JP2013522264A - ポリスルフィドの解重合及びビスメルカプト−ジエーテルの調製のための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
この縮重合に用いられるジハロゲン化物は、ジクロロアルカン、例えば、1,2−ジクロロエタン、ビス−(2−クロロエチル)ホルマール(ClCH2CH2OCH2OCH2CH2Cl)、及び1,3−ジクロロプロパンである。得られた高分子は、通常、還元開裂によって必要鎖長に短縮される。開裂されたジスルフィド基は、反応性末端チオール基に転化される。
HS−R1−O−C(R2)H−O−R1−SH (I)
のビスメルカプトジエーテルの調製方法に関し、塩基の存在下で式R4−SHのモノチオールと式(II)
−[S−R1−O−C(R2)H−O−R1−S]− (II)
の繰り返し単位を有するポリスルフィドを反応させることによる。
R3−S−[S−R1−O−C(R2)H−O−R1−S]n−S−R3 (III)
を有し、式中、R1及びR2は、上で定義したとおりであり、各R3は、1から6個の炭素原子を有する、−SH及び−OH末端アルキル、エーテルアルキル、アリール及びアルカリール基から独立して選択され、並びにnは、1から100の範囲である。好ましいR3基は、チオアルキル、エーテルアルキル、及びヒドロキシアルキル基である。
前記塩基を、好ましくは、反応混合物の総重量に基づき0.01〜5重量%、さらに好ましくは0.05〜0.1重量%、及び最も好ましくは0.1から0.5重量%の量で本発明による方法において使用する。
連続多段向流抽出カラムの一例は、クーニ(Kuhni)塔である。そのような塔内で、液/液界面を作り、攪拌の分散作用によって維持する。本発明による方法では、抽出溶剤は一般に軽い相であり、反応混合物は重い相であり、その結果、抽出溶剤は底部から上部へと流れ、反応混合物は上部から底部へと流れることとなる。このとき、抽出溶剤中のビスメルカプトジエーテル濃度は、底部から上部へと流れて行く間に増加する。
さらに、無塩方法でのポリスルフィド、例えばSH末端ポリスルフィド、の製造にそれを好適に使用することができる。好適な方法は、例えば、M.A. Walters et al., Inorganica Chimica Acta 359 (2006) 3996-4000及びI. Bereczki et al., Carbohydrate Polymers 37 (2008) 1-7によって、並びに米国特許第3,294,760号明細書、同第3,522,312号明細書及び同第3,523,985号明細書に開示されている。ビスメルカプトジエーテルは、例えば米国特許第4,623,711号明細書に記載されているように、極めて高分子量のポリスルフィドを開裂させてより低分子量のポリスルフィドを形成するために使用することもできる。
ビスメルカプトジエーテルから調製されたポリスルフィドには様々な用途があり、それらとしては、ビスメルカプトジエーテルを使用することができる上で述べたもの、すなわち、シーラント、接着剤及び塗料組成物における、イソシアネート硬化の際の、エポキシ樹脂硬化の際の、並びにアクリレート樹脂硬化の際の結合剤としての用途が挙げられる。
実施例1
113.26gのベータ−メルカプトエタノールを、16の重合度を有する56.13gのHTPS(ヒドロキシ末端ポリスルフィド)ポリマーに添加した。カリウム−t−ブトキシド(0.28g;HTPSに基づき0.50重量%)を添加した。温度を60℃に上昇させた。60分後、360gのシクロヘキサンを添加し、反応をさらに60分間、進行させた。シクロヘキサン上層を除去し、残りの反応混合物に360gの追加量のシクロヘキサンを添加した。60℃でさらに45分後、シクロヘキサン層を再び除去した。
それらのシクロヘキサン層を併せ、シクロヘキサンを蒸発させ、それによって、23.69g(これは、HTPSからそのモノマーへの44.1%の転化率に相当する)の所望のビス(メルカプトエトキシ)メタンと14.3gのメルカプトエタノールとを含有する42.30gの混合物を得た。
115.42gのベータ−メルカプトエタノールを、16の重合度を有する57.71gのHTPSポリマーに添加した。0.28g(HTPSに基づき0.49重量%)のカリウム−t−ブトキシドを添加した。温度を80℃に上昇させた。35分後、360gのシクロヘキサンを添加し、反応をさらに45分間、進行させた。シクロヘキサン上層を除去し、残りの反応混合物に360gの追加量のシクロヘキサンを添加した。80℃でさらに45分後、シクロヘキサン層を再び除去した。
それらのシクロヘキサン層を併せ、シクロヘキサンを蒸発させ、それによって、25.1g(これは、HTPSからそのモノマーへの45.5%の転化率に相当する)の所望のビス(メルカプトエトキシ)メタンと27.4gのメルカプトエタノールとを含有する61.99gの混合物を得た。
この実施例を用いて、4段連続運転向流抽出カラムでの本発明の方法をシミュレートする。
この反応混合物の55gの8つの等しい部分(RM1からRM8と符号化した)を、シクロヘキサンの355.7gの8つの等しい部分(S1からS8と符号化した)と接触させた。
反応混合物RM1を20分間、溶剤S1と60℃で混合した(これは、厳密に化学平衡に近づくために十分であった)。得られた混合物を放置して沈降させ、2層の液層に分離させ、それら固有のサンプル番号:RM1及びS1を有するビンに戻した。
第二段階では、RM1を新たな溶剤S2と混合し、その一方で、使用した溶剤S1を新たな反応混合物RM2と混合した。60℃で20分混合した後、2液を分離し、ラベルの付いたビンに戻した。同じことをRM2及びS1について行った。
この手順を、4段向流方法が開発されるまで、上から下へ図1のスキームに従って繰り返した。サンプルRM5〜RM8及びS5〜S8を(シクロヘキサンの大部分を蒸発させた後)ガスクロマトグラフィーによって分析した。
反応混合物への水の添加は、HTPSの転化率及びビスメルカプトジエーテルの収率をさらに向上させた。
Claims (17)
- 式
HS−R1−O−C(R2)H−O−R1−SH
(式中、R1は、1から6個の炭素原子を有する直鎖、分岐若しくは環式アルキレン基、又はアリーレン基であり、R2は、水素、1から6個の炭素原子を有する直鎖、分岐若しくは環式アルキル基、又はアリール基であり;R1及びR2は、ヘテロ原子で場合により置換されていてもよい)のビスメルカプトジエーテルの調製のための方法であって、
次の繰り返し単位:
−[S−R1−O−C(R2)H−O−R1−S]−
(式中、R1及びR2は、上で定義したとおりである)
を有するポリスルフィドを
式
R4−SH
(式中、塩基の存在下で、R4は、ヘテロ原子で場合により置換されている直鎖又は分岐アルキル、アリール又はアルカリール基である)
のモノチオールと反応させることによる方法。 - 前記ポリスルフィドが次の構造:
R3−S−[S−R1−O−C(R2)H−O−R1−S]n−S−R3
(式中、各R3は、1から6個の炭素原子を有する−SH及び−OH末端アルキル、エーテルアルキル、アリール及びアルカリール基から独立して選択され、並びにnは、1から100の範囲である)
を有する、請求項1に記載の方法。 - R3が、1から6個の炭素原子を有するOH末端アルキル、エーテルアルキル、アリール又はアルカリール基である、請求項2に記載の方法。
- R3が、−CH2CH2OHである、請求項3に記載の方法。
- 前記ポリスルフィドが、少なくとも90重量%が前記繰り返し単位からなる網目構造である、請求項1のいずれか一項に記載の方法。
- R2が水素である、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
- R1が、−CH2CH2−である、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
- R4が、ヒドロキシ末端アルキル基である、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ビスメルカプトジエーテルが、反応中に反応混合物から分離される、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ビスメルカプトジエーテルが、反応中に抽出によって反応混合物から分離される、請求項9に記載の方法。
- 多段向流抽出方法として行われる、請求項10に記載の方法。
- 前記多段向流抽出方法が、連続的に運転される、請求項11に記載の方法。
- 段数が少なくとも4である、請求項11又は12に記載の方法。
- 前記反応が、水の存在下で行われる、請求項1から13のいずれか一項に記載の方法。
- 次の繰り返し単位:
−[S−R1−O−C(R2)H−O−R1−S]−
(式中、R1は、1から6個の炭素原子を有する直鎖、分岐若しくは環式アルキレン基、又はアリーレン基であり、R2は、水素、1から6個の炭素原子を有する直鎖、分岐若しくは環式アルキル基、又はアリール基であり;R1及びR2は、ヘテロ原子で場合により置換されていてもよい)を有するポリスルフィドの解重合のための方法であって、
前記方法は、前記ポリスルフィドと式
R4−SH
(式中、塩基の存在下でR4は、ヘテロ原子で場合により置換されている直鎖又は分岐アルキル、アリール又はアルカリール基である)
のモノチオールとの反応を含む、方法。 - ポリスルフィドの調製のための方法であって、
(i)請求項1から14のいずれか一項に記載の方法に従ってビスメルカプトジエーテルを調製する工程、及び
(ii)前記ビスメルカプトジエーテルを重合してポリスルフィドを形成する工程を含む、方法。 - ポリスルフィドの調製のための方法であって、
(i)請求項15に記載の方法に従ってポリスルフィドを解重合する工程、及び
(ii)結果として生じた生成物を重合してポリスルフィドを形成する工程を含む、方法。
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