JP6899095B2 - Peroxycarbamate compound - Google Patents

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本発明は、パーオキシカーバメート化合物に関する。 The present invention relates to peroxycarbamate compounds.

従来から、分子内にアルコキシシリル基および過酸化結合を1個ずつ有する下記一般式(A)で表されるパーオキシカーバメート化合物が知られている(特許文献1)。

Figure 0006899095
Conventionally, a peroxycarbamate compound represented by the following general formula (A) having one alkoxysilyl group and one peroxide bond in the molecule has been known (Patent Document 1).
Figure 0006899095

上記の一般式(A)で表されるパーオキシカーバメート化合物は、熱により過酸化結合が開裂し、t-ブトキシラジカルと、アルコキシシリル基をもつアミニルラジカルが生じる。このようなアルコキシシリル基をもつアミニルラジカルの特長として、例えば、アミニルラジカルがポリエステル樹脂と反応でき、アルコキシシリル基がガラスと反応できるため、前記一般式(A)で表されるパーオキシカーバメート化合物は、ポリエステル樹脂とガラスとの反応に使用されるラジカル発生剤として有用であることが知られている。 In the peroxycarbamate compound represented by the above general formula (A), the peroxide bond is cleaved by heat to generate a t-butoxy radical and an aminyl radical having an alkoxysilyl group. As a feature of such an aminyl radical having an alkoxysilyl group, for example, since the aminyl radical can react with a polyester resin and the alkoxysilyl group can react with glass, the peroxycarbamate represented by the general formula (A) is described. Compounds are known to be useful as radical generators used in the reaction of polyester resins with glass.

特開昭48−40726号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 48-40726

しかし、前記一般式(A)で表されるパーオキシカーバメート化合物を、ポリマー(ゴム、ポリオレフィンなど)の変性や、ビニルモノマーなどを用いたポリマーの重合開始剤などのラジカル発生剤として使用した場合には、(1)ポリマーにアルコキシシリル基が導入されるとともに、t-ブトキシラジカルによってt-ブトキシ基も導入されるため、ポリマー中のアルコキシシリル基の導入効率が低くなること、また、(2)t-ブトキシラジカルは水素引抜反応性が高いため、ポリマー同士の架橋反応(副反応)を引き起こしてポリマーの加工性を低下させる問題や、生成したポリマーの分子量分布を大幅に増加させることの問題が生じる。 However, when the peroxycarbamate compound represented by the general formula (A) is used as a radical generator such as a modification of a polymer (rubber, polyolefin, etc.) or a polymerization initiator of a polymer using a vinyl monomer or the like. (1) Since the alkoxysilyl group is introduced into the polymer and the t-butoxy group is also introduced by the t-butoxy radical, the introduction efficiency of the alkoxysilyl group in the polymer is lowered, and (2) Since t-butoxy radicals have a high hydrogen abstraction reactivity, there is a problem that a cross-linking reaction (side reaction) between polymers is caused to reduce the processability of the polymer, and a problem that the molecular weight distribution of the produced polymer is significantly increased. Occurs.

したがって、上記課題を解決すべく、本発明は、ラジカル発生剤として、t-ブトキシラジカルを発生せずに、アルコキシシリル基をもつアミニルラジカルのみを発生させることができるパーオキシカーバメート化合物を提供することを目的とする。 Therefore, in order to solve the above problems, the present invention provides a peroxycarbamate compound capable of generating only aminyl radicals having an alkoxysilyl group as radical generators without generating t-butoxy radicals. The purpose is.

すなわち、本発明は、一般式(1):

Figure 0006899095
で表されるパーオキシカーバメート化合物に関する。 That is, the present invention has the general formula (1):
Figure 0006899095
It relates to a peroxycarbamate compound represented by.

本発明のパーオキシカーバメート化合物は、分子内にアルコキシシリル基および過酸化結合を2個ずつ有する化合物であり、熱などにより過酸化結合が開裂し、1分子あたり1個のアルコキシラジカルと、1分子あたり2個のアルコキシシリル基をもつアミニルラジカルを生じるが、前記アルコキシラジカルは、β−開裂により、アセトンとエチレンとなると推定される。よって、本発明のパーオキシカーバメート化合物は、t-ブトキシラジカルを発生せずに、アルコキシシリル基をもつアミニルラジカルのみを発生させることができるため、効率よくアルコキシシリル基をもつアミニルラジカルを利用できることから、ポリマー(ゴム、ポリオレフィンなど)の変性や、ビニルモノマーなどを用いたポリマーの重合開始剤などのラジカル発生剤として有用である。 The peroxycarbamate compound of the present invention is a compound having two alkoxysilyl groups and two peroxide bonds in the molecule, and the peroxide bond is cleaved by heat or the like, and one alkoxy radical and one molecule per molecule. An aminyl radical having two alkoxysilyl groups is generated per group, and it is presumed that the alkoxy radical becomes acetone and ethylene by β-cleavage. Therefore, since the peroxycarbamate compound of the present invention can generate only the aminyl radical having an alkoxysilyl group without generating the t-butoxy radical, the aminyl radical having an alkoxysilyl group can be efficiently used. Since it can be formed, it is useful as a radical generator such as a modification of a polymer (rubber, polyolefin, etc.) or a polymerization initiator of a polymer using a vinyl monomer or the like.

<パーオキシカーバメート化合物>
本発明のパーオキシカーバメート化合物は、下記一般式(1)で表すことができる。

Figure 0006899095
<Peroxycarbamate compound>
The peroxycarbamate compound of the present invention can be represented by the following general formula (1).
Figure 0006899095

<パーオキシカーバメート化合物の製造方法>
前記一般式(1)で表されるパーオキシカーバメート化合物の製造方法は、何ら限定されるものではないが、例えば、一般式(2):

Figure 0006899095
で表されるパーオキシエステル化合物と、一般式(3):
Figure 0006899095
で表されるケイ素化合物を反応させる工程(以下、工程(A)とも称す)を含む製造方法が挙げられる。 <Manufacturing method of peroxycarbamate compound>
The method for producing the peroxycarbamate compound represented by the general formula (1) is not limited in any way, but for example, the general formula (2):
Figure 0006899095
The peroxyester compound represented by and the general formula (3):
Figure 0006899095
Examples thereof include a production method including a step of reacting the silicon compound represented by (hereinafter, also referred to as step (A)).

前記工程(A)において、前記一般式(2)で表されるパーオキシエステル化合物は、市販品を使用してもよく、市販品がない場合、例えば、特開昭62−043404号公報に記載の製法により製造することができる。 In the step (A), as the peroxyester compound represented by the general formula (2), a commercially available product may be used, and when there is no commercially available product, for example, it is described in JP-A-62-043404. It can be manufactured by the manufacturing method of.

前記工程(A)において、一般式(3)で表されるケイ素化合物は、一般式(2)で表されるパーオキシエステル化合物1.0モルに対して、目的物の収率性を高める観点から、1.0モル以上反応させることが好ましく、そして、1.1モル以下反応させることが好ましい。 In the step (A), the silicon compound represented by the general formula (3) has a viewpoint of increasing the yield of the target product with respect to 1.0 mol of the peroxyester compound represented by the general formula (2). Therefore, it is preferable to react 1.0 mol or more, and 1.1 mol or less is preferable.

前記工程(A)の反応温度は、目的物の収率性を高める観点から、0℃以上であることが好ましく、5℃以上であることがより好ましく、そして、安全性の観点から15℃以下であることが好ましく、10℃以下であることがより好ましい。 The reaction temperature in the step (A) is preferably 0 ° C. or higher, more preferably 5 ° C. or higher, and 15 ° C. or lower from the viewpoint of safety, from the viewpoint of increasing the yield of the target product. Is preferable, and the temperature is more preferably 10 ° C. or lower.

前記工程(A)の反応時間は、原料や反応温度などによって異なるので一概には決定できないが、通常、目的物の収率性を高める観点から、0.5時間以上であることが好ましく、1.0時間以上であることがより好ましく、そして、2時間以下であることが好ましい。 The reaction time of the step (A) cannot be unconditionally determined because it varies depending on the raw material, the reaction temperature, etc., but it is usually preferably 0.5 hours or more from the viewpoint of increasing the yield of the target product. It is more preferably .0 hours or more, and preferably 2 hours or less.

前記工程(A)は、常圧下で、空気雰囲気下で行うことができるが、窒素気流下又は窒素雰囲気下で行うことが好ましい。 The step (A) can be performed under normal pressure and in an air atmosphere, but is preferably performed under a nitrogen air flow or a nitrogen atmosphere.

前記工程(A)は、有機溶媒を用いることが好ましい。有機溶媒は特に制限されないが、反応系内で不活性な有機溶媒であることが好ましい。有機溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、トルエンなどの非極性化合物;アセトン、アセトニトリルなどの極性化合物が挙げられる。有機溶媒は、単独で用いてもよく2種類以上を併用してもよい。 It is preferable to use an organic solvent in the step (A). The organic solvent is not particularly limited, but is preferably an organic solvent that is inert in the reaction system. Examples of the organic solvent include non-polar compounds such as pentane, hexane and toluene; and polar compounds such as acetone and acetonitrile. The organic solvent may be used alone or in combination of two or more.

前記工程(A)において、前記有機溶媒の使用量は特に制限されないが、通常、原料の合計量100重量部に対して200〜600重量部程度である。 In the step (A), the amount of the organic solvent used is not particularly limited, but is usually about 200 to 600 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the raw materials.

得られた目的物の同定は、液体クロマトグラフィー(LC)、核磁気共鳴分光法(NMR)、赤外分光法(IR)などを用いて行うことができる。 The obtained object can be identified by using liquid chromatography (LC), nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR), infrared spectroscopy (IR), or the like.

以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

<製造例1>
(1)パーオキシカーバメート化合物の合成
1Lビーカーに、2,5−ジメチル−2,5−ジヒドロペルオキシヘキサン(95.8%品、95.95g、0.5mоl)をピリジン(172g、2.2mоl)中に溶解・撹拌させ、10℃以下に冷却した。続いて、フェニルクロロホルメート(170g、1.0mоl)をペンタン(170g)で希釈し、上記のピリジン溶液中に10℃で滴下した。滴下終了後、1時間撹拌し、析出物とジピリジン塩酸塩をろ別した。ろ別した析出物をペンタン、水で洗浄した後に、メタノールで洗浄し、乾燥させ、上記の一般式(2)で表されるパーオキシエステル化合物(2,5−ジメチル−2,5−ジ(ペルオキシ−フェニルモノカーボネート))を得た(165g、純度97.3%、収率71%)。
また、純度は、ヨードメトリーによる活性酸素量からペルオキシ基の含有量を求め、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ペルオキシ−フェニルモノカーボネート)の理論活性酸素量から算出した。
<Manufacturing example 1>
(1) Synthesis of peroxycarbamate compound In a 1 L beaker, 2,5-dimethyl-2,5-dihydroperoxyhexane (95.8% product, 95.95 g, 0.5 mL) was added to pyridine (172 g, 2.2 mL). It was dissolved and stirred inside, and cooled to 10 ° C. or lower. Subsequently, phenylchloroformate (170 g, 1.0 mol) was diluted with pentane (170 g) and added dropwise to the above pyridine solution at 10 ° C. After completion of the dropping, the mixture was stirred for 1 hour, and the precipitate and dipyridine hydrochloride were separated by filtration. The separated precipitate was washed with pentane and water, washed with methanol, dried, and the peroxyester compound represented by the above general formula (2) (2,5-dimethyl-2,5-di (2,5-dimethyl-2,5-di). Peroxy-phenylmonocarbonate)) (165 g, purity 97.3%, yield 71%).
The purity was calculated from the theoretical amount of active oxygen of 2,5-dimethyl-2,5-di (peroxy-phenylmonocarbonate) by determining the content of peroxy group from the amount of active oxygen by iodometry.

次に、上記で得られた2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジ(ペルオキシ−フェニルモノカーボネート)(100g、0.23mоl)をトルエン(200g)で溶解させた。このトルエン溶液に、アミノプロピルトリエトキシラン(101g、0.46mоl)を5℃で滴下し、1時間撹拌し、上記の一般式(1)で表される2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジ[N−(3−トリエトキシシリル)プロピル]ペルオキシカーバメートを得た(トルエンおよびフェノール(副生成物)希釈品、400g、濃度37%)。 Next, the 2,5-dimethylhexane-2,5-di (peroxy-phenylmonocarbonate) (100 g, 0.23 mL) obtained above was dissolved in toluene (200 g). Aminopropyltriethoxylan (101 g, 0.46 mL) was added dropwise to this toluene solution at 5 ° C., and the mixture was stirred for 1 hour, and 2,5-dimethylhexane-2,5 represented by the above general formula (1) was added. -Di [N- (3-triethoxysilyl) propyl] peroxycarbamate was obtained (diluted toluene and phenol (by-product), 400 g, concentration 37%).

なお、上記の一般式(1)で表される2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジ[N−(3−トリエトキシシリル)プロピル]ペルオキシカーバメートの構造は、AVANCE400NMRスペクトルメーター(BRUCKER社製)を用いたH−NMR測定にて同定した[0.68(t,4H)、1.23(t,18H)、1.53(s,12H)、1.66−1.73(m, 4H)、2.20(s,4H)、3.26−3.31(m,4H)、3.81−3.87(q,12H)、6.03(t,2H)]。
また、濃度は、ヨードメトリーによる活性酸素量からペルオキシ基の含有量を求め、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジ[N−(3−トリエトキシシリル)プロピル]ペルオキシカーバメートの理論活性酸素量から算出した。
The structure of the 2,5-dimethylhexane-2,5-di [N- (3-triethoxysilyl) propyl] peroxycarbamate represented by the above general formula (1) is an AVANCE 400 NMR spectrum meter (manufactured by BRUCKER). ) Was identified by 1 H-NMR measurement [0.68 (t, 4H), 1.23 (t, 18H), 1.53 (s, 12H), 1.66-1.73 (m). , 4H), 2.20 (s, 4H), 3.26-3.31 (m, 4H), 3.81-3.87 (q, 12H), 6.03 (t, 2H)].
The concentration is determined by determining the content of peroxy groups from the amount of active oxygen by iodometry, and the theoretical active oxygen of 2,5-dimethylhexane-2,5-di [N- (3-triethoxysilyl) propyl] peroxycarbamate. Calculated from the amount.

<実施例1>
<架橋試験>
ロール機(東洋精機社製)を80℃に加熱し、E−SBR(商品名「JSR 1502」、JSR社製)を混練した。混練しながら、E−SBRの100gに対して、上記で得られた2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジ[N−(3−トリエトキシシリル)プロピル]ペルオキシカーバメートを1.48mmоl混合し、E−SBRのゴムシート(10cm×20cm)を得た。得られたゴムシートをJSRトレーディング社製キュラストメータにて、130℃で架橋試験を行った。その結果を、表1および表2に示す。
<Example 1>
<Crosslink test>
The roll machine (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.) was heated to 80 ° C., and E-SBR (trade name "JSR 1502", manufactured by JSR Corporation) was kneaded. While kneading, 1.48 mmоl of 2,5-dimethylhexane-2,5-di [N- (3-triethoxysilyl) propyl] peroxycarbamate obtained above was mixed with 100 g of E-SBR. , E-SBR rubber sheet (10 cm × 20 cm) was obtained. The obtained rubber sheet was subjected to a cross-linking test at 130 ° C. using a JSR Trading Co., Ltd. curast meter. The results are shown in Tables 1 and 2.

<実施例2>
実施例1の2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジ[N−(3−トリエトキシシリル)プロピル]ペルオキシカーバメートの使用量を、0.74mmоlにしたこと以外は、実施例1と同様の操作方法にて、架橋試験を行った。その結果を、表1および表2に示す。
<Example 2>
Same as in Example 1 except that the amount of 2,5-dimethylhexane-2,5-di [N- (3-triethoxysilyl) propyl] peroxycarbamate used in Example 1 was 0.74 mmоl. A cross-linking test was performed by the operation method. The results are shown in Tables 1 and 2.

<比較例1>
実施例1の2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジ[N−(3−トリエトキシシリル)プロピル]ペルオキシカーバメートを、下記一般式(A)で表されるパーオキシカーバメート化合物に変更した以外は、実施例1と同様の操作方法にて、架橋試験を行った。その結果を、表1および表2に示す。

Figure 0006899095
<Comparative example 1>
Except that the 2,5-dimethylhexane-2,5-di [N- (3-triethoxysilyl) propyl] peroxycarbamate of Example 1 was changed to the peroxycarbamate compound represented by the following general formula (A). Performed a cross-linking test by the same operation method as in Example 1. The results are shown in Tables 1 and 2.
Figure 0006899095

Figure 0006899095
Figure 0006899095

Figure 0006899095
Figure 0006899095

評価の結果、一般式(1)で表される化合物を用いた実施例1と実施例2については、一般式(A)で表される化合物を用いた比較例1よりも、最大トルク値が低下し、架橋反応が抑制されていることが確認された。さらにアルコキシシリル基が等量添加された実施例2と比較例1を比較した結果、さらに架橋反応が抑制されていることが確認された。 As a result of the evaluation, the maximum torque values of Example 1 and Example 2 using the compound represented by the general formula (1) were higher than those of Comparative Example 1 using the compound represented by the general formula (A). It was confirmed that it decreased and the cross-linking reaction was suppressed. Further, as a result of comparing Example 2 to which an equal amount of alkoxysilyl group was added and Comparative Example 1, it was confirmed that the cross-linking reaction was further suppressed.

Claims (1)

一般式(1):
Figure 0006899095
で表されることを特徴とするパーオキシカーバメート化合物。
General formula (1):
Figure 0006899095
A peroxycarbamate compound characterized by being represented by.
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