JP2002080594A - ポリヒドロキシチオウレタンおよびその製造方法 - Google Patents

ポリヒドロキシチオウレタンおよびその製造方法

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JP2002080594A JP2000266259A JP2000266259A JP2002080594A JP 2002080594 A JP2002080594 A JP 2002080594A JP 2000266259 A JP2000266259 A JP 2000266259A JP 2000266259 A JP2000266259 A JP 2000266259A JP 2002080594 A JP2002080594 A JP 2002080594A
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Hidetoshi Tomita
秀敏 富田
Takeshi Endo
剛 遠藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】硫黄原子を含む二官能性五員環チオカーボナー
ト化合物を用いてポリヒドロキシチオウレタンを製造す
る方法を提供する。 【解決手段】 下記一般式(1)で表される構造を有す
るジアミンと下記一般式(2)で表される構造を有する
二官能性五員環チオカーボナート化合物とを反応させる
ことにより下記一般式(3)で表される構造を有するポ
リヒドロキシチオウレタンを製造する。 【化1】 (但し、R1およびR2は各々二価の有機基を表し、R3
は上記二官能性五員環チオカーボナート化合物から誘導
される二価の有機基を表す。)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、新規にして有用な
るポリヒドロキシチオウレタンに関する。
【0002】
【従来の技術】これまでに、ジアミンと二官能性五員環
カーボナート化合物との反応により合成されるポリヒド
ロキシウレタンとして、ジャーナル オブ ポリマー
サイエンス(Journal of Polymer
Science):パート エー(Part A):ポ
リマー ケミストリィ(Polymer Chemis
try),31,2765−2773頁(1993
年)、ポリメリィ(Polimery),34,4,1
41−147頁(1989年)等に記載されているポリ
ヒドロキシウレタンが知られている。しかしながら、こ
れらに報告されているポリヒドロキシウレタンはいずれ
もモノマーとして硫黄原子を含まない二官能性五員環カ
ーボナート化合物を使用しており、反応が遅く、着色が
著しく、さらに、生成するポリマーの分子量は比較的低
いものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、本発明者ら
は、上述したような従来の技術における種々の問題点を
解決するべく、鋭意、研究を開始した。したがって、本
発明が解決しようとする課題は、ジアミンと、硫黄原子
を含む二官能性五員環チオカーボナート化合物との反応
により合成されるポリヒドロキシチオウレタンおよびそ
の製造方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、既に、硫
黄原子を含み重合付加反応が可能である、新規な二官能
性五員環チオカーボナート化合物を見い出し特許出願
(特願2000−198491)している。そして更に
鋭意研究を重ねた結果、この二官能性五員環チオカーボ
ナート化合物とジアミンを反応させることにより、速や
かに、着色が低減された、比較的高分子量のポリヒドロ
キシチオウレタンが得られることを見い出し、本発明を
完成させるに至った。
【0005】即ち、本発明は、 1.下記一般式(1)で表される構造を有するジアミン
と下記一般式(2)で表される構造を有する二官能性五
員環チオカーボナート化合物とを反応させることを特徴
とする下記一般式(3)で表される構造を有する、ポリ
ヒドロキシチオウレタンの製造方法、
【0006】
【化9】 (但し、R1およびR2は各々二価の有機基を表し、R3
は下記一般式(i)、(ii)または(iii)のいず
れかで表わされる二価の有機基を表し、一分子中に
(i)、(ii)および(iii)から選ばれる2種以
上が混在していてもよい、)
【化10】
【0007】2.前記したジアミンが下記化学式(4)
で表わされるジアミンであることを特徴とする上記1に
記載の製造方法、
【0008】
【化11】
【0009】3.前記した二官能性五員環チオカーボナ
ート化合物が下記化学式(5)で表わされる化合物であ
ることを特徴とする上記1または2のいずれかに記載の
製造方法、
【0010】
【化12】
【0011】4.下記一般式(3)で表される構造を有
することを特徴とするポリヒドロキシチオウレタン、
【0012】
【化13】 (但し、R1およびR2は各々二価の有機基を表し、R3
は下記一般式(i)、(ii)または(iii)のいず
れかで表わされる二価の有機基を表し、一分子中に
(i)、(ii)および(iii)から選ばれる2種以
上が任意の割合で混在していてもよい)、
【化14】
【0013】5.前記した一般式(3)におけるR1
下記化学式(6)で表わされる構造を有する基であるこ
とを特徴とする上記4に記載のポリヒドロキシチオウレ
タン、
【0014】
【化15】
【0015】6.前記した一般式(3)におけるR2
下記化学式(7)で表わされる構造を有する基であるこ
とを特徴とする上記4または5のいずれかに記載のポリ
ヒドロキシチオウレタンを提供するものである。
【0016】
【化16】
【0017】
【発明の実施の形態】本発明の上記一般式(3)で表さ
れるポリヒドロキシチオウレタンを製造するには、上記
一般式(1)で表されるジアミン(以下、ジアミン
(1)と記載することもある)と、上記一般式(2)で
表される二官能性五員環チオカーボナート化合物(以
下、二官能性五員環チオカーボナート化合物(2)と記
載することもある)を反応せしめればよい。
【0018】ここで、上記一般式(1)中の二価の有機
基R1または一般式(2)中の二価の有機基R2の代表的
なものとしては、エチレン、トリメチレン、ヘキサメチ
レン等のアルキレン基;1,4−シクロヘキシレン、
1,3−シクロペンチレン等のシクロアルキレン基;p
−フェニレン基、m−フェニレン基等のアリーレン基;
p−フェニレンジオキシメチレン(−CH2O−Ph−
OCH2−)、 m−フェニレンジオキシメチレン(−C
2O−Ph−OCH2−)等のアリーレンジオキシメチ
レン基;エチレンジオキシメチレン(−CH2O−CH2
CH2−OCH2−)、プロピレンジオキシメチレン[−
CH2O−CH2CH(CH3)−OCH2−]、ヘキサメ
チレンジオキシメチレン[−CH2O−(CH26−O
CH2−]、ブチレンジオキシプロピレン[−(CH2
3O−(CH2)4−O(CH23−]等のアルキレンジ
オキシアルキレン基;両末端にそれぞれ1個のオキシメ
チレン基を有するポリオキシエチレン[−CH2O−
(CH2CH2O)n−CH2CH 2−OCH2−]、両末
端にそれぞれ1個のオキシメチレン基を有するポリオキ
シプロピレン{−CH2O−[CH2CH(CH3)O]
n−CH2CH(CH3)−OCH2−}等の両末端にジ
オキシメチレン基を有するポリオキシアルキレン基;お
よび、下記化学式(7)で表される構造を有する二価の
有機基等が挙げられる。R1とR2は同じであってもよ
く、異なっていてもよい。
【0019】
【化17】
【0020】ジアミン(1)と二官能性五員環チオカー
ボナート化合物(2)を反応させてポリヒドロキシチオ
ウレタンを調製するには、無溶剤系で反応させても有機
溶剤中で反応させてもよいが、高分子量体を合成する場
合には、無溶剤系では反応の進行に伴って反応系が高粘
度になり撹拌が不可能になるので、有機溶剤中で反応を
行うことが好ましい。
【0021】その際に使用される有機溶剤としては、ジ
アミン(1)および二官能性五員環チオカーボナート化
合物(2)のいずれとも反応しない各種の化合物を使用
することができる。その代表的なものとしては、ベンゼ
ン、トルエン、キシレン、n−ヘキサン、n−オクタン
等の炭化水素系化合物;塩化メチレン、クロロホルム、
四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素類;ジエチルエーテ
ル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジ
オキサン等のエーテル系化合物;N,N−ジメチルホル
ムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル
−2−ピロリドン等のアミド系化合物;ジメチルスルホ
ラン、ジメチルスルホキシド等の含硫黄化合物が挙げら
れる。
【0022】ジアミン(1)と二官能性五員環チオカー
ボナート化合物(2)の仕込み比は、ポリヒドロキシチ
オウレタンの目標分子量、ポリヒドロキシチオウレタン
の末端に残そうとする官能基の種類に応じて、適宜設定
する必要があるが、ジアミン(1)/二官能性五員環チ
オカーボナート化合物(2)なるモル比が概ね0.8〜
1.2となるように設定すればよい。そして、可能な限
り高い分子量のポリヒドロキシチオウレタンを得るに
は、前記モル比を1.0に設定すればよい。
【0023】ジアミン(1)と二官能性五員環チオカー
ボナート化合物(2)の反応方法としては、ジアミン
(1)の有機溶剤溶液に二官能性五員環チオカーボナー
ト化合物(2)の有機溶剤溶液を滴下する、二官能性
五員環チオカーボナート化合物(2)の有機溶剤溶液に
ジアミン(1)の有機溶剤溶液を滴下する、ジアミン
(1)ならびに二官能性五員環チオカーボナート化合物
(2)を一括仕込みにより有機溶剤中で反応させる、等
の各種の方法を適用できる。そして、これらの方法の中
で特に好ましいものは、の方法、すなわち両者を一括
仕込みにより有機溶剤中で反応させる方法である。
【0024】反応を行うに際し、ジアミン(1)および
二官能性五員環チオカーボナート化合物(2)の反応系
での濃度は、ともに、反応温度と粘度のバランスの観点
から、0.01〜2mol/L、より好ましくは、0.
5〜1mol/Lに調整すればよい。
【0025】反応温度は、特に制限は無いが、反応速
度、着色および粘度のバランスの観点から、概ね0〜1
00℃程度でよい。また、反応時間は、ジアミン(1)
および二官能性五員環チオカーボナート化合物(2)の
種類、反応系におけるそれらの濃度、反応温度に応じて
適切に設定する必要があるが、概ね1〜48時間程度の
反応を行えばよい。
【0026】かくして上記一般式(3)で表わされる構
造を有するポリヒドロキシチオウレタンを製造すること
ができる。
【0027】特に、上記一般式(3)で表わされる構造
を有するポリヒドロキシチオウレタンの中でも、R1
下記化学式(6)で表わされる構造を有し、R2が式
(7)で表わされる構造を有するポリヒドロキシチオウ
レタンが、安価に原料を入手できる観点から、好ましい
ものの一つとして挙げられる。
【0028】
【化18】 このものは、上記化学式(4)で表されるジアミンと上
記化学式(5)で表される二官能性五員環チオカーボナ
ート化合物とを反応させる方法で得ることができる。
【0029】本発明のポリヒドロキシチオウレタンは、
高親水性ポリマーや高屈折率有機光学材料としての使用
が期待できる。
【0030】
【実施例】実施例1 先ず、塩化カルシウム管、撹拌装置を装着したガラス製
フラスコに、43mlのジメチルスルホキシド、4.4
4g(21.7mmol)の上記化学式(4)で表され
る構造のジアミン、および10.0g(21.7mmo
l)の上記化学式(5)で表される構造の二官能性五員
環チオカーボナート化合物を20℃で仕込んだ。次い
で、30℃に昇温し、同温度で24時間、撹拌を行っ
た。その後、エーテル中で再沈殿させ、得られたポリマ
ーを30℃のオーブンに入れ、減圧下で24時間乾燥を
行い、下式(8)で表わされる構造を有するポリヒドロ
キシチオウレタン14.4gを得た。収率は99.7%
であった。
【0031】
【化19】 (式中、R4は、下記化学式(9)で表される二価の有
機基を表し、R5は下記化学式(iv)、(v)または
(vi)で表わされる二価の有機基を表し、R6は、下
記化学式(10)で表される二価の有機基を表す。一分
子中に(iv)、(v)および(vi)から選ばれる2
種以上が混在していてもよい。)
【化20】
【0032】以下に、実施例1で得られた化合物のIR
測定結果及び1H−NMR測定結果を以下に示す。ま
た、図1にIR測定図を、図2に1H−NMR測定図
を、それぞれ示す。
【0033】IR測定結果(透過率、KBr、cm-1) 3431(O−H伸縮)、2942(C−H伸縮)、1
609(C=C伸縮)、1512(C=C伸縮)、14
10(C−N伸縮)、1240(C−O伸縮)、117
9(C=S伸縮)
【0034】1H−NMR測定結果(DMSO−d6、
δ値、TMS、ppm) 1.40−1.70(14H)、2.90−3.10
(4H)、3.10−3.50(14H)、 3.50
−3.65(4H)、3.80−4.15(8H)、
4.80−4.95(2H)、5.10−5.35(2
H)、6.75−6.80(4H)、7.05−7.2
5(4H)
【0035】
【発明の効果】本発明は、新規なポリヒドロキシチオウ
レタンおよびその製造方法を提供するものである。本発
明によれば、速やかに、着色が低減された、比較的高分
子量のポリヒドロキシチオウレタンが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1で得られたポリヒドロキシチオウレ
タンのIR測定図である。
【図2】 実施例1で得られたポリヒドロキシチオウレ
タンの1H-NMR測定図である。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(1)で表される構造を有す
    るジアミンと、下記一般式(2)で表される構造を有す
    る二官能性五員環チオカーボナート化合物とを反応させ
    ることを特徴とする下記一般式(3)で表される構造を
    有する、ポリヒドロキシチオウレタンの製造方法。 【化1】 (但し、R1およびR2は各々二価の有機基を表し、R3
    は下記一般式(i)、(ii)または(iii)のいず
    れかで表わされる二価の有機基を表し、一分子中に
    (i)、(ii)および(iii)から選ばれる2種以
    上が混在していてもよい。) 【化2】
  2. 【請求項2】 前記したジアミンが下記化学式(4)で
    表わされるジアミンであることを特徴とする請求項1に
    記載の製造方法。 【化3】
  3. 【請求項3】 前記した二官能性五員環チオカーボナー
    ト化合物が下記化学式(5)で表わされる化合物である
    ことを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の
    製造方法。 【化4】
  4. 【請求項4】 下記一般式(3)で表される構造を有す
    ることを特徴とするポリヒドロキシチオウレタン。 【化5】 (但し、R1およびR2は各々二価の有機基を表し、R3
    は下記一般式(i)、(ii)または(iii)のいず
    れかで表わされる二価の有機基を表し、一分子中に
    (i)、(ii)および(iii)から選ばれる2種以
    上が混在していてもよい。) 【化6】
  5. 【請求項5】 前記した一般式(3)におけるR1が下
    記化学式(6)で表わされる構造を有する基であること
    を特徴とする請求項4に記載のポリヒドロキシチオウレ
    タン。 【化7】
  6. 【請求項6】 前記した一般式(3)におけるR2が下
    記化学式(7)で表わされる構造を有する基であること
    を特徴とする請求項4または5のいずれかに記載のポリ
    ヒドロキシチオウレタン。 【化8】
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