JP5805006B2 - ビニルエステルとビニルエーテルの共重合体、およびその製造方法 - Google Patents
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Description
ビニルエステル系単量体、化合物(A)およびラジカル重合開始剤が共存すると、ラジカル重合開始剤は化合物(A)と反応して発生した炭素ラジカルが、ビニルエステル系単量体の重合を開始し、前記式(3)で示される化合物が生成する。
酢酸ビニル:東京化成工業(株)製に水素化カルシウムを入れて、減圧下で蒸留した。
イソブチルビニルエーテル:東京化成工業(株)製に水素化カルシウムを入れて、減圧下で蒸留した。
ジエチルエーテル:和光純薬工業(株)製、特級試薬にモレキュラーシーブス(4A)を入れ、アルゴンで脱気処理を行った。
トルエン:和光純薬工業(株)製、特級試薬にモレキュラーシーブス(4A)を入れ、アルゴンで脱気処理を行った。
酢酸エチル:関東化学(株)製、特級試薬にモレキュラーシーブス(4A)を入れ、アルゴンで脱気処理を行った。
メタノール:和光純薬工業(株)製をそのまま用いた。
ヘキサン:和光純薬工業(株)製、特級試薬にモレキュラーシーブス(4A)を入れ、アルゴンで脱気処理を行った。
1.0M塩化水素(ジエチルエーテル溶液):和光純薬工業(株)製をそのまま用いた。
エチルキサントゲン酸カリウム:和光純薬工業(株)製をそのまま用いた。
エタンチオール:東京化成工業(株)製をそのまま用いた。
二硫化炭素:キシダ化学(株)製をそのまま用いた。
水素化ナトリウム:キシダ化学(株)製をそのまま用いた。
N,N-ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム:和光純薬工業(株)製をそのまま用いた。
1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン:キシダ化学(株)製に水素化カルシウムを入れて蒸留した。
O-エチル-S-(1-イソブトキシエチル)キサンテートの合成
アルゴン置換した100mL三口フラスコにイソブチルビニルエーテル(3.26mL、25mmoL)を投入し、1.0M塩化水素(ジエチルエーテル溶液、27.5mL、27.5mmoL)を0℃で滴下して、(1-クロロエチル)イソブチルエーテルを調整する。別のアルゴン置換した100mL三口フラスコに、室温でジエチルエーテル(25mL)にエチルキサントゲン酸カリウム(4.01g、25mmoL)を投入し、ついで(1-クロロエチル)イソブチルエーテル(ジエチルエーテル溶液、30.8mL、25mmoL)を0℃で30分かけて滴下する。室温で1.5時間撹拌後、反応液をジエチルエーテルで希釈し、飽和重曹水、飽和食塩水、ついでイオン交換水で洗浄する。減圧で溶媒を留去し、O-エチル-S-(1-イソブトキシエチル)キサンテート(4.03g、18.1mmoL)を得た(収率73%)。
アルゴン置換した100mL三口フラスコにイソブチルビニルエーテル(3.26mL、25mmoL)を投入し、1.0M塩化水素(ジエチルエーテル溶液、27.5mL、27.5mmoL)を0℃で滴下して、(1-クロロエチル)イソブチルエーテルを調整する。別のアルゴン置換した100mL三口フラスコに、室温でジエチルエーテル(10mL)にエタンチオール(1.85mL、25mmoL)および水素化ナトリウム(1.0g、25mmoL)を投入し、ついで0℃で二硫化炭素(1.65mL、27.5mmoL)を滴下し、室温で2時間撹拌する。ここに(1-クロロエチル)イソブチルエーテル(ジエチルエーテル溶液、30.8mL、25mmoL)を0℃で30分かけて滴下する。室温で1.5時間撹拌後、反応液をジエチルエーテルで希釈し、飽和食塩水、ついでイオン交換水で洗浄する。減圧で溶媒を留去後、カラムクロマトグラフィー(固定相:シリカゲル、移動層:ヘキサン)により精製し、S-(1-イソブトキシエチル)-S-エチルトリチオカーボナート(2.06g、8.60mmoL)を得た(収率35%)。
アルゴン置換した100mL三口フラスコにイソブチルビニルエーテル(3.26mL、25mmoL)を投入し、1.0M塩化水素(ジエチルエーテル溶液、27.5mL、27.5mmoL)を0℃で滴下して、(1-クロロエチル)イソブチルエーテルを調整する。別のアルゴン置換した100mL三口フラスコに、室温でジエチルエーテル(10mL)にN,N-ジエチルジチオカルバミン酸カリウム(4.28g、25mmoL)を投入し、ついで(1-クロロエチル)イソブチルエーテル(ジエチルエーテル溶液、30.8mL、25mmoL)を0℃で30分かけて滴下する。室温で1.5時間撹拌後、反応液をジエチルエーテルで希釈し、飽和食塩水、ついでイオン交換水で洗浄する。減圧で溶媒を留去し、N,N-ジエチル-S-(1-イソブトキシエチル)ジチオカルバメート(4.37g、17.5mmoL)を得た(収率70%)。
2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)(和光純薬工業(株)製)を-15℃にてアセトンで洗浄後、減圧下で乾燥したものを用いた。
塩化亜鉛(Aldrich製)を用いた。
ビニル系共重合体の数平均分子量(Mn)および分子量分布(Mw/Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて以下の条件により測定した。
カラム:SHODEX製、K−805 (2本)を使用した。
溶媒:クロロホルム(CHCl3)
サンプル濃度:0.1wt/vol%(THF)
測定した保持時間を、SHODEX製、標準ポリスチレン(Mp=900,000;271,800; 132,900;72,450; 29,510;10,110;3,070;575)を用いて較正した。
得られたビニル系共重合体の共重合組成比を、核磁器共鳴装置(NMR)を用いて以下の条件で測定して解析した。
観測核:1H、13C
温度:55℃
溶媒:重クロロホルム
1,2,3,4-テトラヒドロナフタレンを内部標準物質とし、4.28ppm(ビニルエステル系単量体のビニルプロトン)と4.25ppm(ビニルエーテル系単量体のビニルプロトン)の残存率から重合率を求めた。また4.8-5.2ppm(ビニルエステル共重合体主鎖のメチンピーク)の面積と3.3-3.7ppm(ビニルエステル共重合体主鎖のメチンピーク)の面積の比から共重合体中の単量体成分比率を求めた。
充分乾燥させ窒素置換した20mLシュレンク管に、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)(55.5mg、180mmol)を秤取し、酢酸エチル(0.31mL)を添加した。この溶液を0℃に冷却し、O-エチル-S-(1-イソブトキシエチル)キサンテート(180mmol、640mM酢酸エチル溶液0.28mL)、酢酸ビニル(0.83mL、9.00mmol)、イソブチルビニルエーテル(1.17mL、9.00mmol)および1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン(0.02mL)を添加した。反応器を20℃にした後、塩化亜鉛(25mM酢酸エチル溶液0.3mL)を加えて重合を開始させた。20℃で190時間撹拌し、アンモニア水/メタノール(0.2mL/2mL)を加えて重合を停止させた。ついで、得られた溶液にトルエン50mLを加え、水(50mL)で洗浄後、トルエンを留去し、(酢酸ビニル/イソブチルビニルエーテル)共重合体を得た。
塩化亜鉛を添加せずに、実施例1と同様の操作を行い、共重合体を得た。酢酸ビニルとイソブチルビニルエーテルの重合率は63%と22%であり、共重合体中の(酢酸ビニルに由来する構造単位):(イソブチルビニルエーテルに由来する構造単位)のモル比は74:26であった。実施例と比較して、イソブチルビニルエーテルの重合率が低く、また用いた単量体の使用割合と得られた共重合体の構造単位の割合が大きく異なる。
Claims (2)
- 前記ラジカル重合開始剤と前記化合物とが反応し、前記ビニルエステル系単量体の重合を開始して、下記式(3)
又は
前記ルイス酸と前記化合物とが反応してから、前記ビニルエーテル系単量体と反応して、下記式(4)
前記ビニルエステル系単量体に由来する構造単位/前記ビニルエーテル系単量体に由来する構造単位が、モル比として20/80〜80/20である前記共重合体を生成することを特徴とする請求項1に記載の共重合体の製造方法。
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