JP2838542B2 - 新規アゾアミド化合物 - Google Patents

新規アゾアミド化合物

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高分子化合物製造に於ける機能性重合開始
剤等として有用な新規アゾアミド化合物に関する。
〔発明の背景〕
近年、高分子化合物は、汎用のものから付加価値が高
い機能性ポリマーへと進展し、ミクロ相分離構造に由来
する多相構造をとり得、諸機能の効果的な発現が期待さ
れるブロックポリマーやグラフトポリマーが注目されて
いる。
この様な中で、最近、分子設計が比較的容易なグラフ
トポリマーの合成法としてマクロモノマー法が開発さ
れ、目的の機能が期待できるグラフトポリマーの合成が
可能となった。その結果として、必然的にマクロモノマ
ー合成時に用いられる機能性重合開始剤への関心が高ま
りつつあり、各種目的に対応し得る更に新たな機能性重
合開始剤の開発が望まれている。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、マクロモノマーの合成時等に於て機
能性重合開始剤としてその特性を充分に発揮し得る新規
なアゾアミド化合物を提供することにある。
〔発明の構成〕
本発明は、一般式[I] で示されるアゾアミド化合物及びその水和物、 又はその酸塩の発明である 即ち、本発明者らは、機能性重合開始剤として使用し
得る新規で且つ活性の高いアゾアミド系の重合開始剤を
求めて鋭意研究を重ねた結果、上記した如き官能基を有
する本発明のアゾアミド化合物を見出し、本発明を完成
するに到った。
本発明のアゾアミド化合物は、一般式[I]で示され
る化合物それ自体の他に、水和物となり得るものはその
水和物、また無機酸(例えば塩酸、硫酸、硝酸等)或は
有機酸(例えば酢酸、プロピオン酸、乳酸、ベンゼンス
ルホン酸、p−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸
等)と塩を形成し得るものはその酸塩を夫々含む。
本発明に係るアゾアミド化合物は、いずれも文献未載
の新規化合物である。
本発明に係るアゾアミド化合物を構造式で例示する
と、次の通りである。
上記(1)〜(7)で示される本発明化合物の物性、
溶解性及び分解速度定数を表1に表す。
表1からも明らなように、本発明化合物はいずれも、
通常は常温では固体の白色結晶乃至結晶性粉末であり、
その示す分解速度定数からみて比較的高温で高活性を示
す機能性重合開始剤として充分に使用し得る。また、化
合物(6)以外はDMF(ジメチルホルムアミド)に比較
的よく溶け、化合物(1)及び(2)の場合には10%以
上と高い溶解性を示すが、DMFのような水酸基をもたな
い溶媒への溶解性がよいということはマクロモノマー化
のモノマー基導入反応を行う上で極めて有利であること
からも注目に値する。一方、化合物(7)はフリー塩基
のままでも、水に対する溶解度が10%以上と著しく高い
ので、非塩型の水溶性重合開始剤として極めて有利に使
用し得る。
個々の化合物について更にその一般液な作用効果を挙
げると以下の如くなる。
まず、化合物(1)を重合開始剤として用いた場合に
は、モノマーの重合と同時に、ポリマー中に導入された
本化合物の末端アリル基も重合し得るので、架橋剤とし
ての作用効果も期待できる。また、本化合物は比較的高
温活性であるので、低温活性の重合開始剤を用いて低温
重合すれば、アゾ基を壊すことなくポリマー中に導入す
ることができ、ペンダント型高分子開始剤の合成が可能
である。
次に、化合物(2)を重合開始剤として用いた場合に
は、得られたポリマー末端のクロルベンジル基を利用し
てマクロモノマーを合成することができる。同様に化合
物(3)を用いた場合には、ポリマー末端の水酸基を、
化合物(4)又は(5)を用いた場合には、ポリマー末
端のピリジル基を、化合物(6)又は(7)を用いた場
合には、ポリマー末端のアミノ基を利用してマクロモノ
マーを合成することができる。
更に化合物(3)(6)又は(7)の場合には、分子
中にカルボキシル基を有するポリマーとのエステル化反
応又はアミド化反応により、ポリマー中にアゾ基を導入
して、高分子開始剤とすることができる。
以下に本発明に係るアゾアミド化合物の合成法につい
て述べる。
即ち、原料としては通常アゾエステル化合物、例えば
ジメチル 2,2′−アゾビス(2−メチルプロピオネー
ト)、ジエチル 2,2′−アゾビス(2−メチルプロピ
オネート)、ジイソプロピル2,2′−アゾビス(2−メ
チルプロピオネート)、ジ−tert−ブチル 2,2′−ア
ゾビス(2−メチルプロピオネート)等を用い、これを
メタノール,エタノール等のアルコール類やDMF,DMSO
(ジメチルスルホキシド)、ベンゼン、トルエン、四塩
化炭素、クロロホルム、ジクロルエタン等の有機溶媒
中、塩基性触媒の存在下、相当するアミン類と室温乃至
要すれば冷却下に数時間乃至数日間反応させる。
(式中、R′はアルキル基を表わす。またRは前記と
同じ。) 塩基性触媒としては、例えばナトリウムメトキシド、
ナトリウムエトキシド、カリウム第三級ブトキシド等の
金属アルコキシドが好ましいものとして挙げられるが、
そのほか水素化ナトリウム等、用いたアミンの共役塩基
であるアニオンの生成に効果的な塩基性触媒を用いるこ
とも可能である。これら塩基性触媒の使用量としては、
通常アミン類の1/10モル乃至等モル程度が好ましく用い
られる。またアミン類の使用量としては、通常アゾエス
テル化合物に対してほぼ当量乃至若干過剰量程度で充分
である。
反応終了後は、常法に従って、後処理を行えばよく、
そのまま、或は要すれば反応液を濃縮又は/及び中和し
た後、或は、更に要すれば水又は適当な晶出用溶媒を加
えた後、析出晶を取することにより目的のアゾアミド
化合物を単離する。これを必要に応じて再結晶等により
精製する等は任意である。
原料として用いるアゾエステル化合物は、例えば、2,
2′−アゾビス イソブチロニトリルをアルコール類及
び塩化水素を用いて自体公知の方法によりイミノエーテ
ル化し、次いで常法に従いこれを加水分解することによ
り容易に得られる。
また、本発明に係るアゾアミド化合物を機能性重合開
始剤として使用するに際し、重合に与かるモノマーとし
ては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリ
ル、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、メタ
クリルアミド、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチ
ル、スチレン、酢酸ビニル、ビニルピリジン、N−ビニ
ルピロリドン及び塩化ビニル等が挙げられる。
以下に実施例を示すが、本発明はこれらの実施例によ
って何等の制約を受けるものではない。
〔実施例〕
実施例1 2,2′アゾビス[N−(2−プロペニル)
−2−メチルプロピオンアミド]の合成 ジメチル 2,2′−アゾビス(2−メチルプロピオネ
ート)41.9g、メタノール48ml及び28%CH3ONaメタノー
ル溶液43gを混合し、撹拌溶解後、アリルアミン25gを滴
下して、19〜21℃で20時間反応させた。
反応終了後、反応液を濃縮し、残渣に希硫酸を加えて
析出晶を取し、これをトルエン−ヘキサンから再結晶
して目的の2,2′−アゾビス[N−(2−プロペニル)
−2−メチルプロピオンアミド]28.4gを得た。
1HNMR δppm (CDCl3):1.36(s,−CH3,12H)、3.97
〜4.02(m,NHCH2CH=,4H)、5.13〜5.22(m,−CH=CH2,
4H)5.82〜5.96(m,−CH=CH2,2H)、6.96(b,NH,2
H)。
その他の物性、溶解性、分解速度定数等は表1のNo.
(1)の欄に記載の通り。
実施例2 2,2′−アゾビス[N−(p−クロロベンジ
ル)−2−メチルプロピオンアミド]の合成 ジメチル 2,2′−アゾビス(2−メチルプロピオネ
ート)19.3g,メタノール20ml及び28%CH3ONaメタノール
溶液20gを混合し、撹拌溶解後、p−クロロベンジルア
ミン25gを滴下して21℃〜22℃で8時間反応させた。
反応終了後、反応物に希硫酸を加えて析出晶を取
し、これをアセトン−ヘキサンから再結晶して目的の2,
2−アゾビス[N−(p−クロロベンジル)−2−メチ
ルプロピオンアミド]23.9gを得た。
1HNMR δppm (CDCl3):1.36(s,−CH3,12H)、4.49
(d,−NHCH2−,4H)、7.13(b,−NH−,2H)7.17〜7.31
(q,φ,8H)。
その他の物性、溶解性、分解速度定数等は表1のNo.
(2)の欄に記載の通り。
実施例3 2,2′−アゾビス[N−(2,2−ジメチル−3
−ヒドロキシプロピル)−2−メチルプロピオンアミ
ド]の合成 ジメチル 2,2−アゾビス(2−メチルプロピオネー
ト)27.0g,メタノール40ml及び28%CH3ONaメタノール溶
液40gを混合し、撹拌溶解後、ネオペンタノールアミン2
5gを加えて19℃〜25℃で2.5時間反応させた後、一夜放
置した。
反応終了後、析出晶を取し、水洗、乾燥して目的の
2,2′−アゾビス[N−(2,2′−ジメチル−3−ヒドロ
キシプロピル)2−メチルプロピオンアミド]31.7gを
得た。
1HNMR δppm (CD3OD):0.98(s,−CH2−C(CH32
CH2−,12H)、1.42(s,=N−C(CH32CO,12H)、3.3
0(m.−NHCH2−,4H)、3.39(s,−CH2OH,4H)、4.95
(s,−CH2OH,−NH,4H)。
その他の物性、溶解性、分解速度定数等は表1のNo.
(3)の欄に記載の通り。
実施例4 2,2′−アゾビス[N−[(ピリジン−3−
イル]メチル]−2−メチルプロピオンアミド]水和物
の合成 ジメチル 2,2′−アゾビス(2−メチルプロピオネ
ート)26.6g,メタノール40ml及び28%CH3ONaメタノール
溶液40gを混合し、撹拌溶解後、3−アミノメチルピリ
ジン25gを注入して18℃〜21℃で2日間反応させた。
反応終了後、反応液を濃縮し残渣に水を加えた後析出
晶を取し、アセトン洗浄して目的の2,2−アゾビス
[N[ピリジン−3−イル)メチル−2−メチル〕プロ
ピオンアミド]・2水塩40.1gを得た。
その他の物性、溶解性、分解速度定数等は表1のNo.
(4)の欄に記載の通り。
実施例5 2.2′アゾビス[N−[(ピリジン−4−イ
ル)メチル]−2−メチルプロピオンアミド]水和物の
合成 ジメチル 2,2′−アゾビス(2−メチルプロピオネ
ート)26.6g,メタノール40ml及び28%CH3ONaメタノール
溶液40gを混合し、撹拌溶解後、4−アミノメチルピリ
ジン25gを注入して18℃〜22℃で2日間反応させた。
反応終了後、析出晶を取し、水洗、乾燥して目的の
2,2′アゾビス[N−[(ピリジン−4−イル)メチ
ル]−2−メチルプロピオンアミド]・2水塩37.2gを
得た。
その他の物性、溶解性、分解速度定数等は表1のNo.
(5)の欄に記載の通り。
実施例6 2,2′−アゾビス[N−[(ピペリジン−4
−イル)メチル]−2−メチルプロピオンアミド]塩酸
塩の合成 ジメチル 2,2′−アゾビス(2−メチルプロピオネ
ート)25.2g,メタノール40ml及び28%CH3ONaメタノール
溶液20gを混合し、撹拌溶解後、4−アミノメチルピペ
リジン25gを注入して18℃〜22℃で3日間反応させた。
反応終了後、反応液に、32%塩酸−メタノール溶液23
mlを滴下してこれを中和し、析出したNaClを去した
後、液を濃縮し、得られた残渣にアセトンを加えて晶
析させた。析出した結晶を取し、これを水−アセトン
から再結晶して目的の2,2′−アゾビス[N−[(ピペ
リジン−4−イル)メチル〕−2−メチルプロピオンア
ミド]2塩酸塩16.6gを得た。
その他の物性、溶解性、分解速度定数等は表1のNo.
(6)の欄に記載の通り。
実施例7 2,2′アゾビス[N−[(ピペラジン−1−
イル)エチル]−2−メチルプロピオンアミド]の合成 ジメチル 2,2′−アゾビス(2−メチルプロピオネ
ート)22.3g,メタノール20ml及び28%CH3ONaメタノール
溶液20gを混合し、撹拌溶解後、N−アミノエチルピペ
ラジン25.0gを注入して18℃〜21℃で3日間反応させ
た。
反応終了後、析出晶を取し、これをベンゼン−ヘキ
サンから再結晶して目的の2,2′アゾビス[N−[(ピ
ペラジン−1−イル)エチル]−2−メチルプロピオン
アミド]16.8gを得た。
その他の物性、溶解性、分解速度定数等は表1のNo.
(7)の欄に記載の通り。
実施例8 アクリロニトリルの重合 本発明のアゾアミド化合物(1)〜(7)を重合開始
剤として用いて、下記の重合条件及び重合方法によりア
クリロニトリルの溶液重合を行なった。
(重合条件) モノマー(アクリロニトリル)仕込量:2.0g 重合開始剤濃度:1,42×10-2モル/ 溶媒:ジメチルスルホキシド,10ml 重合温度80℃ (重合方法) パイレックス製重合管中に、アクリロニトリル2.0g及
び所定量の重合開始剤を溶解したジメチルスルホキシド
溶液10mlを加え、管内の空気を窒素ガスで置換し、溶存
酸素を減圧下に除去した後、重合管を熔封した。
これを80℃に加熱して、所定時間重合反応を行なった
後、重合管を開封して、重合反応液をメタノール150ml
中に注入し、生成ポリマーを析出、沈殿させた。
グラスフィルターで沈殿を取後、200mlのメタノー
ルで洗浄し、これを減圧下に乾燥した。
生成ポリマーの重量を測定し、下式により重合率を算
出した。
(結果) 第1図に重合時間と重合率の関係を示した。各アゾア
ミド化合物と夫々の曲線の対応は以下通りである。
第1図から明らかなように、本発明に係るアゾアミド
化合物はいずれも重合開始剤として充分に使用し得るこ
とが判る。
〔発明の効果〕
本発明は、比較的高温で高活性を示すアゾ系ラジカル
重合開始剤といて有用な新規なアゾアミド化合物を提供
するものであり、本発明に係るアゾアミド化合物は、各
種溶剤に対する溶解性に優れ、いずれも分子内に反応性
に富む特徴的な官能基を有するため、マクロモノマー合
成時等に用いる機能性重合開始剤としてこれまでにない
種々の展開が期待できる点に顕著な効果を奏するもであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、実施例8により得られた重合率曲線を示し、
横軸の重合時間に対して得られた重合率を縦軸に沿って
プロットした点を結んだものである。ここで、各アゾア
ミド化合物と夫々の曲線の対応は以下の通りである。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C07C 245/04 C07D 211/26,213/40,295/12 C08F 4/04 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式[I] で示されるアゾアミド化合物及びその水和物、又はその
    酸塩。
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