JPH0710920A - 環状カーボネート化合物のアルコール性水酸基への開環付加方法 - Google Patents

環状カーボネート化合物のアルコール性水酸基への開環付加方法

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JPH0710920A
JPH0710920A JP5294509A JP29450993A JPH0710920A JP H0710920 A JPH0710920 A JP H0710920A JP 5294509 A JP5294509 A JP 5294509A JP 29450993 A JP29450993 A JP 29450993A JP H0710920 A JPH0710920 A JP H0710920A
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carbonate
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compound
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JP5294509A
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Shinji Nakano
伸司 仲野
Takao Morimoto
孝夫 森本
Shinya Yamada
真也 山田
Takaaki Fujiwa
高明 藤輪
Hideki Matsui
秀樹 松井
Takeharu Tabuchi
丈晴 田淵
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Nippon Paint Co Ltd
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Nippon Paint Co Ltd
Daicel Chemical Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 脂肪族環状カーボネートをアルコール性水酸
基を有する出発物質へ開環付加し、末端水酸基アルキル
カーボネート基を導入する合成反応を提供する。 【構成】 触媒として、ブレーンステッド酸、ブレーン
ステッド酸陰イオンのオニウム塩、強酸性陽イオン交換
樹脂、アルキルアルカリ金属、アルカリ金属アルコラー
ト、アミン、スズ化合物、チタン化合物、または亜鉛化
合物を使用する。エステル交換を伴うことなく反応が進
行する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明の背景 本発明は、環状カーボネート化合物のアルコール性水酸
基への開環付加反応方法に関する。
【0002】アルコール性水酸基を有する化合物へネオ
ペンチルグリコールカーボネートのような環状カーボネ
ート化合物を反応させると、該アルコール性水酸基へ環
状カーボネートが開環付加(重合)し、末端に水酸基を
有するアルキルカーボネート基が導入される。
【0003】この反応を利用して、ポリウレタンやプラ
スチック原料として有用な、化学的に安定なカーボネー
ト結合を有する脂肪族モノおよび多価アルコールを合成
することができる。また、ヒドロキシアルキル(メタ)
アクリレートまたはそのラクトン付加体のような水酸基
含有アクリルモノマー、および該アクリルモノマーの重
合体に適用すれば、水酸基が炭素−炭素結合よりなるポ
リマー主鎖から遠く離れた位置にあり、従って高い反応
性を示す水酸基含有アクリルポリマーを合成することが
できる。同様に、環状カーボネートをポリエステルポリ
オールに開環付加反応させれば、同じく高い反応性を有
する変性ポリエステルポリオールが得られる。
【0004】特開昭55−56124号公報には、環状
アルキレンカーボネートとグリコールとの反応により、
末端ヒドロキシル基を有する鎖状ポリカーボネートオリ
ゴマーもしくはポリマーの製造法が開示されている。こ
の反応は、環状カーボネートのグリコールによる開環反
応によって生成した鎖状カーボネートが添加したグリコ
ールとエステル交換し、逐次カーボネート結合によって
鎖延長し、鎖状ポリカーボネートオリゴマーもしくはポ
リマーを形成する。そのためエステル交換によって出発
原料の環状ポリカーボネートから遊離したアルキレング
リコールを高真空下反応系から除去しなければならず、
またオリゴマーもしくはポリマーに含まれるグリコール
成分の大部分は添加したグリコールである。
【0005】本発明者らは、特定の触媒の使用により、
5〜7員環構造の環状カーボネートをエステル交換を伴
うことなくアルコール類によって開環し得ることを発見
した。この反応によれば、エステル交換を伴うことなく
環状カーボネート化合物の開環が可能となり、副生物を
生成しないから高真空下で反応を行う必要はない。
【0006】本発明の開示 本発明は、5〜7員環構造のアルキレンカーボネート化
合物を出発物質のアルコール性水酸基へ開環付加し、対
応する末端水酸基アルキルカーボネート基へ変換するに
あたり、ブレーンステッド酸、ブレーンステッド酸陰イ
オンのオニウム塩、強酸性陽イオン交換樹脂、アルキル
アルカリ金属、アルカリ金属アルコラート、アミン、ス
ズ化合物、チタン化合物および亜鉛化合物よりなる群か
ら選ばれた触媒の存在下反応を行うことを特徴とする環
状カーボネート化合物のアルコール性水酸基への開環付
加方法を提供する。
【0007】詳細な議論 アルコール性水酸基を有する物質の第1の例は、式
【化8】 (式中、Aは総炭素数20までのエーテル結合を含むこ
ともある脂肪族炭化水素残基、R1 は炭素数2〜8のア
ルキレン鎖、xは0または1〜6の整数である。)を有
する樹脂族モノまたは多価アルコールであり、生成物
は、式
【化9】 (式中、A,R1 およびxは前記に同じであり、R2
炭素数2〜8のアルキレン鎖、yは1〜6の整数であ
る。)の脂肪族カーボネートである。
【0008】脂肪族アルコールとしては、1価のアルコ
ールとして、メタノール、エタノール、プロパノール、
イソプロパノール、ヘキサノール、2−エチルヘキサノ
ール、ラウリルアルコール、ステアリルアルコール等の
炭素数20までのアルカノールがある。ここでいう「脂
肪族アルコール」とは、アルコール性水酸基が結合する
炭素原子が脂肪族性であることを意味し、従ってベンジ
ルアルコール、フェネチルアルコール、シクロヘキサノ
ール、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノールなど
も含まれる。また、メトキシプロパノール、3−メトキ
シブタノール、エチレングリコールモノメチルエーテ
ル、エチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチ
レングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコー
ルモノブチルエーテル、グリシドールのようなエーテル
結合を含んだ脂肪族モノアルコールも含まれる。
【0009】さらに、アリルアルコール、ヒドロキシエ
チルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテ
ル、エチレングリコールモノアリルエーテル、プロパル
ギルアルコール、ヒドロキシエチルスチレン等の不飽和
結合を含んでいる脂肪族モノアルコールも含まれる。
【0010】2価アルコールとしては、エチレングリコ
ール、プロピレングリコール、1,2−ブタンジオー
ル、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオー
ル、2,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオー
ル、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオー
ル、トリメチルペンタンジオール、水素化ビスフェノー
ルA、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレ
ングリコール、ジプロピレングリコール、2官能ポリカ
プロラクトンポリオール例えばプラクセル205、プラ
クセル220(ダイセル化学工業株式会社)などが挙げ
られる。
【0011】3価以上の多価アルコールとしては、トリ
メチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリ
ン、ペンタエリスリトール、ジトリメチロールプロパ
ン、ジペンタエリスリトール、ソルビトール、3官能ポ
リカプロラクトンポリオール例えばプラクセル305,
プラクセル308(ダイセル化学工業株式会社)、およ
び4官能ポリカプロラクトンポリオール例えばペンタエ
リスリトールまたはジトリメチロールプロパンのε−カ
プロラクトン付加体などが挙げられる。
【0012】アルコール性水酸基を有する出発物質の第
2の例は、式
【化10】 (式中、R4 は水素またはメチル,R1 およびR5 は独
立に炭素数2〜8のアルキレン鎖、xは0または1〜6
の整数である。)を有するアクリルモノマーであり、生
成物は、式
【化11】 (式中、符号はすべて前記に同じ)の変性アクリルモノ
マーである。
【0013】出発物質のヒドロキシアルキル(メタ)ア
クリレートまたはそのラクトン付加体は、2−ヒドロキ
シエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピ
ル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メ
タ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アク
リレートおよび、そのようなヒドロキシアルキル(メ
タ)アクリレートを開始剤とし、対応するラクトンを開
環付加(重合)することによって得られる付加体であ
る。ヒドロキシエチル(メタ)クリレートの各種ε−カ
プロラクトン付加体(重合)体は、プラクセルFAおよ
びFMシリーズとしてダイセル化学工業(株)から市販
されている。
【0014】アルコール性水酸基を有する出発物質の第
3の例は、式
【化12】 (式中、符号はすべて前記に同じ。)を有する繰り返し
単位を含むアクリルポリマーであり、生成物は、式
【化13】 (式中、符号はすべて前記に同じ。)を有する繰り返し
単位を含む変性水酸基含有アクリルポリマーである。
【0015】出発アクリルポリマーは、例えば2−ヒド
ロキシエチルメタクリレート、3−ヒドロキシプロピル
アクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレートのよ
うなヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートおよび/
またはプラクセルFAおよびFM(ダイセル化学工業
(株)の商品名)として知られる2−ヒドロキシエチル
(メタ)クリレート/カプロラクトン付加体のようなラ
クトン付加体と、他のエチレン性不飽和モノマーを常法
により共重合することによって得られる。共重合し得る
モノマーの例としては、アクリル酸およびメタクリル酸
のアルキルエステル(メチル、エチル、n−プロピル、
イソプロピル、n−ブチル、sec−ブチル、t−ブチ
ル、2−エチルヘキシルなど)、アクリロニトリル、ス
チレン、α−メチルスチレン、酢酸ビニル、プロピオン
酸ビニルなどがある。
【0016】アルコール性水酸基を有する出発物質の第
4の例は、ポリエステルポリオールであり、生成物が
式、
【化14】 (式中、PEはポリエステルポリオールの水酸基を除い
た残基、aは2〜15の整数、bは1〜6の整数、cは
0≦c<aの整数であり、R2 は前記に同じである。)
の変性ポリエステルポリオールである。
【0017】周知のように、ポリエステルは多塩基酸成
分と多価アルコール成分とを縮重合することによって製
造される。酸成分としては、テレフタル酸、イソフタル
酸、フタル酸、無水フタル酸、2,6−ナフタレンジカ
ルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸などの芳香
族ジカルボン酸およびその無水物、コハク酸、アジピン
酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン
酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸などの脂肪族
ジカルボン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸および
それらの無水物などの三価以上の多価カルボン酸が挙げ
られる。
【0018】多価アルコール成分としては、エチレング
リコール、1,2−および1,3−プロパンジオール、
1,2−、1,3−、2,3−および1,4−ブタンジ
オール、1,2−、2,3−、1,4−および1,5−
ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4
−、2,5−および1,6−ヘキサンジオール、3−メ
チル−1,5−ペンタンジオール、1,2−ドデカンジ
オール、1,2−オクタデカンジオール、ジエチレング
リコール、トリエチレングリコール、1,4−ヘキサン
ジオール、1,4−シクロヘキンジメタノールなどのジ
オール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタ
エリスリトールなどの3価以上の多価アルコールを挙げ
ることができる。
【0019】縮重合反応は、得られるポリエステルが少
なくとも両末端に水酸基を有するような割合の酸成分と
多価アルコール成分とを常法によって反応させればよ
い。
【0020】他方の原料である環状カーボネートは、グ
リコールとジアルキルカーボネートとの反応によって得
られるポリマーを解重合する方法(特開平2−5635
6号公報参照)、または対応するアルキレンオキシドと
二酸化炭素の反応によって合成することができる。環状
カーボネートは、5員環,6員環または7員環構造を有
し、その具体例は5員環としてエチレンカーボネート、
6員環として1,3−プロピレンカーボネートおよびネ
オペンチルグリコールカーボネート(5,5−ジメチル
−1,3−ジオキサン−2−オンと命名し得る。)およ
び7員環として、1,4−ブタンジオールカーボネート
等が含まれる。ネオペンチルグリコールカーボネートが
好ましい。その理由は本化合物は工業的に容易に入手し
得る原料から比較的短いステップで合成可能であり、通
常の状態で安定であるが触媒の存在下比較的緩和な条件
下ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートまたはその
ラクトン付加体と開環付加反応するからである。
【0021】環状カーボネートの仕込量はアルコール性
水酸基に対しモル比で1:0.5以上であればよい。過
剰に仕込むときは、少なくとも一部の環式カーボネート
が順次開環付加重合する。
【0022】触媒としては、ジブチルスズオキシド、ジ
ブチルスズジラウレート、モノブチルトリクロロスズ、
ジブチルジクロロスズ、トリブチルモノクロロスズ、ヒ
ドロキシブチルスズオキシド等の有機スズ化合物、さら
には、塩化第1スズ、臭化第1スズ、ヨウ化第1スズ等
を用いることができる。さらに、リンタングステン酸、
ケイタングステン酸も用いることができる。また、アン
バーリスト15のような強酸性陽イオン交換樹脂、フッ
化水素、塩化水素、臭化水素、硫酸、p−トルエンスル
ホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、メタンスルホン
酸、トリフルオロ酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸
等のブレーンステッド酸が挙げられる。また、ブレーン
ステッド酸陰イオンオニウム塩として、窒素、イオウ、
リンまたはヨードのオニウム塩が挙げられる。以下にそ
れらの典型例をいくつか挙げる。
【0023】(i)4級アンモニウム塩型化合物: N,N−ジメチル−N−ベンジルアニリニウム六フッ化
アンチモン N,N−ジエチル−N−ベンジルアニリニウム四フッ化
ホウ素 N,N−ジエチル−N−ベンジルピリジニウム六フッ化
アンチモン N,N−ジエチル−N−ベンジルピリジニウムトリフル
オロメタンスルホン酸 N,N−ジメチル−N−(4−メトキシベンジル)ピリ
ジニウム六フッ化アンチモン N,N−ジエチル−N−(4−メトキシベンジル)ピリ
ジニウム六フッ化アンチモン N,N−ジエチル−N−(4−メトキシベンジル)トル
イジニウム六フッ化アンチモン N,N−ジメチル−N−(4−メトキシベンジル)トル
イジニウム六フッ化アンチモン (ii)スルホニウム塩型化合物: トリフェニルスルホニウム四フッ化ホウ素 トリフェニルスルホニウム六フッ化アンチモン トリフェエルスルホニウム六フッ化ヒ素 アデカCP−66(旭電化工業製) アデカCP−77(旭電化工業製) トリ(4−メトキシフェニル)スルホニウム六フッ化ヒ
素 ジフェニル(4−フェニルチオフェニル)スルホニウム
六フッ化ヒ素 (iii)ホスホニウム塩型化合物: エチルトリフェニルホスホニウム六フッ化アンチモン テトラブチルホスホニウム六フッ化アンチモン (iv)ヨードニウム塩型化合物: ジフェニルヨードニウム六フッ化ヒ素 ジ−4−クロロフェニルヨードニウム六フッ化ヒ素 ジ−4−ブロムフェニルヨードニウム六フッ化ヒ素 ジ−p−トリルヨードニウム六フッ化ヒ素 フェニル(4−メトキシフェニル)ヨードニウム六フッ
化ヒ素
【0024】上に挙げたオニウム塩の陰イオン成分が例
えば酢酸、プロピオン酸、オクタン酸、ラウリン酸、ス
テアリン酸等の脂肪族カルボン酸、安息香酸等の芳香族
カルボン酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン
酸、ドデシルベンゼンスルホン酸等の芳香族スルホン
酸、または過塩素酸などの陰イオン成分に置換したオニ
ウム塩を用いてもよい。
【0025】また、n−ブチルリチウム、sec−ブチ
ルリチウムなどのアルキルアルカリ金属、Li−、Na
−、K−エチラート、−ブチラート、−イソブチラー
ト、−t−ブチラート、−オクチラートなどのアルカリ
金属アルコラートなども有効な触媒である。また、ジエ
チルアミン、トリエチルアミン、ジブチルアミン、N,
N−ジメチルシクロヘキシルアミン、ジメチルベンジル
アミン、ヘキサメチレンテトラミン、1,8−ジアザビ
シクロ〔5,4,0〕−7−ウンデセン等のアミン類も
有効な触媒である。
【0026】触媒の添加量は、1ppm〜5%、好まし
くは5〜5000ppmである。
【0027】触媒の添加量が1ppmより少なくなると
反応速度がきわめて遅く、実用的な意味を持たず、逆に
5%より多くなると脱炭酸やエステル交換による副反応
が多く発生するようになり好ましくない。
【0028】反応温度は、出発物質および触媒の種類に
もよるが、一般に室温ないし150℃の温度である。
【0029】反応は、無溶媒もしくはベンゼン、トルエ
ンなどの芳香族炭化水素、酢酸エチル、酢酸ブチルなど
のエステル類、アセトン、メチルイソブチルケトンなど
のケトン類、ジクロロメタン、ジクロロエタンなどのハ
ロゲン化炭化水素、テトラヒドロフラン、1,4−ジオ
キサンなどのエーテル、アセトニトリル、ニトロベンゼ
ン、ニトロメタンなど非プロトン性有機溶媒中で行うこ
とができる。
【0030】溶剤を使用するのは、反応終了後の系内の
反応粗液の粘度を低下させる効果があり、かつ、系内を
均一にすることにより反応中の温度コントロールなどを
容易にするためである。不活性な溶剤の使用量は、5〜
80重量%、好ましくは10〜50重量%である。
【0031】溶剤の使用量が80重量%より多くなると
反応が遅くなるため好ましくない。逆に溶剤の使用量が
5重量%より少なくなると粘度低下の効果が少ない。
【0032】通常、反応は溶媒、出発物質、環状カーボ
ネート化合物および触媒の順序で反応器に仕込み、次い
で前記のような温度範囲で上昇させる。
【0033】脂肪族環式カーボネートの付加反応の終点
は、ガスクロマトグラフィーで行い、通常は環状カーボ
ネートの濃度が1%以下になった時点を反応の終点とみ
なす。
【0034】以下、例を挙げて本発明を説明するがこれ
らによって本発明が限定されるものではない。
【0035】実施例1 ブチル2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピルカー
ボネートの合成 ネオペンチルグリコールカーボネート3.9gを、n−
ブタノール4.44gに溶解し、ピリジニウム−p−ト
ルエンスルフォネート0.075gを加え、120℃で
20分間反応させた。反応終了後、ブタノールを減圧で
留去し、析出した未反応の環状カーボネートを濾別し、
表記化合物を得た。
【0036】実施例2 ブチルポリ(2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピ
ル)カーボネートの合成 ネオペンチルグリコールカーボネート11.7gを、n
−ブタノール4.44gに溶解し、ピリジニウム−p−
トルエンスルフォネート0.075gを加え、120℃
で4時間反応させた。反応終了後、ブタノールを減圧で
留去し、析出した未反応の環状カーボネートを濾別し、
表記化合物を得た。
【0037】実施例3 カーボネートジオールの合成 ネオペンチルグリコールカーボネート3.9gを、エチ
レングリコール6.2gに溶解し、ピリジニウム−p−
トルエンスルフォネート0.075gを加え、120℃
で3時間反応させた。反応終了後、エチレングリコール
を減圧で留去し、析出した未反応の環状カーボネートを
濾別し、表記化合物を得た。
【0038】実施例4 ポリカーボネートジオールの合成 ネオペンチルグリコールカーボネート15.6gを、エ
チレングリコール6.2gに溶解し、α,α−ジメチル
ベンジルピリジニウムヘキサフルオロアンチモネート
0.13gを加え、120℃で7時間反応させた。反応
終了後、エチレングリコールを減圧で留去し、析出した
未反応の環状カーボネートを濾別し、表記化合物を得
た。
【0039】実施例5 ヘキシル2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピルカ
ーボネートの合成 ネオペンチルグリコールカーボネート3.9gを、n−
ヘキサノール5.0gに溶解し、p−トルエンスルフォ
ン酸0.075gを加え、100℃で20分間反応させ
た。反応終了後、ヘキサノールを減圧で留去し、析出し
た未反応の環状カーボネートを濾別し、表記化合物を得
た。
【0040】実施例6 ネオペンチルグリコールカーボネート7.8gと、プラ
クセル205(ダイセル化学工業(株)製2官能カプロ
ラクトンオリゴマー,分子量503,水酸基価530)
15.9gと、ピリジニウム−p−トルエンスルフォネ
ート0.075gを混合し、120℃で4時間反応させ
た。反応終了後、反応をメタノールに投入し、再沈澱し
て水酸基価141のポリカーボネートポリオールを得
た。IR:λ3450cm-1(OH),1720cm-1
(C=0)
【0041】実施例7 ネオペンチルグリコールカーボネート11.7gと、プ
ラクセル305(ダイセル化学工業(株)製3官能カプ
ロラクトンオリゴマー,分子量550,水酸基価30
5)16.5gと、ピリジニウム−p−トルエンスルフ
ォネート0.075gを混合し、120℃で7時間反応
させた。反応終了後、反応液をメタノールに投入し、再
沈澱して水酸基価179のポリカーボネートポリオール
を得た。IR:λ3450cm-1(OH),1715c
-1(C=0)
【0042】実施例8 空気導入管、温度計、冷却管、攪拌装置を備えた4つ口
フラスコに2−ヒドロキシエチルアクリレート(2−H
EA)1.371g、ネオペンチルグリコールカーボネ
ート1.950g、重合禁止剤としてハイドロキノンモ
ノメチルエーテル0.019g、反応触媒として塩化第
1スズ(SnCl2 )0.003gを入れ空気を通じな
がら115℃で25時間反応させた。
【0043】反応を 1H−NMRにより追跡したとこ
ろ、ネオペンチルカーボネートの反応率は69.7%で
あった。反応物の色相は100(APHA)であった。
【0044】得られた製品のGPCパターンは、未反応
のネオペンチルグリコール(28.789分)、未反応
の2−ヒドロキシエチルアクリレート(28.277
分)、2−ヒドロキシエチルアクリレートのネオペンチ
ルグリコールカーボネート1モル付加体(26.237
分)、2モル付加体(25.145分)、3モル付加体
(24.415分)、およびそれ以上の付加体の混合物
であることを示した。
【0045】1H−NMRでは、0.938〜1.01
1ppmに見られるピークは、ネオペンチルグリコール
カーボネートの開環によるメチル基、1.139ppm
に見られるピークは、未反応のネオペンチルグリコール
カーボネートのメチル基を支持する。3.358〜3.
374ppmに見られるピークは、2−HEA付加物の
末端の水酸基に隣接したメチレン基、3.819〜3.
877ppm及び4.292〜4.343ppmに見ら
れるピークは、未反応HEAのメチレン基を支持する。
【0046】3.968〜4.015ppmに見られる
ピークは、ネオペンチルグリコールカーボネートの開環
によるメチレン基、4.079ppmに見られるピーク
は、未反応ネオペンチルグリコールカーボネートのメチ
レン基を支持する。
【0047】4.389〜4.411ppmに見られる
ピークは、2−HEA付加物のメチレン基を支持する。
5.853〜6.574ppmに見られるピークは、H
EA付加物のアクリル基及び未反応2−HEAのアクリ
ル基と推定され、得られた生成物は2−HEAによりネ
オペンチルグリコールカーボネートが開環した生成物で
あることが支持される。
【0048】実施例9 実施例8と同様の反応装置に、2−ヒドロキシエチルメ
タクリレート(2−HEMA)1.950g、ネオペン
チルグリコールカーボネート1.950g、重合禁止剤
としてハイドロキノンモノメチルエーテル0.019
g、反応触媒としてヒドロキシブチルスズオキシド0.
004gを入れ、空気を通じながら115℃で27時間
反応させた。
【0049】反応を 1H−NMRにより追跡したとこ
ろ、ネオペンチルグリコールカーボネートの反応率は、
89.8%であった。反応物の色相は120(APH
A)であった。
【0050】実施例10 実施例8と同様の反応装置に、2−ヒドロキシエチルア
クリレート(2−HEA)1.371g、ネオペンチル
グリコールカーボネート1.950g、重合禁止剤とし
てハイドロキノンモノメチルエーテル0.019g、反
応触媒としてp−トルエンスルホン酸0.003gを入
れ、空気を通じながら115℃で25時間反応させた。
反応を 1H−NMRにより追跡したところ、ネオペンチ
ルグリコールの反応率は、95.7%であった。反応物
の色相は100(APHA)であった。
【0051】実施例11 実施例8と同様の反応装置に、2−ヒドロキシエチルア
クリレート(2−HEA)1.371g、ネオペンチル
グリコールカーボネート1.949g、重合禁止剤とし
てハイドロキノンモノメチルエーテル0.019g、反
応触媒としてナトリウムエトキサイド0.003gを入
れ、空気を通じながら115℃で25時間反応させた。
反応を 1H−NMRにより追跡したところ、ネオペンチ
ルカーボネートの反応率は、79.6%であった。反応
物の色相は90(APHA)であった。
【0052】実施例12 実施例8と同様の反応装置に、2−ヒドロキシエチルア
クリレート(2−HEA)1.371g、ネオペンチル
グリコールカーボネート1.949g、重合禁止剤とし
てハイドロキノンモノメチルエーテル0.019g、反
応触媒としてトリエチルアミン0.009gを入れ、空
気を通じながら115℃で25時間反応させた。反応を
1H−NMRにより追跡したところ、62.4%であっ
た。反応物の色相は120(APHA)であった。
【0053】実施例13 実施例8と同様の反応装置に、2−ヒドロキシエチルメ
タクリレート2.6g、ネオペンチルグリコールカーボ
ネート2.6g、重合禁止剤としてハイドロキノンモノ
メチルエーテル0.026g、反応触媒としてp−トル
エンスルホン酸・1H2 O 0.038gを加え、空気
を通じながら40℃で120分間加熱攪拌した。 1H−
NMRおよびIRスペクトルにより生成物は主として出
発原料にネオペンチルグリコールカーボネート2モルが
開環付加重合したモノマーであることが確認された。
【0054】実施例14 実施例8と同様の反応装置に、2−ヒドロキシプロピル
アクリレート5.2g、ネオペンチルグリコールカーボ
ネート5.2g、重合禁止剤としてハイドロキノンモノ
メチルエーテル0.052g、反応触媒としてp−トル
エンスルホン酸・1H2 Oを0.076gを加え、空気
を通じながら40℃で18時間加熱攪拌した。 1H−N
MRおよびIRスペクトルにより、生成物は主として出
発原料にネオペンチルグリコールカーボネート1モルが
開環付加したモノマーであることが確認された。
【0055】実施例15 実施例8と同様の反応装置に、4−ヒドロキシブチルア
クリレート2.88g、ネオペンチルグリコールカーボ
ネート2.6g、重合禁止剤としてハイドロキノンモノ
メチルエーテル0.027g、反応触媒としてp−トル
エンスルホン酸・1H2 Oを0.038g加え、空気を
通じながら40℃で60分間攪拌した。1H−NMRお
よびIRスペクトルにより、生成物は主として出発原料
にネオペンチルグリコールカーボネート2モルが開環付
加重合したモノマーであることが確認された。
【0056】実施例16 空気導入管、温度計、冷却管、攪拌装置を備えた4つ口
フラスコに、プラクセルFM−1(ダイセル化学工業
(株)製)12.688gおよびネオペンチルグリコー
ルカーボネート3.414gを加え、反応触媒としてp
−トルエンスルホン酸・1H2 Oを0.049gを加
え、40℃で60分間加熱攪拌した。反応終了後、反応
液を冷却し、析出した固体を濾別した。
【0057】1H−NMRおよびIRスペクトルは、生
成物は主としてプラクセルFM−1へネオペンチルグリ
コールカーボネート1モルが開環付加した、2{〔6−
(3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロピル)オキシ
カルボニルオキシ〕カプロイル}エチルメタクリレート
であることを支持する。
【0058】実施例17 実施例16と同様の反応装置に、プラクセルFM−1
(ダイセル化学工業(株)製)12.688gおよびネ
オペンチルグリコールカーボネート3.414gを加
え、反応触媒としてアンバーリスト15を0.049g
加えと、40℃で60分間加熱攪拌した。反応終了後、
反応液を冷却し、析出した固体を濾別した。生成物は実
施例14の生成物と一致した。
【0059】製造例1水酸基含有アクリルポリマー(A)の合成 反応容器にキシレン19.2g、ブタノール4.8gを
はかりとり、120℃に加熱した。そこに、スチレン2
8.0g、2−ヒドロキシエチルメタクリレート12.
0g、ターシャリーブチルパーオクトエート1.2gの
混合物を2時間で滴下した。滴下終了後、さらに3時間
反応液を120℃に保ち反応を完結させた。得られたポ
リマー溶液をメタノール中に投入し再沈澱することでポ
リマーAを単離した。 Mn 13000 Mw/Mn 1.7,水酸基価(K
OH mg/g)131
【0060】製造例2水酸基含有アクリルポリマー(B)の合成 反応容器にキシレン19.2g、ブタノール4.8gを
はかりとり、100℃に加熱した。そこに、メタクリル
酸28.0g、2−ヒドロキシエチルメタクリレート1
2.0g、ターシャリーブチルパーオクトエート1.2
gの混合物を2時間で滴下した。滴下終了後、さらに3
時間反応液を100℃に保ち反応を完結させた。得られ
たポリマー溶液をメタノール中に投入し再沈澱すること
でポリマーBを単離した。 Mn 18000 Mw/Mn 1.8,水酸基価(K
OH mg/g)131
【0061】製造例3水酸基含有アクリルポリマー(C)の合成 反応容器にキシレン19.2g、ブタノール4.8gを
はかりとり、100℃に加熱した。そこに、メタクリル
酸メチル20g、スチレン8.0g、n−ブチルアクリ
レート6g、2−ヒドロキシエチルメタクリレート6
g、ターシャリーブチルパーオクトエート0.6gの混
合物を2時間で滴下した。滴下終了後、さらに3時間反
応液を100℃に保ち反応を完結させた。得られたポリ
マー溶液をメタノール中に投入し再沈澱することでポリ
マーCを単離した。 Mn 22000 Mw/Mn 1.9,水酸基価(K
OH mg/g)65
【0062】製造例4水酸基含有アクリルポリマー(D)の合成 反応容器にキシレン19.2g、ブタノール4.8gを
はかりとり、130℃に加熱した。そこに、メタクリル
酸メチル20g、スチレン8.0g、n−ブチルアクリ
レート6g、2−ヒドロキシエチルメタクリレート6
g、ターシャリーブチルパーオクトエート1.2gの混
合物を2時間で滴下した。滴下終了後、さらに3時間反
応液を130℃に保ち反応を完結させた。得られたポリ
マー溶液をメタノール中に投入し再沈澱することでポリ
マーCを単離した。 Mn 10200 Mw/Mn 1.7,水酸基価(K
OH mg/g)60
【0063】製造例5水酸基含有アクリルポリマー(E)の合成 反応容器にキシレン19.2g、ブタノール4.8gを
はかりとり、130℃に加熱した。そこに、メタクリル
酸メチル20g、スチレン8.0g、n−ブチルアクリ
レート6g、2−ヒドロキシエチルメタクリレート6
g、ターシャリーブチルパーオクトエート2.0gの混
合物を2時間で滴下した。滴下終了後、さらに3時間反
応液を130℃に保ち反応を完結させた。得られたポリ
マー溶液をメタノール中に投入し再沈澱することでポリ
マーCを単離した。 Mn 8500 Mw/Mn 1.7,水酸基価(KO
H mg/g)63
【0064】製造例6水酸基含有アクリルポリマー(F)の合成 反応容器にキシレン19.2g、ブタノール4.8gを
はかりとり、130℃に加熱した。そこに、メタクリル
酸メチル20g、スチレン8.0g、n−ブチルアクリ
レート6g、2−ヒドロキシエチルメタクリレート6
g、メタクリル酸0.5g、ターシャリーブチルパーオ
クトエート2.0gの混合物を2時間で滴下した。滴下
終了後、さらに3時間反応液を130℃に保ち反応を完
結させた。得られたポリマー溶液をメタノール中に投入
し再沈澱することでポリマーFを単離した。 Mn 8200 Mw/Mn 1.7,水酸基価(KO
H mg/g)63、酸価(KOH mg/g)8
【0065】実施例18 反応容器にアクリルポリマー(A)10gをはかりと
り、トルエン10gを加え加熱溶解した。この溶液に、
5,5−ジメチル−1,3−ジオキサン−2−オン3.
0gおよびp−トルエンスルフォン酸・1H2 O 0.
044gを加え120℃で90分反応させた。反応終了
後、反応液をメタノールに投入し再沈澱しポリマーを単
離した。 Mn 19900 Mw/Mn 1.9,水酸基価(K
OH mg/g)99,IR;ν 3450cm-1(O
H),1745cm-1(O−CO−O),1720cm
-1(COO)
【0066】実施例19 反応容器にアクリルポリマー(B)10gをはかりと
り、トルエン10gを加え加熱溶解した。この溶液に、
5,5−ジメチル−1,3−ジオキサン−2−オン3.
0gおよびp−トルエンスルフォン酸・1H2 O 0.
044gを加え100℃で60分反応させた。反応終了
後、反応液をメタノールに投入し再沈澱しポリマーを単
離した。 Mn 19000 Mw/Mn 1.9,水酸基価(K
OH mg/g)99,IR;ν 3450cm-1(O
H),1745cm-1(O−CO−O),1720cm
-1(COO)
【0067】実施例20 反応容器にアクリルポリマー(C)10gをはかりと
り、トルエン10gを加え加熱溶解した。この溶液に、
5,5−ジメチル−1,3−ジオキサン−2−オン3.
0gおよびアンバーリスト15を2gを加え80℃で9
0分反応させた。反応終了後、反応液をメタノールに投
入し再沈澱しポリマーを単離した。 Mn 24000 Mw/Mn 2.1,水酸基価(K
OH mg/g)50,IR;ν 3450cm-1(O
H),1745cm-1(O−CO−O),1720cm
-1(COO)
【0068】実施例21 反応容器にアクリルポリマー(D)10gをはかりと
り、トルエン10gを加え加熱溶解した。この溶液に、
5,5−ジメチル−1,3−ジオキサン−2−オン3.
0gおよびアンバーリスト15を1.0gを加え120
℃で90分反応させた。反応終了後、反応液をメタノー
ルに投入し再沈澱しポリマーを単離した。 Mn 11500 Mw/Mn 1.9,水酸基価(K
OH mg/g)45,IR;ν 3450cm-1(O
H),1745cm-1(O−CO−O),1720cm
-1(COO)
【0069】実施例22 反応容器にアクリルポリマー(E)10gをはかりと
り、トルエン10gを加え加熱溶解した。この溶液に、
5,5−ジメチル−1,3−ジオキサン−2−オン3.
0gおよびアンバーリスト15E1.5gを加え80℃
で30分反応させた。反応終了後、反応液をメタノール
に投入し再沈澱しポリマーを単離した。 Mn 10000 Mw/Mn 1.9,水酸基価(K
OH mg/g)47,IR;ν 3450cm-1(O
H),1745cm-1(O−CO−O),1720cm
-1(COO)
【0070】実施例23 反応容器にアクリルポリマー(E)10gをはかりと
り、トルエン10gを加え加熱溶解した。この溶液に、
5,5−ジメチル−1,3−ジオキサン−2−オン1.
5gおよびアンバーリスト15E1.5gを加え80℃
で30分反応させた。反応終了後、反応液をメタノール
に投入し再沈澱しポリマーを単離した。 Mn 9300 Mw/Mn 1.8,水酸基価(KO
H mg/g)47,IR;ν 3450cm-1(O
H),1745cm-1(O−CO−O),1720cm
-1(COO)
【0071】実施例24 反応容器にアクリルポリマー(F)10gをはかりと
り、トルエン10gを加え加熱溶解した。この溶液に、
5,5−ジメチル−1,3−ジオキサン−2−オン1.
5gおよびアンバーリスト15E1.5gを加え80℃
で30分反応させた。反応終了後、反応液をメタノール
に投入し再沈澱しポリマーを単離した。 Mn 9300 Mw/Mn 1.8,水酸基価(KO
H mg/g)47,IR;ν 3450cm-1(O
H),1745cm-1(O−CO−O),1720cm
-1(COO)
【0072】製造例7 ポリエステルポリマーAの合成 加熱装置、攪拌機、還流装置、水分離機、精留塔及び温
度計を備えた反応容器にトリメチロールプロパン223
部、ネオペンチルグリコール319部、1,6−ヘキサ
ンジオール188部を仕込み、80〜120℃に加熱溶
解させ、攪拌が可能となった時点で、攪拌を開始し、さ
らに、イソフタル酸707部とアジピン酸155部を加
え、180℃まで昇温する。反応縮合水が生成し始めた
ら、系外へ水を留去しながら3時間かけて、230℃ま
で均一速度で昇温し、230℃に達したらそのままの温
度で2時間反応を続ける。その後反応容器中にキシロー
ルを添加し、キシロール還流法にて縮合反応を続け、樹
脂酸価が15に達したら反応を終了し冷却する。冷却
後、キシロール600部を加えポリエステルポリマーA
を得た。 不揮発分;70.4%、ワニス酸価;10.4mgKO
H/g、 水酸基価;150mgKOH/g IR;ν 3450cm-1(OH),1720cm
-1(COO)
【0073】製造例8 ポリエステルポリマーBの合成 加熱装置、攪拌機、還流装置、水分離機、精留塔及び温
度計を備えた反応容器にトリメチロールプロパン324
部、1,5−ペンタンジオール165部、1,6−ヘキ
サンジオール134部を仕込み、80〜120℃に加熱
溶解させ、攪拌が可能となった時点で、攪拌を開始し、
さらに、無水フタル酸356部とイソフタル酸399部
を加え、180℃まで昇温する。反応縮合水が生成し始
めたら、系外へ水を留去しながら3時間かけて、230
℃まで均一速度で昇温し、230℃に達したらそのまま
の温度で2時間反応を続ける。その後反応容器中にキシ
ロールを添加し、キシロール還流法にて縮合反応を続
け、樹脂酸価が8に達したら反応を終了し冷却する。冷
却後、キシロール810部を加えポリエステルポリマー
Bを得た。 不揮発分;60.4%、ワニス酸価;5mgKOH/
g、 水酸基価;140mgKOH/g IR;ν 3450cm-1(OH),1720cm
-1(COO)
【0074】実施例25 反応容器にポリマーA10gをはかりとり、5,5−ジ
メチル−1,3−ジオキサン−2−オン3.0gおよび
p−トルエンスルホン酸1水和物0.044gを加え1
20℃で90分反応させた。反応終了後、反応液をメタ
ノールに投入し再沈澱しポリマーを単離した。 水酸基価(KOH mg/g),100 酸価(KOH mg/g)6 IR;ν 3450cm-1(OH),1745cm
-1(O−CO−O),1720cm-1(COO)
【0075】実施例26 反応容器にポリマーA10gをはかりとり、5,5−ジ
メチル−1,3−ジオキサン−2−オン3.0gおよび
アンバーリスト15(H型)2gを加え70℃で30分
反応させた。反応終了後、反応液をメタノールに投入し
再沈澱しポリマーを単離した。 水酸基価(KOH mg/g),105 酸価(KOH mg/g)7 IR;ν 3450cm-1(OH),1745cm
-1(O−CO−O),1720cm-1(COO)
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08F 299/02 MRR C08G 63/91 NLL // C07B 61/00 300 (72)発明者 山田 真也 大阪府寝屋川市池田中町19番17号 日本ペ イント株式会社内 (72)発明者 藤輪 高明 広島県大竹市玖波4−13−5 (72)発明者 松井 秀樹 広島県大竹市玖波4−13−5 (72)発明者 田淵 丈晴 広島県大竹市玖波4−4−1

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】5〜7員環構造のアルキレンカーボネート
    化合物を出発物質のアルコール性水酸基へ開環付加し、
    対応する末端水酸基アルキルカーボネート基へ変換する
    にあたり、ブレーンステッド酸、ブレーンステッド酸陰
    イオンのオニウム塩、強酸性陽イオン交換樹脂、アルキ
    ルアルカリ金属、アルカリ金属アルコラート、アミン、
    スズ化合物、チタン化合物および亜鉛化合物よりなる群
    から選ばれた触媒の存在下反応を行うことを特徴とする
    環状カーボネート化合物のアルコール性水酸基への開環
    付加方法。
  2. 【請求項2】出発物質が、式 【化1】 (式中、Aは総炭素数20までのエーテル結合を含むこ
    ともある脂肪族炭化水素残基、R1 は炭素数2〜8のア
    ルキレン鎖、xは0または1〜6の整数であり、生成物
    が式 【化2】 (式中、A,R1 およびxは前記に同じであり、R2
    炭素数2〜8のアルキレン鎖、yは1〜6の整数であ
    る。)の脂肪族カーボネートである請求項1の方法。
  3. 【請求項3】出発物質が、式 【化3】 (式中、R4 は水素またはメチル、R1 およびR5 は独
    立に炭素数2〜8のアルキレン鎖,xは0または1〜6
    の整数である。)を有するアクリルモノマーであり、生
    成物が 【化4】 (式中、R1 ,R4 ,R5 およびxは前記に同じであ
    り、R2 は炭素数2〜8のアルキレン、yは1〜6の整
    数である。)を有するカーボネート結合を有するアクリ
    ルモノマーである請求項1の方法。
  4. 【請求項4】出発物質が、式 【化5】 (式中、R4 は水素またはメチル,R1 およびR5 は独
    立に炭素数2〜8のアルキレン鎖、xは0または1〜6
    の整数である。)の繰り返し単位を含むアクリルポリマ
    ーであり、生成物が、式 【化6】 (式中、R1 ,R4 ,R5 およびxは前記に同じであ
    り、R2 は炭素数2〜8のアルキレン鎖、yは1〜6の
    整数である。)の繰り返し単位を含むアクリルポリマー
    である請求項1の方法。
  5. 【請求項5】出発物質がポリエステルポリオールであ
    り、生成物が、式 【化7】 (式中、PEはポリエステルポリオールの水酸基を除い
    た残基、R2 は炭素数2〜8のアルキレン鎖、aは2〜
    15の整数、bは1〜6の整数、cは0≦c<aの整数
    である。)の変性ポリエステルポリオールである請求項
    1の方法。
  6. 【請求項6】アルキレンカーボネート化合物が、ネオペ
    ンチルグリコールカーボネートである請求項1の方法。
  7. 【請求項7】R2 が2,2−ジメチル−1,3−プロピ
    レン鎖である請求項2ないし5のいずれかの方法。
JP5294509A 1992-12-01 1993-10-28 環状カーボネート化合物のアルコール性水酸基への開環付加方法 Pending JPH0710920A (ja)

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