JP2023530622A - エポキシド基を含む化合物 - Google Patents
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Abstract
本発明は、以下の式(I)の化合物に関する。TIFF2023530622000050.tif4580(式中、- Tは、CN+-O-、CH=NOH及びCHOからなる群から選ばれ、- Aは、1つ又は複数の同一か又は異なる、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状脂肪族炭化水素鎖で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環を表し、- Eは、1個又は複数のヘテロ原子を含んでもよい二価C5-C12炭化水素基を表し、- 同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3は、水素原子、C1-C6アルキル又はC6-C14アリールを表す)本発明は、式(I)の化合物を合成するための方法;T=CN+-O-を有する式(I)の化合物をグラフト化することにより得られる修飾ポリマー;前記修飾ポリマー及び添加剤をベースとする組成物並びに少なくとも1種の添加剤及びT=CN+-O-を有する式(I)の少なくとも1種の化合物をベースとする組成物にも関する。
Description
本発明の分野は、不飽和ポリマー、すなわちそれらの鎖内に不飽和炭素-炭素結合を持つポリマーを官能化するための修飾剤の分野である。より正確には、これらの修飾剤は1,3-双極性化合物である。本発明は、これらの化合物及びそれらの合成中間体を合成するための方法にも関する。
ポリマーと充填剤とを結び付けて、組成物を生成することが望まれているとき、ポリマーの構造を変更することが特に求められている。この変更は、例えば、ポリマーマトリックス中の充填剤の分散を改善することを可能にし得、したがって、より均質な材料を結果として生じ、最終的に組成物の特性を改善する。
ポリマーの構造を変更することは、それがカーボンブラックであるか、補強鉱物充填剤であるかを問わず、特に、官能化剤(又は修飾剤)、カップリング剤又は星型分岐剤又は後重合剤(post-polymerization agent)により、特に、こうして修飾されたポリマーと充填剤の間の良好な相互作用を得る目的で実施され得る。
充填剤とポリマーの間の相互作用を改善するために、多くの官能化剤が提案されてきた。
例えば、国際公開第2019102132号には、エポキシド環を含む芳香族ニトリルオキシド化合物が官能化剤として開示されており、エポキシド環は、ニトリルオキシドを持つ芳香族環に二価基-OCH2-を介して接続されている。この官能化剤、2-(グリシジルオキシ)-1-ナフトニトリルオキシドは、スチレン-ブタジエンコポリマー上にグラフト化されたとき、非修飾スチレン-ブタジエンコポリマーを含む組成物と比較して、そのような修飾コポリマーを含む組成物の補強指数を改善し、かつその組成物の非線形性を著しく低下させる。この組成物の改善された補強及び非線形挙動は、非修飾スチレン-ブタジエンコポリマーを含む組成物のレベルと実質的に同一であるレベルにヒステリシス特性を維持することにより得られる。
ポリマーの構造を変更することは、それがカーボンブラックであるか、補強鉱物充填剤であるかを問わず、特に、官能化剤(又は修飾剤)、カップリング剤又は星型分岐剤又は後重合剤(post-polymerization agent)により、特に、こうして修飾されたポリマーと充填剤の間の良好な相互作用を得る目的で実施され得る。
充填剤とポリマーの間の相互作用を改善するために、多くの官能化剤が提案されてきた。
例えば、国際公開第2019102132号には、エポキシド環を含む芳香族ニトリルオキシド化合物が官能化剤として開示されており、エポキシド環は、ニトリルオキシドを持つ芳香族環に二価基-OCH2-を介して接続されている。この官能化剤、2-(グリシジルオキシ)-1-ナフトニトリルオキシドは、スチレン-ブタジエンコポリマー上にグラフト化されたとき、非修飾スチレン-ブタジエンコポリマーを含む組成物と比較して、そのような修飾コポリマーを含む組成物の補強指数を改善し、かつその組成物の非線形性を著しく低下させる。この組成物の改善された補強及び非線形挙動は、非修飾スチレン-ブタジエンコポリマーを含む組成物のレベルと実質的に同一であるレベルにヒステリシス特性を維持することにより得られる。
しかし、先行技術の組成物に比べて改善されたヒステリシス特性を有する組成物を提供する修飾ポリマー、特にエラストマー、特に修飾ジエンエラストマーが引き続き必要とされている。
実際、燃料経済性及び環境を保護する必要性が優先事項になったため、できるだけ小さい転がり抵抗を確保することが必要である。したがって、空気式タイヤの製造のために使用されるゴム組成物は、燃料消費を制限するためにできるだけ小さいヒステリシスを有さなければならない。
補強及び剛性など、良好なレベルの他の特性を同時に維持しながら、できるだけ小さいヒステリシスを有するゴム組成物を得ることは、タイヤメーカーにとって進行中の課題である。実際、ゴム組成物のヒステリシスの減少は、ベイクト剛性(baked stiffness)の低下を伴うことがあることが既知である。しかし、トレッドは、タイヤの良好なレベルの道路挙動を確保するのに十分に硬くなければならない。
実際、燃料経済性及び環境を保護する必要性が優先事項になったため、できるだけ小さい転がり抵抗を確保することが必要である。したがって、空気式タイヤの製造のために使用されるゴム組成物は、燃料消費を制限するためにできるだけ小さいヒステリシスを有さなければならない。
補強及び剛性など、良好なレベルの他の特性を同時に維持しながら、できるだけ小さいヒステリシスを有するゴム組成物を得ることは、タイヤメーカーにとって進行中の課題である。実際、ゴム組成物のヒステリシスの減少は、ベイクト剛性(baked stiffness)の低下を伴うことがあることが既知である。しかし、トレッドは、タイヤの良好なレベルの道路挙動を確保するのに十分に硬くなければならない。
したがって、本発明の1つの目標は、これらのポリマー上にグラフト化されたとき、ベイクト剛性特性を低下させることなく、改善された補強指数及び改善されたヒステリシス特性を有する組成物を得ることを可能にする新規なポリマー修飾剤を提案することである。
その研究を継続しているとき、本出願人は、驚くべきことに、ニトリルオキシドを持つ芳香族基に特定の長さの特定の-O-アルカンジイル基を介して連結されたエポキシド環を有する芳香族ニトリルオキシドが、不飽和炭素-炭素結合を含むエラストマー上にグラフト化されたとき、改善された補強指数及び改善されたヒステリシス特性を同時に有する組成物を得ることを可能にすることを発見した。加えて、有利には、こうして得られた組成物は、ベイクト剛性特性の改善も示す。
その研究を継続しているとき、本出願人は、驚くべきことに、ニトリルオキシドを持つ芳香族基に特定の長さの特定の-O-アルカンジイル基を介して連結されたエポキシド環を有する芳香族ニトリルオキシドが、不飽和炭素-炭素結合を含むエラストマー上にグラフト化されたとき、改善された補強指数及び改善されたヒステリシス特性を同時に有する組成物を得ることを可能にすることを発見した。加えて、有利には、こうして得られた組成物は、ベイクト剛性特性の改善も示す。
したがって、本発明は、これらのニトリルオキシド化合物に関し、それらの合成中間体にも関する。したがって、本発明の第1の主題は、式(I)の化合物である。
(式中、
- Tは、CN+-O-、CH=NOH及びCHOからなる群から選ばれ、
- Aは、1つ又は複数の同一か又は異なる、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状脂肪族炭化水素鎖で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環を表し、
- Eは、1個又は複数のヘテロ原子を含んでもよいC5-C12二価炭化水素基を表し、
- 同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3は、水素原子、C1-C6アルキル又はC6-C14アリールを表す)
- Tは、CN+-O-、CH=NOH及びCHOからなる群から選ばれ、
- Aは、1つ又は複数の同一か又は異なる、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状脂肪族炭化水素鎖で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環を表し、
- Eは、1個又は複数のヘテロ原子を含んでもよいC5-C12二価炭化水素基を表し、
- 同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3は、水素原子、C1-C6アルキル又はC6-C14アリールを表す)
有利には、式(I)の好ましい化合物は、式(Ia)の化合物である。
(式中、
- Aは、1つ又は複数の同一か又は異なる、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状脂肪族炭化水素鎖で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環を表し、
- Eは、1個又は複数のヘテロ原子を含んでもよいC5-C12二価炭化水素基を表し、
- 同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3は、水素原子、C1-C6アルキル又はC6-C14アリールを表す)
- Aは、1つ又は複数の同一か又は異なる、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状脂肪族炭化水素鎖で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環を表し、
- Eは、1個又は複数のヘテロ原子を含んでもよいC5-C12二価炭化水素基を表し、
- 同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3は、水素原子、C1-C6アルキル又はC6-C14アリールを表す)
有利には、式(I)の好ましい化合物は、式(Ib)の化合物である。
(式中、
- Aは、1つ又は複数の同一か又は異なる、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状脂肪族炭化水素鎖で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環を表し、
- Eは、1個又は複数のヘテロ原子を含んでもよいC5-C12二価炭化水素基を表し、
- 同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3は、水素原子、C1-C6アルキル又はC6-C14アリールを表す)
- Aは、1つ又は複数の同一か又は異なる、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状脂肪族炭化水素鎖で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環を表し、
- Eは、1個又は複数のヘテロ原子を含んでもよいC5-C12二価炭化水素基を表し、
- 同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3は、水素原子、C1-C6アルキル又はC6-C14アリールを表す)
有利には、式(I)の好ましい化合物は、式(Ic)の化合物である。
(式中、
- Aは、1つ又は複数の同一か又は異なる、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状脂肪族炭化水素鎖で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環を表し、
- Eは、1個又は複数のヘテロ原子を含んでもよいC5-C12二価炭化水素基を表し、
- 同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3は、水素原子、C1-C6アルキル又はC6-C14アリールを表す)
- Aは、1つ又は複数の同一か又は異なる、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状脂肪族炭化水素鎖で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環を表し、
- Eは、1個又は複数のヘテロ原子を含んでもよいC5-C12二価炭化水素基を表し、
- 同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3は、水素原子、C1-C6アルキル又はC6-C14アリールを表す)
本発明の別の主題は、初期ポリマーの鎖の少なくとも1つの不飽和炭素-炭素結合上へ先に定義された式(Ia)の少なくとも1種の化合物をグラフト化することにより得られる修飾ポリマー、好ましくはエラストマー、特にジエンエラストマーに関する。
本発明の別の主題は、少なくとも1種の添加剤及び式(Ia)の少なくとも1種の化合物をグラフト化することにより得られる少なくとも1種のポリマー、好ましくはエラストマー、特にジエンエラストマーをベースとする組成物に関する。
本発明の別の主題は、少なくとも1種の添加剤及び式(Ia)の化合物をベースとする組成物である。
本発明の別の主題は、少なくとも1種の添加剤及び式(Ia)の少なくとも1種の化合物をグラフト化することにより得られる少なくとも1種のポリマー、好ましくはエラストマー、特にジエンエラストマーをベースとする組成物に関する。
本発明の別の主題は、少なくとも1種の添加剤及び式(Ia)の化合物をベースとする組成物である。
本発明の別の主題は、式(Ia)の化合物を調製するための方法であって、反応スキーム
(式中、
- Aは、1つ又は複数の同一か又は異なる、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状脂肪族炭化水素鎖で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環を表し、
- Eは、1個又は複数のヘテロ原子を含んでもよいC5-C12二価炭化水素基を表し、
- 同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3は、水素原子、C1-C6アルキル又はC6-C14アリールを表す)
による少なくとも1種の有機溶媒SL1の存在下での、式(Ib)の化合物と酸化剤との少なくとも1つの反応を含む、方法である。
- Aは、1つ又は複数の同一か又は異なる、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状脂肪族炭化水素鎖で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環を表し、
- Eは、1個又は複数のヘテロ原子を含んでもよいC5-C12二価炭化水素基を表し、
- 同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3は、水素原子、C1-C6アルキル又はC6-C14アリールを表す)
による少なくとも1種の有機溶媒SL1の存在下での、式(Ib)の化合物と酸化剤との少なくとも1つの反応を含む、方法である。
本明細書において、特に明示されていない限り、示されるすべての百分率(%)は質量百分率(%)である。
さらに、「a~bの間」という表現により表される値の任意の区間が、a超からb未満にわたる(すなわち限界値a及びbが除外される)値の範囲を表すのに対し、「a~b」という表現により表される値の任意の区間は、aから最大bにわたる(すなわち厳密な限界値a及びbを含む)値の範囲を意味する。
本明細書において述べられる炭素を含む化合物は、化石又はバイオベースの起源のものでよい。後者の場合、それらは、バイオマスから部分的に、若しくは完全に由来してもよく、又はバイオマスに由来する再生可能な出発材料から得てもよい。ポリマー、可塑剤、充填剤などが特に関係する。
「をベースとする組成物」という表現は、使用される様々な構成成分の混合物及び/又はin situ反応の生成物を含む組成物を意味すると理解されるべきであり、これらの構成成分のいくつかは、組成物の製造の様々な段階の間に少なくとも部分的に互いに反応することができ、かつ/又は反応することが意図され、したがって、組成物はおそらく、完全に、若しくは部分的に架橋された状態又は非架橋の状態にある。
さらに、「a~bの間」という表現により表される値の任意の区間が、a超からb未満にわたる(すなわち限界値a及びbが除外される)値の範囲を表すのに対し、「a~b」という表現により表される値の任意の区間は、aから最大bにわたる(すなわち厳密な限界値a及びbを含む)値の範囲を意味する。
本明細書において述べられる炭素を含む化合物は、化石又はバイオベースの起源のものでよい。後者の場合、それらは、バイオマスから部分的に、若しくは完全に由来してもよく、又はバイオマスに由来する再生可能な出発材料から得てもよい。ポリマー、可塑剤、充填剤などが特に関係する。
「をベースとする組成物」という表現は、使用される様々な構成成分の混合物及び/又はin situ反応の生成物を含む組成物を意味すると理解されるべきであり、これらの構成成分のいくつかは、組成物の製造の様々な段階の間に少なくとも部分的に互いに反応することができ、かつ/又は反応することが意図され、したがって、組成物はおそらく、完全に、若しくは部分的に架橋された状態又は非架橋の状態にある。
本発明の目的において、「エラストマー100重量部あたりの重量部」(又はphr)という表現は、エラストマー100質量部あたりの質量部を意味すると理解されるべきである。
「1,3-双極性化合物」という用語は、IUPACにより与えられた定義に従って理解される。定義により、1,3-双極性化合物は双極子を含む。TがCN+-O-であるとき、双極子はニトリルオキシドである。
本発明の目的において、「炭化水素鎖」という用語は、1個又は複数の炭素原子及び1個又は複数の水素原子を含む鎖を意味する。
「Ci-Cjアルキル」という表現は、i~j個の炭素原子を含む直鎖状、分枝状又は環式炭化水素基を表し、i及びjは整数である。
「Ci-Cjアリール」という表現は、i~j個の炭素原子を含む芳香族基を表し、i及びjは整数である。
「アルカンジイル」という用語は、2個の水素原子が除去された、アルカンに由来する炭化水素基を意味する。したがって、アルカンジイルは二価基である。
本発明及びその利点は、以下の説明及び実施例に照らして容易に理解されるであろう。
「1,3-双極性化合物」という用語は、IUPACにより与えられた定義に従って理解される。定義により、1,3-双極性化合物は双極子を含む。TがCN+-O-であるとき、双極子はニトリルオキシドである。
本発明の目的において、「炭化水素鎖」という用語は、1個又は複数の炭素原子及び1個又は複数の水素原子を含む鎖を意味する。
「Ci-Cjアルキル」という表現は、i~j個の炭素原子を含む直鎖状、分枝状又は環式炭化水素基を表し、i及びjは整数である。
「Ci-Cjアリール」という表現は、i~j個の炭素原子を含む芳香族基を表し、i及びjは整数である。
「アルカンジイル」という用語は、2個の水素原子が除去された、アルカンに由来する炭化水素基を意味する。したがって、アルカンジイルは二価基である。
本発明及びその利点は、以下の説明及び実施例に照らして容易に理解されるであろう。
式(I)の化合物において、基Tは、以下のようにも表されるCN+-O-;CH=NOH及びCHOからなる群から選ばれ、
記号(*)は、Aとの結合を表す。
式(I)に従って、本発明による化合物は、1つ又は複数の同一か又は異なる、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状脂肪族炭化水素鎖で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環を表す基Aを含む。
本発明の意味において、「アレーンジイル環」という用語は、2個の水素原子が除去された、アレーンに由来する単環式又は多環式芳香族炭化水素基を意味する。したがって、アレーンジイル環は二価基である。
「単環式又は多環式芳香族炭化水素基」という用語は、その骨格が炭素原子からなる1つ又は複数の芳香族環を意味する。言い換えれば、環の骨格内にヘテロ原子は存在しない。アレーンジイル環は、単環式でよく、すなわち単環からなってよく、又は多環式でよく、すなわちいくつかの縮合芳香族炭化水素環からなってよく、その時、そのような縮合環は、少なくとも2個の連続する炭素原子を共有する。これらの環は、オルト縮合されても、オルト縮合及びペリ縮合されてもよい。アレーンジイル環は、6~14個の炭素原子を含む。
式(I)に従って、本発明による化合物は、1つ又は複数の同一か又は異なる、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状脂肪族炭化水素鎖で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環を表す基Aを含む。
本発明の意味において、「アレーンジイル環」という用語は、2個の水素原子が除去された、アレーンに由来する単環式又は多環式芳香族炭化水素基を意味する。したがって、アレーンジイル環は二価基である。
「単環式又は多環式芳香族炭化水素基」という用語は、その骨格が炭素原子からなる1つ又は複数の芳香族環を意味する。言い換えれば、環の骨格内にヘテロ原子は存在しない。アレーンジイル環は、単環式でよく、すなわち単環からなってよく、又は多環式でよく、すなわちいくつかの縮合芳香族炭化水素環からなってよく、その時、そのような縮合環は、少なくとも2個の連続する炭素原子を共有する。これらの環は、オルト縮合されても、オルト縮合及びペリ縮合されてもよい。アレーンジイル環は、6~14個の炭素原子を含む。
アレーンジイル環は、非置換でも、部分的に置換されても、完全に置換されてもよい。アレーンジイル環は、1個又は2個又はそれ以上の水素原子(ただし、すべての原子ではない)が1つ又は2つ又はそれ以上の、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状脂肪族炭化水素鎖で置き換えられているとき、部分的に置換されている。前記鎖は置換基とも呼ばれる。すべての水素原子が前記鎖で置き換えられている場合は、アレーンジイル環は、完全に置換されている。アレーンジイル環の置換基は、互いに同一でも、異なっていてもよい。
好ましくは、アレーンジイル環が、互いに独立して、同一でも、異なっていてもよい1つ又は複数の炭化水素鎖で置換されているとき、この鎖又はこれらの鎖は、エポキシド環及び記号Tにより表される化学基(いっそうの簡潔さのために本明細書において以下で基Tと呼ばれる)に対して不活性である。
好ましくは、アレーンジイル環が、互いに独立して、同一でも、異なっていてもよい1つ又は複数の炭化水素鎖で置換されているとき、この鎖又はこれらの鎖は、エポキシド環及び記号Tにより表される化学基(いっそうの簡潔さのために本明細書において以下で基Tと呼ばれる)に対して不活性である。
本発明の目的において、「エポキシド環及び基Tに対して不活性である炭化水素鎖」は、前記エポキシド環又は前記基Tのいずれとも反応しない炭化水素鎖を意味する。したがって、前記環及び前記基Tに対して不活性である前記炭化水素鎖は、例えば、前記環又は前記基Tと反応することができるいかなるアルケニル基又はアルキニル基も持たない炭化水素鎖である。好ましくは、そのような炭化水素鎖は、脂肪族、飽和、直鎖状又は分枝状であり、かつ1~24個の炭素原子を含んでよい。
好ましくは、Aは、1つ又は複数の同一か又は異なる飽和C1-C24炭化水素鎖で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環を表す。さらにより優先的には、基Aは、1つ又は複数の同一か又は異なる置換基で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環であり、置換基は、C1-C12、好ましくはC1-C6、さらにより優先的にはC1-C4アルキルである。
好ましくは、本発明による式(I)の化合物は、式(II)の化合物及び式(III)の化合物から選ばれる。
好ましくは、Aは、1つ又は複数の同一か又は異なる飽和C1-C24炭化水素鎖で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環を表す。さらにより優先的には、基Aは、1つ又は複数の同一か又は異なる置換基で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環であり、置換基は、C1-C12、好ましくはC1-C6、さらにより優先的にはC1-C4アルキルである。
好ましくは、本発明による式(I)の化合物は、式(II)の化合物及び式(III)の化合物から選ばれる。
- 式(II)のR1~R5から選ばれる基及び式(III)のR1~R7から選ばれる基は、以下の式(IV)の基を表し、
- 同一でも、異なっていてもよい、式(IV)の基を表すもの以外のR1~R5から選ばれる式(II)の4つの基及び式(IV)の基を表すもの以外のR1~R7から選ばれる式(III)の6つの基は、互いに独立して、水素原子又は好ましくは飽和した、直鎖状若しくは分枝状脂肪族炭化水素鎖を表す)
好ましくは、式(II)及び(III)の化合物において、同一でも、異なっていてもよい、式(IV)の基を表すもの以外のR1~R5から選ばれる式(II)の4つの基及び式(IV)の基を表すもの以外のR1~R7から選ばれる式(III)の6つの基は、互いに独立して、水素原子又は飽和した、直鎖状若しくは分枝状C1-C24脂肪族炭化水素鎖を表す。
さらにより優先的には、式(II)及び(III)の化合物において、同一でも、異なっていてもよい、式(IV)の基を表すもの以外のR1~R5から選ばれる式(II)の4つの基及び式(IV)の基を表すもの以外のR1~R7から選ばれる式(III)の6つの基は、水素原子、及びC1-C12、好ましくはC1-C6、さらにより優先的にはC1-C4アルキルからなる群から選ばれる。
さらにより優先的には、式(II)及び(III)の化合物において、同一でも、異なっていてもよい、式(IV)の基を表すもの以外のR1~R5から選ばれる式(II)の4つの基及び式(IV)の基を表すもの以外のR1~R7から選ばれる式(III)の6つの基は、水素原子、及びC1-C12、好ましくはC1-C6、さらにより優先的にはC1-C4アルキルからなる群から選ばれる。
さらにより優先的には、式(II)及び(III)の化合物において、同一でも、異なっていてもよい、式(IV)の基を表すもの以外のR1~R5から選ばれる式(II)の4つの基及び式(IV)の基を表すもの以外のR1~R7から選ばれる式(III)の6つの基は、互いに独立して、水素原子又はメチルを表す。
本発明の好ましい実施形態によれば、式(II)において、R2は、式(IV)の基を表し、同一でも、異なっていてもよいR1、R3、R4及びR5は、水素原子又は好ましくは飽和した、直鎖状若しくは分枝状C1-C24脂肪族炭化水素鎖を表す。より優先的には、R2は、式(IV)の基を表し、同一でも、異なっていてもよいR1、R3、R4及びR5は、水素原子及びC1-C12、より優先的にはC1-C6、さらにより優先的にはC1-C4アルキルからなる群から選ばれる。
本発明の好ましい実施形態によれば、式(II)において、R2は、式(IV)の基を表し、同一でも、異なっていてもよいR1、R3、R4及びR5は、水素原子又は好ましくは飽和した、直鎖状若しくは分枝状C1-C24脂肪族炭化水素鎖を表す。より優先的には、R2は、式(IV)の基を表し、同一でも、異なっていてもよいR1、R3、R4及びR5は、水素原子及びC1-C12、より優先的にはC1-C6、さらにより優先的にはC1-C4アルキルからなる群から選ばれる。
この実施形態においてさらにより優先的には、R2は、式(IV)の基を表し、R4は水素原子を表し、R1、R3及びR5は、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状C1-C24脂肪族炭化水素鎖を表す。さらにより優先的には、R2は、式(IV)の基を表し、R4は水素原子を表し、同一でも、異なっていてもよいR1、R3及びR5は、C1-C12、より優先的にはC1-C6、さらにより優先的にはC1-C4アルキルを表す。
本発明の別の好ましい実施形態によれば、式(III)において、R1は、式(IV)の基を表し、同一でも、異なっていてもよいR2~R7は、水素原子又は好ましくは飽和した、直鎖状若しくは分枝状C1-C24脂肪族炭化水素鎖を表す。より優先的には、R1は、式(IV)の基を表し、同一でも、異なっていてもよいR2~R7は、水素原子及びC1-C12、より優先的にはC1-C6、さらにより優先的にはC1-C4アルキルからなる群から選ばれる。この実施形態においてさらにより優先的には、R1は、式(IV)の基を表し、同一であるR2~R7は水素原子を表す。
本発明の別の好ましい実施形態によれば、式(III)において、R1は、式(IV)の基を表し、同一でも、異なっていてもよいR2~R7は、水素原子又は好ましくは飽和した、直鎖状若しくは分枝状C1-C24脂肪族炭化水素鎖を表す。より優先的には、R1は、式(IV)の基を表し、同一でも、異なっていてもよいR2~R7は、水素原子及びC1-C12、より優先的にはC1-C6、さらにより優先的にはC1-C4アルキルからなる群から選ばれる。この実施形態においてさらにより優先的には、R1は、式(IV)の基を表し、同一であるR2~R7は水素原子を表す。
式(I)、(II)及び(III)の化合物において、Eは、1個又は複数のヘテロ原子を含んでもよい二価C5-C12炭化水素基を表す。本発明の目的において、「二価炭化水素基」という用語は、Aに結合された酸素原子と基X1、X2及びX3を持つエポキシド環の間の架橋を形成するスペーサー基(又は連結基)を意味し、このスペーサー基Eは、5~12個の炭素原子を含む。このスペーサー基は、1個又は複数のヘテロ原子、例えばN、O及びSを含んでもよい、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状であるC5-C12炭化水素鎖でよい。置換基が、上記で定義されたような基T及びエポキシド環と反応しないという条件で、前記炭化水素鎖は置換されてもよい。
優先的には、式(I)、(II)及び(III)の化合物において、Eは、1個又は複数のヘテロ原子、例えばN、O及びSを含んでもよい、二価C5-C10、好ましくはC5-C9、より優先的にはC6-C9、さらにより優先的にはC7-C9炭化水素基を表す。
より優先的には、式(I)、(II)及び(III)の化合物において、Eは、C5-C10アルカンジイル、好ましくはC5-C9アルカンジイル、より優先的にはC6-C9アルカンジイル、さらにより優先的にはC7-C9アルカンジイルを表す。
優先的には、式(I)、(II)及び(III)の化合物において、Eは、1個又は複数のヘテロ原子、例えばN、O及びSを含んでもよい、二価C5-C10、好ましくはC5-C9、より優先的にはC6-C9、さらにより優先的にはC7-C9炭化水素基を表す。
より優先的には、式(I)、(II)及び(III)の化合物において、Eは、C5-C10アルカンジイル、好ましくはC5-C9アルカンジイル、より優先的にはC6-C9アルカンジイル、さらにより優先的にはC7-C9アルカンジイルを表す。
式(I)の化合物のうち、式(Ia)の化合物が特に好ましい。
(式中、
- Aは、1つ又は複数の同一か又は異なる、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状脂肪族炭化水素鎖で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環を表し、
- Eは、1個又は複数のヘテロ原子を含んでもよいC5-C12二価炭化水素基を表し、
- 同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3は、水素原子、C1-C6アルキル又はC6-C14アリールを表す)
- Aは、1つ又は複数の同一か又は異なる、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状脂肪族炭化水素鎖で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環を表し、
- Eは、1個又は複数のヘテロ原子を含んでもよいC5-C12二価炭化水素基を表し、
- 同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3は、水素原子、C1-C6アルキル又はC6-C14アリールを表す)
驚くべきことに、化合物(Ia)において、Eが、5~12個の炭素原子を含む二価基を表すとき、式(Ia)の化合物は、ポリマー、好ましくはエラストマー、特にジエンエラストマー上にグラフト化されたとき、先行技術の組成物と比較して改善されたヒステリシス及び補強特性を、前記グラフト化ポリマーをベースとする組成物に与える。驚くべきことに、これらの特性の改善は、ベイクト剛性特性を犠牲にして達成されるものではない。
優先的には、式(Ia)において、Aは、1つ又は複数の同一か又は異なる飽和C1-C24炭化水素鎖で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環を表す。さらにより優先的には、基Aは、1つ又は複数の同一か又は異なる置換基で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環であり、置換基は、C1-C12、好ましくはC1-C6、さらにより優先的にはC1-C4アルキルである。
好ましくは、式(Ia)の化合物は、式(IIa)及び(IIIa)の化合物から選ばれる。
(式中、
- 式(IIa)のR1~R5から選ばれる基及び式(IIIa)のR1~R7から選ばれる基は、以下の式(IV)の基を表し、
(式中、E、X1、X2及びX3は、先に定義された通りであり、記号(*)は、(IIa)又は(IIIa)との結合を表す)
- 同一でも、異なっていてもよい、式(IV)の基を表すもの以外のR1~R5から選ばれる式(IIa)の4つの基及び式(IV)の基を表すもの以外のR1~R7から選ばれる式(IIIa)の6つの基は、互いに独立して、水素原子又は好ましくは飽和した、直鎖状若しくは分枝状脂肪族炭化水素鎖を表す)
- 式(IIa)のR1~R5から選ばれる基及び式(IIIa)のR1~R7から選ばれる基は、以下の式(IV)の基を表し、
- 同一でも、異なっていてもよい、式(IV)の基を表すもの以外のR1~R5から選ばれる式(IIa)の4つの基及び式(IV)の基を表すもの以外のR1~R7から選ばれる式(IIIa)の6つの基は、互いに独立して、水素原子又は好ましくは飽和した、直鎖状若しくは分枝状脂肪族炭化水素鎖を表す)
好ましくは、式(IIa)及び(IIIa)の化合物において、同一でも、異なっていてもよい、式(IV)の基を表すもの以外のR1~R5から選ばれる式(IIa)の4つの基及び式(IV)の基を表すもの以外のR1~R7から選ばれる式(IIIa)の6つの基は、互いに独立して、水素原子又は飽和した、直鎖状若しくは分枝状C1-C24脂肪族炭化水素鎖を表す。
さらにより優先的には、式(IIa)及び(IIIa)の化合物において、同一でも、異なっていてもよい、式(IV)の基を表すもの以外のR1~R5から選ばれる式(IIa)の4つの基及び式(IV)の基を表すもの以外のR1~R7から選ばれる式(IIIa)の6つの基は、水素原子及びC1-C12、好ましくはC1-C6、さらにより優先的にはC1-C4アルキルからなる群から選ばれる。
さらにより優先的には、式(IIa)及び(IIIa)の化合物において、同一でも、異なっていてもよい、式(IV)の基を表すもの以外のR1~R5から選ばれる式(IIa)の4つの基及び式(IV)の基を表すもの以外のR1~R7から選ばれる式(IIIa)の6つの基は、互いに独立して、水素原子又はメチルを表す。
さらにより優先的には、式(IIa)及び(IIIa)の化合物において、同一でも、異なっていてもよい、式(IV)の基を表すもの以外のR1~R5から選ばれる式(IIa)の4つの基及び式(IV)の基を表すもの以外のR1~R7から選ばれる式(IIIa)の6つの基は、水素原子及びC1-C12、好ましくはC1-C6、さらにより優先的にはC1-C4アルキルからなる群から選ばれる。
さらにより優先的には、式(IIa)及び(IIIa)の化合物において、同一でも、異なっていてもよい、式(IV)の基を表すもの以外のR1~R5から選ばれる式(IIa)の4つの基及び式(IV)の基を表すもの以外のR1~R7から選ばれる式(IIIa)の6つの基は、互いに独立して、水素原子又はメチルを表す。
本発明の好ましい実施形態によれば、式(IIa)において、R2は、式(IV)の基を表し、同一でも、異なっていてもよいR1、R3、R4及びR5は、水素原子又は好ましくは飽和した、直鎖状若しくは分枝状C1-C24脂肪族炭化水素鎖を表す。より優先的には、R2は、式(IV)の基を表し、同一でも、異なっていてもよいR1、R3、R4及びR5は、水素原子及びC1-C12、より優先的にはC1-C6、さらにより優先的にはC1-C4アルキルからなる群から選ばれる。
この実施形態においてさらにより優先的には、R2は、式(IV)の基を表し、R4は水素原子を表し、R1、R3及びR5は、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状C1-C24脂肪族炭化水素鎖を表す。さらにより優先的には、R2は、式(IV)の基を表し、R4は水素原子を表し、同一でも、異なっていてもよいR1、R3及びR5は、C1-C12、より優先的にはC1-C6、さらにより優先的にはC1-C4アルキルを表す。
この実施形態においてさらにより優先的には、R2は、式(IV)の基を表し、R4は水素原子を表し、R1、R3及びR5は、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状C1-C24脂肪族炭化水素鎖を表す。さらにより優先的には、R2は、式(IV)の基を表し、R4は水素原子を表し、同一でも、異なっていてもよいR1、R3及びR5は、C1-C12、より優先的にはC1-C6、さらにより優先的にはC1-C4アルキルを表す。
本発明の別の好ましい実施形態によれば、式(IIIa)において、R1は、式(IV)の基を表し、同一でも、異なっていてもよいR2~R7は、水素原子又は好ましくは飽和した、直鎖状若しくは分枝状C1-C24脂肪族炭化水素鎖を表す。より優先的には、R1は、式(IV)の基を表し、同一でも、異なっていてもよいR2~R7は、水素原子及びC1-C12、より優先的にはC1-C6、さらにより優先的にはC1-C4アルキルからなる群から選ばれる。この実施形態においてさらにより優先的には、R1は、式(IV)の基を表し、同一であるR2~R7は水素原子を表す。
式(Ia)、(IIa)及び(IIIa)の化合物において、Eは、1個又は複数のヘテロ原子を含んでもよい二価C5-C12炭化水素基を表す。優先的には、このスペーサー基は、1個又は複数のヘテロ原子、例えばN、O及びSを含んでもよい、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状であるC5-C12炭化水素鎖でよい。置換基が、上記で定義されたようなニトリルオキシド基及びエポキシド環と反応しないという条件で、前記炭化水素鎖は置換されてもよい。
式(Ia)、(IIa)及び(IIIa)の化合物において、Eは、1個又は複数のヘテロ原子を含んでもよい二価C5-C12炭化水素基を表す。優先的には、このスペーサー基は、1個又は複数のヘテロ原子、例えばN、O及びSを含んでもよい、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状であるC5-C12炭化水素鎖でよい。置換基が、上記で定義されたようなニトリルオキシド基及びエポキシド環と反応しないという条件で、前記炭化水素鎖は置換されてもよい。
好ましくは、式(Ia)、(IIa)及び(IIIa)の化合物において、Eは、1個又は複数のヘテロ原子、例えばN、O及びSを含んでもよい、二価C5-C10、好ましくはC5-C9、より優先的にはC6-C9、さらにより優先的にはC7-C9炭化水素基を表す。驚くべきことに、Eが上記のようなこの二価基であるときは、式(Ia)、(IIa)及び(IIIa)の化合物は、ポリマー、好ましくはエラストマー、特にジエンエラストマー上にグラフト化されたとき、先行技術の組成物に比べて改善されたヒステリシス及び補強特性を、前記グラフト化ポリマーをベースとする組成物に与える。驚くべきことに、これらの特性の改善は、ベイクト剛性特性を犠牲にして達成されるものではない。
より優先的には、式(Ia)、(IIa)及び(IIIa)の化合物において、Eは、C5-C10アルカンジイル、好ましくはC5-C9アルカンジイル、より優先的にはC6-C9アルカンジイル、さらにより優先的にはC7-C9アルカンジイルを表す。驚くべきことに、Eが上記のようなこのアルカンジイルであるときは、式(Ia)、(IIa)及び(IIIa)の化合物は、ポリマー、好ましくはエラストマー、特にジエンエラストマー上にグラフト化されたとき、先行技術の組成物に比べて改善されたヒステリシス及び補強特性を、前記グラフト化エラストマーをベースとする組成物に与える。驚くべきことに、これらの特性の改善は、ベイクト剛性特性を犠牲にして達成されるものではない。
より優先的には、式(Ia)、(IIa)及び(IIIa)の化合物において、Eは、C5-C10アルカンジイル、好ましくはC5-C9アルカンジイル、より優先的にはC6-C9アルカンジイル、さらにより優先的にはC7-C9アルカンジイルを表す。驚くべきことに、Eが上記のようなこのアルカンジイルであるときは、式(Ia)、(IIa)及び(IIIa)の化合物は、ポリマー、好ましくはエラストマー、特にジエンエラストマー上にグラフト化されたとき、先行技術の組成物に比べて改善されたヒステリシス及び補強特性を、前記グラフト化エラストマーをベースとする組成物に与える。驚くべきことに、これらの特性の改善は、ベイクト剛性特性を犠牲にして達成されるものではない。
優先的には、式(I)、(II)及び(III)の化合物並びに好ましい化合物(Ia)、(IIa)及び(IIIa)において、同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3は、水素原子、C1-C6アルキル及びC6-C14アリールからなる群から選ばれる。
優先的には、式(I)、(II)及び(III)の化合物並びに好ましい化合物(Ia)、(IIa)及び(IIIa)において、同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3は、水素原子、メチル、エチル及びフェニルからなる群から選ばれる。
本発明の好ましい実施形態によれば、式(I)、(II)及び(III)の化合物並びに好ましい化合物(Ia)、(IIa)及び(IIIa)において、X1、X2及びX3は、同一であり、かつ水素原子を表す。
本発明の別の好ましい実施形態によれば、式(I)、(II)及び(III)の化合物並びに好ましい化合物(Ia)、(IIa)及び(IIIa)において、X1及びX2は水素原子を表し、X3はフェニルを表す。
優先的には、式(I)、(II)及び(III)の化合物並びに好ましい化合物(Ia)、(IIa)及び(IIIa)において、同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3は、水素原子、メチル、エチル及びフェニルからなる群から選ばれる。
本発明の好ましい実施形態によれば、式(I)、(II)及び(III)の化合物並びに好ましい化合物(Ia)、(IIa)及び(IIIa)において、X1、X2及びX3は、同一であり、かつ水素原子を表す。
本発明の別の好ましい実施形態によれば、式(I)、(II)及び(III)の化合物並びに好ましい化合物(Ia)、(IIa)及び(IIIa)において、X1及びX2は水素原子を表し、X3はフェニルを表す。
本発明の別の実施形態によれば、式(I)、(II)及び(III)の化合物並びに好ましい化合物(Ia)、(IIa)及び(IIIa)において、X3は水素原子であり、同一でも、異なっていてもよいX1及びX2は、水素原子又はメチルを表す。
さらにより好ましくは、式(I)の化合物は、基R1が、C5-C10アルカンジイル、好ましくはC5-C9アルカンジイル、より優先的にはC6-C9アルカンジイル、さらにより優先的にはC7-C9アルカンジイルを表す基Eを有する式(IV)の基であり、同一でも、異なっていてもよい基X1、X2及びX3が、水素原子、C1-C6アルキル及びC6-C14アリールからなる群から選ばれ(好ましくは水素原子及びC1-C6アルキルからなる群から選ばれ)、同一でも、異なっていてもよい基R2~R7が水素原子を表す式(IIIa)の化合物でよい。
式(Ia)の特に好ましい化合物は、式(V)の化合物である。
さらにより好ましくは、式(I)の化合物は、基R1が、C5-C10アルカンジイル、好ましくはC5-C9アルカンジイル、より優先的にはC6-C9アルカンジイル、さらにより優先的にはC7-C9アルカンジイルを表す基Eを有する式(IV)の基であり、同一でも、異なっていてもよい基X1、X2及びX3が、水素原子、C1-C6アルキル及びC6-C14アリールからなる群から選ばれ(好ましくは水素原子及びC1-C6アルキルからなる群から選ばれ)、同一でも、異なっていてもよい基R2~R7が水素原子を表す式(IIIa)の化合物でよい。
式(Ia)の特に好ましい化合物は、式(V)の化合物である。
式(I)の化合物のうち、以下の式(Ib)の化合物は、それらが、式(Ia)の好ましい化合物の合成のための中間体であるため、特に興味深い。
(式中、
- Aは、1つ又は複数の同一か又は異なる、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状脂肪族炭化水素鎖で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環を表し、
- Eは、1個又は複数のヘテロ原子を含んでもよいC5-C12二価炭化水素基を表し、
- 同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3は、水素原子、C1-C6アルキル又はC6-C14アリールを表す)
- Aは、1つ又は複数の同一か又は異なる、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状脂肪族炭化水素鎖で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環を表し、
- Eは、1個又は複数のヘテロ原子を含んでもよいC5-C12二価炭化水素基を表し、
- 同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3は、水素原子、C1-C6アルキル又はC6-C14アリールを表す)
式(I)、(II)及び(III)のために記載されたA、E、X1、X2及びX3の好ましいモードは、式(Ib)の化合物にもあてはまる。
上記の式(Ic)の化合物も、それらが、式(Ia)の好ましい化合物の合成のための中間体であるため、特に興味深い。
(式中、
- Aは、1つ又は複数の同一か又は異なる、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状脂肪族炭化水素鎖で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環を表し、
- Eは、1個又は複数のヘテロ原子を含んでもよいC5-C12二価炭化水素基を表し、
- 同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3は、水素原子、C1-C6アルキル又はC6-C14アリールを表す)
上記の式(Ic)の化合物も、それらが、式(Ia)の好ましい化合物の合成のための中間体であるため、特に興味深い。
- Aは、1つ又は複数の同一か又は異なる、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状脂肪族炭化水素鎖で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環を表し、
- Eは、1個又は複数のヘテロ原子を含んでもよいC5-C12二価炭化水素基を表し、
- 同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3は、水素原子、C1-C6アルキル又はC6-C14アリールを表す)
式(I)、(II)及び(III)のために記載されたA、E、X1、X2及びX3の好ましいモードは、式(Ic)の化合物にもあてはまる。
本発明の別の主題は、式(Ia)の化合物を調製するための方法であって、以下の反応スキーム
(式中、
- Aは、1つ又は複数の同一か又は異なる、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状脂肪族炭化水素鎖で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環を表し、
- Eは、1個又は複数のヘテロ原子を含んでもよいC5-C12二価炭化水素基を表し、
- 同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3は、水素原子、C1-C6アルキル又はC6-C14アリールを表す)
による少なくとも1種の有機溶媒SL1の存在下での、式(Ib)の化合物と酸化剤との少なくとも1つの反応(d)を含む、方法である。
本発明の別の主題は、式(Ia)の化合物を調製するための方法であって、以下の反応スキーム
- Aは、1つ又は複数の同一か又は異なる、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状脂肪族炭化水素鎖で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環を表し、
- Eは、1個又は複数のヘテロ原子を含んでもよいC5-C12二価炭化水素基を表し、
- 同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3は、水素原子、C1-C6アルキル又はC6-C14アリールを表す)
による少なくとも1種の有機溶媒SL1の存在下での、式(Ib)の化合物と酸化剤との少なくとも1つの反応(d)を含む、方法である。
上記のようなA、E、X1、X2及びX3の好ましい形態は、式(Ib)の化合物から式(Ia)の化合物を調製するための方法にもあてはまる。
好ましくは、前記酸化剤は、次亜塩素酸ナトリウム、塩基の存在下のN-ブロモスクシンイミド、塩基の存在下のN-クロロスクシンイミド、及び触媒の存在下の水性過酸化水素溶液から選ばれる。より優先的には、触媒は、次亜塩素酸ナトリウム及び塩基の存在下のN-ブロモスクシンイミドからなる群から選ばれる。優先的には、塩基はトリエチルアミンでよい。
有利には、酸化剤の量は、式(Ib)の化合物のモル量に比べて1~5モル当量、優先的には1~2モル当量である。
好ましくは、前記酸化剤は、次亜塩素酸ナトリウム、塩基の存在下のN-ブロモスクシンイミド、塩基の存在下のN-クロロスクシンイミド、及び触媒の存在下の水性過酸化水素溶液から選ばれる。より優先的には、触媒は、次亜塩素酸ナトリウム及び塩基の存在下のN-ブロモスクシンイミドからなる群から選ばれる。優先的には、塩基はトリエチルアミンでよい。
有利には、酸化剤の量は、式(Ib)の化合物のモル量に比べて1~5モル当量、優先的には1~2モル当量である。
優先的には、有機溶媒SL1は、塩素化溶媒並びにエステル、エーテル及びアルコールタイプの溶媒から選ばれ、より優先的にはジクロロメタン、トリクロロメタン、酢酸エチル、酢酸ブチル、ジエチルエーテル、イソプロパノール及びエタノールから選ばれ、さらにより優先的には酢酸エチル、トリクロロメタン、ジクロロメタン及び酢酸ブチルから選ばれる。
好ましくは、式(Ib)の化合物は、式(Ib)の前記化合物、前記有機溶媒SL1及び前記酸化剤を含む組合せの全質量に対して1質量%~30質量%、好ましくは1質量%~20質量%となる。
好ましくは、式(Ib)の化合物は、式(Ib)の前記化合物、前記有機溶媒SL1及び前記酸化剤を含む組合せの全質量に対して1質量%~30質量%、好ましくは1質量%~20質量%となる。
式(Ib)の化合物は、特に、以下の反応スキーム
(式中、
- Aは、1つ又は複数の同一か又は異なる、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状脂肪族炭化水素鎖で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環を表し、
- Eは、1個又は複数のヘテロ原子を含んでもよいC5-C12二価炭化水素基を表し、
- 同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3は、水素原子、C1-C6アルキル又はC6-C14アリールを表す)
による、式(Ic)の化合物とヒドロキシルアミンNH2OH(式(VI)の化合物)の水溶液との少なくとも1つの反応(c)を含む調製方法から得てもよい。
- Aは、1つ又は複数の同一か又は異なる、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状脂肪族炭化水素鎖で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環を表し、
- Eは、1個又は複数のヘテロ原子を含んでもよいC5-C12二価炭化水素基を表し、
- 同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3は、水素原子、C1-C6アルキル又はC6-C14アリールを表す)
による、式(Ic)の化合物とヒドロキシルアミンNH2OH(式(VI)の化合物)の水溶液との少なくとも1つの反応(c)を含む調製方法から得てもよい。
上記のようなA、E、X1、X2及びX3の好ましい形態は、式(Ic)の化合物から式(Ib)の化合物を調製するための方法にもあてはまる。
優先的には、ヒドロキシルアミン(式(VI)の化合物)の添加は、1℃~100℃の範囲、より優先的には20℃~70℃の間の温度で実施される。
式(Ic)の化合物は、以下の反応スキーム
(式中、
- Aは、1つ又は複数の同一か又は異なる、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状脂肪族炭化水素鎖で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環を表し、
- Eは、1個又は複数のヘテロ原子を含んでもよい二価C5-C12炭化水素基を表し、
- 同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3は、水素原子、C1-C6アルキル又はC6-C14アリールを表し、
- Zは離核性基を表す)
による少なくとも1種の塩基の存在下及び20℃~150℃の範囲の温度での、式(VII)の化合物と式(VIII)の化合物との少なくとも1つの反応(b)を含む調製方法により得てもよい。
優先的には、ヒドロキシルアミン(式(VI)の化合物)の添加は、1℃~100℃の範囲、より優先的には20℃~70℃の間の温度で実施される。
式(Ic)の化合物は、以下の反応スキーム
- Aは、1つ又は複数の同一か又は異なる、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状脂肪族炭化水素鎖で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環を表し、
- Eは、1個又は複数のヘテロ原子を含んでもよい二価C5-C12炭化水素基を表し、
- 同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3は、水素原子、C1-C6アルキル又はC6-C14アリールを表し、
- Zは離核性基を表す)
による少なくとも1種の塩基の存在下及び20℃~150℃の範囲の温度での、式(VII)の化合物と式(VIII)の化合物との少なくとも1つの反応(b)を含む調製方法により得てもよい。
A、E、X1、X2及びX3の好ましい形態は、式(VIII)の化合物及び式(VII)の化合物から式(Ic)の化合物を調製するための方法にもあてはまる。
「離核性基」という用語は、脱離基を意味する。基Zは、塩素、臭素、ヨウ素、フッ素、メシレート基、トシレート基、アセテート基及びトリフルオロメチルスルホネート基から選ばれてよい。好ましくは、Zは臭素である。
式(VIII)の化合物と式(VII)の化合物の間の反応は、少なくとも1種の塩基の存在下及び20℃~150℃の範囲の温度で実施される。
「離核性基」という用語は、脱離基を意味する。基Zは、塩素、臭素、ヨウ素、フッ素、メシレート基、トシレート基、アセテート基及びトリフルオロメチルスルホネート基から選ばれてよい。好ましくは、Zは臭素である。
式(VIII)の化合物と式(VII)の化合物の間の反応は、少なくとも1種の塩基の存在下及び20℃~150℃の範囲の温度で実施される。
塩基は、アルカリ金属アルコキシド、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ土類金属炭酸塩、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物及びそれらの混合物から選ばれてよい。
優先的には、塩基は、ナトリウムメトキシド、炭酸カリウム及び水酸化ナトリウム、より優先的には炭酸カリウムから選ばれる。
優先的には、塩基のモル量は、式(VII)の化合物のモル量に比べて1.5~8モル当量、好ましくは2~6モル当量である。
1つの実施形態によれば、銀塩タイプ(酸化銀Ag2Oなど)の触媒、四級アンモニウムタイプの相間移動触媒、及びそれらの混合物から選ばれる1種又は複数種の触媒を加えることが可能である。
上記で定義されたような式(VII)の化合物は、Sigma-Aldrich、Merck、Chimielivaなどのような供給業者から商業的に入手可能である。
式(VIII)の化合物は、以下の反応スキームによる式(IX)の対応するアルケンのエポキシ化により得てもよい。その対応するアルケンからのエポキシド環を含む化合物の合成は周知である。例えば、このエポキシ化は、メタ-クロロ過安息香酸、過酢酸又は過ギ酸などの過酸の存在下で実施されてよい。別の周知の技法は、ジメチルジオキシランの使用である。
優先的には、塩基は、ナトリウムメトキシド、炭酸カリウム及び水酸化ナトリウム、より優先的には炭酸カリウムから選ばれる。
優先的には、塩基のモル量は、式(VII)の化合物のモル量に比べて1.5~8モル当量、好ましくは2~6モル当量である。
1つの実施形態によれば、銀塩タイプ(酸化銀Ag2Oなど)の触媒、四級アンモニウムタイプの相間移動触媒、及びそれらの混合物から選ばれる1種又は複数種の触媒を加えることが可能である。
上記で定義されたような式(VII)の化合物は、Sigma-Aldrich、Merck、Chimielivaなどのような供給業者から商業的に入手可能である。
式(VIII)の化合物は、以下の反応スキームによる式(IX)の対応するアルケンのエポキシ化により得てもよい。その対応するアルケンからのエポキシド環を含む化合物の合成は周知である。例えば、このエポキシ化は、メタ-クロロ過安息香酸、過酢酸又は過ギ酸などの過酸の存在下で実施されてよい。別の周知の技法は、ジメチルジオキシランの使用である。
- Eは、1個又は複数のヘテロ原子を含んでもよい二価C5-C12炭化水素基を表し、
- 同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3は、水素原子、C1-C6アルキル又はC6-C14アリールを表し、
- Zは、上記のような離核性基を表す)
E、X1、X2及びX3の好ましい形態は、式(IX)の化合物から式(VIII)の化合物を調製するための方法にもあてはまる。
式(IX)の化合物は、Sigma-Aldrich及びABCRなどの供給業者から商業的に入手可能である。
先に説明されたように、式(Ia)の化合物及びその好ましい実施形態、特に式(V)の化合物は、官能化剤として使用される。それらは、少なくとも1つの不飽和炭素-炭素結合を含む1種又は複数種のポリマー上にグラフト化されてよく、特に、このポリマーは、エラストマー、とりわけジエンエラストマーでよい。本発明の化合物は有利には、ポリマーの初期のミクロ構造に関わらず、グラフト化ポリマー(修飾ポリマーとも呼ばれる)、特にエラストマー、特にグラフト化ジエンエラストマーを得ることを可能にし、唯一の条件は、ポリマーが少なくとも1つの不飽和炭素-炭素結合、好ましくは炭素-炭素二重結合を含むことである。
式(IX)の化合物は、Sigma-Aldrich及びABCRなどの供給業者から商業的に入手可能である。
先に説明されたように、式(Ia)の化合物及びその好ましい実施形態、特に式(V)の化合物は、官能化剤として使用される。それらは、少なくとも1つの不飽和炭素-炭素結合を含む1種又は複数種のポリマー上にグラフト化されてよく、特に、このポリマーは、エラストマー、とりわけジエンエラストマーでよい。本発明の化合物は有利には、ポリマーの初期のミクロ構造に関わらず、グラフト化ポリマー(修飾ポリマーとも呼ばれる)、特にエラストマー、特にグラフト化ジエンエラストマーを得ることを可能にし、唯一の条件は、ポリマーが少なくとも1つの不飽和炭素-炭素結合、好ましくは炭素-炭素二重結合を含むことである。
少なくとも1つの不飽和炭素-炭素結合を含むポリマーのグラフト化は、初期ポリマーと式(Ia)の化合物及びその好ましい実施形態との、特に式(V)の化合物との反応により起こる。これらの化合物のグラフト化は、ポリマー鎖の不飽和炭素-炭素結合上への前記化合物のニトリルオキシドの[3+2]環化付加により実施される。この環化付加の機構は特に国際公開第2012/007441号に説明されている。この反応中、式(Ia)の前記化合物及びその好ましい実施形態、特に式(V)の化合物は、ポリマー鎖との共有結合を形成する。
式(Ia)の化合物及びその好ましい実施形態、特に式(V)の化合物のグラフト化は、バルクで、例えばインターナルミキサー内若しくはオープンミルなどのエクスターナルミキサー内で、又は溶液中で実施されてよい。グラフト化プロセスは、溶液中で、連続的に、又はバッチ式で実施されてよい。修飾ポリマーは、当業者に既知のあらゆるタイプの手段により、特に水蒸気ストリッピング操作により、その溶液から分離されてよい。
したがって、本発明の別の主題は、初期ポリマーの鎖の少なくとも1つの不飽和炭素-炭素結合上へ先に定義された式(Ia)の少なくとも1種の化合物及びその好ましい実施形態、特に式(V)の化合物をグラフト化することにより得られる修飾ポリマーである。
本発明の目的において、「初期ポリマー鎖」という用語は、グラフト化反応前のポリマー鎖を意味し、この鎖は、上記の式(Ia)の化合物と反応することができる少なくとも1つの炭素-炭素不飽和を含む。したがって、初期ポリマーは、グラフト化反応中に出発試薬として働くポリマーである。グラフト化反応は、初期ポリマーで出発して、修飾ポリマーを得ることを可能にする。
式(Ia)の化合物及びその好ましい実施形態、特に式(V)の化合物のグラフト化は、バルクで、例えばインターナルミキサー内若しくはオープンミルなどのエクスターナルミキサー内で、又は溶液中で実施されてよい。グラフト化プロセスは、溶液中で、連続的に、又はバッチ式で実施されてよい。修飾ポリマーは、当業者に既知のあらゆるタイプの手段により、特に水蒸気ストリッピング操作により、その溶液から分離されてよい。
したがって、本発明の別の主題は、初期ポリマーの鎖の少なくとも1つの不飽和炭素-炭素結合上へ先に定義された式(Ia)の少なくとも1種の化合物及びその好ましい実施形態、特に式(V)の化合物をグラフト化することにより得られる修飾ポリマーである。
本発明の目的において、「初期ポリマー鎖」という用語は、グラフト化反応前のポリマー鎖を意味し、この鎖は、上記の式(Ia)の化合物と反応することができる少なくとも1つの炭素-炭素不飽和を含む。したがって、初期ポリマーは、グラフト化反応中に出発試薬として働くポリマーである。グラフト化反応は、初期ポリマーで出発して、修飾ポリマーを得ることを可能にする。
本発明の別の主題は、添加剤(好ましくは、添加剤は、ポリマー、より優先的にはエラストマー、特にジエンエラストマーである)及び先に定義された式(Ia)の少なくとも1種の化合物(及びその好ましい実施形態、特に式(V)の化合物)をベースとする組成物である。本発明の別の主題は、少なくとも1種の添加剤及び先に定義された式(Ia)の化合物(及びその好ましい実施形態、特に式(V)の化合物)で修飾された少なくとも1種のポリマーをベースとする組成物である。優先的には、添加剤は、ゴム組成物中で、特に空気式タイヤを装備することが意図されたものにおいて通常使用されるあらゆる添加剤でよい。本発明による組成物中で使用されてよい添加剤は、可塑剤(可塑化油及び/又は可塑化樹脂など)、充填剤(補強又は非補強充填剤)、顔料、抗オゾンワックスなどの保護剤、化学的オゾン劣化防止剤、酸化防止剤、抗疲労剤、補強樹脂(例えば、特許出願国際公開第02/10269号に記載された通り)、架橋系、例えば硫黄及び他の加硫剤、及び/又は過酸化物及び/又はビスマレイミドをベースとする架橋系でよい。
先に記載された主題に加えて、本発明は、以下の実施形態に記載される主題のうちの少なくとも1つに関する。
1.以下の式(I)の化合物。
(式中、
- Tは、CN+-O-、CH=NOH及びCHOからなる群から選ばれ、
- Aは、1つ又は複数の同一か又は異なる、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状脂肪族炭化水素鎖で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環を表し、
- Eは、1個又は複数のヘテロ原子を含んでもよいC5-C12二価炭化水素基を表し、
- 同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3は、水素原子、C1-C6アルキル又はC6-C14アリールを表す)
1.以下の式(I)の化合物。
- Tは、CN+-O-、CH=NOH及びCHOからなる群から選ばれ、
- Aは、1つ又は複数の同一か又は異なる、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状脂肪族炭化水素鎖で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環を表し、
- Eは、1個又は複数のヘテロ原子を含んでもよいC5-C12二価炭化水素基を表し、
- 同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3は、水素原子、C1-C6アルキル又はC6-C14アリールを表す)
2.TがCH=NOHである、実施形態1に記載の式(I)の化合物。
3.TがCHOである、実施形態1に記載の式(I)の化合物。
4.TがCN+-O-である、実施形態1に記載の式(I)の化合物。
5.Eが、二価C5-C10、好ましくはC5-C9、より優先的にはC6-C9、さらにより優先的にはC7-C9炭化水素基を表す、実施形態1~4のいずれか1つに記載の式(I)の化合物。
6.Eが、C5-C10アルカンジイル、好ましくはC5-C9アルカンジイル、より優先的にはC6-C9アルカンジイル、さらにより優先的にはC7-C9アルカンジイルを表す、実施形態1~4のいずれか1つに記載の式(I)の化合物。
3.TがCHOである、実施形態1に記載の式(I)の化合物。
4.TがCN+-O-である、実施形態1に記載の式(I)の化合物。
5.Eが、二価C5-C10、好ましくはC5-C9、より優先的にはC6-C9、さらにより優先的にはC7-C9炭化水素基を表す、実施形態1~4のいずれか1つに記載の式(I)の化合物。
6.Eが、C5-C10アルカンジイル、好ましくはC5-C9アルカンジイル、より優先的にはC6-C9アルカンジイル、さらにより優先的にはC7-C9アルカンジイルを表す、実施形態1~4のいずれか1つに記載の式(I)の化合物。
7.同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3が、水素原子、C1-C6アルキル及びC6-C14アリールからなる群から選ばれる、実施形態1~6のいずれか1つに記載の式(I)の化合物。
8.同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3が、水素原子、メチル、エチル又はフェニルを表す、実施形態1~6のいずれか1つに記載の式(I)の化合物。
9.X1、X2及びX3が水素原子を表す、実施形態1~6のいずれか1つに記載の式(I)の化合物。
10.X1及びX2が水素原子を表し、X3がフェニルを表す、実施形態1~6のいずれか1つに記載の式(I)の化合物。
11.X3が水素原子であり、同一でも、異なっていてもよい基X1及びX2が、水素原子又はメチルを表す、実施形態1~6のいずれか1つに記載の式(I)の化合物。
8.同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3が、水素原子、メチル、エチル又はフェニルを表す、実施形態1~6のいずれか1つに記載の式(I)の化合物。
9.X1、X2及びX3が水素原子を表す、実施形態1~6のいずれか1つに記載の式(I)の化合物。
10.X1及びX2が水素原子を表し、X3がフェニルを表す、実施形態1~6のいずれか1つに記載の式(I)の化合物。
11.X3が水素原子であり、同一でも、異なっていてもよい基X1及びX2が、水素原子又はメチルを表す、実施形態1~6のいずれか1つに記載の式(I)の化合物。
12.式(II)及び(III)の化合物から選ばれる、実施形態1~11のいずれか1つに記載の式(I)の化合物。
(式中、
- 式(II)のR1~R5から選ばれる基及び式(III)のR1~R7から選ばれる基は、以下の式(IV)の基を表し、
(式中、T、E、X1、X2及びX3は、実施形態1~11のいずれか1つに定義された通りであり、記号(*)は、(II)又は(III)との結合を表す)
- 同一でも、異なっていてもよい、式(IV)の基を表すもの以外のR1~R5から選ばれる式(II)の4つの基及び式(IV)の基を表すもの以外のR1~R7から選ばれる式(III)の6つの基は、互いに独立して、水素原子又は好ましくは飽和した、直鎖状若しくは分枝状脂肪族炭化水素鎖を表す)
- 式(II)のR1~R5から選ばれる基及び式(III)のR1~R7から選ばれる基は、以下の式(IV)の基を表し、
- 同一でも、異なっていてもよい、式(IV)の基を表すもの以外のR1~R5から選ばれる式(II)の4つの基及び式(IV)の基を表すもの以外のR1~R7から選ばれる式(III)の6つの基は、互いに独立して、水素原子又は好ましくは飽和した、直鎖状若しくは分枝状脂肪族炭化水素鎖を表す)
13.式(II)及び(III)の化合物から選ばれる、実施形態12に記載の式(I)の化合物。
(式中、
- 式(II)のR1~R5から選ばれる基及び式(III)のR1~R7から選ばれる基は、以下の式(IV)の基を表し、
(式中、E、X1、X2及びX3は、実施形態1~11のいずれか1つに定義された通りであり、記号(*)は、(II)又は(III)との結合を表す)
- 同一でも、異なっていてもよい、式(IV)の基を表すもの以外のR1~R5から選ばれる式(II)の4つの基及び式(IV)の基を表すもの以外のR1~R7から選ばれる式(III)の6つの基は、互いに独立して、水素原子又はメチルを表す)
(式中、
- 式(II)のR1~R5から選ばれる基及び式(III)のR1~R7から選ばれる基は、以下の式(IV)の基を表し、
- 同一でも、異なっていてもよい、式(IV)の基を表すもの以外のR1~R5から選ばれる式(II)の4つの基及び式(IV)の基を表すもの以外のR1~R7から選ばれる式(III)の6つの基は、互いに独立して、水素原子又はメチルを表す)
14.式(V)の化合物である、実施形態4~7のいずれか1つに記載の式(I)の化合物。
15.初期ポリマーの鎖の少なくとも1つの不飽和炭素-炭素結合上への実施形態4~14のいずれか1つに記載の式(I)の少なくとも1種の化合物のグラフト化により得られる修飾ポリマー。
16.初期ポリマーが、エラストマー、好ましくはジエンエラストマーである、実施形態15に記載の修飾ポリマー。
17.少なくとも1種の添加剤及び実施形態4~14のいずれか1つに記載の式(I)の化合物をベースとする組成物。
18.添加剤が、ポリマー、好ましくはエラストマー、特にジエンエラストマーである、実施形態17に記載の組成物。
19.少なくとも1種の添加剤並びに実施形態15及び16のいずれかに記載のポリマーをベースとする組成物。
20.式(Ia)の化合物を調製するための方法であって、反応スキーム
(式中、
- Aは、1つ又は複数の同一か又は異なる、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状脂肪族炭化水素鎖で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環を表し、
- Eは、1個又は複数のヘテロ原子を含んでもよいC5-C12二価炭化水素基を表し、
- 同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3は、水素原子、C1-C6アルキル又はC6-C14アリールを表す)
による少なくとも1種の有機溶媒SL1の存在下での、式(Ib)の化合物と酸化剤との少なくとも1つの反応を含む、方法。
17.少なくとも1種の添加剤及び実施形態4~14のいずれか1つに記載の式(I)の化合物をベースとする組成物。
18.添加剤が、ポリマー、好ましくはエラストマー、特にジエンエラストマーである、実施形態17に記載の組成物。
19.少なくとも1種の添加剤並びに実施形態15及び16のいずれかに記載のポリマーをベースとする組成物。
20.式(Ia)の化合物を調製するための方法であって、反応スキーム
- Aは、1つ又は複数の同一か又は異なる、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状脂肪族炭化水素鎖で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環を表し、
- Eは、1個又は複数のヘテロ原子を含んでもよいC5-C12二価炭化水素基を表し、
- 同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3は、水素原子、C1-C6アルキル又はC6-C14アリールを表す)
による少なくとも1種の有機溶媒SL1の存在下での、式(Ib)の化合物と酸化剤との少なくとも1つの反応を含む、方法。
21.以下の反応スキーム
(式中、
- Aは、1つ又は複数の同一か又は異なる、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状脂肪族炭化水素鎖で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環を表し、
- Eは、1個又は複数のヘテロ原子を含んでもよい二価C5-C12炭化水素基を表し、
- 同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3は、水素原子、C1-C6アルキル又はC6-C14アリールを表す)
に従って式(Ic)の化合物をヒドロキシルアミンNH2OHの水溶液と反応させるステップも含む、実施形態20に記載の方法。
- Aは、1つ又は複数の同一か又は異なる、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状脂肪族炭化水素鎖で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環を表し、
- Eは、1個又は複数のヘテロ原子を含んでもよい二価C5-C12炭化水素基を表し、
- 同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3は、水素原子、C1-C6アルキル又はC6-C14アリールを表す)
に従って式(Ic)の化合物をヒドロキシルアミンNH2OHの水溶液と反応させるステップも含む、実施形態20に記載の方法。
22.以下の反応スキーム
(式中、
- Aは、1つ又は複数の同一か又は異なる、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状脂肪族炭化水素鎖で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環を表し、
- Eは、1個又は複数のヘテロ原子を含んでもよい二価C5-C12炭化水素基を表し、
- 同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3は、水素原子、C1-C6アルキル又はC6-C14アリールを表し、
- Zは離核性基を表す)
に従って少なくとも1種の塩基の存在下及び20℃~150℃の範囲の温度で式(VII)の化合物を式(VIII)の化合物と反応させるステップも含む、実施形態21に記載の方法。
- Aは、1つ又は複数の同一か又は異なる、好ましくは飽和した、直鎖状又は分枝状脂肪族炭化水素鎖で置換されていてもよいC6-C14アレーンジイル環を表し、
- Eは、1個又は複数のヘテロ原子を含んでもよい二価C5-C12炭化水素基を表し、
- 同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3は、水素原子、C1-C6アルキル又はC6-C14アリールを表し、
- Zは離核性基を表す)
に従って少なくとも1種の塩基の存在下及び20℃~150℃の範囲の温度で式(VII)の化合物を式(VIII)の化合物と反応させるステップも含む、実施形態21に記載の方法。
23.Eが、二価C5-C10、好ましくはC5-C9、より優先的にはC6-C9、さらにより優先的にはC7-C9炭化水素基を表す、実施形態20~22のいずれか1つに記載の方法。
24.Eが、C5-C10アルカンジイル、好ましくはC5-C9アルカンジイル、より優先的にはC6-C9アルカンジイル、さらにより優先的にはC7-C9アルカンジイルを表す、実施形態20~22のいずれか1つに記載の方法。
25.同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3が、水素原子及びC1-C6アルキル及びC6-C14アリールからなる群から選ばれる、実施形態20~22のいずれか1つに記載の方法。
26.同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3が、水素原子、メチル、エチル又はフェニルを表す、実施形態20~24のいずれか1つに記載の方法。
27.X1、X2及びX3がそれぞれ水素原子を表す、実施形態20~24のいずれか1つに記載の方法。
28.X1及びX2が水素原子を表し、X3がフェニルを表す、実施形態20~24のいずれか1つに記載の方法。
29.X3が水素原子であり、同一でも、異なっていてもよい基X1及びX2が、水素原子又はメチルを表す、実施形態20~24のいずれか1つに記載の方法。
24.Eが、C5-C10アルカンジイル、好ましくはC5-C9アルカンジイル、より優先的にはC6-C9アルカンジイル、さらにより優先的にはC7-C9アルカンジイルを表す、実施形態20~22のいずれか1つに記載の方法。
25.同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3が、水素原子及びC1-C6アルキル及びC6-C14アリールからなる群から選ばれる、実施形態20~22のいずれか1つに記載の方法。
26.同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3が、水素原子、メチル、エチル又はフェニルを表す、実施形態20~24のいずれか1つに記載の方法。
27.X1、X2及びX3がそれぞれ水素原子を表す、実施形態20~24のいずれか1つに記載の方法。
28.X1及びX2が水素原子を表し、X3がフェニルを表す、実施形態20~24のいずれか1つに記載の方法。
29.X3が水素原子であり、同一でも、異なっていてもよい基X1及びX2が、水素原子又はメチルを表す、実施形態20~24のいずれか1つに記載の方法。
以下の例は、本発明を説明することを可能にするが、前記発明は、これらの例のみに限定されないものとする。
1.方法
1.1 エラストマーの数平均(Mn)及び質量平均(Mw)モル質量並びに多分散指数の測定
サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)を使用する。SECは、多孔質ゲルで充填されたカラムを通じて溶液中の巨大分子をそれらのサイズに応じて分離することを可能にする。巨大分子は、それらの流体力学的体積に応じて分離され、最も嵩高いものが最初に溶出される。
1.方法
1.1 エラストマーの数平均(Mn)及び質量平均(Mw)モル質量並びに多分散指数の測定
サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)を使用する。SECは、多孔質ゲルで充填されたカラムを通じて溶液中の巨大分子をそれらのサイズに応じて分離することを可能にする。巨大分子は、それらの流体力学的体積に応じて分離され、最も嵩高いものが最初に溶出される。
絶対法ではないが、SECは、エラストマーのモル質量の分布を理解することを可能にする。様々な数平均モル質量(Mn)及び質量平均モル質量(Mw)を商業的な標準から決定することができ、多分散指数(PDI=Mw/Mn)を「ムーア(Moore)」較正を用いて計算することができる。
エラストマー試験サンプルの調製
分析前のエラストマーサンプルの特定の処理は存在しない。後者をクロロホルム又は以下の混合物:テトラヒドロフラン+1vol%のジイソプロピルアミン+1vol%のトリエチルアミン+1vol%の蒸留水(vol%=体積%)におよそ1g/lの濃度で単に溶解する。次いで、注入前に0.45μmの孔を有するフィルターに溶液を通して濾過する。
エラストマー試験サンプルの調製
分析前のエラストマーサンプルの特定の処理は存在しない。後者をクロロホルム又は以下の混合物:テトラヒドロフラン+1vol%のジイソプロピルアミン+1vol%のトリエチルアミン+1vol%の蒸留水(vol%=体積%)におよそ1g/lの濃度で単に溶解する。次いで、注入前に0.45μmの孔を有するフィルターに溶液を通して濾過する。
SEC分析
使用される装置はWaters Allianceクロマトグラフである。溶出溶媒は、エラストマーの溶解のために使用される溶媒に応じて、以下の混合物:テトラヒドロフラン+1vol%のジイソプロピルアミン+1vol%のトリエチルアミン又はクロロホルムである。流速は0.7ml/分であり、系の温度は35℃であり、分析時間は90分である。商品名Styragel HMW7、Styragel HMW6E及び2本のStyragel HT6Eを有する、1組の直列の4本のWatersカラムを使用する。
注入されるエラストマーサンプルの溶液の体積は100μlである。検出器は、810nmの波長を用いるWaters 2410示差屈折計である。クロマトグラフィーのデータを処理するためのソフトウェアはWaters Empowerシステムである。計算される平均モル質量は、商業的なポリスチレン標準PSS Ready Cal-Kitから生成される検量線と相関する。
使用される装置はWaters Allianceクロマトグラフである。溶出溶媒は、エラストマーの溶解のために使用される溶媒に応じて、以下の混合物:テトラヒドロフラン+1vol%のジイソプロピルアミン+1vol%のトリエチルアミン又はクロロホルムである。流速は0.7ml/分であり、系の温度は35℃であり、分析時間は90分である。商品名Styragel HMW7、Styragel HMW6E及び2本のStyragel HT6Eを有する、1組の直列の4本のWatersカラムを使用する。
注入されるエラストマーサンプルの溶液の体積は100μlである。検出器は、810nmの波長を用いるWaters 2410示差屈折計である。クロマトグラフィーのデータを処理するためのソフトウェアはWaters Empowerシステムである。計算される平均モル質量は、商業的なポリスチレン標準PSS Ready Cal-Kitから生成される検量線と相関する。
1.2.分子の特徴付け
合成分子の構造解析並びにモル純度の決定は、NMR分析により実施する。スペクトルは、「5mm BBFO Z-grad broad band」プローブを備えたBruker Avance 3 400 MHz分光計で取得する。定量的な1H NMR実験は、30°単一パルスシーケンス及び64回の取得のそれぞれの間の3秒の繰返し時間を使用する。特に記載のない限り重水素化溶媒、重水素化ジメチルスルホキシド(DMSO)にサンプルを溶解する。重水素化溶媒は、「ロック」シグナルのためにも使用する。例えば、較正は、0ppmのTMS基準に対する2.44ppmの重水素化DMSOのプロトンのシグナルに対して実施する。2D 1H/13C HSQC及び1H/13C HMBC実験と合わせた1H NMRスペクトルは、分子の構造決定を可能にする(帰属表参照)。モル定量化は、定量的な1D 1H NMRスペクトルから実施する。
マススペクトロメトリーによる分析は、直接注入エレクトロスプレーイオン化法(DI/ESI)により実施する。分析は、Bruker HCT分光計(流速600μl/分、ネブライザーガスの圧力10psi、ネブライザーガスの流速4l/分)で実施した。
合成分子の構造解析並びにモル純度の決定は、NMR分析により実施する。スペクトルは、「5mm BBFO Z-grad broad band」プローブを備えたBruker Avance 3 400 MHz分光計で取得する。定量的な1H NMR実験は、30°単一パルスシーケンス及び64回の取得のそれぞれの間の3秒の繰返し時間を使用する。特に記載のない限り重水素化溶媒、重水素化ジメチルスルホキシド(DMSO)にサンプルを溶解する。重水素化溶媒は、「ロック」シグナルのためにも使用する。例えば、較正は、0ppmのTMS基準に対する2.44ppmの重水素化DMSOのプロトンのシグナルに対して実施する。2D 1H/13C HSQC及び1H/13C HMBC実験と合わせた1H NMRスペクトルは、分子の構造決定を可能にする(帰属表参照)。モル定量化は、定量的な1D 1H NMRスペクトルから実施する。
マススペクトロメトリーによる分析は、直接注入エレクトロスプレーイオン化法(DI/ESI)により実施する。分析は、Bruker HCT分光計(流速600μl/分、ネブライザーガスの圧力10psi、ネブライザーガスの流速4l/分)で実施した。
1.3.ジエンエラストマーにグラフト化された化合物の特徴付け
ジエンエラストマーにグラフト化された化合物のモル含有量の決定は、NMR分析により実施する。スペクトルは、「5mm BBFO Z-grad CryoProbe」プローブを備えたBruker 500MHz分光計で取得する。定量的な1H NMR実験は、単純な30°パルスシーケンス及び各取得間の5秒の繰返し時間を使用する。「ロック」シグナルを得る目的で重水素化クロロホルム(CDCl3)にサンプルを溶解する。2D NMR実験は、炭素原子及びプロトンの化学シフトによりグラフト化単位の性質を確認することを可能にした。
ジエンエラストマーにグラフト化された化合物のモル含有量の決定は、NMR分析により実施する。スペクトルは、「5mm BBFO Z-grad CryoProbe」プローブを備えたBruker 500MHz分光計で取得する。定量的な1H NMR実験は、単純な30°パルスシーケンス及び各取得間の5秒の繰返し時間を使用する。「ロック」シグナルを得る目的で重水素化クロロホルム(CDCl3)にサンプルを溶解する。2D NMR実験は、炭素原子及びプロトンの化学シフトによりグラフト化単位の性質を確認することを可能にした。
1.4.ゴム組成物の動的特性
動的特性G*及びtan(δ)maxは、規格ASTM D5992-96に従って粘度分析装置(Metravib VA4000)で測定する。60℃の温度、10Hzの周波数で単純な交互正弦剪断応力に供した加硫組成物のサンプル(4mmの厚さ及び400mm2の断面を有する円柱状の試験片)の応答を記録する。歪み振幅掃引を0.1%~100%のピークツーピーク(順サイクル)、次いで、100%~0.1%のピークツーピーク(逆サイクル)で実施する。
使用される結果は、25%歪みにおける複素動的剪断弾性率G*(G* 25% return)、60℃における動的損失係数tan(δ)並びに0.1%及び100%歪みにおける値の間の弾性率の差(ΔG*)(ペイン効果)である。戻りについては、G* 25%return at 60℃と表される25%歪みにおける複素動的剪断弾性率G*の値、及びtan(δ)max at 60℃と表される観察される動的損失係数tan(δ)の最大値を記録する。
試験された異なるサンプルのtan(δ)max at 60℃、G* 25% return at 60℃及びΔG*を計算し、続いて比較するために、結果は、100を基準として示し、任意値100を対照に割り当てる。
動的特性G*及びtan(δ)maxは、規格ASTM D5992-96に従って粘度分析装置(Metravib VA4000)で測定する。60℃の温度、10Hzの周波数で単純な交互正弦剪断応力に供した加硫組成物のサンプル(4mmの厚さ及び400mm2の断面を有する円柱状の試験片)の応答を記録する。歪み振幅掃引を0.1%~100%のピークツーピーク(順サイクル)、次いで、100%~0.1%のピークツーピーク(逆サイクル)で実施する。
使用される結果は、25%歪みにおける複素動的剪断弾性率G*(G* 25% return)、60℃における動的損失係数tan(δ)並びに0.1%及び100%歪みにおける値の間の弾性率の差(ΔG*)(ペイン効果)である。戻りについては、G* 25%return at 60℃と表される25%歪みにおける複素動的剪断弾性率G*の値、及びtan(δ)max at 60℃と表される観察される動的損失係数tan(δ)の最大値を記録する。
試験された異なるサンプルのtan(δ)max at 60℃、G* 25% return at 60℃及びΔG*を計算し、続いて比較するために、結果は、100を基準として示し、任意値100を対照に割り当てる。
tan(δ)max
at
60℃については、以下の演算に従って100を基準とした試験サンプルの値を計算する:(試験サンプルのtan(δ)max
at
60℃値/対照のtan(δ)max
at
60℃値)×100。このようにして、100未満の結果は、ヒステリシスの減少を示し、それは、転がり抵抗性能の改善に対応する。
G* 25% return at 60℃については、以下の演算に従って100を基準とした試験サンプルの値を計算する:(試験サンプルのG* 25% return at 60℃値/対照のG* 25% return at 60℃値)×100。このようにして、100超の結果は、複素動的剪断弾性率G* 25% return at 60℃の改善を示し、それは、材料の剛性の改善を裏付ける。
(ΔG*)については、以下の演算に従って100を基準とした試験サンプルの値を計算する:(試験サンプルのΔG*値/対照のΔG*値)×100。このようにして、100未満の結果は、弾性率の差の減少、すなわち、ゴム組成物の線形化の増加を示す。
1.6.引張試験
G* 25% return at 60℃については、以下の演算に従って100を基準とした試験サンプルの値を計算する:(試験サンプルのG* 25% return at 60℃値/対照のG* 25% return at 60℃値)×100。このようにして、100超の結果は、複素動的剪断弾性率G* 25% return at 60℃の改善を示し、それは、材料の剛性の改善を裏付ける。
(ΔG*)については、以下の演算に従って100を基準とした試験サンプルの値を計算する:(試験サンプルのΔG*値/対照のΔG*値)×100。このようにして、100未満の結果は、弾性率の差の減少、すなわち、ゴム組成物の線形化の増加を示す。
1.6.引張試験
これらの引張試験は、弾性応力を決定することを可能にする。特に記載のない限り、それらは、1988年9月のフランス規格NF T46-002に従って実施する。引張試験記録の処理は、伸びの関数として弾性率の曲線をプロットすることも可能にする。最初の伸びにおいて、試験片の初期断面に対して計算される公称割線弾性率(又は見掛けの応力、MPa単位)を、MSA100と表される100%伸び、及びMSA300と表される300%伸びで測定する。すべてのこれらの引張試験測定を規格NF T 46-002に従って標準温度条件(23±2℃)下で実施する。
MSA300/MSA100比は補強指数である。以下の演算に従って100を基準とした試験サンプルの値を計算する:(試験サンプルのMSA300/MSA100値/対照のMSA300/MSA100値)×100。このようにして、100超の結果は、補強指数の改善を示す。
MSA300/MSA100比は補強指数である。以下の演算に従って100を基準とした試験サンプルの値を計算する:(試験サンプルのMSA300/MSA100値/対照のMSA300/MSA100値)×100。このようにして、100超の結果は、補強指数の改善を示す。
化合物Aは、以下の反応スキームに従って合成される。
11-ブロモ-1-ウンデセン、3-クロロ過安息香酸、2-ヒドロキシ-1-ナフトアルデヒド、ヒドロキシルアミン及びトリメチルアミンは商品である。それらは、Sigma-Aldrichから入手することができる。
2.1.1.ステップa1:2-(9-ブロモノニル)オキシランの調製
10gの11-ブロモ-1-ウンデセン(42.9mmol)を200mlのCH2Cl2に溶解する。次いで、11.84gの3-クロロ過安息香酸(68.6mmol又は1.4eq、MCPBA)を約15分にわたって数回に分けて加え、反応媒体を15時間撹拌する。白色沈殿物を濾別し、CH2Cl2(2×20ml)で洗浄する。次いで、濾液を水性NaHSO3溶液(400mlの蒸留水中の40gのNaHSO3)の存在下、室温(20℃)で5時間撹拌する。有機相をデカンテーションにより回収し、水(400ml)中のNaHCO3(40g)の溶液と5時間反応させる。デカンテーションによる分離後、残留水性相をCH2Cl2で抽出する。有機相を合わせ、次いで、Na2SO4で乾燥し、減圧下(12mbar;浴温度=30℃)で濃縮する。黄色油を得る(10.613g、42.90mmol、収率99%)。モル純度は90%超(1H NMR)である。
10gの11-ブロモ-1-ウンデセン(42.9mmol)を200mlのCH2Cl2に溶解する。次いで、11.84gの3-クロロ過安息香酸(68.6mmol又は1.4eq、MCPBA)を約15分にわたって数回に分けて加え、反応媒体を15時間撹拌する。白色沈殿物を濾別し、CH2Cl2(2×20ml)で洗浄する。次いで、濾液を水性NaHSO3溶液(400mlの蒸留水中の40gのNaHSO3)の存在下、室温(20℃)で5時間撹拌する。有機相をデカンテーションにより回収し、水(400ml)中のNaHCO3(40g)の溶液と5時間反応させる。デカンテーションによる分離後、残留水性相をCH2Cl2で抽出する。有機相を合わせ、次いで、Na2SO4で乾燥し、減圧下(12mbar;浴温度=30℃)で濃縮する。黄色油を得る(10.613g、42.90mmol、収率99%)。モル純度は90%超(1H NMR)である。
2.1.2 ステップa2:2-((9-(オキシラン-2-イル)ノニル)オキシ)-1-ナフトアルデヒドの合成
20mlのN,N-ジメチルホルムアミド(DMF)中の2-ヒドロキシ-1-ナフトアルデヒド(11.05g;64.2mmol)、2-(9-ブロモノニル)オキシラン(15.99g;64.2mmol)及びK2CO3(8.87g;64.2mmol)の懸濁液を500rpm(rpm=回転/分)で撹拌しながら70℃で3時間加熱する。次いで、反応媒体を250mlの蒸留水に注ぎ、次いで、酢酸エチル(4×60ml)で抽出する。有機相を合わせ、次いで、減圧下(浴温度=40℃、10mbar)で蒸発させて、褐色油(24.95g)を得た。次いで、生成物を、石油エーテル/酢酸エチルの3/1(v/v)混合物で溶出しながらシリカゲルでカラムクロマトグラフィーにより精製する。
20mlのN,N-ジメチルホルムアミド(DMF)中の2-ヒドロキシ-1-ナフトアルデヒド(11.05g;64.2mmol)、2-(9-ブロモノニル)オキシラン(15.99g;64.2mmol)及びK2CO3(8.87g;64.2mmol)の懸濁液を500rpm(rpm=回転/分)で撹拌しながら70℃で3時間加熱する。次いで、反応媒体を250mlの蒸留水に注ぎ、次いで、酢酸エチル(4×60ml)で抽出する。有機相を合わせ、次いで、減圧下(浴温度=40℃、10mbar)で蒸発させて、褐色油(24.95g)を得た。次いで、生成物を、石油エーテル/酢酸エチルの3/1(v/v)混合物で溶出しながらシリカゲルでカラムクロマトグラフィーにより精製する。
2.1.3 ステップa3:2-((9-(オキシラン-2-イル)ノニル)オキシ)-1-ナフトアルデヒドオキシムの合成
1.521gのヒドロキシルアミン(23.02mmol、すなわち1.5当量)をエタノール(50ml)中の2-((9-(オキシラン-2-イル)ノニル)オキシ)-1-ナフトアルデヒド(5.225g、15.35mmol)の懸濁液に室温20℃で加える。反応混合物を3時間撹拌し、反応の最後に、黄色固体が沈殿する。次いで、30mlの蒸留水を加え、媒体をさらに10分間撹拌する。得られた沈殿物を濾別し、2×5mlの蒸留水/エタノール(1:1、v/v)混合物で洗浄し、次いで、空気乾燥する。黄色固体(4.979g、14.01mol、収率91%)を得る。モル純度は93%(NMR)である。
1.521gのヒドロキシルアミン(23.02mmol、すなわち1.5当量)をエタノール(50ml)中の2-((9-(オキシラン-2-イル)ノニル)オキシ)-1-ナフトアルデヒド(5.225g、15.35mmol)の懸濁液に室温20℃で加える。反応混合物を3時間撹拌し、反応の最後に、黄色固体が沈殿する。次いで、30mlの蒸留水を加え、媒体をさらに10分間撹拌する。得られた沈殿物を濾別し、2×5mlの蒸留水/エタノール(1:1、v/v)混合物で洗浄し、次いで、空気乾燥する。黄色固体(4.979g、14.01mol、収率91%)を得る。モル純度は93%(NMR)である。
2.1.4 ステップa4:2-((9-(オキシラン-2-イル)ノニル)オキシ)-1-ナフトニトリルN-オキシド(化合物A)の合成
1.824gのトリメチルアミン(18.03mmol)及び2.037gのN-クロロスクシンイミド(15.25mmol)を、0~2℃の温度まで冷却された100mlのCHCl3中の2-((9-(オキシラン-2-イル)ノニル)オキシ)-1-ナフトアルデヒドオキシム(4.929g;13.87mmol)の溶液に10~12分にわたって数回に分けて加える。反応混合物を低温で90分間撹拌する。次いで、有機相を蒸留水(3×50ml)で洗浄し、Na2SO4で乾燥し、減圧下(浴温度=25℃;最高2mbar)で濃縮して、5.005gの黄色固体を得る。生成物を最小体積の酢酸エチルに再溶解して、均質な溶液を得、次いで、曇りの最初の徴候が現れるまで石油エーテルを注ぐ(あまり明瞭でもなく、注がれるべき体積を示すことが好ましいであろう)。この溶液を、酢酸エチル/石油エーテル(1:3、v/v)混合物で溶出しながらシリカゲルのカラム(l=5cm)で濾過する。浸透液を減圧下(浴温度=25℃、最低1mbar)で蒸発させる。52~53℃の融点を有する黄色固体(4.593g、12.99mol、収率94%)を得る。モル純度は92%(1H NMR)である。
1.824gのトリメチルアミン(18.03mmol)及び2.037gのN-クロロスクシンイミド(15.25mmol)を、0~2℃の温度まで冷却された100mlのCHCl3中の2-((9-(オキシラン-2-イル)ノニル)オキシ)-1-ナフトアルデヒドオキシム(4.929g;13.87mmol)の溶液に10~12分にわたって数回に分けて加える。反応混合物を低温で90分間撹拌する。次いで、有機相を蒸留水(3×50ml)で洗浄し、Na2SO4で乾燥し、減圧下(浴温度=25℃;最高2mbar)で濃縮して、5.005gの黄色固体を得る。生成物を最小体積の酢酸エチルに再溶解して、均質な溶液を得、次いで、曇りの最初の徴候が現れるまで石油エーテルを注ぐ(あまり明瞭でもなく、注がれるべき体積を示すことが好ましいであろう)。この溶液を、酢酸エチル/石油エーテル(1:3、v/v)混合物で溶出しながらシリカゲルのカラム(l=5cm)で濾過する。浸透液を減圧下(浴温度=25℃、最低1mbar)で蒸発させる。52~53℃の融点を有する黄色固体(4.593g、12.99mol、収率94%)を得る。モル純度は92%(1H NMR)である。
2.2.2-(グリシジルオキシ)-1-ナフトニトリルオキシドの合成
米国特許出願公開第2012/0046418号に記載された手順に従って2-(グリシジルオキシ)-1-ナフトニトリルオキシド、化合物Bを合成する。
3.修飾ジエンエラストマーの生成
3.1 化合物Aで修飾されたゴム
96mol%のNMR純度を有する、上記のプロセスに従って得られる2-((9-(オキシラン-2-イル)ノニル)オキシ)-1-ナフトニトリルオキシド(811mg;2.3mmol、すなわち0.3mol%のモル分率)、化合物Aをオープンミル(30℃のエクスターナルミキサー)で50gの天然ゴムに取り込む。混合物は、15ターンオーバーパス(turnover pass)で均質化される。この混合段階の後に、10barの圧力でのプレス下120℃で10分間の熱処理が続く。
1H NMRによる分析は、54%のモルグラフト化収率と共に0.16mol%のグラフト化のモル度を示すことを可能にした。
3.1 化合物Aで修飾されたゴム
96mol%のNMR純度を有する、上記のプロセスに従って得られる2-((9-(オキシラン-2-イル)ノニル)オキシ)-1-ナフトニトリルオキシド(811mg;2.3mmol、すなわち0.3mol%のモル分率)、化合物Aをオープンミル(30℃のエクスターナルミキサー)で50gの天然ゴムに取り込む。混合物は、15ターンオーバーパス(turnover pass)で均質化される。この混合段階の後に、10barの圧力でのプレス下120℃で10分間の熱処理が続く。
1H NMRによる分析は、54%のモルグラフト化収率と共に0.16mol%のグラフト化のモル度を示すことを可能にした。
3.2 化合物Bで修飾されたゴム
94mol%のNMR純度を有する2-(グリシジルオキシ)-1-ナフトニトリルオキシド(564mg、2.34mmol、すなわち0.3mol%のモル分率)、化合物Bをオープンミル(30℃のエクスターナルミキサー)で50gの天然ゴムに取り込む。混合物は、15ターンオーバーパスで均質化される。この混合段階の後に、10barの圧力でのプレス下の熱処理(120℃で10分)が続く。
1H NMRによる分析は、0.16mol%のグラフト化のモル度及び54%のモルグラフト化収率を決定することを可能にした。
94mol%のNMR純度を有する2-(グリシジルオキシ)-1-ナフトニトリルオキシド(564mg、2.34mmol、すなわち0.3mol%のモル分率)、化合物Bをオープンミル(30℃のエクスターナルミキサー)で50gの天然ゴムに取り込む。混合物は、15ターンオーバーパスで均質化される。この混合段階の後に、10barの圧力でのプレス下の熱処理(120℃で10分)が続く。
1H NMRによる分析は、0.16mol%のグラフト化のモル度及び54%のモルグラフト化収率を決定することを可能にした。
3.3 化合物Aで修飾された合成ポリイソプレン
96mol%のNMR純度を有する、上記のプロセスに従って得られる2-((9-(オキシラン-2-イル)ノニル)オキシ)-1-ナフトニトリルオキシド(811mg;2.3mmol、すなわち0.3mol%のモル分率)、化合物Aをオープンミル(30℃のエクスターナルミキサー)で50gの合成ポリイソプレン(99.35質量%のcis-1,4-イソプレン単位及び0.65質量%の3,4-イソプレン単位を含む;上記の方法に従って測定されるMn=375000g/mol及びPDI=3.6)に取り込む。混合物は、15ターンオーバーパスで均質化される。この混合段階の後に、10barの圧力でのプレス下120℃で10分間の熱処理が続く。
1H NMRによる分析は、74%のモルグラフト化収率と共に0.22mol%のグラフト化のモル度を示すことを可能にした。
96mol%のNMR純度を有する、上記のプロセスに従って得られる2-((9-(オキシラン-2-イル)ノニル)オキシ)-1-ナフトニトリルオキシド(811mg;2.3mmol、すなわち0.3mol%のモル分率)、化合物Aをオープンミル(30℃のエクスターナルミキサー)で50gの合成ポリイソプレン(99.35質量%のcis-1,4-イソプレン単位及び0.65質量%の3,4-イソプレン単位を含む;上記の方法に従って測定されるMn=375000g/mol及びPDI=3.6)に取り込む。混合物は、15ターンオーバーパスで均質化される。この混合段階の後に、10barの圧力でのプレス下120℃で10分間の熱処理が続く。
1H NMRによる分析は、74%のモルグラフト化収率と共に0.22mol%のグラフト化のモル度を示すことを可能にした。
3.4 化合物Bで修飾された合成ポリイソプレン
94mol%のNMR純度を有する2-(グリシジルオキシ)-1-ナフトニトリルオキシド(564mg;2.34mmol、すなわち0.3mol%のモル分率)、化合物Bをオープンミル(30℃のエクスターナルミキサー)で50gの合成ポリイソプレン(99.35質量%のcis-1,4-イソプレン単位及び0.65質量%の3,4-イソプレン単位を含む;上記の方法に従って測定されるMn=375000g/mol及びPDI=3.6)に取り込む。混合物は、15ターンオーバーパスで均質化される。この混合段階の後に、10barの圧力でのプレス下の熱処理(120℃で10分)が続く。
1H NMRによる分析は、54%のモルグラフト化収率と共に0.16mol%のグラフト化のモル度を示すことを可能にした。
94mol%のNMR純度を有する2-(グリシジルオキシ)-1-ナフトニトリルオキシド(564mg;2.34mmol、すなわち0.3mol%のモル分率)、化合物Bをオープンミル(30℃のエクスターナルミキサー)で50gの合成ポリイソプレン(99.35質量%のcis-1,4-イソプレン単位及び0.65質量%の3,4-イソプレン単位を含む;上記の方法に従って測定されるMn=375000g/mol及びPDI=3.6)に取り込む。混合物は、15ターンオーバーパスで均質化される。この混合段階の後に、10barの圧力でのプレス下の熱処理(120℃で10分)が続く。
1H NMRによる分析は、54%のモルグラフト化収率と共に0.16mol%のグラフト化のモル度を示すことを可能にした。
4.ゴム組成物中で使用される成分
(1)シリカ、Zeosil 1165MP、Solvayにより販売;
(2)ビス[3-(トリエトキシシリル)プロピル]テトラスルフィド(TESPT)シラン、Si69というリファレンスでEvonikにより販売;
(3)N234グレードのカーボンブラック、Cabot Corporationにより販売;
(4)N-(1,3-ジメチルブチル)-N-フェニル-パラ-フェニレンジアミン、Santoflex 6-PPDというリファレンスでFlexsysにより販売;
(5)2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリン、Flexsys社により販売;
(6)酸化亜鉛(工業用グレード)、Umicore社により販売;
(7)ステアリン、Pristerene 4031、Uniqema社により販売;
(8)N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、Santocure CBSというリファレンスでFlexsysにより販売。
(9)段落3.1に記載されたプロセスに従って得られる、化合物Bで修飾された天然ゴム;
(10)段落3.2に記載されたプロセスに従って得られる、化合物Aで修飾された天然ゴム;
(11)段落3.3に記載されたプロセスに従って得られる、化合物Bで修飾された合成ポリイソプレン;
(12)段落3.4に記載されたプロセスに従って得られる、化合物Aで修飾された合成ポリイソプレン。
(1)シリカ、Zeosil 1165MP、Solvayにより販売;
(2)ビス[3-(トリエトキシシリル)プロピル]テトラスルフィド(TESPT)シラン、Si69というリファレンスでEvonikにより販売;
(3)N234グレードのカーボンブラック、Cabot Corporationにより販売;
(4)N-(1,3-ジメチルブチル)-N-フェニル-パラ-フェニレンジアミン、Santoflex 6-PPDというリファレンスでFlexsysにより販売;
(5)2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリン、Flexsys社により販売;
(6)酸化亜鉛(工業用グレード)、Umicore社により販売;
(7)ステアリン、Pristerene 4031、Uniqema社により販売;
(8)N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、Santocure CBSというリファレンスでFlexsysにより販売。
(9)段落3.1に記載されたプロセスに従って得られる、化合物Bで修飾された天然ゴム;
(10)段落3.2に記載されたプロセスに従って得られる、化合物Aで修飾された天然ゴム;
(11)段落3.3に記載されたプロセスに従って得られる、化合物Bで修飾された合成ポリイソプレン;
(12)段落3.4に記載されたプロセスに従って得られる、化合物Aで修飾された合成ポリイソプレン。
5.試験1
この試験の目標は、比較組成物(組成物C1)と比べた、本発明の化合物で修飾された天然ゴムを含むゴム組成物(組成物C2)の補強の改善を示すことである。
この試験の目標は、比較組成物(組成物C1)と比べた、本発明の化合物で修飾された天然ゴムを含むゴム組成物(組成物C2)の補強の改善を示すことである。
組成物C1及びC2は、同じモル数のグラフト化化合物A又はB、すなわち0.3mol%を含む。
組成物C1及びC2を以下のように調製する:化合物A又は化合物Bで修飾された天然ゴムを、70%まで充填された85cm3 Polylabインターナルミキサーに導入し、その初期容器温度はおよそ110℃である。
次に、組成物のそれぞれについて、補強充填剤、充填剤をジエンエラストマーとカップリングするための薬剤、次いで、1~2分間の混練後、加硫系を除く様々な他の成分を導入する。次いで、熱機械的作業(非生産段階)を、160℃の最大降下温度に達するまで、合計で約5~6分継続する1ステップで実施する。
こうして得られた混合物を回収及び冷却し、次いで、加硫系(硫黄及びスルフェンアミドタイプの促進剤)を23℃のエクスターナルミキサー(ホモフィニッシャー(homofinisher))で加え、全体をおよそ5~12分間混合する(生産段階)。
組成物C1及びC2を以下のように調製する:化合物A又は化合物Bで修飾された天然ゴムを、70%まで充填された85cm3 Polylabインターナルミキサーに導入し、その初期容器温度はおよそ110℃である。
次に、組成物のそれぞれについて、補強充填剤、充填剤をジエンエラストマーとカップリングするための薬剤、次いで、1~2分間の混練後、加硫系を除く様々な他の成分を導入する。次いで、熱機械的作業(非生産段階)を、160℃の最大降下温度に達するまで、合計で約5~6分継続する1ステップで実施する。
こうして得られた混合物を回収及び冷却し、次いで、加硫系(硫黄及びスルフェンアミドタイプの促進剤)を23℃のエクスターナルミキサー(ホモフィニッシャー(homofinisher))で加え、全体をおよそ5~12分間混合する(生産段階)。
続いて、こうして得られた組成物を、それらの物理的又は機械的特性の測定のためにゴムのスラブ(2~3mmの厚さ)又は薄いシートの形態のいずれかにカレンダー処理する。
これらの組成物のゴム特性を150℃で60分間のベイキング後に測定する。得られた結果を表6に示す。
これらの組成物のゴム特性を150℃で60分間のベイキング後に測定する。得られた結果を表6に示す。
本発明のゴム組成物C2は、比較組成物C1に比べて、ヒステリシス特性の著しい改善を示す一方、線形化(ΔG*)の増加及び補強指数(MA300/M100)の改善も示す。驚くべきことに、ヒステリシスのこの著しい改善は、ベイクト剛性特性を犠牲にして達成されるものではない。一方、ベイクト剛性特性は、比較組成物に比べてさらに改善される。
5.試験2
この試験の目標は、比較組成物(組成物C3)と比べた、本発明の化合物で修飾された合成ポリイソプレンを含むゴム組成物(組成物C4)の補強の改善を示すことである。
phr(エラストマー100質量部あたりの質量部)で表された、これらの組成物の様々な構成成分の含有量を表7に示す。
この試験の目標は、比較組成物(組成物C3)と比べた、本発明の化合物で修飾された合成ポリイソプレンを含むゴム組成物(組成物C4)の補強の改善を示すことである。
phr(エラストマー100質量部あたりの質量部)で表された、これらの組成物の様々な構成成分の含有量を表7に示す。
本発明のゴム組成物C4は、比較組成物C3に比べて、ヒステリシス特性の著しい改善を示す一方、線形化(ΔG*)の増加及び補強指数(MA300/M100)の改善も示す。驚くべきことに、ヒステリシスのこの著しい改善は、ベイクト剛性特性を犠牲にして達成されるものではない。一方、ベイクト剛性特性は、比較組成物に比べてさらに改善される。
Claims (15)
- TがCH=NOHである、請求項1に記載の式(I)の化合物。
- TがCHOである、請求項1に記載の式(I)の化合物。
- TがCN+-O-である、請求項1に記載の式(I)の化合物。
- Eが、二価C5-C10、好ましくはC5-C9、より優先的にはC6-C9、さらにより優先的にはC7-C9炭化水素基を表す、請求項1~4のいずれか1項に記載の式(I)の化合物。
- Eが、C5-C10アルカンジイル、好ましくはC5-C9アルカンジイル、より優先的にはC6-C9アルカンジイル、さらにより優先的にはC7-C9アルカンジイルを表す、請求項1~4のいずれか1項に記載の式(I)の化合物。
- 同一でも、異なっていてもよいX1、X2及びX3が、水素原子、メチル、エチル又はフェニルからなる群から選ばれる、請求項1~6のいずれか1項に記載の式(I)の化合物。
- X1、X2及びX3が水素原子を表す、請求項1~6のいずれか1項に記載の式(I)の化合物。
- 式(II)及び(III)の化合物から選ばれる、請求項1~8のいずれか1項に記載の式(I)の化合物。
- 式(II)のR1~R5から選ばれる基及び式(III)のR1~R7から選ばれる基は、以下の式(IV)の基を表し、
- 同一でも、異なっていてもよい、式(IV)の基を表すもの以外のR1~R5から選ばれる式(II)の4つの基及び式(IV)の基を表すもの以外のR1~R7から選ばれる式(III)の6つの基は、互いに独立して、水素原子又は好ましくは飽和した、直鎖状若しくは分枝状脂肪族炭化水素鎖を表す) - 初期ポリマーの鎖の少なくとも1つの不飽和炭素-炭素結合上への請求項4~10のいずれか1項に記載の式(I)の少なくとも1種の化合物のグラフト化により得られる修飾ポリマー。
- 少なくとも1種の添加剤、及び請求項4~10のいずれか1項に記載の式(I)の化合物又は請求項11に記載のポリマーをベースとする組成物。
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