JPH0826156B2 - ポリ(n−アシルエチレンイミン)グラフトポリシロキサンならびにその製造法 - Google Patents

ポリ(n−アシルエチレンイミン)グラフトポリシロキサンならびにその製造法

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JPH0826156B2
JPH0826156B2 JP62112938A JP11293887A JPH0826156B2 JP H0826156 B2 JPH0826156 B2 JP H0826156B2 JP 62112938 A JP62112938 A JP 62112938A JP 11293887 A JP11293887 A JP 11293887A JP H0826156 B2 JPH0826156 B2 JP H0826156B2
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/42Block-or graft-polymers containing polysiloxane sequences

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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はポリ(N−アシルエチレンイミン)グラフト
ポリシロキサンの新規なる製造方法ならびに該製法で得
られるある種の新規なポリ(N−アシルエチレンイミ
ン)グラフトポリシロキサンに関するものである。
従来技術 ポリ(N−アシルエチレンイミン)グラフトポリシロ
キサンは分子内にポリN−アシルエチレンイミンの親水
部とポリシロキサンの疎水部とが偏在する特異な分子構
造を有し、界面活性剤、平滑剤、樹脂相溶性改良剤など
として近時極めて注目されているポリシロキサンであ
る。すなわち、かかるポリシロキサン類は日本化学会第
54春季年会講演予稿集,II,1557('87)に三枝武夫らに
より初めて報告され、上記の如き広範な用途が期待され
ているものであって、同文献に報告されている合成法に
したがえば、先ず反応性ビニル基を有するトシルエステ
ルとオキサゾリンとからビニル基を有するポリN−アシ
ルエチレンイミン化合物が作られこれとポリシロキサン
を白金酸触媒の存在下に反応させ、ポリシロキサンのSi
H部と前記ビニル基との付加反応により目的物が作られ
ている。
しかしながら上記方法には下記の如き種々の問題があ
る。
(1)アリルトシレートは熱もしくは化学的に不安定で
あり、オキサゾリンの開環重合条件下、二重結合の重合
などの副反応を起こし易い。
(2)ポリN−アシルエチレンイミン化合物とポリシロ
キサンのポリマー同志の反応であるため、溶媒その他反
応条件の設定が難しい。
(3)ポリN−アシルエチレンイミン化合物に水酸基が
存在するため白金酸触媒を用いてのシランとの付加反応
において、該水酸基が反応阻害要因となる。
(4)トシルエステルとオキサゾリンとからポリN−ア
シルエチレンイミンを得ているので、ポリN−アシルエ
チレンイミン化合物を分離、精製しなければ次の付加反
応で残存トシル基が反応阻害要因となる。
さらにまた、同文献に示されたポリ(N−アシルエチ
レンイミン)グラフトポリシロキサンはN−アシルエチ
レンイミン以外の官能基部分を持たぬため、例えば溶解
性制御、機能性サイトの付与などその他の目的でさらに
新規誘導体に導こうとしても、複雑な手法により新たに
反応性官能基の導入をはからねばならない。
発明が解決しようとする問題点 そこで、上記の如き欠点のない、より容易且つ工業的
有利なポリ(N−アシルエチレンイミン)グラフトポリ
シロキサンの製造方法を提供することが本発明の主目的
である。さらにまた、新しいポリシロキサン類の合成に
有用な反応性官能基を容易にポリ(N−アシルエチレン
イミン)グラフトポリシロキサンに導入することも本発
明目的の一つである。さらに、文献未記載のポリ(N−
アシルエチレンイミン)グラフトポリシロキサンを提供
することも発明目的の一つである。
問題点を解決するための手段 本発明に従えば、上記目的が、式 (式中R1はそれぞれ同一あるいは異なる炭素数1〜18の
アルキル基またはアリール基;R3、R4、R5は水酸基、ア
リロキシ基、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20
のアルコキシ基、鎖中にエーテルおよび/またはエステ
ル結合を含みうる炭素数1〜100の末端ヒドロキシアル
キル基から選ばれる同一あるいは異なる1価有機基;R2
は鎖中にエーテルおよび/またはエステル結合を含みう
る炭素数1〜100のアルキレン鎖;mとnは夫々シロキサ
ンの繰り返し単位数で、m≧1、n≧0、2≦m+n≦
2000の関係を満たす実数) で表されるアルコール性水酸基含有ポリシロキサンのア
ルコール性水酸基の全部もしくは一部をスルホン酸エス
テル化し、次いで上記反応生成物に 式 (式中R6は水酸基を含むこともある炭素数1〜40のアル
キル基、アラルキル基、もしくはアリール基) で表される2−オキサゾリン類を開環重合せしめる方法
により達成せられる。本発明方法によれば、 下記式 (式中R1、R2、R3、R4、R5、R6は夫々前述せる通り;k、
l、nは夫々シロキサンの繰り返し単位数で、k≧0、
l≧1、n≧0、2≦k+l+n≦2000の関係を満たす
実数;pはN−アシルエチレンイミンの重合度を表し、1
≦p≦200の範囲内の実数) で表されるポリ(N−アシルエチレンイミン)グラフト
ポリシロキサンが高収率且つ容易に製造せられ、これら
の内少なくともk>0の化合物は文献未記載のグラフト
ポリシロキサンであるし、またそのアルコール性水酸基
を利用し、容易に各種の新規ポリシロキサン誘導体に導
くことが可能である。
本発明方法において出発物質として用いられる式 (式中R1、R2、R3、R4、R5、m、nは夫々前述せる通
り) で表されるアルコール性水酸基を有するポリシロキサン
は、当業者においては通常の方法により容易に製造せら
れる。例えば、式 で表されるポリシロキサンにmモルのアルケンオキシト
リメチルシランを白金酸触媒の存在下に反応させ、付加
反応により、式 で表される化合物となし、次いで加水分解することによ
り、容易に製造せられる。上記付加反応においてはアル
ケンオキシトリアルキルシランに反応阻害となる水酸基
が含まれておらず、またポリマー同志の付加反応ではな
いため反応条件の設定も極めて容易で、高収率でもって
原料ポリシロキサンが提供せられる。
アルコール性水酸基を有するポリシロキサンのスルホ
ン酸エステル化は、スルホン酸もしくはスルホン酸の反
応性誘導体を使用するそれ自体公知の任意の手法により
実施することができる。特に好ましい方法はp−トルエ
ンスルホン酸ハライド、メタンスルホン酸ハライド、ト
リフルオロメタンスルホン酸ハライドなどのスルホン酸
ハライド、特にクロライドを塩基、例えばピリジンなど
の存在下に反応せしめることにより、極めて容易に進行
する。本発明においてはスルホン酸もしくはその反応性
誘導体の使用割合、反応条件などを制御することにより
アルコール性水酸基の全部もしくは任意の所望割合をス
ルホン酸エステル化することが可能である。
次に本発明においては上記のスルホン酸エステル化さ
れたポリシロキサンを開始剤ポリマーとして用い、式 で示される2−オキサゾリン類の開環重合が実施せられ
る。反応は適当な溶剤、たとえばアセトニトリル、クロ
ロホルム中で両者を単に加熱するだけで極めて容易に進
行する。この反応ではスルホン酸が副生するので所望に
より、例えば適当な水酸基型アニオン交換樹脂を用いて
のイオン交換でかかる酸根を除去することができる。し
かしながら例えば目的物を水媒体中で使用する場合な
ど、アニオン残渣が問題にならない時は精製の必要はな
い。
本発明方法は従来の如く、ポリN−アシルエチレンイ
ミン化合物とポリシロキサンの如くポリマー同志の反応
は包含されず、反応条件の設定が容易であるし、またシ
ランとビニル基の白金酸触媒下での付加反応も容易に進
行し、極めて高収率に目的物を得ることができ、工業的
に有利なポリ(N−アシルエチレンイミン)グラフトポ
リシロキサン製造法を提供する。また目的物中に反応性
に富むアルコール性水酸基を所望の割合で残存せしめる
ことができるので、新しいグラフトポリシロキサンの製
造原料としても有用である。また、ポリN−アシルエチ
レンイミン親水部とポリシロキサン疎水部を偏在して有
する特異な分子構造、ならびにアルコール性水酸基を有
するため、特異な界面特性が期待され、界面活性剤、平
滑剤、樹脂相溶性改良剤など多彩な用途が期待せられ
る。
以下、実施例により本発明を説明する。
実施例1 構造式 て表されるアルコール性水酸基含有ポリシロキサン(シ
ロキサンAとする)10.0gをよく乾燥したクロロホルム3
0.0ml、ピリジン20.0mlに溶解し、塩化4−トルエンス
ルホニル3.4gを反応温度を10℃以下に保ちながら加えた
後、一晩室温で攪拌した。クロロホルム、ピリジンを減
圧留去し、エーテル抽出した。得られた有機層を留去し
て、粘稠なポリシロキサンのスルホン酸エステル化物を
得た。この開始剤ポリシロキサン4.0gと2−メチル−2
−オキサゾリン4.0gをアセトニトリル8.0mlに溶解し窒
素雰囲気下90℃で5時間反応させた。反応液の加熱残分
(105℃×3hrs)は理論通りであり、2−メチル−2−
オキサゾリンが100%重合したことを確認した。冷却
後、水酸基型アニオン交換樹脂でトシレートアニオンを
除去して、流動性のほとんどない透明淡黄色ポリマーと
してポリ(N−アセチルエチレンイミン)グラフトポリ
シロキサンを得た。
本実施例で得られたポリ(N−アセチルエチレンイミ
ン)グラフトポリシロキサンの各種溶媒に対する溶解性
を第1表に、さらにIRスペクトルチャートを第1図とし
て示す。
実施例2 実施例1と同様にして2−メチル−2−オキサゾリン
8.0gを反応させた。得られたポリ(N−アセチルエチレ
ンイミン)グラフトポリシロキサンは流動性のほとんど
ない透明淡黄色ポリマーであり、その各種溶媒に対する
溶解性を第1表に示す。
実施例3 [2−β−ヒドロキシエチル−2−オキサゾリンの合
成] 2−メチル−2−オキサゾリン51.1g(0.6モル)と95
%パラホルムアルデヒド6.65g(0.2モル)を100℃で4
時間反応させた。冷却後、過剰の2−メチル−2−オキ
サゾリンを減圧留去して2−β−ヒドロキシエチル−2
−オキサゾリンを得た。
[グラフトポリシロキサンの合成] 実施例1と同様にして2−β−ヒドロキシエチル−2
−オキサゾリン4.0gを反応させた。得られたポリ(N−
β−ヒドロキシエチルカルボニルエチレンイミン)グラ
フトポリシロキサンは非常に粘稠な透明淡黄色ポリマー
であり、その各種溶媒に対する溶解性を第1表に示す。
実施例4 構造式 で表されるアルコール性水酸基含有ポリシロキサン(シ
ロキサンBとする)10.0gを用いて実施例1と同様な反
応を行った。得られたポリ(N−アセチルエチレンイミ
ン)グラフトポリシロキサンは流動性のない透明淡黄色
ポリマーであり、その各種溶媒に対する溶解性を第1表
に示す。
参考例 [ポリ(N−アセチルエチレンイミン)の合成] 2−メチル−2−オキサゾリン25.6g(0.3モル)とメ
チルトシレート11.2g(0.06モル)をアセトニトリル150
mlに溶解し、窒素雰囲気下90℃で5時間反応させた。反
応液の加熱残分(105℃×3hrs)は理論通りであり、2
−メチル−2−オキサゾリンが100%重合したことを確
認した。冷却後、ベンジルアミン6.4g(0.06モル)を加
え、室温で一晩攪拌した後、水酸基型アニオン交換樹脂
でトシレートアニオンを除去して、非常に粘稠で透明淡
黄色のポリ(N−アセチルエチレンイミン)を得た。
このポリ(N−アセチルエチレンイミン)はシロキサ
ンAもしくはシロキサンBとも相溶せず、相分離を起こ
した。第1表に得られたポリ(N−アセチルエチレンイ
ミン)の各種溶媒に対する相溶性を示す。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例1で得られたポリ(N−アセチルエチレ
ンイミン)グラフトポリシロキサンの赤外スペクトルチ
ャートである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水口 隆三 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 宝田 充弘 群馬県安中市磁部2丁目13番1号 信越化 学工業株式会社シリコーン電子材料技術研 究所内 (72)発明者 岡村 義夫 群馬県安中市磁部2丁目13番1号 信越化 学工業株式会社シリコーン電子材料技術研 究所内 (72)発明者 伊東 秀行 群馬県安中市磁部2丁目13番1号 信越化 学工業株式会社シリコーン電子材料技術研 究所内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】式 (式中R1はそれぞれ同一あるいは異なる炭素数1〜18の
    アルキル基またはアリール基;R3、R4、R5は水酸基、ア
    リロキシ基、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20
    のアルコキシ基、鎖中にエーテルおよび/またはエステ
    ル結合を含みうる炭素数1〜100の末端ヒドロキシアル
    キル基から選ばれる同一あるいは異なる1価有機基;R2
    は鎖中にエーテルおよび/またはエステル結合を含みう
    る炭素数1〜100のアルキレン鎖;mとnは夫々シロキサ
    ンの繰り返し単位数で、m≧1、n≧0、2≦m+n≦
    2000の関係を満たす実数) で表されるアルコール性水酸基含有ポリシロキサンのア
    ルコール性水酸基の全部もしくは一部をスルホン酸エス
    テル化する工程、および上記反応生成物に、 式 (式中R6は水酸基を含むこともある炭素数1〜40のアル
    キル基、アラルキル基、もしくはアリール基) で表される2−オキサゾリン類を開環重合せしめ、 式 (式中R1、R2、R3、R4、R5、R6は夫々前述せる通り;k、
    l、nは夫々シロキサンの繰り返し単位数で、k≧0、
    l≧1、n≧0、2≦k+l+n≦2000の関係を満たす
    実数;pはN−アシルエチレンイミンの重合度を表し、1
    ≦p≦200の範囲内の実数)で表されるポリ(N−アシ
    ルエチレンイミン)グラフトポリシロキサンを得る工程
    からなるポリ(N−アシルエチレンイミン)グラフトポ
    リシロキサンの製造方法。
  2. 【請求項2】スルホン酸エステル化を、p−トルエンス
    ルホン酸ハライド、メタンスルホン酸ハライドもしくは
    トルフルオロメタンスルホン酸ハライドを塩基の存在下
    に作用せしめることにより実施する特許請求の範囲第1
    項記載の方法。
  3. 【請求項3】2−オキサゾリン類として2−メチル−2
    −オキサゾリン、2−エチル−2−オキサゾリン、2−
    ヒドロキシエチル−2−オキサゾリンを用いる特許請求
    の範囲第1項記載の方法。
  4. 【請求項4】式 (式中R1はそれぞれ同一あるいは異なる炭素数1〜18の
    アルキル基またはアリール基;R3、R4、R5は水酸基、ア
    リロキシ基、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20
    のアルコキシ基、鎖中にエーテルおよび/またはエステ
    ル結合を含みうる炭素数1〜100の末端ヒドロキシアル
    キル基から選ばれる同一あるいは異なる1価有機基;R2
    は鎖中にエーテルおよび/またはエステル結合を含みう
    る炭素数1〜100のアルキレン鎖;R6は水酸基を含むこ
    ともある炭素数1〜40のアルキル基、アラルキル基もし
    くはアリール基;k、lおよびnはそれぞれシロキサンの
    繰り返し単位数で、k>0、l≧1、n≧0、2≦k+
    l+n≦2000の関係を満たす実数;pはN−アシルエチレ
    ンイミンの重合度を表し、1≦p≦200の範囲内の実
    数) で表されるポリ(N−アシルエチレンイミン)グラフト
    ポリシロキサン。
  5. 【請求項5】R6がメチル基、エチル基、ヒドロキシエチ
    ル基である特許請求の範囲第4項記載のポリシロキサ
    ン。
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