JP2012144513A - 新規化合物及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献2には、アミノアルキルアクリル酸エステルリン酸塩について記載がある。しかしながら、アミノアルキルアクリル酸エステルのリン酸塩は、経時においてヒドロキシアルキルアクリルアミドに変化してしまうという保存安定性の問題があった。
非特許文献1には、1級アミン構造を有するメタクリルアミド塩酸塩、例えば、N−(2−アミノエチル)メタクリルアミドの塩酸塩について報告があるが、塩酸塩のようにハロゲン化物イオンを含むと、金属を腐食させる問題を有していた。また、水溶液にした場合、酸性が強く、保存時に熱重合が進行する問題を有していた。
すなわち、本発明は以下のとおりである。
3.前記一般式(1)中、Lが−O−、二価の脂肪族基、及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる炭素数2〜100の二価の連結基であることを特徴とする前記1又は2に記載の化合物。
4.前記一般式(1)中、Lがエチレン基であることを特徴とする前記1〜3のいずれか1項に記載の化合物。
5.前記一般式(1)中、Lが一般式(A)で表される二価の連結基であることを特徴とする前記1〜3のいずれか1項に記載の化合物。
6.一般式(2)で表されるジアミン化合物にメタクリル酸無水物又はアクリル酸無水物を、pKa2.0以上の有機酸がジアミン化合物1モルに対して0.5〜5.0モルの割合で存在する条件下で反応させ、反応後に燐酸を添加し、有機溶剤で抽出精製を行うことを特徴とする一般式(1)で表される化合物の製造方法。
一般式(2)中、Lは、−O−、二価の脂肪族基、二価の芳香族基、及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基を表す。
Lの炭素原子数は、2乃至100であることが好ましく、2乃至30であることがより好ましく、2乃至20であることが更に好ましく、2乃至10であることが最も好ましい。
二価の芳香族基が有してもよい置換基の例としては、上記二価の脂肪族基が有してもよい置換基の例に加えて、アルキル基が挙げられる。
カルボン酸類としては、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、メタクリル酸、酪酸などの炭素原子数1〜7の脂肪族カルボン酸; 安息香酸、4−メチル安息香酸、4−メトキシ安息香酸、4−フルオロル安息香酸、4−クロロ安息香酸、2−t−ブトキシカルボニルアミノ安息香酸、4−シアノ安息香酸、4−ニトロ安息香酸、ナフチルカルボン酸のような、置換基として炭素原子数1〜4のアルキル基、炭素原子数1〜4のアルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基又はイソブトキシ基、好ましくはメトキシ基又はエトキシ基、更に好ましくはメトキシ基である。)、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又は沃素原子、好ましくはフッ素原子又は塩素原子である。)を有してもよい炭素原子数6〜10のアリールカルボン酸; 及びオキサゾリジン−4−カルボン酸,チアゾリジン−4−カルボン酸、2−オキソチアゾリジン−4−カルボン酸、ニコチン酸、キノリンカルボン酸のような、窒素、酸素及び硫黄原子から成る群から選択されるヘテロ原子を1乃至3個有し、フェニル環と縮環してもよい5乃至6員の複素環カルボン酸が挙げられる。
これらの中でも、有機溶剤溶解性の観点から、安息香酸、4−メチル安息香酸、4−メトキシ安息香酸、4−フルオロル安息香酸、4−クロロ安息香酸、2−t−ブトキシカルボニルアミノ安息香酸、4−シアノ安息香酸、4−ニトロ安息香酸、ナフチルカルボン酸のような、置換基として炭素原子数1〜4のアルキル基、炭素原子数1〜4のアルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基又はイソブトキシ基、好ましくはメトキシ基又はエトキシ基、更に好ましくはメトキシ基である。)、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又は沃素原子、好ましくはフッ素原子又は塩素原子である。)を有してもよい炭素原子数6〜10のアリールカルボン酸が好ましく、原料入手性の観点から、安息香酸が最も好ましい。
上記範囲の有機酸を用いることで、ジアミン化合物とメタクリル酸無水物又はアクリル酸無水物との反応性が適度に低下し、反応選択性が向上し、収率が向上する。
抽出精製時の精製の容易さから、リン酸量は、1又は2当量であることが好ましく、1当量が最も好ましい。そのため、一般式(1)中、x=1又は2が好ましく、1であることが最も好ましい。
メタクリル酸エステル類としては、アルキルメタクリレート(該アルキル基の炭素原子は1〜20のものが好ましく、より具体的には、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、アミルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、クロルベンジルメタクリレート、オクチルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート、5−ヒドロキシペンチルメタクリレート、2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピルメタクリレート、トリメチロールプロパンモノメタクリレート、ペンタエリスリトールモノメタクリレート、グリシジルメタクリレート、フルフリルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレートなど)、アリールメタクリレート(例えば、フェニルメタクリレート、クレジルメタクリレート、ナフチルメタクリレートなど)が挙げられる。
スチレン類としては、スチレン、アルキルスチレン(例えば、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、ジエチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、ヘキシルスチレン、シクロヘキシルスチレン、デシルスチレン、ベンジルスチレン、クロルメチルスチレン、トリフルオルメチルスチレン、エトキシメチルスチレン、アセトキシメチルスチレンなど)、アルコキシスチレン(例えばメトキシスチレン、4−メトキシ−3−メチルスチレン、ジメトキシスチレンなど)、ハロゲン含有スチレン(例えばクロルスチレン、ジクロルスチレン、トリクロルスチレン、テトラクロルスチレン、ペンタクロルスチレン、ブロムスチレン、ジブロムスチレン、ヨードスチレン、フルオルスチレン、トリフルオルスチレン、2−ブロム−4−トリフルオルメチルスチレン、4−フルオル−3−トリフルオルメチルスチレンなど)が挙げられる。
その他の具体例として、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、メタクリル酸、アクリル酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸等も挙げられる。
N−(2−アミノエチル)メタクリルアミド=一リン酸塩(M−1)の合成
2リットルの三口フラスコに、エチレンジアミン(和光純薬工業(株)製)27.0g、イオン交換水225g、メタノール225gを加え、内温5℃に冷却した。更に、安息香酸(和光純薬工業(株)製)114.3gを加え、内温5℃以下を維持したまま、メタクリル酸無水物(アルドリッチ社製)118.1gを1時間掛けて滴下した。滴下終了後、内温5℃以下を維持したまま3時間攪拌し、室温に戻し、85質量%燐酸水溶液(和光純薬工業(株)製)を加え、反応液のpHを3.0に調節した。
上記反応液に酢酸エチル1064g及びイオン交換水327gを加え抽出精製を行い、水層を収集する。集めた水層を、酢酸エチル1リットルで2回、ヘキサン1リットルで1回洗浄し、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジニル−N−オキシルを13.5mg加え、N−(2−アミノエチル)メタクリルアミド=一リン酸塩(12.5質量%水溶液)366.0gを得た(収率45%)。
塩基滴定及びNMR測定から、化合物の同定を行った。
1H−NMR(400 MHz, D2O): δ 5.687(t, J = 0.8 Hz, 1H), 5.422 (t, J= 0.8 Hz,
1H), 3.493 (t, J = 5.6 Hz, 2H), 3.099 (t, J = 5.6 Hz, 2H), 1.852 (s, 3H).
N−(4−アミノブチル)メタクリルアミド=一リン酸塩(M−3)の合成
2リットルの三口フラスコに、ブタンジアミン(東京化成工業(株)製)39.67g、イオン交換水225g、メタノール225gを加え、内温5℃に冷却した。更に、安息香酸(和光純薬工業(株)製)114.3gを加え、内温5℃以下を維持したまま、メタクリル酸無水物(アルドリッチ社製)118.1gを1時間掛けて滴下した。滴下終了後、内温5℃以下を維持したまま3時間攪拌し、室温に戻し、85質量%燐酸水溶液(和光純薬工業(株)製)を加え、反応液のpHを3.0に調節した。
上記反応液に酢酸エチル1064g及びイオン交換水327gを加え抽出精製を行い、水層を収集する。集めた水層を、酢酸エチル1リットルで2回、ヘキサン1リットルで1回洗浄し、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジニル−N−オキシルを13.5mg加え、N−(4−アミノブチル)メタクリルアミド=一リン酸塩(13.3質量%水溶液)413.1gを得た(収率48%)。
塩基滴定及びNMR測定から、化合物の同定を行った。
1H−NMR(400 MHz, D2O): δ 5.58(s, 1H), 5.33 (s, 1H), 3.20 (t, J = 5.6 Hz, 2H), 2.91 (t, J = 5.6 Hz, 2H), 1.82 (s, 3H), 1.60-1.5 (m, 4H).
N−(2−(2−(2−アミノエトキシ)エトキシ)エチル)メタクリルアミド=一リン酸塩(M−5)の合成
1リットルの三口フラスコに、1,2−ビス(2−アミノエトキシ)エタン(東京化成工業(株)製)38.9g、イオン交換水112g、メタノール112gを加え、内温5℃に冷却した。更に、安息香酸(和光純薬工業(株)製)59.4gを加え、内温5℃以下を維持したまま、メタクリル酸無水物(アルドリッチ社製)60.0gを1時間掛けて滴下した。滴下終了後、内温5℃以下を維持したまま3時間攪拌し、室温に戻し、85質量%燐酸水溶液(和光純薬工業(株)製)を加え、反応液のpHを3.0に調節した。
上記反応液に酢酸エチル575g及びイオン交換水178gを加え抽出精製を行い、水層を収集する。集めた水層を、酢酸エチル1リットルで2回、ヘキサン1リットルで1回洗浄し、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジニル−N−オキシルを6.7mg加え、N−(2−(2−(2−アミノエトキシ)エトキシ)エチル)メタクリルアミド=一リン酸塩(15.0質量%水溶液)236.2gを得た(収率43%)。
塩基滴定及びNMR測定から、化合物の同定を行った。
1H−NMR(400 MHz, D2O): δ 5.69 (s, 1H), 5.32 (s, 1H), 3.7-3.5 (m, 8H), 3.25 (t, J = 5.6 Hz, 2H), 3.19 (t, J = 5.6 Hz, 2H), 1.80 (s, 3H).
上記合成例1の安息香酸の量を変更する以外は、合成例1と同じ方法で、N−(2−アミノエチル)メタクリルアミド=一リン酸塩(M−1)を合成した。
安息香酸量、及び収率を下記表1に示した。
N−(3−(2−(2−(3−アミノプロポキシ)エトキシ)エトキシ)プロピル)メタクリルアミド=一リン酸塩(M−8)の合成
1リットルの三口フラスコに、ジエチレングリコールビス(3−アミノプロピル)エーテル(東京化成工業(株)製)44.1g、イオン交換水96.2g、メタノール96.2gを加え、内温5℃に冷却した。更に、安息香酸(和光純薬工業(株)製)gを加え、内温5℃以下を維持したまま、メタクリル酸無水物(アルドリッチ社製)61.7gを1時間掛けて滴下した。滴下終了後、内温5℃以下を維持したまま3時間攪拌し、室温に戻し、85質量%燐酸水溶液(和光純薬工業(株)製)を加え、反応液のpHを3.0に調節した。
上記反応液に酢酸エチル982g及びイオン交換水144gを加え抽出精製を行い、水層を収集する。集めた水層を、酢酸エチル0.4リットルで2回、メチルt−ブチルエーテル0.4リットルで1回洗浄し、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジニル−N−オキシルを3.9mg加え、N−(3−(2−(2−(3−アミノプロポキシ)エトキシ)エトキシ)プロピル)メタクリルアミド=一リン酸塩(17.8質量%水溶液)156.7gを得た(収率36%)。
塩基滴定及びNMR測定から、化合物の同定を行った。
1H−NMR(400 MHz, D2O): δ 5.57 (s, 1H), 5.34 (s, 1H), 3.7-3.4 (m, 12H), 3.21 (t, J = 5.6 Hz, 2H), 3.01 (t, J = 5.6 Hz, 2H), 1.85 (m, 5H), 1.72 (m, 2H).
上記方法で合成した本発明の化合物の保存安定性、及びアルミ腐食性の評価を実施した。比較例には、下記の比較用化合物(R−1)〜(R−5)を使用した。
サンプル瓶に、各化合物の10質量%水溶液を作製して、55℃のオーブンの中で1週間放置した。1週間後、ポリマー状粘調物の沈降の有無を目視で確認した。
結果を表2に示した。表2中、○は沈降なし、×は沈降ありを表す。
各化合物の10質量%水溶液にアルミ板を浸漬させて、3日間室温で放置後、アルミ板の腐食性を目視で確認した。
結果を表2に示した。表2中、○は腐食なし、×は腐食ありを表す。
3.前記一般式(1)中、Lが二価の脂肪族基、及び−O−と二価の脂肪族基との組み合わせからなる群より選ばれる炭素数2〜100の二価の連結基であることを特徴とする前記1又は2に記載の化合物。
4.前記一般式(1)中、Lがエチレン基であることを特徴とする前記1〜3のいずれか1項に記載の化合物。
5.前記一般式(1)中、Lが一般式(A)で表される二価の連結基であることを特徴とする前記1〜3のいずれか1項に記載の化合物。
Claims (6)
- 前記一般式(1)中、xが1又は2であることを特徴とする請求項1記載の化合物。
- 前記一般式(1)中、Lが−O−、二価の脂肪族基、及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる炭素数2〜100の二価の連結基であることを特徴とする請求項1又は2に記載の化合物。
- 前記一般式(1)中、Lがエチレン基であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の化合物。
- 下記一般式(2)で表されるジアミン化合物にメタクリル酸無水物又はアクリル酸無水物を、pKa2.0以上の有機酸がジアミン化合物1モルに対して0.5〜5.0モルの割合で存在する条件下で反応させ、反応後に燐酸を添加し、有機溶剤で抽出精製を行うことを特徴とする一般式(1)で表される化合物の製造方法。
一般式(1)中、Rは、水素原子又はメチル基を表す。Lは、−O−、二価の脂肪族基、二価の芳香族基、及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基を表す。xは、1〜3の整数を表す。
一般式(2)中、Lは、−O−、二価の脂肪族基、二価の芳香族基、及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基を表す。
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