JPH06220130A - 反応性基を有するポリ(p−メチルスチレン)の製造方法 - Google Patents

反応性基を有するポリ(p−メチルスチレン)の製造方法

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JPH06220130A
JPH06220130A JP3126093A JP3126093A JPH06220130A JP H06220130 A JPH06220130 A JP H06220130A JP 3126093 A JP3126093 A JP 3126093A JP 3126093 A JP3126093 A JP 3126093A JP H06220130 A JPH06220130 A JP H06220130A
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methylstyrene
polymerization
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poly
molecular weight
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JP3126093A
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Toshinobu Higashimura
敏延 東村
Mitsuo Sawamoto
光男 澤本
Masami Uegakito
正己 上垣外
Kazuaki Miyashita
和晃 宮下
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Toagosei Co Ltd
Original Assignee
Toagosei Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 p−メチルスチレンのリビングカチオン重合
で、片末端に反応性基を有する分子量分布の狭いポリ
(p−メチルスチレン)を容易に得る。 【構成】 重合開始剤として、特定の有機ハロゲン化合
物と、ルイス酸性を有するハロゲン化金属とからなる重
合開始剤を用い、第4級アンモニウム塩の存在下でp−
メチルスチレンをリビングカチオン重合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、分子の片末端に、
(メタ)アクリロイル基等のラジカル重合性基または塩
素原子もしくはアセトキシ基のような求核置換反応性の
基を有するポリ(p−メチルスチレン)の製造方法に関
するものであり、この発明によって得られるポリ(p−
メチルスチレン)は、分子量分布が狭く、かつ反応性基
を有するために、他のポリマーの改質等に有用である。
【0002】
【従来の技術】分子の末端に反応性基を有するポリマー
は、例えばブロック共重合体の製造に用いられているよ
うに、既存のポリマーに新たな物性・機能を付与するた
めの材料として好適である。その中でも反応性基として
ラジカル重合性基を持つポリマーはマクロモノマーと称
され、グラフト共重合体の製造に利用されている。
【0003】最近、上記反応性ポリマーについて、分子
量分布の狭いポリマーが求められており、その手段とし
てリビングアニオン重合による製造が検討されている。
しかしながら、リビングアニオン重合では、重合系の僅
かな不純物も問題となり、例えば水については、完全に
除去しないと重合が進行しないというように、工業化が
容易でないという問題があった。
【0004】上記リビングアニオン重合法に対して、リ
ビングカチオン重合法では、重合に及ぼす不純物の影響
が少なく、重合開始剤1モル当り、0.04〜0.06
モル程度の水分が混入していても、分子量分布の狭い重
合体が高収率で得られることが一般的に知られている。
〔例えばMacromolecules(マクロモレキュールズ).第
17巻,265頁(1984年)〕。したがって、リビ
ングカチオン重合法によれば、単量体および溶剤に関す
る高度な精製操作を要せずに、目的のポリマーを合成す
ることが可能となる。
【0005】発明者らは、上記リビングカチオン重合に
よって分子の片末端にラジカル重合性基またはフェノー
ル性水酸基を有するポリスチレンを製造する方法に関し
て、先に特許出願している。具体的には、スチレン単量
体をリビングカチオン重合させた後、ラジカル重合性基
を有するシラン化合物またはグリニャール化合物によっ
て重合を停止させ、ポリスチレン型マクロモノマーを製
造する方法(特願平4−112303号)であり、ま
た、p−t−ブトキシスチレンのプロトン酸付加物を重
合開始剤として使用し、スチレン単量体をリビングカチ
オン重合させた後、p−t−ブトキシフェニル基をp−
ヒドロキシフェニル基に転換することによって、分子の
片末端にフェノール性水酸基を有するポリスチレンを製
造する方法(特願平4−112311号)である。
【0006】また、発明者らは、ある種のビニルエーテ
ルと塩化水素の付加物、たとえば、1−(2−アクリロ
イルオキシエトキシ)エチルクロライドまたは1−(2
−メタクリロイルオキシエトキシ)エチルクロライド等
が、α−メチルスチレンのリビングカチオン重合の重合
開始剤として適していることを見出し、ポリα−メチル
スチレン型マクロモノマーの製法に関しても提案してい
る。(特願平4−143556号)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】発明者らは、上記特願
平4−143556号で提案した、α−メチルスチレン
のリビングカチオン重合開始剤について、さらに検討し
た結果、ビニルエーテルと塩化水素の付加物およびルイ
ス酸性を有するハロゲン化金属の2成分に加えて、4級
アンモニウム塩を用いることにより、p−メチルスチレ
ンを高収率でリビングカチオン重合できることを見出
し、この発明を完成するに至った。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は、4級アンモ
ニウム塩の存在下で、下記化2の一般式(式中、Xはハ
ロゲン原子であり、Yは反応性置換基である。)で表さ
れる有機ハロゲン化合物とルイス酸性を有するハロゲン
化金属とからなる重合開始剤により、p−メチルスチレ
ンをリビングカチオン重合させることを特徴とする分子
の片末端に反応性基を有するポリ(p−メチルスチレ
ン)の製造方法である。なお、明細書における前記化1
と以下の化2は同じ内容の化学式である。
【0009】
【化2】CH3 −CHX−O−CH2 CH2 −Y
【0010】以下、この発明の反応性基を有するポリ
(p−メチルスチレン)の製造方法についてさらに詳し
く説明する。この発明において、重合開始剤の一成分と
して用いられる前記の化2で示される有機ハロゲン化合
物の置換基Yとしては、クロル基等のハロゲン原子、ア
セトキシ基またはベンゾイロキシ基等のアシロキシ基、
(メタ)アクリロイルオキシ基、アリロキシ基、フタル
イミド基、エトキシカルボニルメトキシ基およびジ(エ
トキシカルボニル)メチル基等が挙げられ、より好まし
くはクロル基、アセトキシ基、ベンゾイロキシ基、(メ
タ)アクリロイルオキシ基およびフタルイミド基であ
る。
【0011】化2で表される有機ハロゲン化合物の具体
例としては、1−(2−クロロエトキシ)エチルハライ
ド、1−(2−アセトキシエトキシ)エチルハライド、
1−(2−ベンゾイロキシエトキシ)エチルハライド、
1−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)エチルハラ
イドおよび1−(2−フタルイミドエトキシ)エチルハ
ライド等を挙げることができ、これらの化合物中のハロ
ゲン原子として、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子
が好ましく使用される。特に好ましい有機ハロゲン化合
物は、1−(2−クロロエトキシ)エチルクロライド、
1−(2−アセトキシエトキシ)エチルクロライド、1
−(2−ベンゾイロキシエトキシ)エチルクロライド、
1−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)エチルクロ
ライドおよび1−(2−フタルイミドエトキシ)エチル
クロライドである。
【0012】上記の有機ハロゲン化合物は、例えばクロ
ロエチルビニルエーテルまたは2−アセトキシエチルビ
ニルエーテル等のビニルエーテルと、塩化水素、臭化水
素またはヨウ化水素等のハロゲン化水素とを等モルで、
−78〜0℃程度の低温下で反応させることによって合
成することができる。
【0013】この発明における重合開始剤は、前記有機
ハロゲン化合物およびルイス酸性を有するハロゲン化金
属からなるもので、ルイス酸性を有するハロゲン化金属
としては、四塩化スズ(SnCl4 )、四臭化スズ(S
nBr4 )、三フッ化ホウ素(BF3 )、三塩化アルミ
ニウム(AlCl3 )、三臭化アルミニウム(AlBr
3 )、二塩化亜鉛(ZnCl2 )、五塩化アンチモン
(SbCl5 )、三塩化鉄(FeCl3 )、四塩化チタ
ン(TiCl4 )、四臭化チタン(TiBr4 )、五塩
化レニウム(ReCl5 )、ジエチルアルミニウムモノ
クロライド、モノエチルアルミニウムジクロライド等を
挙げることができ、好ましくは四塩化スズ(SnC
4 )である。
【0014】4級アンモニウム塩は、有機ハロゲン化合
物およびハロゲン化金属と共に、重合に際して重合系に
添加され、その役割は重合生長末端の安定化にある。4
級アンモニウム塩が添加されないと、分子量分布の狭い
ポリマーは得られない。好ましい4級アンモニウム塩と
しては、テトラアルキルアンモニウムハライドである。
こゝでハライドとしては、クロライド、ブロマイドまた
はアイオダイドが好ましく、アルキルとしては、メチ
ル、エチルおよびブチル等が好ましい。好ましいテトラ
アルキルアンモニウムハライドの具体例としては、テト
ラブチルアンモニウムクロライド、テトラブチルアンモ
ニウムブロマイドおよびテトラブチルアンモニウムアイ
オダイドが挙げられる。
【0015】重合開始剤における前記有機ハロゲン化合
物とハロゲン化金属の好ましい割合は、有機ハロゲン化
合物1モル当り、ハロゲン化金属1〜10モル、さらに
好ましくは1〜6モルである。また、重合開始剤と共に
使用する4級アンモニウム塩は、有機ハロゲン化合物1
モル当り0.01〜5モル使用することが好ましく、さ
らに好ましくは0.1〜2モルである。開始剤の重合系
への添加方法としては、後記する重合溶剤にスチレン、
有機ハロゲン化合物、4級アンモニウム塩を溶解した溶
液に、ハロゲン化金属を添加する方法が好ましく、ハロ
ゲン化金属が添加されると直ちに重合が開始する。
【0016】前記の重合開始剤の使用量は、目的とする
ポリ(p−メチルスチレン)の分子量に応じて選択され
る。例えば、数平均分子量が1200の重合体を目的と
する場合には、p−メチルスチレン単量体1モル当り有
機ハロゲン化合物を0.1モルの割合で使用する。ま
た、数平均分子量が59000の重合体を目的とする場
合には、p−メチルスチレン単量体1モル当り有機ハロ
ゲン化合物を0.002モルの割合で使用すればよい。
【0017】重合溶剤としては、塩化メチレン、クロロ
ホルム、四塩化炭素、二塩化エチレン、ベンゼン、トル
エン、ニトロメタンおよびニトロベンゼン等を挙げるこ
とができ、より好ましくは塩化メチレンである。また、
重合におけるp−メチルスチレン単量体の好ましい溶液
濃度は5〜30重量%程度である。重合温度としては、
−80℃〜室温が好ましく、さらに好ましくは−20〜
0℃である。ポリ(p−メチルスチレン)への反応性基
の導入率を高めるためには、−60℃〜−78℃で重合
を開始させた後、−20〜0℃で重合を進行させること
が好ましい。
【0018】
【作用】この発明においては、前記化2で表される有機
ハロゲン化合物が重合開始端となり、下記化3の式(式
中、Yは反応性基である)によって表される重合体が得
られる。
【0019】
【化3】
【0020】したがって、化2の反応性置換基Yを変え
ることにより、種々の反応性基を有するポリ(p−メチ
ルスチレン)を得ることができる。また、反応性基とし
てアシロキシ基またはフタルイミド基等の加水分解性基
を有するポリ(p−メチルスチレン)は、加水分解によ
ってヒドロキシル基またはアミノ基を有するポリ(p−
メチルスチレン)に変換することも可能である。得られ
た重合体の片末端に導入される官能基は、核磁気共鳴ス
ペクトル(NMR)等の測定によって確認することがで
きる。
【0021】
【実施例】以下、実施例によりこの発明のポリ(p−メ
チルスチレン)の製造方法をより具体的に説明する。実施例1 クロロエトキシを片末端に有するポリ(p−メチルスチ
レン)の合成以下の操作はすべて乾燥窒素雰囲気下で行
い、試薬は注射器により採取・添加した。2−クロロエ
チルビニルエーテルの200mM濃度のn−ヘキサン溶
液50ml中に、温度0℃で塩化水素ガスを30分間吹
き込み、200mM濃度の1−(2−クロロエトキシ)
エチルクロライド溶液を定量的に合成した後、−15℃
に冷却した。
【0022】p−メチルスチレン0.68ml、テトラ
リン0.2ml、塩化メチレン2.92ml、テトラブ
チルアンモニウムクロライドの500mM塩化メチレン
溶液0.2mlをシュレンク反応管に採取し、十分に混
合した後、−15℃に冷却した。得られた溶液に、前記
の200mM濃度の1−(2−クロロエトキシ)エチル
クロライドn−ヘキサン溶液0.5mlを添加し、引続
き−15℃に冷却しておいた四塩化スズの250mM塩
化メチレン溶液0.50mlを添加し、振り混ぜ、重合
を開始させた。
【0023】重合開始時の各成分の量は、1−(2−ク
ロロエトキシ)エチルクロライド:0.1ミリmol、
四塩化スズ:0.125ミリmol、テトラブチルアン
モニウムクロライド:0.1ミリmol、p−メチルス
チレン:5ミリmolである。−15℃で1分間重合さ
せた後、メタノールを2ml加え、重合を停止させた。
テトラリンを内部標準として、反応液をガスクロマトグ
ラフィーで分析することにより、p−メチルスチレンの
重合率は45%であることが分かった。
【0024】反応液をトルエンで希釈した後、希塩酸、
水、希水酸化ナトリウム水溶液、水で順次洗浄した後、
溶媒を減圧下留去し、ポリ(p−メチルスチレン)を得
た。得られたポリ(p−メチルスチレン)の分子量をゲ
ルパーミエーション・クロマトグラフィーで測定したと
ころ、数平均分子量Mnは2700、分子量分布Mw/
Mnは1.11であった。また、得られたポリ(p−メ
チルスチレン)について、 1H−NMRスペクトルを測
定することにより、末端クロロエトキシ基の導入率は9
7%であることが判った。
【0025】実施例2 上記実施例1と同様な重合を反応時間5分かけて行なっ
た。p−メチルスチレンの重合率は86%であり、得ら
れたポリ(p−メチルスチレン)の分子量は、数平均分
子量Mnで4930、分子量分布Mw/Mnは1.14
であった。
【0026】実施例3 上記実施例1と同様な重合を反応時間15分かけて行な
った。p−メチルスチレンの重合率は99%であり、得
られたポリ(p−メチルスチレン)の分子量は、数平均
分子量Mnで5250、分子量分布Mw/Mnは1.1
6であった。
【0027】
【発明の効果】この発明の反応性基を有するポリ(p−
メチルスチレン)の製造方法は、特定の有機ハロゲン化
合物とルイス酸性のハロゲン化金属とからなる重合開始
剤を使用して、4級アンモニウム塩の存在下でp−メチ
ルスチレンをリビングカチオン重合することによって、
単量体および溶剤に関する高度な精製操作を要せずに、
分子量分布の狭い、末端に各種の反応性官能基を有する
ポリ(p−メチルスチレン)を容易に製造することがで
きるものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 4級アンモニウム塩の存在下で、下記化
    1の一般式(式中、Xはハロゲン原子であり、Yは反応
    性置換基である。)で表される有機ハロゲン化合物とル
    イス酸性を有するハロゲン化金属とからなる重合開始剤
    により、p−メチルスチレンをリビングカチオン重合さ
    せることを特徴とする反応性基を有するポリ(p−メチ
    ルスチレン)の製造方法。 【化1】CH3 −CHX−O−CH2 CH2 −Y
JP3126093A 1993-01-27 1993-01-27 反応性基を有するポリ(p−メチルスチレン)の製造方法 Pending JPH06220130A (ja)

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