JPH04227629A - 溶融塩法によるグリシジルアジドポリマー合成 - Google Patents

溶融塩法によるグリシジルアジドポリマー合成

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JPH04227629A
JPH04227629A JP3185924A JP18592491A JPH04227629A JP H04227629 A JPH04227629 A JP H04227629A JP 3185924 A JP3185924 A JP 3185924A JP 18592491 A JP18592491 A JP 18592491A JP H04227629 A JPH04227629 A JP H04227629A
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JP
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azide
polyepichlorohydrin
quaternary ammonium
polymer
glycidyl
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JP3185924A
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Ross I Wagner
ロス アービン ワグナー
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Rockwell International Corp
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    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/32Polymers modified by chemical after-treatment
    • C08G65/321Polymers modified by chemical after-treatment with inorganic compounds
    • C08G65/325Polymers modified by chemical after-treatment with inorganic compounds containing nitrogen

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、グリシジルアジド(即
ち、アジ化グリシジル)ポリマー(GAP)を調製する
ための無溶媒方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】高エネルギのヒドロキシ終端アジドポリ
マーの調製において従来使用されている方法は、米国特
許第4,268,450号及び1989年2月2日に出
願した米国特許出願第07/305,033号に記載さ
れている。
【0003】米国特許第4,268,450号において
は、例えばジメチルホルムアミド(DMF)又はジメチ
ルスルホキシド(DMSO)等の適宜の極性有機溶媒に
おいてポリエピクロロヒドリン(PECH)とアジ化ナ
トリウムとを混合することによってアジドポリマーを調
製している。
【0004】前述した米国特許出願第07/305,0
33号は、メチルトリオクチル塩化アンモニウム、ドデ
チルトリメチル塩化アンモニウム、塩化リチウム等から
なるグループから選択される触媒、及びDMSO中のポ
リエピクロロヒドリン及びアジ化ナトリウムの混合物を
使用してヒドロキシ終端脂肪族ポリエーテルを製造する
方法を記載している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した両方の方法は
、アジドポリエーテルを製造するために溶媒を使用して
いる。本発明は、米国特許第4,268,450号に記
載されるような一般構造式を持ったポリエーテルの生成
を意図するものであるが、グリシジルアジドポリマーの
製造のための無溶媒系及び溶融塩方法を提供するもので
ある。
【0006】本発明の目的のひとつは、グリシジルアジ
ドポリマー生成の新規な方法を提供することである。本
発明の別の目的とするところは、第4アジ化アンモニウ
ム塩化合物からのアジドイオンとポリエピクロロヒドリ
ン前駆体との反応が発生する無溶媒系を使用するポリマ
ー生成の改良した方法を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、以下の
一般式、 を有する化合物の調製のための新規な無溶媒溶融塩方法
が提供され、尚xは約10乃至60の値を有する整数で
あり、yは約1乃至4の値を有する整数であり、且つR
は一価アルコール、ジオール、トリオール、又はポリオ
ール開始剤の無ヒドロキシ残留物である。
【0008】
【実施例】本発明によれば、ポリエピクロロヒドリンの
グリシジルアジドポリマーへの変換の反応速度は、該ポ
リマー内のエピクロロヒドリン単位及びアジドイオンの
濃度に直接的に比例する。従来技術のポリエーテルプロ
セスにおいては、約90%の変換の後に顕著な反応速度
の遅滞化が発生する。この遅滞化は、初期の反応速度か
ら予測される反応時間の2倍以上であリ、アジド塩の金
属カチオン(例えば、Na+又はLi+)の、溶解度が
制限されている溶媒媒体との会合の結果である。反応が
進行すると溶解する固体金属アジド塩と会合している溶
媒が解放されると、反応自身から発生するものよりも、
ポリエピクロロヒドリン単位の希釈が加速されることと
なる。本発明方法は、アジド塩溶解度制限及び反応速度
のカチオン誘起遅滞化の両方を、反応溶媒の除去及びア
ルカリ金属アジドに対しての低融点第4アジ化アンモニ
ウム塩の置換により、完全に除去している。
【0009】本発明に基づいて合成されるヒドロキシ終
端脂肪族ポリエーテルは、以下の一般構造式を有してい
る。 尚、xは約10乃至60の値を有する整数であり、Rは
一価アルコール、ジオール、トリオール、又はポリオー
ル開始剤の無ヒドロキシ残留物であり、且つyは該開始
剤内に存在するヒドロキシグループの数を表し1乃至約
4の値を有する整数である。
【0010】例えば、特に限定する意図ではないが、R
は、多機能アジドアルキルポリマーエーテルを与える開
始剤残留物を表すHOCH2CH2OH、HOCH2C
HOHCH2OH、及びC(CH2OH)4からのCH
2CH2、CH2CHCH2、及びC(CH2)4とす
ることが可能である。
【0011】本発明方法は、公知のいずれの従来方法よ
りも2乃至3倍高速であり、ポリエピクロロヒドリン内
のエピクロロヒドリンモノマー単位内の有機的に結合し
た塩素が、アジドイオンと反応して、以下の式に従って
、グリシジルアジドポリマー内にグリシジルアジドモノ
マー単位を生成する。
【0012】次式で表される液体又は溶融第4アジ化ア
ンモニウム、 尚、R1、R2、R3、R4は、直鎖状、枝分かれ鎖状
、又は芳香族置換型のいずれかであり且つメチル乃至オ
クタデシル及びベンジルの同族列から構成されるグルー
プから選択された同一又は異なった脂肪族基とすること
が可能であり、約80℃乃至約120℃の融点を有する
前記第4アジ化アンモニウムを、例えばDMSO又はD
MF等の溶媒においてアジ化アルカリ金属、NaN3及
び/又はLiN3の溶液の代わりに無溶媒系において使
用する。理解すべきことであるが、上述した第4アジ化
アンモニウム反応物質に対する融点範囲は、大気温度以
下の融点を有するアジ化メチルトリオクチルアンモニア
等(表1の例6参照)の第4アジ化アンモニウムを使用
することを排除するものではない。
【0013】より詳細に説明すると、本発明によれば、
グリシジルアジドポリマーの製造のための溶融塩方法は
、以下のステップを有している。
【0014】(1)  適宜の反応容器中において、以
下の一般式を有する第4アジ化アンモニウムからアジド
イオンを与え、
【0015】(2)  ステップ(1)のアジドイオン
をポリエピクロロヒドリンのエピクロロヒドリンモノマ
ー単位と結合させ、
【0016】(3)  次式に従って無溶媒系内におい
てアジドイオンとエピクロロヒドリンモノマー単位とを
反応させ、 尚、xは約10乃至60の値を有する整数であり、yは
1乃至約4の値を有する整数であり、GAP生成物にお
けるRは一価アルコール、ジオール、トリオール、又は
ポリオール開始剤の無ヒドロキシ残留物であり、R1、
R2、R3、R4は第4アジ化アンモニウム塩化合物で
あり、
【0017】(4)  次式の一般式のグリシジルアジ
ドポリマーを生成し、 尚、xは約10乃至60の値を有する整数であり、yは
1乃至約4の値を有する整数であり、且つRは一価アル
コール、ジオール、トリオール、又はポリオール開始剤
の無ヒドロキシ残留物である。
【0018】以下により詳細に例示する如く、本発明プ
ロセスは、又、アジドイオンが、例えばアジ化テトラブ
チルアンモニウム(TBAA)、アジ化メチルトリオク
チルアンモニウム、及びアジ化ベンジルトリエチルアン
モニウム(BTEAA)等の非常に吸湿性の第4アジ化
アンモニウム塩化合物から派生される溶融第4アンモニ
ウム塩水和物内に与えられることを予定している。一般
論として、第4アンモニウム塩水和物の融点は、対応す
る無水第4アンモニウム塩よりも一層低い。
【0019】例示として特に限定する意図なしに示すと
、本発明に基づく改良した方法は、以下の具体例によっ
てより良く理解することが可能である。
【0020】例1 適宜の反応容器中において、0.0224g(1.24
4mmols)で水化した0.3311g(1.164
mmols)のBu4NN3(Bu=C4H9)を0.
0998gのポリエピクロロヒドリン(PECH)(0
.996meq.のエピクロロヒドリンモノマー単位)
と混合させて、均一の液体とさせた。0.0015gの
この液体に関して得た示差走査熱分析(DCS)データ
は、ポリエピクロロヒドリン内の塩素の置換が発生して
グリシジルアジドポリマーを生成し、次いで約208−
218℃において過剰なBu4NN3を且つ約226℃
において生成物GAPを逐次的に分解していることを表
している。該反応混合物の残部を約1時間の間100℃
のオイルバス内にいれ、次いで大気状態に冷却させ、次
いで1ミリリットル部分のH2Oで2度洗浄して副産物
の塩化テトラブチルアンモニウムを除去した。その結果
得られた生成物を、0.15トール及び58℃で回転エ
バポレータを使用して乾燥させ、且つ赤外線解析によっ
て分析した。該ポリエーテルは、C−Cl/C−H=0
.029/0.481=0.060の吸光比を示し、そ
れは、吸光比対変換に対する標準的な曲線から決定され
る如く、ポリエピクロロヒドリンからグリシジルアジド
ポリマーへの90.2%の変換率と等価である。
【0021】例2 この例においては、純粋のBu4NN3を純粋のポリエ
ピクロロヒドリン(PECH)と、以下の如くに反応さ
せた。適宜の反応容器において、ガス状窒素雰囲気下で
、0.6391g(2.246mmols)のBu4N
N3と0.2010g(2.042meq.)のポリエ
ピクロロヒドリン(PECH)と混合させた。この混合
物を、約0.33時間の間105℃においてオイルバス
内に浸漬させた。その結果得られる液体生成物を、水で
3回洗浄し、且つ0.2トール及び68℃で回転エバポ
レータ内において乾燥させた。赤外線分光器を使用して
、結果的に得られるC−Cl/C−H吸光比は0.06
0/0.604=0.099であり、ポリエピクロロヒ
ドリンからグリシジルアジドポリマーへの85.2%の
変換に対応していた。
【0022】例3 Bu4NN3(8.7411g、30.72mmols
)及びポリエピクロロヒドリン(PECH)(3.02
36g、30.78meq.)のほぼ等モルの混合物を
非常に厚いペーストとして調合した。約0.3g部分の
このペーストを適宜の反応容器内にいれ、それらを同時
的に100℃のオイルバス内に浸漬させ、そこで、該ペ
ーストは溶融して均一な液体を形成し、次いで異なる時
間期間の後に個別的に除去した。その結果得られた生成
物を水で二回洗浄し、真空下で乾燥させ、且つ上述した
例1及び2に記載した如くに、赤外線吸収解析によって
分析した。時間の関数として決定したポリエピクロロヒ
ドリンからグリシジルアジドポリマーへの変換の範囲は
二次の反応速度論(kinetics)に従うものであ
った。速度定数は0.0018liter/mol−s
ecであった。
【0023】例4 適宜の反応容器内の溶融撹拌したBu4NN3(93.
2g、0.327mol、溶融点=85℃)に対して、
35分の過程で29.3g(0.298eq.)のポリ
エピクロロヒドリン(PECH)を添加し、その後に、
温度を105℃へ上昇させた。周期的にサンプリングを
行ない且つ反応混合物の分析により、変換は3時間後に
事実上完了していたことが示された。2回水洗いし且つ
真空乾燥した後に、生成物GAPを98%の収率で分離
させた。その他のグリシジルアジドポリマー(GAP)
の調製例を以下の表1に示す。
【0024】
【表1】 以上、本発明の具体的実施の態様について詳細に説明し
たが、本発明はこれら具体的実施例に限定されるべきも
のではなく、本発明の技術的範囲を逸脱することなしに
、種々の変形が可能であることは勿論である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  グリシジルアジドポリマーを製造する
    溶融塩法において、 (1)  適宜の反応容器内において、以下の一般式を
    有する第4アジ化アンモニウム塩化合物を供給し、(2
    )  ステップ(1)のアジドイオンをポリエピクロロ
    ヒドリンのエピクロロヒドリンモノマー単位と結合させ
    、 (3)  前記アジドイオン及びエピクロロヒドリンモ
    ノマー単位を次式に従って溶媒のない系内において反応
    させ、 (4)  次式の一般式のグリシジルアジドポリマーを
    製造する、 上記各ステップを有しており、xは約10乃至約60の
    間の値を有する整数であり、yは1乃至約4の値を有す
    る整数であり、且つRは一価アルコール、ジオール、ト
    リオール、又はポリオール開始剤の無ヒドロキシ残留物
    である、ことを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】  請求項1において、R1、R2、R3
    、R4は、第4アジ化アンモニウムが約80℃乃至約1
    20℃の融点を有するように、直鎖又は枝分かれ鎖、又
    は芳香族置換型とすることが可能な同族列メチル乃至オ
    クタデシル、及びベンジルからなるグループから選択さ
    れたものであることを特徴とする方法。
  3. 【請求項3】  請求項1において、前記アジドイオン
    は、前記第4アジ化アンモニウムが110℃以下の融点
    を有するように、水化第4アジ化アンモニウムとして与
    えることを特徴とする方法。
  4. 【請求項4】  請求項1において、前記アジドイオン
    及びエピクロロヒドリンモノマー単位を85℃乃至11
    0℃の温度へ加熱させることを特徴とする方法。
JP3185924A 1990-04-24 1991-04-24 溶融塩法によるグリシジルアジドポリマー合成 Pending JPH04227629A (ja)

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