, 4-phenyl-2(3H)-benzothiazole thion, 2,3-dihydro-2-thioxo-7-benzothiazole carboxylic acid, 2,3-dihydro-2-thioxo-6-benzothiazole carboxylic acid methyl ester, (2,3-dihydro-2-thioxo-5-benzothiazolyl)-1-piperidinylmethanone, 6-hydroxy-2(3H)-benzothiazolon, 5-hydroxy-2(3H)-benzothiazolon, 4-hydroxy-2(3H)-ben Examples include zothiazolon, 6-amino-2(3H)-benzothiazolon, 6-bromo-2(3H)-benzothiazolon, 6-fluoro-2(3H)-benzothiazolon, 5-bromo-2(3H)-benzothiazolon, 5-fluoro-2(3H)-benzothiazolon, 5-ethenyl-2(3H)-benzothiazolon, 2,3-dihydro-2-oxo-6-benzothiazole carboxylic acid, 5-acetyl-2(3H)-benzothiazolon, 6-azido-2(3H)-benzothiazolon, 5-nitro-2(3H)-benzothiazolon, etc., among which 3H-benzothiazole-2-thion is preferred.
上記一般式(1)で表す化合物の好ましい例として、下記一般式(1a)で表すものを挙げることができる。下記一般式(1a)で表す化合物は、上記一般式(1)で表す化合物のうち、Arがベンゼン環のものとなる。なお、下記一般式(1a)中、Zは硫黄原子又は酸素原子であり、これらの中でもZとしては硫黄原子を好ましく挙げることができる。 A preferred example of the compound represented by the above general formula (1) is the one represented by the following general formula (1a). The compound represented by the following general formula (1a) is one of the compounds represented by the above general formula (1) in which Ar is a benzene ring. In the following general formula (1a), Z is either a sulfur atom or an oxygen atom, and among these, a sulfur atom is preferred for Z.
モノマー化合物は、上記一般式(1)が均一開裂して生じたラジカルにより付加重合することで高分子量化するための成分であり、下記一般式(2)で表される。 The monomer compound is a component used for increasing molecular weight through addition polymerization by radicals generated by the uniform cleavage of the general formula (1) above, and is represented by the following general formula (2).
上記一般式(2)において、R1は、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基又は炭素数1~5のアルキル基であり、これらの中でも水素原子又はメチル基を好ましく挙げることができる。上記一般式(2)において、2つのR2は、それぞれ独立に、水素原子。炭素数1~5のアルキル基又はハロゲン原子であり、これらの中でも2つのR2がともに水素原子であることを好ましく挙げることができる。上記一般式(2)において、Xは、-(C=O)OR3、-OR3、カルボキシ基、水素原子、エテニル基、シアノ基、炭素数1~6のアルキル基、置換基を有するフェニル基、ハロゲン原子、アミノカルボニル基、モノアルキルアミノカルボニル基、ジアルキルアミノカルボニル基、アルキルカルボニルオキシ基又はニトロ基である。R3は、一価の有機基であり、このような一価の有機基としては、分枝を有してもよい炭素数1~12のアルキル基、縮合環であってもよい炭素数1~18のシクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アリールオキシ基、アルキルアリールオキシ基、フルオレニル基、カルバゾリル基、ポリシルセスキオキサニル基等が例示される。これらのモノマー化合物は、1種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よい。 In the above general formula (2), R1 is a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, among which a hydrogen atom or a methyl group is preferred. In the above general formula (2), the two R2s are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogen atom, among which it is preferred that both R2s are hydrogen atoms. In the above general formula (2), X is -(C=O) OR3 , -OR3 , a carboxyl group, a hydrogen atom, an ethenyl group, a cyano group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a substituted phenyl group, a halogen atom, an aminocarbonyl group, a monoalkylaminocarbonyl group, a dialkylaminocarbonyl group, an alkylcarbonyloxy group, or a nitro group. R3 is a monovalent organic group, and examples of such monovalent organic groups include C1-C12 alkyl groups which may be branched, C1-C18 cycloalkyl groups which may be fused rings, aryl groups, aralkyl groups, aryloxy groups, alkylaryloxy groups, fluorenyl groups, carbazolyl groups, polysylsesquioxanyl groups, etc. These monomer compounds may be used individually or in combination of two or more.
上記一般式(2)で表すモノマーとして、(メタ)アクリル酸エステルを好ましく例示できる。なお、本発明において、「(メタ)アクリル酸エステル」の用語は、アクリル酸エステル及び/又はメタクリル酸エステルを意味する。(メタ)アクリル酸エステルは、(メタ)アクリレートとも呼ばれる化合物である。なお、本発明において、「(メタ)アクリレート」の用語は、アクリレート及び/又はメタクリレートを意味する。このような化合物としては、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、n-ブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、(2-メチル-2-エチル-1,3-ジオキソラン-4-イル)メチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、フェニルベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシベンジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの中でも、メチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フルオレニル(メタ)アクリレート、カルバゾリル(メタ)アクリレート、ポリシルセスキオキサニル(メタ)アクリレート等が好ましく例示される。これらの(メタ)アクリレートは、1種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よい。 (Meth)acrylic acid esters are preferred examples of monomers represented by the above general formula (2). In this invention, the term "(meth)acrylic acid ester" means acrylic acid ester and/or methacrylic acid ester. (Meth)acrylic acid esters are compounds also called (meth)acrylates. In this invention, the term "(meth)acrylate" means acrylate and/or methacrylate. Examples of such compounds include methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, propyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, tert-butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, hexyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, isodecyl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, dicyclopentanyl (meth)acrylate, dicyclopentenyl (meth)acrylate, isobornyl (meth)acrylate, and adamantyl (meth)acrylate. Examples include acrylates, cyclohexyl (meth)acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth)acrylate, (2-methyl-2-ethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methyl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, phenyl (meth)acrylate, phenylbenzyl (meth)acrylate, phenoxyethyl (meth)acrylate, phenoxydiethylene glycol (meth)acrylate, phenoxytetraethylene glycol (meth)acrylate, nonylphenoxyethyl (meth)acrylate, phenoxybenzyl (meth)acrylate, etc. Among these, methyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, fluorenyl (meth)acrylate, carbazolyl (meth)acrylate, polysilsesquioxanyl (meth)acrylate, etc. These (meth)acrylates may be used individually or in combination of two or more.
なお、一般式(2)で表すモノマー化合物及び一般式(1)で表す化合物を光照射により重合させる際、増感剤を用いることが好ましい。このような増感剤としては、チオキサントン化合物、キサントン化合物、アントラセン化合物、アントラキノン化合物等を例示できる。こうした増感剤が存在することにより光照射による重合反応が促進され、増感剤を用いない場合と比べて、同じ反応時間であってもよりモノマー化合物の転化率を大きくすることができる。 Furthermore, when polymerizing monomer compounds represented by general formula (2) and compounds represented by general formula (1) by light irradiation, it is preferable to use a sensitizer. Examples of such sensitizers include thioxanthone compounds, xanthone compounds, anthracene compounds, and anthraquinone compounds. The presence of such sensitizers promotes the polymerization reaction by light irradiation, allowing for a higher conversion rate of the monomer compound compared to the case without sensitizers, even with the same reaction time.
チオキサントン化合物としては、2-イソプロピルチオキサントン、4-イソプロピルチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、2,4-ジクロロチオキサントン、1-クロロ-4-プロポキシチオキサントン等が挙げられる。また、キサントン化合物としては、2-イソプロピルキサントン、4-イソプロピルキサントン、2,4-ジエチルキサントン、2,4-ジクロロキサントン、1-クロロ-4-プロポキシキサントン等が挙げられる。これらの中でも、2-イソプロピルチオキサントンが好ましく例示される。これらのチオキサントン化合物やキサントン化合物は、1種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よい。 Examples of thioxanthone compounds include 2-isopropylthioxanthone, 4-isopropylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4-dichlorothioxanthone, and 1-chloro-4-propoxythioxanthone. Examples of xanthone compounds include 2-isopropylxanthone, 4-isopropylxanthone, 2,4-diethylxanthone, 2,4-dichloroxanthone, and 1-chloro-4-propoxyxanthone. Among these, 2-isopropylthioxanthone is a preferred example. These thioxanthone and xanthone compounds may be used individually or in combination of two or more.
一般式(2)で表すモノマー化合物及び一般式(1)で表す化合物を含む溶液に対して光照射を行うことで、重合反応を生じて環状ポリマーが合成される。このときに用いる溶媒としては、トルエン、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、アセトニトリル、N-メチルピロリドン等を挙げることができ、1つの環状モノマー中に複数の一般式(1)で表す化合物が取り込まれる副反応を抑制するとの観点からは、これらの中でも1,4-ジオキサンを好ましく挙げることができる。 By irradiating a solution containing a monomer compound represented by general formula (2) and a compound represented by general formula (1) with light, a polymerization reaction occurs, synthesizing a cyclic polymer. Examples of solvents used in this process include toluene, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, acetonitrile, and N-methylpyrrolidone. Among these, 1,4-dioxane is preferred from the viewpoint of suppressing side reactions in which multiple compounds represented by general formula (1) are incorporated into a single cyclic monomer.
光照射に用いる光源としては、一般式(1)で表す化合物の吸収波長である約370nm以下の紫外線を含むものが挙げられる。このような光源としては、紫外線発光ダイオード(UV-LED)、キセノンランプ、メタルハライドランプ、高圧水銀灯等を挙げることができる。 Light sources used for irradiation include those containing ultraviolet light with an absorption wavelength of approximately 370 nm or less, which is the absorption wavelength of the compound represented by general formula (1). Examples of such light sources include ultraviolet light-emitting diodes (UV-LEDs), xenon lamps, metal halide lamps, and high-pressure mercury lamps.
一般式(2)で表すモノマー化合物及び一般式(1)で表す化合物のモル比は、得られる環状ポリマーの所望とする分子量に応じて適宜決定すればよい。また、上記一般式(1)で表す化合物が取り込まれた環状ポリマーは、光照射により再度の均一開裂を生じてラジカルとなるので、これを含む溶液中でモノマー化合物をさらに添加して光照射することで、さらなる高分子量化を図ることもできる。また、このような性質を利用し、1種のモノマーのみを用いて環状ポリマーとしてから一旦光照射を停止させ、さらに別のモノマーを添加してから再度光照射を行うことで環状ブロックコポリマーを調製することもできる。 The molar ratio of the monomer compound represented by general formula (2) and the compound represented by general formula (1) can be appropriately determined according to the desired molecular weight of the resulting cyclic polymer. Furthermore, since the cyclic polymer incorporating the compound represented by general formula (1) undergoes further uniform cleavage upon light irradiation, forming radicals, further molecular weight increases can be achieved by adding more monomer compounds to the solution containing these radicals and irradiating with light. Additionally, utilizing these properties, a cyclic block copolymer can be prepared by forming a cyclic polymer using only one monomer, stopping the light irradiation, adding another monomer, and then resuming the light irradiation.
<環状ポリマー>
次に、上記本発明の環状ポリマーの製造方法で得られる環状ポリマーについて説明する。この環状ポリマーも本発明の一つである。本発明の環状ポリマーは、一般的なポリマーのような直鎖状でなく環状を呈する分子なので、その分子形状に基づく、直鎖状ポリマーにはない特異な特性を示す。具体的には、本発明の環状ポリマーは、粘性、融点、ガラス転移点等の物理的性質が直鎖状ポリマーと異なることを挙げることができる。
<Platinum polymer>
Next, the cyclic polymer obtained by the method for producing the cyclic polymer of the present invention described above will be explained. This cyclic polymer is also one of the present inventions. The cyclic polymer of the present invention is a molecule that exhibits a cyclic shape rather than a linear shape like general polymers, and therefore exhibits unique properties not found in linear polymers, based on its molecular shape. Specifically, the cyclic polymer of the present invention has different physical properties such as viscosity, melting point, and glass transition temperature compared to linear polymers.
本発明の環状ポリマーは、下記一般式(3)で表す化合物である。この環状ポリマーは、1つのモノマー化合物が重合してなる環状ポリマーであってもよいし、2以上のポリマーが重合してなる環状ランダムコポリマーや環状ブロックコポリマーであってもよい。なお、環状ブロックコポリマーを調製する方法は、既に述べた通りである。 The cyclic polymer of the present invention is a compound represented by the following general formula (3). This cyclic polymer may be a cyclic polymer formed by the polymerization of a single monomer compound, or it may be a cyclic random copolymer or a cyclic block copolymer formed by the polymerization of two or more polymers. The method for preparing the cyclic block copolymer is as previously described.
上記一般式(3)において、Arは、置換基を有してもよい芳香環である。芳香環としては、ベンゼン環、ナフタレン環等が挙げられる。それら芳香環が有してもよい置換基の一例としては、水酸基、アミノ基、ニトロ基、アジ基、ハロゲン原子、アリル基、カルボキシ基、アシル基、炭素数2~6のアルケニル基、炭素数2~6のアルキニル基、炭素数1~6のアルコキシ基、カルボキシアルキル基、アルキルオキシカルボニル基、1-ピペリジルカルボニル基、ヒドロキシアルキル基等を挙げることができる。これら置換基は、1つ又は複数存在してもよい。 In the general formula (3) above, Ar is an aromatic ring that may have substituents. Examples of aromatic rings include benzene rings and naphthalene rings. Examples of substituents that these aromatic rings may have include hydroxyl groups, amino groups, nitro groups, azi groups, halogen atoms, allyl groups, carboxyl groups, acyl groups, C2-C6 alkenyl groups, C2-C6 alkynyl groups, C1-C6 alkoxy groups, carboxyalkyl groups, alkyloxycarbonyl groups, 1-piperidylcarbonyl groups, and hydroxyalkyl groups. These substituents may be present one or more times.
上記一般式(3)において、Zは硫黄原子又は酸素原子であり、これらの中でもZとしては硫黄原子を好ましく挙げることができる。また、上記一般式(3)において、R1は、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基又は炭素数1~5のアルキル基であり、これらの中でも水素原子又はメチル基を好ましく挙げることができる。上記一般式(3)において、2つのR2は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~5のアルキル基又はハロゲン原子である。上記一般式(3)において、Xは、-(C=O)OR3、-OR3、カルボキシ基、水素原子、エテニル基、シアノ基、炭素数1~6のアルキル基、置換基を有するフェニル基、ハロゲン原子、アミノカルボニル基、モノアルキルアミノカルボニル基、ジアルキルアミノカルボニル基、アルキルカルボニルオキシ基又はニトロ基である。R3は、一価の有機基であり、このような一価の有機基としては、分枝を有してもよい炭素数1~12のアルキル基、縮合環であってもよい炭素数1~18のシクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アリールオキシ基、アルキルアリールオキシ基等が例示される。 In the above general formula (3), Z is a sulfur atom or an oxygen atom, and among these, a sulfur atom is preferred as Z. Also, in the above general formula (3), R1 is a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and among these, a hydrogen atom or a methyl group is preferred. In the above general formula (3), the two R2s are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogen atom. In the above general formula (3), X is -(C=O) OR3 , -OR3 , a carboxyl group, a hydrogen atom, an ethenyl group, a cyano group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a substituted phenyl group, a halogen atom, an aminocarbonyl group, a monoalkylaminocarbonyl group, a dialkylaminocarbonyl group, an alkylcarbonyloxy group, or a nitro group. R3 is a monovalent organic group, and examples of such monovalent organic groups include C1-C12 alkyl groups which may have branches, C1-C18 cycloalkyl groups which may be fused rings, aryl groups, aralkyl groups, aryloxy groups, alkylaryloxy groups, etc.
上記一般式(3)において、nは、繰り返し単位であるモノマー構造の繰り返しの数を表す。nは、1以上の整数であり、好ましくは5以上の整数である。 In the general formula (3) above, n represents the number of repeats in the monomer structure, which is the repeating unit. n is an integer of 1 or more, preferably an integer of 5 or more.
上記一般式(3)で表す環状ポリマーの好ましい例として、下記一般式(3a)で表すものを挙げることができる。 A preferred example of the cyclic polymer represented by the above general formula (3) is the one represented by the following general formula (3a).
上記一般式(3a)において、R1、Z及びnは、上記一般式(3)におけるものと同様であり、2つのR2は、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基である。また、一般式(3a)において、Rは、一価の有機基である。このような一価の有機基としては、上記一般式(3)におけるR3と同様のものを挙げることができる。 In the above general formula (3a), R1 , Z, and n are the same as those in the above general formula (3), and the two R2s are each independently a hydrogen atom or a methyl group. Also, in general formula (3a), R is a monovalent organic group. Examples of such monovalent organic groups include those similar to R3 in the above general formula (3).
上記一般式(3)で表す環状ポリマーのより好ましい例として、下記一般式(3b)で表すものを挙げることができる。 A more preferred example of the cyclic polymer represented by the above general formula (3) is the one represented by the following general formula (3b).
上記一般式(3b)で表す環状ポリマーは、3H-ベンゾチアゾール-2-チオンを光重合開始剤として、(メタ)アクリル酸エステルを重合させて得られるものである。上記一般式(3b)中、R1、R及びnは、上記一般式(3a)におけるものと同様である。 The cyclic polymer represented by the above general formula (3b) is obtained by polymerizing a (meth)acrylic acid ester using 3H-benzothiazole-2-thion as a photopolymerization initiator. In the above general formula (3b), R1 , R, and n are the same as those in the above general formula (3a).
以下、実施例を挙げることにより本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited in any way to the following examples.
・光重合による環状ポリマーの合成1(CP-MMA1)
径5mmのスクリューサンプル管に3H-ベンゾチアゾール-2-チオン(BTT,0.167g,1.00mmol)、1,4-ジオキサン(1.00mL)及びメタクリル酸メチル(MMA,1.00g,10.0mmol)を加えて撹拌して均一溶液とした後、凍結脱気を4回行い、溶液から約1cmの間隔を空けて紫外線発光ダイオード(UV-LED、805mW/cm2 at 365nm)による光照射を室温で4時間行った。光照射終了後に反応溶液を減圧乾燥することで、生成物である環状ポリメチルメタクリレート(CP-MMA1)を透明な粘性固体として得た(転化率39%、収量0.267g、収率23%)。 3H-benzothiazole-2-thion (BTT, 0.167 g, 1.00 mmol), 1,4-dioxane (1.00 mL), and methyl methacrylate (MMA, 1.00 g, 10.0 mmol) were added to a 5 mm diameter screw-cap sample tube and stirred to form a homogeneous solution. The solution was then frozen and degassed four times, and the solution was irradiated with ultraviolet light from a UV-LED (805 mW/ cm² at 365 nm) at a distance of approximately 1 cm from the solution for 4 hours at room temperature. After the light irradiation was completed, the reaction solution was dried under reduced pressure to obtain the product, cyclic polymethyl methacrylate (CP-MMA1), as a transparent viscous solid (conversion rate 39%, yield 0.267 g, yield 23%).
生成物の物性データは次の通りである。
FT-IR(KBr,cm-1):2995(νC-H芳香族),2950(νC-Hアルカン),1733(νC=Oカルボニル),1455(νC=Sチオアミド),731(νC-Sスルフィド).
1H-NMR(500MHz,CDCl3) δ(ppm):8.03(br,1.00H,Ha),7.88(br,0.994H,Hd),7.49(br,1.04H,Hc),7.40(br,1.11H,Hb),3.76-3.27(br,13.72H,Hh)1.88-1.56(br,32.46H,Hf)1.13-0.837(br,17.41H,Hg).
GPC(DMF,Polystyrene std,RI)Mn=1190,Mw/Mn=2.73
The physical properties of the product are as follows:
FT-IR(KBr, cm⁻¹ ): 2995 (ν C-H aromatic ), 2950 (ν C-H alkane ), 1733 (ν C=O carbonyl ), 1455 (ν C=S thioamide ), 731 (ν C-S sulfide ).
1 H-NMR (500 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm): 8.03 (br, 1.00 H, H a ), 7.88 (br, 0.994 H, H d ), 7.49 (br, 1.04 H, H c ), 7.40 (br, 1.11 H, H b ), 3.76-3.27 (br, 13.72H, H h ) 1.88-1.56 (br, 32.46H, H f ) 1.13-0.837 (br, 17.41H, H g ).
GPC (DMF, Polystyrene std, RI) Mn=1190, Mw/Mn=2.73
上記の手順で得たCP-MMA1についてMALDI-TOF MS(イオン化剤:トリフルオロ酢酸銀)による質量分析を行った。その結果を図1に示す。図1は、実施例で得た環状ポリマー(CP-MMA1)についてのMALDI-TOF MSのチャートである。図1において、丸印を付したピークは、BTTの分子量+MMAの分子量×n+銀イオンの質量[(BTT+nMMA)+Ag]+に対応する。 Mass spectrometry was performed on CP-MMA1 obtained using the above procedure by MALDI-TOF MS (ionizing agent: silver trifluoroacetate). The results are shown in Figure 1. Figure 1 is a MALDI-TOF MS chart for the cyclic polymer (CP-MMA1) obtained in the example. In Figure 1, the peaks marked with circles correspond to the molecular weight of BTT + molecular weight of MMA × n + mass of silver ions [(BTT + nMMA) + Ag] + .
図1に示すように、各ピーク間隔はMMAの分子量(MMMA=100.12)と一致し、それら各ピークがBTT1分子を含む環状CP-MMAの分子量(+銀イオンの質量)に対応することから生成物が環状構造を有することがわかる。表1に、図1における重合度28~32の環状ポリマーに対応する各ピークについて、重合度(n)、MSによる[(BTT+nMMA)+Ag]+の実測値、及びその計算値をそれぞれ示す。 As shown in Figure 1, the intervals between each peak coincide with the molecular weight of MMA ( MMA = 100.12), and since each of these peaks corresponds to the molecular weight (and mass of silver ions) of the cyclic CP-MMA containing the BTT1 molecule, it can be seen that the product has a cyclic structure. Table 1 shows the degree of polymerization (n), the measured value of [(BTT + nMMA) + Ag] + by MS, and the calculated value for each peak corresponding to the cyclic polymers with a degree of polymerization of 28 to 32 in Figure 1.
・光重合による環状ポリマーの合成2(CP-MMA2)
径5mmのスクリューサンプル管にBTT(0.167g,1.00mmol)、1,4-ジオキサン(1.00mL)及びメタクリル酸メチル(MMA,1.00g,10.0mmol)を加えて撹拌して均一溶液とした後、凍結脱気を4回行い、溶液から約1cmの間隔を空けて紫外線発光ダイオード(UV-LED、919mW/cm2 at 365nm)による光照射を室温で6時間行った。光照射終了後に反応溶液を減圧乾燥することで、生成物である環状ポリメチルメタクリレート(CP-MMA2)を透明な粘性固体として得た(転化率65%、収量1.01g、収率86%)。 BTT (0.167 g, 1.00 mmol), 1,4-dioxane (1.00 mL), and methyl methacrylate (MMA, 1.00 g, 10.0 mmol) were added to a 5 mm diameter screw-top sample tube and stirred to form a homogeneous solution. The solution was then frozen and degassed four times, and the solution was irradiated with ultraviolet light from a UV-LED (919 mW/ cm² at 365 nm) at a distance of approximately 1 cm from the solution for 6 hours at room temperature. After the light irradiation was completed, the reaction solution was dried under reduced pressure to obtain the product, cyclic polymethyl methacrylate (CP-MMA2), as a transparent viscous solid (conversion rate 65%, yield 1.01 g, yield 86%).
生成物の物性データは次の通りである。
FT-IR(KBr,cm-1):2996(νC-H芳香族),2950(νC-Hアルカン),1733(νC=Oカルボニル),1486(νC-C芳香族),1456(νC=Sチオアミド),758(νC-Sスルフィド).
1H-NMR(500MHz,CDCl3) δ(ppm):8.03(br,1.00H,Ha),7.88(br,0.984H,Hd),7.49(br,1.02H,Hc),7.40(br,1.03H,Hb),3.76-3.27(br,22.50H,Hh)1.88-1.57(br,25.31H,Hf)1.02-0.837(br,11.54H,Hg).
GPC(DMF,Polystyrene std,RI)Mn=1360,Mw/Mn=2.36
The physical properties of the product are as follows:
FT-IR(KBr, cm⁻¹ ): 2996 (ν C-H aromatic ), 2950 (ν C-H alkane ), 1733 (ν C=O carbonyl ), 1486 (ν C-C aromatic ), 1456 (ν C=S thioamide ), 758 (ν C-S sulfide ).
1 H-NMR (500 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm): 8.03 (br, 1.00 H, H a ), 7.88 (br, 0.984 H, H d ), 7.49 (br, 1.02 H, H c ), 7.40 (br, 1.03 H, H b ), 3.76-3.27 (br, 22.50H, H h ) 1.88-1.57 (br, 25.31H, H f ) 1.02-0.837 (br, 11.54H, H g ).
GPC (DMF, Polystyrene std, RI) Mn=1360, Mw/Mn=2.36
上記の手順で得たCP-MMA2についてMALDI-TOF MS(イオン化剤:トリフルオロ酢酸銀)による質量分析を行った。その結果を図2に示す。図2は、実施例で得た環状ポリマー(CP-MMA2)についてのMALDI-TOF MSのチャートである。図2において、丸印を付したピークは、BTTの分子量+MMAの分子量×n+銀イオンの質量[(BTT+nMMA)+Ag]+に対応する。 Mass spectrometry was performed on the CP-MMA2 obtained using the above procedure by MALDI-TOF MS (ionizing agent: silver trifluoroacetate). The results are shown in Figure 2. Figure 2 is a MALDI-TOF MS chart for the cyclic polymer (CP-MMA2) obtained in the example. In Figure 2, the peaks marked with circles correspond to the molecular weight of BTT + molecular weight of MMA × n + mass of silver ions [(BTT + nMMA) + Ag] + .
図2に示すように、各ピーク間隔はMMAの分子量(MMMA=100.12)と一致し、それら各ピークがBTT1分子を含む環状CP-MMAの分子量(+銀イオンの質量)に対応することから生成物が環状構造を有することがわかる。表2に、図2における重合度13~17の環状ポリマーに対応する各ピークについて、重合度(n)、MSによる[(BTT+nMMA)+Ag]+の実測値、及びその計算値をそれぞれ示す。 As shown in Figure 2, the intervals between each peak coincide with the molecular weight of MMA ( MMA = 100.12), and since each of these peaks corresponds to the molecular weight (and mass of silver ions) of the cyclic CP-MMA containing the BTT1 molecule, it can be seen that the product has a cyclic structure. Table 2 shows the degree of polymerization (n), the measured value of [(BTT + nMMA) + Ag] + by MS, and the calculated value for each peak corresponding to the cyclic polymers with a degree of polymerization of 13 to 17 in Figure 2.
・光重合による環状ポリマーの合成3(CP-CHMA)
径5mmのスクリューサンプル管にBTT(0.167g,1.00mmol)、1,4-ジオキサン(1.00mL)及びメタクリル酸シクロヘキシル(CHMA,1.68g,10.0mmol)を加えて撹拌して均一溶液とした後、凍結脱気を4回行い、溶液から約1cmの間隔を空けて紫外線発光ダイオード(UV-LED、907mW/cm2 at 365nm)による光照射を室温で6時間行った。光照射終了後に反応溶液を減圧乾燥することで、生成物である環状ポリシクロヘキシルメタクリレート(CP-CHMA)を黄色粘性固体として得た(転化率92%、収量0.775g、収率66%)。 BTT (0.167 g, 1.00 mmol), 1,4-dioxane (1.00 mL), and cyclohexyl methacrylate (CHMA, 1.68 g, 10.0 mmol) were added to a 5 mm diameter screw-cap sample tube and stirred to form a homogeneous solution. The solution was then frozen and degassed four times, and the solution was irradiated with ultraviolet light from a UV-LED (907 mW/ cm² at 365 nm) at a distance of approximately 1 cm from the solution for 6 hours at room temperature. After the light irradiation was completed, the reaction solution was dried under reduced pressure to obtain the product, cyclic polycyclohexyl methacrylate (CP-CHMA), as a yellow viscous solid (conversion rate 92%, yield 0.775 g, yield 66%).
生成物の物性データは次の通りである。
FT-IR(KBr,cm-1):2936(νC-H芳香族),2958(νC-Hアルカン),1725(νC=Oカルボニル),1450(νC=Sチオアミド),759(νC-Sスルフィド).
1H-NMR(500MHz,CDCl3) δ(ppm):8.01(br,1.00H,Ha),7.88(br,0.995H,Hd),7.47(br,1.07H,Hc),7.38(br,1.07H,Hb),4.87-3.27(br,8.76H,Hf),2.50-0.924(br,103.27H,Hg,h).
GPC(DMF,Polystyrene std,RI)Mn=1140,Mw/Mn=1.95
The physical properties of the product are as follows:
FT-IR(KBr, cm⁻¹ ): 2936 (ν C-H aromatic ), 2958 (ν C-H alkane ), 1725 (ν C=O carbonyl ), 1450 (ν C=S thioamide ), 759 (ν C-S sulfide ).
1 H-NMR (500 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm): 8.01 (br, 1.00 H, H a ), 7.88 (br, 0.995 H, H d ), 7.47 (br, 1.07 H, H c ), 7.38 (br, 1.07 H, H b ), 4.87-3.27 (br, 8.76H, H f ), 2.50-0.924 (br, 103.27H, H g,h ).
GPC (DMF, Polystyrene std, RI) Mn=1140, Mw/Mn=1.95
上記の手順で得たCP-CHMAについてMALDI-TOF MS(イオン化剤:トリフルオロ酢酸銀)による質量分析を行った。その結果を図3に示す。図3は、実施例で得た環状ポリマー(CP-CHMA)についてのMALDI-TOF MSのチャートである。図3において、丸印を付したピークは、BTTの分子量+CHMAの分子量×n+銀イオンの質量[(BTT+nCHMA)+Ag]+に対応する。 Mass spectrometry was performed on the CP-CHMA obtained using the above procedure by MALDI-TOF MS (ionizing agent: silver trifluoroacetate). The results are shown in Figure 3. Figure 3 is a MALDI-TOF MS chart for the cyclic polymer (CP-CHMA) obtained in the example. In Figure 3, the peaks marked with circles correspond to the molecular weight of BTT + molecular weight of CHMA × n + mass of silver ions [(BTT + nCHMA) + Ag] + .
図3に示すように、各ピーク間隔はCHMAの分子量(MCHMA=168.24)と一致し、それら各ピークがBTT1分子を含む環状CP-CHMAの分子量(+銀イオンの質量)に対応することから生成物が環状構造を有することがわかる。表3に、図3における重合度8~12の環状ポリマーに対応する各ピークについて、重合度(n)、MSによる[(BTT+nCHMA)+Ag]+の実測値、及びその計算値をそれぞれ示す。 As shown in Figure 3, the intervals between each peak coincide with the molecular weight of CHMA (M CHMA = 168.24), and since each of these peaks corresponds to the molecular weight (and mass of silver ions) of cyclic CP-CHMA containing BTT1 molecules, it can be seen that the product has a cyclic structure. Table 3 shows the degree of polymerization (n), the measured value of [(BTT + nCHMA) + Ag] + by MS, and its calculated value for each peak corresponding to the cyclic polymers with degrees of polymerization 8 to 12 in Figure 3.
・光重合による環状ポリマーの合成4(CP-BzMA)
径5mmのスクリューサンプル管にBTT(0.167g,1.00mmol)、1,4-ジオキサン(1.00mL)及びメタクリル酸ベンジル(BzMA,1.76g,10.0mmol)を加えて撹拌して均一溶液とした後、凍結脱気を4回行い、溶液から約1cmの間隔を空けて紫外線発光ダイオード(UV-LED、918mW/cm2 at 365nm)による光照射を室温で6時間行った。光照射終了後に反応溶液を減圧乾燥することで、生成物である環状ポリベンジルメタクリレート(CP-BzMA)を黄色粘性固体として得た(転化率81%、収量0.526g、収率27%)。 BTT (0.167 g, 1.00 mmol), 1,4-dioxane (1.00 mL), and benzyl methacrylate (BzMA, 1.76 g, 10.0 mmol) were added to a 5 mm diameter screw-top sample tube and stirred to form a homogeneous solution. The solution was then frozen and degassed four times, and the solution was irradiated with ultraviolet light from a UV-LED (918 mW/ cm² at 365 nm) at a distance of approximately 1 cm from the solution for 6 hours at room temperature. After the light irradiation was completed, the reaction solution was dried under reduced pressure to obtain the product, cyclic polybenzyl methacrylate (CP-BzMA), as a yellow viscous solid (conversion rate 81%, yield 0.526 g, yield 27%).
生成物の物性データは次の通りである。
FT-IR(KBr,cm-1):2952(νC-H芳香族),1728(νC=Oカルボニル),1455(νC=Sチオアミド),751(νC-Sスルフィド).
1H-NMR(500MHz,CDCl3) δ(ppm):7.98(br,1.00H,Ha),7.83(br,1.30H,Hd),7.46(br,2.03H,Hc,b),7.28(br,46.93H,Hi),5.16-4.87(br,26.23H,Hh)1.89-1.40(br,34.39H,Hf)1.13-0.837(br,34.48H,Hg).
GPC(DMF,Polystyrene std,RI)Mn=3120,Mw/Mn=2.03
The physical properties of the product are as follows:
FT-IR(KBr, cm⁻¹ ): 2952 (ν C-H aromatic ), 1728 (ν C=O carbonyl ), 1455 (ν C=S thioamide ), 751 (ν C-S sulfide ).
1 H-NMR (500 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm): 7.98 (br, 1.00 H, H a ), 7.83 (br, 1.30 H, H d ), 7.46 (br, 2.03 H, H c, b ), 7.28 (br, 46.93 H, H i ), 5.16-4.87 (br, 26.23H, H h ) 1.89-1.40 (br, 34.39H, H f ) 1.13-0.837 (br, 34.48H, H g ).
GPC (DMF, Polystyrene std, RI) Mn=3120, Mw/Mn=2.03
上記の手順で得たCP-BzMAについてMALDI-TOF MS(イオン化剤:トリフルオロ酢酸銀)による質量分析を行った。その結果を図4に示す。図4は、実施例で得た環状ポリマー(CP-BzMA)についてのMALDI-TOF MSのチャートである。図4において、丸印を付したピークは、BTTの分子量+BzMAの分子量×n+銀イオンの質量[(BTT+nBzMA)+Ag]+に対応する。 Mass spectrometry was performed on the CP-BzMA obtained using the above procedure by MALDI-TOF MS (ionizing agent: silver trifluoroacetate). The results are shown in Figure 4. Figure 4 is a MALDI-TOF MS chart for the cyclic polymer (CP-BzMA) obtained in the example. In Figure 4, the peaks marked with circles correspond to the molecular weight of BTT + molecular weight of BzMA × n + mass of silver ions [(BTT + nBzMA) + Ag] + .
図4に示すように、各ピーク間隔はBzMAの分子量(MBzMA=176.22)と一致し、それら各ピークがBTT1分子を含む環状CP-BzMAの分子量(+銀イオンの質量)に対応することから生成物が環状構造を有することがわかる。表4に、図4における重合度5~9の環状ポリマーに対応する各ピークについて、重合度(n)、MSによる[(BTT+nBzMA)+Ag]+の実測値、及びその計算値をそれぞれ示す。 As shown in Figure 4, the interval between each peak coincides with the molecular weight of BzMA (M BzMA = 176.22), and since each of these peaks corresponds to the molecular weight (and mass of silver ions) of the cyclic CP-BzMA containing the BTT1 molecule, it can be seen that the product has a cyclic structure. Table 4 shows the degree of polymerization (n), the measured value of [(BTT + nBzMA) + Ag] + by MS, and its calculated value for each peak corresponding to the cyclic polymers with degrees of polymerization 5 to 9 in Figure 4.
・光重合による環状ポリマーの合成5(CP-MMA3)
径5mmのスクリューサンプル管にBTT(0.167g,1.00mmol)、1,4-ジオキサン(1.00mL)、2-イソプロピルチオキサントン(ITX,0.0128g,0.05mmol)及びメタクリル酸メチル(MMA,1.00g,10.0mmol)を加えて撹拌して均一溶液とした後、凍結脱気を4回行い、溶液から約1cmの間隔を空けて紫外線発光ダイオード(UV-LED、939mW/cm2 at 365nm)による光照射を室温で4時間行った。光照射終了後に反応溶液を減圧乾燥することで、生成物である環状ポリメチルメタクリレート(CP-MMA3)を透明な粘性固体として得た(転化率78%、収量0.407g、収率35%)。 In a 5 mm diameter screw-top sample tube, BTT (0.167 g, 1.00 mmol), 1,4-dioxane (1.00 mL), 2-isopropylthioxanthone (ITX, 0.0128 g, 0.05 mmol), and methyl methacrylate (MMA, 1.00 g, 10.0 mmol) were added and stirred to form a homogeneous solution. The solution was then frozen and degassed four times, and the solution was irradiated with ultraviolet light from a UV-LED (939 mW/ cm² at 365 nm) at a distance of approximately 1 cm from the solution for 4 hours at room temperature. After light irradiation, the reaction solution was dried under reduced pressure to obtain the product, cyclic polymethyl methacrylate (CP-MMA3), as a transparent viscous solid (conversion rate 78%, yield 0.407 g, yield 35%).
生成物の物性データは次の通りである。
FT-IR(KBr,cm-1):2995(νC-H芳香族),2950(νC-Hアルカン),1733(νC=Oカルボニル),1486(νC-C芳香族),1456(νC=Sチオアミド),758(νC-Sスルフィド).
1H-NMR(500MHz,CDCl3) δ(ppm):8.03(br,1.00H,Ha),7.88(br,1.14H,Hd),7.51(br,1.17H,Hc),7.41(br,1.53H,Hb),3.76-3.29(br,32.17H,Hh)2.18-1.56(br,20.45H,Hf)1.44-0.837(br,46.35H,Hh).
GPC(DMF,Polystyrene std,RI)Mn=1630,Mw/Mn=2.40
The physical properties of the product are as follows:
FT-IR(KBr, cm⁻¹ ): 2995 (ν C-H aromatic ), 2950 (ν C-H alkane ), 1733 (ν C=O carbonyl ), 1486 (ν C-C aromatic ), 1456 (ν C=S thioamide ), 758 (ν C-S sulfide ).
1 H-NMR (500 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm): 8.03 (br, 1.00 H, H a ), 7.88 (br, 1.14 H, H d ), 7.51 (br, 1.17 H, H c ), 7.41 (br, 1.53 H, H b ), 3.76-3.29 (br, 32.17H, H h ) 2.18-1.56 (br, 20.45H, H f ) 1.44-0.837 (br, 46.35H, H h ).
GPC (DMF, Polystyrene std, RI) Mn=1630, Mw/Mn=2.40
上記の手順で得たCP-MMA3についてMALDI-TOF MS(イオン化剤:トリフルオロ酢酸銀)による質量分析を行った。その結果を図5に示す。図5は、実施例で得た環状ポリマー(CP-MMA3)についてのMALDI-TOF MSのチャートである。図5において、丸印を付したピークは、BTTの分子量+MMAの分子量×n+銀イオンの質量[(BTT+nMMA)+Ag]+に対応する。 Mass spectrometry was performed on the CP-MMA3 obtained using the above procedure by MALDI-TOF MS (ionizing agent: silver trifluoroacetate). The results are shown in Figure 5. Figure 5 is a MALDI-TOF MS chart for the cyclic polymer (CP-MMA3) obtained in the example. In Figure 5, the peaks marked with circles correspond to the molecular weight of BTT + molecular weight of MMA × n + mass of silver ions [(BTT + nMMA) + Ag] + .
図5に示すように、各ピーク間隔はMMAの分子量(MMMA=100.12)と一致し、それら各ピークがBTT1分子を含む環状CP-MMAの分子量(+銀イオンの質量)に対応することから生成物が環状構造を有することがわかる。表5に、図5における重合度5~9の環状ポリマーに対応する各ピークについて、重合度(n)、MSによる[(BTT+nMMA)+Ag]+の実測値、及びその計算値をそれぞれ示す。 As shown in Figure 5, the intervals between each peak coincide with the molecular weight of MMA ( MMA = 100.12), and since each of these peaks corresponds to the molecular weight (and mass of silver ions) of the cyclic CP-MMA containing the BTT1 molecule, it can be seen that the product has a cyclic structure. Table 5 shows the degree of polymerization (n), the measured value of [(BTT + nMMA) + Ag] + by MS, and the calculated value for each peak corresponding to the cyclic polymers with degrees of polymerization 5 to 9 in Figure 5.
Claims (8)
The cyclic polymer according to claim 6 or 7, wherein Z is a sulfur atom.
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| JP2000249822A (en) | 1999-02-26 | 2000-09-14 | Showa Denko Kk | Photopolymerization initiator for color filter, photosensitive coloring composition and color filter |
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|---|---|---|---|---|
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| P.K. SENGUPTA et al.,"Photopolymerization of methyl methacrylate using mercaptobenzthiazole as photoinitiator-a kinetic study",European Polymer Journal,1989年,Vol. 25, No. 5,p.509-513,DOI: 10.1016/0014-3057(89)90194-8 |
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