JPS63152621A - 環状ポリエステルオリゴマー及びその製法 - Google Patents

環状ポリエステルオリゴマー及びその製法

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JPS63152621A JP62261934A JP26193487A JPS63152621A JP S63152621 A JPS63152621 A JP S63152621A JP 62261934 A JP62261934 A JP 62261934A JP 26193487 A JP26193487 A JP 26193487A JP S63152621 A JPS63152621 A JP S63152621A
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    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
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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】 本発明はポリアリ−レートおよび類似のポリエステルな
らびにこれらに変換するのに有用な中間体に係る。
ポリアリ−レートは結晶化度が高い結果として溶剤耐性
と熱安定性に優れることを特徴とする1群のポリエステ
ルである。典型的な場合これらはビスフェノールと芳香
族ジカルボン酸またはその官能性誘導体との反応によっ
て製造される。もうひとつの群のポリアリ−レート、す
なわち線状ポリエステル−ポリカーボネートは、ビスフ
ェノール塩とホスゲンを含む界面反応混合物に芳香族ジ
カルボン酸塩化物を混入させることによって製造される
のが典型的である。ビスフェノールと脂肪族ジカルボン
酸からはその他の構造的に類似するポリエステルが製造
できる。
線状ポリカーボネートの製造に関する最近の新技術では
中間体として環状ポリカーボネートオリゴマー混合物を
使用する。そのようなオリゴマー混合物はヨーロッパ特
許出願節162.379号および1985年2月22日
に出願された米国特許出願節704,122号に開示さ
れているが、これらは非常に有利な条件下で分子量が極
めて高い線状ポリカーボネートに容易に変換できる。
最近、線状ポリカーボネートの製造に有用な環状ポリカ
ーボネートオリゴマーに類似する、ポリアリ−レートお
よびこれに似たポリエステルの製造の中間体を開発する
ことの重要性が増してきている。このような中間体は、
線状のポリエステルに変換することができ、また前述の
ポリエステル−ポリカーボネートによって例示されるよ
うなランダムコポリエステルおよびブロックコポリエス
テルにも変換することができる。
本発明は新規な環状ポリエステルオリゴマーおよびその
製造方法を提供する。この方法は入手の容易な出発材料
を使用しており、実施が比較的簡単である。本発明はま
た、前記の環状ポリエステルオリゴマーを高分子量の線
状ポリエステルに変換する方法も含む。
本発明はその一面において次式の環状ポリエステルオリ
ゴマー類を含む組成物に関する。
(1)           II     II−(
A1−Y−A” −0−C−A” −C−0+−ここで
、A1とA2は各々単環式の二価か三価の芳香族基であ
り、A3は二価の脂肪族、m−もしくはp−結合した単
環式芳香族または脂環式の基であり、Yは単結合である
かまたは二価、三価もしくは四価の橋かけ基であり、n
は2〜約7である。
■ 式IのA 基とA2基は単環式の芳香族の基であり、通
常は置換されていないが、アルキル、アルケニル、ハロ
(特にクロロおよび/またはブロモ)、ニトロ、アルコ
キシなどのような基によりて置換されていてもよい。こ
れらは、後述のY基の構造に応じて二価でも三価でもよ
い。好ましい基はp−フ二二しン構造を含有するもの、
すなわちp−フ二二しンか置換されたp−フ二二しンで
あり、これらは場合により自由原子価結合をもうひとつ
余分に含有していることもある。
Y基は単結合でもよいし、あるいは二価、三価または四
価の橋かけ基でもよい。その価数に応じてA1とA2は
両方が二価となったり、一方が二価でもう一方が三価と
なったり、または両方が三価となったりする。Yが二価
か四価の橋かけ基であることが最も多い。
したがって、本発明の組成物は次式のビスフェノール類
から誘導されていると考えられる。
(n)   HO−A  −Y−A2−OH以下にビス
フェノール類を例示する。
4.4′−ジヒドロキシビフェニル、 ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4−ヒ
ドロキシフェニル)ジフェニルメタン、 ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−ナフチルメタン
、 1.1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、 1.2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、 1.1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニ
ルエタン、 2.2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(す
なわち「ビスフェノールAJ)、2−(4−ヒドロキシ
フェニル) −2−(3−ヒドロキシフェニル)プロパ
ン、 2.2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、 1.1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)イソブタン、 1.1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサ
ン、 1.1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロドデカ
ン、 トランス−2,3−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−
2−ブテン、 2.2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)アダマンタン
、 α、α′−ビス(4−ヒドロキシフェニル)トルエン、 ビス(4−ヒドロキシフェニル)アセトニトリル、 2.2−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)
プロパン、 2.2−ビス(3−エチル−4−ヒドロキシフェニル)
プロパン、 2.2−ビス(3−n−プロピル−4−ヒドロキンフェ
ニル)プロパン、 2.2−ビス(3−イソプロピル−a−+−Vロキシフ
ェニル)プロパン、 2.2−ビス(3−sec−ブチル−4−ヒドロキシフ
ェニル)プロパン、 2.2−ビス(3−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニ
ル)プロパン、 2.2−ビス(3−シクロへキシル−4−ヒドロキシフ
ェニル)プロパン、 2.2−ビス(3−アリル−4−ヒドロキシフェニル)
プロパン、 2.2−ビス(3−メトキシ−4−ヒドロキシフェニル
)プロパン、 2.2−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェ
ニル)プロパン、 2.2−ビス(2,3,5,6−テトラメチル−4−ヒ
ドロキシフェニル)プロパン、2.2−ビス(3,5−
ジクロロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、 2.2−ビス(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシフェ
ニル)プロパン、 2.2−ビス(2,6−ジプロモー3.5−ジメチル−
4−ヒドロキシフェニル)プロパン、 α、α−ビス(4−ヒドロキシフェニル)トルエン、 α、α、α′、α′−テトラメチル−α。
α′−ビス(4−ヒドロキシフェニル>−p−キシレン
、 2.2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)へキサフルオ
ロプロパン、 1.1−ジクロロ−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェ
ニル)エチレン、 1.1−ジブロモ−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェ
ニル)エチレン、 1.1−ジクロロ−2,2−ビス(5−フェノキシ−4
−ヒドロキシフェニル)エチレン、4.4′−ジヒドロ
キシベンゾフェノン、3.3−ビス(4−ヒドロキシフ
ェニル)−2−ブタノン、 1.6−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,6−ヘ
キサンジオン、 エチレングリコールビス(4−ヒドロキシフェニル)エ
ーテル、 ビス(4−ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(4−
ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(4−ヒドロキ
シフェニル)スルホキシド、 ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3,
5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)スルホン、 9.9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、 2.7−シヒドロキシピレン、 6.6′−ジヒドロキシ−3,3,3’3′−テトラメ
チルスピロ(ビス)インダン(すなわちrsBIJ)、 3.3−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フタリド、 2.6−ジヒドロキシジベンゾ−p−ジオキシン、 2.6−シヒドロキシチアントレン、 2.7−シヒドロキシフエノキサチン、2.7−シヒド
ロキシー9.10−ジメチルフェナジン、 3.6−シヒドロキシジベンゾフラン、3.6−シヒド
ロキシジベンゾチオフエン、2.7−シヒドロキシカル
バゾール。
一般に好ましいのは、本発明の目的にとって特に適して
いるという理由によって、ビスフェノールAとスピロビ
インダンビスフェノールである。
A3基は二価の脂肪族、脂環式または芳香族の基でよい
。適切な芳香族基はA1やA2と似ているが、m−結合
かp−結合しているものに限る。
脂環式の基は同様に結合しており、最も普通の場合には
炭素原子を約4〜8個含有する。A3基は弐A3 (C
OOH)  のジカルボン酸から誘導されていると考え
られる。したがって、適切なジカルボン酸にはアジピン
酸、ピメリン酸およびシクロヘキサン−1,3−ジカル
ボン酸ならびに非置換と置換のテレフタル酸、イソフタ
ル酸およびピリジン−2,6−ジカルボン酸がある。非
置換の芳香族酸、特にイソフタル酸とテレフタル酸が好
ましく、イソフタル酸が最も好ましい。
本発明の組成物は一般に、主として重合度が約7までの
環状オリゴマー類の混合物からなる。主要なオリゴマー
は通常トリマーである。
これらの組成物を製造するには、実質的に非極性の有機
液体を含む反応媒質中低濃度条件下で、少なくとも1種
の第三級アミンか第四級アンモニウム塩を含む触媒を存
在させて、式Hのビスフェノールのジー(アルカリ金属
)塩を、次式:%式% のジカルボン酸塩化物と接触させればよい。上記式中の
A1、A2、A3、Yはすでに定義した通りである。こ
の製造方法は本発明のもうひとつの一面である。
適した非極性のを機液体はいずれのものも使用できる。
もちろん、アルコール類やそれに類似する活性水素化合
物が存在するとジカルボン酸塩化物と優先的に反応して
しまうので、このような化合物の存在は適切でない。そ
の他の面では液体の種類は臨界的なものではない。代表
的な液体は、トルエンやキシレンのような芳香族炭化水
素、クロロベンゼン、0−ジクロロベンゼンおよびニト
ロベンゼンのような置換芳香族炭化水素、クロロホルム
、メチレンクロライド、トリクロロエタンおよびテトラ
クロロエタンのような塩素化脂肪族炭化水素、ならびに
以上のものとテトラヒドロフランのようなエーテルとの
a合物である。
上記の方法に従って環状オリゴマー組成物を製造するに
は、試薬を低濃度条件下で接触状態に維持する。大口の
有機液体を必要とする現実の高希釈条件を使用してもよ
いが、通常は費用と便利さの点で好ましくない。その代
わりに、当業者には公知の疑似的な高希釈条件が使用で
きる。たとえば、この方法のひとつの態様においては前
記有機液体を含有している反応容器に各試薬を徐々に加
える。
ビスフェノールジー(アルカリ金属)塩を固体として添
加することも本発明の範囲内であるが、便利でないこと
が多い。これは水溶液として添加するのが好ましい。ビ
スフェノール塩とジカルボン酸塩化物はほぼ等モル割合
で使用すべきである。
この反応は、少なくとも1種の第三級アミンが第四級ア
ンモニウム塩を含む触媒の存在下で実施する。一般にビ
スフェノールに対して約0.1〜5.0モル%の二で使
用する。
適切な第三級アミンには、トリエチルアミン、トリーロ
ープロピルアミン、ジエチル−n−プロピルアミンおよ
びトリーローブチルアミンのような脂肪族アミンとピリ
ジンや4−ジメチルアミノピリジン(後者は本発明の目
的に対して活性のアミン基をただひとつだけ含有する)
のような複素環式アミンが含まれる。トリエチルアミン
がその人手容易性と特に適当であるために一般に好まし
い。
一般に、第四級アンモニウム塩は第三級アミンよりも多
少好ましい。特に、ビスフェノール塩を水溶液として加
える場合には第四級アンモニウム塩が好ましい。という
のは、第四級アンモニウム塩は相間移動触媒として機能
して反応を容易にすることができるからである。代表的
な第四級アンモニウム塩は全体で約15〜30個の炭素
原子を含有するテトラアルキルアンモニウムハライドで
あり、その例としてはテトラ−n−ブチルアンモニウム
ブロマイドとメチルトリオクチルアンモニウムクロライ
ドがある。
反応温度は通常およそ25〜100℃の範囲である。こ
の範囲内の高めの温度、通常およそ50〜100℃では
環状物の収率が増大することが多い。
はとんどのビスフェノールで上記の製造方法を実施する
と、所望の環状ポリエステルオリゴマーは通常、かなり
の割合の不溶性副生物、おそらくは主としてさまざまな
分子圏の線状ポリエステルとの混和物として得られる。
環状物自体はメチレンクロライドのような溶媒に可溶で
あり、蒸発したりテトラヒドロフランのような非溶剤で
沈澱したりするといったような常用の手段によって副生
物から単離することができる。
環状生成物を比較的高収率で製造するにはスピロビイン
ダンビスフェノール類(SBIとその置換類似体)が特
に適していることが判明している。
これはおそらくその分子構造の結果である。すなわち、
他のビスフェノールの場合よりもヒドロキシ基がずっと
近接しており、この分子は本質的に湾曲した配列をとっ
ているのである。
この理由によって、次式のスピロビインダンビスフェノ
ールから環状ポリエステルオリゴマーを製造するには多
少簡単な手順を使用することができる。
ここで各Rはそれぞれ独立してC1−4の第一級か第二
級のアルキル又はハロであり、nはθ〜3である。すな
わちこの場合は、単に、触媒の存在下で前記の有機液体
とスピロビインダンビスフェノールジー(アルカリ金属
)塩の水溶液との混合物にジカルボン酸塩化物を加える
ことが可能である。
この際スピロビインダンビスフェノールジー(アルカリ
金属)塩の水溶液は低濃度に維持し、また触媒は同様に
前記スピロビインダンビスフェノール塩との混和物とす
るのが好ましい。反応温度はおよそ25〜100℃の範
囲が典型的であり、特におよそ30〜50℃の範囲であ
る。この方法は本発明のもうひとつ別の一面である。
本発明の環状ポリエステルオリゴマーの製造を以下の実
施例で例示する。
実施例1〜7 さまざまな溶媒75m1に触媒を溶かした溶液を調製し
た。この溶液に、同じ溶媒50m1に溶かしたイソフタ
ロイルクロライド10.15g (50ミリモル)の溶
液と1M水溶液としてのビスフェノールAのニナトリウ
ム塩50ミリモルとを同時に加えた。添加時間は30分
とし、この間とさらに5分間反応混合物を攪拌した。反
応混合物を液相と固相に分離し、液相を二回希塩酸で洗
浄した後、溶媒をストリッピングし、再度メチレンクロ
ライドに溶解し、繰返しストリッピングするかまたはポ
リマーをテトラヒドロフランで沈澱させてから溶媒をス
トリッピングして、所望の環状ポリアリ−レートオリゴ
マー類を単離した。高圧液体クロマトグラフィーで分析
すると、この生成物は重合度が2から約7までのオリゴ
マー頽を倉荷しており、主要な種は環状トリマーである
ことか判明した。
関連するパラメーターと環状物の収率(96)を次の表
にまとめて示す。
実施例8 イソフタロイルクロライドの代わりに等モル基準のアジ
ポイルクロライドを用いて実施例3の手順を繰返した。
所望の環状ビスフェノールAアジペートオリゴマー組成
物が約30%の収率で得られた。
実施例9 SBI半水和物31.7g (100ミリモル)、5M
水酸化ナトリウム水溶液50m1(250ミリモル)、
テトラ−n−ブチルアンモニウムブロマイド645+n
g(2ミリモル)およびメチレンクロライド200m1
の混合物を還流下で加熱し、1Mのイソフタロイルクロ
ライドのメチレンクロライド溶液100m1を30分か
けて加えた。添加が完了した後還流を5分間続けた。水
相とa桟用を分離し、水相をメチレンクロライドで抽出
した。抽出物を有機相と合わせて塩酸、塩化ナトリウム
水溶液、そして水で洗浄した。メチレンクロライドを蒸
発させて得られた生成物は、高圧液体ククマトゲラフイ
ーによって環状ポリアリ−レートを85%、線状ポリマ
ーを15%含有していることが判明した。これらのオリ
ゴマーの種類は赤外スペクトルと核磁気共鳴スペクトル
によって確認した。
実施例10 イソフタロイルクロライドの代わりに等モル基準のテレ
フタロイルクロライドを用いて実施例9の手順を繰返し
た。環状ポリアリ−レートオリゴマーが50%で線状ポ
リアリ−レートが50%の生成物が得られた。
本発明の環状ポリエステルオリゴマーは重合して線状ポ
リエステルにすることができる。重合は通常、およそ2
00〜300’Cの範囲の温度で環状オリゴマー組成物
をエステル交換触媒と接触させて行なわれる。この方法
は本発明の別の一面である。
触媒として有用な化合物には、業界でジヒドロキシ化合
物とアルキルジカルボキシレートとから物の重合を以下
の実施例で例示する。
線状ポリエステルを製造するのに有用であることが知ら
れているものがある。これらの中には水酸化リチウム、
リチウムフェノキシトおよびナトリウムフェノキシドが
ある。各種のルイス酸、特にテトラエチルチタネート、
テトラブチルチタネートおよびテトラオクチルチタネー
トのようなテトラアルキルチタネートも有用である。触
媒の使用量は一般に、環状ポリアリ−レートオリゴマー
中の構造単位を基準にして約0. 1〜1.5モル96
の範囲である。この重合は溶融状態で行なうのが典型的
であるが、2,4−ジクロロトルエンや1゜2.4−ト
リクロロベンゼンの・ような高沸点の溶媒中の溶液重合
も考えられ、またより揮発性の溶媒中の溶液の加圧下で
の重合もある。
すでに述べたように、本発明の環状ポリエステルオリゴ
マーは環状ポリカーボネートオリゴマーと共重合するこ
とも可能である。重合の様式によりランダムコポリエス
テルカーボネートかブロックコポリエステルカーボネー
トが得られる。
本発明の環状ポリアリ−レートオリゴマー組成実施例1
1 環状ビスフェノールAイソフタレートオリゴマー0.5
gを15m1のメチレンクロライドに溶かした溶液に、
テトラブチルチタネートを1.5ff18加えた。この
溶液をよくかきまぜ、メチレンクロライドを蒸発によっ
て除いた。残香を窒素下で45分間285℃に加熱する
と、メチレンクロライドに溶けない線状ポリアリ−レー
トが得られた。
低分子量のポリマーをテトラヒドロフランで抽出すると
ガラス転移温度が173℃の高分子量の物質が得られた
実施例12 実施例11の手順に従って環状SBIイソフタレートを
重合した。この高分子量の線状ポリアリ−レートはガラ
ス転移温度が243℃であった。

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)式: ▲数式、化学式、表等があります▼ [式中、A^1およびA^2の各々は単環式の二価また
    は三価の芳香族基であり、A^3は二価の脂肪族、m−
    もしくはp−結合した単環式芳香族または脂環式の基で
    あり、Yは単結合または二価、三価もしくは四価の橋か
    け基であり、nは2〜約7である]の環状ポリエステル
    オリゴマー類を含む組成物。
  2. (2)A^3が芳香族であることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項に記載の組成物。
  3. (3)A^3がm−フェニレンであることを特徴とする
    特許請求の範囲第2項に記載の組成物。
  4. (4)A^1およびA^2が各々p−フェニレンであり
    、Yがイソプロピリデンであることを特徴とする特許請
    求の範囲第3項に記載の組成物。
  5. (5)−A^1−Y−A^2−が ▲数式、化学式、表等があります▼ であることを特徴とする特許請求の範囲第3項に記載の
    組成物。
  6. (6)A^3がp−フェニレンであることを特徴とする
    特許請求の範囲第2項に記載の組成物。
  7. (7)−A^1−Y−A^2−が ▲数式、化学式、表等があります▼ であることを特徴とする特許請求の範囲第6項に記載の
    組成物。
  8. (8)実質的に非極性の有機液体を含む反応媒質中で低
    濃度の条件下において少なくとも1種の第三級アミンま
    たは第四級アンモニウム塩を含む触媒を存在させて、式
    : HO−A^1−Y−A^2−OH のビスフェノールのジ−(アルカリ金属)塩を、式: ▲数式、化学式、表等があります▼ のジカルボン酸塩化物と接触させることからなる、特許
    請求の範囲第1項に記載の組成物の製造方法。
  9. (9)A^3が芳香族であり、有機液体が塩素化された
    脂肪族炭化水素であり、触媒がトリエチルアミン、メチ
    ルトリオクチルアンモニウムクロライドまたはテトラ−
    n−ブチルアンモニウムクロライドであり、反応温度が
    およそ25〜100℃の範囲であることを特徴とする特
    許請求の範囲第8項に記載の方法。
  10. (10)A^1およびA^2が各々p−フェニレンであ
    り、A^3がm−フェニレンであり、Yがイソプロピリ
    デンであることを特徴とする特許請求の範囲第9項に記
    載の方法。
  11. (11)少なくとも1種の第三級アミンまたは第四級ア
    ンモニウム塩を含む触媒を存在させて、式: ▲数式、化学式、表等があります▼ [式中、A^3は二価の脂肪族、m−もしくはp−結合
    した単環式芳香族または脂環式の基である]のジカルボ
    ン酸塩化物を、実質的に非極性の有機液体と式: ▲数式、化学式、表等があります▼ [式中、各Rはそれぞれ独立してC_1_−_4の第一
    級もしくは第二級のアルキルまたはハロであり、nは0
    〜3である]のスピロビインダンビスフェノールのジ−
    (アルカリ金属)塩の水溶液との混合物に、後者を低濃
    度に維持して、添加することからなる、環状スピロビイ
    ンダンビスフェノールポリエステルオリゴマーの製造方
    法。
  12. (12)A^3が芳香族であり、有機液体が塩素化され
    た脂肪族炭化水素であり、触媒がトリエチルアミン、メ
    チルトリオクチルアンモニウムクロライドまたはテトラ
    −n−ブチルアンモニウムクロライドであり、前記の触
    媒は前記スピロビインダンビスフェノール塩との混和物
    であり、反応温度がおよそ25〜100℃の範囲である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第11項に記載の方法
  13. (13)nが0であることを特徴とする特許請求の範囲
    第12項に記載の方法。
  14. (14)特許請求の範囲第1項に記載の組成物をおよそ
    200〜300℃の範囲の温度でエステル交換触媒と接
    触させることからなる線状ポリエステルの製造方法。
  15. (15)エステル交換触媒がテトラアルキルチタネート
    であることを特徴とする特許請求の範囲第14項に記載
    の方法。
  16. (16)A^3が芳香族であることを特徴とする特許請
    求の範囲第15項に記載の方法。
  17. (17)A^3がm−フェニレンであることを特徴とす
    る特許請求の範囲第16項に記載の方法。
  18. (18)A^1およびA^2が各々p−フェニレンでY
    がイソプロピリデンであるか、または −A^1−Y−A^2−が ▲数式、化学式、表等があります▼ であることを特徴とする特許請求の範囲第17項に記載
    の方法。
  19. (19)A^3がp−フェニレンであることを特徴とす
    る特許請求の範囲第16項に記載の方法。
  20. (20)−A^1−Y−A^2−が ▲数式、化学式、表等があります▼ であることを特徴とする特許請求の範囲第19項に記載
    の方法。
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