JP2012515809A - Raft重合 - Google Patents

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Abstract

式(I)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマー[挿入式(I)][式中、Uは、H、C1〜C4アルキルまたはハロゲンから選択され、Vは、ハロゲンもしくはO−Gの形態であり、Gは、−C(O)R1および−R1から選択され、またはVは、NGGaの形態であり、Gは先に定義の通りであり、Gaは、HおよびR1から選択され、GおよびGaは、Nと一緒になって複素環を形成し、またはVは、CH2bの形態であり、Gbは、H、R1、OH、OR1、NR1 2、PR1 2、P(O)R1 2、P(OR12、SR1、SOR1およびSO21から選択され、該または各R1は、独立に、任意選択により置換されているアルキル、任意選択により置換されているアルケニル、任意選択により置換されているアルキニル、任意選択により置換されているアリール、任意選択により置換されているヘテロアリール、任意選択により置換されているカルボシクリル、任意選択により置換されているヘテロシクリル、任意選択により置換されているアリールアルキル、任意選択により置換されているヘテロアリールアルキル、任意選択により置換されているアルキルアリール、任意選択により置換されているアルキルヘテロアリール、および任意選択により置換されているポリマー鎖から選択される]を、式(II)または(III)のRAFT剤[式中、Yはルイス塩基部分であり、Y*はn価のルイス塩基部分であり、XはOまたはNR1であり、R1は、先に定義の通りであるか、またはYもしくはY*およびNと一緒になって複素環を形成し、mは1以上の整数であり、nは2以上の整数であり、R*はm価のラジカル脱離基であり、これは式(I)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーのフリーラジカル重合を開始するR*をもたらし、Rはフリーラジカル脱離基であり、これは式(I)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーのフリーラジカル重合を開始するR*をもたらす]の制御下で重合するステップを含む、ポリマーの調製方法。

Description

本発明は、一般にRAFT重合に関する。より具体的には、本発明は、RAFT重合によってポリマーを調製する方法、該方法によって調製されたポリマー、ブロックコポリマー、ならびにRAFT剤およびその前駆体に関する。
可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)重合は、リビング重合に関連する特徴を示す重合技術である(例えば、特許文献1参照)。リビング重合は、一般に、当技術分野では不可逆的な連鎖の停止が実質的に存在しない連鎖重合の形態とみなされる。リビング重合の重要な特徴は、重合を支持するモノマーおよび反応条件が提供される間、ポリマー鎖が成長し続けることである。RAFT重合によって調製されたポリマーは、有利には、十分に定義された分子構造、所定の分子量、および狭い分子量分布または低い多分散性を示すことができる。
RAFT重合は、以下のスキーム1に単純化して例示する機構に従って、RAFT剤の制御下で進行すると考えられる。
Figure 2012515809
スキーム1:RAFT重合に提案される機構(式中、Mはモノマーを表し、Pnは重合したモノマーを表し、ZおよびRは以下に定義の通りである)。
スキーム1に関して、Rは、使用される重合条件下でフリーラジカル脱離基として機能し、さらにはフリーラジカル脱離基として重合を再開する能力を保持する基を表す。Zは、重合が過度に遅延する程度までRAFT付加物ラジカルの開裂速度を減速することなく、フリーラジカル付加に対するRAFT剤のC=S部分の適切な反応性を伝えるように機能する基を表す。所与の薬剤に対してこのように機能するRおよびZの両方の能力は、重合するモノマーの性質および重合条件によって影響を受けることが知られている。
実際、所与の重合反応において使用するためのRAFT剤のRおよびZ基は、一般に、重合するモノマーの種類を考慮して選択される。例えば当技術分野では、ジチオカルバミン酸エステルおよびキサントゲン酸エステルRAFT剤をもたらすZ基は、一般に、相対的に不安定な成長ラジカルを生成するモノマー(すなわち、酢酸ビニル、N−ビニルピロリドンおよびN−ビニルカルバゾールなどの低活性化モノマー)の重合を制御するのに使用することができ、ジチオエステルおよびトリチオカーボネートRAFT剤を形成するZ基は、一般に、相対的に安定な成長ラジカルを生成するモノマー(すなわち、メタクリレートエステルおよびスチレンなどの高活性化モノマー)の重合を制御するのに使用できることが知られている。換言すれば、所与のRAFT剤は、一般に、低活性化および高活性化モノマーの両方(すなわち、著しく異なる反応性を有するモノマー、例えばスチレンおよび酢酸ビニル)の重合の制御に使用するには適していないことになる。
前述のことから、制限された環境下で、RAFT剤は、低活性化および高活性化モノマーの混合物を重合するために使用されることになる。その場合、選択されたモノマーの反応性およびモル比が適切ならば、低活性化および高活性化モノマーの重合した残基を含む統計的(またはランダム)コポリマーを調製するためにRAFT剤が使用され得ることを当業者は理解されよう。現在までに、RAFT重合による低活性化および高活性化モノマー由来のブロックコポリマー(例えば、酢酸ビニル−アクリレートブロックコポリマー)の調製が困難であると証明されていることは、このことの1つの実際的な結論であることも当業者は理解されよう。
Z=FであるRAFT剤が開示されていることにも留意されたい(例えば、特許文献2参照)。この種のRAFT剤は、異なる反応性を有するモノマーを重合する潜在能力を有するとされている。しかし、かかるRAFT剤は、一般に合成が困難であり、特定の重合条件下では不安定になるおそれがあり、それらの有効性はまだ証明されていない。
国際公開第98/01478号パンフレット 国際公開第2006/122344号パンフレット
Greenlee, R.Z., in Polymer Handbook 3rd Edition (Brandup, J., and Immergut. E.H. Eds) Wiley: New York, 1989 p II/53 Moad et al, Polymer 49 (2008), 1079-1131 Moad and Solomon "the Chemistry of Free Radical Polymerisation", Pergamon, London, 1995, pp 53-95 Ang. Chem. Int. Ed. 16, 1977, 266-267 Aust. J. Chem. 58, 2005, 437-441
RAFT剤の制御下でモノマーを重合してポリマーを形成する従来の方法を使用することによって、数々の利点が得られるものの、現在公知のものと比較してさらなる実用性をもたらすRAFT重合法およびRAFT剤を提供することが望ましいと思われる。
したがって本発明は、式(I)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマー
Figure 2012515809
[式中、Uは、H、C1〜C4アルキルまたはハロゲンから選択され、Vは、ハロゲンもしくはO−Gの形態であり、Gは、−C(O)R1および−R1から選択され、またはVは、NGGaの形態であり、Gは先に定義の通りであり、Gaは、HおよびR1から選択され、もしくはGおよびGaは、Nと一緒になって複素環を形成し、またはVは、CH2bの形態であり、Gbは、H、R1、OH、OR1、NR1 2、PR1 2、P(O)R1 2、P(OR12、SR1、SOR1およびSO21から選択され、該または各R1は、独立に、任意選択により置換されているアルキル、任意選択により置換されているアルケニル、任意選択により置換されているアルキニル、任意選択により置換されているアリール、任意選択により置換されているヘテロアリール、任意選択により置換されているカルボシクリル、任意選択により置換されているヘテロシクリル、任意選択により置換されているアリールアルキル、任意選択により置換されているヘテロアリールアルキル、任意選択により置換されているアルキルアリール、任意選択により置換されているアルキルヘテロアリール、および任意選択により置換されているポリマー鎖から選択される]を、
式(II)または(III)のRAFT剤
Figure 2012515809
[式中、Yはルイス塩基部分であり、Y*はn価のルイス塩基部分であり、XはOまたはNR1であり、R1は、先に定義の通りであるか、またはYもしくはY*およびNと一緒になって複素環を形成し、mは1以上の整数であり、nは2以上の整数であり、R*はm価のラジカル脱離基であり、これは式(I)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーのフリーラジカル重合を開始するR*・をもたらし、Rはフリーラジカル脱離基であり、これは式(I)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーのフリーラジカル重合を開始するR・をもたらす]
の制御下で重合するステップを含む、ポリマーの調製方法を提供する。
本発明のいくつかの実施形態では、ルイス塩基部分は、ルイス塩基性窒素原子(N)(すなわち、電子対を供与することができる窒素原子)を含む。
式(II)および(III)のRAFT剤は、Xに共有結合したルイス塩基部分を有し、低活性化モノマー(すなわち、式(I)のモノマー)の重合に使用するのに適している。ここで、ルイス塩基部分がルイス付加物の形態である場合(すなわち、ルイス塩基部分がルイス酸部分に連結している場合)、該薬剤は、高活性化モノマーの重合の制御に使用できることも見出された。さらに、ルイス酸部分は、ルイス塩基部分と可逆的に連結することができる。したがって、式(II)および(III)のRAFT剤は、式(II)および(III)のルイス付加物の制御下で高活性化モノマーの重合によって調製されたマクロRAFT剤の形態で提供することができる。
したがって本発明の一実施形態では、式(II)および(III)のRAFT剤は、
(i)式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマー
Figure 2012515809
[式中、Wは、Hであるか、またはV1と一緒になってラクトン、無水物もしくはイミド環を形成し、U1は、H、C1〜C4アルキル、CO21およびハロゲンから選択され、V1は、Wと一緒になってラクトン、無水物もしくはイミド環を形成するか、または任意選択により置換されているアリール、アルケニル、CO2H、CO21、COR1、CN、CONH2、CONHR1、CONR1 2、PO(OR12、PO(R12、PO(OH)R1、PO(OH)2、SO(OR1)、SO2(OR1)、SOR1およびSO21から選択され、該または各R1は先に定義の通りである]を、
それぞれ式(V)または(VI)のRAFT剤であるルイス付加物
Figure 2012515809
[式中、Y、X、mおよびnは、先に定義の通りであり、Y*は、(n+1)価のルイス塩基部分であり、Aは、YまたはY*と連結してそれぞれの付加物を形成するルイス酸部分であり、R*は、m価のラジカル脱離基であり、これは式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーのフリーラジカル重合を開始するR*・をもたらし、Rはフリーラジカル脱離基であり、これは式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーのフリーラジカル重合を開始するR・をもたらす]
の制御下で重合して、マクロRAFT剤であるルイス付加物を形成するステップと、
(ii)こうして形成されたマクロRAFT剤であるルイス付加物のYまたはY*からAを解離することによって、マクロRAFT剤を形成するステップと
を含む方法によって調製されたマクロRAFT剤である。
この方法によって、式(V)または(VI)のRAFT剤であるルイス付加物を、第1のRAFT重合において使用して、高活性化モノマー(すなわち、式(IV)のモノマー)のブロックを含むマクロRAFT剤であるルイス付加物を形成することができる。次いで、こうして形成されたマクロRAFT剤であるルイス付加物を使用して、YまたはY*からAを解離してマクロRAFT剤を形成することができ、次いでこれを第2のRAFT重合で使用して、その後の低活性化モノマー(すなわち、式(I)のモノマー)のブロックを形成することができる。
したがって、多段階のRAFT重合法の形態において、本発明はまた、
(i)式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマー
Figure 2012515809
[式中、Wは、Hであるか、またはV1と一緒になってラクトン、無水物もしくはイミド環を形成し、U1は、H、C1〜C4アルキル、CO21およびハロゲンから選択され、V1は、Wと一緒になってラクトン、無水物もしくはイミド環を形成するか、または任意選択により置換されているアリール、アルケニル、CO2H、CO21、COR1、CN、CONH2、CONHR1、CONR1 2、PO(OR12、PO(R12、PO(OH)R1、PO(OH)2、SO(OR1)、SO2(OR1)、SOR1およびSO21から選択され、該または各R1は、独立に、任意選択により置換されているアルキル、任意選択により置換されているアルケニル、任意選択により置換されているアルキニル、任意選択により置換されているアリール、任意選択により置換されているヘテロアリール、任意選択により置換されているカルボシクリル、任意選択により置換されているヘテロシクリル、任意選択により置換されているアリールアルキル、任意選択により置換されているヘテロアリールアルキル、任意選択により置換されているアルキルアリール、任意選択により置換されているアルキルヘテロアリール、および任意選択により置換されているポリマー鎖から選択される]を、
式(V)または(VI)のRAFT剤であるルイス付加物
Figure 2012515809
[式中、Yはルイス塩基部分であり、Y*は、(n+1)価のルイス塩基部分であり、XはOまたはNR1であり、R1は、先に定義の通りであるか、またはYおよびNと一緒になって複素環を形成し、mは1以上の整数であり、nは2以上の整数であり、Aは、YまたはY*と連結してそれぞれの付加物を形成するルイス酸部分であり、R*は、m価のラジカル脱離基であり、これは式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーのフリーラジカル重合を開始するR*・をもたらし、Rはフリーラジカル脱離基であり、これは式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーのフリーラジカル重合を開始するR・をもたらす]
の制御下で重合して、マクロRAFT剤であるルイス付加物を形成するステップと、
(ii)こうして形成されたマクロRAFT剤であるルイス付加物のYまたはY*からAを解離することによって、マクロRAFT剤を形成するステップと、
(iii)式(I)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマー
Figure 2012515809
[式中、Uは、H、C1〜C4アルキルまたはハロゲンから選択され、Vは、ハロゲンもしくはO−Gの形態であり、Gは、−C(O)R1および−R1から選択され、またはVは、NGGaの形態であり、Gは先に定義の通りであり、Gaは、HおよびR1から選択され、もしくはGおよびGaは、Nと一緒になって複素環を形成し、またはVは、CH2bの形態であり、Gbは、H、R1、OH、OR1、NR1 2、PR1 2、P(O)R1 2、P(OR12、SR1、SOR1およびSO21から選択され、該または各R1は、独立に、任意選択により置換されているアルキル、任意選択により置換されているアルケニル、任意選択により置換されているアルキニル、任意選択により置換されているアリール、任意選択により置換されているヘテロアリール、任意選択により置換されているカルボシクリル、任意選択により置換されているヘテロシクリル、任意選択により置換されているアリールアルキル、任意選択により置換されているヘテロアリールアルキル、任意選択により置換されているアルキルアリール、任意選択により置換されているアルキルヘテロアリール、および任意選択により置換されているポリマー鎖から選択される]を、
ステップ(ii)で形成されたマクロRAFTの制御下で重合するステップと
を含むポリマーの調製方法を提供する。
式(V)または(VI)のRAFT剤は、当然のことながら、式(IV)のモノマーの重合の制御においてのみ使用してもよい。
したがってさらなる一態様では、本発明はまた、式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマー
Figure 2012515809
[式中、Wは、Hであるか、またはV1と一緒になってラクトン、無水物もしくはイミド環を形成し、U1は、H、C1〜C4アルキル、CO21およびハロゲンから選択され、V1は、Wと一緒になってラクトン、無水物もしくはイミド環を形成するか、または任意選択により置換されているアリール、アルケニル、CO2H、CO21、COR1、CN、CONH2、CONHR1、CONR1 2、PO(OR12、PO(R12、PO(OH)R1、PO(OH)2、SO(OR1)、SO2(OR1)、SOR1およびSO21から選択され、該または各R1は、独立に、任意選択により置換されているアルキル、任意選択により置換されているアルケニル、任意選択により置換されているアルキニル、任意選択により置換されているアリール、任意選択により置換されているヘテロアリール、任意選択により置換されているカルボシクリル、任意選択により置換されているヘテロシクリル、任意選択により置換されているアリールアルキル、任意選択により置換されているヘテロアリールアルキル、任意選択により置換されているアルキルアリール、任意選択により置換されているアルキルヘテロアリール、および任意選択により置換されているポリマー鎖から選択される]を、
式(V)または(VI)のRAFT剤であるルイス付加物
Figure 2012515809
[式中、Yはルイス塩基部分であり、Y*は、(n+1)価のルイス塩基部分であり、XはOまたはNR1であり、R1は、YおよびNと一緒になって複素環を形成し、またはR1は、独立に、任意選択により置換されているアルキル、任意選択により置換されているアルケニル、任意選択により置換されているアルキニル、任意選択により置換されているアリール、任意選択により置換されているヘテロアリール、任意選択により置換されているカルボシクリル、任意選択により置換されているヘテロシクリル、任意選択により置換されているアリールアルキル、任意選択により置換されているヘテロアリールアルキル、任意選択により置換されているアルキルアリール、任意選択により置換されているアルキルヘテロアリール、および任意選択により置換されているポリマー鎖から選択され、mは1以上の整数であり、nは2以上の整数であり、Aは、YまたはY*と連結してそれぞれの付加物を形成するルイス酸部分であり、R*は、m価のラジカル脱離基であり、これは式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーのフリーラジカル重合を開始するR*・をもたらし、Rはフリーラジカル脱離基であり、これは式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーのフリーラジカル重合を開始するR・をもたらす]
の制御下で重合するステップを含む、ポリマーの調製方法を提供する。
本発明の方法によれば、式(I)の2つ以上の異なるモノマーまたは式(IV)の2つ以上の異なるモノマーは、混合物として、または逐次的にRAFT剤の制御下で重合することができる。換言すれば、式(I)の2つ以上の異なるモノマーは、このステップで形成されるポリマー鎖セグメントがブロックコポリマーもしくはマルチブロックコポリマーとなるように、逐次的に重合することができ、またはこれらのモノマーは、形成されるポリマー鎖が統計的コポリマーとなるように、モノマー混合物として一緒に重合することができ、またはこれらのモノマーは、かかる可能性の組合せとして重合することができる。同様に、式(IV)の2つ以上の異なるモノマーは、このステップで形成されるポリマー鎖セグメントがブロックコポリマーもしくはマルチブロックコポリマーとなるように、逐次的に重合することができ、またはこれらのモノマーは、形成されるポリマー鎖が統計的コポリマーとなるように、モノマー混合物として一緒に重合することができ、またはこれらのモノマーは、かかる可能性の組合せとして重合することができる。
式(I)の1つまたは複数のモノマーおよび式(IV)の1つまたは複数のモノマーから形成されたモノマー混合物を、RAFT剤の制御下で重合することもできる。換言すれば、式(I)の1つまたは複数のモノマーおよび式(IV)の1つまたは複数のモノマーから形成されたモノマー混合物は、形成されるポリマー鎖が統計的コポリマーとなるように重合することができる。このモノマー重合法は、当然のことながら、先に直接概説した方法と組み合わせて実施することができる。
当業者は、先の方法の逐次的なRAFT重合ステップ(i)および(iii)によって、式(IV)および(I)のモノマーの重合した残基に由来する新規のコポリマーが得られることを理解されよう。この重合法は、特にブロックコポリマーの調製に適している。
本発明はさらに、本発明の方法に従って調製されたポリマー、ならびに本発明の方法に従って使用するのに適した、以下に定義の新規のRAFT剤およびその前駆体を提供する。
本発明はまた、式(VII)または(VIII)の部分を含むポリマーを提供する
Figure 2012515809
[式中、Yは、ルイス塩基部分であり、XはOまたはNR1であり、R1は、YおよびNと一緒になって複素環を形成し、またはR1は、独立に、任意選択により置換されているアルキル、任意選択により置換されているアルケニル、任意選択により置換されているアルキニル、任意選択により置換されているアリール、任意選択により置換されているヘテロアリール、任意選択により置換されているカルボシクリル、任意選択により置換されているヘテロシクリル、任意選択により置換されているアリールアルキル、任意選択により置換されているヘテロアリールアルキル、任意選択により置換されているアルキルアリール、任意選択により置換されているアルキルヘテロアリール、および任意選択により置換されているポリマー鎖から選択され、Aは、Yと連結してルイス付加物を形成するルイス酸部分であり、POLは、1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーの重合した残基である]。
本発明はまた、式(VIIa)または(VIIIa)の部分を含むポリマーを提供する
Figure 2012515809
[式中、Yは、ルイス塩基部分であり、XはOまたはNR1であり、R1は、YおよびNと一緒になって複素環を形成し、またはR1は、独立に、任意選択により置換されているアルキル、任意選択により置換されているアルケニル、任意選択により置換されているアルキニル、任意選択により置換されているアリール、任意選択により置換されているヘテロアリール、任意選択により置換されているカルボシクリル、任意選択により置換されているヘテロシクリル、任意選択により置換されているアリールアルキル、任意選択により置換されているヘテロアリールアルキル、任意選択により置換されているアルキルアリール、任意選択により置換されているアルキルヘテロアリール、および任意選択により置換されているポリマー鎖から選択され、Aは、Yと連結してルイス付加物を形成するルイス酸部分であり、PBは、式(I)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーの重合した残基であり、PDは、式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーの重合した残基であり、PRは、式(I)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーおよび式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーから形成されたモノマー混合物の重合した残基であり、各wは、独立に0または1であり、
Figure 2012515809
Uは、H、C1〜C4アルキルまたはハロゲンから選択され、Vは、ハロゲンもしくはO−Gの形態であり、Gは、−C(O)R1および−R1から選択され、またはVは、NGGaの形態であり、Gは先に定義の通りであり、Gaは、HおよびR1から選択され、もしくはGおよびGaは、Nと一緒になって複素環を形成し、またはVは、CH2bの形態であり、Gbは、H、R1、OH、OR1、NR1 2、PR1 2、P(O)R1 2、P(OR12、SR1、SOR1およびSO21から選択され、該または各R1は、先に定義の通りであり、
Figure 2012515809
式中、Wは、Hであるか、またはV1と一緒になってラクトン、無水物もしくはイミド環を形成し、U1は、H、C1〜C4アルキル、CO21およびハロゲンから選択され、V1は、Wと一緒になってラクトン、無水物もしくはイミド環を形成するか、または任意選択により置換されているアリール、アルケニル、CO2H、CO21、COR1、CN、CONH2、CONHR1、CONR1 2、PO(OR12、PO(R12、PO(OH)R1、PO(OH)2、SO(OR1)、SO2(OR1)、SOR1およびSO21から選択され、該または各R1は先に定義の通りである]。
先の部分(VII)、(VIII)、(VIIa)および(VIIIa)は、本発明に従って調製できるポリマーの構造因子を含む。該部分は、当然のことながらより複雑なポリマー構造の一部を形成することができる。例えば、該部分は、星型ポリマーの分岐アームを表すことができる。該部分のポリマー鎖は、該部分を調製するために使用されるRAFT剤に由来するような先に定義のRまたはR*基で終端していてもよい。
当業者は、本発明の方法が、それらのそれぞれのOおよびN原子に共有結合したルイス塩基部分(上式のXで表される)を用いることによって、キサントゲン酸エステルおよびジチオカルバミン酸エステルRAFT剤の有用性を拡大することを理解されよう。理論に拘泥するものではないが、ルイス塩基部分とルイス酸部分によるルイス付加物の形成は、薬剤がその「遊離塩基」形態である場合と比較して、フリーラジカル付加に対する該薬剤のC=S部分の反応性を変化させると思われる。有利には、フリーラジカル付加に対する薬剤の反応性を変化させるまたは切り替える能力によって、所与の薬剤を、著しく異なる反応性を有するモノマーの重合に使用することができる。したがってかかる薬剤は、高活性化または低活性化モノマーを重合するために使用できるだけでなく、今まで従来のRAFT重合法/薬剤を使用して調製することが困難であったかかるモノマーのブロックコポリマーを調製するために使用することもできる。
本発明のこれらおよび他の態様を、以下により詳細に記載する。
本発明の方法によれば、1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーを、特定のRAFT剤の制御下で重合する。RAFT剤の「制御下」で重合するとは、可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)機構を介してモノマーの重合を進行させてポリマーを形成することを意味する。
RAFT重合によって調製されたポリマーは、有利には、十分に定義された分子構造、所定の分子量、および狭い分子量分布または低い多分散性を示すことができる。RAFT重合によって調製されたポリマーは、一般に、RAFT剤なしで実施される重合と比較して低い多分散性を有することになる。RAFT剤の制御下で重合することによって、得られるポリマーは、約2.0未満、例えば約1.5未満、または約1.2未満の多分散性を有することができる。かかる多分散性の値は、少なくとも30%、例えば少なくとも40%、または少なくとも50%、または少なくとも60%、または少なくとも70%のモノマー変換率(%)で達成可能である。
RAFT剤の制御下で「重合した」エチレン性不飽和モノマーとは、少なくとも単一のモノマー残基が、RAFT機構に従って、薬剤の−S−原子に隣接して挿入されることを意味する。一般に2つ以上のモノマー残基が、RAFT機構に従って、薬剤の−S−原子に隣接して挿入されることになる。
1つまたは複数の「エチレン性不飽和モノマー」とは、式(I)の1つもしくは複数のエチレン性不飽和モノマーおよび/または式(IV)の1つもしくは複数のエチレン性不飽和モノマーを意味する。
本発明に従って使用されるモノマーは、一般式(I)または(IV)を有し、
Figure 2012515809
式中、Uは、H、C1〜C4アルキルまたはハロゲンから選択され、Vは、ハロゲンもしくはO−Gの形態であり、Gは、−C(O)R1および−R1から選択され、またはVは、NGGaの形態であり、Gは先に定義の通りであり、Gaは、HおよびR1から選択され、GおよびGaは、Nと一緒になって複素環を形成し、またはVは、CH2bの形態であり、Gbは、H、R1、OH、OR1、NR1 2、PR1 2、P(O)R1 2、P(OR12、SR1、SOR1およびSO21から選択され、該または各R1は、独立に、任意選択により置換されているアルキル、任意選択により置換されているアルケニル、任意選択により置換されているアルキニル、任意選択により置換されているアリール、任意選択により置換されているヘテロアリール、任意選択により置換されているカルボシクリル、任意選択により置換されているヘテロシクリル、任意選択により置換されているアリールアルキル、任意選択により置換されているヘテロアリールアルキル、任意選択により置換されているアルキルアリール、任意選択により置換されているアルキルヘテロアリール、および任意選択により置換されているポリマー鎖から選択され、
Figure 2012515809
式中、Wは、Hであるか、またはV1と一緒になってラクトン、無水物もしくはイミド環を形成し、U1は、H、C1〜C4アルキル、CO21およびハロゲンから選択され、V1は、Wと一緒になってラクトン、無水物もしくはイミド環を形成するか、または任意選択により置換されているアリール、アルケニル、CO2H、CO21、COR1、CN、CONH2、CONHR1、CONR1 2、PO(OR12、PO(R12、PO(OH)R1、PO(OH)2、SO(OR1)、SO2(OR1)、SOR1およびSO21から選択され、該または各R1は、独立に、任意選択により置換されているアルキル、任意選択により置換されているアルケニル、任意選択により置換されているアルキニル、任意選択により置換されているアリール、任意選択により置換されているヘテロアリール、任意選択により置換されているカルボシクリル、任意選択により置換されているヘテロシクリル、任意選択により置換されているアリールアルキル、任意選択により置換されているヘテロアリールアルキル、任意選択により置換されているアルキルアリール、任意選択により置換されているアルキルヘテロアリール、および任意選択により置換されているポリマー鎖から選択される。
該または各R1は、独立に、任意選択により置換されているC1〜C22アルキル、任意選択により置換されているC2〜C22アルケニル、任意選択により置換されているC2〜C22アルキニル、任意選択により置換されているC6〜C18アリール、任意選択により置換されているC3〜C18ヘテロアリール、任意選択により置換されているC3〜C18カルボシクリル、任意選択により置換されているC2〜C18ヘテロシクリル、任意選択により置換されているC7〜C24アリールアルキル、任意選択により置換されているC4〜C18ヘテロアリールアルキル、任意選択により置換されているC7〜C24アルキルアリール、任意選択により置換されているC4〜C18アルキルへテロアリール、および任意選択により置換されているポリマー鎖から選択することもできる。
該または各R1は、独立に、任意選択により置換されているC1〜C22アルキル、任意選択により置換されているC2〜C22アルケニル、C2〜C22の任意選択により置換されているアルキニル、任意選択により置換されているアリール、任意選択により置換されているヘテロアリール、任意選択により置換されているカルボシクリル、任意選択により置換されているヘテロシクリル、任意選択により置換されているアリールアルキル、任意選択により置換されているヘテロアリールアルキル、任意選択により置換されているアルキルアリール、任意選択により置換されているアルキルヘテロアリール、および任意選択により置換されているポリマー鎖から選択することもできる。
一実施形態では、R1は、独立に、任意選択により置換されているC1〜C4アルキルから選択することができる。
1の任意選択の置換基の例には、その塩および誘導体を含む、アルキレンオキシジル(alkyleneoxidyl)(エポキシ)、ヒドロキシ、アルコキシ、アシル、アシルオキシ、ホルミル、アルキルカルボニル、カルボキシ、スルホン酸、アルコキシ−またはアリールオキシ−カルボニル、イソシアネート、シアノ、シリル、ハロ、アミノから選択されるものが含まれる。ポリマー鎖の例には、ポリアルキレンオキシド、ポリアリーレンエーテルおよびポリアルキレンエーテルから選択されるものが含まれる。
RAFT重合の状況下では、式(I)および(IV)のモノマーは、異なる反応性を有するとみなされることを当業者は理解されよう。特に式(I)のモノマーは、一般に、重合中に不対電子を担持している炭素原子がsp3混成炭素、酸素、窒素またはハロゲン原子に結合し、したがって相対的に不安定な成長ラジカルを提供するという点で、RAFT重合に対する活性が低いとみなされる。式(IV)のモノマーは、一般に、重合中に不対電子を担持している炭素原子が、二重もしくは三重結合の一部を形成するspもしくはsp2混成炭素原子に結合し、またはリンもしくは硫黄原子に結合し、したがって相対的に安定な成長ラジカルを提供するという点で、RAFT重合に対する活性が高いとみなされる。
本明細書では、「異なる反応性」を有し、本発明に従って使用できるエチレン性不飽和モノマーへの言及は、RAFT重合の状況下でのモノマーの相対的な反応性に関することを企図する。
「低活性化」モノマー(すなわち、式(I)のモノマー)の例には、ビニルエーテル、ビニルアルカノエート、ハロゲン化ビニル、N−ビニルアミド、N−ビニルラクタム、N−ビニルヘテロ芳香族、ビニルシラン、リン酸ビニルおよびアリルまたはジアリルモノマーが含まれる。
「低活性化」モノマー(すなわち、式(I)のモノマー)の具体例には、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル;酪酸ビニル、デカン酸ビニル、ネオデカン酸ビニル、ステアリン酸ビニル;トリフルオロ酢酸ビニル;安息香酸ビニル、ビニルエステル系グリコモノマー(glycomonomer)、エチルビニルエーテル、塩化ビニル、フッ化ビニル、臭化ビニル、N−ビニルホルムアミド、N−ビニル−N−メチルアセトアミド、N−ビニルフタルイミド、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、N−ビニルカルバゾール、ビニルトリメチルシラン、ビニルトリフェニルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、および塩化ジアリルジメチルアンモニウムが含まれる。
「高活性化」モノマー(すなわち、式(IV)のモノマー)の例には、アクリレート、メタクリレート、スチレン類(styenics)、ビニル芳香族およびヘテロ芳香族、共役ジエン、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、無水マレイン酸およびマレイミド、ビニルスルホン、ビニルスルホキシド、ホスフィン酸ビニル、ホスホン酸ビニル、ならびにその組合せが含まれる。
「高活性化」モノマー(すなわち、式(IV)のモノマー)の具体例には、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(すべての異性体)、ブチルメタクリレート(すべての異性体)、2−エチルヘキシルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、メタクリル酸、ベンジルメタクリレート、フェニルメタクリレート、メタクリロニトリル、α−メチルスチレン、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート(すべての異性体)、ブチルアクリレート(すべての異性体)、2−エチルヘキシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、アクリル酸、ベンジルアクリレート、フェニルアクリレート、アクリロニトリル、スチレン、グリシジルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート(すべての異性体)、ヒドロキシブチルメタクリレート(すべての異性体)、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート、N,N−ジエチルアミノエチルメタクリレート、トリエチレングリコールメタクリレート、イタコン酸無水物、イタコン酸、グリシジルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート(すべての異性体)、ヒドロキシブチルアクリレート(すべての異性体)、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、N,N−ジエチルアミノエチルアクリレート、トリエチレングリコールアクリレート、メタクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−tert−ブチルメタクリルアミド、N−n−ブチルメタクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド、N−エチロールメタクリルアミド、N−tert−ブチルアクリルアミド、N−n−ブチルアクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−エチロールアクリルアミド、ビニル安息香酸(すべての異性体)、ジエチルアミノスチレン(すべての異性体)、α−メチルビニル安息香酸(すべての異性体)、ジエチルアミノα−メチルスチレン(すべての異性体)、p−ビニルベンゼンスルホン酸、p−ビニルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩、トリメトキシシリルプロピルメタクリレート、トリエトキシシリルプロピルメタクリレート、トリブトキシシリルプロピルメタクリレート、ジメトキシメチルシリルプロピルメタクリレート、ジエトキシメチルシリルプロピルメタクリレート、ジブトキシメチルシリルプロピルメタクリレート、ジイソプロポキシメチルシリルプロピルメタクリレート、ジメトキシシリルプロピルメタクリレート、ジエトキシシリルプロピルメタクリレート、ジブトキシシリルプロピルメタクリレート、ジイソプロポキシシリルプロピルメタクリレート、トリメトキシシリルプロピルアクリレート、トリエトキシシリルプロピルアクリレート、トリブトキシシリルプロピルアクリレート、ジメトキシメチルシリルプロピルアクリレート、ジエトキシメチルシリルプロピルアクリレート、ジブトキシメチルシリルプロピルアクリレート、ジイソプロポキシメチルシリルプロピルアクリレート、ジメトキシシリルプロピルアクリレート、ジエトキシシリルプロピルアクリレート、ジブトキシシリルプロピルアクリレート、ジイソプロポキシシリルプロピルアクリレート、無水マレイン酸、N−フェニルマレイミド、N−ブチルマレイミド、ブタジエン、クロロプレン、アセナフタレン(acenapthalene)、ビニルナフタレン、ビニルビフェニル、ビニルアズラクトン;1−ビニルイミダゾール;2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン、α−メチレン−γ−ブチロラクトン、2−メタクリルオキシエチルグルコシド(任意のアノマー)、およびビニルフェロセンから選択される官能性メタクリレート、アクリレートおよびスチレンが含まれる。
式(I)のモノマーを本発明に従って重合する場合、使用するモノマーを同一にして、ホモポリマーを提供することができ、または2つ以上の異なるかかるモノマーを使用して、コポリマーを提供することもできる。
式(IV)のモノマーを本発明に従って重合する場合、使用するモノマーを同一にして、ホモポリマーを提供することができ、または2つ以上の異なるかかるモノマーを使用して、コポリマーを提供することもできる。
式(I)および(IV)のモノマーの混合物を、本発明に従って重合することもできる。
様々なモノマーの共重合性を決定する因子は、当技術分野で十分に立証されている(例えば、非特許文献1参照)。
RAFT重合に適したモノマーは、ヒドロキシル官能基を有する化合物を、(メタ)アクリレートまたはビニルベンジルエーテルに変換することによって形成することができる。同様に、アミノ官能基を有する化合物は、メタクリルアミドに変換することができ、アルデヒド官能基を有する化合物は、ビニルエステルに変換することができる。この例には、グルコースなどの糖類を(メタ)アクリレート系および(メタ)アクリルアミド系グリコモノマーに変換すること、ならびにアミノ酸またはω−アミノ−オリゴペプチドを対応する(メタ)アクリルアミド誘導体に変換することが含まれる。
RAFT重合に適したモノマーのさらなる概要は、最近の報告に見ることができる(例えば、非特許文献2参照)。
本発明の一態様では、式(I)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーを、式(II)または(III)のRAFT剤の制御下で重合する。
Figure 2012515809
式中、Yはルイス塩基部分であり、Y*はn価のルイス塩基部分であり、XはOまたはNR1であり、R1は、先に定義の通りであるか、またはYもしくはY*およびNと一緒になって複素環を形成し、mは1以上の整数であり、nは2以上の整数であり、R*はm価のラジカル脱離基であり、これは式(I)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーのフリーラジカル重合を開始するR*・をもたらし、Rはフリーラジカル脱離基であり、これは式(I)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーのフリーラジカル重合を開始するR・をもたらす。
本発明のさらなる一態様では、式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーを、式(V)または(VI)のRAFT剤の制御下で重合する。
Figure 2012515809
式中、Yはルイス塩基部分であり、Y*は(n+1)価のルイス塩基部分であり、XはOまたはNR1であり、R1は、先に定義の通りであるか、またはYもしくはY*およびNと一緒になって複素環を形成し、mおよびnは、先に定義の通りであり、Aは、YまたはY*と連結してそれぞれの付加物を形成するルイス酸部分であり、R*はm価のラジカル脱離基であり、これは式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーのフリーラジカル重合を開始するR*・をもたらし、Rはフリーラジカル脱離基であり、これは式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーのフリーラジカル重合を開始するR・をもたらす。
当業者は、本発明に従って使用されるRAFT剤が、キサントゲン酸エステルおよびジチオカルバミン酸エステルRAFT剤であることを理解されよう。これらのRAFT剤は、OまたはN原子に共有結合しているルイス塩基部分YまたはY*を含む。「ルイス塩基部分」とは、電子対供与体として機能することができる部分を意味する。以下により詳細に論じる通り、ルイス塩基部分は、ルイス酸部分と可逆的に連結してルイス付加物を形成することができる。「ルイス酸部分」とは、電子対を受け入れることができる部分を意味する。「ルイス付加物」とは、ルイス酸部分に電子対を供与してそれらの間に結合を形成するルイス塩基部分を介して形成される生成物を意味する(すなわち、ルイス酸部分はルイス塩基部分と連結している)。
付加物形成の際、式(V)および(VI)のAは、それ自体ルイス酸特性を保持することができず、式(V)および(VI)のYおよびY*は、それ自体ルイス塩基特性を保持することができないことを当業者は理解されよう。換言すれば、AがYまたはY*と連結して付加物を形成することによって、実際、それらのそれぞれのルイス酸およびルイス塩基特性を「中和」することができる。しかし便宜上、本発明のRAFT剤のAを本明細書ではルイス酸部分と呼び、本発明のRAFT剤のYまたはY*を本明細書ではルイス塩基部分と呼ぶことにする。
式(III)では、ルイス塩基部分Y*はn価のルイス塩基部分であり、nは2以上の整数である。当業者は、この種類のルイス塩基部分が少なくとも二価になることを理解されよう。したがってY*は、二価、三価またはそれを超える価数であってよい。例えばY*は、任意選択により置換されているポリマー鎖であってよく、式(III)に示したRAFT剤の残りは、ポリマーから懸垂している複数の基として表される。その場合、nは、20、50、100、200、500またはさらには1000といった大きな整数であり得る。いくつかの実施形態では、nは、2から10、例えば2から4の範囲の整数になる。
式(V)および(VI)では、YおよびY*は、それぞれ本明細書で定義されるルイス塩基部分であるが、ルイス酸部分(A)と連結してルイス付加物も形成する。Aとの連結により、当然のことながら式(V)のYは、二価のルイス塩基部分と示され、当然のことながら式(VI)のY*は、(n+1)価のルイス塩基部分と示される。
式(IV)の状況下では、nは、式(III)に関して定義される通りである。
本発明に従って使用できるルイス塩基部分の種類は、それがルイス酸とルイス付加物を形成することができ、こうして形成されたルイス付加物によって該薬剤が式(IV)のモノマーの重合の制御における使用に適するようになるならば、特に制限されない。
適切なRAFT剤であるルイス付加物が形成され得るならば、本発明に従って使用できるルイス酸部分Aの種類は特に制限されない。例えば、付加物の形態では、ルイス酸部分Aは−Hであってよい。その場合、以下により詳細に論じる通り、−Hは、ルイス塩基部分と、それ自体プロトン酸に由来し得るH+との連結を介して形成されることを当業者は理解されよう。
他の適切なルイス酸部分には、金属トリフラート(例えば、アルミニウムトリフラートおよびイッテルビウムトリフラート)、および金属アルカノエート(例えば、オクチル酸スズ)などの金属塩が含まれる。
したがって「RAFT剤であるルイス付加物」は、本発明の文脈では、キサントゲン酸エステルの酸素原子またはジチオカルバミン酸エステルの窒素原子と共有結合したルイス塩基部分を有するキサントゲン酸エステルまたはジチオカルバミン酸エステルRAFT剤を意味することを企図し、このルイス塩基部分はルイス酸部分と連結して、RAFT剤であるルイス付加物を形成する。このことは、先の式(V)の範囲に含まれる式(Va)に関してさらに例示することができ、式中、R*は先に定義の通りであり、式(V)に関してA=Hの付加物形成ではm=1、X=NR1、Y=ピリジルである。
Figure 2012515809
理論に拘泥するものではないが、ルイス付加物(例えば、式(V)および(VI))の形成は、遊離塩基形態の薬剤(例えば、式(II)および(III))のC=S部分と比較して、フリーラジカル付加に対するC=S部分の反応性を変化させると思われる。特に、式(V)および(VI)のA−Y−およびA−Y*−部分は、X基のOまたはN原子と誘起および/または磁場(「軌道間」とも呼ばれる)によって共役連絡している電子求引基として機能することによって、それぞれこの効果を促進すると思われる。したがってこれは、遊離塩基形態の薬剤と比較してC=S部分の電子を少なくすることによって、フリーラジカル付加に対するC=S部分の反応性を変化させると思われる。
したがって、本発明に従って使用するのに適したルイス塩基には、ルイス酸との反応時に、X基のOまたはN原子と誘起および/または磁場によって共役連絡しているルイス付加物部分を形成するものが含まれるであろう。
X基のNまたはO原子と「連絡」するルイス付加物部分とは、ルイス付加物部分によって提供される電子求引性作用が、X基のNまたはO原子を介して伝えられ、それによって遊離塩基形態の該薬剤と比較して、該薬剤のC=S部分の電子が少なくなることを意味する。
ルイス塩基部分は、該部分のルイス塩基特性を生じ、かつ付加物形成に関与する電子対を提供するルイス塩基性ヘテロ原子を含むことになる。適切なヘテロ原子には、N、S、PおよびSeが含まれる。したがって、ルイス付加物とX基のNまたはO原子との間の「連絡」は、ルイス塩基性ヘテロ原子とX基のNまたはO原子との間の連絡という用語で説明することもできる。
一実施形態では、ルイス塩基部分はN原子を含む。さらなる一実施形態では、ルイス塩基部分は、そのルイス塩基特性をN原子のみから得る。
連絡が誘起効果だけによって生じる場合、ルイス塩基性ヘテロ原子は一般に、X基のOまたはN原子から5原子以下、好ましくは4原子以下、より好ましくは3原子以下離れているように、ルイス塩基部分の一部を形成することになる。誘起効果をもたらすルイス塩基性ヘテロ原子は、そのヘテロ原子がX基のOまたはN原子から離れている原子1つまたは2個と共役しているならば、X基のOまたはN原子から3、4または5原子を超えて離れて位置することができる。当業者は、誘起効果がC=S部分の反応性を変化させるのに十分な強さを維持できるようにするために、これに近い考察を適用できることを理解されよう。
電子求引性作用は、ルイス塩基部分Y−またはY*−が、X基のOまたはN原子と共役連絡しているルイス付加物部分を形成できる種類のものである場合に最も顕著であると思われる。換言すれば、ルイス塩基部分は、X基のOまたはN原子と共役連絡しているルイス塩基性ヘテロ原子を含む種類のものである。当業者には「共役」が意味するところが理解されるが、これを以下のスキーム2を参照してさらに説明することができる。このスキーム2は、RAFT剤であるルイス付加物(Va)のルイス付加物部分の電子求引性作用を、共鳴構造(Vb)を介してX基に伝えることができる方法を例示している。
Figure 2012515809
スキーム2:式(Va)のマクロRAFT剤であるルイス付加物の提案される共鳴構造。
したがって適切なルイス塩基部分の例には、X基のOもしくはN原子から5原子以下、好ましくは4原子以下、より好ましくは3原子以下離れているルイス塩基性ヘテロ原子、X基のOもしくはN原子から3、4もしくは5原子を超えて離れているルイス塩基性ヘテロ原子(但し、該ヘテロ原子は、X基のOまたはN原子に対してαまたはβ
原子(例えば、炭素原子)と共役している)、および/またはX基のOもしくはN原子と共役しているルイス塩基性ヘテロ原子を包含するものが含まれる。
適切なルイス塩基部分は、好ましくはX基のOまたはN原子と共役しているルイス塩基性ヘテロ原子を包含するものである。
ルイス塩基部分の具体例には、任意選択により置換されているヘテロアリールおよび任意選択により置換されているアリール−Qが含まれ、Q=NR11、SR1、PR11およびSeR1であり、該または各R1は、独立に、任意選択により置換されているアルキル、任意選択により置換されているアルケニル、任意選択により置換されているアルキニル、任意選択により置換されているアリール、任意選択により置換されているヘテロアリール、任意選択により置換されているカルボシクリル、任意選択により置換されているヘテロシクリル、任意選択により置換されているアリールアルキル、任意選択により置換されているヘテロアリールアルキル、任意選択により置換されているアルキルアリール、任意選択により置換されているアルキルヘテロアリール、および任意選択により置換されているポリマー鎖から選択される。いくつかの実施形態では、Q=NR11である。
ルイス塩基部分のより具体的な例には、任意選択により置換されているピリジル(すべての異性体、すなわち環の一部を形成しているN原子に対してオルト、メタおよびパラ)、および任意選択により置換されているN,N−ジアルキルアミノフェニル(すべての異性体、すなわち、環に結合しているN原子に対してオルト、メタおよびパラ)が含まれる。
本発明の方法に従って使用されるRAFT剤のRおよびR*は、使用される重合条件下でフリーラジカル脱離基として機能し、さらにはフリーラジカル脱離基として選択されたモノマーの重合を再開する能力を保持するように選択されることになる。当業者は、所与の重合に適したRまたはR*基を容易に選択することができよう(例えば、非特許文献2参照)。
*に関して前述したのと同様に、R*はm価のラジカル脱離基であり、mは1以上の整数である。したがってR*は、一価、二価、三価またはそれを超える価数であってよい。例えばR*は、任意選択により置換されているポリマー鎖であってよく、式(II)に示したRAFT剤の残りは、ポリマーから懸垂している複数の基として表される。その場合、mは、20、50、100、200、500またはさらには1000といった大きな整数であり得る。いくつかの実施形態では、mは、1から10、例えば1から5の範囲の整数になる。
本発明に従って使用されるRAFT剤のRの例には、任意選択により置換されているアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アシル、カルボシクリル、ヘテロシクリル、ヘテロアリール、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、アシルチオ、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、アルキルアルケニル、アルキルアルキニル、アルキルアリール、アルキルアシル、アルキルカルボシクリル、アルキルヘテロシクリル、アルキルへテロアリール、アルキルオキシアルキル、アルケニルオキシアルキル、アルキニルオキシアルキル、アリールオキシアルキル、アルキルアシルオキシ、アルキルカルボシクリルオキシ、アルキルヘテロシクリルオキシ、アルキルへテロアリールオキシ、アルキルチオアルキル、アルケニルチオアルキル、アルキニルチオアルキル、アリールチオアルキル、アルキルアシルチオ、アルキルカルボシクリルチオ、アルキルヘテロシクリルチオ、アルキルへテロアリールチオ、アルキルアルケニルアルキル、アルキルアルキニルアルキル、アルキルアリールアルキル、アルキルアシルアルキル、アリールアルキルアリール、アリールアルケニルアリール、アリールアルキニルアリール、アリールアシルアリール、アリールアシル、アリールカルボシクリル、アリールヘテロシクリル、アリールヘテロアリール、アルケニルオキシアリール、アルキニルオキシアリール、アリールオキシアリール、アルキルチオアリール、アルケニルチオアリール、アルキニルチオアリール、アリールチオアリール、アリールアシルチオ、アリールカルボシクリルチオ、アリールヘテロシクリルチオ、アリールヘテロアリールチオ、および任意の機構によって形成された任意選択により置換されているポリマー鎖が含まれ、本発明に従って使用されるRAFT剤のR*の場合には、m価の形態の任意選択により置換されているこれらのものが含まれる。
本発明に従って使用されるRAFT剤のRの例には、任意選択により置換されているアルキル;任意選択により置換されている飽和、不飽和または芳香族炭素環式または複素環;任意選択により置換されているアルキルチオ;任意選択により置換されているジアルキルアミノ;有機金属種;および任意の重合機構によって形成された任意選択により置換されているポリマー鎖も含まれ、本発明に従って使用されるRAFT剤のR*の場合には、m価の形態のこれらのものも含まれる。
本発明に従って使用されるRAFT剤のRのより具体的な例には、任意選択により置換されているC1〜C18アルキル、C2〜C18アルケニル、C2〜C18アルキニル、C6〜C18アリール、C1〜C18アシル、C3〜C18カルボシクリル、C2〜C18ヘテロシクリル、C3〜C18ヘテロアリール、C1〜C18アルキルチオ、C2〜C18アルケニルチオ、C2〜C18アルキニルチオ、C6〜C18アリールチオ、C1〜C18アシルチオ、C3〜C18カルボシクリルチオ、C2〜C18ヘテロシクリルチオ、C3〜C18ヘテロアリールチオ、C3〜C18アルキルアルケニル、C3〜C18アルキルアルキニル、C7〜C24アルキルアリール、C2〜C18アルキルアシル、C4〜C18アルキルカルボシクリル、C3〜C18アルキルヘテロシクリル、C4〜C18アルキルへテロアリール、C2〜C18アルキルオキシアルキル、C3〜C18アルケニルオキシアルキル、C3〜C18アルキニルオキシアルキル、C7〜C24アリールオキシアルキル、C2〜C18アルキルアシルオキシ、C2〜C18アルキルチオアルキル、C3〜C18アルケニルチオアルキル、C3〜C18アルキニルチオアルキル、C7〜C24アリールチオアルキル、C2〜C18アルキルアシルチオ、C4〜C18アルキルカルボシクリルチオ、C3〜C18アルキルヘテロシクリルチオ、C4〜C18アルキルへテロアリールチオ、C4〜C18アルキルアルケニルアルキル、C4〜C18アルキルアルキニルアルキル、C8〜C24アルキルアリールアルキル、C3〜C18アルキルアシルアルキル、C13〜C24アリールアルキルアリール、C14〜C24アリールアルケニルアリール、C14〜C24アリールアルキニルアリール、C13〜C24アリールアシルアリール、C7〜C18アリールアシル、C9〜C18アリールカルボシクリル、C8〜C18アリールヘテロシクリル、C9〜C18アリールヘテロアリール、C8〜C18アルケニルオキシアリール、C8〜C18アルキニルオキシアリール、C12〜C24アリールオキシアリール、アルキルチオアリール、C8〜C18アルケニルチオアリール、C8〜C18アルキニルチオアリール、C12〜C24アリールチオアリール、C7〜C18アリールアシルチオ、C9〜C18アリールカルボシクリルチオ、C8〜C18アリールヘテロシクリルチオ、C9〜C18アリールヘテロアリールチオ、および任意の機構によって形成され、2から5000、例えば5から2000、または5から1000の範囲の数平均重合度を有する、任意選択により置換されているポリマー鎖が含まれ、本発明に従って使用されるRAFT剤のR*の場合には、m価の形態の任意選択により置換されているこれらのものが含まれる。
本発明に従って使用されるRAFT剤のRが、任意の機構によって形成された任意選択により置換されているポリマー鎖を含み、本発明に従って使用されるRAFT剤のR*が、m価の形態の任意の機構によって形成された任意選択により置換されているポリマー鎖を含む場合、それらのポリマー鎖は、ラジカル重合、アニオン重合、配位重合などの連鎖重合法によって、または段階成長重合もしくは縮重合法によって形成することができる。ポリマー鎖は、ホモポリマー、ブロックポリマー、マルチブロックポリマー、グラジエントコポリマー、またはランダムもしくは統計的(statistcal)コポリマー鎖を含むことができ、線状、星型、分岐、グラフトまたはブラシ(brush)などの様々な構造を有することができる。
ポリマー鎖の例には、ポリエステル、ポリエーテル、ポリアリーレン、ポリアリーレンビニレン、ポリフラーレン、ポリチオフェン、ポリアミド、ペプチド、タンパク質、オリゴヌクレオチド、ポリシロキサン、ポリシラン、多糖、およびポリオレフィンが含まれる。
RまたはR*を選択することができるさらにより具体的な基には、シアノメチル、1−シアノエチル、2−シアノプロパン−2−イルなどの第1級および第2級シアノアルキル、エトキシカルボニルメチル、1−エトキシカルボニルエチルなどの第1級および第2級アルコキシルカルボニルアルキル、ならびに第1級および第2級カルボキシアルキル、2−シアノブタン−2−イル、1−シアノシクロヘキシル、2−シアノ−4−メチルペンタン−2−イル、2−シアノ−4−メトキシ−4−メチルペンタン−2−イル、2−シアノ−4−カルボキシブタン−2−イル、2−シアノ−5−ヒドロキシペンタン−2−イルなどの第3級シアノアルキル、シアノ(フェニル)メチルなどの第2級シアノ(アリール)アルキル、2−アルコキシカルボニルプロパン−2−イル、1−(ブチルアミノ)−2−メチル−1−オキソプロパン−2−イルなどの第3級アルコキシルカルボニルアルキル、第3級カルボキシアルキル、フェニル(エトキシカルボニル)メチルなどの第2級アリール(アルコキシルカルボニル)アルキル、ならびに1−(シクロヘキシルアミノ)−2−メチル−1−オキソプロパン−2−イル、1−(2−ヒドロキシエチルアミノ)−2−メチル−1−オキソプロパン−2−イル、1−(1,3−ジヒドロキシ−2−(ヒドロキシメチル)プロパン−2−イルアミノ)−2−メチル−1−オキソプロパン−2−イル、2−(4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール−2−イル)プロパン−2−イル、および2−(1−(2−ヒドロキシエチル)−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール−2−イル)プロパン−2−イルなどの他の第3級ラジカルが含まれる。
RおよびR*を選択することができる基を定義付ける先の一覧において、各アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アシル、カルボシクリル、ヘテロシクリルおよびヘテロアリール部分は、任意選択により置換されていてもよい。誤解を避けるために、所与のRまたはR*基が、かかる部分の2つ以上(例えばアルキルアリール)を含有する場合、各部分はそこで、本明細書に定義の1、2、3個またはそれを超える数の任意選択の置換基で任意選択により置換されていてもよい。
RおよびR*を選択することができる二価の基を定義付ける先の一覧において、所与のRまたはR*基が、2つ以上のサブグループ(例えば、[基A][基B])を含有する場合、そのサブグループの順序は、それらが提示される順に限定されないものとする。したがって、[基A][基B](例えばアルキルアリール)と定義される2つのサブグループを有するRまたはR*基は、[基B][基A](例えばアリールアルキル)と定義される2つのサブグループを有するRまたはR*基を参照することも企図する。
RまたはR*基が、任意選択により置換されているアルキル、アルケニルおよび/またはアルキニル部分を含む場合、任意選択の置換基には、アルキル、アルケニルまたはアルキニル鎖中の−CH2−基が、−O−、−S−、−NRa−、−C(O)−(すなわち、カルボニル)、−C(O)O−(すなわち、エステル)、および−C(O)NRa−(すなわち、アミド)(式中、Ra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、アリールアルキル、およびアシルから選択される)から選択される基によって置き換えられている場合のものが含まれる。
*を選択することができる基を定義付ける先の一覧において、「m価の形態の」への言及は、特定の基がm価のラジカルであることを意味するものとする。したがって、例えばmが2である場合、特定の基は二価のラジカルであることを企図する。その場合、二価のアルキル基は、実際にはアルキレン基である(例えば−CH2−)。同様に、二価の形態のアルキルアリール基は、例えば−(C64)−CH2−によって表すことができ、二価のアルキルアリールアルキル基は、例えば−CH2−(C64)−CH2−によって表すことができ、二価のアルキルオキシ基は、例えば−CH2−O−によって表すことができ、二価のアルキルオキシアルキル基は、例えば−CH2−O−CH2−によって表すことができる。「任意選択により置換されている」という用語が、かかるm価の基と併用される場合、その基は、置換されていても置換されていなくてもよく、または本明細書で記載の通り縮合していてもよい。m価の基が、2つ以上のサブグループ、例えば[基A][基B][基C](例えば、アルキルアリールアルキル)を含む場合、実行可能ならば、かかるサブグループの1つまたは複数は任意選択により置換されていてもよい。
当業者は、より高次の価数の形態のR*を提供するのにこの論理的根拠を適用する方法を理解されよう。例えば、R*基は、三価のアルキルアリール部分(例えば、トリメチレンフェニル)であってよい。その場合、式(II)の構造は、以下に直接示した構造として表すことができ、式中、YおよびXは、先に定義の通りである。
Figure 2012515809
当然のことながら、類似の考察をn価の形態のY*に適用することもできる。
本発明のRAFT剤のR、R*、Yおよび/またはY*は、任意の機構によって形成された、任意選択により置換されているポリマー鎖であってよい。R、R*、YまたはY*が、任意選択により置換されているポリマー鎖である場合、得られるRAFT剤は、好都合には「マクロRAFT剤」と呼ぶことができる。
本発明のいくつかの実施形態では、RまたはR*は、1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーのRAFT重合によって形成された任意選択により置換されているポリマー鎖である。例えば、YおよびXが本明細書で先に定義されている通りであり、m=1であり、R*=−CH(CH3)(COOCH3)である式(II)のRAFT剤を使用して、式(I)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーを重合して、式(II)のRAFT剤をマクロRAFT剤の形態で得ることができる。かかるマクロRAFT剤の形態の場合、当業者は、式(II)の−R*部分(または同様に式(III)の−R部分)が、「元の」−R*(すなわち、−CH(CH3)(COOCH3)で末端を置換されているこうして形成されたポリマー鎖を表すものであることを理解されよう。換言すれば、マクロRAFT剤の−R*または−Rは、−POL−R*または−POL−R(POLは、1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーの、RAFT重合した残基である)を包含することを企図し、またこのようにさらに定義することができる。
当然のことながら、1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーの重合においてマクロRAFTで出発して、新しいマクロRAFT剤を得ることが可能である。
いくつかの実施形態では、式(II)および(III)のRAFT剤はマクロRAFT剤であり、これらの薬剤は、
(i)それぞれ式(V)または(VI)のRAFT剤であるルイス付加物の制御下で、式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーを重合して
Figure 2012515809
[式中、Y、X、mおよびnは、先に定義の通りであり、Y*は(n+1)価のルイス塩基部分であり、Aは、YまたはY*と連結してそれぞれの付加物を形成するルイス酸部分であり、R*はm価のラジカル脱離基であり、これは式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーのフリーラジカル重合を開始するR*・をもたらし、Rはフリーラジカル脱離基であり、これは式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーのフリーラジカル重合を開始するR・をもたらす]、
マクロRAFT剤であるルイス付加物を形成するステップと、
(ii)こうして形成されたマクロRAFT剤であるルイス付加物のYまたはY*からAを解離することによって、マクロRAFT剤を形成するステップと
を含む方法によって調製することができる。
誤解を避けるために、直前のステップ(i)で使用した用語「それぞれ」は、式(V)の薬剤が式(II)の薬剤をもたらし、式(VI)の薬剤が式(III)の薬剤をもたらすことを示すものとする。
「マクロRAFT剤」という表現に関する先の一般的な議論は、マクロRAFT剤であるルイス付加物にも適用される。したがって、こうして形成されたマクロRAFT剤であるルイス付加物の−Rまたは−R*は、−POL−R*または−POL−R(POLは、1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーの重合した残基である)を包含することを企図し、またこのように定義することができる。当然のことながら、1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーの重合においてマクロRAFT剤であるルイス付加物で出発して、新しいマクロRAFT剤であるルイス付加物を得ることが可能である。
式(V)または(VI)のRAFT剤であるルイス付加物の制御下で式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーを重合して、マクロRAFT剤であるルイス付加物を形成した後、本発明の方法は、YまたはY*からAを解離または置換して、式(II)または(III)のマクロRAFT剤を形成するステップを含むことができる。換言すれば、付加物のAとYまたはY*との間の結合を切断して、ルイス塩基部分YまたはY*をその遊離塩基形態で得、それによって式(II)または(III)のマクロRAFT剤を得ることができる。
YまたはY*からのAの解離または置換は、任意の適切な手段によって達成され得る。例えば、付加物は、YまたはY*のルイス塩基特性よりも強いルイス塩基特性を有するルイス塩基による置換反応を受けることができる。便宜上、かかるルイス塩基を、以下「置換性ルイス塩基」と呼ぶ。
したがって、YまたはY*からのAの解離方法は、マクロRAFT剤であるルイス付加物が形成される反応媒体に、置換性ルイス塩基を導入するステップを含むことができる。置換性ルイス塩基は、液体または固体であってよく、反応媒体に実質的に可溶性または実質的に不溶性であってよい。
当業者は、こうして形成されたマクロRAFT剤であるルイス付加物を置換性ルイス塩基と反応させることによって、置換性ルイス塩基とルイス酸部分Aの新しい付加物が形成され、それによってマクロRAFT剤がその遊離塩基形態で開放されることを理解されよう。
所望に応じて、置換性ルイス塩基とルイス酸部分から形成された新しいルイス付加物を、任意の適切な手段(例えば、溶媒抽出および/または濾過)によってマクロRAFT剤から分離することができる。
置換性ルイス塩基が固体であり、マクロRAFT剤であるルイス付加物を含む反応媒体に実質的に不溶性である場合、反応媒体は、固体の置換性ルイス塩基を介して簡単に浸出して、遊離塩基形態のマクロRAFT剤をもたらすことができ、その新しい付加物は、付加物形成の際に固体の置換性ルイス塩基マトリックスの一部として保持される。
YまたはY*からのAの解離に使用できる適切な置換性ルイス塩基には、炭酸ナトリウムなどの無機塩基およびN,N−ジメチルアミノピリジン(DMAP)などのアミン塩基が含まれる。チオカルボニル官能基と優先的に反応することができる第1級もしくは第2級アミンまたは他の塩基は好ましくない。
置換性ルイス塩基の役割および機能を、式(Va)のRAFT剤であるルイス付加物に関してさらに記載することができる。したがって、式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーの重合を制御するために付加物を使用する際、こうして形成された式(Vc)のマクロRAFT剤であるルイス付加物を、以下のスキーム3に示した置換反応にかけて、式(IIa)のマクロRAFT剤を得ることができる。
Figure 2012515809
スキーム2:新しいルイス付加物DMAP+−Hとともに式(IIa)のマクロRAFT剤(m=1、X=NR1およびY=ピリジルである先に定義の式(II)の範囲に含まれる)を得るための、式(Vc)のマクロRAFT剤であるルイス付加物(Paは、式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーの重合した残基である)の置換性ルイス塩基(DMAP)による置換反応。
フリーラジカル付加に対する式(V)および(VI)の付加物の反応性が、それらのそれぞれの遊離塩基形態とは異なることが見出されたことに加えて、RAFT剤を所与の重合反応において使用する前にそれらを単離かつ/または精製する必要なしに、付加物と遊離塩基形態の間の遷移を効率的かつ有効に達成し得ることも見出された。
本発明の一態様によれば、式(V)または(VI)のRAFT剤であるルイス付加物を使用して、式(IV)のモノマーを重合して、マクロRAFT剤であるルイス付加物を形成する。次いで、こうして形成されたマクロRAFT剤であるルイス付加物を置換性ルイス塩基と反応させて、薬剤のルイス塩基部分YまたはY*からルイス酸部分Aを解離して、「遊離塩基」マクロRAFT剤を形成することができる。次いで、得られた遊離塩基マクロRAFT剤を使用して、式(I)のモノマーを重合することができる。この反応順序は、好都合には中間体反応生成物を単離かつ/または精製する必要なしに実施することができる。特に、反応順序は、新しいコポリマーを得るためのワンポット合成として実施することができる。
さらに、式(V)および(VI)のRAFT剤であるルイス付加物は、好都合には式(IX)または(X)のRAFT剤を、それぞれルイス酸と反応させることによって調製することができる。
Figure 2012515809
式中、Y、Y*、X、mおよびnは、先に定義の通りであり、R*はm価のラジカル脱離基であり、これは式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーのフリーラジカル重合を開始するR*・をもたらし、Rはフリーラジカル脱離基であり、これは式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーのフリーラジカル重合を開始するR・をもたらす。
式(IX)および(X)の薬剤と反応させて付加物を形成するために使用できる適切なルイス酸には、前述のものが含まれる。式(V)または(VI)のルイス酸部分Aが−Hである場合、式(IX)または(X)の薬剤は、プロトン酸と反応することができる。適切なプロトン酸には、p−トルエンスルホン酸またはトリフル酸(トリフルオロメタンスルホン酸)などのスルホン酸が含まれる。
したがって本発明は、可逆的にルイス付加物を形成する単一のRAFT剤を使用して、異なる反応性を有するモノマーの重合を制御し、独特のコポリマーを形成する手段を提供する。
したがって本発明はまた、
(i)ルイス酸部分(A)を、式(IX)または(X)のRAFT剤と反応させて
Figure 2012515809
[式中、Yはルイス塩基部分であり、Y*は、n価のルイス塩基部分であり、XはOまたはNR1であり、R1は、YもしくはY*およびNと一緒になって複素環を形成し、またはR1は、独立に、任意選択により置換されているアルキル、任意選択により置換されているアルケニル、任意選択により置換されているアルキニル、任意選択により置換されているアリール、任意選択により置換されているヘテロアリール、任意選択により置換されているカルボシクリル、任意選択により置換されているヘテロシクリル、任意選択により置換されているアリールアルキル、任意選択により置換されているヘテロアリールアルキル、任意選択により置換されているアルキルアリール、任意選択により置換されているアルキルヘテロアリール、および任意選択により置換されているポリマー鎖から選択され、mは1以上の整数であり、nは2以上の整数であり、R*は、m価のラジカル脱離基であり、これは式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーのフリーラジカル重合を開始するR*・をもたらし、Rはフリーラジカル脱離基であり、これは式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーのフリーラジカル重合を開始するR・をもたらす]、
それぞれ式(V)または(VI)のRAFT剤であるルイス付加物を形成するステップと
Figure 2012515809
[式中、Y、X、R、R*、mおよびnは、先に定義の通りであり、Y*は(n+1)価のルイス塩基部分であり、Aは、YまたはY*と連結してそれぞれの付加物を形成するルイス酸部分である]、
(ii)式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーを
Figure 2012515809
[式中、Wは、Hであるか、またはV1と一緒になってラクトン、無水物もしくはイミド環を形成し、U1は、H、C1〜C4アルキル、CO21およびハロゲンから選択され、V1は、Wと一緒になってラクトン、無水物もしくはイミド環を形成するか、または任意選択により置換されているアリール、アルケニル、CO2H、CO21、COR1、CN、CONH2、CONHR1、CONR1 2、PO(OR12、PO(R12、PO(OH)R1、PO(OH)2、SO(OR1)、SO2(OR1)、SOR1およびSO21から選択され、該または各R1は先に定義の通りである]、
式(V)または(VI)のRAFT剤であるルイス付加物の制御下で重合して、マクロRAFT剤であるルイス付加物を形成するステップと、
(iii)こうして形成されたマクロRAFT剤であるルイス付加物のYまたはY*からAを解離することによってマクロRAFT剤を形成するステップと、
(iv)式(I)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーを
Figure 2012515809
[式中、Uは、H、C1〜C4アルキルまたはハロゲンから選択され、Vは、ハロゲンもしくはO−Gの形態であり、Gは、−C(O)R1および−R1から選択され、またはVは、NGGaの形態であり、Gは先に定義の通りであり、Gaは、HおよびR1から選択され、GおよびGaは、Nと一緒になって複素環を形成し、またはVは、CH2bの形態であり、Gbは、H、R1、OH、OR1、NR1 2、PR1 2、P(O)R1 2、P(OR12、SR1、SOR1およびSO21から選択され、該または各R1は先に定義の通りである]、
ステップ(iii)で形成されたマクロRAFTの制御下で重合するステップと
を含む、ポリマーの調製方法を提供する。
式(II)または(III)のRAFT剤は、当然のことながら式(I)のモノマーを重合するためだけに使用してもよく、式(V)または(VI)のRAFT剤は、当然のことながら式(IV)のモノマーを重合するためだけに使用してもよい。
モノマーの重合は、通常、フリーラジカルの供給源からの開始を必要とする。開始ラジカルの供給源は、適切な化合物(複数可)の熱誘発性の均等な切断(ペルオキシド、ペルオキシエステルまたはアゾ化合物などの熱開始剤)、モノマー(例えば、スチレン)からの自然発生、酸化還元開始系、光化学的開始系、または電子線、X線もしくはγ線などの高エネルギー放射線などの、フリーラジカルを生成する任意の適切な方法によって提供することができる。開始系は、開始剤または開始ラジカルと、反応条件下でのRAFT剤との実質的に有害な相互作用が反応条件下で生じないように選択される。開始剤はまた、理想的には、反応媒体への必要な可溶性を有するべきである。
熱開始剤は、重合温度において適切な半減期を有するように選択される。これらの開始剤には、以下の化合物の1つまたは複数が含まれ得る。2,2'−アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2'−アゾビス(2−シアノブタン)、ジメチル2,2'−アゾビス(イソブチレート)、4,4'−アゾビス(4−シアノ吉草酸)、1,1'−アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)、2−(t−ブチルアゾ)−2−シアノプロパン、2,2'−アゾビス{2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル]プロピオンアミド}、2,2'−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]、2,2'−アゾビス(N,N'−ジメチレンイソブチルアミジン)二塩酸塩、2,2'−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩、2,2'−アゾビス(N,N'−ジメチレンイソブチルアミジン)、2,2'−アゾビス{2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル]プロピオンアミド}、2,2'−アゾビス{2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−エチル]プロピオンアミド}、2,2'−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]、2,2'−アゾビス(イソブチルアミド)二水和物、2,2'−アゾビス(2,2,4−トリメチルペンタン)、2,2'−アゾビス(2−メチルプロパン)、t−ブチルペルオキシアセテート、t−ブチルペルオキシベンゾエート、t−ブチルペルオキシネオデカノエート、t−ブチルペルオキシイソブチレート、t−アミルペルオキシピバレート、t−ブチルペルオキシピバレート、ジイソプロピルペルオキシジカーボネート、ジシクロヘキシルペルオキシジカーボネート、ジクミルペルオキシド、ジベンゾイルペルオキシド、ジラウロイルペルオキシド、ペルオキソ二硫酸カリウム、ペルオキソ二硫酸アンモニウム、次亜硝酸ジ−t−ブチル、次亜硝酸ジクミル。この一覧は包括的なものではない。
光化学的開始剤系は、反応媒体における必要な可溶性を有し、重合条件下でラジカル生成に適した量子収率を有するように選択される。その例には、ベンゾイン誘導体、ベンゾフェノン、アシルホスフィンオキシド、および光酸化還元系が含まれる。
酸化還元開始剤系は、反応媒体における必要な可溶性を有し、重合条件下で適切なラジカル生成速度を有するように選択される。これらの開始系には、それに限定されるものではないが以下の酸化剤および還元剤の組合せが含まれ得る。
酸化剤:ペルオキソ二硫酸カリウム、過酸化水素、t−ブチルヒドロペルオキシド。
還元剤:鉄(II)、チタン(III)、チオ亜硫酸カリウム、亜硫酸水素カリウム。
他の適切な開始系は、最近の文献に記載されている(例えば、非特許文献3参照)。
理論に拘泥するものではないが、本発明によるポリマーの調製方法は、RAFT重合の従来の方法に類似の方法で機構的に進行すると思われる。したがって、該方法の最中に、RAFT剤が開始または成長ラジカルと反応して、さらなる重合を開始する新しいラジカルと、最初のRAFT剤と類似の特徴を有するマクロRAFT剤(RまたはR*基は、実際には前者の開始または成長ラジカルである)を、RAFT付加物のラジカルを介してもたらすと思われる(スキーム1も参照)。
重合の反応条件は、開始剤由来のラジカルの総数とRAFT剤分子の数の比が、許容される重合率の達成に合致する最小値に維持されるように選択されるべきである。好ましくは、かかる比は、1:1未満、より好ましくは1:10未満、最も好ましくは1:10から1:5000の範囲である。
先の考察をふまえると、開始剤の濃度は、特定のモノマーまたはモノマーの組合せの許容される重合率をもたらすように選択されることになる。
RAFT剤の適用において、連鎖移動定数は、重合法において生じる付加開裂ステップの重要なパラメータとみなされることを当業者は理解されよう。RAFT剤の連鎖移動定数の考察が記載されている(例えば、特許文献1)。
RAFT重合によるポリマーの調製に使用される従来技術、条件および試薬は、本発明に従って有利に使用することができる。したがって本発明の方法は、溶液、エマルジョン、バルクまたは懸濁重合技術を使用して、バッチ、半バッチ、連続または供給法のいずれかで実施することができる。
不均一系重合では、適切な可溶性パラメータを有するRAFT剤を選択することが望ましい。水性エマルジョン重合反応では、RAFT剤は、好ましくは有機(モノマー)相を優先的に分割し、さらにはモノマー液滴相と重合位置の間に分布することができるのに十分な水溶性を有するべきである。
重合条件の選択は重要となり得る。反応温度は、先に論じた率のパラメータに影響を及ぼすことがある。例えば、より高い反応温度は、開裂率を増大し得る。条件は、開始剤由来のラジカルから形成されたポリマー鎖の数が、許容される重合率を得るのに合致する程度まで最小限に抑えられるように選択されるべきである。ラジカル−ラジカル反応による重合の停止は、活性な基を含有せず、したがって再活性化することができない鎖をもたらすことになる。ラジカル−ラジカルによる停止率は、ラジカル濃度の二乗に比例する。さらに、ブロック星型または分岐ポリマーの合成では、開始剤由来のラジカルから形成された鎖は、最終生成物において線状ホモポリマー不純物を構成することになる。したがってこれらの反応条件には、開始剤濃度、および適切な場合には開始剤の供給速度の注意深い選択が必要である。
また、反応媒体の他の成分(例えば、溶媒、界面活性剤、添加剤および開始剤)を、これらが成長ラジカルに対して低い移動定数を有するように選択することが望ましい。これらの種の連鎖移動は、活性なRAFT基を含有していないポリマー鎖の形成をもたらすことになる。
狭い多分散性のポリマーの合成条件を選択する一般的な指針として、開始剤(複数可)の濃度および他の反応条件(もしあれば溶媒(複数可)、反応温度、反応圧力、もしあれば界面活性剤、他の添加剤)は、RAFT剤なしに形成されるポリマーの分子量が、RAFT剤の存在下で形成されるポリマーの分子量の少なくとも2倍になるように選択されるべきである。これは、停止が不均化によってのみ生じる重合では、重合中に形成される開始ラジカルの総モルがRAFT剤の総モルの0.5倍未満になるように開始剤濃度を選択することに等しい。より好ましくは、条件は、RAFT剤なしに形成されるポリマーの分子量が、RAFT剤の存在下で形成されるポリマーの分子量の少なくとも5倍になるように選択されるべきである([開始ラジカル]/[RAFT剤]<0.2)。
したがって多分散性は、開始ラジカルのモル数に対するRAFT剤のモル数を変えることよって制御することができる。低い多分散性は、この比を増大することによって得ることができ、高い多分散性は、この比を低減することによって得ることができる。
重合は一般に、−20から200℃の範囲、より好ましくは40から160℃の範囲の温度で実施されることになる。重合温度は、重合する特定のモノマー(複数可)および重合媒体または反応媒体の他の成分を考慮して選択されることになる。
エマルジョン重合または懸濁重合の場合、反応媒体は主に水であることが多く、従来の安定剤、分散剤および他の添加剤が存在してもよい。
溶液重合では、反応媒体は、使用されるモノマー(複数可)に適した広範な媒体から選択することができる。例えば、水;メタノール、エタノール、2−プロパノールおよび2−ブタノールなどのアルコール;トルエン、キシレンまたは石油ナフサなどの芳香族炭化水素;メチルアミルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトンまたはアセトンなどのケトン;酢酸ブチルまたは酢酸ヘキシルなどのエステル;1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフランおよびジオキサンなどのエーテル;ならびにプロピレングリコールモノメチルエーテル酢酸エステルなどのグリコールエーテルエステルである。
本発明の方法は、所与のRAFT剤の制御下で1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーを重合することを含む。当業者は、反応媒体中、使用される反応条件下でそれ自体RAFT剤を形成し、したがってモノマーの重合を制御するようになる「RAFT剤前駆体」を使用して該方法を実施できることも理解されよう。該方法に従って使用することができる、本明細書で言及されるRAFT剤前駆体には、m=1であり、式(II)および(IX)のR*が−S−(C=S)−X−Yであり、もしくは式(V)のR*が−S−(C=S)−X−Y−Aである場合の式(II)、(V)および(IX)のRAFT剤前駆体;または式(III)および(X)のRが−S−(C=S)−X−Yであり、もしくは式(VI)のRが−S−(C=S)−X−Y−Aである式(III)、(VI)および(X)のRAFT剤前駆体が含まれる(X、YおよびAは、先に定義の通りである)。
本発明の方法の実施において使用される試薬(例えば、溶媒、モノマー、RAFT剤、開始剤等)は、当然のことながら、RAFT重合法および/またはRAFT剤であるルイス付加物の形成を有害に妨げないように選択されることになる。
したがって、使用される試薬は、それらが該方法の条件下でRAFT官能基と有害な反応を生じる置換基を含まないように選択されるべきである。例えばアミノなどの置換基は、置換パターンおよび反応条件に応じて、チオカルボニルチオ化合物と反応して、その基を開裂することがある。したがって、第1級または第2級アミンは、完全にプロトン化されていない限り、好ましい置換基ではあり得ない。
使用される試薬の性質は、RAFT剤を「切り替える」ための条件を選択する状況を考慮に入れる必要もあり得る。特に、使用される試薬のpKaまたはpKb(ルイス酸性度または塩基性度)は、RAFT剤の官能基のpKaまたはpKb(ルイス酸性度または塩基性度)に関連して考慮される必要があり得る。これが関連し得る状況の例には、形成されるポリマーがポリ(ビニルピリジン)を含む場合にRAFT剤をプロトン化すること、または形成されるポリマーがポリ(メタクリル酸)を含む場合にRAFT剤を脱プロトン化することが含まれる。
本発明はまた、式(VII)または(VIII)の部分を含むポリマーを提供する。
Figure 2012515809
式中、Y、XおよびAは、先に定義の通りであり、POLは、1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーの重合した残基である。
本発明はまた、式(VIIa)または(VIIIa)の部分を含むポリマーを提供する。
Figure 2012515809
式中、Y、XおよびAは、先に定義の通りであり;PBは、式(I)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーの重合した残基であり、PDは、式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーの重合した残基であり、PRは、式(I)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーおよび式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーから形成されたモノマー混合物の重合した残基であり、各wは、独立に0または1である。
先の式(VII)、(VIII)、(VIIa)および(VIIIa)の部分は、本発明に従って調製することができるポリマーの構造因子を含む。該部分は、線状ポリマーのすべてもしくは一部、または分岐、星型もしくは櫛形ポリマーの一部を形成してもよい。
全体のポリマー構造が得られるならば、POL、PB、PDおよびPRを形成する部分(VII)、(VIII)、(VIIa)および(VIIIa)の重合したモノマー残基のいずれの重合度も特に制限されない。例えば、PBおよび/またはPDは、単一の重合したモノマー残基であってよい。一実施形態では、式(VIIa)および(VIIIa)の単位−PB−PD−はブロックコポリマーを表す。一般に、(VII)、(VIII)、(VIIa)または(VIIIa)を構成するモノマー残基の重合度は、約5000を超えることはない。
当業者は、使用されるRAFT剤の種類および/または重合するモノマー(複数可)の種類に応じて、重合したPOL、PDまたはPR残基が先に定義のm価のR*部分またはR部分で末端置換されていてもよいことを理解されよう。
いくつかの実施形態では、式(VIIa)または(VIIIa)の各wは0である。その場合、式(VIIa)および(VIIIa)の単位−PB−PD−は、それ自体でブロックコポリマーを表すことになる。式(VIIa)または(VIIIa)の少なくとも1つのwが1である場合、当業者は、PRが、式(I)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーおよび(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーから形成されたモノマー混合物のRAFT重合を介して形成される統計的コポリマーを表し得ることを理解されよう。その場合、混合物を構成するそれぞれのモノマーは、適切な反応性およびモル比を有するように選択されることになる。
本発明のブロックコポリマーの調製では、第2のブロックを調製するために使用されるモノマーの重合中の、第1のブロックの調製に使用したモノマーの存在を最小限に抑えることが望ましい。例えば、ポリ(スチレン−ブロック−酢酸ビニル)を調製する場合、スチレンモノマーの存在によって酢酸ビニルの重合が阻害または遅延するおそれがあるため、ポリスチレンのマクロRAFT剤におけるスチレン残量を確実に少量にし、または最小限に抑えることが望ましい。
式(IV)のモノマーをベースとするマクロRAFT剤は、式(IV)のモノマーがスチレンであり、式(I)のモノマーが酢酸ビニルである場合と同様、反応性の比が全く異なっている場合にも、式(I)のモノマーの重合において阻害剤として作用し得る。この阻害作用は、マクロRAFT剤に由来する成長ラジカルを式(I)のモノマーに非常にゆっくり添加することによって生じると思われる。この阻害作用を最小限にするために、ブロックコポリマー(例えば、ポリスチレン−ブロック−ポリ(酢酸ビニル))を、以下のいくつかの方法で調製することができる。
(a)従来の開始剤濃度よりも高い濃度で使用する。例えば、1:2の比の開始剤とマクロRAFT剤を使用することができる。この手法は、阻害期間およびデッドポリマーの形成によって複雑になることがある。
(b)「トリブロック」コポリマーを生成する。例えば、ポリスチレン−ブロック−ポリ(メチルアクリレート)−ブロック−ポリ(酢酸ビニル)。これは3ステップ法であるが、一般により高い純度の生成物が得られるはずである。メチルアクリレート「ブロック」は、1つまたは複数のモノマー単位を含むことができる。
(c)グラジエントブロックコポリマーの合成を介する。例えば、ポリスチレン−ブロック−(ポリ(メチルアクリレート)−grad−酢酸ビニル)−ブロック−ポリ(酢酸ビニル)の場合。この方法は一般に、第2のブロックの合成に、モノマー混合物(例えば、少量のメチルアクリレートを含有する酢酸ビニル)を使用する。該方法は好都合であるが、マクロRAFT剤の消費速度を遅延させるおそれがある。より長い酢酸ビニルブロックが必要とされる場合が最も適している。
これらの合成戦略の例を、実施例部分に記載する。
本発明はまた、式(XI)〜(XIV)のRAFT剤またはRAFT剤前駆体を提供する。
Figure 2012515809
式中、XはOまたはNR1であり、R1は、独立に、任意選択により置換されているアルキル、任意選択により置換されているアルケニル、任意選択により置換されているアルキニル、任意選択により置換されているアリール、任意選択により置換されているヘテロアリール、任意選択により置換されているカルボシクリル、任意選択により置換されているヘテロシクリル、任意選択により置換されているアリールアルキル、任意選択により置換されているヘテロアリールアルキル、任意選択により置換されているアルキルアリール、任意選択により置換されているアルキルヘテロアリール、および任意選択により置換されているポリマー鎖から選択され、R*は、m価のラジカル脱離基であり、これは1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーのフリーラジカル重合を開始するR*・をもたらし、または式(XI)および(XII)のmは1であり、したがって式(XI)のR*は−S−(C=S)−X−Yaであり、または式(XIII)のR*は−S−(C=S)−X−Ya−Aであり、Rはフリーラジカル脱離基であり、これは1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーのフリーラジカル重合を開始するR・をもたらし、または式(XII)のRは−S−(C=S)−X−Yaであり、または式(XIV)のRは−S−(C=S)−X−Ya−Aであり、mは1以上の整数であり、nは2以上の整数であり、Aは、Yaまたはa*と連結して式(XIII)および(XIV)のそれぞれの付加物を形成するルイス酸部分であり、Yaはルイス塩基部分であり、a*はn価のルイス塩基部分であり、これらはそれぞれ独立に、任意選択により置換されているヘテロアリールおよび任意選択により置換されているアリール−Qから選択され、Q=NR11、SR1、PR11およびSeR1であり、該または各R1は、独立に先に定義の通りである。いくつかの実施形態では、Q=NR11である。
本発明の方法に従って使用することができる、式(XI)〜(XIV)のRAFT剤またはRAFT剤前駆体の範囲に含まれる本発明の特定のRAFT剤またはRAFT剤前駆体には、
Figure 2012515809
が含まれ、式中、R*は、ラジカル脱離基であり、これは1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーのフリーラジカル重合を開始することができるR*・をもたらし、Rxは、任意選択により置換されているアルキル基またはRyから選択され、Ryは、任意選択により置換されているピリジル基(すべての異性体)であり、Rzは、任意選択により置換されているN,N−ジアルキルアミノフェニル基(すべての異性体)である。いくつかの実施形態では、Rxはメチル基であり、Ryはピリジル基(すべての異性体)である。いくつかの実施形態では、Rzはジメチルアミノフェニル基(すべての異性体)である。
式(XI)〜(XIV)のRAFT剤、または先に直接列挙したこれらの薬剤のサブセットでは、RまたはR*は、好ましくは、シアノメチル、1−シアノエチル、2−シアノプロパン−2−イルなどの第1級および第2級シアノアルキル、エトキシカルボニルメチル、1−エトキシカルボニルエチルなどの第1級および第2級アルコキシルカルボニルアルキル、ならびに第1級および第2級カルボキシアルキル、2−シアノブタン−2−イル、1−シアノシクロヘキシル、2−シアノ−4−メチルペンタン−2−イル、2−シアノ−4−メトキシ−4−メチルペンタン−2−イル、2−シアノ−4−カルボキシブタン−2−イル、2−シアノ−5−ヒドロキシペンタン−2−イルなどの第3級シアノアルキル、シアノ(フェニル)メチルなどの第2級シアノ(アリール)アルキル、2−アルコキシカルボニルプロパン−2−イル、1−(ブチルアミノ)−2−メチル−1−オキソプロパン−2−イルなどの第3級アルコキシルカルボニルアルキル、第3級カルボキシアルキル、フェニル(エトキシカルボニル)メチルなどの第2級アリール(アルコキシルカルボニル)アルキル、ならびに1−(シクロヘキシルアミノ)−2−メチル−1−オキソプロパン−2−イル、1−(2−ヒドロキシエチルアミノ)−2−メチル−1−オキソプロパン−2−イル、1−(1,3−ジヒドロキシ−2−(ヒドロキシメチル)プロパン−2−イルアミノ)−2−メチル−1−オキソプロパン−2−イル、2−(4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール−2−イル)プロパン−2−イル、および2−(1−(2−ヒドロキシエチル)−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール−2−イル)プロパン−2−イルなどの他の第3級ラジカルから選択される。
「低活性化」モノマーの重合の制御に好ましいRまたはR*基には、シアノメチル、1−シアノエチル、2−シアノプロパン−2−イルなどの第1級および第2級シアノアルキル、エトキシカルボニルメチル、1−エトキシカルボニルエチルなどの第1級および第2級アルコキシルカルボニルアルキル、ならびに第1級および第2級カルボキシアルキルが含まれる。
「高活性化」モノマーの重合の制御に好ましいRまたはR*基には、2−シアノブタン−2−イル、1−シアノシクロヘキシル、2−シアノ−4−メチルペンタン−2−イル、2−シアノ−4−メトキシ−4−メチルペンタン−2−イル、2−シアノ−4−カルボキシブタン−2−イル、2−シアノ−5−ヒドロキシペンタン−2−イルなどの第3級シアノアルキル、シアノ(フェニル)メチルなどの第2級シアノ(アリール)アルキル、2−アルコキシカルボニルプロパン−2−イル、1−(ブチルアミノ)−2−メチル−1−オキソプロパン−2−イルなどの第3級アルコキシルカルボニルアルキル、第3級カルボキシアルキル、フェニル(エトキシカルボニル)メチルなどの第2級アリール(アルコキシルカルボニル)アルキル、ならびに1−(シクロヘキシルアミノ)−2−メチル−1−オキソプロパン−2−イル、1−(2−ヒドロキシエチルアミノ)−2−メチル−1−オキソプロパン−2−イル、1−(1,3−ジヒドロキシ−2−(ヒドロキシメチル)プロパン−2−イルアミノ)−2−メチル−1−オキソプロパン−2−イル、2−(4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール−2−イル)プロパン−2−イルおよび2−(1−(2−ヒドロキシエチル)−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール−2−イル)プロパン−2−イルなどの他の第3級ラジカルが含まれる。
ベンジルならびにフェニルエチルおよびクミルなどの置換ベンジル基も、「高活性化」モノマーの重合を制御するためのRまたはR*基として使用することができる。第3級シアノアルキル、第2級シアノ(アリール)アルキル、第2級アリール(アルコキシルカルボニル)アルキルおよびクミルは、メタクリレートの重合の制御に好ましいRまたはR*基である。
本明細書で使用される場合、単一でまたは化合物用語の一部として使用される用語「アルキル」は、直鎖、分岐または環式アルキル、好ましくはC1~20アルキル、例えばC1~10またはC1~6を示す。直鎖および分岐アルキルの例には、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−または7−メチルオクチル、1−、2−、3−、4−または5−エチルヘプチル、1−、2−または3−プロピルヘキシル、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−または6−エチルオクチル、1−、2−、3−または4−プロピルヘプチル、ウンデシル、1−、2−、3−、4−、5−、6−、7−、8−または9−メチルデシル、1−、2−、3−、4−、5−、6−または7−エチルノニル、1−、2−、3−、4−または5−プロピルオクチル、1−、2−または3−ブチルヘプチル、1−ペンチルヘキシル、ドデシル、1−、2−、3−、4−、5−、6−、7−、8−、9−または10−メチルウンデシル、1−、2−、3−、4−、5−、6−、7−または8−エチルデシル、1−、2−、3−、4−、5−または6−プロピルノニル、1−、2−、3−または4−ブチルオクチル、1−2−ペンチルヘプチル等が含まれる。環式アルキルの例には、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、シクロデシルなどの単環式または多環式アルキル基が含まれる。アルキル基が一般に「プロピル」、「ブチル」等と呼ばれる場合、適切な場合には直鎖、分岐および環式異性体のいずれかを指すことがあると理解されよう。アルキル基は、本明細書に定義の1つまたは複数の任意選択の置換基によって任意選択により置換されていてもよい。
用語「アルケニル」は、本明細書で使用される場合、先に定義のエチレン性の一価、二価または多価不飽和のアルキルまたはシクロアルキル基を含む、少なくとも1つの炭素と炭素の二重結合を含有する直鎖、分岐または環式炭化水素残基から形成された基、好ましくはC2~20アルケニル(例えば、C2~10またはC2~6)を指す。アルケニルの例には、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含まれる。アルケニル基は、本明細書に定義の1つまたは複数の任意選択の置換基によって任意選択により置換されていてもよい。
本明細書で使用される場合、用語「アルキニル」は、先に定義のエチレン性の一価、二価または多価不飽和のアルキルまたはシクロアルキル基を含む、少なくとも1つの炭素−炭素の三重結合を含有する直鎖、分岐または環式炭化水素残基から形成された基を示す。炭素原子の数が別段指定されない限り、この用語は、好ましくはC2~20アルキニル(例えば、C2~10またはC2~6)を指す。その例には、エチニル、1−プロピニル、2−プロピニルならびにブチニル異性体およびペンチニル異性体が含まれる。アルキニル基は、本明細書に定義の1つまたは複数の任意選択の置換基によって任意選択により置換されていてもよい。
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)を示す。好ましいハロゲンは、塩素、臭素またはヨウ素である。
用語「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、共役および縮合残基のいずれかを示す(例えば、C6~18アリール)。アリールの例には、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、ベンズアントラセニル、ジベンズアントラセニル、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(chrysenyl)が含まれる。好ましいアリールには、フェニルおよびナフチルが含まれる。アリール基は、本明細書に定義の1つまたは複数の任意選択の置換基によって任意選択により置換されていても置換されていなくてもよい。用語「アリーレン」は、二価の形態のアリールを示すことを企図する。
用語「カルボシクリル」には、非芳香族の単環式、多環式、縮合または共役炭化水素残基のいずれか、好ましくはC3~20(例えば、C3~10またはC3~8)が含まれる。環は、飽和していてもよく、例えばシクロアルキルであってよく、または1つもしくは複数の二重結合を有してもよく(シクロアルケニル)、かつ/または1つもしくは複数の三重結合を有してもよい(シクロアルキニル)。特に好ましいカルボシクリル部分は、5〜6員または9〜10員環系である。適切な例には、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、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含まれる。カルボシクリル基は、本明細書に定義の1つまたは複数の任意選択の置換基によって任意選択により置換されていてもよい。用語「カルボシクリレン」は、二価の形態のカルボシクリルを示すことを企図する。
用語「ヘテロシクリル」には、それが単一でまたは化合物用語の一部として使用される場合、1つまたは複数の炭素原子がヘテロ原子によって置き換えられて非芳香族残基を提供する、単環式、多環式、縮合または共役炭化水素残基のいずれか、好ましくはC3~20(例えば、C3~10またはC3~8)が含まれる。適切なヘテロ原子には、O、N、S、PおよびSe、特にO、NおよびSが含まれる。2つ以上の炭素原子が置き換えられている場合、同一のヘテロ原子の2つ以上によって、または異なるヘテロ原子によって置き換えられていてもよい。ヘテロシクリル基は、飽和または部分的に不飽和であってよく、すなわち1つまたは複数の二重結合を有する。特に好ましいヘテロシクリルは、5〜6員および9〜10員のヘテロシクリルである。ヘテロシクリル基の適切な例には、アズリジニル(azridinyl)、オキシラニル、チイラニル(thiiranyl)、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、モルホリニル、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、チオモルホリニル、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、ジオキソラニル(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、チオモルホリニル、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−キノラジニル、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が含まれ得る。ヘテロシクリル基は、本明細書に定義の1つまたは複数の任意選択の置換基によって任意選択により置換されていてもよい。用語「ヘテロシクリレン」は、二価の形態のヘテロシクリルを示すことを企図する。
用語「ヘテロアリール」には、1つまたは複数の炭素原子がヘテロ原子によって置き換えられて芳香族残基を提供する、単環式、多環式、縮合または共役炭化水素残基のいずれかが含まれる。好ましいヘテロアリールは、3〜20個、例えば3〜10個の環原子を有する。特に好ましいヘテロアリールは、5〜6員および9〜10員の二環系である。適切なヘテロ原子には、O、N、S、PおよびSe、特にO、NおよびSが含まれる。2つ以上の炭素原子が置き換えられている場合、同一のヘテロ原子の2つ以上によって、または異なるヘテロ原子によって置き換えられていてもよい。ヘテロアリール基の適切な例には、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(quinozalinyl)、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、およびフラザニルが含まれ得る。ヘテロアリール基は、本明細書に定義の1つまたは複数の任意選択の置換基によって任意選択により置換されていてもよい。用語「ヘテロアリーレン」は、二価の形態のヘテロアリールを示すことを企図する。
単一のまたは化合物用語の一部の用語「アシル」は、部分C=Oを含有する(かつカルボン酸、エステルまたはアミドではない)基を示す。好ましいアシルにはC(O)−Reが含まれ、Re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。アシルの例には、ホルミル、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などの直鎖または分岐アルカノイル(例えばC1~20);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ヘキシルカルボニルなどのシクロアルキルカルボニル;ベンゾイル、トルオイルおよびナフトイルなどのアロイル;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)などのアラルカノイル;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、フェニルメタクリロイル、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)などのアラルケノイル(aralkenoyl);フェノキシアセチルおよびフェノキシプロピオニルなどのアリールオキシアルカノイル;フェニルチオカルバモイルなどのアリールチオカルバモイル;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などのアリールグリオキシロイル;フェニルスルホニルおよびナフチルスルホニルなどのアリールスルホニル;複素環式カルボニル;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リルアセチルなどの複素環式アルカノイル;複素環式プロペノイル、複素環式ブテノイル、複素環式ペンテノイルおよび複素環式ヘキセノイルなどの複素環式アルケノイル;ならびに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ロイルなどの複素環式グリオキシロイルが含まれる。Rx残基は、本明細書に記載の通り任意選択により置換されていてもよい。
単一のまたは化合物用語の一部の用語「スルホキシド」は、基−S(O)Rfを指し、Rf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択される。好ましいRyの例には、C1~20アルキル、フェニルおよびベンジルが含まれる。
単一のまたは化合物用語の一部の用語「スルホニル」は、基S(O)2−Rfを指し、Rf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択される。好ましいRyの例には、C1~20アルキル、フェニルおよびベンジルが含まれる。
単一のまたは化合物用語の一部の用語「スルホンアミド」は、基S(O)NRffを指し、各Rfは、独立に、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択される。好ましいRyの例には、C1~20アルキル、フェニルおよびベンジルが含まれる。好ましい一実施形態では、少なくとも1つのRyは水素である。もう1つの形態では、両方のRyが水素である。
用語「アミノ」は、本明細書では当技術分野で理解されているその最も広範な意味で使用され、これには式NRabの基が含まれ、RaおよびRb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、アリールアルキル、およびアシルから独立に選択されるいずれかであってよい。RaおよびRbは、それらが結合する窒素と一緒になって、単環式または多環系、例えば3〜10員環、特に5〜6員および9〜10員の系を形成することもできる。「アミノ」の例には、NH2、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(各アルキル、例えばC1~20は、同じでも異なっていてもよい)および任意選択により1つまたは複数の同じまたは異なるヘテロ原子(例えば、O、NおよびS)を含有する5員または6員環が含まれる。
用語「アミド」は、本明細書では当技術分野で理解されているその最も広範な意味で使用され、これには式C(O)NRabを有する基が含まれ、RaおよびRbは先に定義の通りである。アミドの例には、C(O)NH2、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(各アルキル、例えばC1~20は、同じでも異なっていてもよい)および任意選択により1つまたは複数の同じまたは異なるヘテロ原子(例えば、O、NおよびS)を含有する5員または6員環が含まれる。
用語「カルボキシエステル」は、本明細書では当技術分野で理解されているその最も広範な意味で使用され、これには式CO2gを有する基が含まれ、Rg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択することができる。カルボキシエステルの例には、CO21~20アルキル、CO2アリール(例えばCO2フェニル)、CO2アラルキル(例えばCO2ベンジル)が含まれる。
本明細書では、「任意選択により置換されている」は、基が、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、アルカリール、アルクヘテロシクリル(alkheterocyclyl)、アルクヘテロアリール(alkheteroaryl)、アルクカルボシクリル(alkcarbocyclyl)、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、ハロヘテロアリール、ハロアシル、ハロアリールアルキル(haloaryalkyl)、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、ヒドロキシヘテロシクリル、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、ハロヘ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、ニトロヘテロアリール、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(NH2)、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(heterocyclamino)、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、アミノヘテロシクリル、アミノヘテロアリール、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、チオヘテロシクリル、チオヘテロアリール、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、カルボキシヘテロシクリル、カルボキシヘテロアリール、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ヘテロシクリル、カルボキシエステルヘテロアリール、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、アミドヘテロシクリル、アミドヘテロアリール、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、ホルミルヘテロシクリル、ホルミルヘテロアリール、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、アシルヘテロシクリル、アシルヘテロアリール、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、スルホキシドヘテロシクリル、スルホキシドヘテロアリール、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、スルホニルヘテロシクリル、スルホニルヘテロアリール、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、スルホンアミドヘテロシクリル、スルホンアミドヘテロアリール、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、ニトロヘテロシクリル、ニトロヘテロアリール、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択されるものを含む有機および無機基の1個、2個、3個またはそれを超える個数で、置換または縮合(縮合した多環式基を形成するため)されていてもされていなくてもよいことを意味すると解釈される。任意選択の置換は、鎖または環中の−CH2−基が、−O−、−S−、−NRa−、−C(O)−(すなわちカルボニル)、−C(O)O−(すなわちエステル)、および−C(O)NRa-(すなわちアミド)(Raは本明細書に定義の通りである)から選択される基によって置き換えられている場合を指すと解釈してもよい。
好ましい任意選択の置換基には、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、シクロペンチルまたはシクロヘキシルなどのC1~6アルキル)、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、エトキシプロピル等)、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、シクロブトキシなどのC1~6アルコキシ)、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(それ自体が、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さらに置換されていてもよい)、ベンジル(ベンジル自体が、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さらに置換されていてもよい)、フェノキシ(フェニル自体が、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さらに置換されていてもよい)、ベンジルオキシ(ベンジル自体が、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さらに置換されていてもよい)、アミノ、アルキルアミノ(例えば、メチルアミノ、エチルアミノ、プロピルアミノなどのC1~6アルキル)、ジアルキルアミノ(例えば、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジプロピルアミノなどのC1~6アルキル)、アシルアミノ(例えば、NHC(O)CH3)、フェニルアミノ(フェニル自体が、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さらに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、アセチルなどのC1~6アルキル)、O−C(O)−アルキル(例えば、アセチルオキシなどのC1~6アルキル)、ベンゾイル(フェニル基自体が、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さらに置換されていてもよい)、CH2をC=O、CO2H、CO2で置き換えられたアルキル(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、ブチルエステルなどのC1~6アルキル)、CO2フェニル(フェニル自体が、例えばC1~6アルキル、ハロ、ヒドロキシ、ヒドロキシル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さらに置換されていてもよい)、CONH2、CONHフェニル(フェニル自体が、例えばC1~6アルキル、ハロ、ヒドロキシ、ヒドロキシル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さらに置換されていてもよい)、CONHベンジル(ベンジル自体が、例えばC1~6アルキル、ハロ、ヒドロキシ、ヒドロキシル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さらに置換されていてもよい)、CONH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、ブチルアミドなどのC1~6アルキル)、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)2N−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、HO2CC1~6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O2CC1~6アルキル−)、アミドアルキル(例えば、H2N(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、O2NC1~6アルキル−)、スルホキシドアルキル(例えば、C1~6アルキル(O)SC1~6アルキル−などのR(O)SC1~6アルキル)、スルホニルアルキル(例えば、C1~6アルキル(O)2SC1~6アルキル−などのR(O)2SC1~6アルキル−)、スルホンアミドアルキル(例えば、2HRN(O)SC1~6アルキル、H(C1~6アルキル)N(O)SC1~6アルキル−)が含まれる。
用語「ヘテロ原子」または「ヘテロ」は、本明細書においてその最も広範な意味で使用される場合、環式有機基の一員であり得る炭素原子以外の任意の原子を指す。ヘテロ原子の具体例には、窒素、酸素、硫黄、リン、ホウ素、ケイ素、セレンおよびテルル、より具体的には窒素、酸素および硫黄が含まれる。
一価の置換基について、「[基A][基B]」と記載されている用語は、二価の形態の基Bによって連結している場合の基Aを指す。例えば、「[基A][アルキル]」は、二価のアルキル、すなわちアルキレンによって連結している場合の特定の基A(ヒドロキシ、アミノ等)を指す(例えば、ヒドロキシエチルは、HO−CH2−CH−を示すことを企図する)。したがって、「[基]オキシ」と記載されている用語は、酸素によって連結している場合の特定の基を指し、例えば、用語「アルコキシ」または「アルキルオキシ」、「アルケンオキシ(alkenoxy)」または「アルケニルオキシ」、「アルキンオキシ(alkynoxy)」または「アルキニルオキシ」、「アリールオキシ」および「アシルオキシ」は、それぞれ、酸素によって連結している場合の、本明細書で先に定義のアルキル、アルケニル、アルキニル、アリールおよびアシル基を示す。同様に、「[基]チオ」と記載されている用語は、硫黄によって連結している場合の特定の基を指し、例えば、用語「アルキルチオ」、「アルケニルチオ」、「アルキニルチオ」および「アリールチオ」は、それぞれ、硫黄によって連結している場合の、本明細書で先に定義のアルキル、アルケニル、アルキニルおよびアリール基を示す。
本発明を、以下の非限定的な実施例を参照することによって以下に記載する。
全般。溶媒はARグレードのものとし、使用前に蒸留した。モノマーであるメチルアクリレート(MA)、ブチルアクリレート(BA)、メチルメタクリレート(MMA)、スチレン(S)および酢酸ビニル(VAc)をAldrichから得、中性アルミナを介して濾過し(70〜230メッシュ)、減圧下で分留し、使用直前に減圧下でフラッシュ蒸留した。N−ビニルピロリドン(NVP)をAldrichから得、真空蒸留によって精製した。N−ビニルカルバゾール(NVC)をPfaltz&Bauer, Inc.から得、そのまま使用した。開始剤であるアゾビス(イソブチロニトリル)(AIBN)、アゾビス(シクロヘキサンニトリル)(ACHN)(それぞれDuPontのVAZO−64(登録商標)およびVAZO−88(登録商標))を、クロロホルム/メタノールから結晶化させることによって精製した。ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を、示差屈折計ならびにPolymer Laboratoriesの3本のmixed Cおよび1本のmixed E PLgelカラム(それぞれ7.5mm×300mm)を備えたWaters Associatesの液体クロマトグラフを用いて実施した。テトラヒドロフランを溶離液として22±2℃で使用した(流速1.0mL/分)。カラムを、狭い多分散性のポリスチレン標準(Polymer Laboratories)で較正した。三次多項式を使用してlog10M対時間の較正曲線を適合させると、分子量範囲2×102〜2×106g/molにわたってほぼ直線のように見えた。この計算上の分子量を、ポリスチレン当量として報告する。GPC分析のためのサンプルを、溶媒および未反応モノマーの蒸発によって単離した。GPC分析の前に、沈殿または分取は実施しなかった。PNVPおよびPNVCのGPCを、Waters 590 HPLCポンプおよび3本のWaters Styragelカラム(HT2、HT3、HT4、それぞれ300mm×7.8mmで、100〜600000の有効な分子量範囲を提供する)を備えたWaters 410屈折率検出器を含む系で実施した。溶離液は、80℃のN,N−ジメチルホルムアミド(0.045%w/vのLiBrを含有)とした(流速:1mL/分)。見積もりのモノマー変換率を、別段記載しない限り重量測定により決定した。NMRスペクトルは、指示されている場合はBruker AC200(1H NMRは200MHz)またはBruker Av400分光計(1H NMRは400MHz、13C NMRは125MHz)で記録した。化学シフトを、(外部の)テトラメチルシラン(TMS)に対して見積もる。高分解能電子衝突(HREI)質量スペクトル(MS)は、ThermoQuest MAT95XP質量分析計により電子衝突(EI)を70eVで使用して、参照としてペルフルオロケロセンを用いて得た。
(実施例1)
2−(メチル(ピリジン−4−イル)カルバモチオイルチオ(carbamothioylthio))プロパン酸メチル(1)の合成
Figure 2012515809
冷却した(−10℃)4−(メチルアミノ)ピリジン(1.08g;10mmol)の乾燥THF(60mL)溶液に、n−ブチルリチウム(ヘキサン中1.6M)(6.25mL、10mmol)を15分かけて不活性雰囲気下で添加した。得られた薄黄色混合物を−10℃で1時間撹拌し、次いで0℃に温めた後、二硫化炭素(0.9mL)を滴下添加し、黄色懸濁液を、終夜室温で撹拌した。2−ブロモプロピオン酸メチル(1.23mL、11mmol)を滴下添加し、2時間撹拌した。THFを真空中で除去し、混合物を酢酸エチルに懸濁し、濾過した。酢酸エチルを真空中で除去した後、粗生成物を、フラッシュクロマトグラフィーによって、酢酸エチルを溶離液として使用して精製して、オフホワイト色の固体の標題生成物(1)を得た(2.3g、収率85.4%)。1H nmr (CDCl3) δ (ppm) 1.55 (d, 3H, CHCH3); 3.70 (s, 6H, COOCH3およびN-CH3); 4.65 (q, 1H, CHCH3); 7.35 (d, 2H, m-ArH); 8.75 (br s, 2H, o-ArH).
(実施例2)
メチル(ピリジン−4−イル)カルバモジチオ酸シアノメチル(2)の合成
Figure 2012515809
冷却した(−10℃)4−(メチルアミノ)ピリジン(9g、0.0841mol)の無水THF(200mL)溶液に、温度を−7℃未満に維持するようにして、n−ブチルリチウム(2.5M、44mL、0.11mol)を滴下添加した。得られた薄黄色懸濁液を−10℃で約1時間撹拌した。この混合物に、二硫化炭素(10.2mL、12.936g、0.168mol)を1時間かけて0℃で添加し、混合物を終夜室温で撹拌した。得られた混合物を0℃に冷却し、ブロモアセトニトリル(8.8mL、15.14g、0.126mol)を滴下添加した。得られた混合物を室温で2時間撹拌した。反応混合物を、ジエチルエーテル(400mL)で抽出し、飽和NaHCO3およびブラインで洗浄した。有機層を混合し、乾燥させ(Na2SO4)、還元して暗褐色油を得た。粗生成物を酢酸エチルに溶解し、カラムクロマトグラフィーによって精製して(シリカゲル60、70〜230メッシュ、溶離液としてn−ヘキサン中30%酢酸エチル)、標題化合物をオフホワイト色の立方体として得た(11.05g、収率59%)。1H nmr (CDCl3) δ (ppm) 3.78 (s, 3H, N-CH3); 4.05 (s, 2H, SCH2CN); 7.25 (m, 2H, m-ArH); 8.75 (m, 2H, o-ArH).
(実施例3)
二硫化ジチウラム(dithiuram)(3)の合成
Figure 2012515809
冷却した(−10℃)4−(メチルアミノ)ピリジン(1.07g;9.89mmol)の乾燥THF(60mL)溶液に、n−ブチルリチウム(ヘキサン中1.6M)(6.5mL)を15分かけて不活性雰囲気下で添加した。得られた薄黄色混合物を−10℃で1時間撹拌し、次いで0℃に温めた後、二硫化炭素(0.9mL)を滴下添加し、黄色懸濁液を、室温でさらに1時間撹拌した。得られた混合物を0℃に冷却し、ヨウ素溶液(10%KI水溶液25mLにヨウ素1.23gを溶解した)を添加することによって酸化させて、二硫化ジチウラム(3)を得た(1.36g、収率75%)。1H nmr (CDCl3) δ (ppm) 3.80 (s, 6H, 2x N-CH3); 7.45 (d, 4H, m-ArH x2); 8.75 (d, 4H, o-ArH x2).
(実施例4)
N−(ピリジン−4−イル)カルバモジチオ酸2−シアノプロパン−2−イルN−メチル(4)の合成
Figure 2012515809
2,2'−アゾビスイソブチロニトリル(0.206g、1.26mmol)および二硫化ジチウラム(3)(0.23g、0.628mmol)の酢酸エチル(10mL)溶液を、16時間加熱還流した。揮発物を真空中で除去した後、粗生成物をカラムクロマトグラフィー(Kieselgel−60、70〜230メッシュ)にかけて、n−ヘキサン:酢酸エチル(1:1)を溶離液として用いて、N−(ピリジン−4−イル)カルバモジチオ酸2−シアノプロパン−2−イルN−メチル(4)をオフホワイト色の液体として得(0.31g、収率98.4%)、それを冷凍庫(−15℃)で保存して固化した。1H nmr (CDCl3) δ (ppm) 1.82 (s, 6H, C(CN)(CH3)2); 3.65 (s, 3H, NCH3); 7.20 (d, 2H, m-ArH); 8.75 (br.s, 2H, o-ArH).
(実施例5)
N−(ピリジン−4−イル)カルバモジチオ酸2−シアノ−4−メトキシ−4−メチルペンタン−2−イルN−メチル(5)の合成
Figure 2012515809
標題化合物(5)を以下のスキームに従って調製した。
Figure 2012515809
2,2'−アゾビス(4−メトキシ2,4−ジメチルバレロニトリル)(V−70Wako(登録商標))(0.74g、2.4mmol)および二硫化ジチウラム(3)(0.73g、2.0mmol)の酢酸エチル(20mL)溶液を、16時間加熱還流した。揮発物を真空中で除去した後、粗生成物をカラムクロマトグラフィー(Kieselgel−60、70〜230メッシュ)にかけて、n−ヘキサン:酢酸エチル(1:49)を溶離液として用いて、N−(ピリジン−4−イル)カルバモジチオ酸2−シアノ−4−メトキシ−4−メチルペンタン−2−イルN−メチル(5)を薄黄色液体として得(g、%収率)、それを冷凍庫(−15℃)で保存して固化した。1H NMR (CDCl3) δ 1.20 (s, 3H, CH3); 1.40 (s, 3H, CH3); 1.85 (s, 3H, C(CN)CH3); 1.95 (d, 1H, -CH2-); 2.80 (d, 1H, -CH2-); 3.10 (s, 3H, OCH3); 3.65 (s, 3H, NCH3); 7.30 (d, 2H, m-ArH); 8.70 (br.s, 2H, o-ArH).
(実施例6)
2−(メチル(ピリジン−2−イル)カルバモチオイルチオ)プロパン酸メチル(6)の合成
Figure 2012515809
冷却した(−10℃)2−(メチルアミノ)ピリジン(1.71g;15.8mmol)の乾燥THF(50mL)溶液に、n−ブチルリチウム(ヘキサン中1.6M)(10mL、16mmol)を30分かけて不活性雰囲気下で添加した。得られた薄黄色混合物を−10℃で1時間撹拌し、次いで0℃に温めた後、二硫化炭素(1.58g、20.8mmol)を滴下添加し、得られた溶液を室温で1時間撹拌した。2−ブロモプロピオン酸メチル(2.84g、17mmol)を滴下添加し、2時間撹拌した。THFを真空中で除去し、混合物を酢酸エチルに懸濁し、濾過した。酢酸エチルを真空中で除去した後、粗生成物を、カラムクロマトグラフィーによって、n−ヘキサン中20%酢酸エチルを溶離液として使用して精製して、オフホワイト色の固体である標題生成物(6)を得た(2.32g、収率54.3%)。1H nmr (CDCl3) δ (ppm) 1.50 (d, 3H, CHCH3); 3.70(s, 3H, COOCH3またはN-CH3); 3.75 (s, 3H, COOCH3またはN-CH3); 4.70 (q, 1H, CHCH3); 7.30-7.40 (m, 2H, ArH); 7.80 (m, 1H, ArH); 8.60 (m, 1H, ArH).
(実施例7)
二硫化ジチウラム(7)の合成
Figure 2012515809
冷却した(−10℃)2−(メチルアミノ)ピリジン(1.07g;0.01mol)の乾燥THF(50mL)溶液に、n−ブチルリチウム(ヘキサン中1.6M)(6.5mL、0.01mol)を30分かけて不活性雰囲気下で添加した。混合物を、−10℃で1時間撹拌し、次いで0℃に温めた後、二硫化炭素(0.9g)を滴下添加し、得られた黄金色の溶液を室温でさらに2時間撹拌した。得られた混合物を0℃に冷却し、ヨウ素溶液(固体ヨウ素1.23gを10%KI水溶液25mLに溶解した)を添加することによって酸化させた。水(50mL)を反応混合物に添加し、酢酸エチル(50mL×3)で抽出した。混合有機層を水で1回洗浄し、次いで無水MgSO4で乾燥させた。ロータリーエバポレーターで溶媒を除去することによって、粗生成物を褐色がかった固体として得、酢酸エチル/n−ヘキサン(3:7)を混合物に添加することによって純粋な生成物を単離し、濾過し、二硫化ジチウラム(7)を得た(0.74g、収率40.4%)1H nmr (CDCl3) δ (ppm) 3.85 (s, 6H, 2x N-CH3); 7.35 (m, 2H, ArH); 7.65 (d, 2H, ArH); 7.85 (m, 2H, ArH); 8.60 (d, 4H, ArH).
(実施例8)
N−(ピリジン−2−イル)カルバモジチオ酸2−シアノプロパン−2−イルN−メチル(8)の合成
Figure 2012515809
2,2'−アゾビスイソブチロニトリル(0.412g、2.51mmol)および二硫化ジチウラム(7)(0.46g、1.26mmol)の酢酸エチル(30mL)溶液を、16時間加熱還流した。揮発物を真空中で除去した後、粗生成物をカラムクロマトグラフィー(Kieselgel−60、70〜230メッシュ)にかけて、n−ヘキサン:酢酸エチル(7:3)を溶離液として用いて、N−(ピリジン−2−イル)カルバモジチオ酸2−シアノプロパン−2−イルN−メチル(8)をオフホワイト色の液体(0.5g、収率79%)として得、それを冷凍庫(−15℃)で保存して固化した。1H nmr (CDCl3) δ (ppm) 1.80 (s, 6H, C(CN)(CH3)2); 3.70 (s, 3H, NCH3); 7.30 (m, 2H, ArH); 7.85 (m, 1H, ArH); 8.55 (m, 1H, ArH).
(実施例9)
N−(ピリジン−3−イル)カルバモジチオ酸シアノメチルN−メチル(9)の合成
Figure 2012515809
3−メチルアミノピリジンは、市販の材料ではない。
3−メチルアミノピリジンの調製
Figure 2012515809
3−アミノピリジン(7.14g、0.076mol)およびオルトギ酸トリメチル(40mL)の混合物を、約60時間還流した。冷却した反応混合物に水(50mL)を添加し、酢酸エチル(3×50mL)で抽出した。混合有機抽出物をブラインで洗浄し、MgSO4で乾燥させた。懸濁液を濾過し、濃縮して、3−メトキシイミノピリジンを白色固体として得た(9.3g、90%)。13C-NMR (CDCl3): δ 51.2(OCH3); 114.3 (イミン CH); 123.9; 126.5; 141.1; 144.4; 148.6 (5 x ピリジンC).
3−メトキシイミノピリジン(9.3g、0.068mol)の無水エタノール(25mL)溶液に、水素化ホウ素ナトリウム(3.11g、0.082mol)を添加し、得られた懸濁液を、4時間加熱還流した。得られた混合物を室温に冷却し、希釈HClを滴下添加することによって過剰のNaBH4をクエンチした。反応混合物を、真空中で蒸発させて油を得、その後水(50mL)を添加した。この水溶液に、pH7になるまで飽和重炭酸ナトリウムを添加し、次いでクロロホルム(3×50mL)で抽出した。乾燥させた有機抽出物を蒸発させて、標題化合物をオレンジ色の液体として得た(3.3g、全体で40%)。1H-NMR (CDCl3):δ 3.2 (s, 3H, NCH3); 7.15-7.25 (m, 1H, Ar-H); 8.0 (br s, 1H, Ar-H); 8.3 (br d, 1H, Ar-H); 8.45 (br d, 1H, Ar-H).
N−(ピリジン−3−イル)カルバモジチオ酸S−シアノメチルN−メチル(9)の調製
Figure 2012515809
冷却した(−10℃)3−メチルアミノピリジン(0.52g;4.84mmol)の乾燥THF(10mL)溶液に、n−ブチルリチウム(2.5M、2.3mL)を1時間かけてアルゴン雰囲気下で添加した。得られた黄色/オレンジ色の混合物を0℃に温めた後、二硫化炭素(0.6ml)を滴下添加した。添加の最中に発熱が観測され、溶液は暗赤色になったが、温度が5℃を超えないようにした。
混合物を終夜室温で撹拌した。混合物を0℃に冷却し、ブロモアセトニトリル(0.7mL)を滴下添加し、次いで室温でさらに3時間撹拌した。これに飽和重炭酸ナトリウム水溶液(20ml)を添加し、ジエチルエーテル(70mL)で抽出した。有機相をブラインで洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し、還元して赤色残渣を得た(1.3g)。クロマトグラフィー(シリカ、ジエチルエーテルを溶離液として使用する)によって、標題化合物を黄色固体として得た(0.7g)。1H-NMR (CDCl3):δ1.8 (s, 1H, NH); 3.8 (s, 3H, NCH3); 4.05 (s, 2H, CH2N); 7.5 (dd, 1H, Ar-H); 7.7 (dd, 1H, Ar-H); 8.6 (br s, 1H, Ar-H); 8.75 (br d, 1H, Ar-H). 13C-NMR (CDCl3): δ 23.4; 46.4; 115.7; 124.6;135.0; 140.0; 148.0; 150.4; 194.5.
(実施例10)
O−(4−ジメチルアミノフェニル)キサントゲン酸S−(メトキシカルボニル)メチル(10)の合成
Figure 2012515809
標題化合物(10)を、以下のスキームに従って中間体(11)を介して調製した。
Figure 2012515809
ジチオクロロギ酸(メトキシカルボニル)メチル中間体(11)の調製
撹拌した過剰のチオホスゲン(4mL;52.4mmol)の無水ジクロロメタン(40mL)溶液に、チオグリコール酸メチル(2.32mL;26mmol)およびトリエチルアミン(26mmol;3.62mL)の無水ジクロロメタン(20mL)溶液を滴下添加した。混合物を室温で3時間撹拌し、次いで溶媒を真空中で除去し、ジエチルエーテルを添加し、次いで固体を濾別した。揮発物を真空中で除去した後、ジチオクロロギ酸(メトキシカルボニル)メチル中間体(11)を暗色オレンジ色の液体として得た(4.6g;収率95.7%)。(11)の1H NMR (CDCl3) δ (ppm) 3.76 (s, 3H, O-CH3); 4.01 (s, 2H, S-CH2).
Figure 2012515809
O−(4−ジメチルアミノフェニル)キサントゲン酸S−(メトキシカルボニル)メチル(10)の調製
撹拌した4−(ジメチルアミノ)フェノール(0.5g;3.65mmol;例えば、非特許文献4参照)およびトリエチルアミン(0.51mL;3.65mmol)の無水THF(20mL)溶液に、窒素雰囲気下で、ジチオクロロギ酸(メトキシカルボニル)メチル(11)(0.68g;3.65mmol)の無水THF(10mL)溶液を滴下添加した。3時間撹拌した後、混合物を濾過し、次いで溶媒を真空中で除去した。粗生成物を、フラッシュクロマトグラフィーによって、ジクロロメタンを溶離液として使用して精製して、O−(4−ジメチルアミノフェニル)キサントゲン酸S−(メトキシカルボニル)メチル(10)を暗黄色の粘性の液体として得た(0.51g;収率49%)。(10)の1H NMR (CDCl3) δ (ppm) 2.95 (s, 6H, N-CH3); 3.78 (s, 3H, O-CH3); 4.04 (s, 2H, S-CH2); 6.69 (d, J=9.2 Hz, 2H, m-ArH); 6.96 (d, J=9.2 Hz, 2H, o-ArH).
(実施例11)
O−(ピリジン−4−イル)キサントゲン酸S−ベンジル(12)の合成
Figure 2012515809
標題化合物(12)を、以下のスキームに従って調製した。
Figure 2012515809
撹拌した4−ヒドロキシピリジン(0.47g;4.94mmol)およびトリエチルアミン(0.7mL;5mmol)の無水THF(20mL)溶液に、窒素雰囲気下で、ジチオクロロギ酸ベンジル(1g;4.94mmol;例えば、非特許文献5参照)の無水THF(10mL)溶液を滴下添加した。3時間撹拌した後、混合物を濾過し、次いで溶媒を真空中で除去した。粗生成物を、フラッシュクロマトグラフィーによって、酢酸エチルを溶離液として使用して精製して、O−(ピリジン−4−イル)キサントゲン酸S−ベンジル(12)を黄色の結晶固体として得た(0.93g;収率72%)。(12)の1H NMR (CDCl3) δ (ppm) 4.58 (s, 2H, S-CH2); 6.33 (d, J=8.4 Hz, 2H, 3-PyH); 5.00 (m, 5H, Ar-H); 8.60 (d, J=8.4 Hz, 2H, 2-PyH).
(実施例12)
ジチオカルバミン酸S−シアノメチルN−(4−ジメチルアミノ)フェニル−N'−エチルの合成
Figure 2012515809
標題化合物(13)を、以下の反応スキームに従って調製した。
Figure 2012515809
N,N−ジメチル−N'−エチル−1,4−フェニレンジアミンの調製
無水酢酸(11.5mL、12.45g、0.122mol)の無水CH2Cl2(100mL)溶液に、N,N−ジメチル−1,4−フェニレンジアミン(11.37g;83.5mmol)を、0℃で30分かけて少しずつ添加した。混合物を徐々に室温に温め、24時間撹拌した。溶媒を高真空下で除去して黒色残渣を得、それをEt2O(20mL)で室温において撹拌した。懸濁液を濾過し、固体をEt2O(3×20mL)で洗浄した。固体残渣を高真空下で乾燥させて、中間体N−アセチル−N',N'−ジメチル−1,4−フェニレンジアミンを黒色固体(12.8g、86%)として得、それをさらなる精製なしに次のステップで使用した。
LiAlH4(2.87g、71.8mmol)およびN−アセチル−N',N'−ジメチル−1,4−フェニレンジアミン(前述のもの)(12.8g、17.8mol)の混合物を、無水THF(200mL)と共にソックスレー(soxlet)管に入れ、ソックスレー抽出器内に置いた。THFを還流しながら、混合物を50時間抽出した。溶液を室温に冷却し、次いで湿式THFを0℃で添加した。得られた懸濁液を濾過し、濾液を高真空下で蒸発させて、暗色油を得た。フィルターケーキを、室温で撹拌しながらCHCl3(2×50mL)で抽出した。この懸濁液を濾過し、濾液をNaSO4で乾燥させた。溶媒を蒸発させて暗色油を得、それを反応混合物から得られた他の暗色油と組み合わせた。蒸留によって、標題化合物であるN,N−ジメチル−N'−エチル−1,4−フェニレンジアミンを黄色油として得たが、静置している際に暗色になった(7.84g、67%);b.p.120〜150℃/0.30mmHg。1H-NMR (d6-アセトン): δ(ppm) 1.18 (m, 3H, CH3); 2.80, 2.78 (2 x s, 2 x 3H, 2 x NCH3); 3.05 (m, 2H, CH2); 6.60-6.42 (m, 2H, ArH); 6.78-6.60 (m, 2H, ArH).
ジチオカルバミン酸S−シアノメチルN−(4−ジメチルアミノ)フェニル−N'−エチル(13)の調製
N,N−ジメチル−N'−エチル−1,4−フェニレンジアミン(2.22g;13.5mmol)のジメチルスルホキシド(15mL)中溶液に、20MのNaOH(0.81mL)を室温で添加した。この混合物に二硫化炭素(1.62mL、2.06g、27mmol)を添加すると発熱し、溶液は赤色になった。赤色混合物を室温で30分間撹拌し、次いで0℃に冷却した。この冷却混合物に、2−ブロモアセトニトリル(1.03mL、1.78g、14.9mmol)を滴下添加した。添加の最中、この赤色が徐々に脱色されてきた。得られた混合物を、室温で16時間撹拌した。オレンジ色溶液を粉砕した氷(50g)に添加し、CHCl3(2×50mL)で抽出した。混合有機抽出物を、ブライン(5×50mL)で洗浄した。有機相をNaSO4で乾燥させ、溶媒を除去して赤色固体を得た。酢酸エチル/ヘキサンを使用してシリカゲルクロマトグラフィーにかけ、Et2O/ヘキサンから再結晶化させた後に、標題化合物を黄色の針状のものとして得た(2.27g、60%)。m.p.91℃。1H-NMR (CDCl3): δ (ppm) 1.30 (t, 3H, CH3); 3.04 (s, 6H, 2 x NCH3); 4.05 (s, 2H, CH2); 4.30 (q, 2H, SCH2CN); 6.82-6.70 (m, 2H, ArH); 7.15-7.00 (m, 2H, ArH).
すべての場合において、モノマーを精製し(抑制物質を除去するため)、使用直前にフラッシュ蒸留した。対照とみなした実験は、別段特定されない限り、CTAなしに実施した実験とした。アンプル内で実施した重合では、凍結−排気−解凍サイクルを反復することによって脱気した。脱気が終了したら、アンプルを真空下で火炎密封し、特定温度で特定の時間、油浴に完全に浸した。変換率(%)は、別段指定されない限り重量測定により算出した。
ポリマーおよびブロックコポリマーの構造は、適切なクロマトグラフィーおよび分光学的方法を適用することによって確認した。ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を使用して、ポリマーの分子量および分子量分布(多分散性)を確立した。別段特定されない限り、示差屈折計および106、105、104、103、500および100ÅのUltrastyragelカラムを備えたWaters Associates液体クロマトグラフを使用した。テトラヒドロフランを溶離液として使用した(流速1.0mL/分)。分子量をポリスチレン当量として示す。数平均分子量および重量平均分子量、ならびに多分散性を示すために、それぞれ用語Mn、MwおよびMw/Mnを使用する。理論的分子量[Mn(算出値)]を、次式に従って算出した。
n(算出値)=[モノマー]/[CTA]×変換率×モノマーのMWt
(実施例13)
N−(ピリジン−4−イル)カルバモジチオ酸2−シアノ−4−メトキシ−4−メチルペンタン−2−イルN−メチル(5)およびトリフルオロメタンスルホン酸を60℃で使用する、多分散性の低いポリ(メチルメタクリレート)の調製
トリフルオロメタンスルホン酸(100μLまたは170mg)のアセトニトリル(5.0mL)中原液(I)を調製した。
メチルメタクリレート(7.0mL)、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル(10mg)、N−(ピリジン−4−イル)カルバモジチオ酸2−シアノ−4−メトキシ−4−メチルペンタン−2−イルN−メチル(5)(64.3mg、0.0199M)、アセトニトリル(2.0mL)および原液(I)(1.0mL)を含有する原液(II)を調製した。一定分量(2.0mL)のこの原液(II)をアンプルに移し、凍結−排気−解凍サイクルを3回反復することによって脱気し、封止した。アンプルを、表1に示した時間で60℃において加熱した。
Figure 2012515809
(実施例14)
N−(ピリジン−4−イル)カルバモジチオ酸2−シアノプロパン−2−イルN−メチル(4)およびトリフルオロメタンスルホン酸を60℃で使用する、多分散性の低いポリ(メチルメタクリレート)の調製
トリフルオロメタンスルホン酸(100μLまたは170mg)のアセトニトリル(5.0mL)中原液(I)を調製した。
メチルメタクリレート(7.0mL)、アゾビスイソブチロニトリル(10mg)、N−(ピリジン−4−イル)カルバモジチオ酸2−シアノプロパン−2−イルN−メチル(4)(50.02mg、0.0199M)、アセトニトリル(2.0mL)および原液(I)(1.0mL)を含有する原液(II)を調製した。一定分量(2.0mL)のこの原液(II)をアンプルに移し、凍結−排気−解凍サイクルを3回反復することによって脱気し、封止した。アンプルを、表2に示した時間で60℃において加熱した。
Figure 2012515809
(実施例15)
多分散性の低いポリ(メチルメタクリレート)−b−ポリ(酢酸ビニル)の調製
2,2'−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN、20.0mg)のアセトニトリル(5.0mL)中原液(I)を調製した。
アセトニトリル(5.0mL)中ポリ(メチルメタクリレート)(0.85g)(実施例13から、項目3;Mn31,400;Mw/Mn1.10)からなる黄色がかった溶液(II)を調製した。
2つのアンプルを使用し、それぞれは、溶液(I)(1.0mL)、溶液(II)(2.0mL)および酢酸ビニル(2.0mL)ならびにN,N−ジメチルアミノピリジン(12.0mg)からなっていた。すぐに無色溶液が得られた。得られた混合物を脱気し、封止し、60℃で4時間および16時間加熱した。揮発物を真空中で除去して、ポリ(メチルメタクリレート)−b−ポリ(酢酸ビニル)を得た(表3参照)。
Figure 2012515809
(実施例16)
多分散性の低いポリ(メチルメタクリレート)−b−ポリ(酢酸ビニル)の調製
2,2'−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN、20.0mg)のアセトニトリル(5.0mL)中原液(I)を調製した。
アセトニトリル(5.0mL)中ポリ(メチルメタクリレート)(1.39g)(実施例14から、項目3;Mn33,050;Mw/Mn1.25)からなる黄色がかった溶液(II)を調製した。
2つのアンプルを使用し、それぞれは、溶液(I)(1.0mL)、溶液(II)(2.0mL)および酢酸ビニル(2.0mL)ならびにN,N−ジメチルアミノピリジン(5.0mg)からなっていた。すぐに無色溶液が得られた。得られた混合物を脱気し、封止し、60℃で4時間および16時間加熱した。揮発物を真空中で除去して、ポリ(メチルメタクリレート)−b−ポリ(酢酸ビニル)を得た(表4参照)。
Figure 2012515809
(実施例17)
多分散性の低いポリ(メチルメタクリレート)−b−ポリ(メチルアクリレート)の調製
AIBN(8.5mg)のアセトニトリル(25.0mL)中原液(I)を調製した。
アセトニトリル(2.0mL)中のポリ(メチルメタクリレート)(1.90g)(実施例13から、項目3;Mn31,400、Mw/Mn1.10)、原液(I)(1.0mL)およびメチルアクリレート(2.0mL)からなる溶液を調製し、凍結−排気−解凍サイクルを3回反復することによって脱気し、封止した。アンプルを70℃で2時間加熱した。揮発物を真空中で除去して、ポリ(メチルメタクリレート)−b−ポリ(メチルアクリレート)3.30g(転化率73%)を、Mn43,970、Mw/Mn1.24で得た。
(実施例18)
多分散性の低いポリ(メチルメタクリレート)−b−ポリ(メチルアクリレート)−b−ポリ(酢酸ビニル)の調製
AIBN(20.0mg)のアセトニトリル(5.0mL)中原液(I)を調製した。
実施例17のポリ(メチルメタクリレート)−b−ポリ(メチルアクリレート)(1.65g)のアセトニトリル(5.0mL)中原液(II)を調製した。
2つのアンプルを使用し、それぞれは、溶液(I)(1.0mL)、溶液(II)(2.0mL)、N,N−ジメチルアミノピリジン(4.2mg)および酢酸ビニル(2.0mL)からなっていた。溶液の色は、黄色から無色に変化した。
凍結−排気−解凍サイクルを3回反復することによってアンプルを脱気し、封止し、次いで60℃でそれぞれ6時間および16時間加熱した。揮発物を真空中で除去して、ポリ(メチルメタクリレート)−b−ポリ(メチルアクリレート)−b−ポリ(酢酸ビニル)を得た。その結果を以下の表5に概説する。
Figure 2012515809
(実施例19)
N−(ピリジン−2−イル)カルバモジチオ酸2−シアノプロパン−2−イルN−メチル(8)およびメタンスルホン酸を60℃で使用する、多分散性の低いポリ(メチルメタクリレート)の調製
メチルメタクリレート(3.5mL)、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)(5.0mg)、N−(ピリジン−2−イル)カルバモジチオ酸2−シアノプロパン−2−イルN−メチル(8)(30.75mg)、メタンスルホン酸(11.75mg)およびアセトニトリル(1.25mL)を含む原液を調製した。一定分量(2.0mL)のこの原液をアンプルに移し、凍結−排気−解凍サイクルを3回反復することによって脱気し、封止した。アンプルを、表6に示した時間で60℃において加熱した。
Figure 2012515809
(実施例20)
2−(メチル(ピリジン−4−イル)カルバモチオイルチオ)プロパン酸メチル(1)とp−トルエンスルホン酸を70℃で使用する、ポリ(メチルアクリレート)の調製
Figure 2012515809
AIBN(8.5mg)のアセトニトリル(25mL)中原液(I)を調製した。
2−(メチル(ピリジン−4−イル)カルバモチオイルチオ)プロパン酸メチル(1)(47.6mg、0.0353M)およびp−トルエンスルホン酸(38.0mg、0.04M)のアセトニトリル(5.0mL)中原液(II)を調製した。
一定分量の原液(I)(1.0mL)、原液(II)(2.0mL)およびメチルアクリレート(2.0mL)をアンプルに移し、凍結−排気−解凍サイクルを3回反復することによって脱気し、封止した。アンプルを、表7に示した時間で70℃において加熱した。
Figure 2012515809
(実施例21)
多分散性の低いポリ(メチルアクリレート)−b−ポリ(酢酸ビニル)の調製
アセトニトリル(10g)中ポリ(メチルアクリレート)(1.12g)(実施例20から、項目1;Mn20,900、Mw/Mn1.09)からなる黄色がかった溶液(I)を調製した。
溶液(I)(3.0g)に、N,N−ジメチルアミノピリジン(3.0mg)を添加した。すぐに無色溶液が得られた。この無色溶液に、AIBN(2.3mg)および新しく蒸留した酢酸ビニル(2.0g)を添加した。得られた混合物を脱気し、封止し、60℃で16時間加熱した。揮発物を真空中で除去して、ポリ(メチルアクリレート)−b−ポリ(酢酸ビニル)1.01g(酢酸ビニルの消費に対して転化率37%)を、Mn39,300、Mw/Mn1.25で得た。
(実施例22)
p−トルエンスルホン酸を用いて、またそれなしで2−(メチル(ピリジン−4−イル)カルバモチオイルチオ)プロパン酸メチル(1)を70℃で使用する、ポリ(n−ブチルアクリレート)の調製
AIBN(8.5mg)のアセトニトリル(25mL)中原液(I)を調製した。
2−(メチル(ピリジン−4−イル)カルバモチオイルチオ)プロパン酸メチル(1)(47.6mg、0.0353M)およびp−トルエンスルホン酸(38.0mg、0.04M)のアセトニトリル(5.0mL)中原液(II)を調製した。
2−(メチル(ピリジン−4−イル)カルバモチオイルチオ)プロパン酸メチル(1)(47.6mg、0.0353M)のアセトニトリル(5.0mL)中原液(III)を調製した。
一定分量の原液(I)(1.0mL)、原液(II)(2.0mL)およびn−ブチルアクリレート(2.0mL)をアンプルに移した(項目1および2)。一定分量の原液(I)(1.0mL)、原液(III)(2.0mL)およびn−ブチルアクリレート(2.0mL)をアンプルに移した(項目3および4)。
アンプル内の内容物を、凍結−排気−解凍サイクルを3回反復することによって脱気し、封止し、表8に示した時間で70℃において加熱した。
Figure 2012515809
(実施例23)
多分散性の低いポリ(n−ブチルアクリレート)−b−ポリ(酢酸ビニル)の調製
AIBN(10.1mg)のアセトニトリル(5.0mL)中原液(I)を調製した。
アセトニトリル(5.0mL)中ポリ(n−ブチルアクリレート)(0.925g)(実施例22から、項目1;Mn14,300;Mw/Mn1.19)からなる黄色がかった溶液(II)を調製した。
アンプル番号1に、原液(I)(1.0mL)、黄色がかった溶液(II)(2.0mL)および酢酸ビニル(2.0mL)ならびにN,N−ジメチルアミノピリジン(3.65mg)を添加した。すぐに無色溶液が得られた。
アンプル番号2に、原液(I)(1.0mL)、黄色がかった溶液(II)(2.0mL)および酢酸ビニル(2.0mL)を添加した。
アンプル内の内容物を、凍結−排気−解凍サイクルを3回反復することによって脱気し、封止し、60℃で16時間加熱した。揮発物を真空中で除去した後、それらの分子量および変換データを表9に記載する。アンプル番号2では、塩基(RAFT末端基のプロトン化形態を、中性形態に戻すため)なしではブロックコポリマーが形成されないことが実験誤差以内で示された。
Figure 2012515809
(実施例24)
2−(メチル(ピリジン−2−イル)カルバモチオイルチオ)プロパン酸メチル(6)とp−トルエンスルホン酸を70℃で使用する、ポリ(n−ブチルアクリレート)の調製
AIBN(8.5mg)のアセトニトリル(25mL)中原液(I)を調製した。
2−(メチル(ピリジン−2−イル)カルバモチオイルチオ)プロパン酸メチル(6)(23.85mg、0.0177M)およびp−トルエンスルホン酸(19.1mg、0.02M)のアセトニトリル(5.0mL)中原液(II)を調製した。
一定分量の原液(I)(1.0mL)、原液(II)(2.0mL)およびn−ブチルアクリレート(2.0mL)をアンプルに移した。
アンプル内の内容物を、凍結−排気−解凍サイクルを3回反復することによって脱気し、封止し、表10に示した時間で70℃において加熱した。
Figure 2012515809
(実施例25)
ルイス酸であるトリフルオロメタンスルホン酸アルミニウムを用いて、またそれなしでメチル(ピリジン−4−イル)カルバモジチオ酸シアノメチル(2)を70℃で使用する、ポリ(n−ブチルアクリレート)の調製
AIBN(8.5mg)のアセトニトリル(25mL)中原液(I)を調製した。
メチル(ピリジン−4−イル)カルバモジチオ酸シアノメチル(2)(22.3mg)およびルイス酸であるトリフルオロメタンスルホン酸アルミニウム(47.4mg)のアセトニトリル(5.0mL)中原液(II)を調製した。
メチル(ピリジン−4−イル)カルバモジチオ酸シアノメチル(2)(22.3mg)のアセトニトリル(5.0mL)中原液(III)を調製した。
一定分量の原液(I)(1.0mL)、原液(II)(2.0mL)およびn−ブチルアクリレート(2.0mL)を、2Aおよび6Aのラベルを付した2つのアンプルに移した。
一定分量の原液(I)(1.0mL)、原液(III)(2.0mL)およびn−ブチルアクリレート(2.0mL)を、2Bおよび6Bのラベルを付した2つのアンプルに移した。
アンプル内の内容物を、凍結−排気−解凍サイクルを3回反復することによって脱気し、封止し、表11に示した時間で70℃において加熱した。
Figure 2012515809
(実施例26)
O−(ピリジン−4−イル)キサントゲン酸S−ベンジル(12)およびp−トルエンスルホン酸を70℃で使用する、多分散性の低いポリ(メチルアクリレート)の調製
AIBN(1.64mg)、O−(ピリジン−4−イル)キサントゲン酸S−ベンジル(12)(36.5mg)、p−トルエンスルホン酸(24.1mg)、メチルアクリレート(4mL)および体積10mLまでのアセトニトリルの原液を、容量フラスコ内で調製した。一定分量(2mL)のこの原液をアンプルに移し、凍結−排気−解凍サイクルを3回反復することによって脱気し、封止した。アンプルを、表12に示した時間で70℃において加熱した。
Figure 2012515809
(実施例27)
メチル(ピリジン−4−イル)カルバモジチオ酸シアノメチル(2)とp−トルエンスルホン酸を90℃で使用する、多分散性の低いポリスチレンの調製
アセトニトリル(2mL)中のスチレン(3mL)、VAZO−88(5mg)、メチル(ピリジン−4−イル)カルバモジチオ酸シアノメチル(2)(22mg)およびp−トルエンスルホン酸(18mg)を試験管アンプルに移し、凍結−排気−解凍サイクルを3回反復することによって脱気し、封止した。アンプルを、90℃で16時間加熱した。未反応のモノマーをロータリーエバポレーターで除去し、多分散性の低いポリスチレンを得た(1.57g、転化率57.5%)。GPCの結果:Mn14,500;Mw/Mn1.21
(実施例28)
2−(メチル(ピリジン−4−イル)カルバモチオイルチオ)プロパン酸メチル(1)とp−トルエンスルホン酸を90℃で使用する、多分散性の低いポリスチレンの調製
1,1'−アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)(VAZO−88)(12.2mg)、2−(メチル(ピリジン−4−イル)カルバモチオイルチオ)プロパン酸メチル(1)(27mg)、p−トルエンスルホン酸(17.2mg)およびスチレンの原液を、10mLの容量フラスコ内で調製した。一定分量(2.0mL)のこの原液をアンプルに移し、凍結−排気−解凍サイクルを3回反復することによって脱気し、封止した。アンプルを、表13に示した時間で90℃において加熱した。
Figure 2012515809
(実施例29)
2−(メチル(ピリジン−4−イル)カルバモチオイルチオ)プロパン酸メチル(1)およびp−トルエンスルホン酸を90℃で使用する、多分散性の低い低分子量のポリスチレンの調製
3つのアンプルを使用し、それぞれに1,1'アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)(VAZO−88)(12.2mg)、2−(メチル(ピリジン−4−イル)カルバモチオイルチオ)プロパン酸メチル(1)(94.5mg)、p−トルエンスルホン酸(60.2mg)およびスチレン(5mL)の溶液を入れた。凍結−排気−解凍サイクルを3回反復することによってアンプルを脱気した後、封止し、表14に示した時間で90℃において加熱した。
Figure 2012515809
(実施例30)
N−(ピリジン−4−イル)カルバモジチオ酸2−シアノプロパン−2−イルN−メチル(4)とp−トルエンスルホン酸を90℃で使用する、多分散性の低いポリスチレンの調製
RAFT剤としてのN−(ピリジン−4−イル)カルバモジチオ酸2−シアノプロパン−2−イルN−メチル(4)(25.1mg)を除き、実施例27で使用したものと同じ条件下で実験を実施することによって、多分散性の低いポリスチレンを得た(0.99g、転化率36.4%)。GPCの結果:Mn10,800;Mw/Mn1.30。
(実施例31)
多分散性の低いポリスチレン−b−ポリ(酢酸ビニル)の調製
ポリスチレンサンプルをジクロロメタンに溶解し、注意深く粉砕することによって浸出させ、炭酸ナトリウム床を使用前に乾燥させた。溶液の色が黄色から無色に変化した。溶媒を除去することによって、以下の通り使用する準備ができたポリスチレンを得た。
ポリスチレン(0.178g)(実施例29から、項目1;Mn1,800、Mw/Mn1.33)、AIBN(8.2mg)および体積10mLまでの酢酸ビニル(9.025g)からなる溶液を調製した。一定分量(2.0mL)のこの溶液をアンプルに移し、凍結−排気−解凍サイクルを3回反復することによって脱気し、封止した。アンプルを、表15に示した時間で70℃において加熱した。揮発物を真空中で除去して、ポリスチレン−b−ポリ(酢酸ビニル)を得た。4.6〜5.2ppm(pVA)および6.2〜7.4ppm(pSt)のNMR領域によって、NMRMnが算出されるとみなした。
Figure 2012515809
(実施例32)
多分散性の低いポリスチレン−b−ポリ(メチルアクリレート)の調製
ポリスチレン(0.56g)(実施例29から、項目3;Mn10,500、Mw/Mn1.06)、AIBN(8.2mg)、メチルアクリレート(2.5mL)およびベンゼン(2mL、総体積5mL)からなる溶液をアンプル内で調製し、凍結−排気−解凍サイクルを3回反復することによって脱気し、封止した。アンプルを、70℃で3時間加熱した。揮発物を真空中で除去して、ポリ(スチレン)−b−ポリ(メチルアクリレート)1.15g(24.6%)を、Mn21,500、Mw/Mn1.15で得た。3.2〜4.0ppm(pMA)および6.2〜7.4ppm(pSt)のNMR領域とみなしてNMRMn22,000を算出した。
(実施例33)
多分散性の低いポリ(スチレン)−b−ポリ(メチルアクリレート)−b−ポリ(酢酸ビニル)の調製
実施例32のポリ(スチレン)−b−ポリ(メチルアクリレート)サンプルをジクロロメタンに溶解し、注意深く粉砕することによって浸出させ、炭酸ナトリウム床を使用前に乾燥させた。溶液の色が黄色から無色に変化した。溶媒を除去することによって、以下の通り使用する準備ができたポリ(スチレン)−b−ポリ(メチルアクリレート)を得た。
実施例32のポリ(スチレン)−b−ポリ(メチルアクリレート)(0.5g)(NMRMn21,500、Mw/Mn1.15)、AIBN(1.64mg)および酢酸ビニル(1.65mL)からなる溶液をアンプル内で調製し、凍結−排気−解凍サイクルを3回反復することによって脱気し、封止した。アンプルを、70℃で15時間加熱した。揮発物を真空中で除去して、ポリ(スチレン)−b−ポリ(メチルアクリレート)−b−ポリ(酢酸ビニル)1.60g(73.6%)を、Mn52,000、Mw/Mn1.48で得た。4.6〜5.2ppm(pVA)および6.2〜7.4ppm(pSt)のNMR領域とみなしてNMRMn72,000を算出した。
(実施例34)
2−(メチル(ピリジン−4−イル)カルバモチオイルチオ)プロパン酸メチル(1)を60℃で使用する、多分散性の低いポリ(酢酸ビニル)の調製
酢酸ビニル(5.0mL)、AIBN(5.1mg)および2−(メチル(ピリジン−4−イル)カルバモチオイルチオ)プロパン酸メチル(1)(59.44mg)を試験管アンプルに移し、凍結−排気−解凍サイクルを3回反復することによって脱気し、封止した。アンプルを、60℃で4時間加熱した。反応後、未反応のモノマーをロータリーエバポレーターで除去し、多分散性の低いポリ(酢酸ビニル)を得た(1.52g、転化率32.6%)。GPCの結果:Mn8,400;Mw/Mn1.25。
(実施例35)
N−(ピリジン−3−イル)カルバモジチオ酸S−シアノメチルN−メチル(9)を75℃で使用する、多分散性の低いポリ(酢酸ビニル)の調製
VAZO−88(10.3mg)、酢酸ビニル(10mL)および酢酸エチル(5.0mL)の原液を調製した。
一定分量(3.0mL)のこの原液を、N−(ピリジン−3−イル)カルバモジチオ酸S−シアノメチルN−メチル(9)(35.0mg)を入れたアンプルに移し、凍結−排気−解凍サイクルを3回反復することによって脱気し、封止した。アンプルを75℃で3日間加熱した。反応後、未反応のモノマーをロータリーエバポレーターで除去し、多分散性の低いポリ(酢酸ビニル)を得た(転化率54.8%)。GPCの結果:Mn8,900;Mw/Mn1.24。
(実施例36)
O−(4−ジメチルアミノフェニル)キサントゲン酸S−(メトキシカルボニル)メチル(10)を70℃で使用する、多分散性の低いポリ(酢酸ビニル)の調製
AIBN(2.5mg)、O−(4−ジメチルアミノフェニル)キサントゲン酸S−(メトキシカルボニル)メチル(10)(39.8mg)および体積10mLまでの酢酸ビニルの原液を、容量フラスコ内で調製した。一定分量(2.5mL)のこの原液をアンプルに移し、凍結−排気−解凍サイクルを3回反復することによって脱気し、封止した。アンプルを、表16に示した時間で70℃において加熱した。
Figure 2012515809
(実施例37)
O−(4−ジメチルアミノフェニル)キサントゲン酸S−(メトキシカルボニル)メチル(10)を80℃で使用する、多分散性の低いポリ(酢酸ビニル)の調製
AIBN(1.8mg)、O−(4−ジメチルアミノフェニル)キサントゲン酸S−(メトキシカルボニル)メチル(10)(28.3mg)、酢酸ビニル(7mL)および体積10mLまでのベンゼンの原液を、容量フラスコ内で調製した。一定分量(2.5mL)のこの原液をアンプルに移し、凍結−排気−解凍サイクルを3回反復することによって脱気し、封止した。アンプルを、表17に示した時間で80℃において加熱した。
Figure 2012515809
(実施例38)
ジチオカルバミン酸S−シアノメチルN,N−ジメチル−N’−エチル−1,4−フェニレンジアミン(13)を75℃で使用する、多分散性の低いポリ(酢酸ビニル)の調製
VAZO−88(10.1mg)、酢酸ビニル(10mL)および酢酸エチル(5.0mL)の原液を調製した。
一定分量(3.0mL)のこの原液を、ジチオカルバミン酸S−シアノメチルN,N−ジメチル−N’−エチル−1,4−フェニレンジアミン(13)(41.5mg)を入れたアンプルに移し、凍結−排気−解凍サイクルを3回反復することによって脱気し、封止した。アンプルを、75℃で89時間加熱した。反応後、未反応のモノマーをロータリーエバポレーターで除去し、多分散性の低いポリ(酢酸ビニル)を得た(転化率22.3%)。GPCの結果:Mn3,070;Mw/Mn2.03。
(実施例39)
2−(メチル(ピリジン−4−イル)カルバモチオイルチオ)プロパン酸メチル(1)を60℃で使用する、多分散性の低いポリ(N−ビニルピロリドン)の調製
アセトニトリル(5mL)中AIBN(10.0mg)を含む原液(I)を調製した。
N−ビニルピロリドン(2.0mL)、原液(I)(1.0mL)およびアセトニトリル(1.0mL)中2−(メチル(ピリジン−4−イル)カルバモチオイルチオ)プロパン酸メチル(1)(13.5mg)を試験管アンプルに移し、凍結−排気−解凍サイクルを3回反復することによって脱気し、封止した。アンプルを、60℃で16時間加熱した。反応後、有機溶媒を除去し、残渣をゆっくり酢酸エチル(200mL)に添加して、多分散性の低いポリ(N−ビニルピロリドン)を単離した(1.73g、転化率82.9%)。GPC(DMF中)の結果:Mn29,400;Mw/Mn1.19
(実施例40)
2−(メチル(ピリジン−4−イル)カルバモチオイルチオ)プロパン酸メチル(1)を60℃で使用する、多分散性の低いポリ(N−ビニルカルバゾール)の調製
1,4−ジオキサン(0.75mL)中N−ビニルカルバゾール(0.5g)、AIBN(2.0mg)および2−(メチル(ピリジン−4−イル)カルバモチオイルチオ)プロパン酸メチル(1)(5.0mg)を試験管アンプルに移し、凍結−排気−解凍サイクルを3回反復することによって脱気し、封止した。アンプルを、60℃で20時間加熱した。反応後、反応混合物をゆっくりn−ヘキサン(150mL)に添加して、多分散性の低いポリ(N−ビニルカルバゾール)を単離した(0.398g、転化率79.7%)。GPC(溶離液としてのDMF)の結果:Mn15,800;Mw/Mn1.09
(実施例41)
多分散性の低いポリ(N−ビニルカルバゾール)−b−ポリ(酢酸ビニル)の調製
先の実施例37のポリ(N−ビニルカルバゾール)のサンプル(0.15g)を1,4−ジオキサン(1.0mL)に溶解し、AIBN(2.0mg)および酢酸ビニル(0.5mL)を入れたアンプルに移した。得られた混合物を、凍結−解凍−排気サイクルを3回反復することによって脱気し、封止し、70℃で3時間加熱した。揮発物を真空中で除去して、ポリ(N−ビニルカルバゾール)−b−ポリ(酢酸ビニル)を、0.4g(酢酸ビニルの消費を基準とした転化率53.5%)で得、GPC(溶離液としてのDMF)の結果はMn20,850、Mw/Mn1.24であった。
(実施例42)
多分散性の低いポリ(メチルアクリレート)−b−ポリ(N−ビニルカルバゾール)の調製
アセトニトリル(10mL)中ポリ(メチルアクリレート)(1.67g)(実施例20から、項目2;Mn31,100;Mw/Mn1.08)、N,N−ジメチルアミノピリジン(10.0mg)からなる原液(I)を調製した。
AIBN(10mg)のアセトニトリル(5mL)中原液(II)を調製した。
N−ビニルカルバゾール(0.5g)、原液(I)(2.0mL)、原液(II)(1.0mL)およびアセトニトリル(1.0mL)を試験管アンプルに移し、凍結−排気−解凍サイクルを3回反復することによって脱気し、封止した。アンプルを60℃で16時間加熱した。揮発物を真空中で除去して、ポリ(メチルアクリレート)−b−ポリ(N−ビニルカルバゾール)を得(1H−nmrを基準にN−ビニルカルバゾールはほぼ完全に転化した)、GPC(THF中)の結果はMn48,000、Mw/Mn1.33であった。
(実施例43)
2−(メチル(ピリジン−4−イル)カルバモチオイルチオ)プロパン酸メチル(1)を90℃で用いる、ポリスチレンマクロRAFT剤(1−PS)の調製
1,1’アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)(VAZO−88)(12.2mg)、2−(メチル(ピリジン−4−イル)カルバモチオイルチオ)プロパン酸メチル(1)(94.5mg)、p−トルエンスルホン酸(60.2mg)およびスチレン(5mL)を含む溶液をアンプルに移し、凍結−排気−解凍サイクルを3回反復することによって脱気し、封止し、次いで90℃で2時間加熱した。スチレンの望ましくないカチオン性重合を回避するために、重合反応混合物の生成においてp−トルエンスルホン酸をスチレンモノマーに直接添加しないことが重要である。アンプルを冷却し、開放し、重合混合物を真空中で蒸発乾固させた。次いで、残りのスチレンモノマーの痕跡が全くなくなるように、ポリマーをクロロベンゼンに溶解し、1H NMRによってスチレンシグナルが検出されなくなるまで、真空中で数回蒸発させた。調製したポリスチレンの特徴は、Mn1850、Mw/Mn1.22であった。
(実施例44)
ポリスチレン−ブロック−ポリ(酢酸ビニル)の調製
以下の手順が一般的である。ポリスチレンマクロRAFT剤(Mn1850、0.030g、0.01M、実施例44から)、AIBN(1.4mg、0.005M)および酢酸ビニル(1.4g)の溶液をアンプルに移し、凍結−排気−解凍サイクルを3回反復することによって脱気し、封止した。アンプルを、表18に示した時間で70℃において加熱した。揮発物を真空中で除去して、ポリスチレン−ブロック−ポリ(酢酸ビニル)を得た。結果を表18に示す。
Figure 2012515809
(実施例45)
ポリスチレン−ブロック−ポリ(メチルアクリレート−grad−酢酸ビニル)の調製
以下の手順が一般的である。ポリスチレンマクロRAFT剤(Mn1850、13.5mg、0.01M、実施例44から)、AIBN(0.12mg、0.005M)、酢酸ビニル(605mg)およびメチルアクリレート(32mg)の溶液をアンプルに移し、凍結−排気−解凍サイクルを3回反復することによって脱気し、封止した。アンプルを、表9に示した時間で70℃において加熱した。揮発物を真空中で除去して、ポリスチレン−ブロック−ポリ(メチルアクリレート−grad−酢酸ビニル)を得た。得られたポリマーは、式(VIIa)の範囲に含まれるポリマーの例である。
Figure 2012515809
(実施例46)
N−(ピリジン−4−イル)カルバモジチオ酸S−シアノメチルN−メチル(2)を80℃で使用する、多分散性の低いポリ(N,N’−ジメチルアクリルアミド)の調製
体積5mLの超純水中、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド](27mg)の原液Iを、容量フラスコ内で調製した。N−(ピリジン−4−イル)カルバモジチオ酸S−シアノメチルN−メチル(2)(40.8mg)、p−トルエンスルホン酸一水和物(35.4mg)、N,N’−ジメチルアクリルアミド(1.81g)、原液I(1mL)および体積10mLまでの水(18.2MΩ)を、容量フラスコ内で調製した。一定分量(5mL)のこの原液をアンプルに移し、凍結−排気−解凍サイクルを3回反復することによって脱気し、封止した。アンプルを、表20に示した時間で80℃において加熱した。
Figure 2012515809
(実施例47)
水中2−(メチル(ピリジン−4−イル)カルバモチオイルチオ)プロパン酸メチル(1)を80℃で使用する、多分散性の低いポリ(N,N’−ジメチルアクリルアミド)の調製
体積5mLの水(18.2MΩ)中、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド](27mg)の原液Iを、容量フラスコ内で調製した。体積5mLの水(18.2MΩ)中、2−(メチル(ピリジン−4−イル)カルバモチオイルチオ)プロパン酸メチル(1)(24.7mg)、p−トルエンスルホン酸一水和物(17.7mg)の原液IIを、容量フラスコ内で調製した。原液I(1mL)、原液II(5mL)および体積10mLまでの水(18.2MΩ)を、容量フラスコ内で調製した。一定分量(2.5mL)のこの原液をアンプルに移し、凍結−排気−解凍サイクルを3回反復することによって脱気し、封止した。アンプルを、表21に示した時間で80℃において加熱した。
Figure 2012515809
本明細書および以下の特許請求の範囲を通して、文脈上他の意味に解すべき場合を除き、用語「含む」ならびに「含有する」および「含んでいる」などの変形は、記載の整数もしくはステップ、または複数の整数もしくはステップの群を含むことを意味するが、任意の他の整数もしくはステップ、または複数の整数もしくはステップの群を排除するものではないことを理解されよう。
本明細書における任意の過去の刊行物(またはそれから得られる情報)または公知の任意の内容への言及は、その過去の刊行物(またはそれから得られる情報)または公知の内容が、本明細書が関係する努力傾注分野における共通の一般知識の一部を形成することを確認もしくは承認するものとして、またはそれを提案する任意の形態としては解釈されず、またそのように解釈されるべきではない。
本発明の範囲から逸脱することなく多くの改変を加え得ることが、当業者には明らかとなろう。

Claims (23)

  1. ポリマーの調製方法であって、式(I)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマー
    Figure 2012515809
    [式中、Uは、H、C1〜C4アルキルまたはハロゲンから選択され、Vは、ハロゲンもしくはO−Gの形態であり、Gは、−C(O)R1および−R1から選択され、またはVは、NGGaの形態であり、Gは先に定義の通りであり、Gaは、HおよびR1から選択され、GおよびGaは、Nと一緒になって複素環を形成し、またはVは、CH2bの形態であり、Gbは、H、R1、OH、OR1、NR1 2、PR1 2、P(O)R1 2、P(OR12、SR1、SOR1およびSO21から選択され、前記または各R1は、独立に、任意選択により置換されているアルキル、任意選択により置換されているアルケニル、任意選択により置換されているアルキニル、任意選択により置換されているアリール、任意選択により置換されているヘテロアリール、任意選択により置換されているカルボシクリル、任意選択により置換されているヘテロシクリル、任意選択により置換されているアリールアルキル、任意選択により置換されているヘテロアリールアルキル、任意選択により置換されているアルキルアリール、任意選択により置換されているアルキルヘテロアリール、および任意選択により置換されているポリマー鎖から選択される]を、
    式(II)または(III)のRAFT剤
    Figure 2012515809
    [式中、Yはルイス塩基部分であり、Y*はn価のルイス塩基部分であり、XはOまたはNR1であり、R1は、先に定義の通りであるか、またはYもしくはY*およびNと一緒になって複素環を形成し、mは1以上の整数であり、nは2以上の整数であり、R*はm価のラジカル脱離基であり、これは式(I)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーのフリーラジカル重合を開始するR*・をもたらし、Rはフリーラジカル脱離基であり、これは式(I)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーのフリーラジカル重合を開始するR・をもたらす]
    の制御下で重合するステップを含むことを特徴とする、ポリマーの調製方法。
  2. 前記式(I)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーは、ビニルエーテル、ビニルアルカノエート、ハロゲン化ビニル、N−ビニルアミド、N−ビニルラクタム、N−ビニルヘテロ芳香族、ビニルシラン、リン酸ビニル、アリルまたはジアリルモノマー、ならびにその組合せから選択されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  3. 前記ルイス塩基部分YまたはY*は、X基のOまたはN原子と共役しているルイス塩基性ヘテロ原子を含むことを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
  4. 前記ルイス塩基部分YまたはY*は、任意選択により置換されているヘテロアリールおよび任意選択により置換されているアリール−Qから選択され、Q=NR11、SR1、PR11およびSeR1であり、前記または各R1は、独立に、任意選択により置換されているアルキル、任意選択により置換されているアルケニル、任意選択により置換されているアルキニル、任意選択により置換されているアリール、任意選択により置換されているヘテロアリール、任意選択により置換されているカルボシクリル、任意選択により置換されているヘテロシクリル、任意選択により置換されているアリールアルキル、任意選択により置換されているヘテロアリールアルキル、任意選択により置換されているアルキルアリール、任意選択により置換されているアルキルヘテロアリール、および任意選択により置換されているポリマー鎖から選択されることを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
  5. 前記ルイス塩基部分YまたはY*は、ルイス塩基性N原子を含むことを特徴とする、請求項1、2または3に記載の方法。
  6. 前記ルイス塩基性N原子は、X基のOまたはN原子から4原子以下離れていることを特徴とする、請求項5に記載の方法。
  7. 前記式(II)および(III)のRAFT剤は、
    (i)式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマー
    Figure 2012515809
    [式中、Wは、Hであるか、またはV1と一緒になってラクトン、無水物もしくはイミド環を形成し、U1は、H、C1〜C4アルキル、CO21およびハロゲンから選択され、V1は、Wと一緒になってラクトン、無水物もしくはイミド環を形成するか、または任意選択により置換されているアリール、アルケニル、CO2H、CO21、COR1、CN、CONH2、CONHR1、CONR1 2、PO(OR12、PO(R12、PO(OH)R1、PO(OH)2、SO(OR1)、SO2(OR1)、SOR1およびSO21から選択され、前記または各R1は先に定義の通りである]を、
    それぞれ式(V)または(VI)のRAFT剤であるルイス付加物
    Figure 2012515809
    [式中、Y、X、mおよびnは、先に定義の通りであり、Y*は、(n+1)価のルイス塩基部分であり、Aは、YまたはY*と連結してそれぞれの付加物を形成するルイス酸部分であり、R*は、m価のラジカル脱離基であり、これは式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーのフリーラジカル重合を開始するR*・をもたらし、Rはフリーラジカル脱離基であり、これは式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーのフリーラジカル重合を開始するR・をもたらす]
    の制御下で重合して、マクロRAFT剤であるルイス付加物を形成するステップと、
    (ii)こうして形成されたマクロRAFT剤であるルイス付加物のYまたはY*からAを解離することによって、マクロRAFT剤を形成するステップと
    を含む方法によって調製されたマクロRAFT剤であることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  8. 前記式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーは、アクリレート、メタクリレート、スチレン類、ビニル芳香族およびヘテロ芳香族、共役ジエン、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、無水マレイン酸およびマレイミド、ビニルスルホン、ビニルスルホキシド、ホスフィン酸ビニル、ホスホン酸ビニル、ならびにその組合せから選択されることを特徴とする、請求項7に記載の方法。
  9. 前記Aは、H、金属塩および金属アルカノエートから選択されることを特徴とする、請求項7または8に記載の方法。
  10. 前記Aは、前記のようにして形成されたマクロRAFT剤であるルイス付加物を、無機塩基およびアミン塩基から選択される置換性ルイス塩基と接触させることによって、YまたはY*から解離されることを特徴とする、請求項7、8または9に記載の方法。
  11. ポリマーの調製方法であって、式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマー
    Figure 2012515809
    [式中、Wは、Hであるか、またはV1と一緒になってラクトン、無水物もしくはイミド環を形成し、U1は、H、C1〜C4アルキル、CO21およびハロゲンから選択され、V1は、Wと一緒になってラクトン、無水物もしくはイミド環を形成するか、または任意選択により置換されているアリール、アルケニル、CO2H、CO21、COR1、CN、CONH2、CONHR1、CONR1 2、PO(OR12、PO(R12、PO(OH)R1、PO(OH)2、SO(OR1)、SO2(OR1)、SOR1およびSO21から選択され、前記または各R1は、独立に、任意選択により置換されているアルキル、任意選択により置換されているアルケニル、任意選択により置換されているアルキニル、任意選択により置換されているアリール、任意選択により置換されているヘテロアリール、任意選択により置換されているカルボシクリル、任意選択により置換されているヘテロシクリル、任意選択により置換されているアリールアルキル、任意選択により置換されているヘテロアリールアルキル、任意選択により置換されているアルキルアリール、任意選択により置換されているアルキルヘテロアリール、および任意選択により置換されているポリマー鎖から選択される]を、
    式(V)または(VI)のRAFT剤であるルイス付加物
    Figure 2012515809
    [式中、Yはルイス塩基部分であり、Y*は、(n+1)価のルイス塩基部分であり、XはOまたはNR1であり、R1は、YおよびNと一緒になって複素環を形成し、またはR1は、独立に、任意選択により置換されているアルキル、任意選択により置換されているアルケニル、任意選択により置換されているアルキニル、任意選択により置換されているアリール、任意選択により置換されているヘテロアリール、任意選択により置換されているカルボシクリル、任意選択により置換されているヘテロシクリル、任意選択により置換されているアリールアルキル、任意選択により置換されているヘテロアリールアルキル、任意選択により置換されているアルキルアリール、任意選択により置換されているアルキルヘテロアリール、および任意選択により置換されているポリマー鎖から選択され、mは1以上の整数であり、nは2以上の整数であり、Aは、YまたはY*と連結してそれぞれの付加物を形成するルイス酸部分であり、R*は、m価のラジカル脱離基であり、これは式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーのフリーラジカル重合を開始するR*・をもたらし、Rはフリーラジカル脱離基であり、これは式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーのフリーラジカル重合を開始するR・をもたらす]
    の制御下で重合するステップを含むことを特徴とする、ポリマーの調製方法。
  12. 前記ルイス塩基部分YまたはY*は、X基のOまたはN原子と共役しているルイス塩基性ヘテロ原子を含むことを特徴とする、請求項11に記載の方法。
  13. 前記ルイス塩基部分YまたはY*は、ルイス塩基性N原子を含むことを特徴とする、請求項11または12に記載の方法。
  14. 前記ルイス塩基性N原子は、X基のOまたはN原子から4原子以下離れていることを特徴とする、請求項13に記載の方法。
  15. 前記式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーは、アクリレート、メタクリレート、スチレン類、ビニル芳香族およびヘテロ芳香族、共役ジエン、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、無水マレイン酸およびマレイミド、ビニルスルホン、ビニルスルホキシド、ホスフィン酸ビニル、ホスホン酸ビニル、ならびにその組合せから選択されることを特徴とする、請求項11から14のいずれか一項に記載の方法。
  16. 前記Aは、H、金属塩および金属アルカノエートから選択されることを特徴とする、請求項11から15のいずれか一項に記載の方法。
  17. ポリマーの調製方法であって、
    (i)式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマー
    Figure 2012515809
    [式中、Wは、Hであるか、またはV1と一緒になってラクトン、無水物もしくはイミド環を形成し、U1は、H、C1〜C4アルキル、CO21およびハロゲンから選択され、V1は、Wと一緒になってラクトン、無水物もしくはイミド環を形成するか、または任意選択により置換されているアリール、アルケニル、CO2H、CO21、COR1、CN、CONH2、CONHR1、CONR1 2、PO(OR12、PO(R12、PO(OH)R1、PO(OH)2、SO(OR1)、SO2(OR1)、SOR1およびSO21から選択され、前記または各R1は、独立に、任意選択により置換されているアルキル、任意選択により置換されているアルケニル、任意選択により置換されているアルキニル、任意選択により置換されているアリール、任意選択により置換されているヘテロアリール、任意選択により置換されているカルボシクリル、任意選択により置換されているヘテロシクリル、任意選択により置換されているアリールアルキル、任意選択により置換されているヘテロアリールアルキル、任意選択により置換されているアルキルアリール、任意選択により置換されているアルキルヘテロアリール、および任意選択により置換されているポリマー鎖から選択される]を、
    式(V)または(VI)のRAFT剤であるルイス付加物
    Figure 2012515809
    [式中、Yはルイス塩基部分であり、Y*は、(n+1)価のルイス塩基部分であり、XはOまたはNR1であり、R1は、先に定義の通りであるか、またはYおよびNと一緒になって複素環を形成し、mは1以上の整数であり、nは2以上の整数であり、Aは、YまたはY*と連結してそれぞれの付加物を形成するルイス酸部分であり、R*は、m価のラジカル脱離基であり、これは式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーのフリーラジカル重合を開始するR*・をもたらし、Rはフリーラジカル脱離基であり、これは式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーのフリーラジカル重合を開始するR・をもたらす]
    の制御下で重合して、マクロRAFT剤であるルイス付加物を形成するステップと、
    (ii)こうして形成されたマクロRAFT剤であるルイス付加物のYまたはY*からAを解離することによって、マクロRAFT剤を形成するステップと、
    (iii)式(I)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマー
    Figure 2012515809
    [式中、Uは、H、C1〜C4アルキルまたはハロゲンから選択され、Vは、ハロゲンもしくはO−Gの形態であり、Gは、−C(O)R1および−R1から選択され、またはVは、NGGaの形態であり、Gは先に定義の通りであり、Gaは、HおよびR1から選択され、もしくはGおよびGaは、Nと一緒になって複素環を形成し、またはVは、CH2bの形態であり、Gbは、H、R1、OH、OR1、NR1 2、PR1 2、P(O)R1 2、P(OR12、SR1、SOR1およびSO21から選択され、前記または各R1は、独立に、任意選択により置換されているアルキル、任意選択により置換されているアルケニル、任意選択により置換されているアルキニル、任意選択により置換されているアリール、任意選択により置換されているヘテロアリール、任意選択により置換されているカルボシクリル、任意選択により置換されているヘテロシクリル、任意選択により置換されているアリールアルキル、任意選択により置換されているヘテロアリールアルキル、任意選択により置換されているアルキルアリール、任意選択により置換されているアルキルヘテロアリール、および任意選択により置換されているポリマー鎖から選択される]を、
    ステップ(ii)で形成されたマクロRAFTの制御下で重合するステップと
    を含むことを特徴とする、ポリマーの調製方法。
  18. Rは、任意選択により置換されているアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アシル、カルボシクリル、ヘテロシクリル、ヘテロアリール、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、アシルチオ、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、アルキルアルケニル、アルキルアルキニル、アルキルアリール、アルキルアシル、アルキルカルボシクリル、アルキルヘテロシクリル、アルキルへテロアリール、アルキルオキシアルキル、アルケニルオキシアルキル、アルキニルオキシアルキル、アリールオキシアルキル、アルキルアシルオキシ、アルキルカルボシクリルオキシ、アルキルヘテロシクリルオキシ、アルキルへテロアリールオキシ、アルキルチオアルキル、アルケニルチオアルキル、アルキニルチオアルキル、アリールチオアルキル、アルキルアシルチオ、アルキルカルボシクリルチオ、アルキルヘテロシクリルチオ、アルキルへテロアリールチオ、アルキルアルケニルアルキル、アルキルアルキニルアルキル、アルキルアリールアルキル、アルキルアシルアルキル、アリールアルキルアリール、アリールアルケニルアリール、アリールアルキニルアリール、アリールアシルアリール、アリールアシル、アリールカルボシクリル、アリールヘテロシクリル、アリールヘテロアリール、アルケニルオキシアリール、アルキニルオキシアリール、アリールオキシアリール、アルキルチオアリール、アルケニルチオアリール、アルキニルチオアリール、アリールチオアリール、アリールアシルチオ、アリールカルボシクリルチオ、アリールヘテロシクリルチオ、アリールヘテロアリールチオ、および任意の機構によって形成された任意選択により置換されているポリマー鎖から選択され、R*の場合には、m価の形態の任意選択により置換されているこれらのものから選択されることを特徴とする、請求項1から17のいずれか一項に記載の方法。
  19. 式(XI)〜(XIV)のRAFT剤またはRAFT剤前駆体であって、
    Figure 2012515809
    式中、XはOまたはNR1であり、R1は、独立に、任意選択により置換されているアルキル、任意選択により置換されているアルケニル、任意選択により置換されているアルキニル、任意選択により置換されているアリール、任意選択により置換されているヘテロアリール、任意選択により置換されているカルボシクリル、任意選択により置換されているヘテロシクリル、任意選択により置換されているアリールアルキル、任意選択により置換されているヘテロアリールアルキル、任意選択により置換されているアルキルアリール、任意選択により置換されているアルキルヘテロアリール、および任意選択により置換されているポリマー鎖から選択され、R*は、m価のラジカル脱離基であり、これは1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーのフリーラジカル重合を開始するR*・をもたらし、または式(XI)および(XII)のmは1であり、したがって式(XI)のR*は−S−(C=S)−X−Yaであり、または式(XIII)のR*は−S−(C=S)−X−Ya−Aであり、Rはフリーラジカル脱離基であり、これは1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーのフリーラジカル重合を開始するR・をもたらし、または式(XII)のRは−S−(C=S)−X−Yaであり、または式(XIV)のRは−S−(C=S)−X−Ya−Aであり、mは1以上の整数であり、nは2以上の整数であり、Aは、Yaまたはa*と連結して式(XIII)および(XIV)のそれぞれの付加物を形成するルイス酸部分であり、Yaはルイス塩基部分であり、a*はn価のルイス塩基部分であり、これらはそれぞれ独立に、任意選択により置換されているヘテロアリールおよび任意選択により置換されているアリール−Qから選択され、Q=NR11、SR1、PR11およびSeR1であり、前記または各R1は、独立に先に定義の通りであることを特徴とするRAFT剤またはRAFT剤前駆体。
  20. Figure 2012515809
    から選択される、式(XI)〜(XIV)のRAFT剤またはRAFT剤前駆体であって、式中、Rxは、任意選択により置換されているアルキル基またはRyから選択され、Ryは、任意選択により置換されているピリジル基(すべての異性体)であり、Rzは、任意選択により置換されているN,N−ジアルキルアミノフェニル基(すべての異性体)であることを特徴とするRAFT剤またはRAFT剤前駆体。
  21. Rは、任意選択により置換されているアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アシル、カルボシクリル、ヘテロシクリル、ヘテロアリール、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、アシルチオ、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、アルキルアルケニル、アルキルアルキニル、アルキルアリール、アルキルアシル、アルキルカルボシクリル、アルキルヘテロシクリル、アルキルへテロアリール、アルキルオキシアルキル、アルケニルオキシアルキル、アルキニルオキシアルキル、アリールオキシアルキル、アルキルアシルオキシ、アルキルカルボシクリルオキシ、アルキルヘテロシクリルオキシ、アルキルへテロアリールオキシ、アルキルチオアルキル、アルケニルチオアルキル、アルキニルチオアルキル、アリールチオアルキル、アルキルアシルチオ、アルキルカルボシクリルチオ、アルキルヘテロシクリルチオ、アルキルへテロアリールチオ、アルキルアルケニルアルキル、アルキルアルキニルアルキル、アルキルアリールアルキル、アルキルアシルアルキル、アリールアルキルアリール、アリールアルケニルアリール、アリールアルキニルアリール、アリールアシルアリール、アリールアシル、アリールカルボシクリル、アリールヘテロシクリル、アリールヘテロアリール、アルケニルオキシアリール、アルキニルオキシアリール、アリールオキシアリール、アルキルチオアリール、アルケニルチオアリール、アルキニルチオアリール、アリールチオアリール、アリールアシルチオ、アリールカルボシクリルチオ、アリールヘテロシクリルチオ、アリールヘテロアリールチオ、および任意の機構によって形成された任意選択により置換されているポリマー鎖から選択され、R*の場合には、m価の形態の任意選択により置換されているこれらのものから選択されることを特徴とする、式(XI)〜(XIV)のRAFT剤またはRAFT剤前駆体。
  22. 式(VII)または(VIII)の部分を含むポリマーであって、
    Figure 2012515809
    式中、Yは、ルイス塩基部分であり、XはOまたはNR1であり、R1は、YおよびNと一緒になって複素環を形成し、またはR1は、独立に、任意選択により置換されているアルキル、任意選択により置換されているアルケニル、任意選択により置換されているアルキニル、任意選択により置換されているアリール、任意選択により置換されているヘテロアリール、任意選択により置換されているカルボシクリル、任意選択により置換されているヘテロシクリル、任意選択により置換されているアリールアルキル、任意選択により置換されているヘテロアリールアルキル、任意選択により置換されているアルキルアリール、任意選択により置換されているアルキルヘテロアリール、および任意選択により置換されているポリマー鎖から選択され、Aは、Yと連結してルイス付加物を形成するルイス酸部分であり、POLは、1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーの重合した残基であることを特徴とするポリマー。
  23. 式(VIIa)または(VIIIa)の部分を含むポリマーであって、
    Figure 2012515809
    式中、Yは、ルイス塩基部分であり、XはOまたはNR1であり、R1は、YおよびNと一緒になって複素環を形成し、またはR1は、独立に、任意選択により置換されているアルキル、任意選択により置換されているアルケニル、任意選択により置換されているアルキニル、任意選択により置換されているアリール、任意選択により置換されているヘテロアリール、任意選択により置換されているカルボシクリル、任意選択により置換されているヘテロシクリル、任意選択により置換されているアリールアルキル、任意選択により置換されているヘテロアリールアルキル、任意選択により置換されているアルキルアリール、任意選択により置換されているアルキルヘテロアリール、および任意選択により置換されているポリマー鎖から選択され、Aは、Yと連結してルイス付加物を形成するルイス酸部分であり、PBは、式(I)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーの重合した残基であり、PDは、式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーの重合した残基であり、PRは、式(I)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーおよび式(IV)の1つまたは複数のエチレン性不飽和モノマーから形成されたモノマー混合物の重合した残基であり、各wは、独立に0または1であり、
    Figure 2012515809
    Uは、H、C1〜C4アルキルまたはハロゲンから選択され、Vは、ハロゲンもしくはO−Gの形態であり、Gは、−C(O)R1および−R1から選択され、またはVは、NGGaの形態であり、Gは先に定義の通りであり、Gaは、HおよびR1から選択され、もしくはGおよびGaは、Nと一緒になって複素環を形成し、またはVは、CH2bの形態であり、Gbは、H、R1、OH、OR1、NR1 2、PR1 2、P(O)R1 2、P(OR12、SR1、SOR1およびSO21から選択され、前記または各R1は、先に定義の通りであり、
    Figure 2012515809
    式中、Wは、Hであるか、またはV1と一緒になってラクトン、無水物もしくはイミド環を形成し、U1は、H、C1〜C4アルキル、CO21およびハロゲンから選択され、V1は、Wと一緒になってラクトン、無水物もしくはイミド環を形成するか、または任意選択により置換されているアリール、アルケニル、CO2H、CO21、COR1、CN、CONH2、CONHR1、CONR1 2、PO(OR12、PO(R12、PO(OH)R1、PO(OH)2、SO(OR1)、SO2(OR1)、SOR1およびSO21から選択され、前記または各R1は先に定義の通りであることを特徴とするポリマー。
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