JPH10273468A - 新規ジベンゾイルレゾルシノール系化合物並びに関連組成物及び製品 - Google Patents

新規ジベンゾイルレゾルシノール系化合物並びに関連組成物及び製品

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JPH10273468A
JPH10273468A JP521498A JP521498A JPH10273468A JP H10273468 A JPH10273468 A JP H10273468A JP 521498 A JP521498 A JP 521498A JP 521498 A JP521498 A JP 521498A JP H10273468 A JPH10273468 A JP H10273468A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 紫外線吸収剤として有用なジベンゾイルレゾ
ルシノール系化合物の提供。 【解決手段】 次式の化合物。 【化1】 式中、Ar1 及びAr2 は独立に置換又は非置換の単環
式又は多環式アリール基であり、Rは水素、アリール基
或いは炭素原子数約10未満の線状又は枝分れアルキル
基であり、Aはアルコール又はカルボン酸から誘導され
る基或いはペンダントなヒドロキシル基を含まない置換
又は非置換のアリール基であり、例えば共重合などさら
に反応が可能になるような種々の官能基を含み得る。当
該化合物は紫外線吸収剤として有用であり、熱可塑性プ
ラスチックなどの基材に対するコーティング組成物に配
合し得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は広義には化学工学に
関するものであり、より具体的にはジベンゾイルレゾル
シノール系の化合物及び組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】熱可塑性樹脂は高い耐熱性、耐衝撃性、
寸法安定性、高い延性及び透明性など魅力的な取り合わ
せの機械的及び物理的性質を有していることが多々あ
る。ポリカーボネートはこれらの属性の多くを呈する材
料のよい例である。これらの性質は様々な商業用途にお
ける熱可塑性プラスチックの利用を促すものであるが、
他の余り好ましくない性質を矯正するか或いは何とか対
処する必要が往々にしてある。一例として、熱可塑性プ
ラスチックは摩耗及び化学溶剤に対する耐性が往々にし
て低い。さらに、熱可塑性プラスチック材料は普通紫外
線(UV)による光崩壊を受けやすい。この種の崩壊は
ポリマー表面のエロージョンや黄変へとつながるのが通
例である。変色は、ポリカーボネート系の製品のように
特にその透明性を特徴とする製品に使用する上で大きな
問題となる。
【0003】こうした問題を軽減するため従前様々な努
力がなされてきた。例えば、紫外線吸収剤を含むコーテ
ィング組成物を熱可塑性プラスチック基材に塗布して硬
化することが行われてきた。ポリカーボネートの場合、
コーティング材はシリコーンハードコートマトリックス
に基づくものが多く、これは硬化すると良好な耐摩耗バ
リヤーを与える。ハードコートマトリックス中に配合さ
れるUV吸収剤はベンゾフェノン又はベンゾトリアゾー
ル系のものが多い。米国特許第5391795号(Ja
mes E.Pickett)に記載の通り、数々の特
許にこの種の熱可塑性プラスチック保護策が開示されて
いる。例えば、米国特許第4373061号にはUV吸
収剤としてベンゾフェノンを含んでなるシリコーンハー
ドコート組成物の使用について記載されており、米国特
許第4278804号には芳香族UV吸収剤のシラノー
ル反応性アルコキシシリル−又はアルカノイルオキシシ
リルアルキルエーテル付加物に部分的に基づくマトリッ
クス組成物が開示されている。米国特許第539179
5号自体には、ハードコート組成物用UV吸収剤として
4,6−ジベンゾイルレゾルシノールのシリル化誘導体
の使用について記載されている。
【0004】紫外線に暴露するとUV吸収剤自体がある
程度分解することがある。こうした分解のためハードコ
ート中に微小亀裂ができて、その下層のポリマー表面が
紫外線の劣化作用、摩耗などに晒されることがある。そ
うすると、熱可塑性プラスチック基材を保護するという
ハードコートの目的がある程度損なわれれる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】熱可塑性プラスチック
をUVから保護するのに有効な新規化合物に対するニー
ズが依然として存在しているのは明らかである。かかる
化合物は基材を保護するのに有効であると同時にそれ自
体が高度のUV安定性(すなわち、光安定性)を呈すべ
きである。さらに、かかる新規化合物は様々な使用態様
に順応できるべきであり、例えば保護すべき表面に塗布
されるハードコート組成物中に配合できるものであるべ
きである。また、新規UV吸収性化合物は基材並びに用
いるどんなタイプのハードコート組成物とも物理的及び
化学的に適合性であるべきである。それらは熱可塑性プ
ラスチック基材のもつ他の性質(透明性など)を妨げる
べきではない。さらに、新規化合物は製造が比較的簡単
で、その使用に伴って熱可塑性プラスチック製品のコス
トが過度に上昇するようなことがないのが望ましい。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上述のニーズを
実質的にすべて満足する。本発明の一つの形態は、次の
一般式(I)のジベンゾイルレゾルシノール系化合物に
関する。
【0007】
【化4】
【0008】式中、Ar1 及びAr2 は独立に置換又は
非置換の単環式又は多環式アリール基であり、Rは水
素、アリール基或いは炭素原子数約10未満の線状又は
枝分れアルキル基である。「A」で表す基は多種多様な
アルコール又はカルボン酸から誘導される基とすること
ができる。その場合、上記化合物は普通二段階プロセス
で製造することができ、まず最初に4,6−ジベンゾイ
ルレゾルシノールのメチレンカルボキシレート中間体を
調製し、次いでアルコール又はカルボン酸と反応させて
所望生成物を得る。該生成物は他の物質とさらに反応さ
せることができるような官能性部位を含んでいてもよ
い。
【0009】或いは、「A」はペンダントなヒドロキシ
ル基を含まない置換又は非置換アリール基であってもよ
い。フェニル基、アルキル置換フェニル基、ハロゲン置
換フェニル基、アルコキシ置換フェニル基など、様々な
タイプのアリール基が存在し得る。このタイプの所望化
合物は、4,6−ジベンゾイルレゾルシノールとハロゲ
ン化ベンジル、塩基水溶液及び相溶性相間移動触媒との
反応を伴う主に一段階からなる反応で製造されるのが普
通である。この場合も、生成物は別の反応に適した官能
性部位を含んでいてもよい。
【0010】本発明の別の形態は、熱可塑性プラスチッ
ク基材を保護するための改良コーティング組成物に関す
る。大半の改善は上記で簡単に述べたジベンゾイルレゾ
ルシノール化合物の向上した光安定性に起因する。コー
ティング組成物はこれらの化合物がマトリックス組成物
中に配合されたものを含んでおり、マトリックス組成物
はアクリル樹脂など各種の材料から形成し得る。
【0011】基材に与えられる保護は普通は耐紫外線性
に関するものであるが、その他にも耐摩耗性などの向上
も含まれることがある。したがって、本発明のもう一つ
の形態は、上記のジベンゾイルレゾルシノール系化合物
をマトリックス組成物中に配合してなる保護組成物で被
覆した基材(通常は熱可塑性プラスチック)を含んでな
る改良製品に関する。
【0012】本発明のこれらの形態に関する詳細を以下
に述べる。
【0013】
【発明の実施の形態】上記で簡単に述べた通り、本発明
の化合物は次式を有する。
【0014】
【化5】
【0015】式中、Ar1 及びAr2 は独立に置換又は
非置換の単環式又は多環式アリール基であり、Rは水
素、アリール基或いは炭素原子数約10未満の線状又は
枝分れアルキル基である。好ましい実施形態では、Ar
1 及びAr2 はフェニル又は置換フェニル基である。R
は好ましくは水素又はフェニルである。本発明の一つの
主要実施形態では、Aはアルコール又はカルボン酸から
誘導される基、すなわち、アルコール又はカルボン酸を
ジベンゾイルレゾルシノール化合物と反応させて得られ
る基である。後の実施例において本発明で使用し得るア
ルコール及びカルボン酸の幾つかを例示する。しかし、
大抵はどんなアルコールやカルボン酸も適していると思
われる。
【0016】例えば、アルコールは線状又は枝分れ脂肪
族基のものでよく、普通は炭素原子数1〜約20のもの
である。非限定的な例を挙げると、アルコールの脂肪族
部分はメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチ
ル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、
アミル、イソアミル、ヘキシル、オクチル、デシル、ド
デシルなどでよい。ここでの「アルコール」の定義に含
まれるものとして、数々の誘導体、例えばハロゲンのよ
うな置換基を含むアルコール、或いは脂肪族主鎖又は枝
分れ鎖(枝分れ鎖自体は主鎖に結合)に炭素環式又は複
素環式環が結合したアルコールがある。
【0017】或いは、アルコール自体が炭素環式又は複
素環式化合物であってもよく、炭素原子数1〜約20の
脂肪族枝分れ鎖又は芳香族環を1以上含み得る。炭素環
式アルコールの例は、シクロヘキサノール、シクロペン
タノール、シクロオクタノール、シクロデカノール、シ
クロドデカノール、エキソ−ノルボルネオール、並びに
これらいずれかの誘導体で少なくとも1つの脂肪族枝分
れ鎖又は芳香族環を含むものである。こうしたタイプの
化合物は市販品として入手することもできるし、或いは
当業者が過度の負担なく普通に製造できる。
【0018】複素環式アルコール(1以上の環構造を含
む)も容易に入手することができる。大抵の場合、これ
らのアルコールは環式鎖の少なくとも1つに1以上の窒
素原子、イオウ原子又は酸素原子を含んでいる。複素環
式アルコールの一例はピペリジノールである。置換ピペ
リジノール(例えばアルキル化誘導体など)も好適であ
る。特に興味深いピペリジノール系化合物の一つは2,
2,6,6−テトラメチルピペリジノールであり、これ
はプラスチック用のヒンダードアミン光安定剤(「HA
LS」)として機能する。したがって、ジベンゾイルレ
ゾルシノール化合物にHALS基を化学的に結合するこ
とも本発明の範囲に属する。
【0019】「A」基の誘導されるアルコールはジオー
ル、ジオールの誘導体、重合ジオール又は重合ジオール
の誘導体であってもよい。こうしたタイプの物質はすべ
て当技術分野において周知である。一例として、ジオー
ルはアルカン系のものであってもよく、例えばプロパン
ジオール、ブタンジオール、ヘキサンジオールのような
炭素原子数2〜約20のものがある。(本発明は、かか
る化合物のすべての形態を包含する。例えば、「プロパ
ンジオール」は、それぞれ1,2−プロピレングリコー
ル及びトリメチレングリコールとしても知られる1,2
−プロパンジオールと1,3−プロパンジオールを含め
た意味で用いられる。)。その他、エチレングリコール
やネオペンチルグリコールなど様々なグリコール類が使
用できる。さらに、重合ジオールの例として、ポリエチ
レングリコール及びポリプロピレングリコールがある。
【0020】ジオール及び重合ジオールの誘導体は当業
者が熟知しているもので、本発明に適したものは本明細
書の教示内容から自明であろう。例えば、ジオールのヒ
ドロキシル部位の一方を脱水剤又は触媒によりエステル
化して対応エステルを形成することができる。具体的な
誘導体の選択は大半は製造すべき化合物に望まれる要件
並びに該化合物の利用される最終使用状況(例えば、特
定の熱可塑性プラスチック用のコーティング組成物)に
ついての要件によって決定されるであろう。
【0021】アルコールはさらにポリオール(すなわ
ち、3以上のヒドロキシル基を含む化合物)であっても
よい。好適なポリオールの例は、グリセロール、ペンタ
エリトリトール又はジペンタエリトリトールである。さ
らに、実施形態によっては、ポリオールを部分的にエス
テル化することもでき、例えばヒドロキシル部位の少な
くとも1つにおいてエステルを形成することができ、一
方で、残りの遊離ヒドロキシル基がジベンゾイルレゾル
シノール部分とエーテル結合を形成する。エステル又は
他の遊離ヒドロキシル基は次にさらに追加の官能化のた
めの反応を受けることができ、例えばビニル型官能基を
加えるために塩化ビニル或いはアクリル又はメタクリル
基と反応させることができる。
【0022】一般に、多官能性アルコールは基Aを誘導
することのできるさらにもう一つの種類を表す。ポリオ
ールはこの種類に分類することができる。例示として、
上記のジペンタエリトリトールのような物質は6つの第
一ヒドロキシル基を含んでいるが、これら6つのヒドロ
キシル基が官能性部位であって、その各々が例えばエス
テル化可能である。その他の多官能性アルコールとして
は、ヒドロキシル基に加えて少なくとも1つのカルボン
酸基をもつものが挙げられる。有機合成の当業者であれ
ば、個々の官能性部位を選択的に反応させて特定の有機
生成物を得るための技術に精通しているはずである。
【0023】上述の通り、式Iの基Aの形成に用いるこ
とのできるカルボン酸の種類には何の制限もない。普
通、酸は、ポリカルボン酸、モノ又はポリカルボン酸の
枝分れ誘導体、モノ又はポリカルボン酸の環状誘導体、
並びにモノ又はポリカルボン酸の官能性誘導体のいずれ
かに属する。幾つかの関連化合物が係属中のJames
E.Pickett他の関連米国出願番号第08/76
2644号(特願平9−331549号に対応)に記載
されている。
【0024】基Aを誘導することのできる好適なポリカ
ルボン酸の非限定的な例は、コハク酸、グルタル酸、ア
ジピン酸、スベリン酸、パルミチン酸、アゼライン酸、
マロン酸、シュウ酸、マレイン酸、フマル酸及びフタル
酸である。これらの酸のエステル誘導体の多くも使用で
きる。換言すれば、1以上のカルボキシル基をエステル
化することができ、一方で、残りの遊離カルボキシル基
がジベンゾイルレゾルシノール部分とエステル結合を形
成する。
【0025】さらに、カルボン酸はその他様々な化学基
を含み得る。例えば、酸は炭素原子鎖内に少なくとも1
つのポリエーテル結合を含み得る。さらに、ポリエーテ
ル結合自体を各種のペンダント基、環式基又は複素環式
基で容易に置換し得る。最終生成物−化合物に望まれる
溶解度など様々な因子に応じて、1以上のペンダント鎖
を酸官能化することができる。ヒドロキシル基はポリマ
ー鎖に組み込むこともできる。
【0026】モノ及びポリカルボン酸の他の官能性誘導
体は少なくとも1つのビニル基又はアリル基を含めるこ
とによって調製できる。上述の通り、この種の官能化技
術は当技術分野において周知である。ある好ましい実施
形態では、誘導体は後の実施例で示す通り少なくとも1
つのアクリル基又はメタクリル基を導入することによっ
て形成される。一般に、ビニル基又はアリル基を使用す
ると、得られる化合物と共重合性モノマーとの非常に有
効な反応が可能になる。好適な共重合性モノマーの例
は、アクリレート類、メタクリレート類、スチレン類並
びにこれらいずれかの物質の置換誘導体である。この種
の反応は非常に有用な共重合体の形成をもたらす。例え
ば、共重合性モノマーは、UV吸収性コーティング用の
マトリックス組成物(以下で述べる)の一部を構成し得
る。そうすると、マトリックスとジベンゾイルレゾルシ
ノール化合物との間に共重合体結合が成立する。
【0027】本発明の別の態様は式Iの化合物の製造方
法に関する。Aがアルコール又はカルボン酸から誘導さ
れた残基である場合、該化合物は下記段階: (a)4,6−ジベンゾイルレゾルシノールとパラアル
デヒドの混合物を第二アミン触媒及びカルボン酸溶媒と
反応性条件下で反応させて、ジベンゾイルレゾルシノー
ル残基とカルボキシレート原子団とがメチレン橋かけ基
で連結したメチレンカルボキシレート中間体を形成する
段階、及び(b)上記段階(a)で形成したメチレンカ
ルボキシレート化合物をアルコール又はカルボン酸と反
応性媒質中で反応させて誘導体を形成する段階を含んで
なる方法によって形成される。
【0028】段階(a)(すなわち中間体の形成)を実
施するのに好適なプロセスは、上記の係属中の関連米国
出願番号第08/762644号に記載されている。同
様のプロセス(マンニッヒ反応の変法と考えられる)が
特開昭54−19950号公報(CA 91:2011
6z)にも記載されている。したがって、この段階につ
いて本明細書中で説明を尽くす必要はない。簡潔に述べ
ると、反応の第一段階に好適なパラアルデヒドの例はパ
ラホルムアルデヒド及びパラアセトアルデヒド(パラア
ルデヒド)であり、通常はパラホルムアルデヒドが好ま
しい。どんな第二アミンも触媒として好適であると思わ
れ、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミ
ン、ジヘキシルアミン及びジオクチルアミンなどがあ
る。様々なカルボン酸溶媒を使用し得るが、コスト面も
ある程度考慮すると、通常は酢酸が選択される。
【0029】上記特開昭54−19950号公報では、
約40モル%もの比較的高濃度のアミン触媒の使用が必
要とされている。しかし、最近になって触媒量を減らす
と不要なジエチルアミン置換誘導体の量が低減すること
が判明した。したがって、本発明では、段階(a)で用
いる第二アミン触媒の量は通常は4,6−ジベンゾイル
レゾルシノールのモル重量を基準にして約20モル%未
満とすべきである。好ましい実施形態では、第二アミン
触媒の量は約10モル%未満である。
【0030】段階(a)を実施し好適な「反応条件」を
確認するための具体的なプロセスの詳細の幾つかは当業
者が精通している事項であろう。典型的な実施形態で
は、反応は約80℃以上の温度で実施される。反応後の
混合物は濾過することができ、その濾液を追加量のカル
ボン酸溶媒で稀釈し得る。次いで濾液を冷却すれば、メ
チレンアセテート中間体を固形物として慣用分離技術で
回収できる。
【0031】プロセスの段階(b)では、上記で詳細に
説明したようなアルコール又はカルボン酸を上記メチレ
ンアセテート中間体と反応させる。この段階に関して数
々の具体的詳細が後の実施例に記載されている。一般
に、反応性媒質は酸性であるか、或いは少なくとも中性
である。反応のこの段階は普通約20℃〜約120℃の
範囲内の温度で実施される。生成物の回収は慣用手段に
よって行い得る。
【0032】本明細書の説明から、この段階(b)で、
ジベンゾイルレゾルシノール分子のメチレンカルボキシ
レート中間体と「A」基との間でエーテル又はエステル
結合(それぞれアルコール又はカルボン酸のいずれを用
いるかによる)が形成されることは明らかであろう。ア
ルコールを用いる場合、この結果は有機合成の当業者に
は幾分意外であろう。主反応はカルボキシレート中間体
のカルボニル部位での置換を伴うものでトランスエステ
ル化によって余り望ましくない生成物が生じるのではな
いかとも予想できたからである。
【0033】したがって、一つの態様では、構造Iの化
合物を形成する反応は、Aがアルコールから誘導された
基であるときは、適当な反応媒質中におけるアルコール
と次の構造IIの化合物の組み合わせの関与するエーテ
ル化反応であるということができる。
【0034】
【化6】
【0035】式中、R、Ar1 及びAr2 は上記で説明
した通りであり、R2 は炭素原子数約10未満の線状又
は枝分れアルキル鎖である。R2 部分は通常反応媒質の
一部として導入される。例えば、酢酸を用いればR2
メチル基となり、プロピオン酸を用いればR2 はエチル
基となるはずである。反応媒質についてのその他の詳細
は本明細書中に記載されているし、当業者には自明であ
ろう。
【0036】既に開示した通り、式Iの「A」基を誘導
することのできるもう一つの種類の化合物は、ペンダン
トなヒドロキシル基を含んでいない置換又は非置換アリ
ール基である。この種類の好適な例は、フェニル、アル
キル置換フェニル基、ハロゲン置換フェニル基及びアル
コキシ置換フェニル基である。こうした一般的タイプの
群はそれ自体公知であり、それらの置換体、例えばペン
ダントなアルキル鎖、ペンダントな芳香族環、ペンダン
トな炭素環式環及び/又はペンダントな複素環式環を有
するものも同様である。
【0037】本発明の幾つかの実施形態で特に興味深い
のは、ビニル基の結合したアリール化合物(例えばスチ
レン誘導体など)である。ビニル基は普通アリール環
の、式Iの基Aの結合部位に対して、3位又は4位に結
合している。かかる基が3位と4位にある異性体混合物
も本発明の範囲に属する。ビニル官能基が存在すると、
共重合性UV吸収剤など様々な有効な共重合生成物の調
製が可能になる。
【0038】簡潔に述べると、「A」基が置換又は非置
換アリール基から誘導された化合物は、実質的な収量の
化合物を得るのに適した条件下で4,6−ジベンゾイル
レゾルシノールをハロゲン化ベンジル化合物、塩基水溶
液及び相溶性相間移動触媒と反応させることを含んでな
るプロセス(通常は一段階)で製造することができる。
この反応は普通約40℃〜約120℃の範囲内の温度で
実施される。所望生成物の構造に応じて、多種多様なハ
ロゲン化ベンジル化合物が使用できる。非限定的な例
は、臭化ベンジル、塩化ベンジル、塩化3−ビニルベン
ジル、臭化3−ビニルベンジル、塩化4−ビニルベンジ
ル及び臭化4−ビニルベンジルである。
【0039】用いる塩基の種類には何の制限もないと思
われる。具体例は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、水酸化リチウム及
び炭酸リチウムである。さらに、様々な相間移動形を使
用することができ、例えば臭化テトラブチルアンモニウ
ム、塩化テトラブチルアンモニウム、塩化ベンジルトリ
メチルアンモニウム、臭化ベンジルトリメチルアンモニ
ウム、臭化テトラエチルアンモニウム及び塩化テトラエ
チルアンモニウムなどがある。実質的な収量の所望化合
物−生成物を得るための最適な出発物質及びそれらの量
を選択することは、本明細書の説明及び有機合成の一般
知識に基づいて、当業者がなし得る事項である。生成物
は慣用手段で回収できる。
【0040】本発明のもう一つの態様は、上記ジベンゾ
イルレゾルシノール化合物を成分とする新規コーティン
グ組成物に関するものである。これらのコーティング組
成物は概して比較的高い光安定性を呈するとともに紫外
線吸収能をもつ。該組成物はポリマーマトリックス(通
常は透明)を含んでおり、該マトリックスはジベンゾイ
ルレゾルシノール化合物と相溶性で、例えばこれらの成
分を互いに混合しても極めて僅かな相分離しか生じな
い。ウレタン系、メラミン系、アクリル系及びメタクリ
ル系のポリマー材料、並びにポリカーボネート、ポリス
チレンなど、多種多様なマトリックスを使用することが
できる。これらの材料の各種混合物、並びに共重合体も
使用できる。ある実施形態ではポリ(メチルメタクリレ
ート)が好ましいマトリックス材料である。コーティン
グ組成物は普通、コーティングの総重量を基準にして、
上記のジベンゾイルレゾルシノール系化合物を約1重量
%以上含む。多くの好ましい実施形態では、コーティン
グ組成物は約10重量%以上のジベンゾイルレゾルシノ
ール系化合物を含むが、幾つかの特に好ましい実施形態
ではその量は約35重量%以上である。その最適量が、
用いる化合物、処理すべき基材、具体的な最終用途に必
要とされるUV防護の程度など、種々の因子によって異
なることはいうまでもない。
【0041】材料の多く(例えばアクリル系ポリマーな
ど)は有機溶剤と共に用いられる。さらに、幾つかの材
料の水性エマルジョン(例えばジベンゾイルレゾルシノ
ール系化合物が分散したアクリル系エマルジョンなど)
を利用することもできる。この種のコーティング組成物
の調製方法は当技術分野において周知であり、米国特許
第5391795号、同第4373061号、同第43
22455号及び同第4278804号など多数の文献
に記載されている。上記米国特許は文献の援用によって
本明細書に取り込まれる。上記組成物はその他に、触
媒、光開始剤、界面活性剤、分散剤、安定剤、沈降防止
剤、耐摩耗剤(シリカなど)、及び追加のUV吸収剤な
ど、様々な成分及び添加剤を有効量で含み得る。
【0042】本発明のもう一つの態様は、上述したよう
なコーティング組成物を塗布した固体基材に関するもの
である。一般に、被覆し得る基材の種類に関しては何ら
制限はない。例を挙げると、ポリ(メチルメタクリレー
ト)のようなアクリル系ポリマー類、ポリ(エチレンテ
レフタレート)やポリ(ブチレンテレフタレート)のよ
うなポリエステル類、ポリアミド類、ポリイミド類、ア
クリロニトリル−スチレン共重合体、スチレン−アクリ
ロニトリル−ブタジエン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポ
リスチレン、ポリスチレンとポリフェニレンエーテルの
ブレンド、ブチレート、ポリエチレンなどのポリマー基
材、さらには上記で列挙した材料の各種共重合体があ
る。さらに、コーティング組成物はその他の種類の基
材、例えば金属基材、塗面、ガラス、セラミック及びテ
キスタイルなどにも塗布し得る。
【0043】熱可塑性プラスチック基材には保護コーテ
ィングが施されることが多い。その中でも、ポリカーボ
ネート類及びポリエステルポリカーボネートのような共
重合体が本発明のコーティング組成物の恩恵を最も多く
受ける基材であることが多い。このタイプのポリマーは
当技術分野において周知であり、数多くの特許その他の
文献、例えばK.J.Saunders著、Organ
ic PolymerChemistry,1973
(Chapman and Hall Ltd.発行)
に記載されている。ポリカーボネートは、界面重合法や
溶融重合法など、周知の技術を用いてビスフェノールA
のような芳香族ジヒドロキシ化合物から合成されるのが
普通である。
【0044】基材に保護コーティングを塗布するための
方法は当技術分野において周知であり、上記に示す文献
の多くに記載されている。普通、基材上にマトリックス
材料の比較的薄い層を、吹付、浸漬、流し塗り、ロール
塗布などの各種技術で塗布する。基材にコーティングを
塗布した後、実質的にすべての揮発成分(例えば水や有
機溶剤など)を(普通は風乾又は加熱により)蒸発させ
る。ジベンゾイルレゾルシノール系化合物を含んだ比較
的均一なポリマー層が残る。残留溶剤をすべて除去する
ために追加の加熱段階を用いてもよい。揮発成分除去後
のコーティング層の厚さは普通約0.01μm〜約50
μmの範囲内にあり、好ましくは約0.1μm〜約10
μmである。
【0045】熱硬化性ポリマー又はエマルジョンに基づ
くコーティングは硬化させるために昇温下でのベーキン
グを必要とするのが普通である。その他のタイプのコー
ティング系、例えば1996年8月15日出願の米国特
許出願番号第08/699254号(特願平9−217
475号に対応)に記載された放射線硬化性コーティン
グなど、を硬化させるための手段は当業者には周知であ
る。
【0046】
【実施例】以下の実施例はすべて本発明を例示するため
のものであり、特許請求の範囲によって定まる発明の範
囲を限定する類のものとして解釈すべきではない。実施
例1〜6は、本発明に基づく以下の例示的反応スキーム
1を参照することによって最もよく理解される。後で説
明する通り、Et2NH はジエチルアミンであり、(C
2O)nはパラホルムアルデヒドであり、HOAcは酢
酸を表し、ROHはアルコールを表す。
【0047】
【化7】
【0048】実施例1 この例では、2−(アセトキシメチル)−4,6−ジベ
ンゾイルレゾルシノール(III)の調製を行った。
4,6−ジベンゾイルレゾルシノール(63.6g,2
00mmol)、パラホルムアルデヒド(9g,300
mmol)及びジエチルアミン(1.0ml,10mm
ol)を約65mlの氷酢酸中で混ぜ合わせた。この混
合物を撹拌し100℃で16時間加熱した。この混合物
を熱いうちに濾過した。40mlの酢酸を加えて濾液を
稀釈し、冷却し、濾過して式IIIのアセテート52.
0gを得た(収率68%)。NMR(300MHz,C
DCl3 ):2.15ppm(s,3H);5.40p
pm(s,2H);7.4〜7.6ppm(m,10
H);8.08ppm(s,1H);13.45ppm
(s,2H)。
【0049】実施例2 この例では、2−(エトキシメチル)−4,6−ジベン
ゾイルレゾルシノール(IV,R=エチル)の調製を行
った。アセテートIII(11.7g,30mmol)
及び0.5mlの濃塩酸を約30mlのエタノールに加
えた。この混合物を撹拌し、還流条件下で一晩加熱し、
次いで冷却した。固体生成物を濾過し、エタノールで洗
浄し、乾燥して9.15gの生成物を得た(収率81
%)。NMR(300MHz,CDCl3 ):1.28
ppm(t,3H);3.70ppm(q,2H);
4.75ppm(s,2H);7.4〜7.6ppm
(m,10H);8.00ppm(s,1H);13.
35ppm(s,2H)。
【0050】実施例3 この例では、2−(イソプロポキシメチル)−4,6−
ジベンゾイルレゾルシノール(IV,R=イソプロピ
ル)の調製について述べる。アセテートIII(3.9
0g,10mmol)及び濃塩酸2滴を約15mlのイ
ソプロピルアルコールに加えた。この混合物を撹拌し、
還流条件下で一晩加熱し、次いで冷却した。固体生成物
を濾過し、イソプロピルアルコールで洗浄し、乾燥して
3.34gの生成物を得た(収率86%)。NMR(3
00MHz,CDCl3 ):1.30ppm(d,6
H);3.85ppm(heptet,1H);4.7
5ppm(s,2H);7.4〜7.6ppm(m,1
0H);8.00ppm(s,1H);13.30pp
m(s,2H)。
【0051】実施例4 この例では、2−(t−ブトキシメチル)−4,6−ジ
ベンゾイルレゾルシノール(IV,R=tert−ブチ
ル)を調製した。アセテートIII(3.90g,10
mmol)及び濃塩酸5滴を約15mlのtert−ブ
チルアルコールに加えた。この混合物を撹拌し、還流条
件下で一晩加熱し、次いで冷却した。固体生成物を濾過
し、イソプロピルアルコールで洗浄し、乾燥して3.6
2gの生成物を得た(収率90%)。NMR(300M
Hz,CDCl3 ):1.37ppm(s,9H);
4.67ppm(s,2H);7.4〜7.6ppm
(m,10H);7.94ppm(s,1H);13.
23ppm(s,2H)。
【0052】実施例5 2−(2−メタクリルオキシエトキシメチル)−4,6
−ジベンゾイルレゾルシノール(IV,R= CH2CH
2OCOCH(CH3)=CH2)を調製した。アセテートI
II(9.75g,25mmol)及び2−ヒドロキシ
エチルメタクリレート(6.5g,50mmol)を1
00mgのp−トルエンスルホン酸一水塩及び10ml
のトルエンと混ぜ合わせた。この混合物を還流条件へと
導いて約1.25時間加熱し、しかる後に冷却して10
0mlのエタノールで稀釈した。体積が約半分に減り、
少量のガム状物質を除去した。室温で一晩撹拌した後、
得られた固体を濾過し、温かい塩化メチレン/イソプロ
ピルアルコール中に入れた。混合物が冷えると、ガム状
の固体が生じた。この溶液をデカントして固体から分離
し、室温に冷却した。得られた固体を濾過し、イソプロ
ピルアルコールで洗浄して2.35gの生成物を得た
(収率20%)。NMR(300MHz,CDC
3 ):1.98ppm(s,3H);3.90ppm
(t,2H);4.40ppm(t,2H);4.82
ppm(s,2H);5.59ppm(bs,1H);
6.19ppm(bs,1H);7.4〜7.6ppm
(m,10H);8.02ppm(s,1H);13.
40ppm(s,2H)。
【0053】実施例6 この例では、4,6−ジベンゾイル−2−(8−ヒドロ
キシ−2−オキサ−オクチル)レゾルシノール(IV,
R= (CH2)6OH )を調製した。アセテートIII
(1.0g,2.5mmol)及び5gの1,6−ヘキ
サンジオール(42mmol)を135℃で一晩加熱し
た。次いで反応混合物を冷却し、2−プロパノール中に
入れ、濾過した。濾液に水を加えて生成物を沈殿させ、
沈殿物を濾過して乾燥して0.75g(67%)の白色
固体を得た。NMRスペクトルは帰属した構造のものと
一致した。
【0054】実施例7〜9は以下に示す例示的反応スキ
ーム2に関するもので、R′COOHは実施例中で示す
通りカルボン酸を表す。
【0055】
【化8】
【0056】実施例7 この例では、4,6−ジベンゾイル−2−(アクリルオ
キシメチル)レゾルシノール(VI,構造Vにおいて
R′= CH=CH2 のもの)の調製を行った。4,6−
ジベンゾイル−2−(2−アクリルオキシプロポキシメ
チル)レゾルシノール(VII,構造VにおいてR′=
CH2CH2OC(O)CH=CH2 のもの)の調製も併せ
て行った。アセテートIII(3.9g,10mmo
l)を20gのアクリル酸に加え、混合物を105〜1
10℃で3時間加熱した。次いで反応混合物を冷却し、
2−プロパノール及び水を加えて生成物を沈殿させた。
沈殿を濾過し、乾燥して、NMR分析で約2/3の構造
VIと1/3の構造VIIからなることが判明した生成
物4.07gを得た。
【0057】実施例8 この例では、4,6−ジベンゾイル−2−(メタクリル
オキシメチル)レゾルシノール(構造VにおいてR′=
C(CH3)=CH2のもの)の調製について述べる。アセ
テートIII(3.9g,10mmol)を22gのメ
タクリル酸に加え、混合物を135℃で18時間加熱し
た。次いで反応混合物を冷却し、2−プロパノール及び
水を加えて生成物を沈殿させた。沈殿を濾過し、乾燥し
て、NMRスペクトルが帰属した構造と一致する生成物
3.85gを得た。
【0058】実施例9 この例では、本発明の範囲に属するUV硬化性コーティ
ング配合物を調製し、試験した。表1に示す成分を慣用
調製技術で調合した。
【0059】
【表1】
【0060】上記配合物を暗所で3日間撹拌し、予め清
浄化しておいたLexan(登録商標)ポリカーボネー
トパネルに流し塗りした。得られたコーティングを1分
間風乾し、約70℃で4分間乾燥し、次いで約25フィ
ート/分の速度で移動するコンベアを用いて2基の30
0ワット/インチ中圧水銀ランプの下に5回通過させる
ことでUV光に曝露した。
【0061】この被覆パネルを、次いで、ホウケイ酸塩
内及び外フィルターを備えたAtlas Ci35aキ
セノンアークウェザオメーター(登録商標)内に曝露し
た。該ウェザオメーターは、光照射160分、暗所5分
及び暗所での水噴霧15分のサイクルで340nmにお
いて放射照度0.77W/m2で操作した。このサイクル
で、1時間の作業毎に340nmで2.46kJ/m2
エネルギーが加わる。表2は、585時間の耐候性試験
後の黄色度指数(ASTM D−1925)の変化を示
す。表2から、すべてのケースについてUV吸収剤が未
被覆対照試料に比べ黄変性能を改善したことが分かる。
【0062】
【表2】
【0063】実施例10及び11では、例示的反応スキ
ーム1及び2による追加化合物の調製について説明す
る。実施例10 エステルVIII(構造V,R′= CH2OCH2CH2
OCH2-CH2OCH3)の調製を行った。アセテートI
II(3.9g,10mmol)及び2−[2−(2−
メトキシエトキシ)エトキシ]酢酸(1.78g,10
mmol)を約15mlのトルエン中で混ぜ合わせ、還
流条件下で5時間加熱した。次いで反応混合物からトル
エンを蒸留し、新鮮なトルエンで置き換え、蒸留し、再
度新鮮なトルエンで置き換え、もう一度蒸留した。次い
で反応混合物を冷却し、エーテル中に入れ、濾過して
4.13g(81%)の化合物VIIIを得た。
【0064】実施例11 この例では、エステルIX及びX(構造V,R′= (C
2)6COOH 及びジエステル)の調製について述べ
る。アセテートIII(3.9g,10mmol)及び
スベリン酸(17.4g,100mmol)を15ml
のトルエン中で混ぜ合わせ、還流条件下で一晩加熱し
た。トルエンを蒸留し、新鮮なトルエンで置き換えた。
この工程をさらに2回繰り返した。反応混合物を25m
lのトルエンで稀釈し冷却した。その際、過剰のスベリ
ン酸が結晶化し、濾過して回収した(11.8g,9m
mol)。濾液を蒸発させ、エーテル中に入れ、濾過し
て3.94gの生成物を得た。NMR分析から、生成物
が3部の化合物IXと2部の化合物X、すなわち次式の
スベリン酸のジエステル誘導体からなっていることが判
明した。
【0065】
【化9】
【0066】実施例12 この例では、2−(2,2,6,6−テトラメチルピペ
リジノール)−4,6−ジベンゾイルレゾルシノール、
すなわちアクリレートやメタクリレートポリマーなどの
様々な基材のUV吸収剤として有用な「DBR−HAL
S」(ジベンゾイルレゾルシノール−ヒンダードアミン
光安定剤;dibenzoylresorcinol-hindered amine light
stabilizer)の調製について述べる。調製した化合物は
次式の構造を有していた。
【0067】
【化10】
【0068】この化合物の調製では、2.6mmol
(1g)の2−(メチルアセトキシル)−4,6−ジベ
ンゾイルレゾルシノール及び2.6mmol(0.4
g)の2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジノ
ールをキシレン主体の溶剤中に溶解し、140℃の還流
条件に導いた。反応は約16時間進行させた。次いで反
応混合物を沈殿させ、濾過し、イソプロパノールで洗浄
した。生成物を次いで50℃の真空オーブンで一晩乾燥
した。上記の構造からの計算通りに、分析(FD−M
S)で親イオンがm/z 488にみられた。次に、キ
セノンアーク促進試験用のフィルムを調製した。ポリメ
チルメタクリレート(PMMA)ポリマーのElvac
ite(登録商標)2041の5.33gを、機械式撹
拌機及び加熱マントルを備えた三首フラスコ中の50℃
の2−メトキシプロパノール80.5g及びジアセトン
アルコール14.2gに完全に溶解させた。ポリマー溶
液25gと0.07gのUV吸収剤とを混ぜ合わせてポ
リマー溶液中UV吸収剤の5重量%固形分溶液を作っ
た。こうして調製した溶液をロール練り機で一晩回転し
て、UV吸収剤を溶解させた。
【0069】この溶液を次に、安定化していない厚さ1
5ミルのLexan(登録商標)ポリマーフィルム上に
流し塗りした。流し塗りは22℃及び相対湿度50%で
行った。15分間溶剤の蒸発分離を行ってから、フィル
ムを105℃のオーブン中に入れて30分間曝露した。
タイプSホウケイ酸塩内及び外フィルターを用いてAt
las Ci35aキセノンアークウェザオメーター
(登録商標)でキセノンアーク促進試験を行った。放射
照度は340nmにおいて0.77W/m2であった。ブ
ラックパネル温度は70〜73℃であり、乾球温度は4
5℃で湿球温度降下は10℃(相対湿度50%)であっ
た。サイクルは光照射160分、暗所5分及び暗所での
水噴霧15分であった。このサイクルで、1時間の作業
毎に340nmで2.46kJ/m2のエネルギーが加わ
る。
【0070】ガードナーXL−835測色計を用いて、
色、曇り価及び透過率の測定値を得た。これらの測定値
はCIELAB L* 、a* 、b* 及びYI Dとして
報告し、スペクトル成分は除外した。曝露時間は49
5.7作業時間であった。
【0071】
【表3】
【0072】以下の実施例は本発明の別の態様に基づく
物質を製造するための4,6−ジベンゾイルレゾルシノ
ールとハロゲン化ベンジルの反応に関する。この反応は
一般に以下に示す例示的反応スキーム3によるもので、
各成分については実施例中で述べる。
【0073】
【化11】
【0074】実施例13 この例では、2−ベンジル−4,6−ジベンゾイルレゾ
ルシノール(XI)を調製した。4,6−ジベンゾイル
レゾルシノール(3.18g,10mmol)、塩化ベ
ンジル(1.25ml,11mmol)及び臭化テトラ
ブチルアンモニウム(約20mg)を、水10ml中の
水酸化ナトリウム(0.80g,20mmol)の溶液
に加えた。この反応混合物を撹拌し約40℃におよそ2
〜3時間温め、次いで室温で一晩撹拌した。この混合物
に5%HCl水溶液約15mlを加えた。反応混合物を
塩化メチレン中に抽出し、蒸発乾固し、クロロホルム/
エタノール混液から再結晶して2度にわたって2−ベン
ジル−4,6−ジベンゾイルレゾルシノール(2.67
g,収率65%)を得た。 1H NMR(300MH
z,CDCl3 ):4.16ppm(s,2H);7.
2〜7.6ppm(m,15H);7.91ppm
(s,1H);13.29ppm(s,2H)。反応混
合物のNMR分析で少量のO−ベンジル誘導体も生成し
たことが判明した。
【0075】実施例14 この例では、2−(3−及び4−ビニルベンジル)−
4,6−ジベンゾイルレゾルシノール(XII)の調製
について述べる。4,6−ジベンゾイルレゾルシノール
(31.8g,100mmol)、混合3−及び4−ク
ロロメチルスチレン(15.4g,100mmol)及
び臭化テトラブチルアンモニウム(0.32g)を、水
100ml中の水酸化ナトリウム(4.4g,110m
mol)の溶液に加えた。この反応混合物を撹拌し60
℃に加熱した。1時間後に沈殿が生じ、30mlのトル
エンを加えて二相溶液とした。この混合物を48時間加
熱撹拌し、しかる後に冷却した。凝固した有機相から水
性相をデカントして除いた。約100mlのエタノール
を加え、得られたスラリーを濾過してエタノールで洗浄
した。エタノール/クロロホルムからの再結晶で生成物
が白色粉末として(27.0g,収率62%)得られ
た。NMR分析は、生成物が約20%のO−アルキル化
誘導体と80%のC−アルキル化誘導体(XII)であ
ることと一致した。
【0076】実施例15 この例は実施例13及び14と同様であるが、上記の例
示的反応スキーム3にしたがって、ArCH2X をAr
CHRX(Xはハロゲン)で置き換えた。4,6−ジベ
ンゾイル−2−(1−フェニルエチル)レゾルシノール
(XIII,構造IにおいてR=メチル、並びにA
1 、Ar2 及びA=フェニル)を次の通り調製した。
4,6−ジベンゾイルレゾルシノール(3.18g,1
0mmol)、1−ブロモエチルベンゼン(2.04
g,11mmol)及び約30mgの臭化テトラブチル
アンモニウムを、水10ml中水酸化ナトリウム0.8
g(20mmol)の溶液に加えた。温度を約80℃に
上げて2時間激しく撹拌し、その時点で1−ブロモエチ
ルベンゼンをさらに1g加えた。加熱及び撹拌をさらに
2時間続けた。次いで反応混合物を冷却し、濃塩酸で酸
性化し、クロロホルムで抽出した。有機層を分離し、乾
燥し、蒸発して固体とし、これをエタノール/クロロホ
ルムから2度再結晶して1.91g(45.5%)の固
体生成物を得た。NMRスペクトルは帰属した構造と一
致した。
【0077】実施例16 この例は実施例15と同様であり、4,6−ジベンゾイ
ル−2−(ジフェニルメチル)レゾルシノール(XI
V,構造IにおいてAr1 、Ar2 、A及びR=フェニ
ル)を調製した。4,6−ジベンゾイルレゾルシノール
(3.18g,10mmol)、クロロジフェニルメタ
ン(2.22g,11mmol)及び約30mgの臭化
テトラブチルアンモニウムを、水10ml中水酸化ナト
リウム0.8g(20mmol)の溶液に加えた。温度
を約80℃に上げて2時間激しく撹拌し、その時点でク
ロロジフェニルメタンをさらに1g加えた。加熱及び撹
拌をさらに2時間続けた。次いで反応混合物を冷却し、
濃塩酸で酸性化し、クロロホルムで抽出した。有機層を
分離し、乾燥し、蒸発して固体とし、これをエタノール
/クロロホルムから2度再結晶して0.62g(13
%)の固体生成物を得た。NMRスペクトルは帰属した
構造と一致した。
【0078】実施例17 UV硬化性コーティング配合物を慣用調製技術で調製し
た。
【0079】
【表4】
【0080】上記配合物を暗所で3日間撹拌し、予め清
浄化しておいたLexan(登録商標)ポリカーボネー
トパネルに流し塗りした。得られたコーティングを1分
間風乾し、約70℃で4分間乾燥し、次いで約25フィ
ート/分の速度で移動するコンベアを用いて2基の30
0ワット/インチ中圧水銀ランプの下に5回通過させる
ことでUV光に曝露した。
【0081】この被覆パネルを、次いで、ホウケイ酸塩
内及び外フィルターを備えたAtlas Ci35aキ
セノンアークウェザオメーター(登録商標)内に曝露し
た。該ウェザオメーターは、光照射160分、暗所5分
及び暗所での水噴霧15分のサイクルで340nmにお
いて放射照度0.77W/m2で操作した。このサイクル
で、1時間の作業毎に340nmで2.46kJ/m2
エネルギーが加わる。表5は、585時間の耐候性試験
後の黄色度指数(ASTM D−1925)の変化を示
す。表5から、すべてのケースについてUV吸収剤が未
被覆対照試料に比べ黄変性能を改善したことが分かる。
【0082】
【表5】
【0083】例示のために好ましい実施形態を開示して
きたが、以上の説明は本発明の範囲を限定するものでは
ない。したがって、当業者であれば本発明の思想及び範
囲を逸脱することなく様々な修正、応用及び改変を思い
つくであろう。本明細書内で引用した特許、特許出願、
論文及び書籍はすべて文献の援用によって本明細書に取
り込まれる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C07C 69/18 C07C 69/18 69/54 69/54 Z C09K 3/00 104 C09K 3/00 104A (72)発明者 ウェン・ピー・リャオ アメリカ合衆国、ニューヨーク州、クリフ トン・パーク、マン・ブールヴァード、74 番 (72)発明者 エイミー・キャサリン・サイモウニアン アメリカ合衆国、ニューヨーク州、クリフ トン・パーク、ヴィクトリー・ウェイ、 223番 (72)発明者 グレゴリー・ロナルド・ギレット アメリカ合衆国、ニューヨーク州、クリフ トン・パーク、ダイヤー・ドライブ、2番

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 次式の化合物。 【化1】 式中、Ar1 及びAr2 は独立に置換又は非置換の単環
    式又は多環式アリール基であり、Rは水素、アリール基
    或いは炭素原子数約10未満の線状又は枝分れアルキル
    基であり、Aは(a)アルコール又はカルボン酸から誘
    導される基、或いは(b)ペンダントなヒドロキシル基
    を含まない置換又は非置換アリール基である。
  2. 【請求項2】 ベンゾイルレゾルシノール化合物の誘導
    体の製造方法であって、下記段階: (a)4,6−ジベンゾイルレゾルシノールとパラアル
    デヒドの混合物を第二アミン触媒及びカルボン酸溶媒と
    反応性条件下で反応させて、ジベンゾイルレゾルシノー
    ル残基とカルボキシレート原子団とがメチレン橋かけ基
    で連結したメチレンカルボキシレート中間体を形成する
    段階、及び(b)上記段階(a)で形成したメチレンカ
    ルボキシレート化合物をアルコール又はカルボン酸と反
    応性媒質中で反応させて上記誘導体を形成する段階を含
    んでなる方法。
  3. 【請求項3】 下記成分: I)次式の紫外線吸収性化合物 【化2】 (式中、Ar1 及びAr2 は独立に置換又は非置換の単
    環式又は多環式アリール基であり、Rは水素、アリール
    基或いは炭素原子数約10未満の線状又は枝分れアルキ
    ル基であり、Aは(a)アルコール又はカルボン酸から
    誘導される基、或いは(b)ペンダントなヒドロキシル
    基を含まない置換又は非置換アリール基である)、及び II)実質的に透明なマトリックス組成物 を含んでなるコーティング組成物。
  4. 【請求項4】 コーティング組成物の塗布された固体基
    材であって、上記コーティング組成物が下記成分: I)次式の紫外線吸収性化合物 【化3】 (式中、Ar1 及びAr2 は独立に置換又は非置換の単
    環式又は多環式アリール基であり、Rは水素、アリール
    基或いは炭素原子数約10未満の線状又は枝分れアルキ
    ル基であり、Aは(a)アルコール又はカルボン酸から
    誘導される基、或いは(b)ペンダントなヒドロキシル
    基を含まない置換又は非置換アリール基である)、及び II)実質的に透明なマトリックス組成物 を含んでなる、固体基材。
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