JP2011516697A - ポリウレタン - Google Patents

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Abstract

本発明は、ポリマー主鎖の一部として、一般式(I)
Figure 2011516697

で表され、式中、AおよびBはポリマー主鎖の残りの部分を表し、そして同じかもしくは異なっており、そしてRは3個もしくは4個以上の炭素原子を有する置換されていてもよい脂肪族炭化水素であるα−オキシカルボニル部分を含む、ポリウレタンポリマーに関する。

Description

本発明は、包括的にはポリウレタンポリマーに関する。具体的には、本発明は、エステル、エーテル、アミドおよび/または尿素結合を含むポリウレタンおよびその調製方法に関する。
ポリウレタンポリマーに特有の特徴は、それらがウレタン結合(すなわち、−NHC(O)O−)を含んでおり、それらが連結してポリマー主鎖を形成することである。このポリマー主鎖は直鎖でも、または分岐していてもよい。ウレタン結合は、典型的にはイソシアネート基(−N=C=O)のヒドロキシル基(−OH)との反応を通して形成され、そしてこれらのポリマーは、典型的にはポリイソシアネート(すなわち、2個もしくは3個以上のイソシアネート官能基を含む化合物)と多価アルコール(すなわち、2個もしくは3個以上のヒドロキシル基を有する化合物で、通常はポリオールと称される)との重付加反応によって生成される。
イソシアネート官能基は、活性水素原子を含む大抵の化合物を反応することが知られている。例えば、イソシアネート基のカルボン酸基(−COOH)との反応は、COの遊離をともなって、アミド結合(すなわち、−C(O)NH−)を与えることができる。カルボン酸基およびヒドロキシル基の両方を含む化合物(すなわち、ヒドロキシ酸)は、従って、アミド結合およびウレタン結合の両方を生じさせることができる。イソシアネート基のアミンとの反応は、尿素結合(すなわち、−NHC(O)NH−)を与えることができる。また、尿素結合は、水とイソシアネート基との反応を通して不安定なカルバミン酸基を形成させて生じさせることもでき、これが次いで二酸化炭素およびアミン基を形成しながら分解する。このアミン基は、次いで更なるイソシアネート基と反応して尿素結合を生じさせることができる。
イソシアネート官能基の反応の多様性は、多様な組成を備えたポリウレタンポリマーの製造を可能にする。従って、ポリウレタンポリマーの製造におけるポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ヒドロキシカルボン酸、アミン/水の使用は、やはりポリマー主鎖中に存在するエステル、エーテル、アミドおよび尿素結合を生じさせることになる。
製造の間に用いられる種類および量および試薬によって、ポリウレタンポリマーは多様な一連の物理的および化学的性質を備えて調製することができる。例えば、ポリウレタンポリマーは、その剛性、硬度、弾力性、引張強度および密度、および生分解を受けることができるか否かにおいて、非常に広汎に変えることができる。
このような多様な物理的および化学的性質を考慮して、ポリウレタンは、軟質および硬質発泡材料、エラストマー材料、可撓性および硬質成形品、被覆製品ならびに接着剤の製造に用いることができる。
多様なポリウレタンが現在入手可能であるにもかかわらず、この種類のポリマーに更なる有用性を示す新規なポリウレタンポリマーを開発する機会が依然としてある。
従って、本発明は、ポリマー主鎖の一部として、一般式(I)のα−オキシカルボニル部分を含むポリウレタンポリマーを提供するものである。
Figure 2011516697
式中、AおよびBはポリマー主鎖の残りを表し、そして同じでも異なっていてもよく、そしてRは3個もしくは4個以上の炭素原子を有する置換されていてもよい脂肪族炭化水素である。
本発明の1つの態様では、α−オキシカルボニル部分は一般式(II)で表されるポリマー主鎖の一部に存在している。
Figure 2011516697
式中、A、BおよびRは前記で規定した通りであり、Rは置換されていてもよい脂肪族炭化水素であり、そしてxは0もしくは1〜100、例えば1〜50、もしくは1〜25、もしくは1〜5の範囲の正の整数であることができ、ここでそれぞれの繰り返し単位xについて、x≧2である場合には、Rは同じかもしくは異なっている。
更なる態様では、α−オキシカルボニル部分は、一般式(III)によって表されるポリマー主鎖の一部に存在する。
Figure 2011516697
式中、A、B、R、Rおよびxは、上記で規定した通りであり、Eは、AおよびBと共にポリマー主鎖の残りを表し、Rは置換されていてもよいアルキレン、置換されていてもよいアルケニレン、置換されていてもよいアリーレンおよび置換されていてもよいアルキレン−アリーレン−アルキレンから選ばれるz+2価の部分であり、そしてyは1〜100、例えば1〜50、もしくは1〜25、もしくは1〜5の範囲の整数であり、ここでそれぞれの繰り返し単位yについて、y≧2である場合には、Rは同じかもしくは異なっており、そしてzは0もしくは1〜20、例えば1〜10、もしくは1〜5の範囲の整数である。
また、本発明は、ポリウレタンポリマーの調整方法を提供するものであり、該方法は、イソシアネート官能基を含む化合物と一般式(IV)の化合物との反応を通してウレタン結合を形成することを含んでいる。
Figure 2011516697
式中、YはOHまたは−[−O−R(OH)−]−OHであり、XはHまたは−[C(O)CH(R)O−]−Hであり、そしてR、R、R、x、yおよびzは上記で規定した通りである。
本発明は、更に、ポリウレタンポリマーの製造における、一般式(IV)の化合物の使用方法を提供する。
また、本発明は、本発明によるポリウレタンポリマーを含む、発泡体、エラストマー、成形品、コーティング、繊維、シーラントまたは接着製品を提供する。
当業者は、ポリマー主鎖の一部を形成する一般式(I)のα−オキシカルボニル部分が、α−ヒドロキシ脂肪酸の残基であることを理解するであろう。α−オキシカルボニル部分の脂肪族R基は、ポリウレタンポリマーにペンダントの疎水性を有利に導入することができ、このことがこの種のポリマーに、新規な、および/または改善された性質を生じさせると信じられる。
また、α−ヒドロキシ脂肪酸は、ポリウレタンポリマーの製造において、代替の構成単位として存在し、そして特に、植物および動物から誘導することができる再生可能資源である。
本発明の更なる態様が以下に開示されている。
本発明の好ましい態様が以下に添付の図面を参照して、例示の目的のみで説明される。
図1は、本発明によるポリウレタンポリマーのH−NMRスペクトルを示している。(例31f) 図2は、本発明によるポリウレタンポリマーのH−NMRスペクトルを示している。(例17) 図3は、本発明によるポリウレタンポリマーのH−NMRスペクトルを示している。(例35a) 図4は、本発明によるポリウレタンポリマーの、アルミニウム片間の接着剤としての、引張り−重ねせん断試験データ(低歪速度)を示している。(例31) 図5は、本発明によるポリウレタンポリマーの、アルミニウム片間の接着剤としての、引張り−重ねせん断試験データ(高歪速度)を示している。(例31) 図6は、本発明によるポリウレタンポリマーの、ポリエチレン片間の接着剤としての、引張り−重ねせん断試験データ(低歪速度)を示している。(例31) 図7は、本発明によるポリウレタンポリマーの、ポリエチレン片間の接着剤としての、引張り−重ねせん断試験データ(高歪速度)を示している。(例31)
ここで用いる用語「ポリウレタン」もしくは「ポリウレタンポリマー」は、当業者には理解されるはずである共通の意味を有している。ポリウレタンは、ポリマー主鎖の一部を形成する連結されたウレタン結合(すなわち、−NHC(O)O−)を含んでいる。
また、ポリウレタンは、それらのポリマー主鎖の中に、エステル、エーテル、アミドおよび/または尿素結合を含んでいてもよい。この場合には、ポリウレタンはまた、ポリウレタン−エステル、−エーテル、−アミド、および/または−尿素と称することができる。
ポリウレタンの「ポリマー主鎖」との表現は、ポリマーの主要構造を意味しており、そこに置換基が結合していてもよい。ポリマーの主要構造は、直鎖もしくは分岐していることができる。
ポリウレタンポリマーが、α−オキシカルボニル部分を「ポリマー主鎖の一部」として含むとは、α−オキシカルボニル部分が、ポリマー鎖の主要構造内で、二価の部分として機能することを意味している。言い換えれば、α−オキシ部分のR基とは異なり、α−オキシカルボニル部分それ自体は、ポリマー主鎖からのペンダントではない。そうは言っても、α−オキシカルボニル部分は、ポリマー主鎖の分岐鎖もしくは枝の一部を形成することもできることが理解されるであろう。
α−オキシカルボニル部分は、一般式(I)によって表される。
Figure 2011516697
一般式(I)中のAおよびBは、ポリマー主鎖の残りを表し、そして同じでもまたは異なっていてもよい。従って、AおよびBは、慣用のポリウレタン構造を含んでいてもよい。一般式(I)中のα−オキシカルボニル部分および、ここに記載された関連する一般式中のそれもまた、従ってより単純化して一般式(Ia)で表すことができる。
Figure 2011516697
本発明によるポリウレタンは、通常は、多くの一般式(I)のα−オキシカルボニル部分を含んでいる。
一般式(I)中のRは、3個もしくは4個以上の炭素原子を有する、置換されていてもよい脂肪族炭化水素である。「脂肪族」炭化水素は、非芳香族炭化水素を意味している。如何なる疑問をも回避するために、これは3個もしくは4個以上の炭素原子を有することを意図した脂肪族炭化水素である。言い換えれば、存在する場合には、所望による置換基は「3個もしくは4個以上の炭素原子」に寄与することは意図されていない。また、炭化水素基Rは、非環式炭化水素(すなわち、環式でない炭化水素)である。この炭化水素基Rは、直鎖もしくは分岐アルキル、アルケニルまたはアルキニル基であることができる。
炭化水素基Rは、飽和または不飽和であることができる。この炭化水素が不飽和である場合には、これは一価不飽和または多価不飽和であることができ、そしてシスおよびトランス異性体の両方を含むことができる。炭化水素Rは、通常は3〜40個の炭素原子、例えば3〜20個の炭素原子、もしくは6〜20個の炭素原子を有している。
炭化水素Rは、例えば、ヘテロ原子を含む部分および/または芳香族もしくは環式部分で置換されていてもよい。態様によっては、R基は置換されていない。
一般式(I)中のR基が、不飽和脂肪族炭化水素基または、反応性官能基を与える、ここに規定したような1種もしくは2種以上の所望による置換基で置換された脂肪族炭化水素基である場合には、本発明による改質された縮合ポリマーは、有利には、炭化水素Rの内部の、もしくは炭化水素R上に置換された反応性官能基を通して、反応することができる。例えば、炭化水素基Rが不飽和である場合には、不飽和結合は、架橋反応(すなわち、アルキッド塗料中で起こるのと同様の酸化的架橋、またはフリーラジカル媒介反応)およびフリーラジカル媒介のグラフト反応に関与することができる。また、架橋およびグラフト反応は、炭化水素基R上の反応性官能基の置換基を通してでも起こる可能性がある。
1つもしくは2つ以上の反応性官能基を備えた炭化水素基Rを与えることによって、有利には、有機もしくは無機部分が、これらの部分とそのような基との反応を通して、ポリマー主鎖に結合されることが可能になる。
1つの態様では、一般式(I)のR基は、共役二重結合および/または三重結合を含む脂肪族炭化水素である。好ましくは、このような共役は、イン−イン、エン−エン、イン−イン−イン、イン−イン−エン、エン−イン−インまたはイン−エン−イン部分の形態である。
ここで用いられる、単独もしくは複合語の中で用いられている用語「アルキル」は、直鎖、分岐または環式アルキル、例えばC1−40アルキル、もしくはC1−20もしくはC1−10を表す。直鎖および分岐アルキルの例としては、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、1,2−ジメチルプロピル、1,1−ジメチルプロピル、ヘキシル、4−メチルペンチル、1−メチルペンチル、2−メチルペンチル、3−メチルペンチル、1,1−ジメチルブチル、2,2−ジメチルブチル、3,3−ジメチルブチル、1,2−ジメチルブチル、1,3−ジメチルブチル、1,2,2−トリメチルプロピル、1,1,2−トリメチルプロピル、ヘプチル、5−メチルヘキシル、1−メチルヘキシル、2,2−ジメチルペンチル、3,3−ジメチルペンチル、4,4−ジメチルペンチル、1,2−ジメチルペンチル、1,3−ジメチルペンチル、1,4−ジメチルペンチル、1,2,3−トリメチルブチル、1,1,2−トリメチルブチル、1,1,3−トリメチルブチル、オクチル、6−メチルヘプチル、1−メチルヘプチル、1,1,3,3−テトラメチルブチル、ノニル、1−,2−,3−,4−,5−,6−もしくは7−メチルオクチル、1−,2−,3−,4−もしくは5−エチルヘプチル、1−,2−もしくは3−プロピルへキシル、デシル、1−,2−,3−,4−,5−,6−,7−および8−メチルノニル、1−,2−,3−,4−,5−もしくは6−エチルオクチル、1−,2−,3−もしくは4−プロピルヘプチル、ウンデシル、1−,2−,3−,4−,5−,6−,7−,8−もしくは9−メチルデシル、1−,2−,3−,4−,5−,6−もしくは7−エチルノニル、1−,2−,3−,4−もしくは5−プロピルオクチル、1−,2−もしくは3−ブチルヘプチル、1−ペンチルへキシル、ドデシル、1−,2−,3−,4−,5−,6−,7−,8−,9−もしくは10−メチルウンデシル、1−,2−,3−,4−,5−,6−,7−もしくは8−エチルデシル、1−,2−,3−,4−,5−もしくは6−プロピルノニル、1−,2−,3−もしくは4−ブチルオクチル、1−2−ペンチルヘプチル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、ノナデシル、エイコシルなどが挙げられる。環式アルキルの例としては、単環式もしくは多環式アルキル基、例えばシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロへキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、シクロデシルなどが挙げられる。アルキル基が、一般に「プロピル」、「ブチル」などと称される場合には、これは、必要に応じて、直鎖、分岐および環式異性体のいずれかを示すことができることが理解されなければならない。アルキル基は、所望により、ここに規定されるような、1種もしくは2種以上の所望の置換基によって置換されていてもよい。
ここで用いられる用語「アルケニル」は、少なくとも1つの炭素−炭素二重結合を含む直鎖、分岐もしくは環式炭化水素残基から形成される基を表し、先に規定した通りの、エチレン性の一価、二価もしくは多価不飽和アルキルまたはシクロアルキル基、例えばC2−40アルケニル、またはC2−20またはC2−10が挙げられる。従って、アルケニルには、1つもしくは2つ以上の炭素−炭素二重結合を備えた、プロペニル、ブチレニル、ペンテニル、ヘキサエニル、ヘプタエニル、オクタエニル、ノナエニル、デセニル、ウンデセニル、ドデセニル、トリデセニル、テトラデセニル、ペンタデセニル、ヘキサデセニル、ヘプタデセニル、オクタデセニル、ノナデセニル、イコセニル炭化水素基を含むことが意図されている。アルケニルの例としては、ビニル、アリル、1−メチルビニル、ブテニル、イソブテニル、3−メチル−2−ブテニル、1−ペンテニル、シクロペンテニル、1−メチル−シクロペンテニル、1−ヘキセニル、3−ヘキセニル、シクロヘキセニル、1−ヘプテニル、3−ヘプテニル、1−オクテニル、シクロオクテニル、1−ノネニル、2−ノネニル、3−ノネニル、1−デセニル、3−デセニル、1,3−ブタジエニル、1,4−ペンタジエニル、1,3−シクロペンタジエニル、1,3−ヘキサジエニル、1,4−ヘキサジエニル、1,3−シクロヘキサジエニル、1,4−シクロヘキサジエニル、1,3−シクロヘプタジエニル、1,3,5−シクロヘプタトリエニルおよび1,3,5,7−シクロオクタテトラエニルが挙げられる。アルケニル基は、ここに規定したような、1種もしくは2種以上の所望による置換基によって置換されていてもよい。
ここで用いられる用語「アルキニル」は、少なくとも1つの炭素−炭素三重結合を含む、直鎖、分岐または環式炭化水素残基から形成される基を表し、先に規定した通りの、エチレン性一価、二価もしくは多価不飽和アルキルまたはシクロアルキル基、例えばC2−40アルケニル、またはC2−20またはC2−10、が挙げられる。従って、アルキニルには、1個もしくは2個以上の炭素−炭素三重結合を備えた、プロピニル、ブチリニル、ペンチニル、ヘキサイニル、ヘプタイニル、オクタイニル、ノナイニル、デシニル、ウンデシニル、ドデシニル、トリデシニル、テトラデシニル、ペンタデシニル、ヘキサデシニル、ヘプタデシニル、オクタデシニル、ノナデシニル、エイコシニル炭化水素基が挙げられる。アルキニルの例としては、エチニル、1−プロピニル、2−プロピニル、およびブチニル異性体、およびペンチニル異性体が挙げられる。アルキニル基は、場合によっては、ここに規定する、1種もしくは2種以上の所望による置換基によって置換されていてもよい。
アルケニル基は炭素−炭素三重結合を含んでいてもよく、そしてアルキニル基は、炭素−炭素二重結合を含んでいてもよい(すなわち、いわゆるエン−インまたはイン−エン基)。
ここで用いられる用語「アリール」(または「カルボアリール(carboaryl)」は、芳香族炭化水素環系の、単環式、多環式、共役および縮合した残基のいずれかを表す。アリールの例としては、フェニル、ビフェニル、テルフェニル、クアテルフェニル、ナフチル、テトラヒドロナフチル、アントラセニル、ジヒドロアントラセニル、ベンゾアントラセニル、ジベンゾアントラセニル、フェナントレニル、フルオレニル、ピレニル、イデニル(idenyl)、アズレニル、クリセニルが挙げられる。好ましいアリールとしては、フェニルおよびナフチルが挙げられる。アリール基は、ここで規定した1種もしくは2種以上の所望による置換基によって置換されていてもよい。
ここで用いられる用語「アルキレン」、「アルケニレン」および「アリーレン」は、それぞれここに規定される「アルキル」、「アルケニル」および「アリール」の二価の形態を表すことを意図している。
本明細書において、「置換されていてもよい」は、その基は、アルキル、アルケニル、アルキニル、カルボシクリル、アリール、ヘテロシクリル、ヘテロアリール、アシル、アラルキル、アルカリル、アルクヘテロシクリル、アルクへテロアリール、アルクカルボシクリル、ハロ、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、ハロアリール、ハロカルボシクリル、ハロヘテロシクリル、ハロへテロアリール、ハロアシル、ハロアリールアルキル、ヒドロキシ、ヒドロキシアルキル、ヒドロキシアルケニル、ヒドロキシアルキニル、ヒドロキシカルボシクリル、ヒドロキシアリール、ヒドロキシへテロシクリル、ヒドロキシヘテロアリール、ヒドロキシアシル、ヒドロキシアラルキル、アルコキシアルキル、アルコキシアルケニル、アルコキシアルキニル、アルコキシカルボシクリル、アルコキシアリール、アルコキシヘテロシクリル、アルコキシヘテロアリール、アルコキシアシル、アルコキシアラルキル、アルコキシ、アルケニルオキシ、アルキニルオキシ、アリールオキシ、カルボシクリルオキシ、アラルキルオキシ、ヘテロアリールオキシ、ヘテロシクリルオキシ、アシルオキシ、ハロアルコキシ、ハロアルケニルオキシ、ハロアルキニルオキシ、ハロアリールオキシ、ハロカルボシクリルオキシ、ハロアラルキルオキシ、ハロヘテロアリールオキシ、ハロへテロシクリルオキシ、ハロアシルオキシ、ニトロ、ニトロアルキル、ニトロアルケニル、ニトロアルキニル、ニトロアリール、ニトロヘテロシクリル、ニトロへテロアリール、ニトロカルボシクリル、ニトロアシル、ニトロアラルキル、アミノ(NH)、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルケニルアミノ、アルキニルアミノ、アリールアミノ、ジアリールアミノ、アラルキルアミノ、ジアラルキルアミノ、アシルアミノ、ジアシルアミノ、ヘテロシクロアミノ、ヘテロアリールアミノ、カルボキシ、カルボキシエステル、アミド、アルキルスルホニルオキシ、アリールスルフェニルオキシ、アルキルスルフェニル、アリールスルフェニル、チオ、アルキルチオ、アルケニルチオ、アルキニルチオ、アリールチオ、アラルキルチオ、カルボシクリルチオ、ヘテロシクリルチオ、ヘテロアリールチオ、アシルチオ、スルホキシド、スルホニル、スルホンアミド、アミノアルキル、アミノアルケニル、アミノアルキニル、アミノカルボシクリル、アミノアリール、アミノへテロシクリル、アミノへテロアリール、アミノアシル、アミノアラルキル、チオアルキル、チオアルケニル、チオアルキニル、チオカルボシクリル、チオアリール、チオへテロシクリル、チオへテロアリール、チオアシル、チオアラルキル、カルボキシアルキル、カルボキシアルケニル、カルボキシアルキニル、カルボキシカルボシクリル、カルボキシアリール、カルボキシへテロシクリル、カルボキシへテロアリール、カルボキシアシル、カルボキシアラルキル、カルボキシエステルアルキル、カルボキシエステルアルケニル、カルボキシエステルアルキニル、カルボキシエステルカルボシクリル、カルボキシエステルアリール、カルボキシエステルへテロシクリル、カルボキシエステルへテロアリール、カルボキシエステルアシル、カルボキシエステルアラルキル、アミドアルキル、アミドアルケニル、アミドアルキニル、アミドカルボシクリル、アミドアリール、アミドへテロシクリル、アミドへテロアリール、アミドアシル、アミドアラルキル、ホルミルアルキル、ホルミルアルケニル、ホルミルアルキニル、ホルミルカルボシクリル、ホルミルアリール、ホルミルへテロシクリル、ホルミルへテロアリール、ホルミルアシル、ホルミルアラルキル、アシルアルキル、アシルアルケニル、アシルアルキニル、アシルカルボシクリル、アシルアリール、アシルへテロシクリル、アシルへテロアリール、アシルアシル、アシルアラルキル、スルホキシドアルキル、スルホキシドアルケニル、スルホキシドアルキニル、スルホキシドカルボシクリル、スルホキシドアリール、スルホキシドへテロシクリル、スルホキシドへテロアリール、スルホキシドアシル、スルホキシドアラルキル、スルホニルアルキル、スルホニルアルケニル、スルホニルアルキニル、スルホニルカルボシクリル、スルホニルアリール、スルホニルへテロシクリル、スルホニルへテロアリール、スルホニルアシル、スルホニルアラルキル、スルホンアミドアルキル、スルホンアミドアルケニル、スルホンアミドアルキニル、スルホンアミドカルボシクリル、スルホンアミドアリール、スルホンアミドへテロシクリル、スルホンアミドへテロアリール、スルホンアミドアシル、スルホンアミドアラルキル、ニトロアルキル、ニトロアルケニル、ニトロアルキニル、ニトロカルボシクリル、ニトロアリール、ニトロへテロシクリル、ニトロへテロアリール、ニトロアシル、ニトロアラルキル、シアノ、サルフェートおよびホスフェート基、から選ばれるものを含む1つ、2つ、3つまたは4つ以上の有機および無機基(すなわち、所望による置換基)で置換されていても、いなくてもよく、またはそれらと縮合し(そうして縮合した多環基を形成して)ていても、いなくてもよいことを意味すると捉えられる。
態様によっては、基は、場合によっては反応性官能基または部分で置換されていることが望ましい。そのような反応性官能基または部分の例としては、エポキシ、無水物、環式エステル(例えば、ラクトンまたはより高級な環式オリゴエステル)、環式アミド(例えば、ラクタムまたはより高級な環式オリゴアミド)、オキサゾリンおよびカルボジイミドが挙げられる。
態様によっては、基は、場合によっては、ポリマー鎖で置換されていることが望ましい可能性がある。そのようなポリマー鎖の例としては、ポリエーテル鎖が挙げられる。
好ましい所望による置換基としては、前記の反応性官能基または部分、ポリマー鎖、およびアルキル(例えば、C1−6アルキル、例えばメチル、エチル、プロピル、ブチル、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチルもしくはシクロへキシル)、ヒドロキシアルキル(例えば、ヒドロキシメチル、ヒドロキシエチル、ヒドロキシプロピル)、アルコキシアルキル(例えば、メトキシメチル、メトキシエチル、メトキシプロピル、エトキシメチル、エトキシエチル、エトキシプロピルなど)、アルコキシ(例えば、C1−6アルコキシ、例えばメトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、シクロプロポキシ、シクロブトキシ)、ハロ、トリフルオロメチル、トリクロロメチル、トリブロモメチル、ヒドロキシ、フェニル(これはそれ自身が更に、例えばC1−6アルキル、ハロ、ヒドロキシ、ヒドロキシC1−6アルキル、C1−6アルコキシ、ハロC1−6アルキル、シアノ、ニトロOC(O)C1−6アルキル、およびアミノによって置換されていてもよい)、ベンジル(ここで、ベンジル自身が更に、例えば、C1−6アルキル、ハロ、ヒドロキシ、ヒドロキシC1−6アルキル、C1−6アルコキシ、ハロC1−6アルキル、シアノ、ニトロOC(O)C1−6アルキル、およびアミノによって置換されていてもよい)、フェノキシ(ここで、フェニル自身が更に、例えばC1−6アルキル、ハロ、ヒドロキシ、ヒドロキシC1−6アルキル、C1−6アルコキシ、ハロC1−6アルキル、シアノ、ニトロOC(O)C1−6アルキル、およびアミノによって置換されていてもよい)、ベンジルオキシ(ここで、ベンジル自身が更に、例えばC1−6アルキル、ハロ、ヒドロキシ、ヒドロキシC1−6アルキル、C1−6アルコキシ、ハロC1−6アルキル、シアノ、ニトロOC(O)C1−6アルキル、およびアミノによって置換されていてもよい)、アミノ、アルキルアミノ(例えば、C1−6アルキル、例えばメチルアミノ、エチルアミノ、プロピルアミノなど)、ジアルキルアミノ(例えば、C1−6アルキル、例えばジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジプロピルアミノ)、アシルアミノ(例えば、NHC(O)CH)、フェニルアミノ(ここで、フェニル自身が更に、例えばC1−6アルキル、ハロ、ヒドロキシ、ヒドロキシC1−6アルキル、C1−6アルコキシ、ハロC1−6アルキル、シアノ、ニトロOC(O)C1−6アルキル、およびアミノによって置換されていてもよい)、ニトロ、ホルミル、−C(O)−アルキル(例えば、C1−6アルキル、例えばアセチル)、O−C(O)−アルキル(例えば、C1−6アルキル、例えばアセチルオキシ)、ベンゾイル(ここで、フェニル基自身が更に、例えばC1−6アルキル、ハロ、ヒドロキシ、ヒドロキシC1−6アルキル、C1−6アルコキシ、ハロC1−6アルキル、シアノ、ニトロOC(O)C1−6アルキル、およびアミノによって置換されていてもよい)、CHのC=Oでの置き換え、COH、COアルキル(例えば、C1−6アルキル、例えばメチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、ブチルエステル)、COフェニル(ここでフェニル自身が更に、例えばC1−6アルキル、ハロ、ヒドロキシ、ヒドロキシC1−6アルキル、C1−6アルコキシ、ハロC1−6アルキル、シアノ、ニトロOC(O)C1−6アルキル、およびアミノによって置換されていてもよい)、CONH、CONHフェニル(ここで、フェニル自身が更に、例えばC1−6アルキル、ハロ、ヒドロキシ、ヒドロキシC1−6アルキル、C1−6アルコキシ、ハロC1−6アルキル、シアノ、ニトロOC(O)C1−6アルキル、およびアミノによって置換されていてもよい)、CONHベンジル(ここで、ベンジル自身が更に、例えばC1−6アルキル、ハロ、ヒドロキシ、ヒドロキシC1−6アルキル、C1−6アルコキシ、ハロC1−6アルキル、シアノ、ニトロOC(O)C1−6アルキル、およびアミノによって置換されていてもよい)、CONHアルキル(例えば、C1−6アルキル、例えばメチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、ブチルアミド)、CONHジアルキル(例えば、C1−6アルキル)、アミノアルキル(例えば、HNC1−6アルキル−、C1−6アルキルHN−C1−6アルキル−、および(C1−6アルキル)N−C1−6アルキル−)、チオアルキル(例えば、HSC1−6アルキル−)、カルボキシアルキル(例えば、HOCC1−6アルキル−)、カルボキシエステルアルキル(例えば、C1−6アルキルOCC1−6アルキル−)、アミドアルキル(例えば、HN(O)CC1−6アルキル−、H(C1−6アルキル)N(O)CC1−6アルキル−)、ホルミルアルキル(例えば、OHCC1−6アルキル−)、アシルアルキル(例えば、C1−6アルキル(O)CC1−6アルキル−)、ニトロアルキル(例えば、ONC1−6アルキル−)、スルホキシドアルキル(例えば、R(O)SC1−6アルキル、例えば、C1−6アルキル(O)SC1−6アルキル−)、スルホニルアルキル(例えば、R(O)SC1−6アルキル−、例えばC1−6アルキル(O)SC1−6アルキル−)、スルホナミドアルキル(例えば、HRN(O)SC1−6アルキル、H(C1−6アルキル)N(O)SC1−6アルキル−)、が挙げられる。
態様によっては、脂肪族炭化水素基Rは、場合によっては、ポリエーテル鎖で置換されていることが好ましい可能性がある。
用語「ハロゲン」(「ハロ」)は、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素(フルオロ、クロロ、ブロモまたはヨード)を表す。好ましいハロゲンは、塩素、臭素またはヨウ素である。
用語「カルボシクリル」は、非芳香族単環、多環、縮合または共役炭化水素残基、好ましくはC3−20(例えば、C3−10またはC3−8)のいずれかを含んでいる。この環は飽和していて、例えばシクロアルキルであってもよく、または1つもしくは2つ以上の二重結合(シクロアルケニル)および/または1つもしくは2つ以上の三重結合(シクロアルキニル)を含んでいてもよい。特に好ましいカルボシクリル部分は、5〜6員環または9〜10員環系である。好適な例としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロへキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、シクロデシル、シクロペンテニル、シクロヘキセニル、シクロオクテニル、シクロペンタジエニル、シクロヘキサジエニル、シクロオクタテトラエニル、インダニル、デカリニルおよびインデニルが挙げられる。
単独で、又は複合語中で用いられる場合に、用語「へテロシクリル」は、単環、多環、縮合または共役炭化水素残基、好ましくはC3−20(例えば、C3−10もしくはC3−8)のいずれかを含み、ここで1個もしくは2個以上の炭素原子は、ヘテロ原子によって置換されていて、非芳香族残基を与えている。好適なヘテロ原子としては、O、N、S、PおよびSe、特にO、NおよびS、が挙げられる。2個または3個以上の炭素原子が置き換えられる場合には、これは2個もしくは3個以上の同一のヘテロ原子によるもの、または異なるヘテロ原子によるものであることができる。このヘテロシクリル基は、飽和または部分的に不飽和、すなわち1つもしくは2つ以上の二重結合を持っていてもよい。特に好ましいヘテロシクリルは、5〜6および9〜10員へテロシクリルである。ヘテロシクリル基の好適な例としては、アズリジニル(azridinyl)、オキシラニル、チイラニル、アゼチジニル、オキセタニル、チエタニル、2H−ピロリル、ピロリジニル、ピロリニル、ピペリジル、ピペラジニル、モルフォリニル、インドリニル、イミダゾリジニル、イミダゾリニル、ピラゾリジニル、チオモルフォリニル、ジオキサニル、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロピラニル、テトラヒドロピロリル、テトラヒドロチオフェニル、ピラゾリニル、ジオキサアラニル(dioxalanyl)、チアゾリジニル、イソオキサゾリジニル、ジヒドロピラニル、オキサジニル、チアジニル、チオモルフォリニル、オキサチアニル、ジチアニル、トリオキサニル、チアジアジニル、ジチアジニル、トリチアニル、アゼピニル、オキセピニル、チエピニル、インデニル、インダニル、3H−インドリル、イソインドリニル、4H−キノルアジニル(quinolazinyl)、クロメニル、クロマニル、イソクロマニル、ピラニルおよびジヒドロピラニル、を挙げることができる。
用語「へテロアリール」は、単環、多環、縮合もしくは共役炭化水素のいずれかを含み、ここで1個もしくは2個以上の炭素原子は、ヘテロ原子によって置換されており、芳香族残基を与える。好ましいヘテロアリールは、3〜20個の環原子、例えば3〜10個を有している。特に好ましいヘテロアリールは、5〜6および9〜10員の二環型の環系である。好適なヘテロ原子としては、O、N、S、PおよびSe、特にはO、NおよびS、が挙げられる。2個または3個以上の炭素原子が置き換えられている場合には、これは2個もしくは3個以上の同じへテロ原子によるものでも、または異なるヘテロ原子によるものでもよい。ヘテロアリール基の好適な例としては、ピリジル、ピロリル、チエニル、イミダゾリル、フラニル、ベンゾチエニル、イソベンゾチエニル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、インドリル、イソインドリル、ピラゾリル、ピラジニル、ピリミジニル、ピリダジニル、インドリジニル、キノリル、イソキノリル、フタラジニル、1,5−ナフチリジニル、キノザリニル、キナゾリニル、キノリニル、オキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、イソオキサゾリル、トリアゾリル、オキサジアルゾリル(oxadialzolyl)、オキサトリアゾリル、トリアジニルおよびフラザニル、を挙げることができる。
単独または複合語中で用いられる用語「アシル」は、部分C=Oを含む基(そしてカルボン酸、エステルもしくはアミドではない)を表している。好ましいアシルとしては、C(O)−Rが挙げられ、ここでRは、水素またはアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、カルボシクリル、もしくはヘテロシクリル残基である。アシルの例としては、ホルミル、直鎖もしくは分岐アルカノイル(例えば、C1−20)、例えば、アセチル、プロパノイル、ブタノイル、2−メチルプロパノイル、ペンタノイル、2,2−ジメチルプロパノイル、ヘキサノイル、ヘプタノイル、オクタノイル、ノナノイル、デカノイル、ウンデカノイル、ドデカノイル、トリデカノイル、テトラデカノイル、ペンタデカノイル、ヘキサデカノイル、ヘプタデカノイル、オクタデカノイル、ノナデカノイルおよびイコサノイル(icosanoyl);シクロアルキルカルボニル、例えばシクロプロピルカルボニル、シクロブチルカルボニル、シクロペンチルカルボニルおよびシクロへキシルカルボニル;アロイル、例えばベンゾイル、トルオイルおよびナフトイル;アラルカノイル、例えば、フェニルアルカノイル(例えば、フェニルアセチル、フェニルプロパノイル、フェニルブタノイル、フェニルイソブチリル、フェニルペンタノイルおよびフェニルヘキサノイル)およびナフチルアルカノイル(例えば、ナフチルアセチル、ナフチルプロパノイルおよびナフチルブタノイル);アラルケノイル(aralkenoyl)、例えばフェニルアルケノイル(例えば、フェニルプロペノイル、フェニルブテノイル、フェニルメタクロイル、フェニルペンテノイルおよびフェニルヘキセノイルおよびナフチルアルケノイル(例えば、ナフチルプロペノイル、ナフチルブテノイルおよびナフチルペンテノイル);アリールオキシアルカノイル、例えばフェノキシアセチルおよびフェノキシプピオニル;アリールチオカルバモイル、例えばフェニルチオカルバモイル;アリールグリオキシロイル、例えばフェニルグリオキシロイルおよびナフチルグリオキシロイル;アリールスルホニル、例えばフェニルスルホニルおよびナフチルスルホニル;ヘテロ環式カルボニル;へテロ環式アルカノイル、例えばチエニルアセチル、チエニルプロパノイル、チエニルブタノイル、チエニルペンタノイル、チエニルヘキサノイル、チアゾリルアセチル、チアジアゾリルアセチルおよびテトラゾイルアセチル;へテロ環式アルケノイル、例えばヘテロ環式プロペノイル、ヘテロ環式ブテノイル、ヘテロ環式ペンテノイルおよびヘテロ環式ヘキセノイル;ならびにヘテロ環式グリオキシロイル、例えばチアゾリグリオキシロイル(thiazolyglyoxyloyl)およびチエニルグリオキシオイル、が挙げられる。R残基は、ここに記載したように置換されていてもよい。
単独または複合語中で用いられる用語「スルホキシド」は、−S(O)R基を表し、ここでRは、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクリル、カルボシクリルおよびアラルキルから選ばれる。好ましいRの例としては、C1−20アルキル、フェニルおよびベンジルが挙げられる。
単独または複合語中で用いられる用語「スルホニル」は、S(O)−R基を表し、ここでRは、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクリル、カルボシクリルおよびアラルキルから選ばれる。好ましいRの例としては、C1−20アルキル、フェニルおよびベンジルが挙げられる。
単独または複合語中で用いられる用語「スルホンアミド」は、S(O)NR基を表し、ここでそれぞれのRは、独立して水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクリル、カルボシクリルおよびアラルキルから選ばれる。好ましいRの例としては、C1−20アルキル、フェニルおよびベンジルが挙げられる。好ましい態様では、少なくとも1つのRは、水素である。他の形態では、両方のRは、水素である。
用語「アミノ」は、ここでは当技術分野において理解されているその最も広い意味で用いられ、そして式NRの基を含んでおり、ここでRおよびRは、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、カルボシクリル、ヘテロアリール、ヘテロシクリル、アラルキルおよびアシルから独立して選ばれるいずれかであることができる。また、RおよびRは、それらが結合している窒素とともに、単環または多環の環系、例えば、3〜10員環、特に5〜6および9〜10員系を形成していてもよい。「アミノ」の例としては、NH、NHアルキル(例えば、C1−20アルキル)、NHアリール(例えば、NHフェニル)、NHアラルキル(例えば、NHベンジル)、NHアシル(例えば、NHC(O)C1−20アルキル、NHC(O)フェニル)、Nアルキルアルキル(ここで、それぞれのアルキル、例えばC1−20は、同じでも、または異なっていてもよい)ならびに、1種もしくは2種以上の同じかまたは異なるヘテロ原子(例えば、O、NおよびS)を含んでいてもよい5もしくは6員環、が挙げられる。
用語「アミド」は、ここでは当技術分野において理解されているその最も広い意味で用いられ、式C(O)NRを有する基が挙げられ、ここでRおよびRは、上記で規定した通りである。アミドの例としては、C(O)NH、C(O)NHアルキル(例えば、C1−20アルキル)、C(O)NHアリール(例えば、C(O)NHフェニル)、C(O)NHアラルキル(例えば、C(O)NHベンジル)、C(O)NHアシル(例えば、C(O)NHC(O)C1−20アルキル、C(O)NHC(O)フェニル)、C(O)Nアルキルアルキル(ここで、それぞれのアルキル、例えばC1−20は、同じでも、または異なっていてもよい)ならびに、1種もしくは2種以上の同じかまたは異なるヘテロ原子(例えば、O、NおよびS)を含んでいてもよい5もしくは6員環、が挙げられる。
用語「カルボキシエステル」は、ここでは当技術分野において理解されているその最も広い意味で用いられ、式COを有する基を含んでおり、ここでRは、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、カルボシクリル、ヘテロアリール、ヘテロシクリル、アラルキルおよびアシルを含む基から選ぶことができる。カルボキシエステルの例としては、CO1−20アルキル、COアリール(例えば、COフェニル)、COアラルキル(例えば、COベンジル)が挙げられる。
ここで、その最も広い意味で用いられる用語「へテロ原子」または「へテロ」は、環式有機基の一員であることができる、炭素原子以外のいずれかの原子を表している。ヘテロ原子の具体的な例としては、窒素、酸素、硫黄、リン、ホウ素、ケイ素、セレン、テルル、より好ましくは窒素、酸素および硫黄が挙げられる。
本発明によるポリウレタンは、存在する場合には、一般式(II)によって表されるポリマー主鎖の一部の中にα−オキシカルボニル部分を含んでいることができる。
Figure 2011516697
一般式(II)中のA、BおよびRは、上記で規定された通りである。Rは、置換されていてもよい脂肪族炭化水素、そしてxは0もしくは1〜100、例えば1〜50、もしくは1〜25の範囲の正の整数である。Rは、通常は1〜40個の炭素原子、例えば1〜20個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素である。Rは直鎖または分岐していてもよく、飽和もしくは不飽和であってもよい。Rが不飽和である場合には、これは一価もしくは多価不飽和であることができ、そしてシス−およびトランス−異性体の両方を含むことができる。炭化水素Rは直鎖もしくは分岐アルキル、アルケニル、またはアルキニル基であることができる。また、Rは、非環式炭化水素(すなわち、環式でない炭化水素)であることができる。従って、Rは、Rと同じでも、または異なっていてもよい。炭化水素Rは、例えばヘテロ原子を含む部分および/または芳香族もしくは環式部分で置換されていてもよい。態様によっては、R基は置換されていない。式(II)中のxが正の整数である場合には、当業者は、−[−C(O)−CH(R)−O−]−部分は、ポリマー主鎖内部のエステル鎖延長剤またはポリエステルポリオールを表すことを理解するであろう。x≧2の場合には、それぞれのRは同じでも、または異なっていてもよい。
本発明によるポリウレタンのポリマー主鎖の内部には、一般式(II)の構造は、アミドおよびウレタン結合を与えることが理解されるであろう。
本発明によるポリウレタンは、一般式(III)によって表されるポリマー主鎖の部分の中にα−オキシカルボニル部分を含むことができる。
Figure 2011516697
一般式(III)中のA、B、R、Rおよびxは、上記で規定した通りである。E(存在する場合には)は、AおよびBとともにポリマー主鎖の残りを表す。Rは、置換されていてもよいアルキレン、置換されていてもよいアルケニレン、置換されていてもよいアリーレン、および置換されていてもよいアルキレン−アリーレン−アルキレンから選ばれるz+2価の部分であり、yは1〜100、例えば1〜50もしくは1〜25の範囲の正の整数であり、ここでそれぞれの繰り返し単位yは、y≧2である場合には同じでも、または異なっていてもよく、そしてzは0または1〜20、例えば1〜10、もしくは1〜5の範囲の整数である。本発明の態様によっては、yは1〜5の範囲にあり、そしてzは0である。通常は、Rは、置換されていてもよいC〜C12アルキレン、置換されていてもよいC〜C12アルケニレン、置換されていてもよいC〜C18アリーレン、および置換されていてもよいC〜C12アルキレン−C〜C18アリーレン−C〜C12アルキレンから選ばれるz+2価の部分である。
一般式(III)中の、−[−R−O−]−部分は、ポリマー主鎖内部のエーテル鎖延長剤またはポリエーテルポリオールを表すことを、当業者は理解するであろう。この部分は、それ自体が、−(OC(O)NHE)で表されるポリマー主鎖内部に分岐点を含むことができ、ここでzは0(すなわち、分岐点が存在しない)または1〜20の範囲の整数(すなわち、分岐点が存在する)であることができる。従って、yとは対照的に、整数zはそれ自体は繰り返し単位を表すことを意図したものではなく、R部分の結合価を表すものである。例えば、yが1でzが1である場合には、R部分は3の結合価(すなわち、z+2)を有しており、そして一般式(III)中のANHC(O)O−[−R−(OC(O)NHE)−O−]−部分は、例えば部分(a)によって表すことができる。
Figure 2011516697
は、置換されていてもよいアルキレン、置換されていてもよいアルケニレン、置換されていてもよいアリーレン、および置換されていてもよいアルキレン−アリーレン−アルキレンから選ばれるz+2価の部分として規定される。従って、zが0である場合には、Rは、単純に、置換されていてもよいアルケニレン、置換されていてもよいアリーレン、および置換されていてもよいアルキレン−アリーレン−アルキレンから選ばれる。zが1〜20の範囲の整数である場合には、R部分は、ポリマー主鎖内部に分岐点を与え、従って、少なくとも3価である。例えば、上記の部分(a)(ここではzは1である)中のR部分は、3価のアルキレン基と表すことができる。従って、「z+2価」の表現は、「置換されていてもよいアルキレン」などの用語に必要に応じて作用することを意図している。
zが1〜20の範囲の整数である場合には、Eは分岐ポリマー鎖を表し、そしてAおよびBとともにポリマー主鎖の残りを形成すると理解される。
態様によっては、zは0である。
本発明によるポリウレタンにおいて、一般式(III)によって表されるポリマー主鎖の部分は、少なくとも2つのウレタン結合を与えていることが理解できる。
本発明によるポリウレタンは、それらのポリマー主鎖の内部に、一般式(II)および/または(III)によって表される多数の部分を含むことができ、そして含むことが好ましい。
本発明によるポリウレタン内部のエステル結合は、エステル交換反応する傾向にある可能性があり、従ってポリマー主鎖内部でα−オキシカルボニル部分の再配置の実際的な効果を有していることを当業者は理解するであろう。また、このようなエステル交換された構造も、本発明の範囲内にあることが意図されている。例えば、一般式(II)は、一般式(IIa)として書き直すことができる。
Figure 2011516697
同様に、一般式(III)は、一般式(IIIa)として書き直すことができる。
Figure 2011516697
一般式(II)および(III)との関連で上記で議論した鎖延長剤およびポリオール部分に加えて、本発明によるポリウレタンの残りの部分(すなわち、これらの式中のAおよびB(そして所望によるE)で表される)は、もちろんのこと、他の鎖延長剤および/またはポリオールを含むことができる。そのような鎖延長剤およびポリオールは、もちろんのこと、ポリウレタン中に架橋および/または分岐を導入するために、3もしくは4以上の官能価を有するものを含む。
ポリウレタンの製造のための試薬、装置および条件は、一般に当技術分野においてよく知られている。本発明によるポリウレタンは、有利には同様の試薬、装置および条件を用いて調製することができる。
本発明によれば、ポリウレタンは、イソシアネート官能基を含む化合物および一般式(IV)の化合物の反応を通してウレタン結合を形成することによって調製される。
Figure 2011516697
式中、YはOHまたは−[−O−R(OH)−]−OHであり、XはHまたは−[−C(O)CH(R)O−]−Hであり、そしてR、R、R、x、yおよびzは上記で規定した通りである。
ポリウレタンを調製する方法は、通常はポリイソシアネート化合物を一般式(IV)の化合物と反応させることを含んでいる。
一般式(IV)の範囲内に収まる化合物は、単純に一般式(V)のα−ヒドロキシ脂肪酸と表すことができる。
Figure 2011516697
式中Rは上記で規定した通りである。
縮合反応プロセスを通して、一般式(V)のα−ヒドロキシ脂肪酸と、H−[−O−R(OH)−]−OHおよびHO−[−C(O)CH(R)O−]−H(ここで、R、y、zおよびRは上記で規定した通りであり、そしてxはこの場合には0ではない)から選ばれる化合物との反応は、一般式(IV)の範囲に収まる他の化合物を生じるであろうことを、当業者は理解するであろう。
あるいは、一般式(IV)の範囲内に収まる化合物は、ポリオール、例えばH−[−O−R(OH)−]−OH(ここで、R、yおよびzは上記で規定した通りである)と、環式エステルであって、その環の一部を形成する少なくとも2つのエステル部分を有する環式エステル(ここで、該環は、一般式(VI)のα−カルボニル部分を含んでいる)との反応によって調製することができる。
Figure 2011516697
式中、Rは前記で規定した通りである。
ここで用いられる表現「環式エステル」は、この環の一部を形成するエステル部分を含むその分子構造内に、少なくとも1つの環(ring)(または環(cycle))を有する環式分子を意味することを意図している。本発明によれば、この環式エステルは、この環の一部を形成する少なくとも2つのエステル部分を有している。そのような環式エステルは、通例、大環状オリゴエステルと称されることを、当業者は理解するであろう。
ここで用いられる用語「ポリオール」は、2つもしくは3つ以上のヒドロキシル(−OH)基を含む化合物を表している。このような化合物の例としては、式H−[−O−R(OH)−]−OH(ここで、R、yおよびzは上記で定義した通りである)を有するものが挙げられる。ポリオールのより具体的な例としては、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、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、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、フェニルジエタノールアミン、グリセロール、トリメチロールプロパン、1,2,6−ヘキサントリオール、トリエタノールアミン、(ジ)−、(トリ)−ペンタエリスリトール、およびN,N,N’,N’−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミンが挙げられる。
また、環式エステルを形成するための好都合な合成経路は、ヒドロキシカルボン酸の縮合反応を経由するものであることを、当業者は理解するであろう。従って、本発明で用いられる環式エステルの一部として、一般式(VI)のα−オキシカルボニルを、一般式(V)のα−ヒドロキシカルボン酸の縮合残基として、都合よく記載することができる。
本発明によって用いることができる環式エステルは、その環の一部を形成する、少なくとも2つのエステル部分を有している。一般式(VI)のα−オキシカルボニル部分のカルボニル基は、事実上、これらのエステル部分の1つを提供し、そして少なくとも1つの他のエステル部分が、ヒドロキシカルボン酸の少なくとも1つの他の縮合した部分によって提供されることを、当業者は理解するであろう。この少なくとも1つの更なる縮合したヒドロキシルカルボン酸残基は、一般式(VI)のα−オキシカルボニル部分と同じでも、または異なっていてもよく、そして一般式(VI)中の点線によって表されるような環式エステルの環の部分を完成させる。
従って、本発明による使用に好適な環式エステルは、一般式(V)の少なくとも2つのα−ヒドロキシカルボン酸または、一般式(V)の1種もしくは2種以上のα−ヒドロキシカルボン酸と、1種もしくは2種以上の他のヒドロキシカルボン酸との縮合部分から形成される環式構造を有することができる。この種の環式エステルの一般的な構造は、一般式(VII)によって好都合に表すことができる。
Figure 2011516697
式中、Fは一般構造(V)のα−ヒドロキシカルボン酸の縮合残基であり、Gはヒドロキシカルボン酸の縮合残基であり、FとGのそれぞれは、同じでも、または異なっていてもよく、それぞれのnは0もしくは正の整数であり、そしてiは、連続数1、2、3、...iの正の整数であり、ここでn≧1である場合には、n+n≧2である。
従って、一般式(VII)の環式エステルは、大環状オリゴエステルを表すことを理解することができる。
一般式(VII)の環式エステルが、環式エステルの調製において形成される可能性がある多様な環式構造を単に説明するのに役に立つことを、当業者は理解するであろう。言い換えれば、環式エステルの環の大きさは、その環式エステルがどのように作られるか、そしてそればどのようなヒドロキシカルボン酸から作られるかによって変わる可能性がある。また、環式エステルは、異なる環組成および環の大きさの混合物を含むことができる。
本発明によって用いることができる環式エステルは、その環の一部を形成する少なくとも2つのエステル部分を必要とする。これらのエステル部分は、この環の中で、通常は1個もしくは2個の以上の炭素原子によって結合されているであろう。この環の一部を形成することができるエステル部分の数には特に制限はないが、しかしながら通常は、このような部分は、約6個を超えては存在しない。従って、この環式エステルは、ジラクトン、トリラクトン、テトララクトン、ペンタラクトン、ヘキサラクトン、またはそれらの混合物であることができる。
環式エステルの具体的な組成を規定することに伴う複雑性を考慮して、環式エステルを、それが、特定のヒドロキシカルボン酸の縮合した残基から形成されているとの観点で参照することが、しばしばより便利である可能性がある。
従って、本発明によって用いることができる環式エステルは、その環の一部として、一般式(V)の少なくとも1種のヒドロキシカルボン酸の縮合した残基を含むと表すことができる。
また、本発明によって用いることができる環式エステルは、その環の一部として、一般式(V)の少なくとも1種のヒドロキシカルボン酸および少なくとも1種の他のヒドロキシカルボン酸の縮合した残基を含むと表すことができる。
また、本発明によって用いることができる環式エステルは、その環の一部として、一般式(V)の少なくとも1種のヒドロキシカルボン酸および一般式(VIII)の少なくとも1種のα−ヒドロキシカルボン酸の縮合した残基を含むと表すことができる。
Figure 2011516697
式中、Rは、上記で規定した通りである。
環式エステルを調製する場合には、一般式(V)の化合物は、通常は、少なくともジラクトンを形成するために、それ自体との、または他のヒドロキシカルボン酸との縮合反応に供せられる。
従って、1つの態様では、用いられる環式エステルは、一般式(V)のα−ヒドロキシカルボン酸の縮合を通して形成されたジラクトンを含んでいる。
更なる態様では、用いられる環式エステルは、一般式(V)のα−ヒドロキシカルボン酸と他のヒドロキシカルボン酸との縮合を通して形成されたジラクトンを含んでいる。
他の態様では、用いられる環式エステルは、一般式(V)のα−ヒドロキシカルボン酸と一般式(VIII)のα−ヒドロキシカルボン酸との縮合を通して形成されたジラクトンを含んでいる。この場合には、用いられる環式エステルは、一般式(IX)のジラクトンを含むであろう。
Figure 2011516697
式中、RおよびRは、同じか、または異なっており、そして前記で規定した通りである。
式中、用いられる環式エステルは、置換されていてもよい脂肪族炭化水素Rを含んでいる。Rは、1〜40個、例えば1〜20個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素である。Rは、直鎖でも、または分岐していてもよく、飽和でも、または不飽和でもよい。炭化水素が不飽和である場合には、それは一価または多価不飽和であることができ、そしてシス−およびトランス−異性体の両方を含んでいる。炭化水素基Rは、直鎖もしくは分岐アルキル、アルケニルまたはアルキニル基であることができる。また、Rは、非環式炭化水素(すなわち、環式でない炭化水素)であることができる。従って、Rは、Rと同じでも、または異なっていてもよい。炭化水素Rは、例えば、ヘテロ原子を含む部分および/または芳香族もしくは環式部分で置換されていてもよい。態様によっては、R基は、置換されていない。
ヒドロキシカルボン酸の環式縮合を通した環式エステルの製造のための試薬、装置および条件は、一般に当技術分野においてよく知られている。本発明による使用に好適な環式エステルは、有利には、同様の方法で調製することができる。
例えば、環式エステルは、一般式(V)のα−ヒドロキシカルボン酸と、所望による1種もしくは2種以上の異なるヒドロキシカルボン酸とを、真空下に加熱することによって、または文献(Journal of Biomedical Materials Research Part A、第80A巻、第1号、p.55〜65、Polymer Preprints 2005、第46巻、第2号、p.1040、Polymer Preprints 2005、第46巻、第2号、p.1006)中に記載されている幾つかの方法を用いることによって調製することができる。
本発明による使用に好適な環式エステルは、一般式(V)の種々の脂肪族α−ヒドロキシカルボン酸を用いて好都合に調製することができる。一般式(V)のα−ヒドロキシカルボン酸の例としては、α−ヒドロキシ吉草酸、α−ヒドロキシカプロン酸、α−ヒドロキシカプリル酸、α−ヒドロキシペラルゴン酸、α−ヒドロキシカプリン酸、α−ヒドロキシラウリン酸、α−ヒドロキシミリスチン酸、α−ヒドロキシパルミチン酸、α−ヒドロキシマルガリン酸、α−ヒドロキシステアリン酸、α−ヒドロキシアラキン酸、α−ヒドロキシベヘン酸、α−ヒドロキシリグノセリン酸、α−ヒドロキシセロチン酸、α−ヒドロキシカルボセリン酸(α-hydroxy carboceric acid)、α−ヒドロキシモンタン酸、α−ヒドロキシメリシン酸、α−ヒドロキシラクセロン酸(α-hydroxy lacceroic acid)、α−ヒドロキシセロメリッシン酸(α-hydroxy ceromelissic acid)、α−ヒドロキシゲダ酸、α−ヒドロキシセロプラスチン酸、α−ヒドロキシオブツシル酸(α-hydroxy obtusilic acid)、α−ヒドロキシカプロレイン酸、α−ヒドロキシラウロレイン酸、α−ヒドロキシリンデル酸、α−ヒドロキシミリストレイン酸、α−ヒドロキシフィセテリン酸(α-hydroxy physeteric acid)、α−ヒドロキシツズ酸、α−ヒドロキシパルミトレイン酸、α−ヒドロキシサピエン酸(α-hydroxy sapienic acid)、α−ヒドロキペトロセリン酸、α−ヒドロキシオレイン酸、α−ヒドロキシエライジン酸、α−ヒドロキシバクセン酸、α−ヒドロキシガドレイン酸、α−ヒドロキシゴンドイン酸、α−ヒドロキシセトレイン酸、α−ヒドロキシエルカ酸、α−ヒドロキシネルボン酸、α−ヒドロキシリノール酸、α−ヒドロキシγ−リノレン酸、α−ヒドロキシジホモ−γ−リノレン酸、α−ヒドロキシアラキドン酸、α−ヒドロキシα−リノレン酸、α−ヒドロキシステアリドン酸、α−ヒドロキシニシン酸、およびα−ヒドロキシミード酸、が挙げられる。
本発明による使用に好適な環式エステルを形成するための、一般式(V)のα−ヒドロキシカルボン酸との環縮合に供することができるヒドロキシカルボン酸の例としては、グルコース酸、乳酸、2−ヒドロキシブタン酸、2−ヒドロキシペンタン酸、3−ヒドロキシプロパン酸、3−ヒドロキシブタン酸、3−ヒドロキシペンタン酸、3−ヒドロキシへキサン酸、3−ヒドロキシヘプタン酸、3−ヒドロキシオクタン酸、3−ヒドロキシ−3−メチルブタン酸、3−ヒドロキシ−3−メチルペンタン酸、3−ヒドロキシ−3−メチル1ヘプタン酸、3−ヒドロキシ−3−エチルペンタン酸、3−ヒドロキシ−3−メチルへキサン酸、3−ヒドロキシ−3−エチルヘキサン酸、3−ヒドロキシ−3−プロピルヘキサン酸、3−ヒドロキシル−3−メチルヘプタン酸、3−ヒドロキシ−3−エチルヘプタン酸、3−ヒドロキシ−3−プロピルヘプタン酸、3−ヒドロキシ−3−ブチルヘプタン酸、3−ヒドロキシ−3−メチルオクタン酸、3−ヒドロキシ−3−エチルオクタン酸、3−ヒドロキシ−3−プロピルオクタン酸、3−ヒドロキシ−3−ブチルオクタン酸、3−ヒドロキシ−3−ペンチルオクタン酸、4−ヒドロキシブタン酸、4−ヒドロキシペンタン酸、4−ヒドロキシヘキサン酸、4−ヒドロキシヘプタン酸、4−ヒドロキシオクタン酸、4−ヒドロキシ−4−メチルペンタン酸、4−ヒドロキシ−4−メチルヘキサン酸、4−ヒドロキシ−4−エチルヘキサン酸、4−ヒドロキシ−4−メチルヘプタン酸、4−ヒドロキシ−4−エチルヘプタン酸、4−ヒドロキシ−4−プロピルヘプタン酸、4−ヒドロキシ−4−メチルオクタン酸、4−ヒドロキシ−4−エチルオクタン酸、4−ヒドロキシ−4−プロピルオクタン酸、4−ヒドロキシ−4−ブチルオクタン酸、5−ヒドロキシペンタン酸、5−ヒドロキシヘキサン酸、5−ヒドロキシヘプタン酸、5−ヒドロキシオクタン酸、5−ヒドロキシ−5−メチルヘキサン酸、5−ヒドロキシ−5−メチルヘプタン酸、5−ヒドロキシ−5−エチルヘプタン酸、5−ヒドロキシ−5−メチルオクタン酸、5−ヒドロキシ−5−エチルオクタン酸、5−ヒドロキシ−5−プロピルオクタン酸、6−ヒドロキシヘキサン酸、6−ヒドロキシヘプタン酸、6−ヒドロキシオクタン酸、6−ヒドロキシ−6−メチルヘプタン酸、6−ヒドロキシ−6−メチルオクタン酸、6−ヒドロキシ−6−エチルオクタン酸、7−ヒドロキシヘプタン酸、7−ヒドロキシオクタン酸、7−ヒドロキシ−7−メチルオクタン酸、8−ヒドロキシオクタン酸、および他の脂肪族ヒドロキシカルボン酸、が挙げられる。これらの酸は、単独でもまたは混合物としても用いることができる。
式(IV)の化合物が、ポリオールを環式エステルと反応されることによって調製される場合には、結果として得られる化合物は式(X)によって表すことができる。
Figure 2011516697
式中、R、R、R、yおよびzは、上記の通りであり、そしてxは1〜10、例えば1〜5、もしくは1〜3の範囲の整数である。1つの態様では、xは1である。更なる態様では、xは1であり、yは1〜5の範囲であり、そしてzは0である。
一般式(IV)の化合物は、単体で、溶融物中で、または適当な溶媒を添加してのいずれかで行なわれる縮合および/または開環反応によって調整することができる。また、このような反応は、縮合/エステル交換触媒(例えば、ジブチル錫ジラウレート、p−トルエンスルホン酸など)の添加を通して促進することができる。
ここに与えられている一般式中のα−オキシカルボニル部分は、α−ヒドロキシ脂肪酸の残基であると好都合に表現することができる。α−ヒドロキシ脂肪酸からα−オキシカルボニル部分が誘導される場合のα−ヒドロキシ脂肪酸の範囲に関しては、R基が、3個もしくは4個以上の炭素原子を有する置換されていてもよい脂肪族炭化水素である限り、特別な制限はない。
好適なα−ヒドロキシ脂肪酸の例としては、α−ヒドロキシ吉草酸、α−ヒドロキシカプロン酸、α−ヒドロキシカプリル酸、α−ヒドロキシペラルゴン酸、α−ヒドロキシカプリン酸、α−ヒドロキシラウリン酸、α−ヒドロキシミリスチン酸、α−ヒドロキシパルミチン酸、α−ヒドロキシマルガリン酸、α−ヒドロキシステアリン酸、α−ヒドロキシアラキン酸、α−ヒドロキシベヘン酸、α−ヒドロキシリグノセリン酸、α−ヒドロキシセロチン酸、α−ヒドロキシカルボセリン酸(α-hydroxy carboceric acid)、α−ヒドロキシモンタン酸、α−ヒドロキシメリシン酸、α−ヒドロキシラクセロン酸(α-hydroxy lacceroic acid)、α−ヒドロキシセロメリッシン酸(α-hydroxy ceromelissic acid)、α−ヒドロキシゲダ酸、α−ヒドロキシセロプラスチン酸、α−ヒドロキシオブツシル酸(α-hydroxy obtusilic acid)、α−ヒドロキシカプロレイン酸、α−ヒドロキシラウロレイン酸、α−ヒドロキシリンデル酸、α−ヒドロキシミリストレイン酸、α−ヒドロキシフィセテリン酸(α-hydroxy physeteric acid)、α−ヒドロキシツズ酸、α−ヒドロキシパルミトレイン酸、α−ヒドロキシサピエン酸(α-hydroxy sapienic acid)、α−ヒドロキペトロセリン酸、α−ヒドロキシオレイン酸、α−ヒドロキシエライジン酸、α−ヒドロキシバクセン酸、α−ヒドロキシガドレイン酸、α−ヒドロキシゴンドイン酸、α−ヒドロキシセトレイン酸、α−ヒドロキシエルカ酸、α−ヒドロキシネルボン酸、α−ヒドロキシリノール酸、α−ヒドロキシγ−リノレン酸、α−ヒドロキシジホモ−γ−リノレン酸、α−ヒドロキシアラキドン酸、α−ヒドロキシα−リノレン酸、α−ヒドロキシステアリドン酸、α−ヒドロキシニシン酸、およびα−ヒドロキシミード酸、が挙げられるが、これらには限定されない。
1種もしくは2種以上の反応性官能基を備えた脂肪族炭化水素基Rおよび/またはRを与えることによって、有機もしくは無機部分が、それらの部分とそのような基との反応を通してポリマー主鎖に結合されることを都合よく可能にすることができる。これらの有機もしくは無機部分は、都合よく、ポリウレタンを調製する前に、一般式(IV)の化合物のRおよび/またはR基に結合させるか、あるいはポリウレタンを調製した後に、Rおよび/またはR基に結合させることができる。
本発明によってポリウレタンを調製するには、ウレタン結合が、イソシアネート官能基を含む化合物と一般式(IV)の化合物との反応を通して形成する。このイソシアネート官能基は、典型的にはポリイソシアネートの一部を形成する(すなわち、2つもしくは3つ以上のイソシアネート官能基を有する化合物)。
慣用のポリウレタンの製造において用いられるポリイソシアネートは、当技術分野においてよく知られている。このようなポリイソシアネートは、本発明によるポリウレタンの調製に有利に用いられる。
好適なポリイソシアネートとしては、脂肪族、芳香族および脂環式ポリイソシアネートおよびそれらの組合せが挙げられる。有用なイソシアネートとしては、ジイソシアネート、例えばm−フェニレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、2,4−トルエンジイソシアネート、2,6−トルエンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、1,4−ヘキサメチレンジイソシアネート、1,3−シクロへキサンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、ヘキサヒドロ−トルエンジイソシアネートおよびその異性体、イソホロンジイソシアネート、ジシクロ−ヘキシルメタンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ビフェニレンメタンジイソシアネート、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ビフェニレンジイソシアネート、および3,3’−ジメチル−ジフェニルプロパン−4,4’−ジイソシアネート;トリイソシアネート、例えば2,4,6−トルエントリイソシアネート;ポリイソシアネート、例えば4,4’−ジメチルジフェニルメタン−2,2’,5,5’−テトライソシアネートおよびポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、およびそれらの組合せが挙げられるが、それらには限定されない。
ポリウレタンは、全ての成分を一緒に混合し、そして発熱が起こるまで待ち、ついでこの混合物を容器中へ入れることによって、バッチ式で調製することができる。この混合物は、次いで、反応を推進するように加熱することができる。この方法を採用する場合には、混合されるこれらの成分は、混合する前に、最初に2つの部分に作り分けておくことができる。パート1は、通常は、一般式(IV)の化合物、および1種もしくは2種以上のポリオール、鎖延長剤、発泡剤(例えば、水)、触媒および界面活性剤などを含むことができる。パート2は、通常は、ポリイソシアネートを含んでいる。また、パート1およびパート2は、他の添加剤、例えば充填剤、顔料などを含むことができる。
また、ポリウレタンは、プレポリマーとして調製することもでき、プレポリマーは次いで鎖延長剤と反応する。例えば、モル比の適切な調整を通して、上記のパート1とパート2を混合することによって、イソシアネート末端のプレポリマーを調製することができる。このイソシアネート末端のポリマーは、次いで鎖延長剤/分岐分子、例えば短鎖のジオール(例えば、1−4ブタジエン)と反応させることができる。あるいは、モル比の適切な調整を通して、このプレポリマーは、ヒドロキシ末端であるように生成させることができる。このヒドロキシ末端プレポリマーは、次いで所望のポリウレタンを生成するように、ポリイソシアネートと反応させることができる。
ポリウレタン形成反応は、バッチ缶、静的混合器、反応性射出成形機もしくは押出機を含めた様々な範囲の装置中で実施することができる。
また、試薬を、反応プロセスの前に、または間に、それらの溶解度を向上させ、もしくは反応性を促進するために加熱することは有利である可能性がある。また、この反応プロセスは、溶媒中で実施することができる。
本発明によるポリウレタンの調製において用いるための一般式(IV)の化合物を選択する場合には、R基のいずれかの置換基の性質が、ポリイソシアネートとの反応に対するそれらの潜在能力(有利な、もしくは不利なのいずれか)について考慮する必要があることを、当業者は理解するであろう。
説明の目的のためだけにではあるが、本発明によるポリウレタンは、一般式(IV)の化合物(ここでYは、−[−O−R(OH)−]−OHであり、z=0であり、そしてXはHである)と、OCN−Z−NCOで表されるジイソシアネート化合物(ここでZはジイソシアネート化合物の残りの部分を表わす)との反応生成物を含んでいてもよい。この場合には、このポリウレタンは、一般式(XI)の繰り返し谷を含むことが予測される。
Figure 2011516697
式中、Z、R、Rおよびyは、上記で規定した通りである。
同様に、本発明によるポリウレタンは、一般式(V)とOCN−Z−NCOで表されるジイソシアネートとの反応生成物を含むことができる。この場合には、このポリウレタンは、一般式(XII)の繰り返し谷を含むことが予測される。
Figure 2011516697
式中、ZおよびRは、上記で規定した通りである。
上記に略述したような、ポリイソシアネートと一般式(IV)の化合物の反応を通した、本発明によるポリウレタンの形成に加えて、慣用の鎖延長剤およびポリオールもまたこの反応プロセス中に含めることができる。そのような材料の例としては、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、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、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ネオペンチルグリコール、1,6−へキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、エタノールアミン、ジエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、フェニルジエタノールアミン、グリセロール、トリメチロールプロパン、1,2,6−へキサントリオール、トリエタノールアミン、ペンタエリスリトール、N,N,N’,N’−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン、ジエチルトルエンジアミンおよびジメチルチオトルエンジアミンが挙げられるが、これらには限定されない。
本発明によってポリウレタンを調製する場合には、触媒、例えばアミン化合物または有機金属化合物を含むこともまた必要である可能性がある。典型的なアミン触媒としては、第四級アミン、例えばトリエチレンジアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン、およびジメチルエタノールアミンが挙げられるが、これらには限定されない。有機金属化合物としては、水銀、鉛、錫、ビスマスおよび亜鉛を基にしたものが挙げられる。これらの化合物の具体的な例としては、ジブチレンジラウレート、ビスマスオクタノエート、およびフェニル水銀ネオデカネートが挙げられるが、これらには限定されない。
慣用の添加剤、例えば界面活性剤もまたポリウレタンの調製に用いることができる。
本発明の態様によっては、ポリウレタンを調製する場合に、ポリイソシアネートの一般式(IV)の化合物に対するモル比を1未満に保つことが望ましい可能性がある。本発明の他の態様によっては、ポリイソシアネートの一般式(IV)の化合物に対するモル比が1超であるモル比を用いることが望ましい場合がある。このモル比における変化は、結果として得られるポリウレタンの物理的および化学的性質を著しく変化させることが見出された。例えば、モル比が1未満であるヘキサメチレンポリイソシアネートとα−ヒドロオレイン酸の反応から生成されたポリウレタンは、高度に粘着性のポリマーの形成をもたらし、一方で、このモル比が1超である場合には、結果として得られるポリウレタンは、架橋された可撓性発泡体の形態にある。
本発明のポリウレタンは、GPCで測定して約2000もしくは3000以下の数平均分子量を有する低分子量のワックスまたは接着剤として、GPCで測定して約200000以下の数平均分子量を有する直鎖もしくは分岐熱可塑性プラスチックまで、無限大の分子量の熱硬化性架橋材料まで、生成することができる。
本発明によるポリウレタンは、接着剤、シール剤、被覆剤、フィルム、繊維、成形品、ならびに発泡体または架橋ゴムとして有用であることが予測される。
本発明は、以下で、下記の限定することを目的とするのではない例を参照して、更に説明される。
<全般>
Bruker AV400およびBruker AV200分光計で、400MHzおよび200MHzで操作して、プロトンNMRスペクトルを得た。特に断りのない限り、全てのスペクトルは23℃で得た。化学シフトを、百万分率(ppm)で、δスケール上に、そして7.26ppm(H)のクロロホルムピークまたは0.00ppm(H)のTMSピークに対して報告した。オーブンで乾燥したガラス器を、不活性雰囲気(乾燥窒素もしくはアルゴンのいずれか)の下で実施された全ての反応において用いた。全ての出発材料および試薬は、特に断りのない限り、商業的に入手した。「減圧下で」の溶媒の除去は、回転蒸発(低真空ポンプ)によるのと、それの続く最低30分間の高真空ポンプ(オイルポンプ)の利用による大部分の溶媒除去のプロセスを表している。分析的な薄層クロマトグラフィー(TLC)を、プラスチックで裏当てされたMerck Kieselgel KG60F254シリカプレート上で実施し、そして短波長紫外光、過マンガン酸カリウムまたはリンモリブデン酸塩浸漬を用いて可視化した。フラッシュクロマトグラフィーを、230〜400メッシュのMerck Silica Gel 60を用い、陽圧下で、確立された指針に従って、実施した。テトラヒドロフランおよびジクロロメタンは、溶媒精製装置(solvent dispensing system)から、不活性雰囲気下で得た。他の全ての試薬および溶媒は、市販のものを用いた。
ポリマーの分子量を、Waters 2414屈折率検出器、連結した4本のPolymer Laboratories PLGeIカラム(3×5μmMixed-Cと1×3μmMixed-E)、およびEmpower Proソフトウエアを備えたWaters GPC機器を用いて、25℃のテトラヒドロフラン(THF)またはジメチルホルムアミド(DMF)(1.0mL/分)中で実施した、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって特性評価した。GPCは、多分散性が狭いポリスチレン標準(Polymer Laboratories EasiCal、264〜256000のMW)で較正し、そして分子量はポリスチレン当量として報告した。
熱的性質をMettler Toledo DSC821e示差走査熱量計を用いて測定した。ポリマーの乾燥した試料を40μLの平底アルミニウム皿に量りとった。この皿を適合するアルミニウム蓋をクリンプ(crimp)して取り付けた。この蓋に、20番手の針で小さな孔を開け、圧を開放した。これらの皿を、分析のために、以下の温度曲線を経て加熱した。(1)40℃から220℃に、10℃/分で加熱する、(2)220℃で3分間保持する、(3)220℃から30℃に、10℃/分で冷却する。(4)30℃に3分間保持する、(5)30℃から220℃に、10℃/分で加熱する。
引張試験は、Instron 5500R装置を用いて実施した。重ねせん断接着試料は、ASTM3163に従って、アルミニウム片およびポリエチレン片(すなわち、105mm長さ、25mm幅)から調製した。
<モノマー合成および特性評価>
<2−ヒドロキシ脂肪酸モノマー>
<一般手順A:飽和2−ブロモ脂肪酸からの飽和2−ヒドロキシ脂肪酸の合成>
飽和2−ブロモ脂肪酸(1当量)およびKOH(4.4当量)を水中に懸濁させ(激しく攪拌、2−ブロモ脂肪酸のミリモル当たりに3mLの水)、そして還流下に48時間過熱した。48時間の後に、反応混合物を室温まで冷却し、ある程度濃縮した塩酸水溶液の添加によってpH1にした。この混合物を再度還流させ(10分間)、室温まで冷却し、そしてジエチルエーテルで抽出した(3×、水層の1/2の体積)。混合した有機層を飽和塩化アンモニウム水溶液(1×、有機層の1/2の体積)、水(1×、有機層の1/2の体積)および食塩水(1×、有機層の1/2の体積)で洗浄し、そして硫酸ナトリウム上で乾燥させた。ろ過後、有機溶媒を減圧下で除去し、未精製の生成物を得た。必要に応じて、この未精製の生成物をアセトンで再結晶させた。
<2−ヒドロキシ−ノナン酸の合成>
Figure 2011516697
2−ブロモ−ノナン酸(22.6g、95.4ミリモル)および水酸化カリウム(23.5g、419.7ミリモル)を、300mLの水中で、一般手順Aに従って反応させた。未精製の生成物をアセトンで再結晶させた(15.8g、90.6ミリモル、95%)。
H−NMR(CDCl,400MHz):δ[ppm]=0.88(tr,3H,J=6.7Hz),1.28−1.53(m,8H)、1.65−1.74(m,1H),1.81−1.91(m,1H),4.27(dd,1H,J=7.5Hz,4.2Hz)
<2−ヒドロキシ−ヘキサデカン酸の合成>
Figure 2011516697
2−ブロモ−ヘキサデカン酸酸(10.0g、29.8ミリモル)および水酸化カリウム(7.4g、131.1ミリモル)を90mLの水中で、一般手順Aに従って反応させた(8.0g、29.5ミリモル、99%)
H−NMR((CDCO,200MHz):δ[ppm]=0.91(tr,3H,J=6.1Hz)、1.17−1.55(m,24H)、1.58−1.90(m,2H),4.17(dd,1H,J=7.1Hz,4.2Hz)
<2−ヒドロキシ−オクタデカン酸の合成>
Figure 2011516697
2−ブロモ−オクタデカン酸(4.06g、11.2ミリモル)および水酸化カリウム(2.8g、49.4ミリモル)を32mLの水中で、一般手順Aに従って反応させた。未精製の生成物をアセトンで再結晶させた(3.3g、10.9ミリモル、97%)。
H−NMR((CDSO,400MHz):δ[ppm]=0.89(tr,3H,J=6.6Hz)、1.20−1.43(m,28H)、1.47−1.69(m,2H),3.94(dd,1H,J=7.5Hz,4.6Hz)、4.93−5.24(br,1H),12.10−12.63(br,1H)
<(Z)−2−ヒドロキシ−9−オクタデセン酸の合成>
Figure 2011516697
無水THF(70mL)およびジイソプロピルアミン(5.0mL、35.4ミリモル)を、アルゴンを流した(flushed)乾燥フラスコへ加え、そして−30℃まで冷却した。温度を−30℃に維持したままで、n−ブチルリチウム(ヘキサン中に1.6M)(23.3mL、37.2ミリモル)を加え、次に乾燥THF(20mL)中の(Z)−9−オクタデセン酸(5.0g、17.7ミリモル)を加えた。ジアニオン形成は、この溶液を50℃に30分間加熱し、そして次いで室温に冷却することによって完結した。酸素を、ジアニオン溶液中に、室温で30分間、直接に吹き込んだ(bubbled)。この反応混合物を水(200mL)で希釈し、1N塩酸水溶液(pH2)で酸性化し、そしてジエチルエーテル(3×100mL)で抽出した。混合した有機層を食塩水(1×100mL)で洗浄し、そして硫酸ナトリウム上で乾燥した。ろ過の後で、有機溶媒を減圧下で除去し、未精製の生成物を得た。未精製の生成物をヘキサン(4.6g、15.4ミリモル、87%)で再結晶した。
H−NMR(CDCl,400MHz):δ[ppm]=0.88(tr,3H,J=6.7Hz)、1.22−1.53(m,20H)、1.65−1.76(m,1H)、1.80−1.92(m,1H)、1.96−2.06(m,4H)、4.28(dd,1H,J=7.5Hz,4.2Hz)、5.29−5.39(m,2H)
<2−ヒドロキ−10ウンデセン酸の合成>
Figure 2011516697
無水THF(70mL)およびジイソプロピルアミン(5.0mL、35.4ミリモル)を、アルゴンを流した(flushed)乾燥フラスコへ加え、そして−30℃まで冷却した。温度を−30℃に維持したままで、n−ブチルリチウム(ヘキサン中に1.6M)(23.3mL,37.2ミリモル)を加え、次に乾燥THF(20mL)中の10−ウンデセン酸(3.26g、17.7ミリモル)を加えた。ジアニオン形成は、この溶液を50℃に30分間加熱し、そして次いで室温に冷却することによって完結した。酸素を、ジアニオン溶液中に、室温で30分間、直接に吹き込んだ(bubbled)。この反応混合物を水(200mL)で希釈し、1N塩酸水溶液(pH2)で酸性化し、そしてジエチルエーテル(3×100mL)で抽出した。混合した有機層を食塩水(1×100mL)で洗浄し、そして硫酸ナトリウム上で乾燥した。ろ過の後で、有機溶媒を減圧下で除去し、未精製の生成物を得た。未精製の生成物をヘキサン(2.87g、14.3ミリモル、81%)で再結晶した。
H−NMR(CDCl,400MHz):δ[ppm]=5.86−5.76(m,1H)、5.03−4.90(m,2H)、4.28(dd,1H,J=7.5Hz,J=4.2Hz)、2.03(dd,2H,J=14.2Hz,J=6.8Hz)、1.92−1.80(m,1H)、1.75−1.64(m,1H)、1.56−1.25(m,10H)
<2,15−ジヒドロキシペンタデカン酸の合成>
Figure 2011516697
メチル2,15−ジヒドロキシペンタデカノエート(10.0g、34.7ミリモル)を100mLのテトラヒドロフラン中に溶解した。300mLの水中に溶解した水酸化カリウム(11.7g、208.0ミリモル)を1時間に亘って加えた。この反応混合物を一晩攪拌し、そしてその後ある程度濃縮したHCl(pH1)で酸性化した。この反応混合物を酢酸エチル(3×200mL)で抽出し、混合した有機層をNaSO上で乾燥し、有機溶媒を減圧下に除去した。
H−NMR(アセトン,200MHz):δ[ppm]=4.11(dd,1H,J=7.1Hz,J=4.3Hz)、3.51(tr,2H,J=6.3Hz)、1.88−1.53(m,2H)
メチル2,15−ジヒドロキシペンタデカノエートは、続いて起こるペンタデカラクトンの15−ヒドロキシペンタデカン酸への開環を通して合成され、15−ヒドロキシペンタデカン酸のテトラヒドロピラニルエーテルへの転換は15−ヒドロキシペンタデカン酸を保護し、テトラピラニルエーテルの2−ヒドロキシル化は、15−ヒドロキシペンタデカン酸を保護して、続いて出発物質への転換が起こる。
<ヒドロキシでキャップした2−ヒドロキシ脂肪酸>
<一般手順B:エチレングリコールでキャップした2−ヒドロキシ脂肪酸の合成>
トルエン(エチレングリコールの体積の3倍)中の、2−ヒドロキシ酸(1当量)、アルキルジオール(8.4当量)およびp−トルエンスルホン酸(0.01当量)の混合物を、還流下に6時間加熱した。形成される水は、Dean-Stark装置を用いて連続的に取り除いた。トルエンを蒸留除去し、そして未精製の生成物をクロロホルム(エチレングリコールの体積の3倍)中に溶解し、そして水(3倍、クロロホルムの体積と同じ)で抽出した。混合した有機層を硫酸ナトリウム上で乾燥し、そして溶媒を減圧下で取り除き、生成物を得た。この生成物を更なる精製なしで用いた。
<2−ヒドロキシエチル2−ヒドロキシヘキサデカノエートの合成>
Figure 2011516697
トルエン(90mL)中の、2−ヒドロキシヘキサデカン酸(23.7g、87.2ミリモル)、エチレングリコール(40.0g、645.6ミリモル)およびp−トルエンスルホン酸(0.7ミリモル、0.1g)を、一般手順Bに従って反応させ、24.5g(24.5g、77.5ミリモル、96%)を得た。
H−NMR(CDCl,400MHz):δ[ppm]=0.87(tr,3H,J=6.4Hz)、1.07−1.53(m,24H)、1.59−1.73(m,1H)、1.75−1.88(m,1H),3.68(tr,2H,J=4.6Hz)、4.20−4.38(m,3H)
<2−ヒドロキシエチル2−ヒドロキシオクタデカン酸の合成>
Figure 2011516697
トルエン(90mL)中の、2−ヒドロキシオクタデカン酸(22.0g、73.2ミリモル)、エチレングリコール(45.4g、614.9ミリモル)およびp−トルエンスルホン酸(0.7ミリモル、0.1g)を、一般手順Bに従って反応させ、24.0g(69.6ミリモル、24.0g、95%)を得た。
H−NMR(CDCl,400MHz):δ[ppm]=0.87(tr,3H,J=654Hz)、1.11−1.57(m,26H)、1.55−1.71(m,1H)、1.73−1.91(m,1H)、3.67(tr,2H,J=4.6Hz)、4.19−4.37(m,3H)
(Z)−2−ヒドロキシエチル2−ヒドロキシ−9−オクタデセノエートの合成>
Figure 2011516697
(Z)−2−ヒドロキシ−9−オクタデセン酸(23.0g、77.1ミリモル)、エチレングリコール(40.0g、644.5ミリモル)およびp−トルエンスルホン酸(0.7ミリモル、0.1g)の混合物を、高真空下で100℃に6時間加熱した。未精製の生成物を室温まで冷却し、クロロホルム(90mL)中に溶解し、そして水(3×100mL)で抽出した。有機層を硫酸ナトリウム上で乾燥し、ろ過し、そして溶媒を減圧下に取り除いて生成物を得た。この生成物は更なる精製なしで用いた(70.2、24.0、91%)
H−NMR(CDCl,400MHz):δ[ppm]=0.87(tr,3H,J=6.6Hz)、1.26−1.42(m,20H)、1.59−1.69(m,1H)、1.73−1.84(m,1H)、1.97−2.05(m,4H)、2.64(br,3H)、3.83(tr,2H,J=4.8Hz)、4.20−4.34(m,3H)、5.27−5.39(m,2H)
<2−ヒドロキシエチル2,15−ジヒドロキシペンタデカノエートの合成>
Figure 2011516697
トルエン(90mL)中の、2,15−ジヒドロキシペンタデカン酸(23.9g、87.2ミリモル)、エチレングリコール(40.0g、645.6ミリモル)およびp−トルエンスルホン酸(0.7ミリモル、0.1g)を、一般手順Bに従って反応させ、24.5g(27.2g、85.5ミリモル、98%)を得た。
H−NMR(MeOD,200MHz):δ[ppm]=4.21−4.09(m,2H)、3.79−1.22(m,5H)、1.87−1.22(m,24H)
<5−ヒドロキシペンチル2−ヒドロキシヘキサデカノエートの合成>
Figure 2011516697
トルエン(120mL)中の、2−ヒドロキシヘキサデカン酸(15.0g、55.1ミリモル)、1,6−へキサンジオール(54.7g、462.8ミリモル)およびp−トルエンスルホン酸(0.7ミリモル、0.1g)を、一般手順Bに従って反応させ、24.5g(47.9ミリモル、17,8g、87%)を得た。
H−NMR(CDCl,400MHz):δ[ppm]=0.87(tr,3H5J=6.3Hz)、1.18−1.48(m,2H)、1.53−1.84(m,4H)、3.65(tr,2H,J=6.4Hz)、4.13−4.23(m,3H)
<一般手順C:2−ヒドロキシ酸のジラクトンの合成>
選択した2−ヒドロキシ酸を真空下で120℃〜180℃で、16時間〜24時間加熱した。これらの条件下で、形成される水を連続して取り除いた。得られた生成物は、更なる精製なしで用いた。
<3,6−ジブチル−1,4−ジオキサン−2,5−ジオンの合成>
Figure 2011516697
2−ヒドロキシへキサン酸(20g、151.3ミリモル)を、一般手順Cに従って反応させた。
H−NMR(CDCl,200MHz):δ[ppm]=5.24−4.99(m,2H)、2.06−1.79(m,4H)、1.61−1.36(m,8H)、0.90(tr,6H,J=6.8Hz)
<3,6−ジオクチル−1,4−ジオキサン−2,5−ジオンの合成>
Figure 2011516697
2−ヒドロキシデカン酸(20g、106.2ミリモル)を、一般手順Cに従って反応させた。
H−NMR(CDCl,200MHz):δ[ppm]=5.22−5.07(m,2H)、2.04−1.88(m,4H)、1.62−1.27(m,24H)、0.87(tr,6H,J=5.8Hz)
<3,6−ジ(8−ノネニル)−1,4−ジオキサン−2,5−ジオンの合成>
Figure 2011516697
2−ヒドロキシウンデセン酸(20g、99.9ミリモル)を、一般手順Cに従って反応させた。
H−NMR(CDCl,400MHz):δ[ppm]=5.84−5.71(m,2H)、5.21−4.82(m,6H)、2.15−1.87(m,8H)、1.57−1.29(m,20H)
<3,6−ジテトラデシル−1,4−ジオキサン−2,5−ジオンの合成>
Figure 2011516697
2−ヒドロキシヘキサデカン酸(20g、73.4ミリモル)を、一般手順Cに従って反応させた。
H−NMR(CDCl,200MHz):δ[ppm]=5.24−4.79(m,2H)、2.07−1.73(m,4H)、1.53−1.09(m,48H)、0.87(tr,6H,J=6.1Hz)
<3,6−ジ(Z)−7−ヘキサデセニル)−1,4−ジオキサン−2,5−ジオンの合成>
Figure 2011516697
2−ヒドロキシオレイン酸(20g、67.0ミリモル)を、一般手順Cに従って反応させた。
H−NMR(CDCl,200MHz):δ[ppm]=5.40−5.26(m,4H)、5.14−5.06(m,2H)、2.14−1.75(m,8H)、1.54−1.07(m,40H)、0.87(tr,6H,J=6.1Hz)
<3−メチル−6−テトラデシル−1,4−ジオキサン−2,5−ジオンの合成[C3:C16:0 ラクトン]
Figure 2011516697
65.0g(0.24モル)の2−ヒドロキシ−ヘキサデカン酸に、26.6mL(0.25モル)の2−ブロモプロピオニルブロミドをゆっくりと加え、そして生成するHBrを中和しながら、窒素気流下で、100℃で12時間攪拌した。1.9Lのアセトンおよび66.6mL(0.478モル)のトリエチルアミンをこの混合物に加え、そしてこの溶液を60℃で3時間攪拌した。トリエチルアミニウムブロミド塩をろ過した後に、アセトンとトリエチルアミンを蒸留除去し、そして結果として得た混合物を1.0Lの酢酸エチル:へキサン混合物(1:2)中に溶解した。シリカゲル上でろ過した後に、この溶媒を蒸留除去し、そして残った未精製の生成物をヘキサンで、−20℃で再結晶した。
H−NMR(CDCl,400MHz):δ[ppm]=0.87(tr,3H,J=6.3Hz)、1.17−1.63(m,26H)、1.66(d,J=6.7Hz)および1.70(d,J=6.7Hz)(2ジアステレオマーから3H)、1.89−2.17(m,2H)、4.82−4.95(m,1H)、4.96−5.08(m,1H)
<ポリマーとオリゴマーの合成および特性評価>
ポリウレタンを含む選択された脂肪酸のNMR−トレースおよび引張−重ねせん断試験データを図中に示した。
<手順1:ポリエステルポリオールの合成の2工程手順>
<工程1:乳酸および2−ヒドロキシ脂肪酸ポリエステルの合成>
乳酸−2−ヒドロキシオレイン酸ポリエステル:50mLのRBFに、乳酸(90%水溶液、DおよびL異性体の混合物)(18.92g、0.189モル)、2−ヒドロキシオレイン酸(3.05g、0.010モル)、p−トルエンスルホン酸触媒(100mg)およびトルエン(8.0g、9.3mL)を加えた。この反応フラスコをDean-Stark装置に取り付け、電磁撹拌機で攪拌し、そして130℃の油浴で3日間還流させた。(バッチ合計30gの重合の組成は、モノマーの質量比が66%であり、乳酸モノマーの質量比95%対2−ヒドロキシ脂肪酸の質量比5%、そして触媒の質量比がモノマーに対して0.5%である。)
酸価:58.4mgKOH/g
GPC MW Mn:3177、PD2.9、Tg(DSC)8.2℃
乳酸−2−ヒドロキシステアリン酸ポリエステル:50mLのRBFに、乳酸(90%水溶液、DおよびL異性体の混合物)(18.90g、0.189モル)、2−ヒドロキシステアリン酸(2.99g、0.010モル)、p−トルエンスルホン酸触媒(100mg)およびトルエン(8.1g、9.4mL)を加えた。この反応フラスコをDean-Stark装置に取り付け、電磁撹拌機で攪拌し、そして130℃の油浴で3日間還流させた。(合計30gのバッチ重合の組成は、モノマーの質量比が66%であり、乳酸モノマーの質量比95%対2−ヒドロキシ脂肪酸の質量比5%、そして触媒の質量比がモノマーに対して0.5%である。)
酸価:48.6mgKOH/g
GPC MW Mn:4945、PD2.33、Tg(DSC)9.4℃
ポリマーの特性:ポリエステルは、低Tg、可塑化されたゴム、不透明の外観。
<工程2:エチレングリコールでキャップされた2−ヒドロキシ脂肪酸ポリオールの合成>
乳酸−2−ヒドロキシオレイン酸ポリエステルポリオール:18.3mLのトルエン中の、14.86gのポリエステル共重合体(酸化が58.4mgKOH/g)溶液に、0.86mLのエチレングリコールを加えた。この反応フラスコをDean-Stark装置に取り付け、そしてこの混合物を、130℃の油浴で、2日間攪拌した。この混合物の組成は、溶液中に50質量%の溶質であった。
酸価:2.11mgKOH/g
OH価:93.7mgKOH/g
MW(酸価およびOH価を基にして):1146g/モル
乳酸−2−ヒドロキシステアリン酸ポリエステルポリオール:16.9mLのトルエン中の、13.88gのポリエステル共重合体(酸化が48.6mgKOH/g)溶液に、0.67mLのエチレングリコールを加えた。この反応フラスコをDean-Stark装置に取り付け、そしてこの混合物を、130℃の油浴で、2日間攪拌した。この混合物の組成は、溶液中に50質量%の溶質であった。
酸価:1.05mgKOH/g
OH価:85mgKOH/g
MW(酸価およびOH価を基にして):1288g/モル
<手順2:ポリエステルポリオールの合成の1工程手順>
乳酸−2−ヒドロキシオレイン酸ポリエステルポリオール:50mLのRBFに、乳酸(90%水溶液、DおよびL異性体の混合物)(1.08g、0.012モル)、2−ヒドロキシオレイン酸(3.61g、0.012モル)、エチレングリコール(0.746g、0.012モル)、p−トルエンスルホン酸触媒(30mg)およびトルエン(6.9g、8mL)を加えた。この反応フラスコをDean-Stark装置に取り付け、電磁撹拌機で攪拌し、そして130℃の油浴で2日間還流させた。バッチ合計12.4gの組成は、試薬の質量比が43%であり、そして触媒の質量比がそれに対して0.3%である。)
酸価:<0.05mgKOH/g
OH価:155.08mgKOH/g
MW(酸価およびOH価を基にして):723g/モル
<手順3:脂肪酸ポリオールの合成の1工程手順>
2−ヒドロキシステアリン酸ポリオール:50mLのRBFに、2−ヒドロキシステアリン酸(9.77g、0.033モル)、エチレングリコール(0.674g、0.011モル)、p−トルエンスルホン酸触媒(52mg)およびトルエン(13.93g、16.10mL)を加えた。この反応フラスコをDean-Stark装置に取り付け、電磁撹拌機で攪拌し、そして130℃の油浴で2日間還流させた。バッチ合計24.4gの組成は、試薬の質量比が43%であり、そして触媒の質量比がモノマーに対して0.5%である。)
酸価:4.9mgKOH/g
OH価:65.7mgKOH/g
MW(酸価およびOH価を基にして):1486g/モル
GPC MWS MP:839、1272、1695、2082:別個のオリゴマー
<手順4:ポリエステルポリオールを含む2−ヒドロキシ脂肪酸からのポリ(エステル−ポリウレタン)の合成>
例1:
ポリエステル−ウレタンを、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)を鎖延長剤および60質量%のハードセグメントとして用いて調製した。典型的には、ポリエステルポリオール、乳酸/2−ヒドロキシステアリン酸ポリエステルポリオール(11.36g)、最少量のトルエンに溶解したエチレングリコール(4.2g)を反応容器に移した。プレポリマー混合物を溶融し、そして100℃に加熱してトルエンを除去した。このフラスコを次いで窒素気流でパージし、そして完全に混合した。次いで、HDI(12.8g)を、この混合物が相当に増粘するまでゆっくりと注射器で入れた。直ちに攪拌を停止し、そして反応容器を加熱から外した。
試料を100℃の真空オーブン中に置き、窒素ラインで一晩パージした。次いで、これを手作業でペレット化し、そして圧縮成形して平坦な成形試料を作成した。
ポリマー:例1、無定形の柔軟な未だ弱いポリマー、約30℃のTgを有する。
例2:
ポリエステル−ウレタンを、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)を鎖延長剤および60質量%の硬質セグメントとして用いて調製した。典型的には、ポリエスエルポリオール、乳酸/2−ヒドロキシオレイン酸ポリエステルポリオール(4.9g)、最少量のトルエンに溶解したエチレングリコール(1.78g)を反応容器に移した。このプレポリマー混合物を溶融し、そして100℃に加熱してトルエンを取り除いた。次いで、フラスコを窒素気流でパージし、そして完全に混合した。次いでHDI(5.56g)を、混合物が相当に増粘するまで注射器で入れた。
このポリマーをDMF中に溶解し、そして試料を流延してろう様のフィルムを作った。
ポリマー:例2、無定形の白色でろう様のポリマー、約20℃のTgを有する。
GPCによるMW:21236g/モル
例3:
ポリエステル−ウレタンを、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)を鎖延長剤および65質量%の硬質セグメントとして用いて調製した。典型的には、乳酸−2−ヒドロキシオレイン酸ポリエステルポリオール、FE-1432-114LAHOA(4.35g)およびエチレングリコール(2.42g)およびポリカプロラクトンジオール(MW427)(1.12g)を、ガラスビーカーに移し、そして真空オーブン中で、80℃で2時間脱気した。次いで、ヘキサン酸錫(0.30mL)を加えた。HDI(7.98g)を湿潤し、風袋測定し(wet-tarred)、予備乾燥したビーカー中に量り採り、そして窒素雰囲気下で急速に攪拌しながら、ポリオール混合物中に迅速に注いだ。この混合物を、迅速に金属容器に移し、そして窒素ラインでパージした真空オーブン中で、100℃で一晩硬化させた。
ポリマー:例3、発泡した白色のポリウレタンポリエステル
比較例:
ポリエステル−ウレタンを、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)を鎖延長剤および60質量%の硬質セグメントとして用いて、Prism 16mm共回転押出機上で合成した。ポリ(乳酸エチレングリコールポリオール)(MW438)(34.4g)、エチレングリコール(12.77g)およびオレイン酸モノグリセリドジオール(8.59g)からなるポリオール混合物を、0.143mL/分の速度でこの押出機中に供給した。次いで、HDI(51.7g)を0.153mL/分の供給速度で導入した。スクリューは150rpmに維持した。比較例のポリマーは、麦わら色の、可撓性の、なお弱い材料として押出された。
Tg(DSC)は10℃であった。
<手順5:ポリウレタンの生成のためのポリエーテル−ポリエステルポリオールの合成>
ポリエーテル−ポリエステルポリオールを、2−ヒドロキシ脂肪酸から作られた対称の、または非対称のラクトンの開環重合によって生成した。ポリエーテルポリオールは、重合の開始剤として用いた。開始剤として用いたポリエーテルポリオールは、テトラエチレングリコール(TEG)であった。
TEG(Aldrich)を、電磁式攪拌子を含む丸底フラスコ(rbf)中に入れて乾燥させた。このフラスコを、電磁式攪拌機ホットプレート上の油浴中に置いた。この油浴を160℃に設定した。TEGを加熱し、そして水を取り除くために一晩乾燥させた。乾燥したTEGの試料を、CDClで操作するプロトンNMRに供した。
ポリエーテル−ポリエステルポリオールは、電磁式攪拌器を含む乾燥したRBF中に一定量の乾燥したTEGを量り取ることによって生成した。次いで、乾燥したラクトンを、TEGのモル数の約7倍の量で加えた。次いで、10滴のジブチル錫−ジラウレート(DBTDL)(Aldrich)をRBFに加えた。このフラスコを栓または真空栓で封止し、そして混合物を、電磁式攪拌機ホットプレート上の油浴に移した。この油浴は160℃に設定した。この混合物を、封止し、そして次いで真空を適用しながら、12時間攪拌し、そしてこの混合物を更に2時間加熱した。ポリエーテル−ポリエステルポリオールの試料を採取し、そしてGPCおよびNMRによって分析した。
テトラエチレングリコール(TEG)のH−NMR
Figure 2011516697
H−NMR(CDCl,400MHz):δ[ppm]=3.99−3.98(m,2H)、3.62(tr,4H,J=4.1Hz)、3.59−3.54(m,8H)、3.51(tr,4H,J=4.9Hz)
3.51ppmの三重線は、TEG中の2つの第一級アルコールに隣接する4つのプロトンを表している。続いて、この三重線の消滅を、TECが、対称の、または非対称のラクトンの開環重合において成功裏に反応したか否かを定めるために用いられるであろう。
<テトラエチレングリコール(TEG)の3,6−ジブチル−1,4−ジオキサン−2,5−ジオン(2−ヒドロキシへキサン酸の対称のジラクトン)との反応>
テトラエチレングリコール(TEG)(3.9g、20ミリモル)を、3,6−ジブチル−1,4−ジオキサン−2,5−ジオン(2−ヒドロキシへキサン酸の対称のジラクトン)(18.5g、140ミリモル)と、手順5に従って反応させた。未精製の生成物のH−NMRは、いかなる未反応のテトラエチレングリコールも示さなかった(3.51ppmの三重線の消滅)。このことは、TEGが、対称のラクトンの開環重合において成功裏に反応していることを示している。
<テトラエチレングリコール(TEG)の、3,6−ジオクチル−1,4−ジオキサン−2.5−ジオン(2−ヒドロキシデカン酸の対称のジラクトン)との反応>
テトラエチレングリコール(TEG)(3.9g、20ミリモル)を、3,6−ジオクチル−1,4−ジオキサン−2.5−ジオン(2−ヒドロキシデカン酸の対称のジラクトン)(26.4g、140ミリモル)と、手順5に従って反応させた。未精製の生成物のH−NMRは、いかなる未反応のテトラエチレングリコールも示さなかった(3.51ppmの三重線の消滅)。このことは、TEGが、対称のラクトンの開環重合において成功裏に反応していることを示している。
<テトラエチレングリコール(TEG)の、3,6−ジ(8−ノネニル)−1,4−ジオキサン−2,5−ジオン(2−ヒドロキシウンデセン酸の対称のジラクトン)との反応>
テトラエチレングリコール(TEG)(3.9g、20ミリモル)を、3,6−ジ(8−ノネニル)−1,4−ジオキサン−2,5−ジオン(2−ヒドロキシウンデセン酸の対称のジラクトン)(28.0g、140ミリモル)と、手順5に従って反応させた。未精製の生成物のH−NMRは、いかなる未反応のテトラエチレングリコールも示さなかった(3.51ppmの三重線の消滅)。このことは、TEGが、対称のラクトンの開環重合において成功裏に反応していることを示している。
<テトラエチレングリコール(TEG)の、3,6−ジテトラデシル−1,4−ジオキサン−2,5−ジオン(2−ヒドロキシ−ヘキサデカン酸の対称のジラクトン)との反応>
テトラエチレングリコール(TEG)(3.9g、20ミリモル)を、3,6−ジテトラデシル−1,4−ジオキサン−2,5−ジオン(2−ヒドロキシ−ヘキサデカン酸の対称のジラクトン)(38,1g、140ミリモル)と、手順5に従って反応させた。未精製の生成物のH−NMRは、いかなる未反応のテトラエチレングリコールも示さなかった(3.51ppmの三重線の消滅)。このことは、TEGが、対称のラクトンの開環重合において成功裏に反応していることを示している。
<テトラエチレングリコール(TEG)の、3,6−ジ(Z)−7−ヘキサデセニル−1,4−ジオキサン−2,5−ジオン(2−ヒドロキシ−オレイン酸の対称のジラクトン)との反応>
テトラエチレングリコール(TEG)(3.9g、20ミリモル)を、3,6−ジ(Z)−7−ヘキサデセニル−1,4−ジオキサン−2,5−ジオン(2−ヒドロキシ−オレイン酸の対称のジラクトン)(41.8g、140ミリモル)と、手順5に従って反応させた。未精製の生成物のH−NMRは、いかなる未反応のテトラエチレングリコールも示さなかった(3.51ppmの三重線の消滅)。このことは、TEGが、対称のラクトンの開環重合において成功裏に反応していることを示している。
<テトラエチレングリコール(TEG)の、3−メチル−6−テトラデシル−1,4−ジオキサン−2,5−ジオン[C3:C16:0 ラクトン]との反応>
テトラエチレングリコール(TEG)(3.9g、20ミリモル)を、3−メチル−6−テトラデシル−1,4−ジオキサン−2,5−ジオン[C3:C16:0 ラクトン](45.7g、140ミリモル)と、手順5に従って反応させた。未精製の生成物のH−NMRは、いかなる未反応のテトラエチレングリコールも示さなかった(3.51ppmの三重線の消滅)。このことは、TEGが、対称のラクトンの開環重合において成功裏に反応していることを示している。
<手順6:ポリウレタンの生成におけるポリエーテル−ポリエステルポリオールの使用>
乾燥したポリエーテル−ポリエスエルポリオール(手順5で記載したような)を、90℃に設定し、乾燥窒素でフラッシュしたオーブン中の、栓をした丸底フラスコ中で加熱した。このポリエーテル−ポリエステルポリオールを、きれいな、乾燥した、風袋測定したガラスビーカに、オーブン中で逆さまにした丸底フラスコの下にこのビーカを置いて、加えた。次いで、このビーカを秤量して、加えたポリエーテル−ポリエステルポリオールの質量を測定した。次いで、乾燥を維持するために、このビーカをオーブンに戻した。ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)は、使用の前に蒸留した。次いで、必要量のHDIを、ポリエーテル−ポリエステルポリオールを含むビーカ中に量り入れた。ジブチル錫ジラウレート(DBTDL)触媒を10滴加え、そして金属サジを用いてこれらの材料を激しく混合した。次いで、このビーカを再度オーブン中に置き、5分間加熱した。この混合物を再度混合し、そしてこの混合物をシリコーン製マフィン皿に注ぐ前に、この混合物が相当に増粘するまでサジで激しく攪拌した。次いで、この皿を80℃で、オーブン中に一晩置き、ポリマーを硬化させた。
結果として得られたポリウレタンを、NMR、GPCおよびDSCによって特性評価した。
<ポリエーテル−ポリエステルポリオール(テトラエチレングリコール(TEG)と3,6−ジブチル−1,4−ジオキサン−2,5−ジオン(2−ヒドロキシ−へキサン酸の対称のジラクトン)との反応から)とHDIとの反応>
ポリエーテル−ポリエステルポリオール(テトラエチレングリコール(TEG)と3,6−ジブチル−1,4−ジオキサン−2,5−ジオン(2−ヒドロキシ−へキサン酸の対称のジラクトン)との反応から)とHDIとを、手順6に従って反応させた。プロトンNMR(H−NMR(DMSO)、400MHz)は、4.88ppm〜4.71ppmおよび3.04ppm〜2.87ppmの間に特徴的な多重線を示し、HDIとのポリウレタンの形成を証明している。
また、比較例は、乳酸のラクトンをTEGと反応させ、次いで結果として得られるポリエーテル−ポリエスエルをHDIと反応させることによって生成させた。
結果として得られたポリエーテル−ポリエステルポリウレタンは、可撓性の材料であることが見出された。可撓性の程度は、2−ヒドロキシ脂肪酸の鎖長の長さに伴って増大する。
<単量体でキャップした、およびキャップしていない脂肪酸からのポリウレタン合成>
<材料>
ポリカプロラクトン、PCLD(CAPA 2100A)(分子量約1000)は、Era Polymer Pty Ltd.から得て、そして使用前に、高真空下(0.1トール)で、80℃で2〜3時間乾燥させた。脂肪酸改質材(エチレングリコールまたは1,6−へキサンジオールキャップあり、そしてキャップなしで)もまた、それらの使用前に、高真空下(0.1トール)で、80℃で2〜3時間乾燥させた。1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)は、Aldrichから得て、そして蒸留した。ジフェニルメタン−4,4−ジイソシアネート(MDI)は、Orica Polyurethaneから得て、そして高真空下(0.1トール)で、90℃で2〜3時間乾燥させた。鎖延長剤、1,4−ブタンジオール(BDO)はAldrichから、99%の質量分率の純度で入手し、そして入手したままで用いた。また、このBDOは、その使用の前に、高真空下(0.1トール)で、80℃で2〜3時間乾燥させた。触媒、ジブチル錫ジラウレート(DBTDL)はAldrichから得て、そして入手したままで用いた。
<合成>
PU配合は、50モル%に保持したイソシアネート(HDIまたはMDI)の比率を基に作られ、それは、合成されたPUの全体の組成に亘って、硬質セグメント部分の範囲を生じさせる。FA改質材および/またはポリエステルポリオール(PCLD)および/または鎖延長剤(BDO)は、PU組成の範囲に亘る配合のなかで変えた。触媒(DBTDL)濃度は、常に0.1モル%の一定値に保たれた。
予め秤量されたFA改質剤および/またはポリエステルポリオールおよび/または鎖延長剤は、100mLの予め乾燥されたポリプロピレンビーカ中に入れ、そして混合し、そしてエアオーブン中で80℃に加熱した。次いで、触媒(DBTDL)を秤量し、このビーカに加え、そしてプラスチック製サジでよく混合し、そしてこの混合物をオーブン中に10分間保持した。この配合のイソシアネート含量を、その対応する体積に変換し、そしてこの混合物を、針を付けたプラスチック製注射器を用いて加えた。この混合物を、ゲル化が起こるまで(60〜90秒間)手作業で攪拌し、次いで粘調な混合物をテフロン(登録商標)被覆した金属トレイ上に注いで90℃で1時間硬化させた。次いで、温度を80℃に下げ、そしてオーブン中で更に21時間硬化させた。
<配合例>
PCLD30質量%、BDO10質量%、FA改質剤−(エチレングリコールでキャップした)2−OHオレイン酸10質量%、触媒(DBTDL)0.1質量%およびHDI50質量%のPU組成物では、PCLD(17.5018g)、BDO(0.5513g)、EG−2OHオレイン酸(1.9993g),DBTDL(0.0756g)の混合物を4.9mLのHDIと反応させた。
<引張重ねせん断法による接着性のための試料の調製と試験>
基材を熱水を用いて洗浄し、アセトン中で洗浄し、次いで清浄な綿布で乾燥させた。この基材を、テフロン(登録商標)被覆したトレイ上で清浄な紙タオル上に貯蔵し、そして必要となるまで紙タオルで覆っておいた。
接着剤試料の調製:重ねせん断試料を、100℃で5分間の溶融プレスによって、5回繰り返して調製し、次いでプレス品を水冷した。これらの試料を鋼製のプレス板の間のテフロン(登録商標)シート上に置いた。テフロン(登録商標)片を、取り外しの可能なシムとして用いて接着剤ポリウレタン試料の広がりを制御した。
試験に用いた試料は例31であり、これは粘着性の、透明から蜂蜜色の材料であり、広範囲の材料(皮膚、紙、ポリオレフィンおよび金属)に対して、高い接着性を備えている。
試料を、試験の前に恒温恒湿室中で48時間状態調節した。試料は、ASTM3163に従って、1.27mm/分のクロスヘッド速度または8.5MPa/分の一定のせん断速度で試験した。
<アルミニウム片間の接着剤としての、例31の重ねせん断試験>
試料(例31からのもの)を加熱し、そして2つの清浄なアルミニウム片の間に溶融プレスして、テフロン(登録商標)被覆したガラスフィルムをシムとして用いて、0.5mmの厚さにした。このアルミニウム片は、試験標準に従って清浄にした。アルミニウム片は、正反対に向かい合うタブを有するように据付けられた。次いで、これらの試料は、試験する前に24時間、制御された湿度の実験室内で平衡にさせた。
アルミニウム基材に対する試料31の接着についての、低および高せん断速度試験条件(図4および5を参照)での、接着剤重ねせん断試験の結果は、PUは、適用された歪に対して一定の応力(抵抗)を示すことによって、接着剤として挙動していることを示している。低せん断では、接着剤−アルミニウム界面ではなく、接着剤の本体内部からの滑り/クリープによる降伏/破損。高せん断速度では、試料は、ひび割れ(接着剤−アルミニウム界面からの層間剥離)およびクリープの組合せによって降伏/破損する。全体的に、これらの結果は、アルミニウム基材への適切な接着力を示している。
<ポリエチレン片の間の接着剤としての例31の重ねせん断試験>
試料(例31からの)を加熱し、そして2枚の清浄にしたポリエチレン片の間に、テフロン(登録商標)被覆したガラスフィルムをシムとして用いて、0.5mmの厚さに溶融プレスした。これらのポリエチレン片は、試験標準に従って清浄にした。これらのポリエチレン片は、正反対に向かい合うタブを有するように据付けられた。次いで、これらの試料は、試験する前に24時間、制御された湿度の実験室内で平衡にさせた。
ポリエチレン基材に対する試料31の接着についての、低および高せん断速度試験条件(図6および7を参照)での、接着剤重ねせん断試験の結果は、PUは、適用された歪に対して一定の応力(抵抗)を示すことによって、接着剤として挙動していることを示している。低せん断では、接着剤−ポリエチレン界面ではなく、接着剤の本体内部からの滑り/クリープによる降伏/破損。高せん断速度では、試料は、滑り/クリープの組合せによって降伏/破損する。全体的に、これらの結果は、ポリエチレン基材への適切な接着力を示している。
<単量体のキャップされた、およびキャップされていない脂肪酸から調製されたポリウレタンの例>
Figure 2011516697
Figure 2011516697
Figure 2011516697
Figure 2011516697
Figure 2011516697
Figure 2011516697
Figure 2011516697
Figure 2011516697
この明細書およびこれに続く特許請求の範囲を通して、特に断りのない限り、用語「含む(comprise)」およびその変形「含む(comprises)」「含んでいる(comprising)」は、言及された整数もしくは工程、または整数もしくは工程の群を意味するが、しかしながらいずれかの他の整数もしくは工程または整数もしくは工程の群の除外を意味するのではないことが理解されるであろう。
本明細書中における、いずれかの先行刊行物(もしくはそれから導き出される情報)、または既知のいずれかの事項の参照は、そのような先行刊行物(もしくはそれから導き出される情報)または既知の事項が、本明細書が関係する努力の分野における周知の一般知識の一部を形成するという、自認もしくは容認もしくはいずれかの形の示唆ではなく、またそのように解釈すべきではない。

Claims (16)

  1. ポリマー主鎖の一部として、一般式(I)
    Figure 2011516697
    で表され、式中、AおよびBはポリマー主鎖の残りを表し、そして同じでも異なっていてもよく、そしてRは3個もしくは4個以上の炭素原子を有する置換されていてもよい脂肪族炭化水素である、α−オキシカルボニル部分を含んでなるポリウレタンポリマー。
  2. 前記α−オキシカルボニル部分が、一般式(II)
    Figure 2011516697
    で表され、式中、A、BおよびRは請求項1で規定した通りであり、Rは置換されていてもよい脂肪族炭化水素であり、そしてxは0もしくは1〜100の整数であり、ここでそれぞれの繰り返し単位xについて、x≧2である場合には、Rは同じかもしくは異なっているポリマー主鎖の一部に、存在している、請求項1記載のポリウレタンポリマー。
  3. 前記α−オキシカルボニル部分が、一般式(III)
    Figure 2011516697
    で表され、式中、A、BおよびはRは請求項1で規定した通りであり、Rは置換されていてもよい脂肪族炭化水素であり、そしてxは0もしくは1〜100の整数であり、ここでそれぞれの繰り返し単位xについて、x≧2である場合には、Rは同じかもしくは異なっており、Eは、AおよびBと共にポリマー主鎖の残りを表し、Rは置換されていてもよいアルキレン、置換されていてもよいアルケニレン、置換されていてもよいアリーレンおよび置換されていてもよいアルキレン−アリーレン−アルキレンから選ばれるz+2価の部分であり、yは1〜100の範囲の整数であり、ここでそれぞれの繰り返し単位yについて、y≧2である場合には、Rは同じかもしくは異なっており、そしてzは0もしくは1〜20の範囲の整数であるポリマー主鎖の一部に、存在している、請求項1記載のポリウレタンポリマー。
  4. 前記脂肪族炭化水素基Rが、3〜約40個の炭素原子を含む、請求項1〜3のいずれか1項記載のポリウレタンポリマー。
  5. 前記脂肪族炭化水素基Rが不飽和である、請求項1〜4のいずれか1項記載のポリウレタンポリマー。
  6. 前記脂肪族炭化水素基Rが、置換されていてもよい非環式脂肪族炭化水素である、請求項1〜5のいずれか1項記載のポリウレタンポリマー。
  7. 前記脂肪族炭化水素基Rを含む前記α−オキシカルボニル部分が、α−ヒドロキシ吉草酸、α−ヒドロキシカプロン酸、α−ヒドロキシカプリル酸、α−ヒドロキシペラルゴン酸、α−ヒドロキシカプリン酸、α−ヒドロキシラウリン酸、α−ヒドロキシミリスチン酸、α−ヒドロキシパルミチン酸、α−ヒドロキシマルガリン酸、α−ヒドロキシステアリン酸、α−ヒドロキシアラキン酸、α−ヒドロキシベヘン酸、α−ヒドロキシリグノセリン酸、α−ヒドロキシセロチン酸、α−ヒドロキシカルボセリン酸(α-hydroxy carboceric acid)、α−ヒドロキシモンタン酸、α−ヒドロキシメリシン酸、α−ヒドロキシラクセロン酸(α-hydroxy lacceroic acid)、α−ヒドロキシセロメリッシン酸(α-hydroxy ceromelissic acid)、α−ヒドロキシゲダ酸、α−ヒドロキシセロプラスチン酸、α−ヒドロキシオブツシル酸(α-hydroxy obtusilic acid)、α−ヒドロキシカプロレイン酸、α−ヒドロキシラウロレイン酸、α−ヒドロキシリンデル酸、α−ヒドロキシミリストレイン酸、α−ヒドロキシフィセテリン酸(α-hydroxy physeteric acid)、α−ヒドロキシツズ酸、α−ヒドロキシパルミトレイン酸、α−ヒドロキシサピエン酸(α-hydroxy sapienic acid)、α−ヒドロキペトロセリン酸、α−ヒドロキシオレイン酸、α−ヒドロキシエライジン酸、α−ヒドロキシバクセン酸、α−ヒドロキシガドレイン酸、α−ヒドロキシゴンドイン酸、α−ヒドロキシセトレイン酸、α−ヒドロキシエルカ酸、α−ヒドロキシネルボン酸、α−ヒドロキシリノール酸、α−ヒドロキシγ−リノレン酸、α−ヒドロキシジホモ−γ−リノレン酸、α−ヒドロキシアラキドン酸、α−ヒドロキシα−リノレン酸、α−ヒドロキシステアリドン酸、α−ヒドロキシニシン酸、およびα−ヒドロキシミード酸、から選ばれたα−ヒドロキシ酸の残基である、請求項1〜3のいずれか1項記載のポリウレタンポリマー。
  8. ポリウレタンポリマーの調製方法であって、該方法は、イソシアネート官能基を含む化合物および一般式(IV)
    Figure 2011516697
    で表され、式中、YはOHまたは−[−O−R(OH)−]−OHであり、XはHまたは−[−C(O)CH(R)O−]−Hであり、そしてRは3個もしくは4個以上の炭素原子を有する置換されていてもよい脂肪族炭化水素であり、Rは置換されていてもよい脂肪族炭化水素であり、そしてxは1〜100の正の整数であり、ここでそれぞれの繰り返し単位xについて、x≧2である場合には、Rは同じかもしくは異なっており、Rは置換されていてもよいアルキレン、置換されていてもよいアルケニレン、置換されていてもよいアリーレンおよび置換されていてもよいアルキレン−アリーレン−アルキレンから選ばれるz+2価の部分であり、yは1〜100の範囲の整数であり、ここでそれぞれの繰り返し単位yについて、y≧2である場合には、Rは同じかもしくは異なっており、そしてzは0もしくは1〜20の範囲の整数である化合物、の反応を通してウレタン結合を形成することを含んでいる、方法。
  9. 前記イソシアネート官能基を含む化合物が、m−フェニレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、2,4−トルエンジイソシアネート、2,6−トルエンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、1,4−ヘキサメチレンジイソシアネート、1,3−シクロへキサンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、ヘキサヒドロ−トルエンジイソシアネートおよびその異性体、イソホロンジイソシアネート、ジシクロ−ヘキシルメタンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ビフェニレンメタンジイソシアネート、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ビフェニレンジイソシアネート、3,3’−ジメチル−ジフェニルプロパン−4,4’−ジイソシアネート、2,4,6−トルエントリイソシアネート、4,4’−ジメチルジフェニルメタン−2,2’,5,5’−テトライソシアネートおよびポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、から選ばれる、請求項8記載の方法。
  10. 前記脂肪族炭化水素基Rが、3〜約40個の炭素原子を含む、請求項8または9記載の方法。
  11. 前記脂肪族炭化水素基Rが、不飽和である、請求項8〜10のいずれか1項記載の方法。
  12. 前記脂肪族炭化水素基Rが、非環式脂肪族炭化水素である、請求項8〜11のいずれか1項記載の方法。
  13. 一般式(IV)の前記α−オキシカルボニル部分が、α−ヒドロキシ吉草酸、α−ヒドロキシカプロン酸、α−ヒドロキシカプリル酸、α−ヒドロキシペラルゴン酸、α−ヒドロキシカプリン酸、α−ヒドロキシラウリン酸、α−ヒドロキシミリスチン酸、α−ヒドロキシパルミチン酸、α−ヒドロキシマルガリン酸、α−ヒドロキシステアリン酸、α−ヒドロキシアラキン酸、α−ヒドロキシベヘン酸、α−ヒドロキシリグノセリン酸、α−ヒドロキシセロチン酸、α−ヒドロキシカルボセリン酸(α-hydroxy carboceric acid)、α−ヒドロキシモンタン酸、α−ヒドロキシメリシン酸、α−ヒドロキシラクセロン酸(α-hydroxy lacceroic acid)、α−ヒドロキシセロメリッシン酸(α-hydroxy ceromelissic acid)、α−ヒドロキシゲダ酸、α−ヒドロキシセロプラスチン酸、α−ヒドロキシオブツシル酸(α-hydroxy obtusilic acid)、α−ヒドロキシカプロレイン酸、α−ヒドロキシラウロレイン酸、α−ヒドロキシリンデル酸、α−ヒドロキシミリストレイン酸、α−ヒドロキシフィセテリン酸(α-hydroxy physeteric acid)、α−ヒドロキシツズ酸、α−ヒドロキシパルミトレイン酸、α−ヒドロキシサピエン酸(α-hydroxy sapienic acid)、α−ヒドロキペトロセリン酸、α−ヒドロキシオレイン酸、α−ヒドロキシエライジン酸、α−ヒドロキシバクセン酸、α−ヒドロキシガドレイン酸、α−ヒドロキシゴンドイン酸、α−ヒドロキシセトレイン酸、α−ヒドロキシエルカ酸、α−ヒドロキシネルボン酸、α−ヒドロキシリノール酸、α−ヒドロキシγ−リノレン酸、α−ヒドロキシジホモ−γ−リノレン酸、α−ヒドロキシアラキドン酸、α−ヒドロキシα−リノレン酸、α−ヒドロキシステアリドン酸、α−ヒドロキシニシン酸、およびα−ヒドロキシミード酸、から選ばれるα−ヒドロキシ酸の残基である、請求項8または9記載の方法。
  14. 一般式(IV)の前記化合物が、ポリオールを、環式エステルであって、その環の一部を形成する少なくとも2つのエステル部分を有する環式エステルと反応させることによって調製され、該環が一般式(VI)
    Figure 2011516697
    で表され、式中、Rは請求項8で規定した通りである、α−オキシカルボニル部分を含む、請求項8〜13記載の方法。
  15. ポリウレタンポリマーの製造における、一般式(IV)
    Figure 2011516697
    で表され、式中、YはOHまたは−[−O−R(OH)−]−OHであり、XはHまたは−[−C(O)CH(R)O−]−Hであり、そしてRは3個もしくは4個以上の炭素原子を有する置換されていてもよい脂肪族炭化水素であり、Rは置換されていてもよい脂肪族炭化水素であり、そしてxは1〜100の正の整数であり、ここでそれぞれの繰り返し単位xについて、x≧2である場合には、Rは同じかもしくは異なっており、Rは置換されていてもよいアルキレン、置換されていてもよいアルケニレン、置換されていてもよいアリーレンおよび置換されていてもよいアルキレン−アリーレン−アルキレンから選ばれるz+2価の部分であり、yは1〜100の範囲の整数であり、ここでそれぞれの繰り返し単位yについて、y≧2である場合には、Rは同じかもしくは異なっており、そしてzは0もしくは1〜20の範囲の整数である、化合物の使用方法。
  16. 請求項1〜7のいずれか1項記載のポリウレタンポリマーを含む、発泡体、エラストマー、成形品、コーティング、繊維、シーラントまたは接着剤製品。
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