JP2013528246A - テルペン開始剤によるテレケリックポリオレフィンの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】特定のテルペン開始剤を用いた重合反応によりテレケリックポリオレフィン類を製造する方法。
【選択図】なし
Description
(a)脱離基を有する第三級炭素を1個以上、および
(b)第一級又は第二級炭素に結合していて重合条件で変性しない官能基を1個以上、
含む方法を提供する。
Pは、二価のポリオレフィン基であり、
Eは、末端キャップ基であり、
qは、1−5の整数であり、そして
nは、1−3の整数である。
特に定義しない限り、本明細書で使用する全ての科学技術用語は、当該分野の熟練者が一般に理解しているのと同じ意味を有する。本明細書で使用する用語に複数の定義がある場合には、特に断らない限りはこの項に記す定義が優先する。
ある態様では、本発明が提供するのは、一種以上の単量体の存在下でテルペン開始剤をルイス酸と接触させることを含むテレケリックポリオレフィンの合成方法であって、テルペン開始剤が、
(a)脱離基を有する第三級炭素を1個、および
(b)第一級又は第二級炭素に結合していて重合条件で変性しない官能基を1個以上、
含んでいる方法である。
本明細書に記載する方法に用いる典型的なテルペン開始剤は、
(a)脱離基を1個以上有する第三級炭素を1個以上、および
(b)第一級又は第二級炭素に結合していて重合条件で変性しない官能基を1個以上、
含む。
Xは、−OH、−F、−Cl、−Br、−I、=O、−OC(O)RA、−ORA、−NC、−NCO、−OCN、−SH、−SRA、−S(O)RA、−S(O)2RA、−SCN、−NO2または−OS(O)2RAであり(ただし、RAはアルキル、アルケニルまたはアルキニルである)、かつXは第一級又は第二級炭素に結合していて、そして
nは、1−3の整数である。
本発明に用いるテルペン開始剤は、ある態様ではテルペンから合成する。「テルペン」は、本明細書で使用するとき、炭素数5の単位を2つ以上含み、よって炭素原子を(10個から始めて)5の倍数で、例えば炭素原子10、15、20又は25個を含む炭化水素化合物である。テルペンは例えば、モノテルペン(炭素数10のテルペン)、セスキテルペン(炭素数15のテルペン)、ジテルペン(炭素数20のテルペン)、またはトリテルペン(炭素数30のテルペン)であってよい。炭素数5単位はしばしば、イソプレン単位とも呼ばれ、下記のような可能な構造を有する一価もしくは多価の分子である。
態様によっては、ルイス酸は非プロトン酸である。ある態様ではルイス酸は、金属ハロゲン化物でも非金属ハロゲン化物でもよい。ある態様ではルイス酸は金属ハロゲン化物である。ある態様ではルイス酸は、ハロゲン化チタン(IV)、ハロゲン化亜鉛(II)、ハロゲン化スズ(IV)、またはハロゲン化アルミニウム(III)である。ある態様ではルイス酸はハロゲン化チタン(IV)である。ある態様ではルイス酸はハロゲン化スズ(IV)である。ある態様ではルイス酸はハロゲン化アルミニウム(III)である。ある態様ではルイス酸は、四臭化チタンまたは四塩化チタンである。ある態様ではルイス酸は四塩化チタンである。ある態様ではルイス酸は塩化亜鉛である。ある態様ではルイス酸はAlBr3である。ある態様ではルイス酸はエチルアルミニウムジクロリドである。ある態様ではルイス酸はメチルアルミニウムジクロリドである。ある態様ではルイス酸は非金属ハロゲン化物である。ある態様ではルイス酸は、ハロゲン化アンチモン(VI)、ハロゲン化ガリウム(III)、またはハロゲン化ホウ素(III)である。ある態様ではルイス酸は三塩化ホウ素である。ある態様ではルイス酸はトリアルキルアルミニウム化合物である。ある態様ではルイス酸はトリメチルアルミニウムである。
態様によっては、単量体は、炭化水素単量体、すなわち水素原子と炭素原子だけを含む化合物であり、これらに限定されるものではないが、オレフィン類及びジオレフィン類、および炭素原子数約2乃至約20のそのようなものが挙げられる。ある態様ではそのような化合物の炭素原子数は約4乃至約8である。
本明細書に記載の方法に使用するのに適した失活剤は、態様によっては、生長した重合体と反応したり、及び/又は重合体をキャップし、それにより官能基を付与してテレケリック重合体とする。
mは、1乃至20の整数であり、そして
Xは、水素、アルキル、アリール、アルカリール、アルコキシ、ヘテロアリール、ニトロ、ウレイド、−OC(O)RPY3、−C(O)RPY4、−C(O)ORPY5、−C(O)NRPY6RPY7、−P(RPY8)3、−P(ORPY9)3、−SRPY10、−OSO3RPY11、および−S(O)RPY12からなる群より選ばれる(ただし、RPY3はアルキルまたはアルケニルであり、そしてRPY4、RPY5、RPY7、RPY8、RPY9、RPY10、RPY11およびRPY12はアルキルである)。
(b)R1とR2は、炭素原子数6乃至10の縮合芳香族環、または炭素原子数4乃至約8の脂肪族環を形成し、Rは、炭素原子1乃至約20個を含むアルキルであり、そしてR3は、水素または炭素原子1乃至約20個を含むアルキル、炭素原子数約3乃至約7のシクロアルキル、炭素原子数約6乃至約30のアリール、炭素原子数約7乃至約30のアルカリール、または炭素原子数約7乃至約30のアラルキルであるか;あるいは
(c)R2とR3は、炭素原子数6乃至10の縮合芳香族環、または炭素原子数4乃至約8の脂肪族環を形成し、そしてR1およびR4は独立に、炭素原子1乃至約20個を含むアルキルであるか;あるいは
(d)R1とR2およびR3とR4は両者とも組として独立に、炭素原子数6乃至10の縮合芳香族環、または炭素原子数4乃至約8の脂肪族環を形成している。
RAZは、水素、炭素原子数1乃至20のアルキル、炭素原子数約3乃至7のシクロアルキル、炭素原子数6乃至約20のアリール、炭素原子数約7乃至30のアルカリール、炭素原子数約7乃至30のアラルキルであり、ただし、RAZが水素であるときには、RAZ2は炭素原子数少なくとも3の分枝アルキル、アリール、シクロアルキル、アルカリールまたはアラルキルであり、またRAZがメチルであるときには、RAZ1およびRAZ2は独立に、炭素原子数1乃至20のアルキル、炭素原子数約3乃至約7のシクロアルキル、炭素原子数6乃至約20のアリール、炭素原子数約7乃至30のアルカリール、炭素原子数約7乃至30のアラルキルから選ばれる;そして
XAZは、酸素または硫黄である。
Rは、水素、炭素原子数1乃至20のアルキル、炭素原子数6乃至約20のアリール、炭素原子数約7乃至30のアルカリール、または炭素原子数約7乃至30のアラルキルであり、そして
Xは、酸素または硫黄である、
ただし、Rが水素またはメチルであるときには、R1とR2のうちの一方およびR7とR8のうちの一方が独立に、炭素原子数約3乃至20の分枝アルキル、アリール、アルカリールまたはアラルキルでない限り、R1、R2、R7およびR8は水素であってはならない。
R1−S−R2
式中、R1およびR2は各々独立に、炭化水素基である。例としては、これらに限定されるものではないが、ジエチルスルフィド、ジプロピルスルフィド、ジイソプロピルスルフィド、ジアリルスルフィド、ジイソアミルスルフィドが挙げられる。ある態様では失活剤の添加に続いて、一種以上のアルコールまたはアミンを加える。好適なアミン類またはアルコール類としては、これらに限定されるものではないが、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ジエチルアミン、トリエチルアミン、n−ブチルアミン、およびtert−アミルアミンを挙げることができる。ある態様ではこれら失活剤に続く一種以上のアルコール又はアミンの添加は、ビニリデン末端ポリオレフィン類を与える。
R1は、炭化水素基であり、R2−R4は各々独立に、水素または炭化水素基である。
RSAS−S−RSB
式中、RSAおよびRSBは各々独立に、アルキル、アリール、アラルキル、アルカリール、
(1)pが0である場合には、RPH3およびRPH4は各々独立にアルキルであり、そして
XPHはHである;
(2)pが1である場合には、RPH3およびRPH4は各々独立にH、アルキルまたはアルコキシであり、そして
XPHはH、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アラルキル、アリール、ヘテロアリール、または
(3)pが2である場合には、RPH3およびRPH4は各々独立にH、アルキルまたはアルコキシであり、そして
XPHはH、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アラルキル、アリール、ヘテロアリール、アルコキシ、−F、−Cl、−Br、−I、−At、−CN、−NC、−NCO、−OCN、−NCS、−SCN、−OC(O)RPH8、−C(O)ORPH9、−C(O)NRPH10RPH11、または
RPH5乃至RPH7は各々独立にアルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アラルキル、アリール、ヘテロアリール、アルコキシ、ヒドロキシ、NRPH10RPH11、−F、−Cl、−Br、−Iまたは−Atであり、
RPH8はアルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アリールまたはヘテロアリールであり、そして
RPH9乃至RPH11は各々独立にH、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アリールまたはヘテロアリールである)であるか、もしくは
−O−(CRPH1RPH2)p−XPHがRPH4に対してオルト位にあるときには、XPHおよびRPH4は、XPHとRPH4が連結している原子と共に環を形成しうる;
(4)pが3−20である場合には、RPH3およびRPH4は各々独立にH、アルキルまたはアルコキシであり、そして
XはH、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アラルキル、アリール、ヘテロアリール、アルコキシ、アリールオキシ、ヘテロアリールオキシ、アルカリールオキシ、−OH、−F、−Cl、−Br、−I、−At、−CN、−NC、−NCO、−OCN、−NCS、−SCN、−OC(O)RPH8、−C(O)ORPH9、−C(O)NRPH10RPH11、
(ただし、Aは、
RPHXおよびRPHYは各々独立にH、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環基または−C(O)RPHZ(ただし、RPHZはH、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環基、−ORPH8または−NRPH10RPH11である)であり、
RPH5乃至RPH7は各々独立にアルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アラルキル、アリール、ヘテロアリール、アルコキシ、ヒドロキシ、NRPH10RPH11、−F、−Cl、−Br、−Iまたは−Atであり、
RPH8はアルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アリールまたはヘテロアリールであり、そして
RPH9乃至RPH11は各々独立にH、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アリールまたはヘテロアリールである)である。
sは、2乃至20の整数であり、そして
ZPZ1は、−F、−Cl、−Br、−I、−At、−CN、−NC、−N3、−NCO、−OCN、−NCSまたは−SCNである。
本明細書に記載の方法に使用できる停止剤としては、ルイス酸を不活性にすることができる如何なる化合物でも挙げることができる。停止剤は態様によっては、ルイス酸を分解したり、あるいは化合物のルイス酸性を破壊する。ある態様では停止剤は塩基および/または求核試薬である。ある態様では停止剤は有機塩基である。ある態様では停止剤は電子供与体である。ある態様では生長重合体の末端をキャップするためには、停止剤を添加しない。ある態様では停止剤はアルコールまたはアミンである。ある態様では停止剤はピリジン誘導体である。
本明細書に記載の方法によって生成するテレケリック重合体は、態様によっては下記式を有する。
Pは、二価のポリオレフィン基であり、
Eは、末端キャップ基であり、そして
qは、1−5の整数である。
Xは、−OH、−F、−Cl、−Br、−I、−OC(O)RA、−ORA、−NC、−NCO、−OCN、−SH、−SRA、−S(O)RA、−S(O)2RA、−SCN、−NO2、−OS(O)2RAまたは=Oであって(ただし、RAはアルキル、アルケニルまたはアルキニルである)、かつXは第一級又は第二級炭素に結合していて、そして
nは、1−3の整数である。
mは1乃至20の整数であり、そして
XPYは、水素、アルキル、アリール、アルカリール、アルコキシ、ヘテロアリール、ニトロ、ウレイド、−OC(O)RPY3、−C(O)RPY4、−C(O)ORPY5、−C(O)NRPY6RPY7、−P(RPY8)3、−P(ORPY9)3、−SRPY10、−OSO3RPY11および−S(O)RPY12(ただし、RPY3はアルキルまたはアルケニルであり、そしてRPY4、RPY5、RPY7、RPY8、RPY9、RPY10、RPY11およびRPY12はアルキルである)からなる群より選ばれる。
(a)pが0であるなら、RPH3およびRPH4は各々独立にアルキルであり、そして
XPHはHである;
(b)pが1であるなら、RPH3およびRPH4は各々独立にH、アルキルまたはアルコキシであり、そして
XPHはH、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アラルキル、アリール、ヘテロアリール、または
(c)pが2であるなら、RPH3およびRPH4は各々独立にH、アルキルまたはアルコキシであり、そして
XPHはH、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アラルキル、アリール、ヘテロアリール、アルコキシ、−F、−Cl、−Br、−I、−At、−CN、−NC、−NCO、−OCN、−NCS、−SCN、−OC(O)RPH8、−C(O)ORPH9、−C(O)NRPH10RPH11、または
−O−(CRPH1RPH2)p−XPHがRPH4に対してオルト位にあるときには、XPHおよびRPH4は、XPHとRPH4が連結している原子と共に環を形成しうる;
(d)pが3−20であるなら、RPH3およびRPH4は各々独立にH、アルキルまたはアルコキシであり、そして
XはH、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アラルキル、アリール、ヘテロアリール、アルコキシ、アリールオキシ、ヘテロアリールオキシ、アルカリールオキシ、−OH、−F、−Cl、−Br、−I、−At、−CN、−NC、−NCO、−OCN、−NCS、−SCN、−OC(O)RPH8、−C(O)ORPH9、−C(O)NRPH10RPH11、
sは、2乃至20の整数であり、そして
ZPZ1は、−F、−Cl、−Br、−I、−At、−CN、−NC、−N3、−NCO、−OCN、−NCSまたは−SCNである。
当該分野の熟練者であれば分かるように、電子供与体によっては、従来の重合系を準リビングカルボカチオン重合系に変えることができる。態様によっては本明細書に記載の方法を、電子供与体の存在下で実施する。
態様によっては電子供与体に加えて、あるいはその代わりに、共通イオン塩又は塩前駆体を任意に反応混合物に添加してもよい。態様によっては、そのような塩を使用してイオン強度を高めたり、遊離イオンを抑えたり、配位子交換体と相互作用させることができる。ある態様では共通イオン塩前駆体はテトラ−n−ブチルアンモニウムクロリドである。ある態様では共通イオン塩前駆体はテトラ−n−ブチルアンモニウムブロミドである。ある態様では共通イオン塩前駆体はテトラ−n−ブチルアンモニウムヨージドである。ある態様では全反応混合物中の共通イオン塩又は塩前駆体の濃度は、約0.0005モル/リットル乃至約0.05モル/リットルの範囲にあってよい。ある態様では共通イオン塩又は塩前駆体の濃度は、約0.0005モル/リットル乃至約0.025モル/リットルの範囲にある。ある態様では共通イオン塩又は塩前駆体の濃度は、約0.001モル/リットル乃至約0.007モル/リットルの範囲にある。
本明細書に記載の方法の態様によっては、希釈剤中で方法を実施する。態様によって、希釈剤は単一化合物であったり、あるいは二種以上の化合物の混合物であったりする。態様によって希釈剤は反応成分を完全に溶解したり、一部溶解したりする。ある態様では希釈剤は反応成分を完全に又はほぼ完全に溶解する。ある態様では希釈剤は反応成分を完全に溶解する。ある態様では希釈剤は反応成分をほぼ完全に溶解する。
態様によっては、本発明が提供する方法を、約−120℃乃至約0℃の温度で実施する。ある態様では温度は約−110℃乃至約−10℃である。ある態様では温度は約−100℃乃至約−20℃である。ある態様では温度は、約−75℃、約−70℃、約−65℃、約−60℃、約−55℃、約−50℃、約−45℃、約−40℃、約−35℃、約−30℃、約−25℃、約−20℃、約−15℃、約−10℃、約−5℃又は約0℃である。
態様によっては本明細書に記載の重合反応を準リビング重合条件で行う。そのような重合条件は、当該分野の熟練者には知られていて、最小限の不可逆的連鎖停止反応と最小限の連鎖移動反応で進行する。そのような重合条件では開始に続いて生長が起こり、生長(活性)種は非生長(休眠)重合体鎖と平衡状態にある。ある態様では準リビング重合を行うのに適した反応系として、一種以上のルイス酸、単量体、開始剤および電子供与体が挙げられる。ある態様では反応系に、共通イオン塩又は共通イオン塩前駆体が含まれる。ある態様では反応系に希釈剤が含まれる。
本発明が提供するのは、下記式を有する化合物である。
Xは、官能基であって、第一級又は第二級炭素に結合していて、
Pは、二価のポリオレフィン基であり、
Eは、末端キャップ基であり、
qは、1−5の整数であり、そして
nは、1−3の整数である。
Xは、−OH、−F、−Cl、−Br、−I、−OC(O)RA、−ORA、−NC、−NCO、−OCN、−SH、−SRA、−S(O)RA、−S(O)2RA、−SCN、−NO2、−OS(O)2RAまたは=Oであって(ただし、RAはアルキル、アルケニルまたはアルキニルである)、かつXは第一級又は第二級炭素に結合していて、そして
nは、1−3の整数である。
mは1乃至20の整数であり、そして
XPYは、水素、アルキル、アリール、アルカリール、アルコキシ、ヘテロアリール、ニトロ、ウレイド、−OC(O)RPY3、−C(O)RPY4、−C(O)ORPY5、−C(O)NRPY6RPY7、−P(RPY8)3、−P(ORPY9)3、−SRPY10、−OSO3RPY11および−S(O)RPY12(ただし、RPY3はアルキルまたはアルケニルであり、そしてRPY4、RPY5、RPY7、RPY8、RPY9、RPY10、RPY11およびRPY12はアルキルである)からなる群より選ばれる。
(a)pが0である場合には、RPH3およびRPH4は各々独立にアルキルであり、そして
XPHはHである;
(b)pが1である場合には、RPH3およびRPH4は各々独立にH、アルキルまたはアルコキシであり、そして
XPHはH、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アラルキル、アリール、ヘテロアリール、または
(c)pが2である場合には、RPH3およびRPH4は各々独立にH、アルキルまたはアルコキシであり、そして
XPHはH、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アラルキル、アリール、ヘテロアリール、アルコキシ、−F、−Cl、−Br、−I、−At、−CN、−NC、−NCO、−OCN、−NCS、−SCN、−OC(O)RPH8、−C(O)ORPH9、−C(O)NRPH10RPH11、または
−O−(CRPH1RPH2)p−XPHがRPH4に対してオルト位にあるときには、XPHおよびRPH4は、XPHとRPH4が連結している原子と一緒に環を形成しうる;
(d)pが3−20である場合には、RPH3およびRPH4は各々独立にH、アルキルまたはアルコキシであり、そして
XはH、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アラルキル、アリール、ヘテロアリール、アルコキシ、アリールオキシ、ヘテロアリールオキシ、アルカリールオキシ、−OH、−F、−Cl、−Br、−I、−At、−CN、−NC、−NCO、−OCN、−NCS、−SCN、−OC(O)RPH8、−C(O)ORPH9、−C(O)NRPH10RPH11、
sは、2乃至20の整数であり、そして
ZPZ1は、−F、−Cl、−Br、−I、−At、−CN、−NC、−N3、−NCO、−OCN、−NCSまたは−SCNである。
外部冷却したヘキサン/ヘプタン浴を備えた乾燥N2雰囲気のグローブボックス内で、実施例1を実施した。500mL四つ口丸底フラスコを−45℃の浴に入れ、そしてオーバーヘッド撹拌器と熱電対と反応型IRプローブを取り付けた。7−クロロ−3,7−ジメチルオクタン−1−オール開始剤(2.171g、0.0385M)、2,6−ルチジン(1.46mL、0.0435M)、イソブチレン1アリコート(4.00mL、0.165M)、および予備冷却した40:60(容量:容量)ヘキサン/塩化メチル混合溶媒290mLをフラスコに加え、そして〜1時間で熱的に平衡にした。TiCl4(4.50mL、0.142M)の添加で重合を開始した。反応型IRによってイソブチレン単量体の濃度の減少を観察することにより、重合をモニタした。一旦大部分のイソブチレンを消費させた後、単量体の第二アリコート(4.00mL、0.165M)を、ほぼ同じ単量体変換レベルに達するまで加えた。これを9回繰り返して、全単量体添加量は36.4mL(1.5M)であった。単量体の最後のアリコートを消費させた後、アニソール(1.81g、0.058M)で重合を失活させた。次いで、追加のTiCl4添加量(3.06mL、0.096M)を加えて、アニソールによる求電子芳香族置換の速度を高めた。およそ90分間失活を進め、その後予備冷却したメタノール15.5mLで反応を停止させた。直ちにフラスコを浴から取り出し、一晩かけて環境温度に温め、その時点で塩化メチル溶媒を沸騰させて除去した。次に、反応混合物を90:10(容量:容量)メタノール/水混合液で洗った後、希HCl、飽和炭酸水素ナトリウム溶液、最後に脱イオン水で洗った。有機層をMgSO4で乾燥し、ろ過し、そして溶媒を回転式蒸発により取り除いた。
失活剤として3−フェノキシプロピルブロミドを使用したこと以外は、上記実施例1に記載したのと同様の条件で重合を行った。1H NMRにより重合体の定量的キャップが確認された。
失活剤としてイソプロポキシベンゼンを使用したこと以外は、上記実施例1に記載したのと同様の条件で重合を行った。1H NMRにより重合体の定量的キャップが確認された。
失活剤として2,6−ジ−tert−ブチルフェノールを使用したこと以外は、上記実施例1に記載したのと同様の条件で重合を行った。1H NMRにより重合体の定量的キャップが確認された。
失活剤としてN−メチルピロールを使用したこと以外は、上記実施例1に記載したのと同様の条件で重合を行った。1H NMRにより重合体の定量的キャップが確認された。
外部冷却したヘキサン/ヘプタン浴を備えた乾燥N2雰囲気のグローブボックス内で、実施例6を実施した。500mL四つ口丸底フラスコを−45℃の浴に入れ、そしてオーバーヘッド撹拌器と熱電対と反応型IRプローブを取り付けた。次いで、7−クロロ−1−メトキシ−3,7−ジメチルオクタン開始剤(2.303g、0.0385M)、2,6−ルチジン(0.34mL、0.01M)、イソブチレン1アリコート(4.00mL、0.165M)、および予備冷却した40:60(容量:容量)ヘキサン/塩化メチル混合溶媒290mLをフラスコに加え、そして〜1時間で熱的に平衡にした。TiCl4(4.62mL、0.145M)の添加で重合を開始した。反応型IRによってイソブチレン単量体の濃度の減少を観察することにより、重合をモニタした。一旦大部分のイソブチレンを消費させた後、単量体の第二アリコート(4.00mL、0.165M)を、ほぼ同じ単量体変換レベルに達するまで加えた。これを9回繰り返して、全単量体添加量は36.4mL(1.5M)であった。単量体の最後のアリコートを消費した後、アニソール(1.81g、0.058M)で重合を失活させた。次いで、追加のTiCl4充填量(1.49mL、0.047M)を加えて、アニソールによる求電子芳香族置換の速度を高めた。およそ45分間失活を進め、その後予備冷却したメタノール13.5mLで反応を停止した。直ちにフラスコを浴から取り出し、一晩かけて環境温度に温め、その時点で塩化メチル溶媒を沸騰させて除去した。次に、反応混合物を90:10(容量:容量)メタノール/水混合液で洗った後、希HCl、飽和炭酸水素ナトリウム溶液、最後に脱イオン水で洗った。有機層をMgSO4で乾燥し、ろ過し、そして溶媒を回転式蒸発により取り除いた。
外部冷却したヘキサン/ヘプタン浴を備えた乾燥N2雰囲気のグローブボックス内で、実施例7を実施した。500mL四つ口丸底フラスコを−45℃の浴に入れ、そしてオーバーヘッド撹拌器と熱電対と反応型IRプローブを取り付けた。次いで、7−クロロ−3,7−ジメチル−オクチルアセテート開始剤(3.314g、0.0429M)、2,6−ルチジン(1.77mL、0.0529M)、イソブチレン1アリコート(4.00mL、0.165M)、および予備冷却した40:60(容量:容量)ヘキサン/塩化メチル混合溶媒290mLをフラスコに加え、そして〜1時間で熱的に平衡にした。TiCl4(5.50mL、0.173M)の添加で重合を開始した。反応型IRによってイソブチレン単量体の濃度の減少を観察することにより、重合をモニタした。一旦大部分のイソブチレンを消費させた後、単量体の第二アリコート(4.00mL、0.165M)を、ほぼ同じ単量体変換レベルに達するまで加えた。これを9回繰り返して、全単量体添加量は36.4mL(1.5M)であった。単量体の最後のアリコートを消費した後、アニソール(2.02g、0.064M)で重合を失活させた。次いで、追加のTiCl4充填量(3.00mL、0.094M)を加えて、アニソールによる求電子芳香族置換の速度を高めた。およそ65分間失活を進め、その後予備冷却したメタノール18.8mLで反応を停止した。直ちにフラスコを浴から取り出し、一晩かけて環境温度に温め、その時点で塩化メチル溶媒を沸騰させて除去した。次に、反応混合物を90:10(容量:容量)メタノール/水混合液で洗った後、希HCl、飽和炭酸水素ナトリウム溶液、最後に脱イオン水で洗った。有機層をMgSO4で乾燥し、ろ過し、そして溶媒を回転式蒸発により取り除いた。
外部冷却したヘキサン/ヘプタン浴を備えた乾燥N2雰囲気のグローブボックス内で、実施例8を実施した。500mL四つ口丸底フラスコを−45℃の浴に入れ、そしてオーバーヘッド撹拌器と熱電対と反応型IRプローブを取り付けた。次いで、1−ブロモ−7−クロロ−3,7−ジメチルオクタン開始剤(3.09g、0.0417M)、2,6−ルチジン(0.34mL、0.01M)、イソブチレン1アリコート(4.00mL、0.165M)、および予備冷却した60:40(容量:容量)ヘキサン/塩化メチル混合溶媒290mLをフラスコに加え、そして〜1時間で熱的に平衡にした。TiCl4(6.15mL、0.193M)の添加で重合を開始した。反応型IRによってイソブチレン単量体の濃度の減少を観察することにより、重合をモニタした。一旦大部分のイソブチレンを消費させた後、単量体の第二アリコート(4.00mL、0.165M)を、ほぼ同じ単量体変換レベルに達するまで加えた。これを9回繰り返して、全単量体添加量は36.4mL(1.5M)であった。単量体の最後のアリコートを消費させた後、アニソール(1.96g、0.063M)で重合を失活させた。次いで、追加のTiCl4添加量(1.00mL、0.031M)を加えて、アニソールによる求電子芳香族置換の速度を高めた。およそ60分間失活を進め、その後予備冷却したメタノール14.7mLで反応を停止させた。直ちにフラスコを浴から取り出し、一晩かけて周囲温度に温め、その時点で塩化メチル溶媒を沸騰させて除去した。次に、反応混合物を90:10(容量:容量)メタノール/水混合液で洗った後、希HCl、飽和炭酸水素ナトリウム溶液、最後に脱イオン水で洗った。有機層をMgSO4で乾燥し、ろ過し、そして溶媒を回転式蒸発により取り除いた。
Claims (47)
- 一種以上の単量体の存在下でテルペン開始剤をルイス酸と接触させることを含むテレケリックポリオレフィンの製造方法であって、テルペン開始剤が、
(a)脱離基を有する第三級炭素を1個以上、および
(b)第一級又は第二級炭素に結合していて、重合条件下で変性することのない官能基を1個以上、
含むことを特徴とする。 - 下記式のテレケリックポリオレフィンを生成させる請求項1に記載の方法。
Xは、−OH、−F、−Cl、−Br、−I、=O、−OC(O)RA、−ORA、−NC、−NCO、−OCN、−SH、−SRA、−S(O)RA、−S(O)2RA、−SCN、−NO2または−OS(O)2RAであって、RAはアルキル、アルケニルまたはアルキニルであり、かつXは第一級又は第二級炭素に結合していて、
nは、1−3の整数であり、
Pは、二価のポリオレフィン基であり、
Eは、末端キャップ基であり、そして
qは、1−2の整数である) - Xが、−OH、−ORA、−OC(O)RA、−F、−Clまたは−Brであって、RAは、それが存在する場合に各々独立に炭素数1−3のアルキルである請求項2に記載の方法。
- Xが−OHである請求項2に記載の方法。
- 脱離基が、それが存在する場合に各々独立に、−Cl、−Br、−Iまたは−OC(O)RNであって、RNが炭素数1乃至6のアルキルである請求項2に記載の方法。
- nが1である請求項2に記載の方法。
- A1とA2のうちの一方がHである請求項2に記載の方法。
- Xが第一級炭素に結合している請求項2に記載の方法。
- テルペン開始剤が、1個以上の脱離基または1個以上の官能基の一部となる如何なる炭素原子をも除き、炭素原子10個を含む請求項1に記載の方法。
- さらに、一種以上の失活剤を加えることを含む請求項1に記載の方法。
- 失活剤が、下記の物質である請求項15に記載の方法:
(a)アリルトリメチルシラン、
(b)メタリルトリメチルシラン、
(c)1,1−ジフェニルエチレン、
(d)フランまたは置換フラン、
(e)チオフェンまたは置換チオフェン、
(f)トリフェニルアミン、
(g)下記式を有する化合物:
mは、1乃至20の整数であり、そして
Xは、水素、アルキル、アリール、アルカリール、アルコキシ、ヘテロアリール、ニトロ、ウレイド、−OC(O)RPY3、−C(O)RPY4、−C(O)ORPY5、−C(O)NRPY6RPY7、−P(RPY8)3、−P(ORPY9)3、−SRPY10、−OSO3RPY11および−S(O)RPY12からなる群より選ばれ、RPY3はアルキルまたはアルケニルであり、そしてRPY4、RPY5、RPY7、RPY8、RPY9、RPY10、RPY11およびRPY12はアルキルである)
(h)下記式を有する化合物:
Rは、水素、炭素原子数1乃至20のアルキル、炭素原子数6乃至20のアリール、炭素原子数7乃至30のアルカリール、または炭素原子数7乃至30のアラルキルであり、そして
Xは、酸素または硫黄である、
ただし、Rが水素またはメチルであるときには、R1とR2のうちの一方およびR7とR8のうちの一方が独立に、炭素原子数3乃至20の分枝アルキル、アリール、アルカリールまたはアラルキルでない限り、R1、R2、R7およびR8は水素であることはない)
(i)下記式を有する化合物:
R1−S−R2
(式中、R1およびR2は各々独立に、炭化水素基である)
(j)下記式を有する化合物:
RSAS−S−RSB
(式中、RSAおよびRSBは各々独立に、アルキル、アリール、アラルキル、アルカリール、
ただし、XSはハロゲンまたはプソイドハライドであり、
RSXはアルキルまたはアリールであり、
RS3はtert−ブチルであり、そして
RS4およびRS5は各々独立にアルキル、アリール、アラルキルまたはアルカリールである)
(k)下記式を有する化合物:
(1)pが0である場合には、RPH3およびRPH4は各々独立にアルキルであって、XPHはHである、
(2)pが1である場合には、RPH3およびRPH4は各々独立にH、アルキルまたはアルコキシであり、そして
XPHはH、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アラルキル、アリール、ヘテロアリール、または
(3)pが2である場合には、RPH3およびRPH4は各々独立にH、アルキルまたはアルコキシであり、そして
XPHはH、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アラルキル、アリール、ヘテロアリール、アルコキシ、−F、−Cl、−Br、−I、−At、−CN、−NC、−NCO、−OCN、−NCS、−SCN、−OC(O)RPH8、−C(O)ORPH9、−C(O)NRPH10RPH11、または
RPH5乃至RPH7は各々独立にアルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アラルキル、アリール、ヘテロアリール、アルコキシ、ヒドロキシ、NRPH10RPH11、−F、−Cl、−Br、−Iまたは−Atであり、
RPH8はアルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アリールまたはヘテロアリールであり、そして
RPH9乃至RPH11は各々独立にH、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アリールまたはヘテロアリールである、あるいは、
−O−(CRPH1RPH2)p−XPHがRPH4に対してオルト位にあるときには、XPHおよびRPH4は、XPHとRPH4が連結している原子と共に環を形成しうる、
(4)pが3−20である場合には、RPH3およびRPH4は各々独立にH、アルキルまたはアルコキシであり、そして
XはH、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アラルキル、アリール、ヘテロアリール、アルコキシ、アリールオキシ、ヘテロアリールオキシ、アルカリールオキシ、−OH、−F、−Cl、−Br、−I、−At、−CN、−NC、−NCO、−OCN、−NCS、−SCN、−OC(O)RPH8、−C(O)ORPH9、−C(O)NRPH10RPH11、
RPHXおよびRPHYは各々独立にH、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環基または−C(O)RPHZであり、
RPHZはH、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環基、−ORPH8または−NRPH10RPH11であり、
RPH5乃至RPH7は各々独立にアルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アラルキル、アリール、ヘテロアリール、アルコキシ、ヒドロキシ、NRPH10RPH11、−F、−Cl、−Br、−Iまたは−Atであり、
RPH8はアルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アリールまたはヘテロアリールであり、そして
RPH9乃至RPH11は各々独立にH、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アリールまたはヘテロアリールである)、あるいは
(l)ブタジエン。 - 末端キャップ基が下記の基である請求項3に記載の方法。
(e)フランまたは置換フラン、
(f)チオフェンまたは置換チオフェン、
(g)トリフェニルアミン、
mは1乃至20の整数であり、そして
XPYは、水素、アルキル、アリール、アルカリール、アルコキシ、ヘテロアリール、ニトロ、ウレイド、−OC(O)RPY3、−C(O)RPY4、−C(O)ORPY5、−C(O)NRPY6RPY7、−P(RPY8)3、−P(ORPY9)3、−SRPY10、−OSO3RPY11および−S(O)RPY12からなる群より選ばれ、RPY3はアルキル又はアルケニルであり、そしてRPY4、RPY5、RPY7、RPY8、RPY9、RPY10、RPY11およびRPY12はアルキルである)
XSはハロまたはプソイドハライドであり、
RSXはアルキルまたはアリールであり、
RS3はtert−ブチルであり、そして
RS4およびRS5は各々独立にアルキル、アリール、アラルキルまたはアルカリールである)
(1)pが0である場合には、RPH3およびRPH4は各々独立にアルキルであり、そして
XPHはHである、
(2)pが1である場合には、RPH3およびRPH4は各々独立にH、アルキルまたはアルコキシであり、そして
XPHはH、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アラルキル、アリール、ヘテロアリール、または
(3)pが2である場合には、RPH3およびRPH4は各々独立にH、アルキルまたはアルコキシであり、そして
XPHはH、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アラルキル、アリール、ヘテロアリール、アルコキシ、−F、−Cl、−Br、−I、−At、−CN、−NC、−NCO、−OCN、−NCS、−SCN、−OC(O)RPH8、−C(O)ORPH9、−C(O)NRPH10RPH11、または
RPH5乃至RPH7は各々独立にアルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アラルキル、アリール、ヘテロアリール、アルコキシ、ヒドロキシ、NRPH10RPH11、−F、−Cl、−Br、−Iまたは−Atであり、
RPH8はアルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アリールまたはヘテロアリールであり、そして
RPH9乃至RPH11は各々独立にH、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アリールまたはヘテロアリールである、もしくは
−O−(CRPH1RPH2)p−XPHがRPH4に対してオルト位にあるときには、XPHおよびRPH4は、XPHとRPH4が連結している原子と一緒に環を形成しうる、
(4)pが3−20である場合には、RPH3およびRPH4は各々独立にH、アルキルまたはアルコキシであり、そして
XはH、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アラルキル、アリール、ヘテロアリール、アルコキシ、アリールオキシ、ヘテロアリールオキシ、アルカリールオキシ、−OH、−F、−Cl、−Br、−I、−At、−CN、−NC、−NCO、−OCN、−NCS、−SCN、−OC(O)RPH8、−C(O)ORPH9、−C(O)NRPH10RPH11、
RPHXおよびRPHYは各々独立にH、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環基、C(O)RPHZであり、
RPHZはH、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環基、−ORPH8または−NRPH10RPH11であり、
RPH5乃至RPH7は各々独立にアルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アラルキル、アリール、ヘテロアリール、アルコキシ、ヒドロキシ、NRPH10RPH11、−F、−Cl、−Br、−Iまたは−Atであり、
RPH8はアルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アリールまたはヘテロアリールであり、そして
RPH9乃至RPH11は各々独立にH、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アリールまたはヘテロアリールである)、あるいは
(k)ハロゲン化アリル。 - 一種以上の単量体がイソブテンである請求項1に記載の方法。
- 一種以上の単量体がスチレンである請求項1に記載の方法。
- ルイス酸が、ハロゲン化チタン、ハロゲン化アルミニウム、ハロゲン化ホウ素またはアルキルアルミニウムハライドである請求項1に記載の方法。
- ルイス酸がTiCl4である請求項1に記載の方法。
- 一種以上の電子供与体の存在下で行う請求項1に記載の方法。
- 一種以上の電子供与体が、2,6−ジメチルピリジン、2,6−ジ−tert−ブチルピリジン、2,4−ジメチルピリジン、2,4,6−トリメチルピリジン、2−メチルピリジン、またはピリジンである請求項24に記載の方法。
- 共通イオン塩または共通イオン塩前駆体の存在下で行う請求項1に記載の方法。
- 共通イオン塩前駆体が、テトラ−n−ブチルアンモニウムクロリド、テトラ−n−ブチルアンモニウムブロミド、またはテトラ−n−ブチルアンモニウムヨージドである請求項26に記載の方法。
- 失活剤を加える前に単量体を90%以上消費させる請求項1に記載の方法。
- 最初の単量体を加えた後、追加の単量体を1つ以上のアリコートで重合に加えるが、追加単量体の次の部分を加えるかまたは失活剤を加える前に、追加単量体のそれぞれの部分を消費又は一部消費させる請求項1に記載の方法。
- ルイス酸を一種以上の停止剤で不活性にする請求項1に記載の方法。
- 一種以上の失活剤を加えた後、ルイス酸を一種以上の停止剤で不活性にする請求項15に記載の方法。
- ルイス酸を一種以上の停止剤で不活性にし、そしてEがtert−ハライドである請求項3に記載の方法。
- テレケリックポリオレフィンの多分散指数が1.9未満である請求項1に記載の方法。
- 単量体を準リビング重合条件で重合する請求項1に記載の方法。
- テルペン開始剤を、不飽和テルペンのハロゲン水素処理により誘導する請求項1に記載の方法。
- 下記式を有する化合物:
Xは、−OH、−F、−Cl、−Br、−I、−NC、−NCO、−OCN、−SH、−SRA、−S(O)RA、−S(O)2RA、−SCN、−ORA、−NO2、−OS(O)2RA、=Oまたは−OC(O)RAであって、RAはアルキル、アルケニルまたはアルキニルであり、かつXは第一級又は第二級炭素に結合していて、
nは、1−3の整数であり、
Pは、二価のポリオレフィン基であり、
Eは、末端キャップ基であり、そして
qは、1−2の整数である)。 - Xが、−OH、−ORA、−OC(O)RA、−F、−Clまたは−Brであって、RAは、それが存在する場合には、独立に炭素数1−3のアルキルである請求項38に記載の化合物。
- nが1である請求項38に記載の化合物。
- Xが第一級又は第二級炭素に結合している請求項38に記載の化合物。
- 末端キャップ基が下記の基である請求項38に記載の化合物:
(e)フランまたは置換フラン、
(f)チオフェンまたは置換チオフェン、
(g)トリフェニルアミン、
mは1乃至20の整数であり、そして
XPYは、水素、アルキル、アリール、アルカリール、アルコキシ、ヘテロアリール、ニトロ、ウレイド、−OC(O)RPY3、−C(O)RPY4、−C(O)ORPY5、−C(O)NRPY6RPY7、−P(RPY8)3、−P(ORPY9)3、−SRPY10、−OSO3RPY11および−S(O)RPY12からなる群より選ばれ、RPY3はアルキル又はアルケニルであり、そしてRPY4、RPY5、RPY7、RPY8、RPY9、RPY10、RPY11およびRPY12はアルキルである)
XSはハロまたはプソイドハライドであり、
RSXはアルキルまたはアリールであり、
RS3はtert−ブチルであり、そして
RS4およびRS5は各々独立にアルキル、アリール、アラルキルまたはアルカリールである)
(1)pが0である場合には、RPH3およびRPH4は各々独立にアルキルであり、そして
XPHはHである、
(2)pが1である場合には、RPH3およびRPH4は各々独立にH、アルキルまたはアルコキシであり、そして
XPHはH、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アラルキル、アリール、ヘテロアリール、または
(3)pが2である場合には、RPH3およびRPH4は各々独立にH、アルキルまたはアルコキシであり、そして
XPHはH、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アラルキル、アリール、ヘテロアリール、アルコキシ、−F、−Cl、−Br、−I、−At、−CN、−NC、−NCO、−OCN、−NCS、−SCN、−OC(O)RPH8、−C(O)ORPH9、−C(O)NRPH10RPH11、または
RPH5乃至RPH7は各々独立にアルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アラルキル、アリール、ヘテロアリール、アルコキシ、ヒドロキシ、NRPH10RPH11、−F、−Cl、−Br、−Iまたは−Atであり、
RPH8はアルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アリールまたはヘテロアリールであり、そして
RPH9乃至RPH11は各々独立にH、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アリールまたはヘテロアリールである、あるいは
−O−(CRPH1RPH2)p−XPHがRPH4に対してオルト位にあるときには、XPHおよびRPH4は、XPHとRPH4が連結している原子と共に環を形成しうる、
(4)pが3−20である場合には、RPH3およびRPH4は各々独立にH、アルキルまたはアルコキシであり、そして
XはH、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アラルキル、アリール、ヘテロアリール、アルコキシ、アリールオキシ、ヘテロアリールオキシ、アルカリールオキシ、−OH、−F、−Cl、−Br、−I、−At、−CN、−NC、−NCO、−OCN、−NCS、−SCN、−OC(O)RPH8、−C(O)ORPH9、−C(O)NRPH10RPH11、
RPHXおよびRPHYは各々独立にH、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環基、C(O)RPHZであり、
RPHZはH、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環基、−ORPH8または−NRPH10RPH11であり、
RPH5乃至RPH7は各々独立にアルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アラルキル、アリール、ヘテロアリール、アルコキシ、ヒドロキシ、NRPH10RPH11、−F、−Cl、−Br、−Iまたは−Atであり、
RPH8はアルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アリールまたはヘテロアリールであり、そして
RPH9乃至RPH11は各々独立にH、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリール、アリールまたはヘテロアリールである)、あるいは
(k)ハロゲン化アリル。 - 化合物の多分散指数が1.9未満である請求項38に記載の化合物。
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