JP3391743B2 - 新規なジオールスルホン酸第４級アンモニウム塩 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリマー原料ジオ
ール成分に関し、更に詳しくはポリマーの分子内にスル
ホン酸基を導入することのできる新規なジオールスルホ
ン酸塩に関するものである。又、本発明は、このような
新規なジオールスルホン酸塩を、ジオール成分として含
むポリウレタン樹脂に関するものでもある。

【０００２】

【従来技術とその問題点】これまで、ポリマーの一成分
としてスルホン酸基やカルボン酸基等のアニオン基、ま
たは第４級アンモニウム基等のカチオン基などの極性基
を導入することにより、ポリマーの性質を改質する方法
が数多く知られている。これらの極性基をポリマーに導
入する方法としては、(1) ポリマーを合成する際に、こ
れらの極性基を持つ原料モノマーまたはオリゴマーを使
用する方法、(2)ポリマーの不飽和部分やアルコール基
を変成しスルホン基等を導入、またはポリマーのアミノ
基をアルキル化して第４級アンモニウム基を導入する方
法、などがある。又、ポリエステルの合成においては、
(1) の製造方法でアニオン基を導入する場合、ジカルボ
ン酸成分又はジオール成分として、５‐ナトリウムスル
ホイソフタル酸、ナトリウムスルホテレフタル酸、２‐
ナトリウムスルホ‐１，４‐ブタンジオール、２，５‐
ジメチル‐３‐ナトリウム‐２，５‐ヘキサンジオール
等のスルホン酸金属塩を含有する化合物を原料の一部に
使用する方法が知られている。

【０００３】一方、ポリウレタン樹脂に(1) の製造方法
で極性基を導入する場合には、極性基をもつジオール成
分を原料に使用する方法が用いられ、カチオン基の導入
では多くの第４級アンモニウムジオールが知られてい
る。一方、ポリウレタン樹脂に(1) の製造方法でアニオ
ン基を導入する場合には、同様にスルホン酸またはリン
酸またはカルボン酸（およびこれらの塩）を含むジオー
ル成分が用いられる。

【０００４】ところが、これらのうち、スルホン酸塩や
リン酸塩含有のジオール成分は一般にポリウレタンの製
造に使用する溶媒に溶解性が低く、特にスルホン酸基の
含有率が高いジオール成分は有機溶媒に難溶〜不溶のた
め使用が困難である。スルホン酸基を導入する方法とし
ては、スルホン酸基含有ポリエステルポリオールオリゴ
マーを原料として使用する方法が知られているが、この
方法ではスルホン酸基の含有比率が低くならざるを得
ず、またオリゴマーの組成や分子量などが限定されるた
め、自由にポリウレタン樹脂の分子設計が行えない。一
方、カルボン酸基含有ジオールとしては３，３‐ジメチ
ロールプロピオン酸などの使用が知られているが、カル
ボン酸基はアニオン性が弱いため、ポリマー変成の効果
が十分でない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ポリマー成
分として効果的にスルホン酸基を導入することのでき
る、さらに詳しくはポリウレタン合成等における有機溶
媒に可溶である新規スルホン酸基含有ジオール成分とし
て有用な、下記の一般式(I) または一般式(II)で表され
るＮ，Ｎ‐ビス（２‐ヒドロキシエチル）アミノエチル
スルホン酸第４級アンモニウム塩を提供するものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のＮ，Ｎ‐ビス
（２‐ヒドロキシエチル）アミノエチルスルホン酸第４
級アンモニウム塩は、下記の一般式(I) または一般式(I
I)で表される。

【０００７】

【化５】

【０００８】（式中、Ｒ¹ ＝ベンジル基、Ｒ² 〜Ｒ⁴ が
同一もしくは異なって炭素数１〜１８のアルキル基また
はアルキレン基またはアルケニル基を示す。）

【０００９】

【化６】

【００１０】（式中、Ｒ¹ が炭素数１〜１８のアルキル
基またはアルキレン基またはアルケニル基であり、Ｒ
² ，Ｒ³ が環状をなすピリジニウム基またはピコリニウ
ム基を示す。）

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の一般式(I) で表される化
合物の第４級アンモニウム塩のうち、Ｒ¹ ＝ベンジル基
で、Ｒ² 〜Ｒ⁴ が同一もしくは異なって炭素数１〜１８
のアルキル基またはアルキレン基またはアルケニル基で
ある化合物の具体例としては、ベンジルトリメチルアン
モニウム塩、ベンジルトリエチルアンモニウム塩などが
あげられる。

【００１２】また、一般式(II)で表される化合物の第４
級アンモニウム塩の具体例としては、ラウリルピリジニ
ウム塩、ミリスチルピリジニウム塩、セチルピリジニウ
ム塩、ステアリルピリジニウム塩、ラウリルピコリニウ
ム塩などが挙げられる。

【００１３】

【実施例】以下に実施例により本発明を更に詳細に説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 実施例１ 撹拌機、温度計、冷却管のついた４つ口フラスコに、
Ｎ，Ｎ‐ビス（２‐ヒドロキシエチル）アミノエチルス
ルホン酸２１．３ｇを水１００ｇに溶解し、３５％ベン
ジルトリエチルアンモニウムヒドロキシド４２．０ｇを
滴下した後、水を減圧下に濃縮し蒸発乾固させることに
より、４０．４ｇの目的物を得た。 ＩＲ（ＫＢｒ） 2982cm^-1, 2950cm^-1, 1182cm^-1, 1037
cm^-1, 757cm ^-1,708cm ^{-1 1} Ｈ−ＮＭＲ（Ｄ₂ Ｏ）δ＝3.09〜3.11（ｍ，２Ｈ，−
ＳＯ₂ −ＣＨ ₂ −） δ＝3.21〜3.25（ｑ，６Ｈ，Ｎ⁺ −ＣＨ ₂ ＣＨ₃ ） δ＝4.42（ｓ，２Ｈ，Ｎ⁺ −ＣＨ ₂ −Ｃ₆ Ｈ₅ ）

【００１４】実施例２ ラウリルピリジニウムヒドロキシドを使用する以外は実
施例１と同様に操作をおこない、４６．０ｇの目的物を
得た。 ＩＲ（ＫＢｒ） 2911cm^-1, 2852cm^-1, 1178cm^-1, 1041
cm^-1, 687cm ^{-1 1} Ｈ−ＮＭＲ（Ｄ₂ Ｏ）δ＝1.27〜1.47（ｍ，２ＯＨ，
−（ＣＨ ₂ ）₂₀−） δ＝3.16〜3.22（ｍ，２Ｈ，−ＳＯ₂ −ＣＨ ₂ −） δ＝4.72〜4.77（ｔ，２Ｈ，Ｎ⁺ −ＣＨ ₂ −）

【００１５】上記の実施例１〜２で得られた化合物の性
状、融点及び、各種溶剤への溶解性を、以下の表１に示
す。

【００１６】

【表１】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【発明の効果】ウレタンポリマーの合成において本発明
の新規ジオールスルホン酸塩が問題なく使用可能であ
り、ポリマーに高い親水性を付与することができること
が確認された。従って、ウレタンポリマーを合成する
際、本発明のＮ，Ｎ‐ビス（２‐ヒドロキシエチル）ア
ミノエチルスルホン酸第４級アンモニウム塩の他に、異
なる種類のイソシアネートや他のジオール成分を使用す
ることにより、目的に応じた任意の分子設計が可能とな
る。更に、これらを応用することによって、例えば、任
意にＨＬＢの設計や疎水基の導入を行うことのできるウ
レタン系高分子界面活性剤、水溶性または自己分散性の
ウレタン処理剤やブロックドイソシアネート類、ウレタ
ン系保水剤や親水性処理剤、コーティング剤、あるいは
染料や無機物の分散性を改良したウレタン樹脂などの、
多くの製品の製造用途への利用が可能となる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−168414（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−53219（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−111174（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−64314（ＪＰ，Ａ) 西独国特許出願公開2719372（ＤＥ, Ａ１) Ａｎａｌｙｔｉｃａ Ｃｈｉｍｉｃａ Ａｃｔａ，1989，Ｎｏ．218，241− 264 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｒｏｍａ ｔｏｇｒａｐｈｙ Ａ，1995，Ｎｏ. 697，415−427 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) ＣＡ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一般式(I) で表されるＮ，Ｎ‐ビス（２
   ‐ヒドロキシエチル）アミノエチルスルホン酸第４級ア
   ンモニウム塩。 【化１】 （式中、Ｒ¹ ＝ベンジル基、Ｒ² 〜Ｒ⁴ が同一もしくは
   異なって炭素数１〜１８のアルキル基またはアルキレン
   基またはアルケニル基を示す。）
2. 【請求項２】 一般式(II)で表されるＮ，Ｎ‐ビス（２
   ‐ヒドロキシエチル）アミノエチルスルホン酸第４級ア
   ンモニウム塩。 【化２】 （式中、Ｒ¹ が炭素数１〜１８のアルキル基またはアル
   キレン基またはアルケニル基であり、Ｒ² ，Ｒ³ が環状
   をなすピリジニウム基またはピコリニウム基を示す。）