JPH072703B2 - カルバミン酸エステルとその製法 - Google Patents

カルバミン酸エステルとその製法

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JPH072703B2 JP8760684A JP8760684A JPH072703B2 JP H072703 B2 JPH072703 B2 JP H072703B2 JP 8760684 A JP8760684 A JP 8760684A JP 8760684 A JP8760684 A JP 8760684A JP H072703 B2 JPH072703 B2 JP H072703B2
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はカルバミン酸エステルとその製法、特に式: [式中、Rは炭素数1〜3の低級アルキル基を示し、
R′は炭素数1〜18のアルキル基、炭素数3〜5のアル
ケニル基、炭素数7〜8のアルアルキル基または置換ま
たは非置換フェニル基を示し、置換基はメチル基、ハロ
ゲン原子またはニトロ基を示す。] で表わされる新規なカルバミン酸エステルとその製造方
法に関する。
[従来技術] イソシアネート基を有する化合物は、その優れた反応性
の故に、高分子化学の領域で広く用いられている。特に
重合性の炭素−炭素不飽和基とイソシアネート基の両者
を同一分子内に有する化合物は、それら両官能基がそれ
ぞれ異なる反応機構で種々の反応に参与するため、広汎
な工業技術分野で使用することが出来る。このような有
用性に着目し、本発明者らは先に次式で表わされるイソ
シアネート化合物を提供した[特願昭58-225226号]: [式中、Rは前記と同意義。]。
上記イソシアネート化合物(II)は、一般に常温で安定
な液体であって、取り扱いが容易である一方、その分子
中に重合性の炭素−炭素不飽和基とイソシアネート基を
有するのみならず、これら両官能基間にそれらに隣接し
てカルボニル基が存在するため、炭素−炭素不飽和基の
活性が高められていると共にイソシアネート基の活性も
高められており、かつ多様な付加反応を営みうる状態に
ある。すなわち、イソシアネート化合物(II)は次式の
A部分(共役二重結合)とB部分(アシルイソシアネー
ト基)のそれぞれに基づく種々の反応たとえばラジカル
重合、アニオン重合、二量化、三量化、極性付加、活性
水素付加などを営むことが出来る。: 従って、イソシアネート化合物(II)は工業用製造原料
として広汎な用途が期待されるものである。
[発明の目的] 本発明は、上記のようなイソシアネート化合物(II)の
一つの用途を開発する目的で行なわれたものである。
[発明の構成] 本発明の要旨は、式(I)で表わされるカルバミン酸エ
ステルおよび式(II)で表わされるイソシアネート化合
物と 式: R′OH (III) で表わされるヒドロキシル化合物を反応させて式(I)
で表わされるカルバミン酸エステルを得ることを特徴と
するカルバミン酸エステルの製法に存する。
前記したように、イソシアネート化合物(II)は種々の
反応を営む可能性を有するものであるから、これにヒド
ロキシル化合物(III)を作用させた場合、所望のイソ
シアネート化合物(II)とヒドロキシル化合物(III)
の間の付加反応に加えおよび/または代わり、イソシア
ネート化合物(II)自体の二量化、三量化、多量化(重
合)などや、生成したカルバミン酸エステル(I)の重
合、生成したカルバミン酸エステル(I)のアミド態NH
基とイソシアネート化合物(II)の反応など種々の副反
応の進行が予測されたのであるが、現実には少なくとも
100℃を超えない温度範囲においては上記所望反応が優
先的に進行することが確認された。特に室温(0〜30
℃)を越えない比較的低温下では、所望の反応のみが定
量的に進行し、予測された種々の副反応は実質的完全に
回避することが出来る。
本発明によれば、カルバミン酸エステル(I)はイソシ
アネート化合物(II)とヒドロキシル化合物(III)を
反応させることによってこれを製造することが出来る。
ヒドロキシル化合物(III)は広い範囲から選択するこ
とが出来、その具体例としては、アルカノール、アルケ
ノール、アルアルカノール、フェノールなどが挙げられ
る。すなわち、ヒドロキシル化合物(III)のR′で示
される基は、ヒドロキシル化合物からヒドロキシル基を
除外した基であってよく、炭素数1〜18のアルキル基
(たとえばメチル、エチル、プロピル、ステアリル)、
炭素数3〜5のアルケニル基(たとえば、アリル、ペン
テニル)、炭素数7〜8のアルアルキル基(たとえばベ
ンジル、フェネチル)、置換または非置換フェニル基
(たとえばフェニル、トリル、キシリル、クロロフェニ
ル、ブロモフェニル、ニトロフェニル)などが例示され
る。ヒドロキシル化合物(III)は常温で液体である場
合が多く、それ自体反応媒質として役立ちうるが、ヒド
ロキシル化合物(III)が液体であると固体であるとを
問わず不活性溶媒を使用するのが普通である。不活性溶
媒としては反応に悪影響を及ぼさない限り特に制限はな
く、種々のものを使用することが出来、たとえば、ペン
タン、ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素、ベン
ゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素、シク
ロヘキサン、メチルシクロヘキサン、デカリンなどの脂
環式炭化水素、石油エーテル、石油ベンジンなどの炭化
水素系溶媒、四塩化炭素、クロロホルム、1,2−ジクロ
ロエタンなどのハロゲン化炭化水素系溶媒、エチルエー
テル、イソプピルエーテル、アニソール、ジオキサン、
テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒、アセトン、
メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロ
ヘキサノン、アセトフェノン、イソホロンなどのケトン
類、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類、アセト
ニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシ
ドなどから適宜に選択すればよい。これらは単独または
混合物のいずれで使用されてもよい。
反応は一般に−20〜100℃で行なうことが好ましいが、
室温(0〜30℃)付近か氷冷下で行なうのが特に有利で
ある。100℃以上の高温では副反応を起こす可能性があ
り、他方余り低温になると反応速度が小となって不利で
ある。反応に際し、たとえばスズ系の触媒の使用が考慮
されてもよいが。
[作用と効果] 以上の説明からも明らかなように、イソシアネート化合
物(II)は極めて容易にヒドロキシル化合物(III)と
反応して、後者のヒドロキシル基に重合性共役二重結合
を有する基、すなわち、アクリロイルカルバモイル基ま
たはアルキルアクリロイルカルバモイル基が導入され
る。その結果、前記ヒドロキシル化合物(III)は該共
役二重結合に由来した重合性を付与されることになる。
たとえばアゾビスイソブチロニトリルの如きラジカル重
合触媒の存在下、容易に重合を行なわしめることが可能
である。
他方、本発明によって得られたカルバミン酸エステル
(I)は、一般に固体形状をとるものが多く、精製が容
易であり、常温で安定であるから取り扱い易い利点があ
る。また、殆どの有機溶媒に溶解性を示すから、溶液の
形で使用することも出来る。前記の如く、カルバミン酸
エステル(I)はその分子内に存在する共役二重結合に
より単独重合反応や共重合反応を行なうことが可能であ
り、得られたホモポリマーやコポリマーは塗料、接着
剤、プラスチック、エラストマーなどに利用される。ま
た、アシルウレタン結合が存在するので分子間凝集力や
分子間水素結合形成能が高く、その結果製造されたポリ
マーは優れた物性(強靱性、接着性、分散性など)を有
する。このようにカルバミン酸エステル(I)はそれ自
体工業用製造原料として有用なものである。
なお、ヒドロキシル化合物(III)にヒドロキシル基が
複数個存在する場合、通常はそれぞれのヒドロキシル基
に対してイソシアネート化合物(II)が反応する。従っ
て、ヒドロキシル化合物(III)1モルに対しそのヒド
ロキシル基の数に対応したモル数またはそれ以上のイソ
シアネート化合物(II)を使用すれば、ヒドロキシル化
合物(III)のすべてのヒドロキシル基にイソシアネー
ト化合物(II)が反応したカルバミン酸エステル(I)
が得られる。このような成績体を含め、少なくとも1個
のヒドロキシル基がイソシアネート化合物(II)と反応
している限り、得られた成績体は本発明の目的化合物た
るカルバミン酸エステル(I)の範ちゅうに属するもの
と理解されなければならない。
なおまた、原料物質たるイソシアネート化合物(II)
は、アクリルアミドまたはα−アルキルアクリルアミド
とオキザリルハライドを反応せしめ、必要に応じその反
応成績体を脱ハロゲン化水素することによって製造する
ことができる。この前段の反応は、通常、ハロゲン化炭
化水素のような不活性溶媒の存在下、−50〜150℃の温
度で行なわれる。なお、末端二重結合の不必要な重合を
避けるために、反応系に重合禁止剤を存在せしめてもよ
い。重合禁止剤の具体例としてはハイドロキノン、p−
メトキシフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチ
ルフェノール、4−t−ブチルカテコール、ビスジヒド
ロキシベンジルベンゼン、2,2′−メチレンビス(6−
t−ブチル−3−メチルフェノール)、4,4′−ブチリ
デンビス(6−t−ブチル−3−メチルフェノール)、
4,4′−チオビス(6−t−ブチル−3−メチルフェノ
ール)、p−ニトロソフェノール、ジイソプロピルキサ
ントゲンスルフィド、N−ニトロソフェニルヒドロキシ
ルアミン・アンモニウム塩、1,1−ジフェニル−2−ピ
クリルヒドラジル、1,3,5−トリフェニルフェルダジ
ル、2,6−ジ−t−ブチル−α−(3,5−ジ−t−ブチル
−4−オキソ−2,5−シクロヘキサジエン−1−イリデ
ン)−p−トリオキシ、2,2,6,6−テトラメチル−4−
ピペリドン−1−オキシル、ジチオベンゾイルスルフィ
ド、p,p′−ジトリルトリスルフィド、p,p′−ジトリル
テトラスルフィド、ジベンジルテトラスルフィド、テト
ラエチルチウラムジスルフィドなどが挙げられる。
[実施例] 以下に実施例を挙げ、カルバミン酸エステル(I)の製
造法を具体的に説明する。
実施例1 N−メタクリロイルカルバミン酸メチル 乾燥メタノール32g(1mol)に氷冷下メタクリロイルイ
ソシアネート11.1g(0.1mol)の1,2−ジクロロエタン50
ml溶液を窒素気流中で滴下した。滴下後、メタノールお
よび1,2−ジクロロエタンを減圧下に留去した。残留物1
4.16gをヘキサン−ベンゼンより再結晶し、無色針状晶
としてN−メタクリロイルカルバミン酸メチル13.15gを
得た。m.p.94〜95℃。
実施例2 N−メタクリロイルカルバミン酸イソプロピル 乾燥イソプロパノール30g(0.5mol)に氷冷下メタクリ
ロイルイソシアネート11.1g(0.1mol)の1,2−ジクロロ
エタン100ml溶液を窒素気流中で滴下した。滴下後、イ
ソプロパノールおよび1,2−ジクロロエタンを減圧下に
留去した。残留物16.76gをベンゼン−ヘキサンより再結
晶し、無色針状晶としてN−メタクリロイルカルバミン
酸イソプロピルを得た。m.p.108℃。
実施例3 N−メタクリロイルカルバミン酸t−ブチル 乾燥t−ブタノール37g(0.5mol)を乾燥クロロホルム5
0mlに溶かし、氷冷した。この溶液に窒素気流中メタク
リロイルイソシアネート11.1g(0.1mol)の1,2−ジクロ
ロエタン100ml溶液を滴下した。滴下後、クロロホル
ム、t−ブタノールおよび1,2−ジクロロエタンを減圧
下に留去した。残留物18.3gをベンゼン−ヘキサンより
再結晶し、無色針状晶としてN−メタクリロイルカルバ
ミン酸t−ブチルを得た。m.p.160℃。
実施例4 N−メタクリロイルカルバミン酸ベンジル 乾燥ベンジルアルコール10.8g(0.1mol)に氷冷下メタ
クリロイルイソシアネート11.1g(0.1mol)の1,2−ジク
ロロエタン50ml溶液を窒素気流中で滴下した。滴下後、
1,2−ジクロロエタンを減圧下に留去した。残留物21.8g
をヘキサン−ベンゼンより再結晶し、無色針状晶として
N−メタクリロイルカルバミン酸ベンジルを得た。m.p.
109〜110℃。
実施例5 N−メタクリロイルカルバミン酸フェニル 乾燥フェノール9.4g(0.1mol)のクロロホルム20ml溶液
に氷冷下メタクリロイルイソシアネート11.1g(0.1mo
l)の1,2−ジクロロエタン50ml溶液を窒素気流中で滴下
した。滴下後、クロロホルムおよび1,2−ジクロロエタ
ンを減圧下に留去した。残留物20.5gをヘキサン−ベン
ゼンより再結晶し、無色針状晶としてN−メタクリロイ
ルカルバミン酸フェニルを得た。m.p.94〜95℃。
実施例6 N−メタクリロイルカルバミン酸アリル 乾燥アリルアルコール17.4g(0.3mol)に氷冷下メタク
リロイルイソシアネート11.1g(0.1mol)の1,2−ジクロ
ロエタン50ml溶液を窒素気流中で滴下した。滴下後、過
剰のアリルアルコールおよび1,2−ジクロロエタンを減
圧下に留去した。残留物16.9gをヘキサン−ベンゼンよ
り再結晶し、無色針状晶として、N−メタクリロイルカ
ルバミン酸アリルを得た。m.p.43.5℃。
実施例7 N−メタクリロイルカルバミン酸ステアリル 乾燥ステアリルアルコール27.0g(0.1mol)のクロロホ
ルム溶液にメタクリロイルイソシアネート11.1g(0.1mo
l)の1,2−ジクロロエタン50ml溶液を窒素気流中で滴下
した。滴下後、クロロホルムおよび1,2−ジクロロエタ
ンを減圧下に留去し、N−メタクリロイルカルバミン酸
ステアリル38gを得た。m.p.38〜41℃。
IRスペクトルにおいて、3300cm-1にνNH、1760cm-1にν
NHCOO(ウレタン結合に起因する吸収)、1710cm-1にνC
ONH(メタクリロイル基のカルボニル基の吸収)、1520c
m-1にアミドII吸収帯および1220cm-1にアミドIII吸収帯
が認められた。
上記実施例と同様にして得られた他の化合物の具体例を
挙げれば次の通りである: N−メタクリロイルカルバミン酸エチル、無色針状結
晶、m.p.73〜74℃; N−メタクリロイルカルバミン酸n−プロピル、無色針
状結晶、m.p.68〜69℃; N−メタクリロイルカルバミン酸n−ブチル、 無色針状結晶、m.p.91〜92℃。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】式: [式中、Rは炭素数1〜3の低級アルキル基を示し、
    R′は炭素数1〜18のアルキル基、炭素数3〜5のアル
    ケニル基、炭素数7〜8のアルアルキル基または置換ま
    たは非置換フェニル基を示し、置換基はメチル基、ハロ
    ゲン原子またはニトロ基を示す。] で表されるカルバミン酸エステル。
  2. 【請求項2】式: [式中、Rは炭素数1〜3の低級アルキル基を示す。] で表されるイソシアネート化合物と 式: R′OH [式中、R′は炭素数1〜18のアルキル基、炭素数3〜
    5のアルケニル基、炭素数7〜8のアルアルキル基を示
    し、置換基はメチル基、ハロゲン原子またはニトロ基を
    示す。] で表されるヒドロキシル化合物を反応させて 式: [式中、Rは炭素数1〜3の低級アルキル基を示し、
    R′は炭素数1〜18のアルキル基、炭素数3〜5のアル
    ケニル基、炭素数7〜8のアルアルキル基または置換ま
    たは非置換フェニル基を示し、置換基はメチル基、ハロ
    ゲン原子またはニトロ基を示す。] で表されるカルバミン酸エステルを得ることを特徴とす
    るカルバミン酸エステルの製法。
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