JP2001039956A - イソシアヌル酸環を有する新規なエステル化合物及びその製造方法 - Google Patents
イソシアヌル酸環を有する新規なエステル化合物及びその製造方法Info
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Abstract
ルギーまたは紫外線、電子線などの放射線エネルギーに
より重合させることができ、硬化物の物性が優れたイソ
シアヌル酸環を有する新規なエステル化合物及びその製
造方法を提供する。 【解決手段】 1,3,5−トリス(2−カルボキシエ
チル)イソシアヌレートと塩化チオニルを反応させて得
られる1,3,5−トリス(2−クロロホルミルエチ
ル)イソシアヌレートと、2−ヒドロキシエチルアクリ
レートまたは2−ヒドロキシエチルメタクリレートを反
応させてエステル化することにより、下記一般式で表さ
れるイソシアヌル酸環を有する新規なエステル化合物が
得られる。
Description
を有する新規なエステル化合物及びその製造方法に関す
るものである。
り、特に硬化物の表面硬度あるいは耐熱性、耐候性の向
上、また硬化時間を短くするために紫外線もしくは電子
線硬化性の付与等が求められている。
り、前記の特性を併せ持つ化合物として、化4の一般式
で表されるトリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌ
レートのトリアクリル酸エステル及びトリメタクリル酸
エステルが従来から知られている(特公昭46−160
91号公報)。
ソシアヌル酸環を有する化合物は、優れた紫外線硬化性
を有しているが、常温で固体であるため取り扱いが極め
て難しいものであり、またその重合物は耐熱性に優れた
硬化物であるが、極めて脆いために僅かの衝撃や変形に
よってヒビが入ったり割れたりする難点を有している。
て取り扱いやすい液状を呈するものであり、熱エネルギ
ーまたは紫外線、電子線などの放射線エネルギーにより
重合させることができ、且つ硬化物としての物性が優れ
たイソシアヌル酸環を有する新規なエステル化合物及び
その製造方法を提供することにある。
を解決するために数多くの試験を重ねた結果、1,3,
5−トリス(2−カルボキシエチル)イソシアヌレート
と2−ヒドロキシエチルアクリレートまたは2−ヒドロ
キシエチルメタクリレートを反応させてエステル化する
ことにより、化5の一般式で表される常温で液状のイソ
シアヌル酸環を有する新規なエステル化合物が得られる
ことを見い出した。
ル)イソシアヌレートと2−ヒドロキシエチルアクリレ
ートまたは2−ヒドロキシエチルメタクリレートを反応
させてエステル化することにより、化6の一般式で表さ
れる常温で液状のイソシアヌル酸環を有する新規なエス
テル化合物が得られることを知見し、この発明を完成す
るに至った。
で表される新規なエステル化合物は、1,3,5−ト
リス(2−カルボキシエチル)イソシアヌレートまたは
1,3−ビス(2−カルボキシエチル)イソシアヌレー
トと2−ヒドロキシエチルメタクリレートまたは2−ヒ
ドロキシアクリレートとの脱水反応、または上記のカ
ルボン酸類の酸ハロゲン化物と2−ヒドロキシエチルメ
タクリレートまたは2−ヒドロキシアクリレートとの脱
ハロゲン化水素反応によって製造することができる。し
かしながら、これらの処理においては副反応であるゲル
化を抑えるために、反応温度をできるだけ低くすべきで
あり、前記の脱水反応に比べて反応温度を下げること
ができる、前記の脱ハロゲン化水素反応による製造方
法が好ましい。以下、本発明方法におけるエステル化反
応を説明する。この方法は下記のA工程およびB工程の
2工程から構成される。
キシエチル)イソシアヌレートまたは1,3−ビス(2
−カルボキシエチル)イソシアヌレートを塩化チオニル
と反応させて、化7の一般式で表されるクロロホルミル
化合物を製造する工程。
ルミル化合物と2−ヒドロキシエチルアクリレートまた
は2−ヒドロキシエチルメタクリレートとを反応させる
工程。
場合、A工程の反応は、1,3,5−トリス(2−カル
ボキシエチル)イソシアヌレート1モルに対して、塩化
チオニルを3〜5モル用い、N,N−ジメチルホルムア
ミド等の溶媒中で、60℃以下の反応温度、1〜2時間
の反応時間で行うことができる。反応終了後、反応液を
冷却し析出した結晶を濾取して、クロロホルム等の不活
性溶媒で洗浄し乾燥することにより、1,3,5−トリ
ス(2−クロロホルミルエチル)イソシアヌレートを得
ることができる。
1,3,5−トリス(2−クロロホルミルエチル)イソ
シアヌレート1モルに対して、2−ヒドロキシエチルア
クリレートまたは2−ヒドロキシエチルメタクリレート
を3〜5モル用い、ピリジン等の塩基性化合物を3モル
加え、クロロホルム等の不活性溶媒中で、60〜70℃
の温度で1〜5時間の反応時間で行うことができる。反
応終了後、反応液を冷却してアルカリ水溶液で洗浄し、
水で洗浄したのち水層を分離して残存する溶媒を減圧下
で留去することにより、化5の一般式で表される新規な
エステル化合物を得ることができる。
場合、A工程の反応は、1,3−ビス(2−カルボキシ
エチル)イソシアヌレート1モルに対して、塩化チオニ
ルを25〜30モル用い、N,N−ジメチルホルムアミ
ドを触媒量添加し、70〜80℃の温度、5〜15時間
好ましくは10〜15時間の反応時間で行うことができ
る。反応終了後、反応液を冷却し析出した結晶を濾取し
て、クロロホルム等の不活性溶媒で洗浄し乾燥すること
により、1,3−ビス(2−クロロホルミルエチル)イ
ソシアヌレートを得ることができる。
1,3−ビス(2−クロロホルミルエチル)イソシアヌ
レート1モルに対して、2−ヒドロキシエチルアクリレ
ートまたは2−ヒドロキシエチルメタクリレートを2〜
5モル用い、ピリジン等の塩基性化合物を2モル加え、
クロロホルム等の不活性溶媒中で、60〜70℃の温度
で1〜5時間の反応時間で行うことができる。反応終了
後、反応液を冷却してアルカリ水溶液で洗浄し、水で洗
浄したのち水層を分離して残存する溶媒を減圧下で留去
することにより、化6の一般式で表される新規なエステ
ル化合物を得ることができる。
一般式で表されるイソシアヌル酸環を有する新規なエス
テル化合物は、常温で液状であり、従来から知られてい
る固体のトリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレ
ートのトリアクリル酸エステルまたはトリメタクリル酸
エステルと比較して、取り扱いがはるかに容易である。
ル化合物は、熱エネルギーまたは紫外線、電子線などの
放射線エネルギーにより重合させることができる。熱重
合開始剤としては、例えばケトンパーオキシド、ハイド
ロパーオキシド、ジアルキルパーオキシド、ジアシルパ
ーオキシド、パーオキシエステルに属する有機パーオキ
シドおよびアゾビスイソブチロニトリル等が挙げられ
る。光重合開始剤としては、例えばベンゾイン、ベンゾ
イン低級アルキル(C1〜C4)エステル等のベンゾイ
ン化合物、ベンジル、ジアセチル、メチルアントラキノ
ン、ベンゾフェノン、アセトフェノンなどのカルボニル
化合物、ジフェニルジスルフィド、ジチオカーバメート
等の硫黄化合物、チオキサントン類、アントラセン、塩
化鉄等の金属塩が挙げられる。
物は、接着剤、熱硬化性塗料、光硬化性塗料、光硬化性
樹脂、成型材などの改質剤および架橋剤成分として有用
である。
明する。
を備えたフラスコに、N,N−ジメチルホルムアミド1
40mlを仕込み、1,3,5−トリス(2−カルボキ
シエチル)イソシアヌレート(以下TCEICという)
55.24g(0.160モル)を加え、室温で攪拌し
ながら溶解させた。次いで、攪拌下塩化チオニル40.
6ml(0.528モル)を1時間で滴下した。この間
液温は26℃から58℃まで上昇し、滴下途中で白色結
晶が析出し始め、滴下終了時には反応液がスラリー状に
なった。滴下終了後、さらに室温で1時間攪拌を続け、
その後冷却し析出した結晶を濾取し、クロロホルム50
mlで洗浄してエバポレータで乾燥することにより、
1,3,5−トリス(2−クロロホルミルエチル)イソ
シアヌレート59.87gを得た。原料であるTCEI
Cに対する収率は93.4%であった。得られた化合物
のスペクトルデータは以下のとおりであった。 IR(KBr)/ν(cm-1) 1815、1796(C=O伸縮) 1462(イソシアヌル酸環)
スコに、クロロホルム70ml、2−ヒドロキシエチル
メタクリレート17ml(0.133モル)及びピリジ
ン10ml(0.122モル)を仕込み、攪拌して均一
な溶液にした。この溶液に攪拌下、前記1,3,5−ト
リス(2−クロロホルミルエチル)イソシアヌレート1
6.06g(0.040モル)を15分間で添加した。
この間液温は30℃から45℃まで上昇し、添加終了後
しばらくすると反応液は無色透明になった。その後、さ
らに65℃で1時間反応させた。反応終了後、反応液を
冷却し、飽和食塩水、次いで1N水酸化ナトリウム水溶
液で洗浄し、再び飽和食塩水で洗浄し、水層を分離して
未反応の1,3,5−トリス(2−クロロホルミルエチ
ル)イソシアヌレートおよびピリジンを除去した後、減
圧下でクロロホルムおよび未反応の2−ヒドロキシエチ
ルメタクリレートを留去して、1,3,5−トリス〔2
−(2−メタアクリロイルエトキシ)カルボニルエチ
ル〕イソシアヌレート19.46gを得た。原料である
1,3,5−トリス(2−クロロホルミルエチル)イソ
シアヌレートに対する収率は71.4%であった。得ら
れた化合物のスペクトルデータを測定し表1に示した。
を備えたフラスコに、1,3−ビス(2−カルボキシエ
チル)イソシアヌレート(以下BCEICという)5
0.80g(0.183モル)、塩化チオニル400m
l(5.21モル)およびN,N−ジメチルホルムアミ
ド8滴を仕込み、75℃で13時間反応させた。この間
反応液は、スラリー状態から透明溶液へ変化した。反応
終了後、反応液を冷却して析出した結晶を濾取し、クロ
ロホルム50mlで洗浄してエバポレータで乾燥するこ
とにより、1,3−ビス(2−クロロホルミルエチル)
イソシアヌレート52.10gを得た。原料BCEIC
に対する収率は91.6%であった。得られた化合物の
スペクトルデータは以下のとおりであった。 IR(KBr)/ν(cm-1) 3239(N=H伸縮) 1818、1795(C=O伸縮) 1464(イソシアヌル酸環)
スコに、クロロホルム50ml、2−ヒドロキシエチル
メタクリレート20.5ml(0.160モル)とピリ
ジン6.5ml(0.080モル)を仕込み、攪拌して
均一な溶液にした。この溶液に攪拌下、前記1,3−ビ
ス(2−クロロホルミルエチル)イソシアヌレート1
2.41g(0.040モル)を15分間で添加した。
この間液温は25℃から49℃まで上昇し、添加終了後
しばらくすると反応液は無色透明になった。その後、さ
らに65℃で4時間反応させた。反応終了後、反応液を
冷却し、飽和食塩水、次いで1N水酸化ナトリウム水溶
液で洗浄し、再び飽和食塩水で洗浄し、水層を分離して
未反応の1,3−ビス(2−クロロホルミルエチル)イ
ソシアヌレートおよびピリジンを除去した後、減圧下で
クロロホルムおよび未反応の2−ヒドロキシエチルメタ
クリレートを留去して、1,3−ビス〔2−(2−メタ
アクリロイルエトキシ)カルボニルエチル〕イソシアヌ
レート17.79gを得た。原料である1,3−ビス
(2−クロロホルミルエチル)イソシアヌレートに対す
る収率は89.4%であった。得られた化合物のスペク
トルデータを測定し表2に示した。
化合物である1,3,5−トリス〔2−(2−メタアク
リロイルエトキシ)カルボニルエチル〕イソシアヌレー
ト100重量部に2,2'−アゾビスイソブチロニトリ
ル1重量部を添加し、混合溶解させた。その配合物を厚
さ25μmになるようにフィルムアプリケーターで鋼板
に塗布し、真空乾燥機を用いて70℃/30分の条件で
硬化させた。得られた硬化物の外観、鉛筆硬度を評価
し、屈曲試験を行った。これらの試験結果は表3に表し
たとおりであった。なお、これらの試験方法は下記に示
した測定法に従った。 (試験方法) 硬化物の外観:目視判定 鉛筆硬度:JIS K−5400〔測定温度25℃〕 屈曲試験:JIS K−5400〔心棒の直径10m
m、測定温度25℃〕
1,3,5−トリス〔2−(2−メタアクリロイルエト
キシ)カルボニルエチル〕イソシアヌレートの代わり
に、実施例2得られたエステル化合物である1,3−ビ
ス〔2−(2−メタアクリロイルエトキシ)カルボニル
エチル〕イソシアヌレートを用いた以外は、実施例3と
同様にして評価試験を行った。これらの試験結果は表3
に表したとおりであった。
1,3,5−トリス〔2−(2−メタアクリロイルエト
キシ)カルボニルエチル〕イソシアヌレートの代わり
に、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート
のトリアクリル酸エステルを用いた以外は、実施例3と
同様にして評価試験を行った。これらの試験結果は表3
に表したとおりであった。
状であるために取り扱いやすく、また表3の試験結果よ
り、その硬化物は外観が無色透明で、高い表面硬度およ
び優れた耐屈曲性を併せ持つ材料であると認められる。
を有する新規なエステル化合物は、常温で液状であるた
め取り扱いやすく、また熱エネルギーまたは紫外線、電
子線などの放射線エネルギーにより重合させることがで
きるので、接着剤、熱硬化性塗料、光硬化性塗料、光硬
化性樹脂、成型材などの改質剤および架橋剤成分として
有用である。
Claims (3)
- 【請求項1】 下記化1の一般式で表されるイソシアヌ
ル酸環を有する新規なエステル化合物。 【化1】 - 【請求項2】 1,3,5−トリス(2−カルボキシエ
チル)イソシアヌレートと2−ヒドロキシエチルアクリ
レートまたは2−ヒドロキシエチルメタクリレートとを
反応させてエステル化することを特徴とする下記化2の
一般式で表される新規なエステル化合物の製造方法。 【化2】 - 【請求項3】 1,3−ビス(2−カルボキシエチル)
イソシアヌレートと2−ヒドロキシエチルアクリレート
または2−ヒドロキシエチルメタクリレートとを反応さ
せてエステル化することを特徴とする下記化3の一般式
で表される新規なエステル化合物の製造方法。 【化3】
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---|---|---|---|
JP21106899A JP3715840B2 (ja) | 1999-07-26 | 1999-07-26 | イソシアヌル酸環を有する新規なエステル化合物及びその製造方法 |
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US9050252B2 (en) | 2010-05-25 | 2015-06-09 | 3M Innovative Properties Company | Method of surface treating inorganic oxide particles, hardenable dental compositions, surface treated particles, and surface treatment compounds |
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