JPS58164592A - 2−ヒドロキシメチル−1,4,6−トリオキサスピロ〔4,m〕アルカン - Google Patents

2−ヒドロキシメチル−1,4,6−トリオキサスピロ〔4,m〕アルカン

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JPS58164592A
JPS58164592A JP57046417A JP4641782A JPS58164592A JP S58164592 A JPS58164592 A JP S58164592A JP 57046417 A JP57046417 A JP 57046417A JP 4641782 A JP4641782 A JP 4641782A JP S58164592 A JPS58164592 A JP S58164592A
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JP
Japan
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compound
reaction
hydroxymethyl
compounds
trioxaspiro
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JP57046417A
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Kiyokazu Mizutani
水谷 清和
Hitoshi Kato
仁 加藤
Yoshihisa Ogasawara
小笠原 誉久
Takeshi Endo
剛 遠藤
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Toagosei Co Ltd
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Toagosei Co Ltd
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  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規化合物であ凱下記一般式〔1〕で示される
2−ヒドロキシ1fk−1,4,6−トリオキサスピロ
(4,++a)アルカン(ココで票は4〜6の整数を表
わす。)さらに具体的には2−ヒドロキシメチル−1,
4,6−)リオキサスピロ(4,4]ノナン、2−ヒド
ロキシメチル−1,4,+5−トリオキサスピロ[4,
53デカンおよび2−ヒドロキシメチル−1,4,6−
トリオキサスピロ(4,6)ウンデカンな提供するもの
であって、本発明に係るこれらの化合物(以下化合物〔
1〕と総称する)は、例えば重合性単量体およびスピロ
オルソエステル基含有化合物の合成原料として有用であ
る。
(ここで扉は4〜6の整数を表わす。)化合物〔1〕は
γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトンお考びε−カ
プロラクトンから選ばれるラクトン類とグリシドールと
の付加反応によって製造することができ、この反応を示
すと以下のごとくになる。
1 (ここで扉は4〜6の整数を表わす。)化合物〔1〕を
製造するに際しては、グリシドール1モルに対して好ま
しくはラクトン類1モル以上、さらに好ましくは12〜
5モルのラクトン過剰で反応させるのが適当であ抄、こ
れらな例えば塩化メチレンやテトラヒドロフラン等のご
とき溶媒中で、触媒としてBP、Ogt、、kTicI
いFeCj、等のごときルイス酸を使用して反応させる
。反応温度に特に制限はないが、θ℃〜60℃で行なう
のが望ましい。
望ましい製造方法の1例としては、ラクトン類とラクト
ン類に対し1〜10重量倍量の溶媒とを反応器に仕込み
、液温を所定温度に維持しつつ、通常ラクトン類と溶媒
からなる溶液に対グリシドールを単独でまたは5重量倍
程度までの溶媒との溶液として滴下する方法がある。
反応の進行程度は反応液を例えばガスクロマトグラフま
たは液体クロマトグラフで分析することによって容易に
知ることができ、反応終了時には反応液にアルカリを加
えて酸触媒を中和する。反応液からの化合物〔1〕の分
離取得は、例えばつぎのよ5にして行なわれる。反応液
を氷水によね冷却しながら、これにアルカリ水溶液例え
ば種水酸化す) IJウム水溶液を添加し攪拌混合後、
水層と有機層に分別する。有機層中の未反応ラクトンが
ほぼ零になるまでヒ記操作を繰り返した後有機層を水洗
し、次に硫酸マグネシウムにより有機層を脱水する。つ
ぎに溶媒を留去し、残渣を減圧蒸留することにより、化
合物〔1〕を取得する。
スピロオルソエステル化合物のカチオン重合に関しては
、ジャーナル・オブ・マクロモレキュラー・サイエンス
、ケミストリイ(Journalof Macromo
lecular 5cience、 ChelTlis
try)、A9(5)、849〜865(1975)な
どに記載されているが、本発明の化合物〔1〕も同様に
カチオン重合し、重合物を与える。
本発明の化合物〔1〕のカチオン重合は、一般によく知
られている方法、すなわちカチオン重合開始剤の存在下
例えば紫外線、赤外線、熱またけマイクロ波などくよっ
て行なわれる。
紫外線照射の場合のカチオン重合触媒としてCH。
等の周期律表第Va族元素の芳香族オニウム塩:■a族
元素の芳香族オニウム塩; 表第1a −Va  族元素のジカルボニル錯化合物が
使用されうる。
などのルイス酸:BF、OBt、、BP、−アニリンコ
ンプレックス等のごときルイス酸と0.S、Nなどを有
する化合物との配位化合物;ルイス酸のオキソニウム塩
、ジアゾニウム塩、カルボニウム塩;ハロゲン化合物、
混合ハロゲン化合物または過ハロゲン酸誘導体などがあ
げられる。
触媒の使用量は一般に重合しようとする単量体に対し、
0.001〜10重量%好ましくは0.1から5重量噂
の範囲が好適である。
重合温度に関する制限は特にないが、通常常温〜200
℃で行なわれる。
重合時に溶媒を使用する場合は、生長カチオンと反応し
てその活性を低下させない化合物を選ぶことが望ましい
。使用に適した溶媒としては、ヘキサン、オクタン等の
脂肪族炭化水素;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水
素;塩化メチレン、1.1−ジクロルエタン等のハロゲ
ン化炭化水素その他がある。
また本発明の化合物〔1〕の官能基(OH基)を利用し
て、求核反応(よ動程々のスピロオルソエステル基を含
有する化合物を合成する事が出来る。
その化合物を例示すると、例えば次の一般式〔2〕で示
されるラジカル重合性基をもつ単量体(以下化合物〔2
〕という)がある。
(ここで8は水素原子又はメチル基を表わし、虱は4〜
6の整数を表わす。) 化合物〔2〕は化合物〔1〕とアクリル酸クロライドま
たはメタクリル酸クロライド(以下(メタ)アクリル酸
クロライドと略記する)との脱塩化水素反応により合成
され、その反応式を示すと以下のごとくKなる。
C)(2二〇 (ここでR,mは一般式〔2〕と同義である。)上記反
応は例えば化合物〔1〕を適当な溶媒中で、トリエチル
チミン等の有機塩基性物質の存在下、(メタ)アクリル
酸クロライドを滴下して脱塩化水素させる。
上記化合物〔2〕は、(メタ)アクリロイル基を利用し
て、単独でまたはエチレン性不飽和化合物とラジカル重
合させることにより、重合物にスピロオルソエステル基
を導入することができる有用な化合物である。
また他の例としては、化合物〔1〕とイソシアネート化
合物と反応させることにより、スピロオルソエステル基
を含有する下記一般式〔5〕で示されるウレタン化合物
(以下化合物〔3〕という)がある。
(ここでQはインシアネートまたはウレタン化合物残基
を表わし、mは4〜6の整数を表わし、nは1以りの整
数を表わす。) 化合物〔3〕の製造法に関して説明すると以下の+1)
または+1)の方法がある。
(1)  イソシアネート化合物と化合物〔1〕のウレ
タン化反応。
(I)  下記化合物A)、B)およびC)のウレタン
化反応。
A)イソシアネート基を少なくとも2個有するポリイソ
シアネート化合物の少なくとも1種。
B)ヒドロキシル基を少なくとも2個有するポリヒドロ
キシ化合物の少なくとも1種。。
C)一般式〔1〕で示されるスピロオルソエステルの少
なくとも1種。
上記tl)、(II)で使用されうるイソシアネート化
合物としては、脂肪族および芳香族モノイソシアネート
あるいは分子内に2個以トのインシアネート基を有する
脂肪族、脂環族および芳香族ポリイソシアネートがあり
、また他の原料である二つ以上のヒドロキシル基をもつ
ポリヒドロキシ化合物としては、多価アルコール、ポリ
エステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリマ
ーポリオールがある。
それらの化合物を具体的に例示するとモノイソシアネー
トとしては特開昭56−167688号公報第2頁左下
欄13行目から同頁右下欄6行目に記載されている、ま
た分子内に2個以上のイソシアネート基を有するイソシ
アネートおよびポリヒドロキシ化合物としては特開昭5
7−21417号公報第5頁左上欄下から6行目から第
6頁右上種下から4行目に記載されている化合物等であ
り、これらのいずれを用いてもよい。
F:、紀(II)の、化合物A)、B)およびC)をつ
レタン化反応させることによ抄、ウレタン基をもつスピ
ロオルソエステルを製造する方法の1例を例示すると代
表的な方法は二段反応による製法で、まず第1の工程で
、ポリインシアネート化合物とポリヒドロキシ化合物と
のウレタン化反応によ抄末端および/または側鎖にイソ
シアネート基を有する部分ウレタン化物を製造する。こ
のときポリヒドロキシ化合物に含まれる水酸基1当量に
対して、ポリイソシアネート化合物のインシアネート基
は約11当量以上の割合で反応させるのがよく、この当
量比を変化させることKより、最終の生成組成物の分子
量を調節することができる。水酸基1当量に対して、イ
ソシアネート基が約11当景より低い割合で使用された
ときは、最終生成組成物の分子量が著しく大きくなり粘
度が増大したり、硬化性が充分でない場合がある。
また水酸基に対するイソシアネート基の当量比を大きく
する事によ妙、最終生成組成物において、部分ウレタン
化ポリイソシアネート化合物のインシアネート基を化合
物〔1〕でウレタン化した下記一般式〔4〕で示される
化合物(以下化合物〔4〕という。)の割合を大きくす
る事が□出来る。
Y−(’−NH−COO−X’)f      (4)
で示される基を、Yは部分ウレタン化ポリイソシアネー
ト残基な、fはポリイソシアネート化合物の価数に相当
する整数を、またmは4〜6の整数を表わす。) この化合物〔4〕は2個以−ヒのスピロオルソエステル
基を有することになり、これは多官能重合性化合物であ
るから最終の生成組成物を硬化させるとき、橋かけ結合
の生成度を増大させるのに役立つ。
該ウレタン化反応は、発熱による急激な温度ト昇をさけ
るために、必要に応じポリイソシアネート化合物にポリ
ヒドロキシ化合物を分割添加、または滴下することによ
って温度を調節しながら行なう。
次に第2の工程では、第1の工程でえられた部分ウレタ
ン化物の末端および/または側鎖のイソシアネート基に
化合物〔1〕を反応させ結合させる。なお、この種の部
分ウレタン化物のある物は市販されてお妙、本発明にお
いてはかかる市阪品を利用することもできる。
この部分ウレタン化物罠化合物〔1〕を添加する割合は
、部分ウレタン化物中の残存イソシアネート基の当量数
と化合物〔1〕の水酸基の当量数とが等しくなるようK
するのが一般的である。
目的により化合物〔1〕の割合を当量数以上にすること
もできる。
該ウレタン化反応は発熱による急激な温度上昇をさける
ため、部分ウレタン化物に化合物〔1〕を分割添加また
は滴下することKよって、温度を調節しながら進める。
一般に従来のカチオン重合性モノマーは重合時に例えば
エチレンオキシド25−、プロピレンオキシド17%、
スチレンオキシド9e6、エピクロルヒドリン12チ等
と非常に大きな体積収縮な伴う。重合時の体積収縮が大
きいと、例えば成形材料として使用した場合に寸法精度
がでないとか、注型材料として利用した場合にはうめこ
み物に収縮によるひずみがかかるとか、型との接着力の
低下や隙間が生じるなどの開明がある。また、塗料とし
て使用した場合、内部ひずみによる塗板との密着性の低
下やそりがおこるとか、接着剤として使用した場合、内
部ひずみによる接着力の低下やそり、変形などの使用ヒ
の問題を生ずる。
本発明の化合物〔1〕、化合物〔1〕から誘導される化
合物〔2〕の重合体、および化合物〔1〕から製造され
る化合物〔3〕等は、いずれもスピロオルソエステル基
がカチオン開環重合をし、しかも重合時の体積収縮が非
常に小さいという特長をもっている。従って本発明の化
合物〔1〕及び化合物〔1〕より誘導される各種の化合
物は、成形材料、複合材料、接着剤、注型材料、塗料な
どに利用出来る極めて有用な化合物である。
つぎに本発明の実施例、参考例な掲げ本発明を具体的に
説明する。
実施例を 攪拌機、コンデンサー、温度針及び滴下ロートを備えた
4つ口2.8フラスコに、r−ブチロラクトン215.
2#(2,5モル)及び塩化メチレフ1000iuを仕
込み、滴下ロートにグリシドール74.1N(1モル)
及び塩化メチレン1501を仕込んだ。瓢箪を氷水で1
0℃に冷却後、BF、Oht、をt5′ml添加した。
缶液を攪拌しながら約15時間かけて、グリシドール溶
液を滴下した。滴下後さらに5時間攪拌した。なお反応
の間缶液は水で冷却し、約10℃に保持した。次にトリ
エチルアミン3dを加え、触媒を失活させた。次に反応
液を氷水で冷却し、攪拌しながら104NaOH水溶液
1000dを徐々に加え、添加完了後30分間攪拌した
彼、アルカリ水溶液層と有機層を分離した。この有機層
を5001の水で洗浄した。次に硫酸マグネシウムで脱
水した後、脱溶剤をした。その残した後、減圧蒸留し、
沸点83℃/α7 w、 H1において、2−ヒドロキ
シメチル−1,4,6−)リオキサスピロ(4,4Eノ
ナン1tSM(収率Z4−)を得た。
その物性値は下記の通りである。
O沸点;83℃10.7絽HIi O比重;t196(25℃) 0■R(赤外吸収スペクトル); 3450個 ・(0−)()、 1354css−’ 、 1247m−’、1132菌
−1,1042cm−’、 954cm−1 ON M R(核Wi気共鳴スヘク) /’ ) (C
DC13s 中) ;δ(ppm):3.4〜4.6(
7H,3CH,−0,CH−0)、18〜23(4H,
C−CH2−CH,)実施例2゜ 実施例1と同様なフラスコに6−カプロラクトン28!
M(2,5モル)、塩化メチレン1000m及びトリエ
チルアミン0.7mA’を仕込み、滴下ロートにグリシ
ドール74.1 F (1モル)及び塩化メチレン15
011jを仕込んだ。瓢箪な氷水で10℃に冷却後、B
F、OEt、をt5耐添加した。缶液を攪拌しながら約
2時間かけてグリシドール溶液を滴下した。さらに5時
間攪拌した。なお反応の関缶液は水で冷却し、約10℃
に保持した。次にトリエチルアミン51を加え触媒を失
活させた。次に反応液を氷水で冷却し攪拌しながら10
$NaOH水溶液1000−を徐々に加え、50分攪拌
した稜、アルカリ水溶液層と有機層を分離した。この有
機層を500dの水で洗浄し遠心分離により分離する操
作を2回行なった後、硫酸マグネシウムで脱水した。
次にトリ(n−オクチル)アミンCL2gを添加抜脱溶
剤を行ない、さらに減圧蒸留し沸点95℃/α7mH#
において、2−ヒドロキシメチル−1,4,6−)リオ
キサスピロ(4,6)ウンデカン1五3I(収率7.1
 % )を得た。
その物性値は下記の通りである。
0沸点;95℃/α7■HI 0比重;1161/25℃ 0If(; 3450cM1 (0−H)、 1240cIR,1135cwI 、1072c1n 
1057Cm”、 960crR−1 ONMR(CDC8,中); δ(ppm):5.4〜4.5(71(,3CH,−リ
、CH−())\ 1.9〜2.1 (2H,−C−C)1. )/′ 1.4〜1.9 (61(、CI、−CH,−CHl)
0質量スペクトル((ic  MS ) :親ピーク:
 m/e=1 a s 参考例1゜ 実施例1で得た化合物にカチオン重合触媒としてBF、
OEt、を3モルチ添加して80℃において3時間加熱
し透明のやわらかい重合物を得た。
この重合物はIR分析より1730crt1−’ のエ
ステルの吸収が認められた。重合による体積収縮率はは
yoであった。
参考例2゜ 実施例2で得られた化合物にカチオン重合触媒としてB
P、Ogt、を5モル−添加して80℃において6時間
加熱し透明のやわらかい重合物を得た。
この重合物はIR分析により1730cHI−1のエス
テルの吸収が認められた。また重合による体積収縮率は
はぼ0であった。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例1で得た2−ヒドロキシメチル−t4,
6−ドリオキサスピロ[4,4]ノナンのIR図であり
、第2図は同化合物のNMR図であり、第3図は実施例
2で得た2−ヒドロキシメチル−1,4,6−)リオキ
サスビロ(4,6)ウンデカンのIR図であり、第4図
は同化合物のNMR図である。 特許出願人 東亜合成化学工業株式会社 第1頁の続き 0発 明 者 加藤仁 名古屋市港区船見町1−1束亜 合成化学工業株式会社研究所内 0発 明 者 小笠原誉久 名古屋市港区船見町1−1束亜 合成化学工業株式会社研究所内 0発 明 者 遠藤剛 横浜市旭区さちが丘143−14

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 t 下記一般式〔1〕で示される2−ヒドロキシメチル
    −1,4,6−)リオキサスビロ〔4゜虱〕アルカン。 (ここで臘は4〜6の整数を表わす。)
JP57046417A 1982-03-25 1982-03-25 2−ヒドロキシメチル−1,4,6−トリオキサスピロ〔4,m〕アルカン Granted JPS58164592A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57046417A JPS58164592A (ja) 1982-03-25 1982-03-25 2−ヒドロキシメチル−1,4,6−トリオキサスピロ〔4,m〕アルカン

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Publication Number Publication Date
JPS58164592A true JPS58164592A (ja) 1983-09-29
JPH0244313B2 JPH0244313B2 (ja) 1990-10-03

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ID=12746568

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61243823A (ja) * 1985-04-23 1986-10-30 Dainippon Ink & Chem Inc 高分岐ポリエステルエ−テル共重合体ならびにそれを含んで成る硬化性組成物
JPH069612A (ja) * 1992-06-01 1994-01-18 General Electric Co <Ge> エチレン性不飽和でグラフト可能なオルトエステルの製造法

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