JP3394583B2 - ラクトン化合物の開環重合方法 - Google Patents
ラクトン化合物の開環重合方法Info
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Description
サアルキルジシロキサン化合物およびアルコール化合物
との反応による、ラクトン化合物の開環重合方法に関す
る。
ン化合物を開環重合させてポリエステル化合物を製造す
ることは周知であり、得られたポリエステル化合物は生
分解性高分子材料、ポリ塩化ビニルあるいはゴム等の高
分子材料の可塑剤、ポリエステルポリオールの形でポリ
ウレタン原料等として使用されている。
法としては、アルカリ金属、金属アルコキサイドによる
アニオン重合、金属アルキルによる配位アニオン重合、
金属ハロゲン化物によるカチオン重合等の重合方法が知
られているが、これらの方法により得られるポリエステ
ル化合物はいずれも分子量分布が広く、上述の用途に用
いるには適したものとはいえない。
ーテルを開始剤とするラクトン化合物の開環重合によっ
て比較的分子量分布の狭いポリエステル化合物を製造す
る方法を提案している(特開平4−283591号公
報)が、この方法では、一度アルキルシリルエーテルを
合成する必要があった。
材料、ポリ塩化ビニルあるいはゴム等の高分子材料の可
塑剤として使用され、ポリウレタン原料等として有用な
分子量分布の狭いポリエステル化合物を容易に製造する
方法を提供することにある。
を重ねた結果、特定のラクトン化合物を、特定のヘキサ
アルキルジシロキサン化合物および特定のアルコール化
合物を開始剤(重合開始剤)として開環重合させること
により、上記目的を達成し得ることを知見した。
で、下記〔化4〕(前記〔化1〕と同じ)の一般式
(I)で表されるラクトン化合物を、下記〔化5〕(前
記〔化2〕と同じ)の一般式(II)で表されるヘキサア
ルキルジシロキサン化合物および下記〔化6〕(前記
〔化3〕と同じ)の一般式(III) で表されるアルコール
化合物と反応させることを特徴とするラクトン化合物の
開環重合方法を提供するものである。
方法について詳細に説明する。
におけるアルキレン基としては、例えば、エチレン、ト
リメチレン、テトラメチレン、ペンタメチレン、ヘキサ
メチレン、ヘプタメチレン、オクタメチレン、ノナメチ
レン、デカメチレン、メチルエチレン、メチルトリメチ
レン、メチルテトラメチレン、エチルテトラメチレン、
プロピルテトラメチレン、ジメチルテトラメチレン等の
基が挙げられる。従って、上記一般式(I)で表される
ラクトン化合物としては、特に制限されるものではない
が、例えば、γ- バレロラクトン、δ- バレロラクト
ン、ε−カプロラクトン、α−メチル−β−プロピオラ
クトン、β−メチル−β−プロピオラクトン、3−n−
プロピル−δ−バレロラクトン、6,6−ジメチル−δ
−バレロラクトン等が挙げられる。
あるヘキサアルキルジシロキサン化合物におけるアルキ
ル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イ
ソプロピル、ブチル、イソブチル、第二ブチル、アミ
ル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル等が挙げられる。
剤であるアルコール化合物としては、メタノール、エタ
ノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘ
キサノール、ヘプタノール、オクタノール、イソオクタ
ノール、2エチルヘキサノール、イソノニルアルコー
ル、デシルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチ
ルアルコール、パルミチルアルコール、ステアリルアル
コール、ベンジルアルコール、フェニルエチルアルコー
ル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル等のモ
ノアルコールや、エチレングリコール、プロピレングリ
コール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオ
ール、1,6−ヘキサンジオール、1,10−デカンジ
オール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコー
ル、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコ
ール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコ
ール、ポリテトラメチレングリコール、ポリ(エチレン
/プロピレン)グリコール、1,4−シクロヘキサンジ
メタノール、1,4−ベンゼンジメタノール、3,9−
ビス(1,1−ジメチル−2−ヒドロキシエチル)−
2,4,8,10−テトラオキサスピロ〔5,5〕ウン
デカン、2,2−ビス−(4−ヒドロキシエトキシフェ
ニル)プロパン、1,4−ビス(2−ヒドロキシエチ
ル)ベンゼン、1,6−ビス(2−ヒドロキシエトキ
シ)ヘキサン、グリセリン、トリメチロールエタン、ト
リメチロールプロパン、トリス(2−ヒドロキシエチ
ル)イソシアヌレート、ペンタエリスリトール、ジトリ
メチロールプロパン、ジペンタエリスリトール、マンニ
トール、ソルビトール等のアルカンポリオール、ポリア
ルキレングリコール類、複素環式ポリオールや、2ーヒ
ドロキシエチルアクリレート、4ーヒドロキシブチルイ
ソブチレート、ビス(2ーヒドロキシエチル)アジペー
ト等の部分エステル化ポリオール、1〜6価のフェノー
ル化合物もしくはアルコール化合物のアルキレンオキシ
ド付加物等が挙げられる。
は、ラクトンポリエステル化合物であり、該ラクトンポ
リエステル化合物は、その末端にシリルエーテル基が組
み込まれているときは下記〔化7〕の一般式(IV)の構
造をとる。
は、その末端にヒドロキシル基が組み込まれているとき
は下記〔化8〕の一般式(V)の構造をとる。
ルカリ金属フッ化物塩および/またはテトラアルキルア
ンモニウムフルオライド(以下、両者を総称して「フッ
化物触媒」という)を用いることが好ましく、該触媒を
用いることによって反応が著しく促進され、短時間でか
つ温和な条件下に目的の重合物である上記ラクトンポリ
エステル化合物を得ることができる。
受けないが、通常、上記ラクトン化合物に対して、0.
01〜20モル%が好ましく、0.1〜10モル%が更
に好ましい。上記使用量が0.01モル%未満である
と、触媒の添加効果が認められず、また、20モル%を
超えても、反応時間の短縮効果が小さくなる傾向にあ
る。
(上記ヘキサアルキルジシロキサン化合物および上記ア
ルコール化合物)の使用割合(アルコール化合物に対す
るヘキサアルキルジシロキサン化合物の使用割合)は、
特に制限を受けないが、上記アルコール化合物が1価の
場合、アルコール化合物の50モル%のヘキサアルキル
ジシロキサン化合物を用いることが好ましい。上記アル
コール化合物が多価アルコール(n価)の場合、アルコ
ール化合物のヒドロキシル基全てにラクトン化合物を付
加する場合には50nモル%以上のヘキサアルキルジシ
ロキサン化合物を用いることが好ましく、ヒドロキシル
基の一部を残存させたい場合には所望のヒドロキシル基
の量に応じて50nモル%より少ないヘキサアルキルジ
シロキサン化合物を用いることにより原料アルコール化
合物からの残存ヒドロキシル基を制御してもよい。上記
ヘキサアルキルジシロキサン化合物を過剰に用いても、
上記アルコール化合物を過剰に用いても、何れの場合も
本発明の方法には特に問題はないが、過剰に用いた成分
は廃棄物となるので、両者を当量用いることが好まし
い。
の使用量は、目的物である開環重合物(ラクトンポリエ
ステル化合物)の重合度によって任意に変化させること
ができ、上記開始剤の使用量を多くすると比較的低重合
度の重合物が得られ、上記開始剤の使用量を少なくする
と比較的高重合度の重合物が得られるので、用いるラク
トン化合物に対して同当量以下であるのが好ましいが、
上記開始剤は、通常、上記ラクトン化合物に対して0.
0001当量以上、好ましくは0.001当量〜1当量
で用いられる。
50℃が好ましく、また、溶媒は、使用する必要はない
が、上記反応温度の制御等を目的として各種の有機溶
媒、例えば、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、ジアル
キルエーテル、脂環式エーテル、アルキルアミド、ジア
ルキルスルホキシド等を用いることもできる。
度、重合度、触媒の有無、溶媒の有無と種類により異な
るが、通常、数十分〜20時間である。
上記ラクトンポリエステル化合物は、分子量分布が狭
く、その末端がシリルエーテル基〔上記一般式(IV)参
照〕の場合は反応性に富んでいるので、それ自身各種の
合成中間体として有用であるばかりでなく、該シリルエ
ーテル基を加水分解して末端の一部または全てを水酸基
としたポリエステルポリオール化合物を、例えば、ポリ
ウレタン原料、塗料等として使用することができる。上
記ラクトンポリエステル化合物の末端がヒドロキシル基
〔上記一般式(V)参照〕の場合はそのままポリウレタ
ン原料等として使用することができる。また、上記ラク
トンポリエステル化合物は、生分解性高分子材料、ポリ
塩化ビニルあるいはゴム等の高分子材料の可塑剤として
使用することができる。
明する。しかしながら、本発明はこれらの実施例によっ
て何ら制限を受けるものではない。
ル)をとり、アルゴン気流下にε−カプロラクトン1
1.4g(0.1モル)、β−フェニルエチルアルコー
ル0.24g(2ミリモル)およびヘキサメチルジシロ
キサン0.16g(1ミリモル)を加え、脱気後封管し
た。激しく撹拌しながら70℃で3時間反応させた後触
媒をろ別した。反応液を約50mlのテトラヒドロフラ
ンに溶解し約1000mlのヘキサンより再沈澱操作を
行ない、沈澱物をろ過、減圧乾燥し、白色粉末の重合物
10.9g(カプロラクトンの変換率92%)を得た。
あり、該重合物が目的物のラクトンポリエステル化合物
であることを確認した。
H3)3), 1.10-1.95(m,(CH2)3), 2.28(t,CH2COO),2.92(t,
ArCH2), 3.56(t,CH2OSi), 4.04(t,CH2OCO),4.25(t,ArCH
2CH2O), 7.22(s,Ar) ゲルパーミェーション(GPC)分析(溶媒テトラヒド
ロフラン): 数平均分子量(Mn)=5450(ポリスチレン換算) 分子量分布:重量平均分子量(Mw)/数平均分子量
(Mn)=1.15
ロキサンの代わりにフェニルエチルトリメチルシリルエ
ーテル0.38g(2ミリモル)を使用した以外は実施
例1と同様にして重合物11.1g(変換率94%)を
得た。得られた重合物はIRおよび 1HNMRで実施例
1で得られた重合物と同様のスペクトルを示し、分子量
分布(Mw/Mn)は1.48であった。
ニルエチルアルコールの使用量(ミリモル)およびヘキ
サメチルジシロキサンの使用量(ミリモル)をそれぞれ
下記〔表1〕に示す使用量(ミリモル)に代えて実施例
1と同様の操作により触媒をろ別し、未反応のεーカプ
ロラクトンを減圧下に留去し、それぞれ無色液体を得
た。得られた無色液体をそれぞれIRおよび 1HNMR
により分析したところ、所望のスペクトルを示した。ま
た、上記無色液体について、それぞれ収量、変換率、数
平均分子量および分子量分布(Mw/Mn)を求めた。
それらの結果を実施例1の結果を含めて下記〔表1〕に
示す。この結果より、上記無色液体がそれぞれ目的物の
ラクトンポリエステル化合物であることを確認した。
イソブチレートに代えた以外は実施例1と同様の操作を
行い、白色粉末の重合物10.9g(変換率91%)を
得た。得られた重合物のGPC分析によるMnは542
0であり、Mw/Mnは1.17であった。その他の分
析結果は下記の通りであり、上記重合物が目的物のラク
トンポリエステル化合物であることを確認した。
H3)3), 1.05-2.65(m,(CH2)3,CH3,CHCOO,(CH2)2),3.56
(t,CH2OSi), 4.03(t,CH2OCO)
ルモノブチルエーテルに代えた以外は実施例1と同様の
操作を行い、白色粉末の重合物11.2g(変換率93
%)を得た。得られた重合物のGPC分析によるMnは
5580であり、Mw/Mnは1.15であった。その
他の分析結果は下記の通りであり、上記重合物が目的物
のラクトンポリエステル化合物であることを確認した。
H3)3), 0.94(t,CH3),1.10-1.95((CH2)3,(CH2)2),2.28
(t,CH2COO),3.3-3.75(m,OCH2),4.05(t,CH2OCO)
(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル)プロパン0.3
2g(1ミリモル)に代え、フッ化セシウムの使用量を
0.45g(3ミリモル)に増量した以外は実施例1と
同様の操作を行い、白色粉末の重合物10.9g(変換
率93%)を得た。得られた重合物のGPC分析による
Mnは11060であり、Mw/Mnは1.20であっ
た。その他の分析結果は下記の通りであり、上記重合物
が目的物のラクトンポリエステル化合物であることを確
認した。
3), 1.2-1.9 (m, CH3,(CH2)3), 2.31 (t, CH2COO),3.5-
4.5 (m, CH2O, OCH2CH2O), 6.7-7.2 (m, Ar)
0.11g(1ミリモル)に代え、フッ化セシウムの使
用量を0.75g(5ミリモル)に増量した以外は実施
例1と同様の操作を行い、白色粉末の重合物10.6g
(変換率92%)を得た。得られた重合物のGPC分析
によるMnは10740であり、Mw/Mnは1.18
であった。その他の分析結果は下記の通りであり、上記
重合物が目的物のラクトンポリエステル化合物であるこ
とを確認した。
3), 1.2-1.9 (m, CH3,(CH2)3), 2.31 (t, CH2COO),3.5-
4.3 (m, CH2O, OCH2CH2O)
(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート0.17g
(0.7ミリモル)に代え、フッ化セシウムの使用量を
0.75g(5ミリモル)に増量した以外は実施例1と
同様の操作を行い、白色粉末の重合物11.0g(変換
率95%)を得た。得られた重合物のGPC分析による
Mnは16720であり、Mw/Mnは1.16であっ
た。その他の分析結果は以下の通りであり、上記重合物
が目的物のラクトンポリエステル化合物であることを確
認した。
3), 1.2-1.9 (m, (CH2)3), 2.31 (t, CH2COO),3.3-4.3
(m, CH2O, NCH2CH2O)
ら下記のことが判る。特定のラクトン化合物に、特定の
ヘキサアルキルジシロキサン化合物および特定のアルコ
ール化合物を開始剤として反応させることにより、ラク
トンポリエステル化合物を温和な条件下、短時間に高収
率で製造することができる(実施例1〜10)。また、
本発明の方法により得られたラクトンポリエステル化合
物(実施例1〜10)は、特開平4−283591号公
報において示されるシリルエーテル化合物を開始剤とし
て得られるラクトン化合物の重合物(比較例1)の分子
量分布(Mw/Mn=1.48)より更に狭い分子量分
布のラクトンポリエステル化合物を得ることができる。
によれば、生分解性高分子材料、ポリ塩化ビニルあるい
はゴム等の高分子材料の可塑剤として使用され、各種合
成中間体、ポリウレタン原料として有用な分子量分布の
狭いラクトンポリエステル化合物を容易に製造すること
ができる(請求項1)。また、本発明のラクトン化合物
の開環重合方法において、特定のフッ化物触媒を用いる
ことにより、反応が著しく促進され、短時間でかつ温和
な条件下に上記ラクトンポリエステル化合物を製造する
ことができる(請求項2)。
Claims (2)
- 【請求項1】 下記〔化1〕の一般式(I)で表される
ラクトン化合物を、下記〔化2〕の一般式(II)で表さ
れるヘキサアルキルジシロキサン化合物および下記〔化
3〕の一般式(III) で表されるアルコール化合物と反応
させることを特徴とするラクトン化合物の開環重合方
法。 【化1】 【化2】 【化3】 - 【請求項2】 触媒として、アルカリ金属フッ化物塩お
よび/またはテトラアルキルアンモニウムフルオライド
を用いる請求項1記載のラクトン化合物の開環重合方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3942694A JP3394583B2 (ja) | 1994-03-10 | 1994-03-10 | ラクトン化合物の開環重合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3942694A JP3394583B2 (ja) | 1994-03-10 | 1994-03-10 | ラクトン化合物の開環重合方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07247346A JPH07247346A (ja) | 1995-09-26 |
JP3394583B2 true JP3394583B2 (ja) | 2003-04-07 |
Family
ID=12552674
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3942694A Expired - Lifetime JP3394583B2 (ja) | 1994-03-10 | 1994-03-10 | ラクトン化合物の開環重合方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3394583B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7420513B2 (ja) * | 2019-09-17 | 2024-01-23 | 株式会社ダイセル | 組成物及びその硬化物 |
-
1994
- 1994-03-10 JP JP3942694A patent/JP3394583B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07247346A (ja) | 1995-09-26 |
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