JPH09132610A - (メタ)アクリル酸エステルの重合法 - Google Patents

(メタ)アクリル酸エステルの重合法

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JPH09132610A
JPH09132610A JP28863995A JP28863995A JPH09132610A JP H09132610 A JPH09132610 A JP H09132610A JP 28863995 A JP28863995 A JP 28863995A JP 28863995 A JP28863995 A JP 28863995A JP H09132610 A JPH09132610 A JP H09132610A
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JP
Japan
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meth
acid ester
acrylic acid
transition metal
polymerizing
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JP28863995A
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English (en)
Inventor
Yoshio Okamoto
佳男 岡本
Tamaki Nakano
環 中野
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Daicel Corp
Original Assignee
Daicel Chemical Industries Ltd
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Publication date
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    • 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
    • C08F20/10Esters
    • C08F20/12Esters of monohydric alcohols or phenols

Abstract

(57)【要約】 【課題】 (メタ)アクリル酸エステルの重合体の分子
量の制御に加えて立体規則性の制御が可能なラジカル重
合法の提供。 【解決手段】 (メタ)アクリル酸エステルを下記の式
(I)、(II)、(III)、(IV)、(V)又は(VI)で
表される遷移金属錯体の存在下にラジカル重合させる。 【化1】 (式中、t-Buはtert−ブチル基、Meはメチル基を示
す。)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アクリル酸エステ
ル又はメタクリル酸エステル(以下(メタ)アクリル酸
エステルと略記する)の重合法に関するものである。更
に詳しくは、(メタ)アクリル酸エステルを特定の遷移
金属錯体の存在下にラジカル重合させることを特徴とす
る、分子量の制御や立体規則性の制御が可能な(メタ)
アクリル酸エステルの重合法に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】(メ
タ)アクリル酸エステルのラジカル重合は、一般的に操
作が簡単で、安価であるが、イオン重合と異なり、活性
種であるラジカルが非常に反応性が高く、分子量の制御
や立体規則性の制御が困難である。特に、汎用性のある
立体規則性の制御の方法は知られていない。
【0003】遷移金属化合物の存在下に(メタ)アクリ
ル酸エステルをラジカル重合させる従来技術としては、
クロムの酢酸塩を用いる重合法が、J. Chem. Soc., Far
adyTrans.1, 74, 1738(1978)、J. Chem. Soc., Farady
Trans.1, 75, 1821(1979)及びJ. Polym. Chem. Ed.,
20, 457(1982)に開示され、コバルトのポルフィリン錯
体を用いる重合法が、J. Am. Chem. Soc., 116, 7943(1
994)に開示され、ルテニウム錯体/四塩化炭素を用いる
重合法が高分子討論会予稿集,43,1793(1994)に開示さ
れている。これらの文献は、分子量の制御の可能性を示
しているものの、立体規則性の制御については何等述べ
られていない。
【0004】また、特開平4−348104号公報に遷移金属
化合物、有機金属化合物及びα−オレフィンの存在下に
おいて、メタクリル酸メチルを重合する方法が開示され
ているが、ここで開示されている方法は生成ポリマーの
収率を高める方法であって、立体規則性の制御について
は言及されていない。
【0005】従って、本発明の目的は、このような背景
の下に、(メタ)アクリル酸エステルの重合体の分子量
の制御に加えて立体規則性の制御が可能なラジカル重合
法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するため、鋭意研究を重ねた結果、本発明を完
成するに至った。即ち、本発明は、(メタ)アクリル酸
エステルを下記の式(I)、(II)、(III)、(IV)、
(V)又は(VI)で表される遷移金属錯体の存在下にラ
ジカル重合させることを特徴とする(メタ)アクリル酸
エステルの重合法を提供するものである。
【0007】
【化3】
【0008】(式中、t-Buはtert−ブチル基、Meはメチ
ル基を示す。)
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳細
に説明する。本発明で用いられる遷移金属錯体は、上記
式(I)、(II)、(III)、(IV)、(V)又は(VI)
で表されるものの中から選ばれるが、特に式(I)又は
(II)で表される遷移金属錯体を用いるのが好ましい。
これらの遷移金属錯体は、従来公知の方法で得られたも
の、或いは市販品を用いることができる。例えば、式
(I)で表される遷移金属錯体は東京化成(株)から
「サルコミン」の商品名で市販されており、式(II)で
表される遷移金属錯体は、下記の参考例1に示す方法で
調製することができ、また他の遷移金属錯体も同様に調
製することができる。
【0010】本発明に用いられる(メタ)アクリル酸エ
ステルとしては、下記の一般式(VII) で表される化合物
が挙げられる。
【0011】
【化4】
【0012】(式中、R1はH又はメチル基、R2は炭素数
1〜10のアルキル基、好ましくはメチル基、エチル基、
n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、tert
−ブチル基を示す。) これらの(メタ)アクリル酸エステルの中ではメタクリ
ル酸tert−ブチルが特に好ましい。
【0013】本発明において、(メタ)アクリル酸エス
テルの重合は、(メタ)アクリル酸エステルモノマー、
重合開始剤、及び上記式(I)、(II)、(III)、(I
V)、(V)又は(VI)で表される遷移金属錯体を溶媒
に溶解させ、所定温度で、所定時間反応させることによ
り行う。
【0014】本発明で用いられる重合開始剤としては、
ラジカル重合に通常用いられる各種過酸化物やアゾ化合
物が使用され、例えば、AIBN(アゾビスイソブチロ
ニトリル)、BPO(ベンゾイルパーオキサイド)など
が挙げられる。本発明の方法に用いられる重合開始剤の
量は、モノマーに対するモル比で、重合開始剤/モノマ
ー=0.001 〜0.020 が好ましく、0.002 〜0.010 が更に
好ましい。また、上記式(I)、(II)、(III)、(I
V)、(V)又は(VI)で表される遷移金属錯体の量
は、モノマーに対するモル比で、遷移金属錯体/モノマ
ー=0.01〜0.30が好ましく、0.02〜0.20が更に好まし
い。
【0015】本発明において溶媒としては、ヘキサン、
ヘプタン、オクタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、
ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシ
ド(DMSO)、クロロホルム、ピリジンなどの不活性
溶媒を単独で又は混合して使用することができる。
【0016】本発明において、重合温度は、通常−78〜
100 ℃、好ましくは0〜80℃であり、重合時間は、通常
1〜360 時間、好ましくは24〜240 時間である。反応圧
力としては、常圧で可能であるが、場合により圧力反応
容器を用いてもよい。
【0017】
【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
するが、本発明がこれらの実施例に限定されるものでは
ないことは言うまでもない。
【0018】参考例1(式(II)で表される遷移金属錯
体の合成) 3,5 −ジ−t−ブチルサリチルアルデヒド(1.03g、4.
39mmol)を40mlのエタノールに溶解し、これを(R,R)−
ジアミノシクロヘキサン(0.25g、2.16mmol)のエタノ
ール(20ml)溶液と混合し、約1時間加熱還流した。黄
色の結晶が析出した。加熱を中断し、水酸化カリウムの
0.5Mエタノール溶液(8.8ml)を注射器を用いて少しず
つ加えた。その後、反応混合物を再び加熱還流し、反応
系が均一になるまでエタノールを加えた(20ml)。次い
で、Co(OCOCH3)2 ・4H2O(1.34g、5.36mmol)を水5ml
に溶解し、これを上の反応溶液に加熱を続けたまま滴下
し、滴下後さらに30分加熱した。反応混合物を約30ml程
度にまで濃縮し、塩化メチレン/水で抽出して有機相を
濃縮し、60℃で3時間真空乾燥した。収率96.4%。FD
MS(Field Desorption法で求めた分子量)603.3 。円
偏光二色スペクトル吸収強度(テトラヒドロフラン、25
℃):〔θ〕440 =−1.2 ×104、〔θ〕350=−1.6 ×
104 。 実施例1(式(I)で表される遷移金属錯体を用いた重
合) 式(I)で表される遷移金属錯体(サルコミン、東京化
成(株)製)(0.2189g、0.6735mmol)、メタクリル酸te
rt−ブチルモノマー(東京化成(株)製)(0.67g、4.7m
mol )、AIBN(0.0042g、0.026mmol )をクロロホ
ルム(2ml)とピリジン(0.1ml)の混合溶媒に溶解し、
60℃で 157時間加熱した。 1H−NMRで調べた結果、
モノマー消費率=88%、数平均分子量(Mn)= 4.2×
103 、分子量分布(Mw/Mn)=1.67であった。
【0019】図1の(A)に得られたポリマーの13C−
NMRスペクトルを示す。図1の結果から、5連子タク
チシチーは、mrrm/mrrr/rrrr/rmrr+mmrr/mmrm+rm
rm/rmmr+mmmr+mmmm=5/26/29/10/24/6であっ
た。また、この重合系はリビング的な性質を持ち、モノ
マーの転化率と共に生成物の分子量が増加した。モノマ
ーの転化率と生成物の数平均分子量との関係を測定した
結果を図2に示す。
【0020】実施例2(式(II)で表される遷移金属錯
体を用いた重合) 式(II)で表される遷移金属錯体(0.0795g、0.131mmo
l )、メタクリル酸tert−ブチルモノマー(東京化成
(株)製)(0.67g、4.7mmol)、AIBN(0.0042g、0.
026mmol )をクロロホルム(2ml)とピリジン(0.1ml)
の混合溶媒に溶解し、60℃で72時間加熱した。 1H−N
MRで調べた結果、モノマー消費率=83%、Mn= 2.2
×103 、Mw/Mn=1.23であった。生成物をメタノー
ル/水(9/1)で分別することにより、Mn= 3.7×
103 、Mw/Mn=1.15のポリマーを得た。図1の
(B)に得られたポリマーの13C−NMRスペクトルを
示す。図1の結果から、5連子タクチシチーは、mrrm/
mrrr/rrrr/rmrr+mmrr/mmrm+rmrm/rmmr+mmmr+mm
mm=6/27/25/9/25/8であった。 比較例1(遷移金属錯体を用いない重合) メタクリル酸tert−ブチルモノマー(東京化成(株)
製)(0.67g、4.7mmol )、AIBN(0.0042g、0.026m
mol )をクロロホルム(2ml)とピリジン(0.1ml )の
混合溶媒に溶解し、60℃で72時間加熱した。 1H−NM
Rで調べた結果、モノマー消費率=95%、Mn=34.3×
103 、Mw/Mn=4.13であった。図1の(C)に得ら
れたポリマーの13C−NMRスペクトルを示す。図1の
結果から、5連子タクチシチーは、mrrm/mrrr/rrrr/
rmrr+mmrr/mmrm+rmrm/rmmr+mmmr+mmmm=2/22/
37/8/30/1であった。
【0021】
【発明の効果】本発明による(メタ)アクリル酸エステ
ルのラジカル重合法は、リビング的に重合が進行するた
め、得られる重合体の分子量制御が可能であり、また、
その重合体は通常の重合と異なる立体規則性を持ち、更
に、分子量分布(Mw/Mn)が狭く、機能材料として
非常に有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1、実施例2及び比較例1で得られた
ポリマーの13C−NMRスペクトルを示し、(A)が実
施例1、(B)が実施例2、(C)が比較例1で得られ
たポリマーのスペクトルである。
【図2】 実施例1におけるモノマーの転化率と生成物
の数平均分子量との関係を示す図である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アクリル酸エステル又はメタクリル酸エ
    ステル(以下(メタ)アクリル酸エステルと略記)を下
    記の式(I)、(II)、(III)、(IV)、(V)又は
    (VI)で表される遷移金属錯体の存在下にラジカル重合
    させることを特徴とする(メタ)アクリル酸エステルの
    重合法。 【化1】 (式中、t-Buはtert−ブチル基、Meはメチル基を示
    す。)
  2. 【請求項2】 遷移金属錯体として、上記の式(I)又
    は(II)で表される遷移金属錯体を用いる請求項1記載
    の(メタ)アクリル酸エステルの重合法。
  3. 【請求項3】 (メタ)アクリル酸エステルが下記の一
    般式(VII) で表される化合物である請求項1又は2記載
    の(メタ)アクリル酸エステルの重合法。 【化2】 (式中、R1はH又はメチル基、R2は炭素数1〜10のアル
    キル基を示す。)
  4. 【請求項4】 (メタ)アクリル酸エステルがメタクリ
    ル酸tert−ブチルである請求項3記載の(メタ)アクリ
    ル酸エステルの重合法。
JP28863995A 1995-11-07 1995-11-07 (メタ)アクリル酸エステルの重合法 Pending JPH09132610A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002513734A (ja) * 1998-05-01 2002-05-14 プレジデント・アンド・フェロウズ・オブ・ハーバード・カレッジ 主族金属に基づく不斉触媒、およびその応用

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002513734A (ja) * 1998-05-01 2002-05-14 プレジデント・アンド・フェロウズ・オブ・ハーバード・カレッジ 主族金属に基づく不斉触媒、およびその応用

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Legal Events

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040427