JPH0625318A - アクリル酸等のアニオン重合法 - Google Patents

アクリル酸等のアニオン重合法

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JPH0625318A
JPH0625318A JP3280958A JP28095891A JPH0625318A JP H0625318 A JPH0625318 A JP H0625318A JP 3280958 A JP3280958 A JP 3280958A JP 28095891 A JP28095891 A JP 28095891A JP H0625318 A JPH0625318 A JP H0625318A
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aryl
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JP3280958A
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Manfred T Reetz
テイ. リーツ マンフレッド
Thomas Knauf
カウフ トーマス
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F20/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F20/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms, Derivatives thereof
    • C08F20/04Acids, Metal salts or ammonium salts thereof
    • C08F20/06Acrylic acid; Methacrylic acid; Metal salts or ammonium salts thereof

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Abstract

(57)【要約】 【構成】 アクリル酸および/またはメタアクリル酸誘
導体またはこれらのアンモニウム塩を重合開始剤の存在
下にアニオン重合させる方法において、特に、重合開始
剤として共鳴安定化窒素アニオンのアンモニウム塩を用
いるアニオン重合法である。 本発明の方法はアクリロ
ニトリルまたはメタアクリロニトリルまたはこれらの誘
導体の重合にも適用できる。 【効果】 このような特定の重合開始剤を用いることに
よってポリマー生成物の構造を最大限に変化させること
ができ、また、特定範囲の分子量分布のポリマーを得る
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アクリル酸及び(また
は)メタアクリル酸の誘導体またはそれらのアンモニウ
ム塩、及び(または)アクリロニトリルまたはメタアク
リロニトリルまたはそれらの誘導体のアニオン重合方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ビニル系単量体のアニオン重合は、ラジ
カル重合法に比べて、はるかに限られた分子量分布を有
する重合体が得られ、かつ、比較的簡単な手段でブロッ
ク重合を行い得る、という点で有利である。(US−P
S 4 351 924、4414 372、EP−A−O 145 263 、Ma
cromonomers 17 (1984) 1415−1417頁、及び Angew. Ch
em. 〔Appl. Chem. 〕100(1988) 1026−1030頁を参
照。)
【0003】スチレンなどの単量体はきわめて円滑にア
ニオン重合させることができるが、アクリレート類及び
メタアクリレート類などの単量体を用いる場合には困難
を生じる。それは、増大する鎖端またはアニオン性の鎖
端が、分子内クライゼン(Claisen)反応などの、望まし
からぬ二次反応を生じて、それによって重合が停止する
ことがあり得るからである。従って、低温(例えば−3
0°ないし−78℃)が必須条件となり、また、その反
応には、複雑で高価な有機金属系開始剤を用いなければ
ならない。
【0004】グループ・トランスファー重合の場合は、
室温で反応を行わせて、限られた分子量分布のポリアク
リレート類、及びポリメタアクリレート類を形成させる
ことができる。しかし、それに必要な開始剤及び触媒は
高価な化合物である。(例えば、US−A 4 414 372、
4 417 034 、EP−A−O 145 283 、Macromonomers
17 (1984) 1415−1417頁、Angew. Chem.〔Appl. Chem.
98 (1986) 1116−1118頁、及び Angew. Chem. 10
(1988) 1026−1030頁を参照。)共鳴安定化カルバニ
オン類のテトラアルキルアンモニウム塩を開始剤として
用いれば、限られた分子量分布を有するポリアクリレー
ト類及びポリメタクリート類を、室温で無触媒で生成さ
せ得るという利点がある。( Angew. Chem. 100(19
88) 1422−1423頁、西独公開第3727528 号、欧州公開第
306714号、日本公開第1069605 号。)しかし、容易に利
用可能なこの種のカルバニオン類の数には限りがある。
また、この開始剤にある種の官能性、例えばヘテロ環や
アミノ基などを組み込むことは、不可能ではないにして
も、容易ではない。このようなことは、連鎖端に反応性
あるいは潜在的反応性の官能基を有する重合体を生成せ
しめる場合にも重要なことである。
【0005】従って、アクリル酸及び(または)メタア
クリル酸の誘導体、またはそれらのアンモニウム塩のア
ニオン重合については、簡単で、安価に使用できる方法
が必要とされている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の一つの目的
は、従来技術の欠陥を克服し、特に、アクリル酸及び
(または)メタアクリル酸の誘導体、またはそれらのア
ンモニウム塩類、及び(または)アクリロニトリルまた
はメタアクリロニトリル、またはそれらの誘導体、をア
ニオン重合させる方法を利用可能ならしめるものであ
る。
【0007】本発明のもう一つの目的は、新しい一群
の、技術的に利用が容易な開始剤を見いだすことにあ
り、その開始剤は、最大限量の構造的変化を可能ならし
め、同時に、室温で上記単量体の、制御されたアニオン
重合を誘導して、一定の分子量と限られた分子量分布と
を有する重合体を形成させるものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の諸目的は、アクリ
ル酸及び(または)メタアクリル酸の誘導体またはそれ
らのアンモニウム塩類を、室温で、高価な触媒を必要と
することなく、アニオン重合させる方法によって達成さ
れる。特に、本発明方法は、共鳴安定化窒素アニオンの
アンモニウム塩類を重合開始剤として用いることを包含
する。これらの塩を開始剤として用いれば、上述の諸化
合物の室温における重合が可能となり、一定の分子量と
限られた分子量分布とを有する重合体を形成させること
ができる。このことは、連鎖端に反応性または潜在的反
応性官能基を有する重合体を形成せしめる際に重要であ
る。
【0009】入手が容易な、共鳴安定化窒素アニオンの
アンモニウム塩類が、アクリル酸及びメタクリル酸の誘
導体のアニオン重合用開始剤にきわめてよく適している
ことは知られている。窒素に対してかなり多くの、全く
異る置換基を導入することによって、相当するアニオン
は共鳴安定化されるので(例えば、S. Hauptmann, Orga
nische Chemie 〔Organic Chemistry 〕、Verlag Harri
Deutsch, Thun, Frankfurt/M. 1985 、422 頁、466
頁、 488−491 頁、607 頁を参照〕、窒素アニオンを合
成しようとする化学者にとっては、豊富な、標準的な、
入手容易な、安価な中性前駆体が利用し得る。例えば、
単に1アシル化アミン類及び2アシル化アミン類にとど
まらず、スルホニル化アミン類、ならびに、インドール
類及びカルバゾール類などのヘテロ環式化合物もこれに
適している。
【0010】意外にも、これらに対応するアンモニウム
塩が、前記単量体のアニオン重合を誘導し、室温で、触
媒を用いることなく、限られた分子量分布を有する重合
体を形成させる。この重合体はすべて、窒素含有末端基
を有し、これは選ばれた開始剤の性質に応じて種々の構
造をとり得る。
【0011】従って、窒素アニオン類のアンモニウム塩
による重合開始作用もまた意外な事実である。というの
は、共鳴安定化窒素アニオン類の類似アルカリ塩類は、
不満足な重合反応をまねき、望ましからぬ重合体生成物
を与える。すなわち、重合体の収率が低く、分子量分布
が広い。かくして、例えば、カルバゾールのナトリウム
塩を用いてアクリル酸のn−ブチルエステルを重合させ
れば、49%の収率で、分子量分布の広いポリブチルア
クリレートが生成される。従って、本発明は、前記単量
体の金属不含アニオン重合方法を包含するものであり、
この方法では、重合は窒素アニオンのアンモニウム塩が
引き金となって重合が開始され、重合は−15°ないし
+75℃の温度で行われる。この方法は、希望に応じて
非プロトン性溶媒中で行うこともできる。
【0012】好ましくは、開始剤として用いるべき共鳴
安定化窒素アニオンのアンモニウム塩は次の一般式で記
述することができる。
【化5】 ここに、R1 は電気的陰性基を示し、R2 は電気的陰性
基、またはアルキル基、アリール基またはトリアルキル
シリル基を示し、あるいは、R1 及びR2 はヘテロ環を
形成する。
【0013】電気的陰性基の例として次のもが挙げられ
る。 -C(O)OR、-C(O)R、-C(O)H、-C(O)N(R)2、-C(O)SR
、-CN 、-SO2R 、-NO2及び -P(O)(OR)2 。ここに、R
はアルキルまたはアリール基、好ましくはC1 −C6
ルキルまたはフェニル基である。
【0014】R1 及びR2 よりなるヘテロ環式基は、例
えば、下記に示すような非置換(希望により置換)の例
示式のものである。
【化6】
【0015】骨核の種々のC原子に結合し得る一つまた
はそれ以上の基、例えば、アルキル、フェニル、ビニ
ル、ハロゲン、ニトロ、またはシアノを有する上述のア
ニオン類のアンモニウム塩類は、置換された例示物とみ
なす。中性の形では(すなわち、NH化合物または前駆
物質として)、きわめて各種の置換基及び置換形式を有
するこの種のヘテロ環式物質が多数存在する。(例え
ば、G. R. Newkome, W. W.Pandler, Contemporary Hete
rocyclic Chemistry, John Wiley, New York, 1982 を
参照。)
【0016】好ましいアンモニウムイオンは、R3 、R
4 、R5 及びR6 基を有する。これらの基はそれぞれ、
アルキル、シクロアルキル、アルアルキル、またはアリ
ールを意味し、あるいは、R3 、R4 、R5 及びR6
二つの隣接する基が、窒素及び場合により他のヘテロ原
子と共にヘテロ環を形成しており、また、R3 、R4
5 及びR6 基に全体で含まれるC原子の総数は、50
未満、好ましくは30未満である。
【0017】R3 、R4 、R5 及びR6 については、そ
れぞれ適切な例として次のものを挙げることができる。
アルキル基として、特にC1 −C18アルキル基、例えば
メチル、エチル、プロピル、n−ブチル、ヘキシル、ヘ
プチル、ドデシル及びオクタデシルなど;シクロアルキ
ル基として、希望に応じてC1 −C4 アルキル基で置換
されているシクロペンチル及びシクロヘキシル基;アラ
ルキル基として、希望に応じてC1 −C4 アルキル基ま
たはメトキシ基で置換されているベンジル基;アリール
基として、希望に応じてC1 −C4 アルキル基で置換さ
れているフェニル基。R3 、R4 、R5 及びR6 の隣接
する二つの基が窒素及び希望に応じて他のヘテロ原子と
共に形成し得るヘテロ環の例としては、ピロリジン環、
ピペリジン環、またはモルホリン環など、前記のすべて
の5員または6員ヘテロ環、が適当である。また、カイ
ラルアンモニウム塩、例えば、入手容易なアルカロイド
類(例えば(−)−シンコニジン,Merck Index 10、22
62頁参照)から導かれる誘導体も対イオンとして使用す
ることができる。
【0018】この窒素アニオンのアンモニウム塩は、二
つの方法のいずれかによって容易に造ることができる。
すなわち、酸性のNH前駆体をアンモニウムイオンの水
酸化物、例えばHO- + (n-Bu)4 と直接反応させるか
(方法1)、あるいは、NH化合物のナトリウム塩また
はカリウム塩をアンモニウムハライド(例えば、Cl-
+ (n-Bu)4)と反応させるか(方法2)する。
【化7】 M=NaまたはK
【0019】NH−酸性化合物のナトリウム塩またはカ
リウム塩は一般によく知られており、例えばNH−酸性
化合物を水酸化ナトリウムまたは水酸性カリウムと反応
させることによって、容易に造ることができる。
【0020】本発明による重合反応は、−15°ないし
+75℃の温度で行うことができ、好ましくは、20°
ないし50℃の温度を選定する。
【0021】本発明において使用すべき窒素アニオン
は、単量体対開始剤のモル比が少くとも2:1、好まし
くは5:1ないし1,000:1となるような量で開始剤
として用いられる。アニオン重合の際に一般的に行われ
るのと同じく、本発明の重合は、不活性ガス流中、例え
ば窒素またはアルゴンの中で、湿気を排除した状態で、
窒素アニオンのアンモニウム塩を用いて行われる。
【0022】本発明の重合方法は、好ましくは非プロト
ン性溶媒中で行われる。例えば、ジエチルエーテル、テ
トラヒドロフラン、酢酸エチル、アセトニトリル、ジメ
チルホルムアミド、N−メチルピロリジノン、1,3−
ジメチル−3,4,5,6−テトラヒドロ−2(1H)
−ピリミジノン、またはテトラエチルスルホアミド、あ
るいはトルエン、ならびに、これらの溶媒の混合物、を
用いて行われる。好ましくはテトラヒドロフランが選定
される。
【0023】重合溶液における単量体含有量は、好まし
くは5ないし50重量%である。使用可能な単量体の例
示物を以下に掲げる。例えば、メチル・アクリレート、
エチル・アクリレート、2,2,2−トリフルオロエチ
ル・アクリレート、n−ブチル・アクリレート、アリル
・アクリレート、2−エチルヘキシル・アクリレート、
2−(ジメチルアミノ)エチル・アクリレート、ベンジ
ル・アクリレート、ならびに、4′−(6−プロペノイ
ルオキシヘキソキシ)安息香酸の4′−メトキシフェニ
ル・エステルなどのアクリレート類;メチル・メタアク
リレート、エチル・メタアクリレート、n−プロピル・
メタアクリレート、m−ブチル・メタアクリレート、及
びイソプロピル・メタアクリレートなどのメタアクリレ
ート類;また、アクリロニトリル、メタアクリロニトリ
ル、アルファ−クロロアクリロニトリル、及び1,1−
ジシアノエチレンなどのニトリル類が適当なものであ
る。
【0024】上記のような単量体をアニオン重合させる
ための本発明方法は、好ましくは次のように行われる。
【0025】開始剤として用いる共鳴安定化窒素アニオ
ンのアンモニウム塩を、室温で、溶液または懸濁液の作
成に用いる溶媒に加える。激しく攪拌しつつ、単量体、
すなわちアクリル酸またはメタアクリル酸の誘導体を、
そのまま、あるいは溶液として、そこに加える。溶液と
して加えれば、反応熱を完全に、または部分的に消失さ
せることができる。通例として、重合は発熱的に進み、
温度は50℃まで上昇する。温度上昇が激しい場合は冷
却する。
【0026】重合反応終了後は、通常の手順で混合物を
処理する。すなわち、 HCl/H2O またはアルキルハライ
ドと反応させる。あるいは、クロロトリメチルシランを
加えることによって、O−トリメチルシリル−ケテン・
ケタール末端基を示す活性な、貯蔵可能なポリアクリル
酸誘導体またはポリメタアクリル酸誘導体に変換する。
メチル、アリル、または希望により置換したベンジルの
クロライド、ブロマイド、またはヨーダイドなどのプラ
イマリーアルキルハライドが、このアルキルハライドと
して用いられる。
【0027】本発明の開始剤の製造は方法1または方法
2のいずれかによって行われ、通例、ほぼ等しい定量的
収率が達成される。
【0028】方法1:加熱したアルゴンまたは窒素を満
たした、磁気攪拌棒付きの100ml窒素フラスコ中に、
2ml(2mmol) のテトラブチルアンモニウム水酸化物
(1Mメタノール溶液)を加える。2mmolのN−H酸性
物質を加えた後、30分間室温で攪拌する。オイルポン
プ真空中でメタノールを除去し、オイルポンプ真空中、
P4O10 上で5ないし18時間乾燥させる。通常は白色固
体状物、場合によって帯黄色油状物が得られる。生成物
は、N−H酸性度に変じて安定性が異り、一般にはアル
ゴンまたは窒素中で数週間貯蔵することができる。
【0029】方法2:磁気攪拌棒を備えた100ml窒素
フラスコ中の20mlのTHFの中へ、0.300g(10
mmol)の NaH(パラフィン中80%懸濁液)を加える。
アルゴンまたは窒素の向流中で、あるいは隔壁によっ
て、10mmolのN−H酸性物質を加える。激しい水素の
発生と発熱を伴って、ナトリウム−窒素アニオン溶液が
形成される。(アニオンが可溶性でない場合は、この反
応は22℃で徐々に進む。この場合は方法1が好まし
い。)アニオン溶液を第2の窒素フラスコに移し、そこ
に3.0g(10mmol以上)のテトラブチルアンモニウム
クロライドを導入する。攪拌によってNaClが沈殿し、ア
ンモニウムクロライドが溶解する。この塩化ナトリウム
をアルゴンまたは窒素の気流中で可逆フリットを用いて
分離し、これによって開始剤を後の重合のために等分量
づつに分ける。さらに大規模の生産も同様に行われる。
もし溶媒を変更したい場合は、THFをオイルポンプ真
空中で22℃で除去し(1−2時間)、得られた白色な
いし帯黄色の微粉末状生成物を溶媒中に取り、重合用に
分割する。
【0030】代表的な例として以下の開始剤を挙げる。
開始剤1(テトラブチルアンモニウム−N−メチルトル
エンスルホアミド):N−メチルトルエンスルホアミド
から出発して方法1によって白色固体を得る。
【0031】開始剤2(テトラブチルアンモニウム−ブ
チロラクタム):ブチロラクタムから出発して方法1に
よって帯黄色油状物を得る。
【0032】開始剤3(テトラブチルアンモニウム−N
−メチルアセトアミド):(N−メチルアセトアミドか
ら出発して)方法1によって帯黄色の部分結晶化油状物
を得る。
【0033】開始剤4(テトラブチルアンモニウム−N
−メチルホルムアミド):(N−メチルホルムアミドか
ら出発して)方法1によって帯黄色油状物を得る。
【0034】開始剤5(テトラブチルアンモニウム−カ
ルバゾライド):(カルバゾールから出発して)方法1
または2によって明黄色粉末を得る。その13C−NMR
−分光分析データ(C6D6中)は次の通りである。デルタ
=13.9、19.7、23.6、30.2、57.3、113.
0、116.2、119.7、122.6、125.1、152.
8ppm 。
【0035】開始剤6(テトラブチルアンモニウム−フ
タールイミド):フタールイミドから出発して方法1に
よって微細結晶性粉末を得る。13C−NMR(C5D5N):
13.8、20.1、24.3、58.9、120.1、130.
3、141.5、186.9ppm 。
【0036】開始剤7(テトラブチルアンモニウム−コ
ハク酸イミド):コハク酸イミドから出発して方法1ま
たは2によって微細結晶状粉末を得る。13C−NMR
(C5D5 N):13.8、20.1、24.3、34.0、58.9、
196.1ppm 。
【0037】
【実施例】
実施例1 窒素とアルゴンで通気している100ml容のフラスコ
に、アクリル酸−n−ブチルエステル(3.85g、30
mmol)を3mmolの開始剤1(テトラブチルアンモニウム
−N−メチル−トルエンスルフォンアミドと混合して室
温で攪拌しつつ、約30mlの無水のテトラヒドロフラン
30ml中に滴下した。混合物の温度が約40℃まで上昇
する。この混合物をさらに2時間攪拌し、次いで、ジメ
チルエーテルの層で覆われている2Nの50mlの塩酸に
注入した。120mlのエーテルで1回振出し、結合され
た有機相を少量の水で2回、NaHCO3溶液で1回および飽
和食塩水で1回洗浄する。エーテル相をMgSO4 で乾燥
し、最初にロータリーエバポレータで溶媒を留去し、つ
いで油真空ポンプで50℃で3時間吸引する。固体のポ
リブチルアクリレート(4.1g、収率92%)を、ポリ
ブチルアクリレート−測定試験片を使用してゲルパーミ
エーションクロマトグラフィで測定する。Mw は重量平
均分子量を表わし、Mn は数平均分子量を表わし、か
つ、Mw/Mnまたは分子量分布D価で示す:Mn =1.82
kg/mol ;Mw =2.04kg/mol ;Mn(理論値)=1.4
7kg/mol ;D=1.10。
【0038】実施例2 実施例1に記載されているように、3mmolの開始剤1を
7.70g(60mmol)のアクリル酸−n−ブチルエステ
ルと反応させる。7.85g(92%)のポリブチルアク
リレートが得られる;Mn =2.45kg/mol ;Mw =2.
82kg/mol ;Mn(理論値)=2.75kg/mol ;D=1.
15。
【0039】実施例3 実施例1と同様にして、3mmolの開始剤2(テトラブチ
ルアンモニウム−ブチロラクタム)をTHFに添加し、
3.85g(30mmol)のアクリル酸−n−ブチルエステ
ルを滴下した。通常のようにして、3.7g(90%)の
ポリブチルアクリレートが得られる。Mn =1.36kg/
mol ;Mw =1.43kg/mol ;Mn(理論値)=1.37kg
/mol ;D=1.05。
【0040】実施例4 実施例3に記載されているように、3mmolの開始剤2を
7.70g(60mmol)のアクリル酸−n−ブチルエステ
ルと反応させる。7.27g(92%)のポリブチルアク
リレートが得られる;Mn =1.55kg/mol ;Mw =1.
73kg/mol ;Mn(理論値)=2.65kg/mol ;D=1.
11。
【0041】実施例5 実施例1と同様にして、3mmolの開始剤3(テトラブチ
ルアンモニウム−N−メチル−アセトアミド)をTHF
に添加し、7.70g(60mmol)のアクリル酸−n−ブ
チルエステルを滴下する。さらに操作をした後、7.51
g(90%)のポリブチルアクリレートが得られる。M
n =1.59kg/mol ;Mw =1.80kg/mol ;Mn(理論
値)=2.70kg/mol ;D=1.13。
【0042】実施例6 実施例1と同様にして、3mmolの開始剤4(テトラブチ
ルアンモニウム−N−メチルフォルムアミド)をTHF
に添加し、7.70g(60mmol)のアクリル酸−n−ブ
チルエステルを滴下する。さらに操作をした後、7.52
g(95%)のポリブチルアクリレートが得られる。M
n =1.72kg/mol ;Mw =1.90kg/mol ;Mn(理論
値)=2.62kg/mol ;D=1.10。
【0043】実施例7 実施例1と同様にして、開始剤5(方法2で作ったテト
ラブチルアンモニウムカルバゾライド、3mmol)をTH
Fに混合し、n−ブチルアクリレート(5.13g、40mmo
l)を滴下する。3.5時間攪拌し、上記の如く処理して
ポリブチルアクリレート5.8g(95%)を得た。Mn
=1.16kg/mol ;Mw =1.78kg/mol;Mn(理論
値)=2.53kg/mol ;D=1.10。
【0044】実施例8 実施例5と同様にして、開始剤5とn−ブチルアクリレ
ート(20.5g、160mmol)とを反応させ、ポリブチ
ルアクリレート19.04g(91%)を得た。Mn =5.
3kg/mol ;Mw =6.40kg/mol ;Mn(理論値)=1
0.25kg/mol;D=1.20。
【0045】実施例9 実施例6と同様にして、方法1で作った開始剤5(3mm
ol)を無水のトルエン(30ml)に加え、n−ブチルア
クリレート7.70g(60mmol)と反応させる。温度を
45−49℃に上げ、2時間攪拌すると、ポリブチルア
クリレート7.5g(92%)を得る。Mn =1.04kg/
mol ;Mw =1.21kg/mol ;Mn(理論値)=2.73kg
/mol ;D=1.17。
【0046】実施例10 実施例6と同様にして、開始剤6(3mmol)を無水のト
ルエン(30ml)に加え、n−ブチルアクリレート7.7
0g(60mmol)と反応させ、ポリブチルアクリレート
7.1g(87%)を得る。Mn =3.16kg/mol ;Mw
=5.28kg/mol ;Mn(理論値)=2.75kg/mol ;D
=1.67。
【0047】実施例11 実施例1と同様にして、開始剤7(方法1で作ったテト
ラブチルアンモニウム、サクシンイミド、2mmol)を無
水テトラヒドロキシフラン(25ml)に加え、n−ブチ
ルアクリレート(7.70g、60mmol)と反応させる
と、ポリブチルアクリレート(7.2g、90%)を得
る。Mn =1.98kg/mol ;Mw =2.29kg/mol ;M
n(理論値)=2.60kg/mol ;D=1.16。
【0048】実施例12 実施例10と同様にして、開始剤7(1.5mmol)を無水
のn−メチルピロリジノン(25ml)に加え、n−ブチ
ルアクリレート(18.46g、144mmol)と反応さ
せ、温度を約35℃に上げる。反応終了後ポリブチルア
クリレート16.71g(91%)を得る。Mn =9.73
kg/mol ;Mw =15.85kg/mol ;Mn(理論値)=1
2.55kg/mol ;D=1.62。
【0049】実施例13 実施例11と同様にして、開始剤7(0.34mmol)を無
水のN−メチルピロリジノン(25ml)に加え、n−ブ
チルアクリレート18.15g(141mmol)と反応させ
る。反応終了後ポリブチルアクリレート16.20g(8
9%)を得る。Mn =14.63kg/mol ;Mw =23.9
4kg/mol ;Mn(理論値)=54.15kg/mol ;D=1.
64。
【0050】実施例14 実施例1と同様にして、開始剤5(3mmol)をテトラヒ
ドロフラン(25ml)に加え、メチルアクリレート(6
10mg、71mmol)と反応させ、ポリメチルアクリレー
ト1.5g(83%)を液状で得る。
【0051】実施例15 窒素またはアルゴンで置換したフラスコ(100ml)中
で、開始剤7(テトラブチルアンモニウム.サクシンイ
ミド213mg、0.624mmol)の無水トルエン(10m
l)溶液に、4′−(6−プロペノイルヘキソキシ)安
息香酸−4″−メトキシオキシフェニルエステル(1.4
g、3.5mmol)のトルエン(10ml)溶液を室温で10
分以内に滴下する。70時間攪拌し、ポリアクリレート
(1.3g、88%)を得る。粗生成物をエーテル(毎回
200mlづつ)から0℃で2回再沈殿させると、ポリマ
ー(0.50g)を得る。Mn =4.12kg/mol ;Mw =
4.37kg/mol ;Mn(理論値)=2.27kg/mol ;D=
1.06であった。
【0052】実施例16 100ml容量のフラスコに、窒素またはアルゴンを通気
しつつ、室温下にメチルメタアクリレート(6.0g、6
0mmol)と方法1によって調製した開始剤5(テトラブ
チルアンモニウムカルバゾリド)3mmolとをテトララヒ
ドロフラン30ml中に混合溶解したものを注入した。短
い誘導期間後に発熱反応が起こり、水溶で冷却して内容
物の温度を42〜47℃に保った。2時間以上攪拌した
後、反応混合物を、ジエチルエーテル150mlの層で覆
った少し希釈した濃塩酸中に加えた。ポリマの溶解度を
上げるためにエーテルに約40mlのジクロロメタンを加
えた。有機層を水で2回振とうし、さらに NaHCO3 溶液
で1回、NaCl溶液で1回振とうした。MgSO4 で乾燥後、
ロータリーエバポレーターで溶媒を除去し、さらにオイ
ルポンプで真空にして50℃、5時間で残った溶媒を除
去した。ポリメチルメタアクリレート粗生成物6.47g
(収率約100%)が得られた。このものを石油エーテ
ル(40−60)から沈殿させて精製した。Mn =2.9
1kg/mol 、Mw =3.41kg/mol 、Mn(理論値)=2.
17kg/mol 、D=1.17であった。
【0053】実施例17 メチルメタアクリレートを倍量(12.0g、120mmo
l)用いて実施例15を繰り返した。ポリメチルメタア
クリレート1.35g(粗生成物収率約100%)が得ら
れ、このものを通常の沈殿法によって精製した。Mn =
4.76kg/mol 、Mw =5.26kg/mol 、Mn(理論値)
=4.17、D=1.16であった。
【0054】実施例18 100ml容量のフラスコに、窒素を通気しつつ、アクリ
ロニトリル(4.24g、80mmol)と方法2によって調
製した開始剤5(テトラブチルアンモニウムカルバゾリ
ド)2mmolとをジメチルフォルムアミド30ml中に混合
溶解したものを注入した。通常の方法で処理した後、ポ
リアクリロニトリルの淡黄色固形物(4.0g、81%)
が得られた。
【0055】実施例19(比較例) アクリル酸n−ブチルエステル(5.13g、40mmol)
と、NaH およびカルバゾールから調製したナトリウム塩
3mmolとを無水のテトラヒドロフランに混合溶解したも
のを4時間以上攪拌し、通常の処理をして、分子量分布
の広いポリブチルアクリレート2.5g(49%)を得
た。D=3.8であった。

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重合開始剤として共鳴安定化窒素アニオ
    ンのアンモニウム塩を使用する、アクリル酸誘導体、メ
    タアクリル酸誘導体、それらのアンモニウム塩、アクリ
    ロニトリル、メタアクリロニトリルおよびこれらニトリ
    ル類の誘導体のアニオン重合方法。
  2. 【請求項2】 共鳴安定化窒素アニオンのアンモニウム
    塩が下記式Iに相当する請求項1の方法。 【化1】 但し M+ :アンモニウムイオン R1 :電子陰性基 R2 :電子陰性基またはアルキル、アリール、ビニルま
    たはトリアルキルシリル基、またはR1 とR2 とでヘテ
    ロ環を形成する基。
  3. 【請求項3】 電子陰性基R1 は -C(O)OR、-C(O)R、-C
    (O)H、-C(O)NR2、-C(O)SR 、-CN 、-SO2R 、-NO2及び -
    P(O)(OR)2 、(但しRはアルキル基またはアリール基、
    2 は電子陰性基またはアルキル、アリールまたはトリ
    アルキルシリル基)から選ばれる基である、請求項2の
    方法。
  4. 【請求項4】 R1 とR2 とでヘテロ環を形成し、その
    ヘテロ環がC=C、C=Nおよび/またはC=Oの如き
    π二重結合を少くとも1つ含む、請求項2の方法。
  5. 【請求項5】 ヘテロ環が置換されていてもよいピロー
    ル、カルバゾールまたはイミダゾールである請求項4の
    方法。
  6. 【請求項6】 アンモニウムイオンM+ が下記式IIに相
    当する請求項2の方法。 【化2】 但し、R3 、R4 、R5 およびR6 は夫々置換されてい
    てもよいアルキル、シクロアルキル、アラルキルまたは
    アリール基で、2つの相隣る、R3 、R4 、R5 および
    6 は窒素原子および必要により他のヘテロ原子とヘテ
    ロサイクルを形成するが、R3 、R4 、R5 およびR6
    に含まれる全炭素数は50未満である。
  7. 【請求項7】 モノマーとしてアクリレート、メタアク
    リレート、アクリロニトリル、メタアクリロニトリル、
    アルファクロロアクリロニトリルまたは1,1−ジシア
    ノエチレンを使用する請求項1の方法。
  8. 【請求項8】 重合反応を−15°乃至+75℃で行う
    請求項1の方法。
  9. 【請求項9】 共鳴安定化窒素アニオンのアンモニウム
    塩を含むアニオン重合開始剤。
  10. 【請求項10】 共鳴安定化窒素アニオンのアンモニウ
    ム塩が下記式Iに相当する請求項9の開始剤。 【化3】 但し M+ :アンモニウムイオン R1 :電子陰性基 R2 :電子陰性基またはアルキル、アリール、ビニルま
    たはトリアルキルシリル基、またはR1 とR2 とでヘテ
    ロ環を形成する基。
  11. 【請求項11】 電子陰性基R1 が -C(O)OR、-C(O)R、
    -C(O)H、-C(O)NR2、-C(O)SR 、-CN 、-SO2R 、-NO2およ
    び -P(O)(OR)2 (但しRはアルキルまたはアリール基、
    2 は電子陰性基またはアルキル、アリールまたはトリ
    アルキルシリル基)から選ばれる基である請求項10の
    開始剤。
  12. 【請求項12】 R1 とR2 とでヘテロ環を形成する
    際、例えばC=C、C=Nおよび/またはC=Oの如き
    π二重結合を少くとも1つ含む、請求項10の開始剤。
  13. 【請求項13】 ヘテロ環が置換されていてもよいピロ
    ール、カルバゾールまたはイミダゾールである請求項1
    2の開始剤。
  14. 【請求項14】 アンモニウムイオンM+ が下記式IIに
    相当する請求項10の開始剤。 【化4】 但し、R3 、R4 、R5 およびR6 は夫々置換されてい
    てもよいアルキル、シクロアルキル、アラルキルまたは
    アリール基で、2つの相隣るR3 、R4 、R5 およびR
    6 は窒素原子および必要により他のヘテロ原子とヘテロ
    環を形成するが、R3 、R4 、R5 およびR6 に含まれ
    る全炭素数は50未満である。
  15. 【請求項15】 開始剤がアクリル酸誘導体、メタアク
    リル酸誘導体、それらのアンモニウム塩、アクリロニト
    リル、メタアクリロニトリルおよびそれらニトリルの誘
    導体のアニオン重合に有用である請求項9の開始剤。
  16. 【請求項16】 開始剤がアクリレート、メタアクリレ
    ート、アクリロニトリル、メタアクリロニトリルまたは
    アルファクロロアクリロニトリルのアニオン重合に有用
    である請求項15の開始剤。
  17. 【請求項17】 開始剤が1,1−ジシアノエチレンの
    アニオン重合に有用である請求項9の開始剤。
JP3280958A 1990-08-01 1991-08-01 アクリル酸等のアニオン重合法 Pending JPH0625318A (ja)

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