JPH0466883B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0466883B2
JPH0466883B2 JP59139096A JP13909684A JPH0466883B2 JP H0466883 B2 JPH0466883 B2 JP H0466883B2 JP 59139096 A JP59139096 A JP 59139096A JP 13909684 A JP13909684 A JP 13909684A JP H0466883 B2 JPH0466883 B2 JP H0466883B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sulfonated
norbornene
carbon atoms
polymer
norbornene derivative
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP59139096A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6119608A (en
Inventor
Hironobu Shinohara
Noboru Yamahara
Yoshinori Yoshida
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JSR Corp
Original Assignee
Japan Synthetic Rubber Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Synthetic Rubber Co Ltd filed Critical Japan Synthetic Rubber Co Ltd
Priority to JP59139096A priority Critical patent/JPS6119608A/en
Publication of JPS6119608A publication Critical patent/JPS6119608A/en
Publication of JPH0466883B2 publication Critical patent/JPH0466883B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔産業上の利用分野〕 本発明はノルボルネン誘導体のスルホン化物の
重合体の製法に関するものである。 〔従来技術〕 一般に有機化合物のスルホン酸やその誘導体は
硫酸に匹敵する程の強酸であり、その性質を生か
して工業的に広く利用されている。また、その塩
は水溶性であることから有機材料あるいは無機材
料の界面活性剤として極めて重要である。 本発明者らは、すでにジシクロペンタジエンの
スルホン化物およびその重合体を発明した(特願
昭58−160417等)。 該化合物は、有機物のスルホン化物であり、そ
の酸は通常のスルホン酸として触媒、カチオン交
換剤等に有益なものである。またこの化合物は、
乳化剤、分散剤として極めて有用なものであり、
セメント、石こう、CaCO3のごとき無機系微粒
子の分散剤石炭、石油コークスおよび染料等有機
系微粒子の分散剤として極めて優れた性能を有し
ているが、一方この化合物は、黒色でその色調が
濃いためその製造工程および使用工程において、
排水およびこれを用いた製品を着色させるという
欠点を有していた。 〔発明の目的〕 本発明者らは、かかる現状に鑑み、高い分散性
を維持した化合物を見いだすべく鋭意検討したと
ころ、分子中に二重結合を2個含有する炭素数9
〜12の特定のノルボルネン誘導体のスルホン化物
のスルホン化物の重合体が極めて優れた分散性を
もち、かつ該重合体の色調が大きく改良されてい
ることを見いだし、本発明に到達した。 〔発明の構成) すなわち本発明は、下記一般式(A)または(B)で表
わされる炭素数9〜12のノルボルネン誘導体をス
ルホン化剤の存在下で前記ノルボルネン誘導体の
ノルボルネン環の二重結合をスルホン化し、得ら
れたスルホン化物を酸性化合物触媒の存在下で重
合することを特徴とするノルボルネン誘導体のス
ルホン化物の重合体の製法である。 式中、R1,R2は炭素数1〜4のアルキル基ま
たは水素原子、R3,R4は水素原子または炭素数
1〜3のアルキル基、R5は炭素数1〜3のアル
キレン基、R6,R7は炭素数1〜3のアルキル基
または水素原子、R8,R9は水素原子または炭素
数1〜3のアルキル基、θは0または1を表わ
す。なお6の位置にある基は5の位置にあつても
よい。 次に本発明を詳細に説明する。 本発明において、前記の一般式(A)および(B)で表
わされるノルボルネン誘導体は、ジエン成分とし
てシクロペンタジエン、ジエノフイル成分として
炭素数4〜7のシクロジエンを除いたジエン類と
のデイールスアルダー反応、ナフサの熱分解等に
よつて得られる。 ジエノフイル成分として用いられる炭素数4な
いし7のジエンを例示すると1,3−ブタジエ
ン、1,2−ブタジエン、1,2−ペンタジエ
ン、1,3−ペンタジエン、1,4−ペンタジエ
ン、2,3−ペンタジエン、イソプレン、1,2
−ヘキサジエン、1,3−ヘキサジエン、1,4
−ヘキサジエン、1,5−ヘキサジエン、2,3
−ヘキサジエン、2,4−ヘキサジエン、2,3
−ジメチル−1,3−ブタジエン、2−エチル−
1,3−ブタジエン、1,2−ヘプタジエン、
1,3−ヘプタジエン、1,4−ヘプタジエン、
1,5−ヘプタジエン、1,6−ヘプタジエン、
2,3−ヘプタジエン、2,4−ヘプタジエン、
2,5−ヘプタジエン、3,4−ヘプタジエン、
3,5−ヘプタジエンの他分岐した炭素数7の各
種ジエン類である。 シクロペンタジエンと上記ジエノフイルをデイ
ールスアルダー反応すると、炭素数9から12のノ
ルボルネン環の二重結合とジエノフイルとして作
用した二重結合以外の二重結合が残存したノルボ
ルネン誘導体が生成する。この代表的なものを、
例示すると5−ビニル−ノルボルネン−2、5−
エチリデン−ノルボルネン−2、5−メチレン−
6−メチルノルボルネン−2、5−プロペニル−
ノルボルネン−2、5−ビニル−6−メチルノル
ボルネン−2、5−イソプロペニル−ノルボルネ
ン−2、5−メチル−5−ビニル−ノルボルネン
−2、5−アリル−ノルボルネン−2、5−ビニ
ル−6−エチルノルボルネン−2、5−ブテニル
−ノルボルネン−2などが挙げられる。 ノルボルネン誘導体のスルホン化物を製造する
には、種々の製造方法が考えられる、例えば上記
ノルボルネン誘導体の二重結合を下記に示す方法
でスルホン化して製造することができる。 不飽和化合物、特に不飽和脂肪族あるいは、不
飽和脂環化合物に適用されるスルホン化反応は、
ギルバード(E.E.Gilbert)の著書「スルホン化
および関連反応」(“Sulfonation and Related
Reaction”),Interscience Publishers Inc.(1965
年)に詳細に総括されており、またチヤールズ・
ジエイ・ノートン(Chalrs・J・Norton)ら、
ザ・ジヤーナル・オブ・オーガニツク・ケミスト
リー(The Journal of Orgnic Chemistry)
4158頁(1968年)の研究に示されるような、不飽
和結合への亜硫酸塩類の付加反応によつてもスル
ホン化することができる。しかしながら、分子中
に2種の二重結合を有するものの一方に優先的に
スルホン化した例は示されていないが、本発明者
らの鋭意検討の結果ノルボルネン環の二重結合に
優先的に亜硫酸塩類を付加せしめることによつ
て、分子中に1つの二重結合を含有するノルボル
ネン化合物のスルホン化物がえられた。 この場合のスルホン化剤としては、通常アルカ
リ金属の酸性亜硫酸塩、メタ亜硫酸塩あるいは亜
硫酸塩類が単独または混合物として使用される。 スルホン化剤の量は、ノルボルネン誘導体1モ
ルに対して通常0.1〜2.0モル比、好ましくは0.5〜
1.5モル比、さらに好ましくは1〜1.5モル比であ
る。 0.1モル比未満では、反応収率が低く、また20
モル比をこえるジスルホン化物の生成が多くな
る。スルホン化剤の量がノルボルネン誘導体1モ
ルに対して1モル未満の場合、スルホン化したノ
ルボルネン誘導体とスルホン化しないノルボルネ
ン誘導体との混合物ができるが、その場合には、
抽出(溶媒としては例えばn−ヘキサン等を使用
する。)または蒸留でスルホン化したノルボルネ
ン誘導体のみを該混合物からとりだしてもよい
し、またスルホン化したノルボルネン誘導体とス
ルホン化しないノルボルネン誘導体との混合物を
そのまま後記する方法で重合させてもよい。その
場合も、スルホン化物の重合体は抽出(溶媒とし
ては例えばn−ヘキサン等を使用する。)または
蒸留でスルホン化しない重合体と分離することが
できる。 スルホン化反応にあたつて、触媒の使用は必ず
しも必要としないが、通常、無機酸化剤などの触
媒を用いると収率の向上、反応時間の短縮などの
効果がある。無機酸化化剤としては、例えば硝酸
塩類、亜硫酸塩類、塩素酸塩類などが挙げられる
が、特に硝酸塩類が効果的である。無機酸化剤の
量は特に限定される訳ではないが、ノルボルネン
誘導体1モルに対し、0.02〜0.15モル比、好まし
くは0.05〜0.1モル比が効果的である。更に反応
を均一かつ円滑に進行させるために適当な溶媒を
用いることが望ましい。 有利に使用できる溶媒としては、例えば水ある
いは、メチルアルコール、エチルアルコール、プ
ロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブ
チルアルコール、第3級ブチルアルコールなどの
低級アルコール類、低級グリコール類、ケトン
類、エーテル類、エステル類などが挙げられる。
これらの溶剤は適宜2種以上混合して使用するこ
とができる。なかでも低級アルコールと水の混合
溶剤、そのうちでも特にメチルアルコールと水の
混合溶剤すぐれた溶剤として推奨される。 反応温度は通常50〜200℃、好ましくは70〜150
℃、より好ましくは、90〜130℃で行なわれ、ま
た常圧あるいは加圧下のいづれでも実施すること
ができる。 副反応の進行をおさえ、無機塩の生成を低くす
るために、反応系のPHは通常2〜9好ましくは5
〜7に保つ。 例えば式()の化合物を用い、適当な溶媒中
において亜硫酸水素ナトリウムと反応させると式
()の化合物が優先的に得られる。 かくのごときノルボルネン誘導体のスルホン化物
は、新規な物質である。 該ノルボルネン誘導体のスルホン化物は通常下
記一般式(C),(D)のように示される。 (式中、R1,R2は炭素数1〜4のアルキル基
または水素原子、R3,R4は水素原子または炭素
数1〜3のアルキル基、R5は炭素数1〜3のア
ルキレン基、R6,R7は炭素数1〜3のアルキル
基または水素原子、R8,R9は水素原子または炭
素数1〜3のアルキル基、Mは水素原子、アルカ
リ金属原子、アルカリ土類金属原子、アンモニウ
ム基またはアミンを表わし、Mがアルカリ土類金
属原子であるときにはαは2を表わし、Mがアル
カリ土類金属原子以外のものであるときにはαは
1を表わし、θは0または1である。) また、このスルホン化物において、カチオン種
(一般式(C),(D)におけるM)は特に限定されるも
のでないが、水溶性にするためには、水素、アル
カリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、ア
ミンなどが好ましい。 上記アルカリ金属としては、ナトリウム、カリ
ウムなどを、アミンとしはメチルアミン、エチル
アミン、プロピルアミン、ジメチルアミン、ジエ
チルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミ
ン、ブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチル
アミンなどのアルキルアミン、エチレンジアミ
ン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラ
ミンなどのポリアミン、モルホリン、ピペリジン
などのアルカリ土類金属としては、カルシウム、
マグネシウムなどの例示することができる。また
これらのカチオン種は種々のイオン交換技法によ
り他種のカチオン種と相互に交換することが可能
である。 以上のようにして、前記一般式式(C)または(D)で
表わされるノルボルネン誘導体のスルホン化物が
得られる。 本発明におけるノルボルネン誘導体のスルホン
化物の重合体とは、前記のノルボルネン誘導体の
スルホン化物のうち同一のものを重合せしめてえ
られる重合体または、前記のノルボルネン誘導体
のスルホン化物と重合可能な単量体(以下共重合
単量体)との混合物を重合せしめてえられる重合
体を表わすものである。 該重合体の製造方法は以下のごときである。 例えば、前記一般式(C)または(D)で表わされるノ
ルボルネン誘導体のスルホン化物を、あるいはこ
れと共重合単量体とを酸性化合物触媒の存在下、
反応温度通常−20〜300℃、好ましくは80〜180℃
で数時間から数十時間に亘り重合反応せしめて重
合体を製造する。 上記の重合反応において、反応を円滑に行うた
め、重合反応用溶媒を用いることができ、かかる
重合反応用溶媒としては、重合反応に支障がない
限り、水などの極性溶媒、または炭化水素類、ハ
ロゲン化炭化水素類など任意のものを用いること
ができる。 前記酸性化合物触媒としては、硫酸、リン酸、
フツ化水素三フツ化ホウ素およびその鎖体、塩化
アルミニウム、臭化アルミニウム、四塩化スズ、
塩化亜鉛、三塩化チタンなどのルイス酸類、ある
いは、有機プロトン酸を挙げることができる。 その中でも硫酸を代表的なものとして挙げるこ
とができる。 共重合単量体としては、オレフイン性二重結合
を有する脂肪族、脂環式、芳香族の炭化水素、不
飽和アミド、不飽和アルコール、不飽和エステ
ル、不飽和ニトリル、不飽和カルボン酸およびそ
のエステル、不飽和スルホン酸およびそのエステ
ルなど、または、脂肪族、脂環式、芳香族のアル
コールまたはフエノール、またはアミノ基、エス
テル基、ニトリル基、カルボン酸基、スルホン酸
基を有するアルコールまたはジオールなど一種類
以上を任意の割合で用いることができる。 使用する共重合体単量体の種類を変えることに
よつて、重合体の界面活性特性を変えることがで
きる。 前記のノルボルネン誘導体のスルホン化物と共
重合単量体とから重合体を製造して、該重合体を
セメントの分散剤として用いる場合、空気連行性
を低く保つたために、 ノルボルネン誘導体のスルホン化物/重合体 (重量%) は50%以上、好ましくは70%以上である。 本発明の方法によつて得られた重合体の一般的
な構造は下記のごとく示される。 (式中、R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8
R9,M,αおよびθは一般式(C),(D)における場
合と同じであり、nは重合度を表わす。) 本発明の方法によつてえられたノルボルネン誘
導体のスルホン化物の重合体の分子量は反応条
件、特に酸性化合物触媒の種類およびその量、並
びに溶媒の種類およびその量または反応温度反応
時間により適宜変化せしめることができる。 本発明の方法によつてえられたノルボルネン誘
導体のスルホン化物の重合体をセメント分散剤と
して用いる場合には重量平均分子量が500以上で
あることが好ましく更に好ましくは、1000以上で
あり、2000〜100000が最も好ましい。 また本発明の方法によつてえられたノルボルネ
ン誘導体のスルホン化物の重合体はイオン交換法
あるいは中和反応などにより酸型または、アルカ
リ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、アミ
ンなどの塩に相互に交換することができる。 〔発明の効果〕 後述する実施例から理解されるように本発明の
方法によつて得られたノルボルネン誘導体のスル
ホン化物の重合体は優れた界面活性作用を有して
いるため、有機材料あるいは無機材料(例、セメ
ント、石こう、染料、石炭、石油コークス、石油
ピツチ等)の界面活性剤として極めて有用であり
例えば乳化剤、分散剤、湿潤剤、洗浄剤、平滑剤
として広広く用いることができる。 更には、本発明の方法によつてえられたノルボ
ルネン誘導体のスルホン化物の重合体はセメント
用分散剤として特に有用であり、この場合には、
後述する実施例の説明からも理解させるようにセ
メントの水への分散性を著しく向上せしめること
でき、従つて、セメント工法における減水効果を
得ることができる。 また、本発明の方法によつてえられたノルボル
ネン誘導体のスルホン化物の重合体は空気をほと
んど連行しないことから、高強度のコンクリート
の製造でき、また更にはこのコンクリートの着色
性も非常に少ない。 〔実施例〕 以下本発明の実施例を具体的に説明するが本発
明はこれらの実施例に限定されるものではない。 尚、本発明において記述する重量平均分子量
は、GPC(ゲル・パーミツシヨン・クロマトグラ
フイー)により測定した結果を分子量の異なる数
種類のポリスチレンスルホン酸を標準物質とし用
いて作成した検量線に基づき換算したものであ
る。 実施例 1〜7 撹拌装置、温度計を備えて成る2のステンレ
ス製オートクレーブに表1に示すノルボルネン誘
導体2mol、亜硫酸水素ナトリウム2mol(208g)、
硝酸カリウム0.4mol(20g)、イソプロピルアル
コール750ml、蒸留水250gを仕入み密閉して強撹
拌下で混合しながら、温度110℃で5時間に亘り
反応させた。その後室温まで放冷後、反応混合物
を取りだし蒸留水100ml及びn−ヘキサン300mlを
加えて充分混合し分離したn−ヘキサン層及び沈
澱部を除いた残部を濃縮し、蒸発乾固して淡黄色
固体が得られた。この固体をソークスレー抽出器
を用いてn−ヘキサンで1時間、未反応物を抽出
除去し残液を乾燥後氷酢酸500mlに溶解し、無機
塩などの酢酸不溶分を濾別した。得られた酢酸可
溶分を濃縮乾固することで白黄色固体を得た。そ
してこの固体をエタノールで洗浄して更に乾燥し
て表1に示すノルボルネン誘導体のスルホン化物
のナトリウム塩Bgを得た。 この結果を表1に示した。 次に該スルホン化物を用いて、次のような重合
反応を実施した。 撹拌装置、温度計を備えて成る1の三口フラ
スココに上述のスルホン化物135g、蒸留水58g
を仕込み溶解後全体を冷却しながら98%硫酸135
gを撹拌下に約30分間で滴下し、次いで、オイル
バスで加熱し、途中サンプリングして、GPCで
重合度合を確認しながら110〜125℃の範囲で35時
間に亘り重合した。 重合後、反応器に蒸留水300mlを加え溶解させ、
炭酸カルシウムで中和し沈澱を除去後、炭酸ナト
リウムでソーデーシヨンしてナトリウム塩とした
後、この溶液を乾固して表2に示した量の茶褐色
固体をえた。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a method for producing a polymer of a sulfonated norbornene derivative. [Prior Art] In general, organic compounds such as sulfonic acid and its derivatives are strong acids comparable to sulfuric acid, and are widely used industrially due to their properties. Moreover, since the salt is water-soluble, it is extremely important as a surfactant for organic or inorganic materials. The present inventors have already invented a sulfonated product of dicyclopentadiene and a polymer thereof (Japanese Patent Application No. 58-160417, etc.). The compound is a sulfonated organic substance, and the acid is useful as a catalyst, cation exchange agent, etc. as a common sulfonic acid. This compound also has
It is extremely useful as an emulsifier and dispersant,
A dispersant for inorganic fine particles such as cement, gypsum, and CaCO 3 It has extremely excellent performance as a dispersant for organic fine particles such as coal, petroleum coke, and dyes, but on the other hand, this compound has a deep black color. Therefore, in its manufacturing and usage processes,
This method had the disadvantage of coloring wastewater and products using it. [Object of the Invention] In view of the current situation, the present inventors conducted extensive studies to find a compound that maintains high dispersibility, and found that a compound containing 9 carbon atoms and two double bonds in the molecule.
The present invention was achieved by discovering that a polymer of sulfonated products of ~12 specific norbornene derivatives has extremely excellent dispersibility and that the color tone of the polymer is greatly improved. [Structure of the Invention] That is, the present invention provides a process in which a norbornene derivative having 9 to 12 carbon atoms and represented by the following general formula (A) or (B) is prepared by removing the double bond of the norbornene ring of the norbornene derivative in the presence of a sulfonating agent. This is a method for producing a polymer of a sulfonated norbornene derivative, which is characterized by sulfonating and polymerizing the obtained sulfonated product in the presence of an acidic compound catalyst. In the formula, R 1 and R 2 are an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a hydrogen atom, R 3 and R 4 are a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and R 5 is an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms. , R 6 and R 7 represent an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a hydrogen atom, R 8 and R 9 represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and θ represents 0 or 1. Note that the group at the 6-position may also be at the 5-position. Next, the present invention will be explained in detail. In the present invention, the norbornene derivatives represented by the above general formulas (A) and (B) are subjected to a Diels-Alder reaction with dienes excluding cyclopentadiene as the diene component and cyclodienes having 4 to 7 carbon atoms as the dienophile component. Obtained by thermal decomposition of naphtha. Examples of dienes having 4 to 7 carbon atoms used as the dienophile component include 1,3-butadiene, 1,2-butadiene, 1,2-pentadiene, 1,3-pentadiene, 1,4-pentadiene, and 2,3-pentadiene. , isoprene, 1,2
-hexadiene, 1,3-hexadiene, 1,4
-hexadiene, 1,5-hexadiene, 2,3
-hexadiene, 2,4-hexadiene, 2,3
-dimethyl-1,3-butadiene, 2-ethyl-
1,3-butadiene, 1,2-heptadiene,
1,3-heptadiene, 1,4-heptadiene,
1,5-heptadiene, 1,6-heptadiene,
2,3-heptadiene, 2,4-heptadiene,
2,5-heptadiene, 3,4-heptadiene,
These include 3,5-heptadiene and various branched dienes having 7 carbon atoms. When cyclopentadiene and the dienophile are subjected to the Diels-Alder reaction, a norbornene derivative is produced in which double bonds other than the double bond of the norbornene ring having 9 to 12 carbon atoms and the double bond that acted as the dienophile remain. This representative
For example, 5-vinyl-norbornene-2,5-
ethylidene-norbornene-2,5-methylene-
6-methylnorbornene-2,5-propenyl-
norbornene-2,5-vinyl-6-methylnorbornene-2,5-isopropenyl-norbornene-2,5-methyl-5-vinyl-norbornene-2,5-allyl-norbornene-2,5-vinyl-6- Examples include ethylnorbornene-2 and 5-butenyl-norbornene-2. In order to produce a sulfonated product of a norbornene derivative, various production methods can be considered. For example, it can be produced by sulfonating the double bond of the above-mentioned norbornene derivative by the method shown below. The sulfonation reaction applied to unsaturated compounds, especially unsaturated aliphatic or unsaturated alicyclic compounds, is
EEGilbert's book “Sulfonation and Related Reactions”
Reaction”), Interscience Publishers Inc. (1965
(2010), and also by Charles
Chalrs J. Norton et al.
The Journal of Organic Chemistry
Sulfonation can also be achieved by the addition reaction of sulfites to unsaturated bonds, as shown in the study on page 4158 (1968). However, there has been no example of preferential sulfonation of one of two types of double bonds in a molecule, but as a result of intensive studies by the present inventors, sulfite is preferentially sulfonated on the double bond of the norbornene ring. By adding salts, a sulfonated norbornene compound containing one double bond in the molecule was obtained. As the sulfonating agent in this case, acidic sulfites, metasulfites, or sulfites of alkali metals are usually used alone or as a mixture. The amount of the sulfonating agent is usually 0.1 to 2.0 molar ratio, preferably 0.5 to 2.0 molar ratio per mole of norbornene derivative.
The molar ratio is 1.5, more preferably 1 to 1.5 molar. If the molar ratio is less than 0.1, the reaction yield will be low, and 20
The amount of disulfonated products exceeding the molar ratio increases. When the amount of the sulfonating agent is less than 1 mole per mole of the norbornene derivative, a mixture of the sulfonated norbornene derivative and the non-sulfonated norbornene derivative is formed;
Only the sulfonated norbornene derivative may be extracted from the mixture by extraction (using n-hexane, etc. as the solvent) or distillation, or a mixture of the sulfonated norbornene derivative and the non-sulfonated norbornene derivative may be extracted. It may be directly polymerized by the method described later. In that case as well, the sulfonated polymer can be separated from the non-sulfonated polymer by extraction (for example, n-hexane is used as the solvent) or distillation. In the sulfonation reaction, the use of a catalyst is not necessarily required, but the use of a catalyst such as an inorganic oxidizing agent is usually effective in improving the yield and shortening the reaction time. Examples of the inorganic oxidizing agent include nitrates, sulfites, chlorates, etc., and nitrates are particularly effective. Although the amount of the inorganic oxidizing agent is not particularly limited, an effective molar ratio of 0.02 to 0.15, preferably 0.05 to 0.1 molar, per mole of norbornene derivative. Furthermore, it is desirable to use an appropriate solvent to allow the reaction to proceed uniformly and smoothly. Examples of solvents that can be advantageously used include water, lower alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, isopropyl alcohol, butyl alcohol, and tertiary butyl alcohol, lower glycols, ketones, ethers, and esters. Examples include.
Two or more of these solvents can be used in combination as appropriate. Among these, a mixed solvent of lower alcohol and water, especially a mixed solvent of methyl alcohol and water, is recommended as an excellent solvent. The reaction temperature is usually 50-200℃, preferably 70-150℃
C., more preferably 90 to 130.degree. C., and can be carried out either at normal pressure or under elevated pressure. In order to suppress the progress of side reactions and reduce the formation of inorganic salts, the pH of the reaction system is usually 2 to 9, preferably 5.
Keep it at ~7. For example, when a compound of formula () is reacted with sodium bisulfite in an appropriate solvent, the compound of formula () is preferentially obtained. Such sulfonated norbornene derivatives are new substances. The sulfonated norbornene derivatives are usually represented by the following general formulas (C) and (D). (In the formula, R 1 and R 2 are alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms or hydrogen atoms, R 3 and R 4 are hydrogen atoms or alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms, and R 5 is alkylene having 1 to 3 carbon atoms. group, R 6 and R 7 are alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms or hydrogen atoms, R 8 and R 9 are hydrogen atoms or alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms, M is a hydrogen atom, an alkali metal atom, an alkaline earth atom represents a metal atom, ammonium group or amine; when M is an alkaline earth metal atom, α represents 2; when M is other than an alkaline earth metal atom, α represents 1; θ represents 0 or 1; ) In this sulfonated product, the cationic species (M in general formulas (C) and (D)) is not particularly limited, but in order to make it water-soluble, hydrogen, alkali metals, alkaline earth Preferred are similar metals, ammonium, amines, and the like. Examples of the alkali metals include sodium and potassium, and examples of amines include alkylamines such as methylamine, ethylamine, propylamine, dimethylamine, diethylamine, trimethylamine, triethylamine, butylamine, dibutylamine, and tributylamine, ethylenediamine, diethylenetriamine, and triethylene. Polyamines such as tetramine, alkaline earth metals such as morpholine and piperidine include calcium,
Examples include magnesium. These cationic species can also be interchanged with other cationic species by various ion exchange techniques. In the manner described above, the sulfonated product of the norbornene derivative represented by the general formula (C) or (D) is obtained. In the present invention, the polymer of sulfonated norbornene derivatives refers to a polymer obtained by polymerizing the same sulfonated norbornene derivatives mentioned above, or a monomer that can be polymerized with the sulfonated norbornene derivatives mentioned above. (hereinafter referred to as copolymerized monomer). The method for producing this polymer is as follows. For example, a sulfonated norbornene derivative represented by the above general formula (C) or (D), or a comonomer thereof and a comonomer, in the presence of an acidic compound catalyst,
Reaction temperature usually -20~300℃, preferably 80~180℃
A polymer is produced by carrying out a polymerization reaction over a period of several hours to several tens of hours. In the above polymerization reaction, in order to carry out the reaction smoothly, a polymerization reaction solvent can be used.As such a polymerization reaction solvent, polar solvents such as water, hydrocarbons, Any one can be used, such as halogenated hydrocarbons. The acidic compound catalyst includes sulfuric acid, phosphoric acid,
Hydrogen fluoride, boron trifluoride and its chains, aluminum chloride, aluminum bromide, tin tetrachloride,
Examples include Lewis acids such as zinc chloride and titanium trichloride, and organic protonic acids. Among them, sulfuric acid can be cited as a typical example. Comonomers include aliphatic, alicyclic, and aromatic hydrocarbons having olefinic double bonds, unsaturated amides, unsaturated alcohols, unsaturated esters, unsaturated nitriles, unsaturated carboxylic acids, and their like. esters, unsaturated sulfonic acids and esters thereof, aliphatic, alicyclic, aromatic alcohols or phenols, or alcohols or diols having amino groups, ester groups, nitrile groups, carboxylic acid groups, sulfonic acid groups, etc. One or more types can be used in any proportion. By varying the type of copolymer monomer used, the surfactant properties of the polymer can be varied. When a polymer is produced from the above-mentioned sulfonated norbornene derivative and a comonomer and used as a dispersant for cement, the sulfonated norbornene derivative/polymer is used to maintain low air entrainment. The coalescence (% by weight) is at least 50%, preferably at least 70%. The general structure of the polymer obtained by the method of the present invention is shown below. (In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 ,
R 9 , M, α and θ are the same as in general formulas (C) and (D), and n represents the degree of polymerization. ) The molecular weight of the polymer of the sulfonated norbornene derivative obtained by the method of the present invention can be changed as appropriate depending on the reaction conditions, especially the type and amount of the acidic compound catalyst, the type and amount of the solvent, or the reaction temperature and reaction time. You can force it. When the polymer of the sulfonated norbornene derivative obtained by the method of the present invention is used as a cement dispersant, the weight average molecular weight is preferably 500 or more, more preferably 1000 or more, and 2000 to 100,000. is most preferred. Furthermore, the polymer of sulfonated norbornene derivatives obtained by the method of the present invention can be mutually converted into acid form or salts of alkali metals, alkaline earth metals, ammonium, amines, etc. by ion exchange method or neutralization reaction. Can be exchanged. [Effects of the Invention] As will be understood from the Examples described below, the polymer of the sulfonated norbornene derivative obtained by the method of the present invention has an excellent surfactant effect, so it is suitable for use with organic materials or inorganic materials. It is extremely useful as a surfactant for materials (e.g., cement, gypsum, dyes, coal, petroleum coke, petroleum pitch, etc.) and can be widely used, for example, as an emulsifier, dispersant, wetting agent, detergent, and smoothing agent. Furthermore, the polymer of sulfonated norbornene derivatives obtained by the method of the present invention is particularly useful as a dispersant for cement; in this case,
As will be understood from the description of the examples below, the dispersibility of cement in water can be significantly improved, and therefore a water reduction effect can be obtained in the cement construction method. Further, since the polymer of the sulfonated norbornene derivative obtained by the method of the present invention hardly entrains air, it is possible to produce high-strength concrete, and furthermore, this concrete has very little discoloration. [Examples] Examples of the present invention will be specifically described below, but the present invention is not limited to these Examples. The weight average molecular weight described in the present invention is calculated by converting the results measured by GPC (gel permeation chromatography) based on a calibration curve created using several types of polystyrene sulfonic acids with different molecular weights as standard substances. It is. Examples 1 to 7 2 mol of the norbornene derivative shown in Table 1, 2 mol (208 g) of sodium hydrogen sulfite,
0.4 mol (20 g) of potassium nitrate, 750 ml of isopropyl alcohol, and 250 g of distilled water were charged, and the mixture was sealed and reacted at a temperature of 110° C. for 5 hours while mixing under strong stirring. Thereafter, after cooling to room temperature, the reaction mixture was taken out, 100 ml of distilled water and 300 ml of n-hexane were added, mixed thoroughly, the separated n-hexane layer and the precipitate were removed, and the remainder was concentrated and evaporated to dryness to form a pale yellow solid. was gotten. This solid was extracted with n-hexane for 1 hour using a Soxhlet extractor to remove unreacted substances, and the remaining liquid was dried and dissolved in 500 ml of glacial acetic acid, and acetic acid insoluble components such as inorganic salts were filtered off. The obtained acetic acid soluble portion was concentrated to dryness to obtain a white-yellow solid. This solid was washed with ethanol and further dried to obtain the sodium salt Bg of the sulfonated norbornene derivative shown in Table 1. The results are shown in Table 1. Next, the following polymerization reaction was carried out using the sulfonated product. 135 g of the above sulfonated product and 58 g of distilled water are placed in a three-necked flask equipped with a stirrer and a thermometer.
After preparing and dissolving, add 98% sulfuric acid 135 while cooling the whole.
g was added dropwise over about 30 minutes with stirring, then heated in an oil bath, and polymerized over a period of 35 hours at a temperature of 110 to 125° C., taking samples along the way and checking the degree of polymerization by GPC. After polymerization, add 300ml of distilled water to the reactor and dissolve.
After neutralizing with calcium carbonate and removing the precipitate, the solution was sodated with sodium carbonate to obtain a sodium salt, and the solution was dried to obtain a brown solid in the amount shown in Table 2.

【表】 この実施例1のスルホン化物の赤外吸収スペク
トルを第1図に示した。1560cm-1附近にノルボル
ネン環にもとづく二重結合の吸収が消滅し、ビニ
ル基に残つたままであり、かつ1050,1180cm-1
近にスルホン基にもとづく強い吸収が現われてい
ることから、スルホン基がノルボルネン環の二重
結合に付加した化合物であることが判る。 実施例2〜7で得られたスルホン化物も1560cm
-1附近にノルボルネン環にもとづく二重結合の吸
収消減し、残りの二重結合は残つたままであり、
かつ1050,1180cm-1附近にスルホン基にもとづく
強い吸収が現われていることからスルホン基がノ
ルボルネン環の二重結合に付加した化合物である
ことが、赤外吸収スペクトルにより、実施例1と
同様にして確められた。
[Table] The infrared absorption spectrum of the sulfonated product of Example 1 is shown in FIG. The absorption of the double bond based on the norbornene ring disappears around 1560 cm -1 and remains in the vinyl group, and the strong absorption based on the sulfone group appears around 1050 and 1180 cm -1 . It can be seen that this is a compound added to the double bond of the norbornene ring. The sulfonated products obtained in Examples 2 to 7 were also 1560 cm
Near -1 , the double bond based on the norbornene ring is absorbed and disappeared, and the remaining double bonds remain.
In addition, strong absorption based on the sulfone group appears near 1050 and 1180 cm -1 , which indicates that the compound has a sulfone group added to the double bond of the norbornene ring, based on the infrared absorption spectrum, as in Example 1. It was confirmed.

【表】【table】

【表】 実施例1で得られた重合体の赤外吸収スペクト
ルを第2図に示し、GPCチヤートを第3図に示
した。第1図にくらべビニル基が大幅に消滅し、
第3図から重合体であること証明されている。ま
たスルホン基は残つたままである。これらのこと
からビニル基により重合が進行した重合体である
ことが判る。 実施例2〜7で得られた重合体も赤外吸収スペ
クトルおよびGPCチヤートより、実施例1と同
様、残存する二重結合により重合が進行している
ものであることが確認された。 実施例 8〜11 実施例1で得られたノルボルネン誘導体のスル
ホン化物150gと第3表に示す化合物を各々Cg仕
込み実施例1と同様の処方で重合した。結果を表
3に示した。
[Table] The infrared absorption spectrum of the polymer obtained in Example 1 is shown in FIG. 2, and the GPC chart is shown in FIG. 3. Compared to Figure 1, the vinyl group has largely disappeared,
From Figure 3, it is proven that it is a polymer. Also, the sulfone group remains. From these facts, it can be seen that this is a polymer in which polymerization has proceeded due to vinyl groups. Similar to Example 1, it was confirmed from the infrared absorption spectra and GPC charts that the polymers obtained in Examples 2 to 7 were polymerized due to residual double bonds. Examples 8 to 11 150 g of the sulfonated norbornene derivative obtained in Example 1 and the compounds shown in Table 3 were each charged with Cg and polymerized using the same recipe as in Example 1. The results are shown in Table 3.

【表】 参考例 1 以上の実施例1〜11の各々において得られた重
合体の4%水溶液をそれぞれ作り温度20℃におけ
る表面張力を測定した。 結果は表4に示す。 この結果からわかるように本発明の方法によつ
てえられた重合体は、泡立ちが少なく、且つ優れ
た界面活性作用を有するものである。また市販の
セメント「ボルトランドセメント」(小野田セメ
ント(株)製)200gに実施例1〜11で得られた重合
体2gと蒸留水50gを加えて3分間手練りした
後、フロー値(内容積98.9c.c.のフローコーンを用
い、JIS.R5201に準じて測定した値)を求めたと
ころ表4に示すフロー値が得られた。一方本発明
の方法によつてえられた重合体を加えないものも
同様にして手練りした後、フロー値を測定したと
ころわずか86mmのフロー値しか得られなかつた。 また、本発明の方法によつてえられた重合体を
加えたセメントペーストの着色性は非常に小さか
つた。 この結果より本発明の方法によつて得られた重
合体はセメントの水への分散性が極めて大きく優
れ、しかも着色性が非常に小さいことが判る。
[Table] Reference Example 1 4% aqueous solutions of the polymers obtained in each of Examples 1 to 11 above were prepared and their surface tensions were measured at a temperature of 20°C. The results are shown in Table 4. As can be seen from these results, the polymer obtained by the method of the present invention exhibits less foaming and has excellent surfactant action. In addition, 2 g of the polymers obtained in Examples 1 to 11 and 50 g of distilled water were added to 200 g of commercially available cement "Boltland Cement" (manufactured by Onoda Cement Co., Ltd.) and mixed by hand for 3 minutes. Using a 98.9 cc flow cone, the flow values shown in Table 4 were obtained. On the other hand, when the material obtained by the method of the present invention without the addition of the polymer was kneaded by hand in the same manner and the flow value was measured, a flow value of only 86 mm was obtained. Further, the coloring property of the cement paste to which the polymer obtained by the method of the present invention was added was very small. The results show that the polymer obtained by the method of the present invention has extremely excellent dispersibility of cement in water and has very low coloring property.

【表】【table】

【表】【table】 【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は実施例1の本発明の方法によつてえら
れたノルボルネン誘導体のスルホン化物、第2図
は実施例1の本発明の方法によつてえられたノル
ボルネン誘導体のスルホン化物の重合体のそれぞ
れ赤外分析スペクトル図であり、第3図は実施例
1の本発明の方法によつてえられたノルボルネン
誘導体のスルホン化物()およびノルボルネン
誘導体のスルホン化物の重合体()のGPC図
である。
FIG. 1 shows a sulfonated norbornene derivative obtained by the method of the present invention in Example 1, and FIG. 2 shows a polymer of sulfonated norbornene derivative obtained by the method of the present invention in Example 1. FIG. 3 is a GPC diagram of a sulfonated norbornene derivative () and a polymer () of a sulfonated norbornene derivative obtained by the method of the present invention in Example 1. be.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 下記一般式(A)または(B)で表わされる炭素数9
〜12のノルボルネン誘導体をスルホン化剤の存在
下で前記ノルボルネン誘導体のノルボルネン環の
二重結合をスルホン化し、得られたスルホン化物
を酸性化合物触媒の存在下で重合することを特徴
とするノルボルネン誘導体のスルホン化物の重合
体の製法。 式中、R1,R2は炭素数1〜4のアルキル基ま
たは水素原子、R3,R4は水素原子または炭素数
1〜3のアルキル基、R5は炭素数1〜3のアル
キレン基、R6,R7は炭素数1〜3のアルキル基
または水素原子、R8,R9は水素原子または炭素
数1〜3のアルキル基、θは0または1を表わ
す。なお6の位置にある基は5の位置にあつても
よい。
[Claims] 1. 9 carbon atoms represented by the following general formula (A) or (B)
-12 norbornene derivatives, characterized in that the double bond of the norbornene ring of the norbornene derivative is sulfonated in the presence of a sulfonating agent, and the obtained sulfonated product is polymerized in the presence of an acidic compound catalyst. Method for producing sulfonated polymers. In the formula, R 1 and R 2 are an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a hydrogen atom, R 3 and R 4 are a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and R 5 is an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms. , R 6 and R 7 represent an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a hydrogen atom, R 8 and R 9 represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and θ represents 0 or 1. Note that the group at the 6-position may also be at the 5-position.
JP59139096A 1984-07-06 1984-07-06 Production of polymer of sulfonated norbornene derivative Granted JPS6119608A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59139096A JPS6119608A (en) 1984-07-06 1984-07-06 Production of polymer of sulfonated norbornene derivative

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59139096A JPS6119608A (en) 1984-07-06 1984-07-06 Production of polymer of sulfonated norbornene derivative

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6119608A JPS6119608A (en) 1986-01-28
JPH0466883B2 true JPH0466883B2 (en) 1992-10-26

Family

ID=15237399

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59139096A Granted JPS6119608A (en) 1984-07-06 1984-07-06 Production of polymer of sulfonated norbornene derivative

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6119608A (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100708976B1 (en) 2005-04-18 2007-04-18 주식회사 엘지화학 Sulfonic norbornene copolymer and method for preparing thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6119608A (en) 1986-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6059903B2 (en) Method for producing internal olefin sulfonate
Hayden et al. The kinetics of the polymerization of methyl methacrylate. II. The crosslinked and heterogeneous reaction
JP2661677B2 (en) Functional oligomers vinylformamide and vinylamine
CN111072754B (en) Trisiloxane modified carnosine and preparation method thereof
JP2590790B2 (en) Method for producing conjugated diene sulfonated polymer
JPH0466883B2 (en)
Yamamura et al. Synthesis and properties of destructible anionic surfactants with a 1, 3-dioxolane ring and their use as emulsifier for emulsion polymerization
US3668230A (en) Alkyl-sulfoxide and alkyl-sulfone terminated oligomers
Newkirk The Preparation and Polymerization of Vinyl Fluoride
CN109778221B (en) Polycarboxylic acid prepared from citric acid and sodium salt thereof and preparation method thereof
JPS6119609A (en) Production of polymer of sulfonated cyclohexene derivative
JPH0651747B2 (en) Method for producing water-soluble polymer salt
DE3880600T2 (en) Surface active polymer.
EP0350863A2 (en) Surface active agent for use in emulsion polymerization
JPH0240091B2 (en)
JPH0755965B2 (en) Method for producing sulfonated polymer
JPS59184152A (en) Production of sulfonated substance
JPS59170106A (en) Production of polymer from sulfonated hydroxydicyclo- pentadiene
JPS6050809B2 (en) Method for producing acrylamide polymer
JPS621944B2 (en)
Bajpai et al. Polymerization of acrylamide using mandelic acid/permanganate redox system in acidic medium
SU129145A1 (en) The method of obtaining polymer of butadiene with a high content of the structure of CIS-1.4
EP0108654B1 (en) Sulfonic acid compound having cyclopentadiene skeleton and composition comprising same and cement
JPH0218327B2 (en)
JPH0214345B2 (en)