JP2001288162A - トリチオールおよびその製造方法 - Google Patents

トリチオールおよびその製造方法

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JP2001288162A JP2000100371A JP2000100371A JP2001288162A JP 2001288162 A JP2001288162 A JP 2001288162A JP 2000100371 A JP2000100371 A JP 2000100371A JP 2000100371 A JP2000100371 A JP 2000100371A JP 2001288162 A JP2001288162 A JP 2001288162A
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睦男 桑田
Yasuyoshi Koinuma
康美 鯉沼
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低臭気で、取扱い作業性が優れると共に、容
易な合成方法で得ることのできるトリチオール化合物お
よびその製造方法を提供する。 【解決手段】 下記一般式(1)で表わされるトリチオ
ールおよびその製造方法。 【化1】 (式中、 R1、R2は同一又は異なる基であり、かつそれ
は水素原子、炭素数1〜3のアルキル基又はフェニル基
である。またj、h、mは同一又は異なる1〜3の整数
であり、kは0又は1である。)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、低臭気で取扱い易
く、しかも容易に製造することのできるトリチオールお
よびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリチオール、またはその重合物は、建
築用のポリサルファイド系シーリング材、含ハロゲンポ
リマーやジエン系ゴムの架橋剤、光学用樹脂などの分野
でその基材として使われてきた。従来から知られている
ポリチオールとしては、エタンジチオール、ジエチレン
チオグリコール、トリエチレンチオグリコール、2,
4,6−トリメルカプト−S−トリアジン、ペンタエリ
スリトールテトラキス(メルカプトプロピオネート)、
ペンタエリスリトールテトラキス(チオグリコレート)
等が知られている。
【0003】しかし、エタンジチオール、ジエチレンチ
オグリコール、トリエチレンチオグリコールのような二
価のチオールでは臭気が著しいため、取扱い作業性に問
題があり、またポリマー原料として用いる場合には未反
応残留分による臭気の問題があった。また、2,4,6
−トリメルカプト−S−トリアジンは、固体であるた
め、臭気の問題は少ないが、黄色に着色しているため色
相が問題になる分野では使用に適さないものであった。
【0004】一方、ペンタエリスリトールテトラキス
(メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトール
テトラキス(チオグリコレート)等のチオカルボン酸類
は、臭気は比較的少なく、粘度もある程度あるため、取
扱い作業性の面ではより好ましい化合物である。しか
し、光学用樹脂などより高い屈折率が求められる分野で
は、充分なものではなかった。
【0005】最近になってかかる欠点を改良するため、
作業性がより良く、かつ光学特性等に優れたポリチオー
ルの提案がなされている。例えば、特開平2−1533
02号公報では、C(CH2SCH2CH2SH)4が、また特開平2−
270859号公報では1,2−ビス[(2-メルカプトエチ
ル)チオ]−3−メルカプトプロパンが開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
2−153302号公報や特開平2−270859号公
報に記載されたポリチオールは、いずれの場合も合成工
程数が多く、また反応物中に含まれる副生物が多いとい
う問題があった。本発明の目的は、前述の従来技術の欠
点を改善して、低臭気で、取扱い作業性が優れると共
に、容易な合成方法で得ることのできるトリチオールお
よびその製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、下記一般
式(1)
【0008】
【化2】 (式中、 R1、R2は同一又は異なる基であり、かつそれ
は水素原子、炭素数1〜3のアルキル基又はフェニル基
である。またj、h、mは同一又は異なる1〜3の整数
であり、kは0又は1である。)で表わされるトリチオ
ールである。
【0009】第2の発明は、不飽和アルデヒド又は不飽
和ケトンとジチオールとから触媒存在下または使用せず
に反応させるトリチオールの製造方法において、不飽和
アルデヒドないし不飽和ケトンが下記一般式(2) R3−CH=CH−CO−R4 ・…(2) (式中、 R3、R4は同一もしくは異なる基であり、かつ
それは水素原子、炭素数1〜3のアルキル基又はフェニ
ル基である。)で表されるものであり、かつジチオール
が下記一般式(3) HS(CH2CH2S)nH ・…(3) (nは1〜3の整数である。)で表されるものであるこ
とを特徴とする第1の発明のトリチオールの製造方法で
ある。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の一般式(1)で表される
トリチオールにおいて、式中、 R1、R2は同一もしくは
異なる基であり、かつそれは水素原子、炭素数1〜3の
アルキル基又はフェニル基である。アルキル基の炭素数
が4以上になると合成収率が低下する。またj、h、m
は同一又は異なる1〜3の整数であり、kは0又は1で
ある。j、h、mが4以上になると原料のジチオールの
合成が難しくなる。
【0011】前記トリチオールとして具体的には、次の
ようなものが挙げられる。HSCH2CH2SCH2CH2CH(SCH2CH2S
H)2、HSCH2CH2SCH(CH3)CH(SCH2CH2SH)2、HSCH2CH2SCH2C
H2SCH2CH2CH(SCH2CH2SCH2CH2SH)2、HSCH2CH2SCH2CH2SCH
(CH3)CH(SCH2CH2SCH 2CH2SH)2、HSCH2CH2SCH2CH2SCH2CH2
SCH2CH2CH(SCH2CH2SCH2CH2SCH2CH2SH)2、HSCH2CH2SCH2C
H2SCH2CH2SCH(CH3)CH(SCH2CH2SCH2CH2SCH2CH2SH)2、HSC
H2CH2SCH2CH2C(CH3)(SCH2CH2SH)2、HSCH2CH2SCH(CH3)C
(CH3)(SCH2CH2SH)2、HSCH2CH2SCH2CH2SCH2CH2C(CH3)(SC
H2CH2SCH2CH2SH)2、HSCH2CH2SCH2CH2SCH(CH3)C(CH3)(SC
H2CH2SCH2CH2SH)2、HSCH2CH2SCH2CH2SCH2CH2SCH2CH2C(C
H3)(SCH2CH2SCH2CH2SCH2CH2SH)2、HSCH2CH2SCH2CH2SCH2
CH2SCH(CH3)C(CH3)(SCH2CH2SCH2CH2SCH2CH2SH)2、HSCH2
CH2SCH(CH3)CH2CH(SCH2CH2SH)2、HSCH2CH2SCH(CH2CH3)C
H(SCH2CH2SH)2、HSCH2CH2SCH2CH2SCH(CH3)CH2CH(SCH2CH
2SCH2CH2SH )2、HSCH2CH2SCH2CH2SCH(CH2CH3)CH(SCH2CH
2SCH2CH2SH)2、HSCH2CH2SCH2CH2SCH2CH2SCH(CH3)CH2CH
(SCH2CH2SCH2CH2SCH 2CH2SH)2、HSCH2CH2SCH2CH2SCH2CH2
SCH(CH2CH3)CH(SCH2CH2SCH2CH2SCH2CH2SH)2、HSCH2CH2S
CH(C6H5)CH2CH(SCH2CH2SH)2、HSCH2CH2SCH(CH2C6H5)CH
(SCH2CH2SH)2、HSCH2CH2SCH2CH2SCH(C6H5)CH2CH(SCH2CH
2SCH2CH2SH)2、HSCH2CH2SCH2CH2SCH(CH2C6H5)CH(SCH2CH
2SCH2CH2SH)2、HSCH2CH2SCH2CH2SCH2CH2SCH(C6H5)CH2CH
(SCH2CH2SCH2CH2SCH2CH2SH)2、HSCH2CH2SCH2CH2SCH2CH2
SCH(CH2C6H5)CH(SCH2CH2SCH2CH 2SCH2CH2SH)2
【0012】本発明の一般式(1)で表されるトリチオ
ールの製造法は、一般式(2)で表される不飽和アルデ
ヒドないし不飽和ケトンと、一般式(3)で表されるジチ
オールの1種又は2種以上の混合物とを原料として合成
される。前記不飽和アルデヒドないし不飽和ケトンとし
ては、例えばアクロレイン、クロトンアルデヒド、桂皮
アルデヒド、メチルビニルケトンが挙げられる。また前
記ジチオールとしてはエタンジチオール、2,2'−チ
オジエタンチオール、ジメルカプトトリエチレンジスル
フィド等が挙げられる。不飽和アルデヒドないし不飽和
ケトンとジチオールとの反応比率は、前記不飽和アルデ
ヒドないし不飽和ケトン1モルに対してジチオールが通
常2〜10モル、好ましくは2.5〜6モルの範囲であ
る。
【0013】前記反応は、無触媒で行うこともできる
が、触媒を使用する方がより有効であり、チオール基の
不飽和基への付加反応またはカルボニル基のチオケター
ル化反応によって目的のトリチオールを得ることができ
る。前記触媒としては、酸触媒、塩基触媒、またはラジ
カル発生剤が使用される。
【0014】酸触媒としては、例えば、塩酸、硫酸、p
−トルエンスルフォン酸、メタンスルフォン酸、酢酸、
メタクリル酸、アクリル酸、酸型イオン交換樹脂、塩化
アルミニウム、塩化チタン、塩化スズ等が挙げられ、こ
れらの中の1種ないし2種以上を混合して用いることが
できる。
【0015】塩基触媒としては、例えば、トリエチルア
ミン、モルホリン、ジエチルアミン、ピペリジン、ピリ
ジン、トリエチレンジアミン、1,8−ジアザビシクロ
(5,4,0)ウンデセン−7、1,8−ジアザビシク
ロ(5,4,0)ウンデセン−7塩等のアミン類やナト
リウムメトキシド、ナトリウムブトキシド等が挙げら
れ、これらの中の1種ないし2種以上を混合して用いる
ことができる。酸触媒ないし塩基触媒の使用量は、触媒
種、反応温度によっても異なるが、通常10重量%以
下、好ましくは0.0005〜5重量%の範囲である。
【0016】前記ラジカル発生剤としては、例えば過酸
化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、ジイソプロピルジカ
ーボネート、t−ブチルペルオキシー2ーエチルヘキサ
ノエート、t−ブチルペルオキシピバレート、t−ペル
オキシジイソブチレート、アゾビスイソブチロニトリ
ル、アゾビスジメチルバレロニトリル等が挙げられ、こ
れらの中の1種ないし2種以上を混合して用いることも
できる。また、ラジカル発生剤は触媒として単独使用し
ても良いが、前記酸ないし塩基触媒と併用使用すること
もできる。ラジカル発生剤の使用量は、原料組成物に対
して通常10重量%以下、好ましくは0.01〜5重量
%の範囲である。
【0017】本発明のトリチオールの製造方法では、必
要に応じてベンゼン、トルエン、クロロホルム、塩化メ
チレン等の有機溶媒を総原料に対して通常300重量%
以下、好ましくは20〜200重量%の範囲で用いても
差し支えない。
【0018】本発明のトリチオールの製造方法における
反応条件としては、反応温度が通常−30〜100℃、
好ましくは−10〜80℃の範囲であり、反応時間が通
常0.05〜24時間、好ましくは0.1〜6時間の範
囲である。反応は、空気ないし不活性ガスのいずれの雰
囲気下でも実施できるが、チオールの酸素による変性を
防ぐ目的で不活性ガス気流下で行うことが好ましい。
【0019】反応終了後、無触媒の場合は反応物を蒸
留、溶媒抽出、カラムクロマト等の方法により未反応原
料や溶媒を除去・精製して目的物を得ることができる。
また触媒を用いる場合は中和洗浄、酸性吸着剤または塩
基性吸着剤などで反応物中の触媒を除去した後、無触媒
の場合と同様な方法で精製する。
【0020】
【発明の効果】本発明のトリチオールおよびその製造方
法によれば、低臭気で、取り扱い易いポリチオールが提
供されるため、建築用シーリング材、含ハロゲンポリマ
ーやジエン系ゴムの架橋剤、光学用樹脂などの原料とし
て有用である。また、複雑な工程がなく1段階で容易に
製造することができる。
【0021】
【実施例】以下、本発明を参考例および実施例により詳
細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものでは
ない。 実施例1 温度計、滴下ロート、攪拌機を備えた200ccの四つ
口フラスコ中に2,2'−チオジエタンチオール0.9
モルを仕込み、20℃に保ちながら1時間窒素置換した
後、アクロレイン0.3モルを滴下ロートより1時間か
けて室温で滴下した。さらに60℃で10時間反応させ
た後、メタノール洗浄、そして脱メタノールの精製処理
を行った。収率は75%であった。
【0022】得られた化合物の赤外吸収スペクトル分析
によりアクロレインに見られる1610cm-1(CH2
=CH−に基づく特性吸収スペクトル)の消失、170
0cm-1(−HC=Oに基づくC=O特性吸収スペクト
ル)の消失が確認され、2545cm-1(−SHに基づ
く特性吸収スペクトル)の存在が確認された。また、H
−NMRでは、アクロレインに見られる9.45〜9.6
0ppm(−HC=Oのメチンプロトン)、5.9〜6.
9ppm(CH2=CH−のメチンおよびメチレンプロト
ン)が消失しており、2.6〜3.0ppm(−SCH2
2S−のメチレンプロトン)、新しく3.7ppm(S−
CH−Sのメチンプロトン)が確認された。
【0023】さらに、GPCにより分子量が501である
と確認した。以上の結果から、反応により得られた化合
物を以下の通り推定した。 HSCH2CH2SCH2CH2SCH2CH2CH(SCH2CH2SCH2CH2SH)2
【0024】実施例2 アクロレインの代わりにメチルビニルケトンを原料とし
て用い、触媒として35%塩酸5gを用いること以外は
実施例1と全く同様に行った。収率は79%であった。
得られた化合物の赤外吸収スペクトル分析によりメチル
ビニルケトンに見られる1605cm-1(CH2=CH
−に基づく特性吸収スペクトル)の消失、1700cm
-1(−C=Oに基づく特性吸収スペクトル)の消失が確
認され、2543cm-1(−SHに基づく特性吸収スペ
クトル)の存在が確認された。
【0025】また、H−NMRでは、メチルビニルケトンに
見られる5.8〜6.5ppm(CH2=CH−のメチンお
よびメチレンプロトン)が消失しており、2.6〜3.
0ppmには(−SCH2CH2S−のメチレンプロト
ン)、新しく3.5ppmに(−CH(CH3)C(C
3)のメチンプロトン)が確認された。さらに、GPCに
より分子量が515であると確認した。以上の結果か
ら、反応により得られた化合物を以下の通り推定した。 HSCH2CH2SCH2CH2SCH(CH3)C(CH3)(SCH2CH2SCH2CH2SH)2
【0026】実施例3 不飽和アルデヒドとして桂皮アルデヒド、触媒としてモ
ルホリン1g、溶媒としてベンゼン50ccを用いた以外
は実施例1と全く同様に反応させ、反応を終了させた。
その後、中和洗浄、溶媒除去を行い、さらにメタノール
により精製を行った。収率は、63%であった。得られ
た化合物の赤外吸収スペクトル分析により桂皮アルデヒ
ドに見られる2750、2800cm-1(−CH=Oに
基づくCH特性吸収スペクトル)の消失、1680cm
-1(−HC=Oに基づくC=O特性吸収スペクトル)の
消失が確認され、2546cm-1(SH特性吸収スペク
トル)、1400〜1600cm-1付近にはフェニル基特
性吸収スペクトルの存在が確認された。
【0027】また、H−NMRでは、桂皮アルデヒドに見ら
れる9.5ppm(−CH=Oのメチンプロトン)が消失
しており、2.6〜3.0ppm(−SCH2CH2S−の
メチレンプロトン)、7.3ppm(フェニル基のメチン
プロトン)が、新しく1.5〜2.2ppm(−CH(CH2C6H
5)のメチンプロトン)、2.4〜2.6ppm(−CH(CH 2C
6H5)−のメチレンプロトン)が確認された。さらに、GP
Cにより分子量が563であると確認した。以上の結果
から、反応により得られた化合物を以下の通り推定し
た。 HSCH2CH2SCH2CH2SCH(CH2C6H5)CH(SCH2CH2SCH2CH2SH)2
【0028】実施例4 ジチオールとしてエタンジチオールを原料として、触媒
として酸性イオン交換樹脂5gを用いた以外実施例1と全
く同様に反応させ、触媒をろ過除去した後メタノールに
よる精製を行った。収率は87%であった。得られた化合
物の赤外吸収スペクトル分析により1610cm-1(−CH
2=CH−に基づく特性吸収スペクトル)の消失、1700
cm-1(−HC=Oに基づくC=O特性吸収スペクト
ル)の消失が確認され、2546cm-1(−SH特性吸収ス
ペクトル)の存在が確認された。
【0029】また、H−NMRでは、アクロレインに見られ
る9.45〜9.60ppm(−CH=Oのメチンプロト
ン)、5.9〜6.9ppm(CH2=CH−のメチンおよ
びメチレンプロトン)が消失しており、2.5〜3.1
ppm(−SCH2CH2S−のメチレンプロトン)、新し
く3.6ppmに(S−CH−Sのメチンプロトン)が確
認された。さらに、GPCにより分子量が321であると
確認した。以上の結果から、反応により得られた化合物
を以下の通り推定した。 HSCH2CH2SCH(CH3)CH(SCH2CH2SH)2
【0030】実施例1〜4の各トリチオールは、各原料
のジチオールから容易に合成できる上、原料のジチオー
ルに比較してより低臭気の化合物になっており、種々の
工業用途で使用されるポリチオールとして有用である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(1) 【化1】 (式中、 R1、R2は同一又は異なる基であり、かつそれ
    は水素原子、炭素数1〜3のアルキル基又はフェニル基
    である。またj、h、mは同一又は異なる1〜3の整数
    であり、kは0又は1である。)で表わされるトリチオ
    ール。
  2. 【請求項2】 不飽和アルデヒド又は不飽和ケトンとジ
    チオールとから触媒存在下または使用せずに反応させる
    トリチオールの製造方法において、不飽和アルデヒドな
    いし不飽和ケトンが下記一般式(2) R3−CH=CH−CO−R4 ・…(2) (式中、 R3、R4は同一もしくは異なる基であり、かつ
    それは水素原子、炭素数1〜3のアルキル基又はフェニ
    ル基である。)で表されるものであり、かつジチオール
    が下記一般式(3) HS(CH2CH2S)nH ・…(3) (nは1〜3の整数である。)で表されるものであるこ
    とを特徴とするトリチオールの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2003089488A1 (fr) * 2002-04-19 2003-10-30 Mitsui Chemicals, Inc. Materiau optique a base de thio-urethane

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