JPH06239910A - Photopolymerization initiator - Google Patents

Photopolymerization initiator

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JPH06239910A
JPH06239910A JP3168293A JP3168293A JPH06239910A JP H06239910 A JPH06239910 A JP H06239910A JP 3168293 A JP3168293 A JP 3168293A JP 3168293 A JP3168293 A JP 3168293A JP H06239910 A JPH06239910 A JP H06239910A
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photopolymerization initiator
alkyl
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秀雄 富岡
Masahiko Harada
雅彦 原田
Iwao Sumiyoshi
岩夫 住吉
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Abstract

PURPOSE:To obtain a new water-soluble photopolymerization initiator, composed of a benzoin derivative having a specific structure, having a high curing rate without using an amine and useful as a printing plate material, a resist, an ultraviolet curing coating, an ultraviolet curing ink, etc. CONSTITUTION:1,4-Dioxane, water and selenium dioxide are placed in a flask and the resultant mixture is then heated at 50-55 deg.C to provide a uniform solution. Acetophenones of formula I (R1 is H, alkyl, alkoxy, halogen, etc.) are subsequently added to the prepared solution and the resultant mixture is then subjected to oxidizing reaction while being heated. Thereby, a phenylglyoxal derivative is obtained. Toluene is subsequently made to react therewith in the presence of aluminum chloride to afford a 4'-methylbenzoin derivative of formula II. The hydroxyl group is then etherified and the obtained compound is subsequently made to react with N-bromosuccinimide and benzoyl peroxide and brominated. Furthermore, a tertiary amine such as triethylamine is then allowed to react therewith to provide a quaternary salt. As a result, the objective photopolymerization initiator of formula III [R2 and R3 are alkyl; Y<+> is quaternary ammonium; X<-> is monovalent anion; (n) is 1-5] or formula IV is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は新規な光重合開始剤に関
し、特に、水溶性光重合開始剤に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a novel photopolymerization initiator, and more particularly to a water-soluble photopolymerization initiator.

【0002】[0002]

【従来の技術】光照射により重合硬化する組成物および
その技術は印刷製版材料、各種のレジスト、紫外線硬化
塗料および紫外線硬化インキのような幅広い分野で用い
られている。紫外線硬化塗料を例にとると、印刷紙の上
塗り透明コート層はグラビアコーターで数ミクロンメー
ター以下の薄膜で塗装されている。この場合薄膜を得る
ために10センチポイズ以下といった低粘度の組成物が要
求され、これを達成するため組成物の全重量の半分以上
を有機溶剤(例えばメチルエチルケトン、トルエン)が占
める組成物が使用されている。
2. Description of the Related Art A composition which is polymerized and cured by irradiation with light and its technique are used in a wide variety of fields such as printing plate-making materials, various resists, ultraviolet curable paints and ultraviolet curable inks. Taking UV curing paint as an example, the transparent top coat layer of the printing paper is coated with a gravure coater as a thin film of several micrometers or less. In this case, a composition having a low viscosity such as 10 centipoise or less is required to obtain a thin film, and in order to achieve this, a composition in which an organic solvent (e.g., methyl ethyl ketone, toluene) accounts for more than half of the total weight of the composition is used. There is.

【0003】しかしながら、近年環境問題等から水溶性
の感光性材料が求められている。有機溶剤の弊害を避け
るためには、水溶性の感光性組成物の設計が方策として
考えられる。したがって、樹脂の水溶性化とともに光重
合開始剤の水溶性化が必要となる。
However, in recent years, water-soluble photosensitive materials have been demanded due to environmental problems and the like. In order to avoid the harmful effects of organic solvents, the design of a water-soluble photosensitive composition is considered as a measure. Therefore, it is necessary to make the photopolymerization initiator water-soluble as well as making the resin water-soluble.

【0004】水溶性光重合開始剤の例としては、置換ベ
ンゾフェノン(ジャーナル・オブ・フォトケミストリー
(Journal of Photochemistry)第36号、1987年、第347〜
363頁)、置換チオキサントン(ジャーナル・オブ・フォ
トケミストリー第36号、1987年、第99〜112頁;特開昭6
2-132880号公報;および同58-80301号公報)、置換アン
トラキノンおよび置換ヒドロキシアセトフェノン等が挙
げられる。しかし、ベンゾフェノン、チオキサントンお
よびアントラキノンは水素引き抜き型の反応を行なうた
め、共開始剤としてアミンの存在を必要とする。その結
果、アミンの使用による臭気および刺激等が生じ、環境
および作業の安全上問題となる。また、現在知られてい
るアミンを使用しないα-解製型の反応を起こす置換ヒ
ドロキシアセトフェノンは硬化速度が小さいという本質
的な問題を有する。
Examples of water-soluble photopolymerization initiators include substituted benzophenones (Journal of Photochemistry).
(Journal of Photochemistry) No. 36, 1987, No. 347-
363), substituted thioxanthones (Journal of Photochemistry No. 36, 1987, pp. 99-112;
2-132880; and 58-80301), substituted anthraquinones and substituted hydroxyacetophenones. However, benzophenone, thioxanthone and anthraquinone undergo a hydrogen abstraction type reaction and thus require the presence of an amine as a co-initiator. As a result, the use of amine causes odor and irritation, which poses a safety problem in the environment and work. Further, the currently known substituted hydroxyacetophenone which causes an α-decomposition type reaction without using an amine has an essential problem that the curing rate is low.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の従来の
問題を解決するものであり、その目的とするところは、
アミンを用いず、かつ硬化速度の大きい水溶性光重合開
始剤を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to:
It is to provide a water-soluble photopolymerization initiator that does not use an amine and has a high curing rate.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、式The present invention is based on the formula

【0007】[0007]

【化3】 [Chemical 3]

【0008】で示す構造の光重合開始剤を提供するもの
であり、そのことにより上記目的が達成される。
The present invention is to provide a photopolymerization initiator having a structure shown by the above, by which the above object is achieved.

【0009】式(I)および(II)中、R1は水素、アルキル
基、置換アルキル基、アルコキシ基、シアノ基、ニトロ
基、ベンゾイル基、アセチル基、ヒドロキシ基またはハ
ロゲンである。アルキル基、置換アルキル基およびアル
コキシ基は炭素数1〜6であることが好ましい。炭素数
が6を上回ると光重合開始剤の疎水性が増す結果、水溶
性が低下するからである。尚、置換アルキル基の好まし
い置換基は、ヒドロキシ基のような親水性基である。R2
およびR3は同一または異なるアルキル基である。好まし
いアルキル基には、メチル基、エチル基、n-プロピル
基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-
ブチル基およびtert-ブチル基のような炭素数1〜4の
炭化水素基が挙げられる。
In the formulas (I) and (II), R 1 is hydrogen, alkyl group, substituted alkyl group, alkoxy group, cyano group, nitro group, benzoyl group, acetyl group, hydroxy group or halogen. The alkyl group, the substituted alkyl group and the alkoxy group preferably have 1 to 6 carbon atoms. This is because if the carbon number exceeds 6, the hydrophobicity of the photopolymerization initiator will increase, resulting in a decrease in water solubility. In addition, a preferable substituent of the substituted alkyl group is a hydrophilic group such as a hydroxy group. R 2
And R 3 are the same or different alkyl groups. Preferred alkyl groups include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-
Examples thereof include hydrocarbon groups having 1 to 4 carbon atoms such as a butyl group and a tert-butyl group.

【0010】Y+は、4級アンモニウム基であり特に限定
されないが、式
Y + is a quaternary ammonium group and is not particularly limited.

【0011】[0011]

【化4】 [Chemical 4]

【0012】で示す構造を有することが好ましい。この
ような構造は第4級塩として容易に合成でき、安定に存
在するからである。
It is preferable to have a structure represented by: This is because such a structure can be easily synthesized as a quaternary salt and is stable.

【0013】式(III)中、R4、R5およびR6は、同一また
は異なるアルキル基または置換アルキル基であり、R7
よびR9は水素、アルキル基、置換アルキル基、アルコキ
シ基、シアノ基、ニトロ基、ベンゾイル基、アセチル
基、ヒドロキシ基またはハロゲンである。R8はアルキル
基または置換アルキル基である。このような基が好まし
い理由および具体例は上述の通りである。
In the formula (III), R 4 , R 5 and R 6 are the same or different alkyl groups or substituted alkyl groups, and R 7 and R 9 are hydrogen, an alkyl group, a substituted alkyl group, an alkoxy group and a cyano group. Group, nitro group, benzoyl group, acetyl group, hydroxy group or halogen. R 8 is an alkyl group or a substituted alkyl group. The reason why such a group is preferable and specific examples are as described above.

【0014】X-は1価のアニオンであれば特に限定され
ないが、塩化物イオンおよび臭化物イオンのような水溶
性を損なわないアニオンであることが好ましい。他に
も、例えば、過塩素酸イオンおよびホウフッ化イオンの
ようなアニオンを用いうる。
X is not particularly limited as long as it is a monovalent anion, but is preferably an anion such as chloride ion and bromide ion which does not impair the water solubility. Other anions such as perchlorate and borofluoride may be used.

【0015】nは1〜5までの整数である。nが5を上回
ると疎水性が増大し水溶性が低下するので好ましくな
い。
N is an integer from 1 to 5. When n exceeds 5, hydrophobicity increases and water solubility decreases, which is not preferable.

【0016】発明者らは、加水分解を受けやすいベンゾ
インのα位の水素をアルキル基に置換したα-アルキル
ベンゾインアルキルエーテル誘導体が簡便に合成できる
ことに着目し、その水溶性化を試みた結果、上記α-ア
ルキルベンゾインアルキルエーテルの4級アンモニウム
塩が水溶性でかつ大きな硬化速度を示す光重合開始剤で
あることを見い出し、本発明を完成するに到った。
The inventors of the present invention focused on the fact that an α-alkylbenzoin alkyl ether derivative in which the hydrogen at the α-position of benzoin, which is susceptible to hydrolysis, was substituted with an alkyl group, could be easily synthesized, and as a result of trying to make it water-soluble, It was found that the above-mentioned quaternary ammonium salt of α-alkylbenzoin alkyl ether is a photopolymerization initiator which is water-soluble and exhibits a high curing rate, and has completed the present invention.

【0017】本発明の光重合開始剤(I)及び(II)は、通
常以下の反応例1または2に従って得られる。反応条
件、分離精製法および得られる化合物の同定法は当業者
に周知である。
The photopolymerization initiators (I) and (II) of the present invention are usually obtained according to the following Reaction Example 1 or 2. The reaction conditions, separation and purification method, and identification method of the obtained compound are well known to those skilled in the art.

【0018】反応例1Reaction Example 1

【化5】 [Chemical 5]

【0019】反応例2Reaction Example 2

【化6】 [Chemical 6]

【0020】[式中、R1〜R3は上記と同意義である。][In the formula, R 1 to R 3 have the same meanings as described above. ]

【0021】本発明の光重合開始剤は、エチレン性不飽
和基を有するモノマー(以下エチレン性不飽和モノマー
と略記する)およびエチレン性不飽和基を有するポリマ
ー(以下エチレン性不飽和ポリマーと略記する)を光重合
させる能力を有する。本発明の光重合開始剤を使用する
のに好適なエチレン性不飽和モノマーおよびエチレン性
不飽和ポリマーの例は、「紫外線硬化システム」、加藤清
視著、1989年、総合技術センター発行、第151〜331頁に
記載されている。
The photopolymerization initiator of the present invention comprises a monomer having an ethylenically unsaturated group (hereinafter abbreviated as an ethylenically unsaturated monomer) and a polymer having an ethylenically unsaturated group (hereinafter abbreviated as an ethylenically unsaturated polymer). ) Is photopolymerized. Examples of the ethylenically unsaturated monomer and the ethylenically unsaturated polymer suitable for using the photopolymerization initiator of the present invention are described in "UV Curing System", Kiyomi Kato, 1989, General Technology Center, No. 151. ~ 331.

【0022】本発明の光重合開始剤の使用量はエチレン
性不飽和モノマーおよびエチレン性不飽和ポリマーの総
量に対して0.1〜10重量%の範囲とすることが好まし
い。0.1重量%以下であると光硬化が不十分となり、10
重量%を越えると得られる重合体が低分子量になるので
好ましくない。
The amount of the photopolymerization initiator used in the present invention is preferably in the range of 0.1 to 10% by weight based on the total amount of the ethylenically unsaturated monomer and the ethylenically unsaturated polymer. If it is less than 0.1% by weight, the photo-curing will be insufficient,
If the amount exceeds 5% by weight, the resulting polymer has a low molecular weight, which is not preferable.

【0023】上記成分の他に、必要に応じて他のポリマ
ー成分、例えば熱可塑性のアクリル樹脂、ポリエステル
樹脂およびスチレン樹脂等を加えてよい。また、必要に
応じて重合禁止剤(例えば、2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾ
ール、ハイドロキノンおよびp-メトキシフェノール)、
染料(例えばエオシン、メチレンブルーおよびマラカイ
トグリーン)、他の増感剤(例えば2,4-ジエチルチオキサ
ントンおよび2-エチルアントラキノン)、および他の開
始剤(例えばベンジルジメチルケタールおよびベンゾイ
ンイソプロピルエーテル)などが配合されてもよい。
In addition to the above components, other polymer components such as thermoplastic acrylic resin, polyester resin and styrene resin may be added if necessary. Further, a polymerization inhibitor (for example, 2,6-di-t-butyl-p-cresol, hydroquinone and p-methoxyphenol), if necessary,
Dyes (e.g. eosin, methylene blue and malachite green), other sensitizers (e.g. 2,4-diethylthioxanthone and 2-ethylanthraquinone), and other initiators (e.g. benzyl dimethyl ketal and benzoin isopropyl ether) are included. May be.

【0024】重合禁止剤の配合量はエチレン性不飽和モ
ノマーおよびエチレン性不飽和ポリマーの総量に対して
0〜5重量%、好ましくは0〜1重量%であり、染料、
増感剤および他の開始剤の配合量はエチレン性不飽和モ
ノマーおよびエチレン性不飽和ポリマーの総量に対して
各々0〜10重量%、好ましくは0〜3重量%である。さ
らに必要に応じてアミンなどの共重合開始剤を加えても
よい。この共重合開始剤の配合量はエチレン性不飽和モ
ノマーおよびエチレン性不飽和ポリマーの総量に対して
0〜10重量%、特に0〜5重量%とすることが好まし
い。
The amount of the polymerization inhibitor blended is 0 to 5% by weight, preferably 0 to 1% by weight, based on the total amount of the ethylenically unsaturated monomer and the ethylenically unsaturated polymer.
The blending amount of the sensitizer and the other initiator is 0 to 10% by weight, preferably 0 to 3% by weight, based on the total amount of the ethylenically unsaturated monomer and the ethylenically unsaturated polymer. Further, a copolymerization initiator such as amine may be added if necessary. The blending amount of the copolymerization initiator is preferably 0 to 10% by weight, particularly preferably 0 to 5% by weight based on the total amount of the ethylenically unsaturated monomer and the ethylenically unsaturated polymer.

【0025】本発明の光重合開始剤と、上述のエチレン
性不飽和モノマーおよび上述のエチレン性不飽和オリゴ
マーのうち水溶性のものとを、組合わせて使用すること
により水性感光性組成物を調製することができる。好ま
しい水溶性のエチレン性不飽和モノマーの例には、2-ヒ
ドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタ
クリレート、N-アクリロイルモルホリンおよびN-ビニル
ピロリドンが挙げられる。また、好ましい水溶性のエチ
レン性不飽和オリゴマーの例には、ポリエチレングリコ
ールジアクリレートおよびポリエチレングリコールジメ
タクリレートが挙げられる。その際に、本発明の光重合
開始剤の使用量は上述の通りである。
An aqueous photosensitive composition is obtained by using the photopolymerization initiator of the present invention in combination with a water-soluble one of the above-mentioned ethylenically unsaturated monomer and the above-mentioned ethylenically unsaturated oligomer. It can be prepared. Examples of preferred water-soluble ethylenically unsaturated monomers include 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, N-acryloylmorpholine and N-vinylpyrrolidone. Further, examples of preferable water-soluble ethylenically unsaturated oligomers include polyethylene glycol diacrylate and polyethylene glycol dimethacrylate. In that case, the usage-amount of the photoinitiator of this invention is as above-mentioned.

【0026】その他にも、例えば、ポリビニルアルコー
ル、ポリビニルピロリドンおよびポリアクリル酸ソーダ
のような水溶性のポリマー成分を当業者に周知の量で加
えることができる。また必要に応じて上述の重合禁止
剤、染料、他の増感剤および他の開始剤を上述の割合で
使用することができる。
In addition, water-soluble polymer components such as polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone and sodium polyacrylate can be added in amounts well known to those skilled in the art. If necessary, the above-mentioned polymerization inhibitor, dye, other sensitizer and other initiator can be used in the above-mentioned proportions.

【0027】このような水性感光性組成物は、通常は塗
装後に水を蒸発させた後、紫外線照射されるが、水が残
存した状態でも硬化することが望ましい。
Such an aqueous photosensitive composition is usually irradiated with ultraviolet rays after evaporation of water after coating, but it is desirable to cure even in the state where water remains.

【0028】[0028]

【実施例】以下の実施例により本発明を更に詳細に説明
するが、本発明はこれらに限定されない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto.

【0029】[0029]

【合成例1】 (i)冷却管を備えた500mlのナス型フラスコに1、4-ジオ
キサン250mlと水8.3mlと二酸化セレン46.3gを入れて50
〜55℃に加熱し、二酸化セレンを溶かした。その溶液に
アセトフェノン48.4mlを加え5時間還流した。その後反
応溶液を室温まで冷却し、沈殿した黒色固体セレンを濾
過した後、濾液を濃縮し、黄色液体フェニルグリオキサ
ールを得た(収量48.8g、収率87.4%)。
[Synthesis Example 1] (i) In a 500 ml eggplant-shaped flask equipped with a cooling tube, 250 ml of 1,4-dioxane, 8.3 ml of water and 46.3 g of selenium dioxide were placed, and
Heated to ~ 55 ° C to dissolve the selenium dioxide. Acetophenone (48.4 ml) was added to the solution and the mixture was refluxed for 5 hours. After that, the reaction solution was cooled to room temperature, the precipitated black solid selenium was filtered, and the filtrate was concentrated to obtain a yellow liquid phenylglyoxal (yield 48.8 g, yield 87.4%).

【0030】(ii)塩化カルシウム管、酸トラップ付冷却
管及び500mlの滴下ロートを備えた3リットルの3口フ
ラスコに無水トルエン1.74リットルと塩化アルミニウム
97gを入れ攪拌した。これに無水トルエン433mlとフェニ
ルグリオキサール48.8gの黄色溶液を氷冷下30分かけて
滴下した。溶液の色は淡褐色から乳白色に変化した。さ
らに氷冷下17時間攪拌すると溶液は黒褐色に変化した。
この溶液に20%HCl水溶液1リットルを加えて過剰の塩
化アルミニウムを処理し、分液ロートにてトルエン層を
分取した。このトルエン層を溶液が300ml程度になるま
で濃縮し、石油エーテル300mlを加えて氷冷すると結晶
が析出した。エタノールから再結晶することにより白色
針状晶の4'-メチルベンゾインを得た(収量31.0g、収率3
7.7%)。
(Ii) 1.74 liters of anhydrous toluene and aluminum chloride were placed in a 3 liters three-necked flask equipped with a calcium chloride tube, a condenser tube with an acid trap and a 500 ml dropping funnel.
97 g was added and stirred. To this, a yellow solution of anhydrous toluene 433 ml and phenylglyoxal 48.8 g was added dropwise over 30 minutes under ice cooling. The color of the solution changed from light brown to milky white. After stirring for 17 hours under ice cooling, the solution turned blackish brown.
To this solution, 1 liter of 20% HCl aqueous solution was added to treat excess aluminum chloride, and the toluene layer was separated with a separating funnel. The toluene layer was concentrated to a solution of about 300 ml, 300 ml of petroleum ether was added and ice-cooled to precipitate crystals. White needle-like 4'-methylbenzoin was obtained by recrystallization from ethanol (yield 31.0 g, yield 3
7.7%).

【0031】(iii)1リットルの2口フラスコに4'-メチ
ルベンゾイン31.0gとDMSO274mlを入れN2置換した後、20
%NaOH水溶液64.9mlを加え、続いてヨウ化メチル18.1ml
を加え室温で18時間攪拌したところ溶液は濃緑色から黄
色に変化した。この溶液に水1リットルを加え、懸濁し
た液にクロロホルム100mlを加えて抽出した。クロロホ
ルム層を水で洗浄、乾燥後濃縮すると4-及び4'-メチル-
α-メチルベンゾインメチルエーテルの混合物が黄色液
体として得られた(収量33.8g、収率97.1%)。
(Iii) 41.0-Methylbenzoin (31.0 g) and DMSO (274 ml) were placed in a 1-liter two-necked flask and the atmosphere was replaced with N 2.
% NaOH aqueous solution 64.9ml, followed by methyl iodide 18.1ml
Was added and stirred at room temperature for 18 hours, the solution changed from dark green to yellow. 1 liter of water was added to this solution, and 100 ml of chloroform was added to the suspended liquid for extraction. The chloroform layer is washed with water, dried and concentrated to give 4- and 4'-methyl-
A mixture of α-methylbenzoin methyl ether was obtained as a yellow liquid (yield 33.8 g, yield 97.1%).

【0032】(iv)冷却管を備えた1リットルナス型フラ
スコに4-及び4'-メチル-α-メチルベンゾインメチルエ
ーテルの混合物33.8g、四塩化炭素500ml、N-ブロモコハ
ク酸イミド23.7g及び過酸化ベンゾイルを触媒量入れ4
時間還流した。反応溶液を室温まで冷却し析出するコハ
ク酸イミドを濾別したのち濾液を濃縮すると、4-及び4'
-ブロモメチル-α-メチルベンゾインメチルエーテルの
混合物が黄色液体として得られた(収量50.8g、収率100
%)。
(Iv) In a 1 liter eggplant-shaped flask equipped with a condenser, 33.8 g of a mixture of 4- and 4'-methyl-α-methylbenzoin methyl ether, 500 ml of carbon tetrachloride, 23.7 g of N-bromosuccinimide and a mixture of Put a catalytic amount of benzoyl oxide 4
Reflux for hours. The reaction solution was cooled to room temperature, the precipitated succinimide was filtered off, and the filtrate was concentrated to give 4- and 4 '.
A mixture of -bromomethyl-α-methylbenzoin methyl ether was obtained as a yellow liquid (yield 50.8 g, yield 100
%).

【0033】(v)100mlのナス型フラスコに塩化カルシウ
ム管を付け4-及び4'-ブロモメチルベンゾインメチルエ
ーテルの混合物1gと無水トリエチルアミン10mlと無水
ベンゼン20mlを入れ室温で3日間攪拌した。溶媒を留去
後エーテルで洗浄乾燥すると、臭化4-及び4'-トリエチ
ルアンモニオメチル-α-メチルベンゾインメチルエーテ
ルの混合物が黄色粘性固体として得られた(収量1.09g、
収率83%、1H-NMR(270MHz,CDCl3)δ8.03〜7.94(m,2H)、
7.57〜7.26(m,7H)、5.30、4.90(S,2H)、3.31〜3.28(m,3
H)、3.52〜3.37、3.15〜3.07(m,6H)、1.72、1.70(s,3
H)、1.46〜1.38、1.23〜1.18(m,9H))。
(V) A 100 ml eggplant-shaped flask was equipped with a calcium chloride tube, 1 g of a mixture of 4- and 4'-bromomethylbenzoin methyl ether, 10 ml of anhydrous triethylamine and 20 ml of anhydrous benzene were added, and the mixture was stirred at room temperature for 3 days. The solvent was distilled off, and the residue was washed with ether and dried to obtain a mixture of 4- and 4′-triethylammoniomethyl bromide-α-methylbenzoin methyl ether as a yellow viscous solid (yield 1.09 g,
Yield 83%, 1 H-NMR (270 MHz, CDCl 3 ) δ 8.03 to 7.94 (m, 2H),
7.57 ~ 7.26 (m, 7H), 5.30, 4.90 (S, 2H), 3.31 ~ 3.28 (m, 3
H), 3.52 to 3.37, 3.15 to 3.07 (m, 6H), 1.72, 1.70 (s, 3
H), 1.46 to 1.38, 1.23 to 1.18 (m, 9H)).

【0034】[0034]

【合成例2】合成例1の(i)〜(iv)と同様の操作で得た4
-及び4'-ブロモメチル-α-メチルベンゾインメチルエー
テルの混合物1gと無水ピリジン10mlと無水アセトニト
リル30mlを合成例1の(v)と同様の操作を24時間にて行
なった。臭化4-及び4'-ピリジニオメチル-α-メチルベ
ンゾインメチルエーテルの混合物が黄色粘性固体として
得られた(収量1.18g、収率95.2%、1H-NMR(270MHz,CDCl
3)δ9.58〜9.49(m,2H)、8.36〜8.31(m,1H)、7.65〜7.61
(m,2H)、8.09〜7.93、7.54〜7.19(m,9H)、6.37〜6.26
(m,2H)、3.29〜3.24(m,3H)、1.71〜1.66(m,3H))。
[Synthesis Example 2] 4 obtained by the same operation as (i) to (iv) of Synthesis Example 1
1 g of a mixture of -and 4'-bromomethyl-α-methylbenzoin methyl ether, 10 ml of anhydrous pyridine and 30 ml of anhydrous acetonitrile were subjected to the same operation as in (v) of Synthesis Example 1 for 24 hours. A mixture of 4- and 4'-pyridiniomethyl-α-methylbenzoin methyl ether bromide was obtained as a yellow viscous solid (yield 1.18 g, 95.2%, 1 H-NMR (270 MHz, CDCl
3 ) δ 9.58 to 9.49 (m, 2H), 8.36 to 8.31 (m, 1H), 7.65 to 7.61
(m, 2H), 8.09 to 7.93, 7.54 to 7.19 (m, 9H), 6.37 to 6.26
(m, 2H), 3.29 to 3.24 (m, 3H), 1.71 to 1.66 (m, 3H)).

【0035】[0035]

【合成例3】合成例1の(i)〜(iv)と同様の操作で得た4
-及び4'-ブロモメチル-α-メチルベンゾインメチルエー
テルの混合物3g、無水ベンゼン30ml及び無水ジエチル
アミン9.26mlを50mlのナス型フラスコに入れ、室温で24
時間攪拌した。この溶液を3NのHCl水溶液30mlで抽出
し、20%KOH水溶液でアルカリ性にした。これをエーテ
ル30mlで抽出し、無水Na2SO4で乾燥後溶媒除去すると褐
色粘性液体1.65gが得られた。これをシリカゲルカラム
クロマトグラフ(展開溶媒エーテル:石油エーテル=3:
2)にて分離精製すると、4-ジエチルアミノメチル-α-
メチルベンゾインメチルエーテル(A)と4'-ジエチルアミ
ノメチル-α-メチルベンゾインエーテル(B)とが各々褐
色液体として得られた((A)の収量670mg、収率22.9%;
(B)の収量380mg、収率12.9%)。
[Synthesis Example 3] 4 obtained by the same operation as (i) to (iv) in Synthesis Example 1
3 g of a mixture of -and 4'-bromomethyl-α-methylbenzoin methyl ether, 30 ml of anhydrous benzene and 9.26 ml of anhydrous diethylamine were placed in a 50 ml eggplant-shaped flask and allowed to stand at room temperature for 24 hours.
Stir for hours. This solution was extracted with 30 ml of 3N aqueous HCl and made alkaline with 20% aqueous KOH. This was extracted with 30 ml of ether, dried over anhydrous Na 2 SO 4 and the solvent was removed to obtain 1.65 g of a brown viscous liquid. A silica gel column chromatograph (developing solvent ether: petroleum ether = 3:
2-diethylaminomethyl-α-
Methyl benzoin methyl ether (A) and 4′-diethylaminomethyl-α-methyl benzoin ether (B) were obtained as brown liquids ((A) yield 670 mg, yield 22.9%;
(B) yield 380 mg, 12.9% yield).

【0036】このようにして得られた(A)または(B)500m
gと無水アセトニトリル10mlとヨウ化エチル1.23mlを50m
lのナス型フラスコに入れ、室温で7日間攪拌した。反
応溶媒を留去したのち、エーテルで洗浄後乾燥すると、
ヨウ化4-または4'-トリエチルアンモニオメチル-α-メ
チルベンゾインメチルエーテルが各々黄色粘性固体とし
て得られた(ヨウ化4-トリエチルアンモニオメチル-α-
メチルベンゾインメチルエーテルの収量740mg、収率100
%、mp.33〜36℃、1H-NMR(CDCl3):δ8.02(d,J=8.25Hz,2
H)、7.54〜7.29(m,7H)、4.81(s,2H)、3.39(q,J=7.26Hz,
6H)、3.29(s,3H)、1.72(s,3H)、1.45(t,J=7.26Hz,9H;
ヨウ化4'-トリエチルアンモニオメチル-α-メチルベン
ゾインメチルエーテルの収量640mg、収率86.5%、mp.32
〜35℃、1H-NMR(CDCl3):δ7.96(d,J=8.25Hz,2H)、7.60
〜7.25(m,7H)、4.70(s,2H)、3.42(q,J=6.93Hz,6H)、3.3
1(s,3H)、1.71(s,3H)、1.46(t,J=6.93Hz,9H))。
500 m of (A) or (B) thus obtained
50 g of anhydrous acetonitrile 10 ml and ethyl iodide 1.23 ml
The mixture was placed in a l-shaped eggplant-shaped flask and stirred at room temperature for 7 days. After distilling off the reaction solvent, washing with ether and drying,
4- or 4'-triethylammoniomethyl-α-methylbenzoin methyl ether iodide was obtained as a yellow viscous solid (4-triethylammoniomethyl iodide-α-
Methyl benzoin methyl ether yield 740 mg, yield 100
%, Mp. 33 to 36 ° C, 1 H-NMR (CDCl 3 ): δ8.02 (d, J = 8.25Hz, 2
H), 7.54 to 7.29 (m, 7H), 4.81 (s, 2H), 3.39 (q, J = 7.26Hz,
6H), 3.29 (s, 3H), 1.72 (s, 3H), 1.45 (t, J = 7.26Hz, 9H;
Yield 4'-triethylammoniomethyl-α-methylbenzoin methyl ether yield 640 mg, yield 86.5%, mp. 32
~ 35 ° C, 1 H-NMR (CDCl 3 ): δ7.96 (d, J = 8.25Hz, 2H), 7.60
~ 7.25 (m, 7H), 4.70 (s, 2H), 3.42 (q, J = 6.93Hz, 6H), 3.3
1 (s, 3H), 1.71 (s, 3H), 1.46 (t, J = 6.93Hz, 9H)).

【0037】[0037]

【合成例4】 (i)100mlのナス型フラスコに合成例1の(i)〜(iv)と同
様の操作で得た4-及び4'-ブロモメチル-α-メチルベン
ゾインメチルエーテルの混合物5gと無水ベンゼン50ml
とモルホリン2.60mlとを入れ室温で43時間攪拌した。こ
の溶液を3NのHCl水溶液50mlで抽出し、20%KOH水溶液
でアルカリ性にした。これをエーテル50mlで抽出し、無
水Na2SO4で乾燥後、溶媒留去、真空乾燥すると黄色粘性
液体2.64gが得られた。
Synthesis Example 4 (i) In a 100 ml eggplant-shaped flask, 5 g of a mixture of 4- and 4′-bromomethyl-α-methylbenzoin methyl ether obtained in the same manner as in (i) to (iv) of Synthesis Example 1 was added. 50 ml anhydrous benzene
And 2.60 ml of morpholine were added, and the mixture was stirred at room temperature for 43 hours. The solution was extracted with 50 ml of 3N aqueous HCl and made alkaline with 20% aqueous KOH. This was extracted with 50 ml of ether, dried over anhydrous Na 2 SO 4 , the solvent was distilled off and the residue was vacuum dried to obtain 2.64 g of a yellow viscous liquid.

【0038】これをTLC分離(展開溶媒クロロホルム:n-
ヘキサン=3:1)で精製すると、4-及び4'-モルホリノ
メチル-α-メチルベンゾインメチルエーテルの混合物が
褐色粘性液体として得られた(収量1.25g、収率24.4%、
1H-NMR(100MHz,CDCl3)δ7.98〜7.80(m,2H)、7.48〜7.10
(m,7H)、3.75〜3.56(m,4H)、3.38(s,2H)、3.21(s,3H)、
2.46〜2.26(m,4H)、1.62(s,3H))。
TLC separation (developing solvent chloroform: n-
Purification with hexane = 3: 1) gave a mixture of 4- and 4'-morpholinomethyl-α-methylbenzoin methyl ether as brown viscous liquid (1.25 g, 24.4% yield,
1 H-NMR (100 MHz, CDCl 3 ) δ 7.98 to 7.80 (m, 2H), 7.48 to 7.10
(m, 7H), 3.75 to 3.56 (m, 4H), 3.38 (s, 2H), 3.21 (s, 3H),
2.46 ~ 2.26 (m, 4H), 1.62 (s, 3H)).

【0039】(ii)このようにして得られた4-及び4'-モ
ルホリノメチル-α-メチルベンゾインメチルエーテルの
混合物500mgと無水アセトニトリル10mlとヨウ化メチル
1.20mlとを50mlのナスフラスコに入れ室温で5日間攪拌
した。反応溶媒を留去した後、エーテルで洗浄後乾燥す
ると、ヨウ化4-及び4'-N-メチルモルホリニオメチル-α
-メチルベンゾインメチルエーテルの混合物が褐色粘性
液体として得られた(収量650mg、収率91.7%)。
(Ii) 500 mg of a mixture of 4- and 4'-morpholinomethyl-α-methylbenzoin methyl ether thus obtained, 10 ml of anhydrous acetonitrile and methyl iodide
1.20 ml and 50 ml eggplant flask were put and stirred at room temperature for 5 days. After the reaction solvent was distilled off, the residue was washed with ether and dried to give 4- and 4'-N-methylmorpholiniomethyl iodide-α.
A mixture of -methylbenzoin methyl ether was obtained as a brown viscous liquid (650 mg, 91.7% yield).

【0040】[0040]

【実施例】合成例1〜4で得られた以下の(A)〜(E)の光
重合開始剤および市販の水溶性開始剤である(F)〜(H)を
2-ヒドロキシエチルメタクリレート:水=8:2の混合物
1リットルに各0.05モル溶すことにより、それぞれ試料
液A〜Hを調製した。ただし、試料液FおよびHには、共開
始剤としてN-メチルジエタノールアミン(MDEA)0.1モル
をさらに含有させた。
EXAMPLE The following photopolymerization initiators (A) to (E) obtained in Synthesis Examples 1 to 4 and commercially available water-soluble initiators (F) to (H) were used.
Sample liquids A to H were prepared by dissolving 0.05 mol of each in 1 liter of a mixture of 2-hydroxyethyl methacrylate: water = 8: 2. However, the sample solutions F and H further contained 0.1 mol of N-methyldiethanolamine (MDEA) as a co-initiator.

【0041】(A)式Expression (A)

【0042】[0042]

【化7】 [Chemical 7]

【0043】で示す構造の臭化4-及び4'-トリエチルア
ンモニオメチル-α-メチルベンゾインメチルエーテルの
混合物。
A mixture of 4- and 4'-triethylammoniomethyl-α-methylbenzoin methyl ether bromide of the structure:

【0044】(B)式Expression (B)

【0045】[0045]

【化8】 [Chemical 8]

【0046】で示す臭化4-及び4'-ピリジニオメチル-α
-メチルベンゾインメチルエーテルの混合物。
4- and 4'-pyridiniomethyl bromide represented by
-A mixture of methyl benzoin methyl ether.

【0047】(C)式Expression (C)

【0048】[0048]

【化9】 [Chemical 9]

【0049】で示すヨウ化4-トリエチルアンモニオメチ
ル-α-メチルベンゾインメチルエーテル。
4-triethylammoniomethyl-α-methylbenzoin methyl ether iodide represented by

【0050】(D)式Expression (D)

【0051】[0051]

【化10】 [Chemical 10]

【0052】で示すヨウ化4'-トリエチルアンモニオメ
チル-α-メチルベンゾインメチルエーテル。
Iodide 4'-triethylammoniomethyl-α-methylbenzoin methyl ether represented by

【0053】(E)式Expression (E)

【0054】[0054]

【化11】 [Chemical 11]

【0055】で示すヨウ化4-及び4'-N-メチルモルホリ
ニオメチル-α-メチルベンゾインメチルエーテル。
4- and 4'-N-methylmorpholiniomethyl-α-methylbenzoin methyl ether iodide represented by

【0056】(F)式Formula (F)

【0057】[0057]

【化12】 [Chemical 12]

【0058】で示す市販の水溶性開始剤であるカンタキ
ュアQTX(ワルド・ブレンキンソプ(WARD BLENKINSOP)製) (G)式
Cantacure QTX (manufactured by WARD BLENKINSOP) which is a commercially available water-soluble initiator represented by formula (G)

【0059】[0059]

【化13】 [Chemical 13]

【0060】で示す市販の水溶性開始剤であるダロキュ
ア2959(メルク(MERCK)製)。
Darocur 2959 (manufactured by MERCK), which is a commercially available water-soluble initiator represented by.

【0061】(H)式Expression (H)

【0062】[0062]

【化14】 [Chemical 14]

【0063】で示す市販の水溶性開始剤であるアントラ
キノン2-スルホン酸ナトリウム(和光純薬工業製)。
Sodium anthraquinone 2-sulfonate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), which is a commercially available water-soluble initiator represented by

【0064】そして、各試料液10mgを直径5mmのアルミ
ニウム製の缶に入れ、光源として200WのHg-Xeランプ(ウ
シオ電機製)を用い光強度20W/cm2にて光照射を行ない示
差走査熱量計(DBC220セイコー電子工業製)にて重合熱の
測定を行なった。そして最大発熱量に到達するまでの照
射時間(T)を測定して各開始剤の硬化速度の目安とし
た。
Then, 10 mg of each sample solution was placed in an aluminum can having a diameter of 5 mm, and a 200 W Hg-Xe lamp (manufactured by Ushio Inc.) was used as a light source to irradiate light at a light intensity of 20 W / cm 2 for differential scanning calorie. The heat of polymerization was measured with a meter (manufactured by DBC220 Seiko Denshi Kogyo). Then, the irradiation time (T) until reaching the maximum calorific value was measured and used as a standard for the curing rate of each initiator.

【0065】[0065]

【表1】 [Table 1]

【0066】表1の結果より、本発明の水溶性光重合開
始剤(A)〜(E)は他のアミンを用いない市販の開始剤(G)
の約4倍程度の硬化速度を有し、またアミンを用いる
(F)/MDEAと比べても同等またはそれ以上の硬化速度を有
することが示された。
From the results shown in Table 1, the water-soluble photopolymerization initiators (A) to (E) of the present invention are commercially available initiators (G) containing no other amine.
It has about 4 times faster curing rate and uses amine
It was shown to have a curing speed equal to or higher than that of (F) / MDEA.

【0067】[0067]

【発明の効果】アミンを用いず、かつ硬化速度の大きい
水溶性光重合開始剤が提供された。
Industrial Applicability A water-soluble photopolymerization initiator which does not use an amine and has a high curing rate is provided.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 式 【化1】 [式中、Y+は4級アンモニウム基であり、X-は1価のア
ニオンであり、nは1〜5までの整数であり、R1は水
素、アルキル基、置換アルキル基、アルコキシ基、シア
ノ基、ニトロ基、ベンゾイル基、アセチル基、ヒドロキ
シ基またはハロゲンであり、そしてR2およびR3は同一ま
たは異なるアルキル基である。]で示す構造の光重合開
始剤。
1. The formula: [In the formula, Y + is a quaternary ammonium group, X is a monovalent anion, n is an integer of 1 to 5, and R 1 is hydrogen, an alkyl group, a substituted alkyl group, an alkoxy group, It is a cyano group, a nitro group, a benzoyl group, an acetyl group, a hydroxy group or a halogen, and R 2 and R 3 are the same or different alkyl groups. ] The photoinitiator of the structure shown by.
【請求項2】 前記Y+が、式 【化2】 [式中、R4、R5およびR6は同一または異なるアルキル基
または置換アルキル基であり、R7およびR9は水素、アル
キル基、置換アルキル基、アルコキシ基、シアノ基、ニ
トロ基、ベンゾイル基、アセチル基、ヒドロキシ基また
はハロゲンであり、そしてR8はアルキル基または置換ア
ルキル基である。]で示す構造の光重合開始剤。
2. The Y + is of the formula: [Wherein R 4 , R 5 and R 6 are the same or different alkyl groups or substituted alkyl groups, and R 7 and R 9 are hydrogen, alkyl groups, substituted alkyl groups, alkoxy groups, cyano groups, nitro groups, benzoyl A group, an acetyl group, a hydroxy group or halogen, and R 8 is an alkyl group or a substituted alkyl group. ] The photoinitiator of the structure shown by.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2008082224A1 (en) * 2006-12-29 2008-07-10 Inktec Co., Ltd. Water-soluble photoinitiators
WO2018168870A1 (en) 2017-03-15 2018-09-20 株式会社Adeka Water-soluble composition, production method for cured product thereof, and cured product thereof, and acyl phosphinate
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WO2018168870A1 (en) 2017-03-15 2018-09-20 株式会社Adeka Water-soluble composition, production method for cured product thereof, and cured product thereof, and acyl phosphinate
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