JP6872535B2 - アシルゲルマニウム光開始剤およびその調製のための方法 - Google Patents
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Description
[RmAr−(C=O)−]4−Ge (I)
に対応するテトラまたはテトラキス−アシルゲルマンによって達成され、
ここで、これらの変数は以下の意味を有する:
Arは、R基でm回置換されていてよく、その環中に1個もしくは複数のヘテロ原子を含有することができる、6〜18個の環炭素原子を有する単環式または多環式炭化水素基であり、ここで、
mは、0〜6の整数であり、Ar中の置換可能な水素原子の数より大きいことはあり得ず、
Rは、ハロゲン、NR1 2、OH、OSiR2 3、(C=O)R3、CN、NO2、CF3、COOR4、直鎖状、分枝状もしくは環状であってよく、1個もしくは複数のO原子で介在されていてよく、ラジカル重合性基を有することができるC1〜C20−アルキル、−アルケニル、−アルコキシもしくは−アルケノキシ基、または=Oであり、ここで、
R1〜R3は、互いに独立に、それぞれの場合、H、または直鎖状もしくは分枝状C1〜C12−アルキル基であり、
R4は、H、直鎖状もしくは分枝状C1〜C12−アルキル基、またはSiR5 3であり、ここで、
R5は直鎖状または分枝状C1〜C10アルキル基である。
Arは、Rでm回置換されていてよい芳香族C6〜C10基であり、ここで、
mは1〜3の整数であり、
Rは、Cl、NR1 2、OSiR2 3、(C=O)R3、CN、NO2、CF3、COOR4、または、直鎖状、分枝状もしくは環状であってよく、1個もしくは複数のO原子で介在されていてよく、ラジカル重合性基、好ましくはビニル、メタクリレート、(メタ)アクリルアミドもしくはN−アルキルアクリルアミドを含有することができるC1〜C10−アルキル、アルケニル、アルコキシもしくはアルケノキシ基であり、ここで、非環状基の場合のラジカル重合性基は、好ましくは末端にあり、ここで、
R1〜R3は、互いに独立に、それぞれの場合、H、または直鎖状もしくは分枝状C1〜C8−アルキル基であり、
R4は、H、直鎖状もしくは分枝状C1〜C8−アルキル基、またはSiR5 3であり、
R5は直鎖状または分枝状C1〜C5アルキル基である。
Arは、Rでm回置換されていてよいフェニル基、ピリジル基、ナフチル基、アントリル基、アントラキノニル基であり、ここで、
mは1〜3の整数であり、
Rは、NR1 2、CN、NO2、CF3、好ましくは直鎖状であり、末端のラジカル重合性基、好ましくはビニル、アクリレート、メタクリレートを有することができるC1〜C3−アルキル基またはC1〜C3−アルコキシ基であり、ここで、
R1は、H、または好ましくは直鎖状C1〜C3−アルキル基である。
R’は、1〜6個、好ましくは1〜4個のC原子を有するアルキル基、特に好ましくはCH3であり、
R”は、1〜12個、好ましくは1〜6個、特に好ましくは1〜4個のC原子を有するアルキル基、非常に好ましくはCH3、C2H5またはC4H9であり、
Xは、F、Cl、BrまたはI、好ましくはFまたはClであり、
kは1〜4の整数であり、
Rは上記の意味を有する。
(a)0.001〜5wt%の一般式(I)のテトラアシルゲルマン(単数または複数)、
(b)10〜99.9wt%のラジカル重合性結合剤、
(c)0〜85wt%のフィラー、および、任意選択で
(d)0〜70wt%の添加剤(単数または複数)
を好ましくは含有する。
(a)0.001〜5wt%の一般式(I)のテトラアシルゲルマン(単数または複数)、
(b)10〜50wt%のラジカル重合性結合剤、
(c)40〜70wt%のフィラー、および
(d)0〜5wt%の添加剤
を好ましくは含有する。
(a)0.001〜5wt%の一般式(I)のテトラアシルゲルマン(単数または複数)、
(b)10〜40wt%のラジカル重合性結合剤、
(c)50〜70wt%のフィラー、および
(d)0〜5wt%の添加剤(単数または複数)
を好ましくは含有する。
(a)0.001〜5wt%の一般式(I)のテトラアシルゲルマン(単数または複数)、
(b)20〜99.9wt%のラジカル重合性結合剤、
(c)0〜20wt%のナノ微粒子状フィラー、および
(d)0.01〜2wt%の添加剤(単数または複数)、
(e)0〜70wt%の溶媒
を好ましくは含有する。
(a)0.001〜5wt%の一般式(I)のテトラアシルゲルマン(単数または複数)、
(b)20〜98.99wt%のラジカル重合性結合剤、
(c)0〜20wt%のナノ微粒子状フィラー、
(d)0.01〜2wt%の添加剤、
(e)0〜50wt%の溶媒、および
(f)1〜20wt%のラジカル重合性接着性モノマー
を好ましくは含有する。
(a)0.001〜5wt%の一般式(I)のテトラアシルゲルマン(単数または複数)、
(b)30〜99.9wt%のラジカル重合性結合剤、
(c)0〜60wt%のフィラー(単数または複数)、および、任意選択で
(d)0〜3wt%の添加剤(単数または複数)
を好ましくは含有する。
(a)0.001〜5wt%の一般式(I)のテトラアシルゲルマン(単数または複数)、
(b)30〜99.9wt%のラジカル重合性結合剤、
(c)0〜60wt%のフィラー、および、任意選択で
(d)0〜15wt%の添加剤(単数または複数)
を好ましくは含有する。
(a)0.001〜5wt%の一般式(I)のテトラアシルゲルマン(単数または複数)、
(b)0〜40wt%のラジカル重合性結合剤、
(c)40〜90wt%のフィラー、および、任意選択で
(d)0〜20wt%の添加剤(単数または複数)
を好ましくは含有する。
10.00g(1.4mol)のリチウムを、滴下漏斗および均圧管を備えたフラスコに入れ、300mLの乾燥THFを加えた。トリメチルクロロシラン(95ml、0.75mol)を急速に滴下添加し、−78℃で10min撹拌した。次いで、四塩化ゲルマニウム(21ml、0.19mol、THF中1:5で希釈)を、−78℃(約2時間)で非常にゆっくり滴下添加した。添加が終了したら、反応溶液を室温に加熱し、さらに12時間撹拌した。後処理のため、反応混合物を最初にCeliteで濾過し、次いで1M H2SO4/氷に注ぎ入れた。滴下漏斗中で相分離した後、水相をジエチルエーテルで3回抽出し、合わせた有機相を無水Na2SO4で脱水し、濾過し、溶媒をロタベーパー(Rotavapor)中で除去した。精製のため、粗生成物を昇華させた(p<5mbar;T>150℃)。昇華後の収量は26.8g(Me3Si)4Ge(42%)であった。
3.00g(8.21mmol;1.00当量)のテトラキストリメチルシリルゲルマンおよび1.01gのKOtBu(9.03mmol;1.1当量)をシュレンクフラスコに秤量し、20mlのエチレングリコールジメチルエーテル(DME)に溶解させた。反応溶液が清澄な黄色〜オレンジ色になったとき、反応は完了した。約1時間後、4.18g(33.66mmol、4.1当量)のフッ化ベンゾイルをシリンジで添加した。反応溶液は黒色になり、添加が完了した後、オレンジ色になった。次いで、反応溶液を室温で終夜撹拌した。3%のH2SO4での水による後処理後、相を分離し、水相を、ジエチルエーテルで3回抽出した。合わせた有機相を無水硫酸ナトリウムで脱水し、揮発成分をロータリーエバポレーターで除去した。得られた粗生成物をアセトンから再結晶化させ、1.70gの純粋なテトラベンゾイルゲルマン(42%)を結晶性の黄色固体(融点:82.5〜83.0℃)として得た。
テトラキス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)ゲルマン(TMGe)の合成
実施例1および2からのテトラベンゾイルゲルマン(TBGe)またはテトラキス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)ゲルマン(TMGe)を使用した光硬化性樹脂の調製
実施例1および2からのテトラベンゾイルゲルマン(TBGe)またはテトラキス(2,4,6トリメチルベンゾイル)ゲルマン(TMGe)を使用した光硬化性樹脂の調製
本発明の実施形態において、例えば以下の項目が提供される。
(項目1)
一般式(I)によるアシルゲルマニウム化合物であって、
[R m Ar−(C=O)−] 4 −Ge (I)
式中、変数は以下の意味を有する:
Arは、R基でm回置換されていてよく、環中に1個または複数のヘテロ原子を含有することができる、6〜18個の環炭素原子を有する単環式または多環式炭化水素基であり、ここで、
mは0〜6の整数であり、Ar中の置換可能な水素原子の数より大きいことはあり得ず、Rは、ハロゲン、NR 1 2 、OH、OSiR 2 3 、(C=O)R 3 、CN、NO 2 、CF 3 、COOR 4 、または、直鎖状、分枝状もしくは環状であってよく、1個もしくは複数のO原子で介在されていてよく、ラジカル重合性基を含有することができるC 1 〜C 20 −アルキル、−アルケニル、−アルコキシもしくは−アルケノキシ基、または=Oであり、ここで、
R 1 〜R 3 は、互いに独立に、それぞれの場合、H、または直鎖状もしくは分枝状C 1 〜C 12 −アルキル基であり、
R 4 は、H、直鎖状もしくは分枝状C 1 〜C 12 −アルキル基、またはSiR 5 3 であり、ここで、
R 5 は、直鎖状または分枝状C 1 〜C 10 −アルキル基である、
アシルゲルマニウム化合物。
(項目2)
前記変数が以下の意味を有する:
Arは、Rでm回置換されていてよい芳香族C 6 〜C 10 基であり、
mは1〜3の整数であり、
Rは、Cl、NR 1 2 、OSiR 2 3 、(C=O)R 3 、CN、NO 2 、CF 3 、COOR 4 、または、直鎖状、分枝状もしくは環状であってよく、1個もしくは複数のO原子で介在されていてよく、ラジカル重合性基、好ましくはビニル、メタクリレート、(メタ)アクリルアミドもしくはN−アルキルアクリルアミドを含有することができるC 1 〜C 10 −アルキル、−アルケニル、−アルコキシもしくは−アルケノキシ基であり、ここで、非環状基の場合、前記ラジカル重合性基は好ましくは末端にあり、ここで、
R 1 〜R 3 は、互いに独立に、それぞれの場合、H、または直鎖状もしくは分枝状C 1 〜C 8 −アルキル基であり、
R 4 は、H、直鎖状もしくは分枝状C 1 〜C 8 −アルキル基、またはSiR 10 3 であり、
R 5 は、直鎖状または分枝状C 1 〜C 5 アルキル基である、
項目1に記載のアシルゲルマニウム化合物。
(項目3)
前記変数が以下の意味を有する:
Arは、Rでm回置換されていてよいフェニル基、ピリジル基、ナフチル基、アントリル基、アントラキノン−イル基であり、ここで、
mは1〜3の整数であり、
Rは、NR 1 2 、CN、NO 2 、CF 3 、好ましくは直鎖状であり、末端のラジカル重合性基、好ましくはビニル、アクリレート、メタクリレートを有することができるC 1 〜C 3 −アルキル基またはC 1 〜C 3 −アルコキシ基であり、ここで、
R 1 は、H、または好ましくは直鎖状C 1 〜C 3 −アルキル基である、
項目1または2に記載のアシルゲルマニウム化合物。
(項目4)
組成物の全質量に対して、0.001〜5wt%の、項目1〜3のいずれか一項に記載の式(I)のアシルゲルマニウム化合物および少なくとも1つの重合性結合剤を含有する組成物。
(項目5)
重合性結合剤として、少なくとも1つのラジカル重合性モノマーおよび/またはプレポリマーを含有する、項目4に記載の組成物。
(項目6)
結合剤として、少なくとも1つの単官能性もしくは多官能性(メタ)アクリレートまたはその混合物を含有する、項目5に記載の組成物。
(項目7)
それぞれの場合、前記組成物の全質量に対して、
0.001〜5wt%の式(I)のアシルゲルマニウム化合物、
10〜99.9wt%の重合性結合剤、
0〜85wt%のフィラー
を含有する、項目4〜6の一項に記載の組成物。
(項目8)
ラジカル重合の開始剤としての、式(I)によるアシルゲルマンの使用。
(項目9)
式I’の(アリールアシル) k (アルキル) 4−k ゲルマン(k=1〜4)の調製のための方法であって、式(R’ 3 Si) k GeR” 4−k (II)の(トリアルキルシリル)ゲルマンが、塩基の存在下で、アリールアシルハライド(III)と反応させられてI’、
(式中、
R’は、1〜6個のC原子を有するアルキル基であり、
R”は、1〜12個のC原子を有するアルキル基であり、
XはF、Cl、BrまたはIであり、
kは1〜4の整数であり、
Rは、項目1、2または3に与えられた意味を有する)
を形成する、方法。
(項目10)
アルカリ金属アルコレート、アルカリ金属アミドまたはアルカリ金属有機化合物が塩基として使用される、項目9に記載の方法。
(項目11)
以下の化合物:
の1つが式IIIのアリールアシルハライドとして使用される、項目9または10に記載の方法。
(項目12)
トリメチルシリルゲルマン(R’ 3 Si) k GeR” 4−k (II)が、最初に前記塩基と反応させられて(R’ 3 Si) k−1 R” 4−k GeM(ここで、Mは金属イオンである)を形成し、次いで、(R’ 3 Si) k−1 R” 4−k GeMが前記式(III)のアシルハライドで式(I)の化合物へ転換させられる、項目9〜11の一項に記載の方法。
(項目13)
式(II)の化合物が、式Cl k GeR” 4−k (IV)の塩化ゲルマニウムを式R’ 3 SiCl(V)のトリアルキルシリルクロリドと反応させることによって調製される:
項目9〜12の一項に記載の方法。
(項目14)
式(Me 3 Si) k GeR” 4−k (II’)のトリメチルシリルゲルマンが、最初にカリウムtert−ブチレート(KOtBu)と反応させられ、次いで式(III)のアシルハライド(X=FまたはCl)と反応させられる、項目9〜13の一項に記載の方法。
(項目15)
式(I)の化合物を得るために、式(R’ 3 Si) 4 Geのテトラ(トリアルキルシリル)ゲルマンが、塩基の存在下で、式(III)のアシルハライドと反応させられる、項目9〜14の一項に記載の方法。
Claims (20)
- 一般式(I)によるアシルゲルマニウム化合物であって、
[RmAr−(C=O)−]4−Ge (I)
式中、変数は以下の意味を有する:
Arは、R基でm回置換されていてよく、環中に1個または複数のヘテロ原子を含有することができる、6〜18個の環炭素原子を有する単環式または多環式炭化水素基であり、ここで、
mは0〜6の整数であり、Ar中の置換可能な水素原子の数より大きいことはあり得ず、
Rは、ハロゲン、NR1 2、OH、OSiR2 3、(C=O)R3、CN、NO2、CF3、COOR4、または、直鎖状、分枝状もしくは環状であってよく、1個もしくは複数のO原子で介在されていてよく、ラジカル重合性基を含有することができるC1〜C20−アルキル、−アルケニル、−アルコキシもしくは−アルケノキシ基、または=Oであり、ここで、
R1〜R3は、互いに独立に、それぞれの場合、H、または直鎖状もしくは分枝状C1〜C12−アルキル基であり、
R4は、H、直鎖状もしくは分枝状C1〜C12−アルキル基、またはSiR5 3であり、ここで、
R5は、直鎖状または分枝状C1〜C10−アルキル基であり、
該単環式炭化水素基が、芳香環であり、該多環式炭化水素基が、少なくとも1つの芳香環を含有し、
Rが=Oである場合、Ar中の芳香環が、該R基によって置換され得ない、
アシルゲルマニウム化合物。 - 一般式(I)によるアシルゲルマニウム化合物であって、
[RmAr−(C=O)−]4−Ge (I)
式中、変数が以下の意味を有する:
Arは、Rでm回置換されていてよい芳香族C6〜C10基であり、
mは1〜3の整数であり、
Rは、Cl、NR1 2、OSiR2 3、(C=O)R3、CN、NO2、CF3、COOR4、または、直鎖状、分枝状もしくは環状であってよく、1個もしくは複数のO原子で介在されていてよく、ラジカル重合性基を含有することができるC1〜C10−アルキル、−アルケニル、−アルコキシもしくは−アルケノキシ基であり、ここで、
R1〜R3は、互いに独立に、それぞれの場合、H、または直鎖状もしくは分枝状C1〜C8−アルキル基であり、
R4は、H、直鎖状もしくは分枝状C1〜C8−アルキル基、またはSiR5 3であり、
R5は、直鎖状または分枝状C1〜C5アルキル基である、
アシルゲルマニウム化合物。 - 前記ラジカル重合性基が、ビニル、メタクリレート、(メタ)アクリルアミドもしくはN−アルキルアクリルアミドである、請求項2に記載のアシルゲルマニウム化合物。
- 非環状基の場合、前記ラジカル重合性基が末端にある、請求項3に記載のアシルゲルマニウム化合物。
- 前記変数が以下の意味を有する:
Arは、Rでm回置換されていてよいフェニル基、ピリジル基、ナフチル基、アントリル基、アントラキノニル基であり、ここで、
mは1〜3の整数であり、
Rは、NR1 2、CN、NO2、CF3 、末端のラジカル重合性基を有することができるC1〜C3−アルキル基またはC1〜C3−アルコキシ基であり、ここで、
R1は、H、またはC 1〜C3−アルキル基である、
請求項1〜4のいずれか一項に記載のアシルゲルマニウム化合物。 - 前記C 1 〜C 3 −アルキル基またはC 1 〜C 3 −アルコキシ基が、直鎖状である、請求項5に記載のアシルゲルマニウム化合物。
- 前記末端のラジカル重合性基が、ビニル、アクリレート、またはメタクリレートである、請求項5または6に記載のアシルゲルマニウム化合物。
- R 1 が、直鎖状C 1 〜C 3 −アルキル基である、請求項5〜7のいずれか一項に記載のアシルゲルマニウム化合物。
- 組成物の全質量に対して、0.001〜5wt%の、請求項1〜8のいずれか一項に記載の式(I)のアシルゲルマニウム化合物および少なくとも1つの重合性結合剤を含有する組成物。
- 重合性結合剤として、少なくとも1つのラジカル重合性モノマーおよび/またはプレポリマーを含有する、請求項9に記載の組成物。
- 結合剤として、少なくとも1つの単官能性もしくは多官能性(メタ)アクリレートまたはその混合物を含有する、請求項10に記載の組成物。
- それぞれの場合、前記組成物の全質量に対して、
0.001〜5wt%の式(I)のアシルゲルマニウム化合物、
10〜99.9wt%の重合性結合剤、
0〜85wt%のフィラー
を含有する、請求項9〜11の一項に記載の組成物。 - ラジカル重合の開始剤としての、請求項1〜8のいずれか一項に記載の式(I)によるアシルゲルマンの使用。
- アルカリ金属アルコレート、アルカリ金属アミドまたはアルカリ金属有機化合物が塩基として使用される、請求項14に記載の方法。
- トリメチルシリルゲルマン(R’3Si)kGeR”4−k(II)が、最初に前記塩基と反応させられて(R’3Si)k−1R”4−kGeM(ここで、Mは金属イオンである)を形成し、次いで、(R’3Si)k−1R”4−kGeMが前記式(III)のアシルハライドで式I’の化合物へ転換させられる、請求項14〜16の一項に記載の方法。
- 式(Me3Si)kGeR”4−k(II’)のトリメチルシリルゲルマンが、最初にカリウムtert−ブチレート(KOtBu)と反応させられ、次いで式(III)のアシルハライド(X=FまたはCl)と反応させられる、請求項14〜18の一項に記載の方法。
- 式I’の化合物を得るために、式(R’3Si)4Geのテトラ(トリアルキルシリル)ゲルマンが、塩基の存在下で、式(III)のアシルハライドと反応させられる、請求項14〜19の一項に記載の方法。
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