JP2000234002A - ラジカル重合禁止剤 - Google Patents

ラジカル重合禁止剤

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JP2000234002A
JP2000234002A JP11036716A JP3671699A JP2000234002A JP 2000234002 A JP2000234002 A JP 2000234002A JP 11036716 A JP11036716 A JP 11036716A JP 3671699 A JP3671699 A JP 3671699A JP 2000234002 A JP2000234002 A JP 2000234002A
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JP
Japan
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phenothiazine
compound
meth
polymerization inhibitor
sulfur
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JP11036716A
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English (en)
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Hiroyuki Sato
弘幸 佐藤
Takanori Fukumura
隆徳 福村
Fumitaka Ooizumi
史貴 大泉
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JNC Corp
Original Assignee
Chisso Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ラジカル重合性のモノマーに対す
る重合禁止効果の顕著なラジカル重合禁止剤を得るこ
と。 【解決手段】 フェノチアジンに含硫黄酸性化合
物を付加して得られる化合物からなるラジカル重合禁止
剤による。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はラジカル重合禁止剤
に関する。更に詳しくはフェノチアジンに特定の硫黄化
合物を添加して得られる新規なラジカル重合禁止剤に関
する。
【0002】
【従来の技術】ラジカル重合性のモノマーを長期間保存
する場合、或いはそれらを合成する場合または常温で若
しくは加熱下に取り扱う場合に望まぬ重合反応を禁止す
るために、通常ラジカル重合禁止剤が添加される。従来
ラジカル禁止剤或いは酸化防止剤としてはヒドロキノ
ン、2,6−ジーt−ブチルーp−クレゾール、2,2
−メチレンービスー(4−メチルー6−t−ブチルフェ
ノール)、1,1,3−トリスー(2−メチルー4−ヒ
ドロキシー5−t−ブチルフェニル)ブタン等のフェノ
ール系化合物、ジラウリル チオジプロピオネート等の
硫黄系化合物、トリフェニルフォスファイト等のリン系
化合物、フェノチアジン等のアミン系化合物等が知られ
ている。
【0003】特にフェノチアジンは、重合禁止効果が高
く、各種(メタ)アクリル酸エステルの合成時や、重合
性組成物等の貯蔵安定性向上のために多くの使用実績が
あるのは言うまでもない。しかし、近年多くの新しい
(メタ)アクリル酸エステルが開発されており、これら
の合成条件には従来よりも高温が必要であるものもあ
り、より強力な重合禁止剤が求められてきた。また、近
年需要の増加している高感度な光重合性組成物では、そ
の高感度ゆえに貯蔵安定性が低く、やはりより強力な重
合禁止剤が求められてきた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明者等はフェノチ
アジンと含硫黄酸性化合物を混合することによりフェノ
チアジンに比較して格段に優れたラジカル重合禁止効果
を有する化合物を見出し本発明に到達した。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、以下の構成を
取ることにより、上記の課題を解決した。 (1) フェノチアジンに含硫黄酸性化合物を付加して
得られる化合物からなるラジカル重合禁止剤 (2) 含硫黄酸性化合物が硫酸、パラトルエンスルホ
ン酸、塩化チオニル、二酸化硫黄若しくは無水硫酸であ
る(1)項に記載のラジカル重合禁止剤 (3) (1)項に記載の重合禁止剤の存在下、(メ
タ)アクリル酸あるいは(メタ)アクリル酸クロリドと
ヒドロキシ化合物を反応させることを特徴とする(メ
タ)アクリル酸エステルの合成方法。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明で用いられる(メタ)アク
リル酸とは、アクリル酸若しくはメタクリル酸を意味す
る。また、含硫黄酸性化合物とは、硫黄原子を分子内に
有し、酸性を呈する化合物であり、硫酸、パラトルエン
スルホン酸、塩化チオニル、二酸化硫黄、無水硫酸が好
ましい具体例である。
【0007】本発明のラジカル重合禁止剤は、この様な
含硫黄酸性化合物とフェノチアジンとを溶媒中で混合す
ることにより得られる。フェノチアジンと含硫黄酸性化
合物の混合モル比は、1:0.1〜1:10程度がよ
い。この範囲よりも硫黄原子含有酸性化合物が少ない
と、重合禁止剤としての効果はフェノチアジン単独のと
きとあまり差がなく、効果は小さい。逆に硫黄原子含有
酸性化合物がこの範囲よりも多いと、重合禁止剤として
の効果は頭打ちとなり、用いられる反応によっては過剰
に存在する硫黄原子含有酸性化合物が副生成物を増加さ
せる等の悪影響が出てくるため好ましくない。
【0008】両者を常温で混合することにより本発明の
化合物を容易に得ることが出来る。本発明の化合物の化
学構造は必ずしも明らかではないが、フェノチアジンは
2級アミンであることから両者は何らかのコンプレック
スを形成しているものと推定される。本発明の化合物
は、強力な重合禁止剤であるため、使用される溶液中に
0.0005〜5重量%程度の添加が好ましい。
【0009】しかしながら、反応自体に含硫黄酸性化合
物が関与する場合には、この範囲より多くなることは差
し支えない。この化合物をあらかじめ調製しておけば、
各種の反応に添加するだけで、あるいは重合性組成物等
に添加するだけで強力な重合禁止効果が得られ、非常に
有用である。また、硫酸等を反応に使用する場合は、フ
ェノチアジンを加えておくだけで反応液の中で本発明の
重合禁止剤が合成されるので、重合禁止効果がある。
【0010】あらかじめ調製する場合は、製造工程が簡
単であることから硫酸が特に好ましい。調製方法は、ト
ルエン中にフェノチアジンを懸濁しておき、これに硫酸
を滴下し、生成した黒色沈殿をろ過、乾燥して使用する
ことも出来るし、フェノチアジンを溶解する溶媒、例え
ばN,N−ジメチルアセトアミド中で硫酸と混合し、そ
の溶液をそのまま使用することもできる。しかし、前者
の方が硫酸を除いているために硫酸に基づく副反応を避
けることが出来より好ましい。この様に本発明の化合物
は種々の添加、調整方法を選択することができる。
【0011】この重合禁止剤を使用した反応液は着色す
るが、反応終了後に水酸化ナトリウム等のアルカリで中
和すると無色にもどるので、着色が好ましくない合成反
応においても非常に有用である。この重合禁止剤はラジ
カル重合性モノマーあるいは重合性組成物を長期間保存
する場合、この様なモノマーを合成する場合等に共存さ
せると有効であるが、(メタ)アクリル酸あるいは(メ
タ)アクリル酸クロリドとヒドロキシ化合物とのエステ
ル化反応による(メタ)アクリル酸エステルの合成に特
に有用である。
【0012】本発明で用いられるヒドロキシ化合物とし
ては、1価若しくは多価ヒドロキシ化合物が有る。1価
ヒドロキシ化合物としては、メタノール、エタノール、
プロパノール等の脂肪族アルコール、アリルアルコー
ル、2−ヒドロキエチルメタクリレート等の不飽和アル
コール、2−エトキシエタノール、エチルカルビトー
ル、1−(2−ヒドロキシエチル)−2−ピロリドン、
エタノールアミン等の極性基含有アルコール、フェノー
ル、クレゾール等のフェノール性化合物等を例示するこ
とが出来る。
【0013】また、多価ヒドロキシ化合物としては、エ
チレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレ
ングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレ
ングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレング
リコール、トリプロピレングリコール、テトラプロピレ
ングリコール、ポリプロピレングリコール、1,4−ブ
タンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘ
キサンジオール、1,9−ノナンジオール、2−n−ブ
チル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、ビスフ
ェノールA、ビスフェノールS、ビスフェノールF、グ
リセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリト
ール、ジペンタエリスリトール、ソルビタン、ソルビト
ールや、これらのエチレンオキシドあるいはプロピレン
オキシドあるいはブチレンオキシド等の付加物、イソシ
アヌール酸のエチレンオキシドあるいはプロピレンオキ
シドあるいはブチレンオキシド等の付加物等をあげるこ
とができる。
【0014】更にヒドロキシ基を持ったポリマーをも挙
げることが出来、ポリビニルアルコール、ポリビニルホ
ルマール、ポリビニルブチラール、その他ヒドロキシ基
を持った各種の合成繊維、天然繊維等を例示することが
できる。また、ヒドロキシ基を持った(メタ)アクリル
酸エステル、例えば2−ヒドロキシエチル(メタ)アク
リレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレー
ト、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の重
合体や他の重合性モノマーとの共重合体は、各用途に応
じた設計が可能であるため、好ましい。
【0015】(メタ)アクリル酸とヒドロキシ化合物と
の反応条件は特に限定しないが、通常、(メタ)アクリ
ル酸、ヒドロキシ化合物、本発明の重合禁止剤、エステ
ル化触媒を混合し、60〜180℃で1〜20時間反応
させる。(メタ)アクリル酸クロリドとヒドロキシ化合
物との反応条件は特に限定しないが、通常、トルエン等
の溶媒、ヒドロキシ化合物、本発明の重合禁止剤、トリ
エチルアミン等の塩化水素捕獲剤を混合し、−20〜6
0℃で1〜20時間反応させる。以下実施例によって本
発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に
よって限定されるものではない。
【0016】
【実施例】実施例1 トルエン50gにフェノチアジン5gを懸濁させ、これ
に硫酸2.4gを滴下した。25℃で3hr攪拌後ろ過
し、40℃で減圧乾燥し、本発明のラジカル重合禁止剤
6.1gを得た。この化合物の赤外線吸収スペクトルは
図1に示した。更に上記重合禁止剤0.06gをメタノ
ール100g、メチルメタクリレート20g、アゾビス
イソブチロニトリル0.06gに混合し、攪拌下に、メ
タノール還流温度で2hr重合した。反応終了液をGP
Cで分析したところ、ポリマーは認められなかった。
【0017】比較例1 本発明の重合禁止剤の代わりにフェノチアジン0.06
gを混合した以外は実施例1と同様に反応を行なった。
反応終了後反応液をGPCで分析したところ、重量平均
分子量3.4万のポリマーが確認された。ピーク面積比
から求めた重合率は28%であった。
【0018】実施例2 メタクリル酸495g、1−(2−ヒドロキシエチル)
−2−ピロリドン220g、フェノチアジン14g、硫
酸8gを混合し、0.04MPa、130℃で4hr反
応した。留出水26gは系外に抜き出した。合成終了液
の粘度は10mPa・sであった。引き続き減圧単蒸留
を行い、100Paで125℃〜135℃の留分210
gを得た。この留分は、ガスクロ分析とNMR分析の結
果から、2−(2−ピロリドニル)エチルメタクリレー
ト、純度98%であることが確認された。
【0019】比較例2 フェノチアジンを添加しない以外は実施例2と同様に
0.04MPa、130℃で4hr反応を行なった。留
出水28gは系外に抜き出した。合成終了液の粘度は5
3mPa・sであり、重合物と思われる浮遊物が多数確
認された。引き続き減圧単蒸留を行ったが、釜温が12
0℃となった時に釜全体がゲル化し、目的物の2−(2
−ピロリドニル)エチルメタクリレートは得られなかっ
た。
【0020】実施例3 ベンジルメタクリレート、5−テトラヒドロフルフリル
オキシカルボニルペンチルアクリレート、2−ヒドロキ
シエチルメタクリレート、メタクリル酸共重合体(モル
比56:8:13:23、GPCで求めたポリエチレン
オキシドを標準とする重量平均分子量7,000)0.
50g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセ
テート2.00g、トリメチロールプロパントリアクリ
レート0.25g、ジペンタエリスリトールヘキサアク
リレート0.25g、4,4´−ビス(ジエチルアミ
ノ)ベンゾフェノン0.05g、3,3´,4,4´−
テトラ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェ
ノンの25%トルエン溶液0.20g、ビックケミー・
ジャパン(株)製BYK−300 0.002gを加え
て混合攪拌し、光重合性組成物を得た。次に、プロピレ
ングリコールモノメチルエーテルアセテート20gにゼ
ネカ(株)製ソルスパーズ5gを溶解し、C.I.ピグ
メントグリーン36を12.6gとC.I.ピグメント
イエロー150を5.4g加えて3本ロールミルで混練
した後、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセ
テート57gと直径0.5mmのジルコニアビーズ40
0gを加えてサンドミルで20hr攪拌した。この液を
孔径1μmのテフロン製メンブレンフィルターでろ過し
て緑色分散液92gを得た。この緑色分散液3.25g
に上記光重合性組成物の全量を攪拌しながらゆっくり滴
下し、さらに実施例1の重合禁止剤の0.1%プロピレ
ングリコールモノメチルエーテル溶液を0.05g添加
して、緑色の光重合性着色組成物を得た。25℃での粘
度は6.4mPa・sであった。これを25℃で1hr
チッソバブリング後、チッソシールをして40℃で保存
した。2週間後の粘度は6.9mPa・sであった。
【0021】比較例3 実施例1の重合禁止剤の代わりに同量のフェノチアジン
を添加した以外は、実施例3のと同様の緑色光重合性着
色組成物を調製した。25℃での粘度は6.4mPa・
sであった。これを25℃で1hrチッソバブリング
後、チッソシールをして40℃で保存したところ、4日
で固化した。
【0022】実施例4 トルエン100g、ベンジルアルコール50g、実施例
1で合成した重合禁止剤1.0g、トリエチルアミン5
6gを混合し、0〜5℃でアクリル酸クロリド45gを
ゆっくり滴下した。滴下終了後、30℃で2時間攪拌
し、ろ過でトリエチルアミン塩酸塩を除去した。得られ
たトルエン溶液を減圧単蒸留し、62gのベンジルアク
リレートを得た。
【0023】比較例4 本発明の重合禁止剤の代わりにフェノチアジンを1.0
g使用した以外は、実施例4と同じ合成を行った。減圧
単蒸留で得られたベンジルアクリレートは32gであ
り、釜に残った液はゲル化していた。
【0024】
【発明の効果】本発明のラジカル重合禁止剤は合成が容
易であるとともに、重合禁止抑制効果が顕著であり、ラ
ジカル重合性のモノマーを保存する場合、或いはそれら
のモノマーを合成する場合に有効である。特に(メタ)
アクリル酸または(メタ)アクリル酸クロリドとヒドロ
キシ化合物から(メタ)アクリル酸エステルを合成する
場合には有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で合成した本発明のラジカル重合禁止
剤の赤外線吸収スペクトルである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フェノチアジンに含硫黄酸性化合物を付
    加して得られる化合物からなるラジカル重合禁止剤
  2. 【請求項2】 含硫黄酸性化合物が硫酸、パラトルエン
    スルホン酸、塩化チオニル、二酸化硫黄若しくは無水硫
    酸である請求項1に記載のラジカル重合禁止剤
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の重合禁止剤の存在下、
    (メタ)アクリル酸あるいは(メタ)アクリル酸クロリ
    ドとヒドロキシ化合物を反応させることを特徴とする
    (メタ)アクリル酸エステルの合成方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001046112A1 (fr) * 1999-12-21 2001-06-28 Idemitsu Petrochemical Co., Ltd. Procede de prevention de la polymerisation d'un compose vinylique

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001046112A1 (fr) * 1999-12-21 2001-06-28 Idemitsu Petrochemical Co., Ltd. Procede de prevention de la polymerisation d'un compose vinylique

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