JPWO2019146304A1 - Sustained-release composite agent containing an interlayer-modified layered inorganic compound and its production method - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、層状無機化合物の層間に、様々な化学構造を有する化学的に安定な有機無機複合基を導入することにより、徐放化したい所望の機能性化合物と適切に相互作用する環境を層間に設計、構築し、機能性化合物を層間に挿入した後、長期間に亘って放出する徐放性複合剤およびその製造方法を提供することを目的とする。【解決方法】層状無機化合物の層間に、下記式(1)または下記式(2)で表される有機無機複合基を有する層間修飾層状無機化合物と、前記層間修飾層状無機化合物の層間に挿入された化合物と、を含む徐放性複合剤。【化1】【化2】PROBLEM TO BE SOLVED: To appropriately interact with a desired functional compound to be sustained-release by introducing a chemically stable organic-inorganic composite group having various chemical structures between layers of a layered inorganic compound. An object of the present invention is to provide a sustained-release composite agent and a method for producing the same, in which an environment is designed and constructed between layers, and a functional compound is inserted between layers and then released over a long period of time. SOLUTION: The interlayer-modified layered inorganic compound having an organic-inorganic composite group represented by the following formula (1) or the following formula (2) is inserted between layers of the layered inorganic compound and the interlayer-modified layered inorganic compound. A sustained-release complex containing the above compounds. [Chemical 1] [Chemical 2]

Description

本発明は、層間修飾された層状無機化合物の層間に、化合物を挿入した徐放性複合剤およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a sustained-release composite agent in which a compound is inserted between layers of an interlayer-modified layered inorganic compound, and a method for producing the same.

層状無機化合物の層間に挿入した機能性化合物を放出する徐放性材料としては、ホスト化合物として無修飾の層状無機化合物を用い、イオン化した機能性化合物をゲスト化合物として用い、ホスト化合物の層間に存在する交換性イオンとイオン化したゲスト化合物とのイオン交換により機能性化合物を層間に挿入し、徐放する複合剤、および層状無機化合物の層間に存在する交換性金属カチオンをアルキルアンモニウムで交換して層間を有機化(疎水化)し、層間に機能性化合物を挿入し、徐放する複合剤が知られている。 As the sustained-release material that releases the functional compound inserted between the layers of the layered inorganic compound, an unmodified layered inorganic compound is used as the host compound, and the ionized functional compound is used as the guest compound and exists between the layers of the host compound. The functional compound is inserted between the layers by ion exchange between the exchangeable ion and the ionized guest compound, and the complex agent is released slowly, and the exchangeable metal cation existing between the layers of the layered inorganic compound is exchanged with alkylammonium. There is known a composite agent that organically (hydrophobicizes), inserts a functional compound between layers, and releases it slowly.

例えば、特許文献1には、ホスト化合物として層間が無修飾の層状複水酸化物を用い、これにゲスト化合物として陰イオン化されたカプサイシンを混合し、層間に存在する陰イオンである硝酸イオンとの交換により層状複水酸化物−陰イオン化カプサイシン(ホスト−ゲスト)複合剤を調製し、そこからゲスト化合物であるカプサイシンを徐放する複合剤およびその製造方法が記載されている。 For example, in Patent Document 1, a layered double hydroxide having no modification between layers is used as a host compound, and anionized capsaicin as a guest compound is mixed with the layered double hydroxide, which is an anion existing between layers and nitrate ion. A layered double hydroxide-anionized capsaicin (host-guest) complex is prepared by exchange, and a complex agent in which the guest compound capsaicin is slowly released from the complex and a method for producing the same are described.

また、特許文献2には、ホスト化合物として粘土鉱物モンモリロナイトの層間の交換性金属カチオンとジメチルジオクタデシルアンモニウムとのカチオン交換により層間を有機化した有機化ベントナイトを用い、ゲスト化合物として中性のシメトリンを混合した徐放性シメトリン粒剤およびその製造方法が記載されている。 Further, in Patent Document 2, as a host compound, an organic bentonite in which the layers are organicized by cation exchange between an exchangeable metal cation between layers of the clay mineral montmorillonite and dimethyldioctadecylammonium is used, and neutral cymethrin is used as a guest compound. A mixed sustained-release simethrin granule and a method for producing the same are described.

特許第5688727号公報Japanese Patent No. 5688727 特開2004−26705号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-26705

しかし、特許文献1記載の無修飾で交換性金属カチオンを含有した層状無機化合物をホスト化合物として利用する場合には、徐放する化合物としてイオン化されたゲスト化合物しか適用できず、非イオン性の化合物を挿入し、徐放化することができない上、層間の環境をゲスト化合物に合わせて所望の通りに設計して徐放化を制御することできないため、任意の化合物を目的に合わせて放出速度を調節して徐放化することはできない。 However, when an unmodified layered inorganic compound containing an exchangeable metal cation described in Patent Document 1 is used as a host compound, only an ionized guest compound can be applied as a sustained-release compound, and a nonionic compound can be applied. Since it is not possible to insert the compound and release it slowly, and it is not possible to control the sustained release by designing the environment between the layers as desired according to the guest compound, the release rate of any compound can be adjusted according to the purpose. It cannot be adjusted and sustained.

また、特許文献2記載のアルキルアンモニウムによる有機化修飾では、ホスト化合物の層間環境は疎水化するだけで多様性を持たせることができないため、使用用途に合わせて任意の所望のゲスト化合物と層状無機化合物との相互作用を制御することができず、層間への挿入と層間からの徐放速度が最適になるように層間環境を設計し、合成することが困難であり、徐放化できる化合物が限定される。
さらに、アルキルアンモニウムによる層間修飾のため、酸性条件下などの使用環境の影響を容易に受けて層間でのカチオン交換反応が進行し、アルキルアンモニウム基の層間からの脱離が容易に進行する。このため、このような有機化修飾ホスト化合物を用いた徐放剤の使用条件が限定される上、比較的長期間の使用においては、当該有機化層状無機化合物の層間修飾構造を維持することが困難となり、徐放剤として実用的ではない。
Further, in the organic modification with alkylammonium described in Patent Document 2, since the interlayer environment of the host compound is only made hydrophobic and cannot be given diversity, any desired guest compound and layered inorganic material can be used according to the intended use. It is not possible to control the interaction with the compound, and it is difficult to design and synthesize the interlayer environment so that the insertion into and from the layers and the sustained release rate from the layers are optimized. Limited.
Further, since the interlayer is modified with alkylammonium, the cation exchange reaction between the layers proceeds easily under the influence of the usage environment such as acidic conditions, and the desorption of the alkylammonium group from the layers easily proceeds. Therefore, the conditions for using the sustained-release agent using such an organically modified host compound are limited, and the interlayer-modified structure of the organically modified inorganic compound can be maintained during relatively long-term use. It becomes difficult and is not practical as a sustained-release agent.

さらに、特許文献1および特許文献2のホスト化合物である層状無機化合物の層間は架橋されていないため、使用環境によっては層状構造が崩れて剥離し、挿入されたゲスト化合物を一気に放出するため、当該複合剤を徐放剤として用いる用途や環境は極めて限定され、汎用的ではなく、工業的に有用でない。 Further, since the layers of the layered inorganic compound which is the host compound of Patent Document 1 and Patent Document 2 are not crosslinked, the layered structure collapses and peels off depending on the usage environment, and the inserted guest compound is released at once. The uses and environments in which the compound is used as a sustained release agent are extremely limited, not versatile, and not industrially useful.

本発明は、上記の状況に鑑み、共有結合を介して層間架橋された層状無機化合物または共有結合を介して層間修飾された層状無機化合物の層間に、徐放化したい所望の化合物を挿入した後、比較的長期間に亘って放出する徐放性複合剤およびその製造方法を提供することを目的とする。 In view of the above situation, the present invention has been made after inserting a desired compound to be sustained-release between layers of a layered inorganic compound that is crosslinked via a covalent bond or a layered inorganic compound that has been interlayer-modified via a covalent bond. An object of the present invention is to provide a sustained-release composite agent released over a relatively long period of time and a method for producing the same.

本発明者は、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、層状無機化合物の層間に有機無機複合架橋構造を有する層間架橋型層状無機化合物、または層状無機化合物の層間をシリル基等の有機無機複合基で修飾した層間修飾層状無機化合物をホスト化合物とし、その層間に機能性化合物がゲスト化合物として挿入された徐放性複合剤が、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventor has an interlayer cross-linked layered inorganic compound having an organic-inorganic composite cross-linked structure between layers of the layered inorganic compound, or an organic layer such as a silyl group between the layers of the layered inorganic compound. We have found that a sustained-release composite agent in which an interlayer-modified layered inorganic compound modified with an inorganic composite group is used as a host compound and a functional compound is inserted as a guest compound between the layers can solve the above problems, and the present invention is completed. I arrived.

すなわち、本発明は、層状無機化合物の層間に、下記式(1)または下記式(2)で表される有機無機複合基を有する層間修飾層状無機化合物と、前記層間修飾無機化合物の層間に挿入された化合物と、を含む徐放性複合剤である。 That is, in the present invention, the interlayer-modified layered inorganic compound having an organic-inorganic composite group represented by the following formula (1) or the following formula (2) is inserted between the layers of the layered inorganic compound and the interlayer-modified inorganic compound. It is a sustained-release composite agent containing the above-mentioned compound.

Figure 2019146304
Figure 2019146304

(式(1)において、M1およびM2は、それぞれ独立してSi、Al、TiまたはZrを示し、RaおよびRbは、それぞれ独立して炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和アルキレン基、炭素数3〜20の分岐があっても良い飽和もしくは不飽和シクロアルキレン基、炭素数6〜20のアリーレン基または炭素数7〜20のアラルキレン基を示し、Rcは炭素数1〜40から成る有機基を示し、かつヘテロ原子、直鎖構造、分岐構造、環状構造、不飽和結合および芳香族構造を含んでも良く、Rは炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和アルキル基、炭素数3〜8の分岐鎖があっても良い飽和もしくは不飽和シクロアルキル基、炭素数6〜20のアリール基または炭素数7〜20のアラルキル基を示し、それぞれビニル基、エポキシ基、オキセタニル基、エーテル基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、水酸基、アミノ基、炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和のモノもしくはジアルキルアミノ基、炭素数6〜20のモノもしくはジアリールアミノ基、炭素数7〜20のモノもしくはジアラルキルアミノ基、第1級、第2級、第3級もしくは第4級アンモニウム基、チオール基、イソシアヌレート基、ウレイド基、イソシアナート基、カルボニル基、アルデヒド基、カルボキシル基、カルボン酸エステル基、リン酸基、リン酸エステル基、スルホン酸基、スルホン酸エステル基またはハロゲン原子で置換されていても良い。Zは、水素原子、炭素数1〜8の飽和もしくは不飽和アルキルオキシ基、炭素数3〜8の分岐鎖があっても良い飽和もしくは不飽和シクロアルキルオキシ基、トリメチルシリルオキシ基、ジメチルシリルオキシ基、炭素数1〜8の分岐鎖があっても良い飽和もしくは不飽和ヘテロシクロアルキルオキシ基、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基、炭素数1〜6の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和のアルキルアミノ基、炭素数1〜6の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和のジアルキルアミノ基または層状無機化合物由来の酸素原子を示し、M1およびM2がSi、TiまたはZrのいずれかの場合には、それに対応するxは2で、かつnは0〜2の整数であり、M1およびM2がAlの場合には、それに対応するxは1で、かつnは0または1であり、nが2の場合には、Rは同一でも異なっても良く、p、qおよびrは0または1の整数で、これらのうち少なくとも1つは1である。)(In the formula (1), M 1 and M 2 each independently represent Si, Al, Ti or Zr, and R a and R b are independent linear or branched chains having 1 to 20 carbon atoms, respectively. Saturated or unsaturated alkylene group, saturated or unsaturated cycloalkylene group which may have a branch of 3 to 20 carbon atoms, arylene group of 6 to 20 carbon atoms or aralkylene group of 7 to 20 carbon atoms, R c Indicates an organic group consisting of 1 to 40 carbon atoms and may contain a heteroatom, a linear structure, a branched structure, a cyclic structure, an unsaturated bond and an aromatic structure, and R is a linear or linear group having 1 to 20 carbon atoms. Indicates a saturated or unsaturated alkyl group having a branched chain, a saturated or unsaturated cycloalkyl group which may have a branched chain having 3 to 8 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms or an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms. , Vinyl group, epoxy group, oxetanyl group, ether group, acryloxy group, methacryloxy group, hydroxyl group, amino group, saturated or unsaturated mono or dialkylamino group of linear or branched chain with 1 to 20 carbon atoms, carbon number 6 to 20 mono or diarylamino groups, 7 to 20 carbons mono or dialalkylamino groups, primary, secondary, tertiary or quaternary ammonium groups, thiol groups, isocyanurate groups, ureido groups , Isocyanato group, carbonyl group, aldehyde group, carboxyl group, carboxylic acid ester group, phosphoric acid group, phosphoric acid ester group, sulfonic acid group, sulfonic acid ester group or halogen atom may be substituted. Hydrogen atom, saturated or unsaturated alkyloxy group with 1 to 8 carbon atoms, saturated or unsaturated cycloalkyloxy group with 3 to 8 carbon atoms, trimethylsilyloxy group, dimethylsilyloxy group, carbon number Saturated or unsaturated heterocycloalkyloxy groups, which may have 1 to 8 branched chains, halogen atoms, hydroxyl groups, amino groups, linear or branched saturated or unsaturated alkylamino groups having 1 to 6 carbon atoms, Indicates an oxygen atom derived from a saturated or unsaturated dialkylamino group or layered inorganic compound of a linear or branched chain having 1 to 6 carbon atoms, and when M 1 and M 2 are either Si, Ti or Zr, The corresponding x is 2 and n is an integer of 0 to 2, and when M 1 and M 2 are Al, the corresponding x is 1 and n is 0 or 1, and n is. In the case of 2, R may be the same or different, and p, q and And r are integers of 0 or 1, at least one of which is 1. )

Figure 2019146304
(式(2)において、Rは、炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和アルキル基、炭素数3〜8の分岐鎖があっても良い飽和もしくは不飽和シクロアルキル基、炭素数6〜20のアリール基または炭素数7〜20のアラルキル基を示し、それぞれビニル基、エポキシ基、オキセタニル基、エーテル基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、水酸基、アミノ基、炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和のモノもしくはジアルキルアミノ基、炭素数6〜20のモノもしくはジアリールアミノ基、炭素数7〜20のモノもしくはジアラルキルアミノ基、第1級、第2級、第3級もしくは第4級アンモニウム基、チオール基、イソシアヌレート基、ウレイド基、イソシアナート基、カルボニル基、アルデヒド基、カルボキシル基、カルボン酸エステル基、リン酸基、リン酸エステル基、スルホン酸基、スルホン酸エステル基またはハロゲン原子で置換されていても良い。Mは、Si、Al、TiまたはZrを示し、Zは水素原子、炭素数1〜8の飽和もしくは不飽和アルキルオキシ基、炭素数3〜8の分岐鎖があっても良い飽和もしくは不飽和シクロアルキルオキシ基、トリメチルシリルオキシ基、ジメチルシリルオキシ基、炭素数1〜8の分岐鎖があっても良い飽和もしくは不飽和ヘテロシクロアルキルオキシ基、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基、炭素数1〜6の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和のアルキルアミノ基、炭素数1〜6の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和のジアルキルアミノ基または層状無機化合物由来の酸素原子を示し、MがSi、TiまたはZrのいずれかの場合には、それに対応するxは3で、かつnは1〜3の整数であり、MがAlの場合には、それに対応するxは2で、かつnは1または2であり、nが2または3の場合には、Rは同一でも異なっても良い。)
Figure 2019146304
(In the formula (2), R is a saturated or unsaturated alkyl group having a linear or branched chain having 1 to 20 carbon atoms, a saturated or unsaturated cycloalkyl group having a branched chain having 3 to 8 carbon atoms, and the like. It represents an aryl group having 6 to 20 carbon atoms or an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, and has a vinyl group, an epoxy group, an oxetanyl group, an ether group, an acryloxy group, a methacryloxy group, a hydroxyl group, an amino group and 1 to 20 carbon atoms, respectively. Saturated or unsaturated mono or dialkylamino groups of linear or branched chains, mono or diarylamino groups with 6 to 20 carbon atoms, mono or dialalkylamino groups with 7 to 20 carbon atoms, primary and secondary, Tertiary or quaternary ammonium group, thiol group, isocyanurate group, ureido group, isocyanato group, carbonyl group, aldehyde group, carboxyl group, carboxylic acid ester group, phosphoric acid group, phosphoric acid ester group, sulfonic acid group , A sulfonic acid ester group or a halogen atom. M represents Si, Al, Ti or Zr, Z is a hydrogen atom, a saturated or unsaturated alkyloxy group having 1 to 8 carbon atoms, and a carbon number of carbon atoms. Saturated or unsaturated cycloalkyloxy group which may have 3 to 8 branched chains, trimethylsilyloxy group, dimethylsilyloxy group, saturated or unsaturated heterocycloalkyloxy which may have branched chains having 1 to 8 carbon atoms. Group, halogen atom, hydroxyl group, amino group, saturated or unsaturated alkylamino group of linear or branched chain with 1 to 6 carbon atoms, saturated or unsaturated dialkylamino of linear or branched chain with 1 to 6 carbon atoms Indicates an oxygen atom derived from a group or layered inorganic compound, where M is any of Si, Ti or Zr, the corresponding x is 3 and n is an integer 1-3 and M is Al. In some cases, the corresponding x is 2, and n is 1 or 2, and when n is 2 or 3, R may be the same or different.)

また、本発明は、層間修飾層状無機化合物と、該層間修飾層状無機化合物の層間に挿入される化合物と、を混合することを特徴とする徐放性複合剤の製造方法である。 Further, the present invention is a method for producing a sustained-release composite agent, which comprises mixing an interlayer-modified layered inorganic compound and a compound inserted between layers of the interlayer-modified layered inorganic compound.

本発明の徐放性複合剤において、層間に前記式(1)で表される有機無機複合架橋構造を有する層間架橋型層状無機化合物は、様々な架橋構造を有するため、様々な層間距離を構築することができ、目的に合わせて層間に適切な空間を構築することができるため、ゲスト化合物の層間への挿入を制御し、さらに層間からの放出速度を制御することができる。さらに、長鎖のアルキレン構造を有する等層間架橋剤そのものが柔軟性を有するため、同一の層間架橋型層状無機化合物であっても目的の徐放化したい様々なゲスト化合物に合わせて柔軟に層間距離を変動させることができる。
また、架橋構造そのものに様々な官能基を有することから層間環境(ゲスト化合物と相互作用する場)の多様性が非常に広く、所望の様々な機能性化合物の層間への挿入と徐放化に適した相互作用基、例えば飽和または不飽和の脂肪族基等の疎水基や親水基、芳香族基や複素環構造基、水素結合生成基、配位結合生成基およびイオン結合生成基などの様々な官能基を選択して有機無機複合架橋構造を設計し、層間に導入することができ、目的に応じた所望の様々な機能性化合物(ゲスト化合物)を層間に挿入し、用途に応じてゲスト化合物を放出する速度を制御することができ、目的に応じて徐放化することができる。
In the sustained-release composite agent of the present invention, the interlayer-crosslinked layered inorganic compound having an organic-inorganic composite crosslinked structure represented by the above formula (1) between layers has various crosslinked structures, so that various interlayer distances are constructed. Since it is possible to construct an appropriate space between the layers according to the purpose, it is possible to control the insertion of the guest compound into the layers and further control the release rate from the layers. Furthermore, since the iso-interlayer cross-linking agent itself having a long-chain alkylene structure has flexibility, even if it is the same interlayer-crosslinked layered inorganic compound, the interlayer distance can be flexibly adjusted according to various guest compounds to be sustained-release. Can be varied.
In addition, since the crosslinked structure itself has various functional groups, the diversity of the interlayer environment (the place where it interacts with the guest compound) is very wide, and it is possible to insert and sustained release of various desired functional compounds between layers. A variety of suitable interacting groups such as hydrophobic and hydrophilic groups such as saturated or unsaturated aliphatic groups, aromatic and heterocyclic structural groups, hydrogen bond-forming groups, coordination-bond-forming groups and ionic-bond-forming groups. An organic-inorganic composite crosslinked structure can be designed by selecting various functional groups and introduced between layers, and various desired functional compounds (guest compounds) according to the purpose can be inserted between the layers, and guests can be used according to the application. The rate at which the compound is released can be controlled, and the compound can be slowly released depending on the purpose.

さらに、架橋構造を介して共有結合により層間を架橋しているため、アルカリや酸などの共存下でも切断され難い。
さらに、層間に有機無機複合架橋構造を有する層間架橋型層状無機化合物は、M1またはM2(M1またはM2はそれぞれSi、Ti,ZrまたはAl)−O−Si(Siは層状無機化合物由来)結合等の共有結合を介して層間が架橋されているため、酸性やアルカリ性条件下等の様々な環境において化学的安定性が非常に高く、切断され難い。そのため強いアルカリ性および酸性条件下ではもちろんのこと、弱いアルカリ性および酸性条件下においても使用環境の影響をほとんど受けることなく、実用的に十分長期間に亘り架橋構造が層間に存在することができ、層構造が崩れて剥離し、挿入されたゲスト化合物を一気に放出することがなく、さまざまな環境や用途で利用することができ、層間に挿入された化合物を実用的に長期間保持し、徐放化することができる。
Furthermore, since the layers are cross-linked by covalent bonds via a cross-linked structure, it is difficult to cut even in the coexistence of alkali or acid.
Further, the interlayer crosslinked type layered inorganic compound having an organic-inorganic composite crosslinked structure between layers is M 1 or M 2 (M 1 or M 2 is Si, Ti, Zr or Al, respectively) -O-Si (Si is a layered inorganic compound). Origin) Since the layers are cross-linked via covalent bonds such as bonds, the chemical stability is very high in various environments such as acidic and alkaline conditions, and it is difficult to cut. Therefore, the crosslinked structure can exist between the layers for a sufficiently long period of time practically without being affected by the usage environment not only under strong alkaline and acidic conditions but also under weak alkaline and acidic conditions. The structure does not collapse and peel off, and the inserted guest compound is not released at once, and it can be used in various environments and applications. The compound inserted between the layers is practically retained for a long period of time and released slowly. can do.

さらに、層間架橋型層状無機化合物は、上記の通り化学的安定性が非常に高いため、その層間に挿入された化合物を外部環境から保護することができ、耐熱性、耐水性や耐紫外線性等を付与することができるため、耐熱性、耐水性や耐紫外線性等が低い化合物の徐放化だけでなく、当該徐放性複合剤を樹脂等に混練・成形したり、水中や加湿条件下で使用したり、屋外の太陽光が当たる環境等の様々な環境下で使用することが可能である。
したがって、種々の架橋構造を層間に導入することができるため、目的に合わせて層間距離を幅広く設定することができ、様々な化合物の挿入および徐放が可能な徐放性複合剤である。
Furthermore, since the interlayer crosslinked layered inorganic compound has extremely high chemical stability as described above, the compound inserted between the interlayers can be protected from the external environment, and has heat resistance, water resistance, ultraviolet resistance, etc. In addition to the sustained release of compounds with low heat resistance, water resistance, ultraviolet resistance, etc., the sustained release composite agent can be kneaded and molded into a resin or the like, or under water or humidified conditions. It can be used in various environments such as outdoors where it is exposed to sunlight.
Therefore, since various crosslinked structures can be introduced between the layers, the interlayer distance can be set widely according to the purpose, and the sustained-release composite agent can insert and release various compounds.

一方、本発明の徐放性複合剤において、前記下記式(2)で表される層間が有機無機複合基で修飾された層間修飾層状無機化合物は、層間修飾剤として様々な官能基を有するシリル化剤をはじめとする有機無機複合修飾剤が入手可能であるために、層間環境(ゲスト化合物と相互作用する場)の多様性が非常に広く、所望の様々な化合物の層間への挿入と徐放化に適した相互作用基、例えば飽和または不飽和の脂肪族基等の疎水基や親水基、芳香族基や複素環構造基、水素結合生成基、配位結合生成基およびイオン結合生成基などの様々な官能基を選択して層間を設計し、修飾することができ、目的に応じた所望の様々な機能性化合物(ゲスト化合物)を層間に挿入し、徐放化することができる。 On the other hand, in the sustained-release composite agent of the present invention, the interlayer-modified layered inorganic compound in which the interlayers represented by the following formula (2) are modified with an organic-inorganic composite group is a silyl having various functional groups as an interlayer modifier. Due to the availability of organic-inorganic composite modifiers such as agents, the diversity of the interlayer environment (where they interact with guest compounds) is very wide, and the insertion and gradual insertion of various desired compounds between layers. Interaction groups suitable for release, such as hydrophobic and hydrophilic groups such as saturated or unsaturated aliphatic groups, aromatic groups and heterocyclic structural groups, hydrogen bond forming groups, coordination bond forming groups and ionic bond forming groups. Various functional groups such as those can be selected to design and modify the layers, and various desired functional compounds (guest compounds) according to the purpose can be inserted between the layers and sustained-release.

さらに、層間修飾層状無機化合物は、M(MはSi、Ti,ZrまたはAl)−O−Si(Siは層状無機化合物由来)結合等の共有結合を介して、ゲスト化合物と相互作用する官能基(層間修飾基)により修飾されているため、酸性やアルカリ性条件下等の様々な環境において化学的安定性が非常に高い。そのため、使用環境の影響をほとんど受けることなく、実用的に十分長期間に亘り修飾基が層間に存在することができ、層間に挿入された化合物を実用的に長期間保持し、徐放化することができる。 Further, the interlayer-modified layered inorganic compound is a functional group that interacts with the guest compound through a covalent bond such as an M (M is Si, Ti, Zr or Al) -O-Si (Si is derived from the layered inorganic compound) bond. Since it is modified with (interlayer modifying group), it has very high chemical stability in various environments such as acidic and alkaline conditions. Therefore, the modifying group can be practically present between the layers for a sufficiently long period of time without being affected by the usage environment, and the compound inserted between the layers is practically retained for a long period of time and slowly released. be able to.

さらに、層間修飾層状無機化合物は、上記の通り化学的安定性が非常に高いため、その層間に挿入された化合物を外部環境から保護することができ、耐熱性、耐水性や耐紫外線性等を付与することができるため、耐熱性、耐水性や耐紫外線性等が低い化合物の徐放化だけでなく、当該徐放性複合剤を樹脂等に混練して成形したり、水中や加湿条件下で使用したり、屋外の太陽光が当たる環境等の様々な環境下で使用することが可能である。
したがって、種々の修飾基を層間に導入することができるため、目的に合わせて層間距離を幅広く設定することができ、様々な化合物の挿入・徐放が可能な徐放性複合剤である。
Furthermore, since the interlayer-modified layered inorganic compound has extremely high chemical stability as described above, the compound inserted between the interlayers can be protected from the external environment, and heat resistance, water resistance, ultraviolet resistance, etc. can be improved. Since it can be imparted, not only the sustained release of compounds having low heat resistance, water resistance, ultraviolet resistance, etc., but also the sustained release composite agent can be kneaded into a resin or the like for molding, or under water or humidified conditions. It can be used in various environments such as an environment exposed to outdoor sunlight.
Therefore, since various modifying groups can be introduced between the layers, the interlayer distance can be set widely according to the purpose, and the sustained-release composite agent can insert and release various compounds.

以下、本発明の徐放性複合剤について説明する。
本発明における層状無機化合物としては、特に限定されないが、グラファイト、層状金属カルコゲン化物、層状金属酸化物(例えば、酸化チタン、酸化ニオブを主体とする層状ペロブスカイト化合物、チタン・ニオブ酸塩、モリブデン酸塩等)、層状金属オキシハロゲン化物、層状金属リン酸塩(例えば、層状アンチモンリン酸塩等)、層状粘土鉱物、層状ケイ酸塩(例えば、雲母、スメクタイト族(モンモリロナイト、サポナイト、ヘクトライト、フルオロヘクトライト等)、カオリン族(カオリナイト等)、マガディアイト、ケニヤアイト、カネマイト等)および層状複水酸化物などが挙げられる。
これらの中でも入手の容易さ等から、層状ケイ酸塩、層状粘土鉱物および層状金属酸化物が好ましく用いられるが、これらは天然に産出されたものでも人工的に合成されたものでもいずれを用いてもよい。
Hereinafter, the sustained-release composite agent of the present invention will be described.
The layered inorganic compound in the present invention is not particularly limited, but is graphite, layered metal kaolinite, layered metal oxide (for example, titanium oxide, layered perovskite compound mainly composed of niobide oxide, titanium niobate, molybdenate). Etc.), layered metal oxyhalides, layered metal phosphates (eg, layered antimonate phosphates, etc.), layered clay minerals, layered silicates (eg, mica, smectites (montmorillonite, saponite, hectrite, fluorohect) Wright, etc.), kaolin (kaolinite, etc.), magadite, kenyaite, kanemite, etc.) and layered double hydroxides.
Among these, layered silicates, layered clay minerals and layered metal oxides are preferably used because of their availability, etc., but these may be either naturally produced or artificially synthesized. May be good.

次に、層状無機化合物の層間に存在する有機無機複合基について説明する。
本発明における有機無機複合基の1つが、前記式(1)で表される有機無機複合架橋構造を有する。
前記式(1)において、M1およびM2は層状無機化合物由来の酸素原子と共有結合を生成できる金属であり、その共有結合が加水分解等の分解反応を起こしにくく、入手も容易であることからSi(ケイ素)、Al(アルミニウム)、Ti(チタン)およびZr(ジルコニウム)のいずれかであり、様々な相互作用基を導入するために入手が容易なSiが好ましい。
Next, the organic-inorganic composite group existing between the layers of the layered inorganic compound will be described.
One of the organic-inorganic composite groups in the present invention has an organic-inorganic composite crosslinked structure represented by the above formula (1).
In the above formula (1), M 1 and M 2 are metals capable of forming a covalent bond with an oxygen atom derived from a layered inorganic compound, and the covalent bond is unlikely to cause a decomposition reaction such as hydrolysis and is easily available. From Si (silicon), Al (aluminum), Ti (titanium) and Zr (zyroxide), Si is preferable because it is easily available for introducing various interacting groups.

層状無機化合物と共有結合を介して層間に導入された前記式(1)で表される有機無機複合架橋構造において、該有機無機複合架橋構造と層状無機化合物とが複数の共有結合を介して結合していることが、層間を繋ぐ結合の化学的安定性の観点からより好ましく、前記式(1)におけるM1およびM2がSi、TiおよびZrの場合には、nは0または1がより好ましく、Alの場合にはnは0がより好ましく、いずれの場合もZの少なくとも1つは層状無機化合物由来の酸素原子を含むことがより好ましい。また互いに近傍の有機無機複合架橋構造同士のZが加水分解・縮合してM1−O−M1結合、M1−O−M2結合またはM2−O−M2結合を生成しても良い。In the organic-inorganic composite crosslinked structure represented by the formula (1) introduced between layers via a covalent bond with a layered inorganic compound, the organic-inorganic composite crosslinked structure and the layered inorganic compound are bonded via a plurality of covalent bonds. It is more preferable from the viewpoint of the chemical stability of the bond connecting the layers, and when M 1 and M 2 in the above formula (1) are Si, Ti and Zr, n is 0 or 1 more. Preferably, in the case of Al, n is more preferably 0, and in any case, at least one of Z is more preferably containing an oxygen atom derived from a layered inorganic compound. Also be generated together organic-inorganic composite crosslinking structure Z between the vicinity engaged hydrolysis and condensation M 1 -O-M 1 bonds, M 1 -O-M 2 bond or M 2 -O-M 2 bond good.

前記有機無機複合架橋構造において、ゲスト化合物との相互作用を適切に設計することが出来ることから、飽和または不飽和の脂肪族基、芳香族基、複素環構造基、水素結合生成基、配位結合生成基およびイオン結合生成基のいずれかを含むことが好ましい。これによって、ゲスト化合物との非共有結合性相互作用(例えば、ファンデルワールス力、π―π相互作用、疎水性相互作用、水素結合、配位結合、イオン結合等)を適切に調節して付与することができ、任意の化合物を層間に挿入し、目的に合わせて徐放化することができる。 Since the interaction with the guest compound can be appropriately designed in the organic-inorganic composite crosslinked structure, a saturated or unsaturated aliphatic group, an aromatic group, a heterocyclic structural group, a hydrogen bond forming group, and a coordination can be appropriately designed. It preferably contains either a bond-forming group or an ionic bond-forming group. As a result, non-covalent interactions with guest compounds (for example, van der Waals force, π-π interaction, hydrophobic interaction, hydrogen bond, coordination bond, ionic bond, etc.) are appropriately adjusted and imparted. Any compound can be inserted between layers and sustained-release according to the purpose.

前記非共有結合性相互作用基としては、特に制限はなく、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、デシル基、ドデシル基、オクタデシル基、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、オクタメチレン基、シクロヘキシル基、シクロへキシレン基、ビニル基、アリル基等の飽和または不飽和のアルキル基、アルキレン基、シクロアルキル基およびシクロアルキレン基である脂肪族基、スチリル基、フェニル基、ナフチル基、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、ベンジル基、ベンジレン基等のアリール基、アラルキル基、アリーレン基およびアラルキレン基である芳香族基、ピリジニル基、ピペリジニル基、ピロジニル基、ピリミジニル基、イミダゾリル基等のアゾール基、エポキシ基、オキセタニル基、テトラヒドロフリル基、テトラヒドロチオフェニル基、ジオキサニル基、モルホリニル基、チアジニル基、インドール基、核酸塩基等の複素環構造基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、アセチル基、ベンゾイル基、水酸基、チオール基、アルデヒド基、カルボキシル基、カルボン酸メチル基、リン酸基、リン酸エチル基、スルホン酸基、スルホン酸メチル基、アミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、イソシアヌレート基、ウレイド基、イソシアナート基等の水素結合および配位結合生成基、エチルアンモニウム基、ジメチルアンモニウム基およびトリメチルアンモニウム基のイオン結合生成基等、架橋主鎖骨格内のカルボン酸エステル構造、ウレタン構造、尿素構造、アミン構造、エーテル構造、チオエーテル構造、ジスルフィド構造が挙げられ、入手の容易さから、有機無機複合架橋構造を構成する主鎖骨格内に含まれる構造としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、オクタメチレン基、フェニレン基、ビフェニレン基、ベンジレン基、カルボン酸エステル構造、ウレタン構造、尿素構造、アミン構造、エーテル構造、チオエーテル構造およびジスルフィド構造を有することが好ましい。 The non-covalent interacting group is not particularly limited, and for example, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, a t-butyl group, an n-hexyl group, an n-octyl group, a decyl group, and the like. Saturated or unsaturated alkyl groups such as dodecyl group, octadecyl group, methylene group, ethylene group, propylene group, octamethylene group, cyclohexyl group, cyclohexylene group, vinyl group, allyl group, alkylene group, cycloalkyl group and cyclo Aryl groups such as aliphatic groups, styryl groups, phenyl groups, naphthyl groups, phenylene groups, naphthylene groups, biphenylene groups, benzyl groups and benzylene groups, which are alkylene groups, aromatic groups which are aralkyl groups, arylene groups and aralkylene groups, Azol groups such as pyridinyl group, piperidinyl group, pyrozinyl group, pyrimidinyl group, imidazolyl group, epoxy group, oxetanyl group, tetrahydrofuryl group, tetrahydrothiophenyl group, dioxanyl group, morpholinyl group, thiazinyl group, indol group, nucleic acid base and the like. Heterocyclic structural group, acryloxy group, methacryloxy group, acetyl group, benzoyl group, hydroxyl group, thiol group, aldehyde group, carboxyl group, methyl carboxylate group, phosphate group, ethyl phosphate group, sulfonic acid group, methyl sulfonate group , Amino group, methylamino group, dimethylamino group, isocyanurate group, ureido group, isocyanato group and other hydrogen bond and coordination bond generation groups, ethylammonium group, dimethylammonium group and trimethylammonium group ion bond generation group, etc. , A carboxylic acid ester structure, a urethane structure, a urea structure, an amine structure, an ether structure, a thioether structure, and a disulfide structure in the crosslinked main chain skeleton. The structures contained therein include methylene group, ethylene group, propylene group, butylene group, octamethylene group, phenylene group, biphenylene group, benzylene group, carboxylic acid ester structure, urethane structure, urea structure, amine structure and ether structure. It preferably has a thioether structure and a disulfide structure.

前記式(1)で表される有機無機複合架橋構造の中でも、様々なカップリング剤の架橋性官能基を反応させて構築することができるものが汎用的で好ましく、層間への導入の容易さから下記式(3)〜式(17)で表されるものがより好ましい。 Among the organic-inorganic composite crosslinked structures represented by the formula (1), those capable of being constructed by reacting the crosslinkable functional groups of various coupling agents are general and preferable, and easy to introduce into layers. Therefore, those represented by the following formulas (3) to (17) are more preferable.

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(式(3)〜(17)において、R1は、炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和アルキル基、炭素数3〜8の分岐鎖があっても良い飽和もしくは不飽和シクロアルキル基、炭素数6〜20のアリール基または炭素数7〜20のアラルキル基を示し、それぞれビニル基、エポキシ基、オキセタニル基、エーテル基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、水酸基、アミノ基、炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和のモノもしくはジアルキルアミノ基、炭素数6〜20のモノもしくはジアリールアミノ基、炭素数7〜20のモノもしくはジアラルキルアミノ基、第1級、第2級、第3級もしくは第4級アンモニウム基、チオール基、イソシアヌレート基、ウレイド基、イソシアナート基、カルボニル基、アルデヒド基、カルボキシル基、カルボン酸エステル基、リン酸基、リン酸エステル基、スルホン酸基、スルホン酸エステル基またはハロゲン原子で置換されていても良い。R2およびR13は、それぞれ独立して炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和アルキレン基、炭素数1〜8の分岐があっても良い飽和もしくは不飽和シクロアルキレン基、炭素数6〜20のアリーレン基または炭素数7〜20のアラルキレン基を示し、R3、R5、R6およびR7は、それぞれ独立して水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を示し、R4は炭素数1〜6のアルキレン基、フェニレン基または炭素数7〜10のアラルキレン基を示し、R8、R9、R10およびR12は、それぞれ独立して水素原子、炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和アルキル基、炭素数3〜8の分岐鎖があっても良い飽和もしくは不飽和シクロアルキル基、炭素数6〜20のアリール基または炭素数7〜20のアラルキル基を示し、R11は炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和アルキレン基、炭素数3〜20の分岐があっても良い飽和もしくは不飽和シクロアルキレン基、炭素数6〜20のアリーレン基、炭素数7〜20のアラルキレン基または炭素数6〜24のポリフェニレン基を示し、いずれのR11は硫黄原子、酸素原子、窒素原子、ハロゲン原子ならびにそれを含む原子数1〜10個からなる置換基で置換されていても良く、Zは水素原子、炭素数1〜8の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和アルキルオキシ基、炭素数3〜8の分岐鎖があっても良い飽和もしくは不飽和シクロアルキルオキシ基、トリメチルシリルオキシ基、ジメチルシリルオキシ基、炭素数1〜8の分岐鎖があっても良い飽和もしくは不飽和ヘテロシクロアルキルオキシ基、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基、炭素数1〜6の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和のアルキルアミノ基または層状無機化合物由来の酸素原子を示し、Iは重合開始剤由来の基で同一でも異なってもよく、Yは酸由来の共役塩基由来の基であり、nは0〜2の整数、mおよびhは0または1の整数を示し、kは0〜4の整数を示す。)(In formulas (3) to (17), R 1 is a saturated or unsaturated alkyl group of a linear or branched chain having 1 to 20 carbon atoms, and may have a branched chain having 3 to 8 carbon atoms. Saturated cycloalkyl group, aryl group with 6 to 20 carbon atoms or aralkyl group with 7 to 20 carbon atoms, vinyl group, epoxy group, oxetanyl group, ether group, acryloxy group, methacryloxy group, hydroxyl group, amino group, carbon Saturated or unsaturated mono or dialkylamino group of linear or branched chain of number 1 to 20, mono or diarylamino group of 6 to 20 carbon number, mono or dialalkylamino group of 7 to 20 carbon number, primary , Secondary, tertiary or quaternary ammonium group, thiol group, isocyanurate group, ureido group, isocyanato group, carbonyl group, aldehyde group, carboxyl group, carboxylic acid ester group, phosphoric acid group, phosphoric acid ester It may be substituted with a group, a sulfonic acid group, a sulfonic acid ester group or a halogen atom. R 2 and R 13 are independent linear or branched saturated or unsaturated alkylene groups having 1 to 20 carbon atoms, respectively. , Saturated or unsaturated cycloalkylene groups that may have branches with 1 to 8 carbon atoms, arylene groups with 6 to 20 carbon atoms or aralkylene groups with 7 to 20 carbon atoms, R 3 , R 5 , R 6 and R 7 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R 4 represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, a phenylene group or an aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms, and R 8 , R 9 , R 10 and R 12 may each independently have a hydrogen atom, a linear or unsaturated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a branched chain having 3 to 8 carbon atoms. A saturated or unsaturated cycloalkyl group, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms or an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, and R 11 is a linear or branched saturated or unsaturated alkylene group having 1 to 20 carbon atoms. It represents a saturated or unsaturated cycloalkylene group which may have a branch of 3 to 20 carbon atoms, an arylene group having 6 to 20 carbon atoms, an aralkylene group having 7 to 20 carbon atoms or a polyphenylene group having 6 to 24 carbon atoms. R 11 may be substituted with a sulfur atom, an oxygen atom, a nitrogen atom, a halogen atom and a substituent consisting of 1 to 10 atoms containing the halogen atom, and Z is a hydrogen atom and a linear chain having 1 to 8 carbon atoms. Or a saturated or unsaturated alkyl group of branched chains Saturated or unsaturated cycloalkyloxy group, trimethylsilyloxy group, dimethylsilyloxy group, may have branched chains having 3 to 8 carbon atoms Saturated or unsaturated Saturated heterocycloalkyloxy group, halogen atom, hydroxyl group, amino group, saturated or unsaturated alkylamino group of linear or branched chain with 1 to 6 carbon atoms or oxygen atom derived from layered inorganic compound, I indicates polymerization initiation The agent-derived groups may be the same or different, where Y is an acid-derived conjugated base-derived group, n is an integer of 0-2, m and h are 0 or 1, and k is 0-4. Indicates an integer of. )

有機無機複合架橋構造は、層間をカップリング剤で処理してシリル化等で修飾した後、層間でその架橋性官能基を架橋反応させて構築することができるし、また、カップリング剤の架橋性官能基をあらかじめ架橋させたり、グリニヤール試薬と加水分解性金属化合物とを反応させる等により加水分解性部位を2つ以上有する有機無機複合架橋剤を調製し、これを層間に挿入して層状無機化合物由来の水酸基との修飾反応により構築することもできるが、副反応がなく、ゲル分が副生しないことから前者の層間でカップリング剤由来の架橋性官能基を反応させる方法が好ましい。 The organic-inorganic composite crosslinked structure can be constructed by treating the layers with a coupling agent, modifying the layers by silylation or the like, and then crosslinking the crosslinkable functional groups between the layers to form a crosslink of the coupling agent. An organic-inorganic composite cross-linking agent having two or more hydrolyzable sites is prepared by cross-linking a sex functional group in advance or reacting a greeninal reagent with a hydrolyzable metal compound, and this is inserted between layers to form a layered inorganic substance. Although it can be constructed by a modification reaction with a hydroxyl group derived from a compound, the former method of reacting a crosslinkable functional group derived from a coupling agent between layers is preferable because there is no side reaction and no gel component is produced as a by-product.

層間をシリル化等で修飾した後、層間でその架橋性官能基を反応させて架橋構造を構築する上では、層間を同一のカップリング剤で修飾した後、架橋反応させると、製造工程がより少なく、工業的により有利なことから、有機無機複合架橋構造としては、前記式(3)〜(7)および前記式(12)〜(16)がより好ましく、架橋反応が温和な条件で容易に進行し、様々な化学構造、柔軟性および剛直性を導入可能で、架橋の長さも多様性に富むことから、前記式(3)〜(7)および前記式(14)〜(16)がさらに好ましい。 In order to construct a crosslinked structure by modifying the layers with a silylation or the like and then reacting the crosslinkable functional groups between the layers, if the layers are modified with the same coupling agent and then subjected to a crosslink reaction, the manufacturing process becomes more complete. The above formulas (3) to (7) and the above formulas (12) to (16) are more preferable as the organic-inorganic composite crosslinked structure because the amount is small and industrially more advantageous, and the crosslinking reaction can be easily carried out under mild conditions. The formulas (3) to (7) and the formulas (14) to (16) are further expanded because various chemical structures, flexibility and rigidity can be introduced and the length of the crosslink is also varied. preferable.

次に、本発明における、前記式(1)で表される有機無機複合基を有する層間架橋型層状無機化合物について、製造方法に沿って詳しく説明する。なお、特にことわりのない限り、部数は質量部、%は質量%を表す。 Next, the interlayer crosslinked layered inorganic compound having an organic-inorganic composite group represented by the formula (1) in the present invention will be described in detail along with the production method. Unless otherwise specified, the number of copies represents parts by mass and% represents mass%.

本発明においては、層状無機化合物に存在するナトリウムおよびカリウムなどのアルカリ金属、ならびにマグネシウムおよびカルシウムなどのアルカリ土類金属等の金属カチオンなどの交換性陽イオンを有機オニウム塩などと反応させて得られる、層間を広げた層状無機化合物が、シランカップリング剤等のカップリング剤および2つ以上の加水分解性シリル部位を有する架橋剤でシリル化等を行う(シリル化の場合にはシリル化層状無機化合物の)前駆体である。
前記前駆体は、層状無機化合物の交換性陽イオンに対して、イオン交換容量として任意の割合のオニウム基で置換された化合物であり、シリル化等の反応率を高める場合にはオニウム基の割合は25〜75モル%であることが好ましく、30〜70モル%であることがより好ましく、35〜70モル%であることがさらに好ましい。
In the present invention, it is obtained by reacting an alkali metal such as sodium and potassium present in a layered inorganic compound and an exchangeable cation such as a metal cation such as an alkaline earth metal such as magnesium and calcium with an organic onium salt or the like. , The layered inorganic compound having wide layers is silylated with a coupling agent such as a silane coupling agent and a cross-linking agent having two or more hydrolyzable silyl sites (in the case of silylation, the silylated layered inorganic compound). It is a precursor (of a compound).
The precursor is a compound in which an arbitrary ratio of onium groups is substituted as an ion exchange capacity with respect to the exchangeable cations of the layered inorganic compound, and the ratio of onium groups is used when increasing the reaction rate such as silylation. Is preferably 25 to 75 mol%, more preferably 30 to 70 mol%, and even more preferably 35 to 70 mol%.

ここで、イオン交換容量とはイオン交換体の単位重量当たりのイオン交換量を表し、通常イオン交換体1g当たりのミリ当量(meq/g)やイオン交換体100g当たりのミリ当量(meq/100g)、およびイオン交換体1kg当たりのモル量(molc/kg)やイオン交換体1kg当たりのセンチモル量(cmolc/kg)等で表される。
例えば、ナトリウム−マガディアイトの化学式はNa2Si1429・nH2Oであり、ここでn=0とすると、式量は903.2であり、ナトリウムは全て交換性陽イオンとみなすことができるので、この場合のイオン交換容量は2.21molc/kgと表すことができる。
Here, the ion exchange capacity represents the amount of ion exchange per unit weight of the ion exchanger, and is usually the milliequivalent per 1 g of the ion exchanger (meq / g) or the milliequivalent per 100 g of the ion exchanger (meq / 100 g). , And the molar amount per 1 kg of the ion exchanger (mol c / kg), the centimeter amount per 1 kg of the ion exchanger (cmol c / kg), and the like.
For example, the chemical formula of sodium-magadiate is Na 2 Si 14 O 29 · nH 2 O, where n = 0, the formula quantity is 903.2, and all sodium can be regarded as exchange cations. Therefore, the ion exchange capacity in this case can be expressed as 2.21 mol c / kg.

交換性陽イオンとして、金属カチオンが層間に存在すると、シランカップリング剤等のカップリング剤や架橋剤による層間修飾率(シランカップリング剤の場合はシリル化率)が低下するため、酸処理により金属カチオンを低減することが好ましい。
したがって、層状無機化合物の層間にオニウム基を導入する方法としては、陽イオン交換容量と当量以上のオニウム塩を反応させた後、酸を作用させる方法と、あらかじめ陽イオン交換容量の当量未満のオニウム塩を反応させるなどの方法があるが、より層間修飾率を向上させるために前者の当量以上のオニウム塩を反応させた後、酸を作用させる方法がより好ましい。
また、層状無機化合物の層間のオニウム基の量を調整導入する方法としては、オニウム塩と酸を適切な量で混合したものを層状無機化合物に反応させても良く、先に酸を適切な量(好ましくは陽イオン交換容量の当量未満)で反応させた後、オニウム塩を反応させても良い。
If a metal cation is present between layers as an exchangeable cation, the interlayer modification rate (silylation rate in the case of a silane coupling agent) due to a coupling agent such as a silane coupling agent or a cross-linking agent decreases. It is preferable to reduce the metal cations.
Therefore, as a method of introducing an onium group between layers of a layered inorganic compound, a method of reacting an onium salt having an equivalent amount or more with a cation exchange capacity and then allowing an acid to act, and an onium having an equivalent amount less than the cation exchange capacity in advance. There are methods such as reacting with a salt, but in order to further improve the interlayer modification rate, a method in which an acid is allowed to act after reacting with an onium salt equal to or more than the former equivalent is more preferable.
Further, as a method for adjusting and introducing the amount of onium groups between the layers of the layered inorganic compound, a mixture of an onium salt and an acid in an appropriate amount may be reacted with the layered inorganic compound, and the acid may be added in an appropriate amount first. After the reaction (preferably less than the equivalent of the cation exchange capacity), the onium salt may be reacted.

本発明において、前駆体の製造に用いるオニウム塩としては、特に限定されないが、有機オニウムが好ましく、例えば、有機アンモニウム、有機ピリジニウム、有機イミダゾリウム、有機ホスホニウム、有機オキソニウム、有機スルホニウム、有機スルホキソニウム、有機セレノニウム、有機カルボニウム、有機ジアゾニウム、有機ヨードニウム、有機ピリリニウム、有機ピロリジニウム、有機カルベニウム、有機アシリウム、有機チアゾリニウム、有機アルソニウム、有機スチボニウムおよび有機テルロニウム等の塩が挙げられ、これらの中でも、有機アンモニウム、有機ピリジニウム、有機イミダゾリウム、有機ホスホニウムおよび有機スルホニウムの塩が好ましく、これらのオニウム塩は単独または2種以上組み合わせて用いられる。
前記オニウム塩における有機基としては、特に限定はないが、例えば、炭素数1〜22のアルキル基、炭素数7〜22のアラルキル基、炭素数6〜22のアリール基、−(CH2−CH(CH3)O)p−H基、−(CH2−CH2−O)q−H 基が挙げられ、pおよびqは1〜20の整数であり、ビニル基、エポキシ基、エーテル基、オキセタニル基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、水酸基、チオール基、イソシアナート基、ハロゲン原子、アミノ基やアルキルアミノ基等の塩基性基、カルボキシル基等の酸性基、光酸発生基、熱酸発生基、光塩基発生基、熱塩基発生基、光ラジカル発生基および熱ラジカル発生基等の官能基で置換されていても良い。
In the present invention, the onium salt used for producing the precursor is not particularly limited, but organic onium is preferable, and for example, organic ammonium, organic pyridinium, organic imidazolium, organic phosphonium, organic oxonium, organic sulfonium, and organic sulfoxonium. , Organic selenonium, organic carbonium, organic diazonium, organic iodonium, organic pyririnium, organic pyrrolidinium, organic carvenium, organic asylium, organic thiazolinium, organic arsonium, organic sulphonium, organic telluronium and other salts. Salts of organic pyridinium, organic imidazolium, organic phosphonium and organic sulfonium are preferable, and these onium salts are used alone or in combination of two or more.
The organic group in the onium salt is not particularly limited, but for example, an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 22 carbon atoms, an aryl group having 6 to 22 carbon atoms, and-(CH 2- CH). (CH 3 ) O) p −H group, − (CH 2 −CH 2 −O) q −H group, p and q are integers from 1 to 20, vinyl group, epoxy group, ether group, Oxetanyl group, acryloxy group, metharoxy group, hydroxyl group, thiol group, isocyanato group, halogen atom, basic group such as amino group and alkylamino group, acidic group such as carboxyl group, photoacid generating group, thermoacid generating group, It may be substituted with a functional group such as a photobase generating group, a thermal base generating group, a photoradical generating group and a thermal radical generating group.

有機オニウム塩としては、下記式(18)で表される有機オニウム塩がさらに好ましい。
14151617+- (18)
(式(18)において、R14、R15、R16およびR17は、それぞれ独立して炭素数1〜22のアルキル基、炭素数7〜22のアラルキル基、炭素数6〜22のアリール基および−(CH2−CH(CH3)O)p−H基または−(CH2−CH2−O)q−H 基を示し、pおよびqは1〜20の整数であり、X-はハロゲン化物イオンを示す。)
As the organic onium salt, an organic onium salt represented by the following formula (18) is more preferable.
R 14 R 15 R 16 R 17 N + X - (18)
(In the formula (18), R 14 , R 15 , R 16 and R 17 are independently alkyl groups having 1 to 22 carbon atoms, aralkyl groups having 7 to 22 carbon atoms, and aryl groups having 6 to 22 carbon atoms, respectively. And − (CH 2 −CH (CH 3 ) O) p −H group or − (CH 2 −CH 2 −O) q −H group, p and q are integers from 1 to 20, and X - is Indicates a halide ion.)

前記式(18)で表される有機オニウム塩としては特に限定されないが、例えば、塩化ドデシルトリメチルアンモニウム、塩化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、塩化ジヘキサデシルジメチルアンモニウム、塩化オクタデシルトリメチルアンモニウム、塩化ジメチルオクタデシルフェニルアンモニウム、塩化トリエチルベンジルアンモニウム、塩化ドデシルアンモニウム、塩化ジメチルジポリエチレンオキシドアンモニウム、塩化ジメチルジプロピレンオキシドアンモニウム、塩化ジメチルポリエチレンオキシドポリプロピレンオキシドアンモニウム、塩化ジメチルステアリルポリエチレンオキシドアンモニウム、塩化ジメチルステアリルポリプロピレンオキシドアンモニウム、塩化メチルステアリルジポリエチレンオキシドアンモニウム、塩化メチルステアリルジポリプロピレンオキシドアンモニウム、塩化ベンジルメチルジポリエチレンオキシドアンモニウム、塩化ベンジルメチルジポリプロピレンオキシドアンモニウム、臭化1−エチルピリジニウム、塩化1−オクタデシルピリジニウム、臭化3−メチル−1−プロピルイミダゾリウム、塩化3−メチル−1−(2−ナフチル)イミダゾリウム、臭化トリフェニル(テトラデシル)ホスホニウム、塩化エチルジメチルスルホニウム、臭化トリフェニルスルホニウムなどが挙げられる。
これらの中でも、好ましくは、塩化ドデシルトリメチルアンモニウム、塩化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、塩化ジヘキサデシルジメチルアンモニウム、塩化オクタデシルトリメチルアンモニウム、塩化イコシルトリメチルアンモニウム、塩化ジメチルオクタデシルフェニルアンモニウム、塩化トリエチルベンシルアンモニウムおよび塩化ドデシルアンモニウムである。
The organic onium salt represented by the formula (18) is not particularly limited, and for example, dodecyltrimethylammonium chloride, hexadecyltrimethylammonium chloride, dihexadecyldimethylammonium chloride, octadecyltrimethylammonium chloride, dimethyloctadecylphenylammonium chloride, and the like. Triethyl benzyl ammonium chloride, dodecyl ammonium chloride, dimethyl dipolyethylene oxide ammonium chloride, dimethyl dipropylene oxide ammonium chloride, dimethyl polyethylene oxide polypropylene oxide ammonium chloride, dimethyl stearyl polyethylene oxide ammonium chloride, dimethyl stearyl polypropylene oxide ammonium chloride, methyl stearyl dipoly chloride Ammonium ethylene oxide, methylstearyl dipolypropylene oxide ammonium chloride, benzylmethyldipolyethylene oxideammonium chloride, benzylmethyldipolypropylene oxideammonium chloride, 1-ethylpyridinium bromide, 1-octadecylpyridinium chloride, 3-methyl-1-propylimidazole bromide Examples thereof include rium, 3-methyl-1- (2-naphthyl) imidazolium, triphenyl (tetradecyl) phosphonium bromide, ethyldimethylsulfonium chloride, and triphenylsulfonium bromide.
Among these, preferably dodecyltrimethylammonium chloride, hexadecyltrimethylammonium chloride, dihexadecyldimethylammonium chloride, octadecyltrimethylammonium chloride, icosyltrimethylammonium chloride, dimethyloctadecylphenylammonium chloride, triethylbenzylammonium chloride and dodecyl chloride. It is ammonium.

オニウム塩と反応させて、層状化合物の層間をオニウム基で修飾する方法は特に限定はなく、公知の方法を用いることができる。例えば、有機オニウムと塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオンなどのハロゲン化物イオン等の塩を水やメタノールなどのアルコール類、アセトニトリルなどの極性溶媒等の溶媒中で層状無機化合物と混合することにより、層状無機化合物中の交換性陽イオンと有機オニウムとの陽イオン交換反応により、層間をオニウム基で修飾することができる。 The method of reacting with an onium salt to modify the layers of the layered compound with an onium group is not particularly limited, and a known method can be used. For example, by mixing organic onium and salts such as halide ions such as chloride ion, bromide ion, and iodide ion with layered inorganic compounds in a solvent such as water, alcohols such as methanol, and polar solvents such as acetonitrile. The layers can be modified with onium groups by a cation exchange reaction between exchangeable cations in the layered inorganic compound and organic onium.

前記陽イオン交換反応における有機オニウム塩の量に特に限定はなく、目的に応じて任意に設定することができるが、層状無機化合物の陽イオン交換容量に対して、好ましくは20〜2000モル%(0.2〜20当量)であり、より好ましくは50〜1000モル%(0.5〜10当量)であり、さらに好ましくは100〜500モル%(1〜5当量)である。
前記陽イオン交換反応における反応温度は、特に限定されないが、好ましくは0〜100℃であり、より好ましくは10〜60℃であり、さらに好ましくは15〜40℃である。
The amount of the organic onium salt in the cation exchange reaction is not particularly limited and can be arbitrarily set depending on the intended purpose, but is preferably 20 to 2000 mol% (preferably 20 to 2000 mol%) based on the cation exchange capacity of the layered inorganic compound. It is 0.2 to 20 equivalents), more preferably 50 to 1000 mol% (0.5 to 10 equivalents), and even more preferably 100 to 500 mol% (1 to 5 equivalents).
The reaction temperature in the cation exchange reaction is not particularly limited, but is preferably 0 to 100 ° C, more preferably 10 to 60 ° C, and even more preferably 15 to 40 ° C.

前記陽イオン交換反応の溶媒として用いる水としては、中性、酸性、アルカリ性の何れでも良く、特に限定はないが、好ましくはイオン交換水、蒸留水、純水および超純水である。
前記陽イオン交換反応で用いる溶媒の量は、特に限定されないが、原料として用いる層状無機化合物に対して、1〜100質量倍であり、より好ましくは5〜70質量倍であり、さらに好ましくは10〜50質量倍である。
The water used as the solvent for the cation exchange reaction may be neutral, acidic or alkaline, and is not particularly limited, but ion-exchanged water, distilled water, pure water and ultrapure water are preferable.
The amount of the solvent used in the cation exchange reaction is not particularly limited, but is 1 to 100 times by mass, more preferably 5 to 70 times by mass, still more preferably 10 times by mass with respect to the layered inorganic compound used as a raw material. ~ 50 times by mass.

前記有機オニウム基を有する前駆体におけるオニウム基の割合を調整するために、層状無機化合物に有機オニウム塩を反応させた後、さらに、酸により層状無機化合物中のオニウム基の一部を水酸基に変換させる方法が好ましい。
作用させる酸の量は、目的に応じて任意に設定することができるが、好ましくは層状無機化合物の陽イオン交換容量を100モル%とした場合、100モル%−[層間に残したい有機オニウム基の割合(モル%)]に設定し、適宜、酸の量を増減するのがより好ましい。
In order to adjust the proportion of onium groups in the precursor having an organic onium group, the layered inorganic compound is reacted with an organic onium salt, and then a part of the onium groups in the layered inorganic compound is converted into a hydroxyl group by an acid. The method of causing is preferable.
The amount of the acid to act can be arbitrarily set according to the purpose, but preferably, when the cation exchange capacity of the layered inorganic compound is 100 mol%, 100 mol%-[organic onium group to be left between layers It is more preferable to set the ratio (mol%)] and increase or decrease the amount of acid as appropriate.

前記酸としては、特に限定はなく、塩酸(塩化水素)、臭酸(臭化水素)、カルボン酸(例えば、ギ酸、酢酸およびシュウ酸など)、リン酸、硝酸、硫酸およびメタンスルホン酸等のスルホン酸類などの公知の酸が挙げられるが、これらの中でも反応性に優れる点で、塩酸(塩化水素)が好ましい。
これらの酸を用いて層間のオニウム塩と反応させることによって、層間に存在するオニウム塩の量を特定な範囲に調整すると、層間シラノール等の水酸基が生成してシリル化等の修飾反応点が増えるため好ましい。
陽イオン交換容量の当量よりも少ない量のオニウム塩を用いた場合は、層間にナトリウムなどの金属カチオンが残存するため、反応点となるシラノール等の水酸基由来のアルコシラートが強固に金属カチオンと結合して、シリル化反応等の層間修飾反応を妨げる恐れがある。
The acid is not particularly limited, and includes hydrochloric acid (hydrogen chloride), bromide (hydrogen bromide), carboxylic acid (for example, formic acid, acetic acid and oxalic acid), phosphoric acid, nitric acid, sulfuric acid, methanesulfonic acid and the like. Known acids such as sulfonic acids can be mentioned, and among these, hydrochloric acid (hydrogen chloride) is preferable because of its excellent reactivity.
When the amount of onium salt existing between layers is adjusted to a specific range by reacting with the onium salt between layers using these acids, hydroxyl groups such as interlayer silanol are generated and the number of modification reaction points such as silylation increases. Therefore, it is preferable.
When an onium salt in an amount smaller than the equivalent of the cation exchange capacity is used, a metal cation such as sodium remains between the layers, so that the hydroxyl group-derived alcoholate such as silanol, which is the reaction point, is firmly bonded to the metal cation. Therefore, it may interfere with the interlayer modification reaction such as the silylation reaction.

前記オニウム塩の一部を水酸基に変換する際に使用する有機溶剤としては、特に限定されないが、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−2−プロパノール、2−メチル−1−プロパノール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、1−ヘキサノールおよび2−ヘキサノールなどのアルコール類、アセトニトリルなどのニトリル類、テトラヒドロフランなどのエーテル類、アセトンおよびエチルメチルケトンなどのケトン類、N,N−ジメチルホルムアミドなどのアミド類、ジメチルスルホキシオドなどのスルホキシド類、ヘキサンなどのアルカン類、ベンゼンおよびトルエンなどの芳香族類、酢酸エチルなどのエステル類、クロロホルムおよびジクロロメタンなどのハロゲン系炭化水素類などが挙げられる。 The organic solvent used for converting a part of the onium salt into a hydroxyl group is not particularly limited, but is methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 2-methyl-2. -Alcohols such as propanol, 2-methyl-1-propanol, 1-methoxy-2-propanol, 1-pentanol, 2-pentanol, 1-hexanol and 2-hexanol, nitriles such as acetonitrile, tetrahydrofuran and the like. Ethers, ketones such as acetone and ethyl methyl ketone, amides such as N, N-dimethylformamide, sulfoxides such as dimethyl sulfoxide, alcohols such as hexane, aromatics such as benzene and toluene, ethyl acetate Examples thereof include esters such as, and halogen-based hydrocarbons such as chloroform and dichloromethane.

これらの中でも、アルコール類や非プロトン性極性溶媒であるエーテル類、ニトリル類およびケトン類が好ましく、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−2−プロパノール、2−メチル−1−プロパノール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、1−ヘキサノールおよび2−ヘキサノールなどのアルコール類がより好ましく、高沸点で高極性であることから1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−1−プロパノールおよび1−メトキシ−2−プロパノールがさらに好ましい。 Among these, alcohols and ethers, nitriles and ketones which are aprotonic polar solvents are preferable, and methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol and 2-methyl-2 are preferable. Alcohols such as -propanol, 2-methyl-1-propanol, 1-methoxy-2-propanol, 1-pentanol, 2-pentanol, 1-hexanol and 2-hexanol are more preferred, with higher boiling points and higher polarity. Therefore, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 2-methyl-1-propanol and 1-methoxy-2-propanol are more preferable.

前記酸処理における反応温度は、特に限定されないが、好ましくは0〜200℃であり、より好ましくは50〜160℃であり、さらに好ましくは70〜150℃である。通常は、反応溶媒として用いる有機溶剤の沸点(加熱還流下)で反応させることが好ましい。 The reaction temperature in the acid treatment is not particularly limited, but is preferably 0 to 200 ° C, more preferably 50 to 160 ° C, and even more preferably 70 to 150 ° C. Usually, it is preferable to react at the boiling point (under heating / reflux) of the organic solvent used as the reaction solvent.

前記陽イオン交換反応および酸処理で得られる前駆体は、単離および洗浄後に乾燥することが好ましい。単離、洗浄および乾燥する方法は、特に限定されることはなく、層状無機化合物および無機微粒子などを単離、洗浄および乾燥する公知の方法を使用することができる。
例えば、単離方法としては、反応液を静置したり、遠心分離して固液分離した後、上澄み液をデカンテーションにより除去したり、自然ろ過、加圧ろ過、減圧ろ過などのろ過操作により層状無機化合物をろ取することなどが挙げられる。
加圧ろ過時の圧力は特に制限はなく、例えば、1〜5気圧の範囲であれば良い。減圧ろ過時の圧力は特に制限はなく、0〜1気圧の範囲であれば良い。
The precursor obtained by the cation exchange reaction and acid treatment is preferably dried after isolation and washing. The method for isolating, washing and drying is not particularly limited, and known methods for isolating, washing and drying layered inorganic compounds, inorganic fine particles and the like can be used.
For example, as an isolation method, the reaction solution is allowed to stand, or after centrifugation to separate solid and liquid, the supernatant is removed by decantation, or by filtration operations such as natural filtration, pressure filtration, and vacuum filtration. Examples include filtering the layered inorganic compound.
The pressure during pressure filtration is not particularly limited, and may be in the range of 1 to 5 atm, for example. The pressure during vacuum filtration is not particularly limited and may be in the range of 0 to 1 atm.

洗浄方法としては、デカンテーション後に得られた固体を水や有機溶剤などに再分散させた後、同様にしてデカンテーションや、ろ取した固体の上から水や有機溶剤を注いで固体を洗浄する方法などが挙げられる。
洗浄に用いる水は中性、酸性、アルカリ性の何れでも良く、特に限定はないが、好ましくはイオン交換水、蒸留水、純水および超純水である。
洗浄に用いる有機溶剤としては、特に限定はないが、メタノール、エタノールなどのアルコール類、アセトン、エチルメチルケトン等のケトン類、ヘキサンなどのアルカン類、トルエン等の芳香族類などが挙げられる。このとき、層状無機化合物と水との接触を良好にするため、適切な極性溶媒などの有機溶剤を併用することもできる。
As a cleaning method, the solid obtained after decantation is redispersed in water or an organic solvent, and then the solid is washed by pouring water or an organic solvent over the decantation or the filtered solid. The method etc. can be mentioned.
The water used for cleaning may be neutral, acidic or alkaline, and is not particularly limited, but is preferably ion-exchanged water, distilled water, pure water and ultrapure water.
The organic solvent used for cleaning is not particularly limited, and examples thereof include alcohols such as methanol and ethanol, ketones such as acetone and ethyl methyl ketone, alkanes such as hexane, and aromatics such as toluene. At this time, in order to improve the contact between the layered inorganic compound and water, an organic solvent such as an appropriate polar solvent can be used in combination.

上記で得られた固体の乾燥方法としては、常温常圧で風乾することもできるし、減圧下に常温、適宜加熱または冷却しながら有機溶剤を除去することもできる。
減圧時の圧力は特に制限はなく、例えば、0〜1気圧の範囲であれば良い。また、温度も特に制限はなく、好ましくは−10〜200℃であり、より好ましくは0〜150℃であり、特に好ましくは10〜100℃である。
As a method for drying the solid obtained above, the organic solvent can be air-dried at normal temperature and pressure, or the organic solvent can be removed while appropriately heating or cooling at room temperature under reduced pressure.
The pressure at the time of depressurization is not particularly limited, and may be in the range of 0 to 1 atm, for example. The temperature is also not particularly limited, preferably −10 to 200 ° C., more preferably 0 to 150 ° C., and particularly preferably 10 to 100 ° C.

前記のとおり、前駆体は、層状無機化合物の交換性陽イオンに対して任意の割合のオニウム基で置換させた化合物であればよいが、イオン交換容量で25〜75モル%の割合で、オニウム基で置換させた化合物であることが好ましい。
前駆体のオニウム塩の割合が25〜75モル%であれば、シリル化等の修飾反応点である水酸基が増えると共に、層間に空間が生じることでシリル化剤等が層間に挿入されやすくなる効果があり、シリル化率等が向上する。
As described above, the precursor may be a compound in which the exchangeable cations of the layered inorganic compound are substituted with an arbitrary ratio of onium groups, but the onium is at a ratio of 25 to 75 mol% in terms of ion exchange capacity. It is preferably a compound substituted with a group.
When the ratio of the onium salt of the precursor is 25 to 75 mol%, the number of hydroxyl groups, which are modification reaction points for silylation and the like, increases, and a space is created between the layers, which makes it easier for the silylating agent and the like to be inserted between the layers. The silylation rate and the like are improved.

次に、前記前駆体の水酸基およびオニウム基の対アニオン(アルコキシラート)の全部または一部をシランカップリング剤等のカップリング剤で層間修飾反応させて、層間に共有結合を介して架橋性官能基を有する層状無機化合物を製造する。 Next, all or a part of the counter anion (alkoxylate) of the hydroxyl group and the onium group of the precursor is subjected to an interlayer modification reaction with a coupling agent such as a silane coupling agent, and crosslinkable functionality is performed between the layers via a covalent bond. A layered inorganic compound having a group is produced.

前記カップリング剤は特に限定されることはなく、同一分子内に加水分解性基と架橋反応可能な有機官能基を有する有無無機複合剤であればよく、例えば、シランカップリング剤、チタン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤およびジルコニウム系カップリング剤などが挙げられ、好ましくは下記式(19)で表される化合物である。 The coupling agent is not particularly limited as long as it is an inorganic composite agent having an organic functional group capable of cross-linking with a hydrolyzable group in the same molecule. For example, a silane coupling agent or a titanium-based cup. Examples thereof include a ring agent, an aluminum-based coupling agent and a zirconium-based coupling agent, and a compound represented by the following formula (19) is preferable.

Figure 2019146304
Figure 2019146304

(式(19)において、R1は炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和アルキル基、炭素数3〜8の分岐鎖があっても良い飽和もしくは不飽和シクロアルキル基、炭素数6〜20のアリール基または炭素数7〜20のアラルキル基を示し、それぞれビニル基、エポキシ基、オキセタニル基、エーテル基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、水酸基、アミノ基、炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和のモノもしくはジアルキルアミノ基、炭素数6〜20のモノもしくはジアリールアミノ基、炭素数7〜20のモノもしくはジアラルキルアミノ基、第1級、第2級、第3級もしくは第4級アンモニウム基、チオール基、イソシアヌレート基、ウレイド基、イソシアナート基、カルボニル基、アルデヒド基、カルボキシル基、カルボン酸エステル基、リン酸基、リン酸エステル基、スルホン酸基、スルホン酸エステル基またはハロゲン原子で置換されていても良い。Aは水素原子、炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和アルキル基、炭素数3〜8の分岐鎖があっても良い飽和もしくは不飽和シクロアルキル基、炭素数6〜20のアリール基または炭素数7〜20のアラルキル基を示し、それぞれビニル基、エポキシ基、オキセタニル基、エーテル基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、水酸基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、アラルキルアミノ基、アンモニウム基、チオール基、イソシアヌレート基、ウレイド基、イソシアナート基、カルボキシル基またはハロゲン原子で置換されていても良く、Dは水素原子、炭素数1〜8の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和アルキルオキシ基、炭素数3〜8の分岐鎖があっても良い飽和もしくは不飽和シクロアルキルオキシ基、トリメチルシリルオキシ基、ジメチルシリルオキシ基、炭素数1〜8の分岐鎖があっても良い飽和もしくは不飽和ヘテロシクロアルキルオキシ基、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基、炭素数1〜6の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和のアルキルアミノ基または炭素数1〜6の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和のジアルキルアミノ基を示し、MはSi、Al、TiまたはZrを示し、MがSi、TiまたはZrのいずれかの場合には、pは3で、かつnは0〜2の整数であり、MがAlの場合には、pは2で、かつnは0または1である。)(In the formula (19), R 1 is a saturated or unsaturated alkyl group having a linear or branched chain having 1 to 20 carbon atoms, a saturated or unsaturated cycloalkyl group having a branched chain having 3 to 8 carbon atoms, and the like. It represents an aryl group having 6 to 20 carbon atoms or an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, and has a vinyl group, an epoxy group, an oxetanyl group, an ether group, an acryloxy group, a methacryloxy group, a hydroxyl group, an amino group and 1 to 20 carbon atoms, respectively. Saturated or unsaturated mono or dialkylamino groups of linear or branched chains, mono or diarylamino groups with 6 to 20 carbon atoms, mono or dialalkylamino groups with 7 to 20 carbon atoms, primary and secondary, Tertiary or quaternary ammonium group, thiol group, isocyanurate group, ureido group, isocyanato group, carbonyl group, aldehyde group, carboxyl group, carboxylic acid ester group, phosphoric acid group, phosphoric acid ester group, sulfonic acid group , A sulfonic acid ester group or a halogen atom may be substituted. A has a hydrogen atom, a linear or branched saturated or unsaturated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and a branched chain having 3 to 8 carbon atoms. Saturated or unsaturated cycloalkyl groups may be represented, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms or an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, which are a vinyl group, an epoxy group, an oxetanyl group, an ether group, an acryloxy group, a methacryloxy group, respectively. It may be substituted with a hydroxyl group, an amino group, an alkylamino group, an arylamino group, an aralkylamino group, an ammonium group, a thiol group, an isocyanurate group, a ureido group, an isocyanato group, a carboxyl group or a halogen atom, and D is hydrogen. Saturated or unsaturated alkyloxy group of atomic, linear or branched chain having 1 to 8 carbon atoms, saturated or unsaturated cycloalkyloxy group which may have branched chain having 3 to 8 carbon atoms, trimethylsilyloxy group, dimethylsilyl Oxy group, saturated or unsaturated heterocycloalkyloxy group which may have a branched chain having 1 to 8 carbon atoms, halogen atom, hydroxyl group, amino group, saturated or unsaturated linear or branched chain having 1 to 6 carbon atoms Indicates a saturated or unsaturated dialkylamino group of an alkylamino group or a linear or branched chain having 1 to 6 carbon atoms, M represents Si, Al, Ti or Zr, and M is any of Si, Ti or Zr. In the case of, p is 3 and n is an integer of 0 to 2, and when M is Al, p is 2 and n is 0 or 1.)

さらに、カップリング剤の中でも種類の豊富さ、入手、取扱いおよび加水分解反応制御の容易さから、シランカップリング剤がより好ましい。シランカップリング剤としては、特に限定されることはないが、例えば、下記式(20)で表される化合物が好ましい。 Further, among the coupling agents, the silane coupling agent is more preferable because of the abundance of types, availability, handling and controllability of the hydrolysis reaction. The silane coupling agent is not particularly limited, but for example, a compound represented by the following formula (20) is preferable.

Figure 2019146304
Figure 2019146304

(式(20)において、R1は、炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和アルキル基、炭素数3〜8の分岐鎖があっても良い飽和もしくは不飽和シクロアルキル基、炭素数6〜20のアリール基または炭素数7〜20のアラルキル基を示し、それぞれビニル基、エポキシ基、オキセタニル基、エーテル基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、水酸基、アミノ基、炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和のモノもしくはジアルキルアミノ基、炭素数6〜20のモノもしくはジアリールアミノ基、炭素数7〜20のモノもしくはジアラルキルアミノ基、第1級、第2級、第3級もしくは第4級アンモニウム基、チオール基、イソシアヌレート基、ウレイド基、イソシアナート基、カルボニル基、アルデヒド基、カルボキシル基、カルボン酸エステル基、リン酸基、リン酸エステル基、スルホン酸基、スルホン酸エステル基またはハロゲン原子で置換されていても良い。Aは、水素原子、炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和アルキル基、炭素数3〜8の分岐鎖があっても良い飽和もしくは不飽和シクロアルキル基、炭素数6〜20のアリール基または炭素数7〜20のアラルキル基を示し、それぞれビニル基、エポキシ基、オキセタニル基、エーテル基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、水酸基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、アラルキルアミノ基、アンモニウム基、チオール基、イソシアヌレート基、ウレイド基、イソシアナート基、カルボキシル基またはハロゲン原子で置換されていても良く、Dは水素原子、炭素数1〜8の飽和もしくは不飽和アルキルオキシ基、炭素数3〜8の分岐鎖があっても良い飽和もしくは不飽和シクロアルキルオキシ基、トリメチルシリルオキシ基、ジメチルシリルオキシ基、炭素数1〜8の分岐鎖があっても良い飽和もしくは不飽和ヘテロシクロアルキルオキシ基、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基、炭素数1〜6の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和のアルキルアミノ基または炭素数1〜6の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和のジアルキルアミノ基を示し、nは0〜2の整数を示す。)(In the formula (20), R 1 is a saturated or unsaturated alkyl group having a linear or branched chain having 1 to 20 carbon atoms, and a saturated or unsaturated cycloalkyl group having a branched chain having 3 to 8 carbon atoms. , An aryl group having 6 to 20 carbon atoms or an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, respectively, a vinyl group, an epoxy group, an oxetanyl group, an ether group, an acryloxy group, a methacryloxy group, a hydroxyl group, an amino group, and 1 to 20 carbon atoms. Saturated or unsaturated mono or dialkylamino group of linear or branched chain, mono or diarylamino group with 6 to 20 carbon atoms, mono or dialalkylamino group with 7 to 20 carbon atoms, primary and secondary , Tertiary or quaternary ammonium group, thiol group, isocyanurate group, ureido group, isocyanato group, carbonyl group, aldehyde group, carboxyl group, carboxylic acid ester group, phosphoric acid group, phosphoric acid ester group, sulfonic acid It may be substituted with a group, a sulfonic acid ester group or a halogen atom. A is a hydrogen atom, a linear or unsaturated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a branched chain having 3 to 8 carbon atoms. Saturated or unsaturated cycloalkyl groups may be present, aryl groups having 6 to 20 carbon atoms or aralkyl groups having 7 to 20 carbon atoms, which are vinyl groups, epoxy groups, oxetanyl groups, ether groups, acryloxy groups and methacryloxy groups, respectively. It may be substituted with a group, a hydroxyl group, an amino group, an alkylamino group, an arylamino group, an aralkylamino group, an ammonium group, a thiol group, an isocyanurate group, a ureido group, an isocyanato group, a carboxyl group or a halogen atom. Is a hydrogen atom, a saturated or unsaturated alkyloxy group having 1 to 8 carbon atoms, a saturated or unsaturated cycloalkyloxy group having 3 to 8 carbon atoms, a trimethylsilyloxy group, a dimethylsilyloxy group, and carbon. Saturated or unsaturated heterocycloalkyloxy group, which may have a branched chain of 1 to 8, a halogen atom, a hydroxyl group, an amino group, a linear or branched alkylamino group having 1 to 6 carbon atoms, which is saturated or unsaturated. Alternatively, it represents a saturated or unsaturated dialkylamino group of a linear or branched chain having 1 to 6 carbon atoms, and n represents an integer of 0 to 2).

前記式(20)で表されるシランカップリング剤において、架橋性官能基が適切な保護基で保護されていても良い。
シランカップリング剤の中でも、加水分解性基は、塩化水素などの酸を副生しないために架橋性官能基に対して副反応をする恐れが極めて低く、反応装置の腐食を起こさず、副生した酸の廃棄処理も必要としないアルコキシシランであることが好ましく、シリル化反応性に優れるメトキシ基、エトキシ基およびプロポキシ基のものがより好ましく、メトキシ基およびエトキシ基のものが特に好ましい。
In the silane coupling agent represented by the formula (20), the crosslinkable functional group may be protected by an appropriate protecting group.
Among the silane coupling agents, the hydrolyzable group has an extremely low risk of causing a side reaction with the crosslinkable functional group because it does not generate an acid such as hydrogen chloride as a by-product, and does not cause corrosion of the reactor and is a by-product. Alkoxysilanes that do not require the disposal treatment of the acid are preferable, those having a methoxy group, an ethoxy group and a propoxy group having excellent silylation reactivity are more preferable, and those having a methoxy group and an ethoxy group are particularly preferable.

前記式(20)で表されるシランカップリング剤としては、アルコキシシラン類としては、例えばビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ジビニルジメトキシシラン、トリビニルメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルジメチルメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルジメチルメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(ビニルベンジル)−2−アミノエチル−3−アミノプロピルトリメトキシシランの塩酸塩、トリス−(トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート、3−ウレイドプロピルトリアルコキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、8−グリシドキシオクチルトリメトキシシラン、8−メタクリロキシオクチルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−8−アミノオクチルトリメトキシシラン、7−オクテニルトリメトキシシラン、4−(トリメトキシシリル)酪酸、4−(トリメトキシシリル)酪酸1,1−ジメチルエチル、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ウンデシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、テトラデシルトリメトキシシラン、ヘキサデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、メトキシトリメチルシラン、ジメトキシジメチルシラン、トリメトキシメチルシランおよびトリエトキシシランなどが挙げられる。 Examples of the silane coupling agent represented by the formula (20) include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, divinyldimethoxysilane, trivinylmethoxysilane, and 2- (3,4-epyl). Cyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyldimethylmethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3- Glycydoxypropyltriethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyldimethylmethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxy Silane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyl Trimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N- (1,3-dimethyl-butylidene) propylamine, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxy Silane, N- (vinylbenzyl) -2-aminoethyl-3-aminopropyltrimethoxysilane hydrochloride, tris- (trimethoxysilylpropyl) isocyanurate, 3-ureidopropyltrialkoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxy Silane, 3-Mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-Ixionpropyltriethoxysilane, 8-glycidoxyoctyltrimethoxysilane, 8-methacryloxyoctyltrimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -8-aminooctyl Trimethoxysilane, 7-octenyltrimethoxysilane, 4- (trimethoxysilyl) butyric acid, 4- (trimethoxysilyl) butyrate 1,1-dimethylethyl, methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, Methyltriethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, phenyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, hexyltri Ethoxysilane, octyltriethoxysilane, decyltrimethoxysilane, undecyltrimethoxysilane, dodecyltrimethoxysilane, tetradecyltrimethoxysilane, hexadecyltrimethoxysilane, octadecyltrimethoxysilane, trifluoropropyltrimethoxysilane, methoxytrimethyl Examples thereof include silane, dimethoxydimethylsilane, trimethoxymethylsilane and triethoxysilane.

また、アルコキシシラン類以外のシランカップリング剤も使用することができる。例えば、ヘキサメチルジシラザン、クロロトリメチルシラン、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシリルトリフルオロメタンスルホネート、トリエチルクロロシラン、ターシャリーブチルジメチルクロロシラン、クロロトリイソプロピルシラン、1,3−ジクロロ−1,1,3,3−テトライソプロピルジシロキサン、クロロメチルトリメチルシラン、トリエチルシラン、アリルトリメチルシラン、3−メタクリロキシプロピルトリクロロシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジクロロシシラン、トリス(N,N−ジメチルアミノ)メチルシラン、ビス(N,N−ジメチルアミノ)ジメチルシランおよび(N,N−ジメチルアミノ)トリメチルシランなどが挙げられる。
これらのシランカップリング剤において、加水分解性基が一分子中に複数存在する場合には、アルコキシ基、ハロゲン原子、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基などの加水分解性基が単一で存在しても、複数のものが混在しても良い。
Further, silane coupling agents other than alkoxysilanes can also be used. For example, hexamethyldisilazane, chlorotrimethylsilane, hexamethyldisilazane, trimethylsilyltrifluoromethanesulfonate, triethylchlorosilane, tertiarybutyldimethylchlorosilane, chlorotriisopropylsilane, 1,3-dichloro-1,1,3,3-tetra. Isopropyldisiloxane, chloromethyltrimethylsilane, triethylsilane, allyltrimethylsilane, 3-methacryloxypropyltrichlorosilane, 3-methacryloxypropylmethyldichlorosisilane, tris (N, N-dimethylamino) methylsilane, bis (N, N) -Dimethylamino) dimethylsilane and (N, N-dimethylamino) trimethylsilane and the like.
In these silane coupling agents, when a plurality of hydrolyzable groups are present in one molecule, a single hydrolyzable group such as an alkoxy group, a halogen atom, an alkylamino group and a dialkylamino group is present. However, a plurality of things may be mixed.

また、前記シランカップリング剤の代わりに同様にチタン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤およびジルコニウム系カップリング剤などを使用することができる。 Further, instead of the silane coupling agent, a titanium-based coupling agent, an aluminum-based coupling agent, a zirconium-based coupling agent, or the like can be used in the same manner.

前記カップリング剤との反応に使用する有機溶媒は、特に限定されないが、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−2−プロパノール、2−メチル−1−プロパノール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、1−ヘキサノールおよび2−ヘキサノールなどのアルコール類、アセトニトリルなどのニトリル類、テトラヒドロフランなどのエーテル類、アセトンおよびエチルメチルケトンなどのケトン類、N,N−ジメチルホルムアミドなどのアミド類、ジメチルスルホキシオドなどのスルホキシド類、ヘキサンなどのアルカン類、ベンゼンおよびトルエンなどの芳香族類、酢酸エチルなどのエステル類、クロロホルムおよびジクロロメタンなどのハロゲン系炭化水素類などが挙げられ、これらの中でも、アルコール類や非プロトン性極性溶媒であるエーテル類、ニトリル類およびケトン類が好ましい。
より好ましくは、非プロトン性極性溶媒または第2級もしくは第3級アルコールであり、沸点が80℃以上のものが好ましく、より好ましくは90℃以上であり、さらに好ましくは100℃以上である。
非プロトン性極性溶媒としては、アセトニトリルおよびプロピオニトリルなどのニトリル類、テトラヒドロフランなどのエーテル類、アセトン、エチルメチルケトン、ジエチルケトンおよびメチレンイソプロピルケトンなどのケトン類、N,N−ジメチルホルムアミドなどのアミド類、ジメチルスルホキシオドなどのスルホキシド類が挙げられる。
The organic solvent used for the reaction with the coupling agent is not particularly limited, but is methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 2-methyl-2-propanol, 2-methyl. Alcohols such as -1-propanol, 1-methoxy-2-propanol, 1-pentanol, 2-pentanol, 1-hexanol and 2-hexanol, nitriles such as acetonitrile, ethers such as tetrahydrofuran, acetone and ethyl Ketones such as methyl ketone, amides such as N, N-dimethylformamide, sulfoxides such as dimethyl sulfoxyode, alcohols such as hexane, aromatics such as benzene and toluene, esters such as ethyl acetate, chloroform And halogen-based hydrocarbons such as dichloromethane are mentioned, and among these, alcohols and ethers, nitriles and ketones which are aprotonic polar solvents are preferable.
More preferably, it is an aprotic polar solvent or a secondary or tertiary alcohol having a boiling point of 80 ° C. or higher, more preferably 90 ° C. or higher, still more preferably 100 ° C. or higher.
Examples of the aprotonic polar solvent include nitriles such as acetonitrile and propionitrile, ethers such as tetrahydrofuran, ketones such as acetone, ethylmethyl ketone, diethyl ketone and methylene isopropyl ketone, and amides such as N, N-dimethylformamide. Examples include sulfoxides such as dimethylsulfoxide.

また、第2級もしくは第3級アルコールとしては、特に限定されないが、2−プロパノール、2−ブタノール、1−メトキシ−2−プロパノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、2−ヘキサノール、3−ヘキサノール、1−エトキシ−2−プロパノール、1−プロポキシ−2−プロパノール、1−ブトキシ−2−プロパノール、2−メチル−2−プロパノールおよびフェノールなどの芳香族アルコール類などが挙げられる。
これらの中でもアセトニトリル、テトラヒドロフラン、メチルイソプロピルケトン、2−プロパノール、2−ブタノール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール、1−プロポキシ−2−プロパノールおよび1−ブトキシ−2−プロパノールが好ましく、2−ブタノール、1−メトキシ−2−プロパノールおよび1−ブトキシ−2−プロパノールがさらに好ましい。
The secondary or tertiary alcohol is not particularly limited, but 2-propanol, 2-butanol, 1-methoxy-2-propanol, 2-pentanol, 3-pentanol, 2-hexanol, 3-. Examples include aromatic alcohols such as hexanol, 1-ethoxy-2-propanol, 1-propanol-2-propanol, 1-butoxy-2-propanol, 2-methyl-2-propanol and phenol.
Among these, acetonitrile, tetrahydrofuran, methyl isopropyl ketone, 2-propanol, 2-butanol, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, 1-propanol-2-propanol and 1-butoxy-2-propanol Is preferred, and 2-butanol, 1-methoxy-2-propanol and 1-butoxy-2-propanol are even more preferred.

前記反応の有機溶媒として非プロトン性極性溶媒または第2級もしくは第3級アルコールを用いると、層状無機化合物に由来する水酸基およびアルコキシラートの副反応であるO−アルキル化反応が起こり難く、また、用いる有機溶媒の沸点が高いため、シリル化反応温度が上昇し、シリル化反応等の層間修飾反応が加速され、シリル化率等の層間修飾率が高くなると推論する。
さらに、第2級もしくは第3級アルコール類を用いると、後述するシランカップリング剤等のカップリング剤の加水分解によるシラノール等の水酸基の副生や、シランカップリング剤等のカップリング剤同士の縮合等の副反応が抑制されるため好ましい。これは、アルコール性水酸基による溶媒効果であると推論する。
When an aprotic polar solvent or a secondary or tertiary alcohol is used as the organic solvent for the reaction, the O-alkylation reaction, which is a side reaction of the hydroxyl group and the alkoxylate derived from the layered inorganic compound, is unlikely to occur, and the O-alkylation reaction is unlikely to occur. It is inferred that since the boiling point of the organic solvent used is high, the silylation reaction temperature rises, the interlayer modification reaction such as the silylation reaction is accelerated, and the interlayer modification rate such as the silylation rate increases.
Further, when secondary or tertiary alcohols are used, hydroxyl groups such as silanol are produced by hydrolysis of the coupling agent such as the silane coupling agent described later, and the coupling agents such as the silane coupling agent are used as by-products. This is preferable because side reactions such as condensation are suppressed. It is inferred that this is the solvent effect due to the alcoholic hydroxyl group.

前記反応時、反応系に水を添加することが好ましい。添加する水としては、中性、酸性およびアルカリ性の何れでも良く、特に限定はないが、好ましくはイオン交換水、蒸留水、純水および超純水である。
水の添加量は、層状無機化合物の反応点である水酸基およびオニウム基の対アニオンであるアルコキシラートの合計量、すなわちイオン交換容量に対して0.05〜4.0モル倍であることが好ましく、0.1〜3.0モル倍であることが特に好ましい。
水の添加量が0.05モル倍未満であると添加効果が少なく、4.0モル倍を超えると、シランカップリング剤等のカップリング剤同士の加水分解・縮合等の副反応が進行する恐れがある。
During the reaction, it is preferable to add water to the reaction system. The water to be added may be neutral, acidic or alkaline, and is not particularly limited, but ion-exchanged water, distilled water, pure water and ultrapure water are preferable.
The amount of water added is preferably 0.05 to 4.0 mol times the total amount of the hydroxyl group, which is the reaction point of the layered inorganic compound, and the alkoxylate, which is the counter anion of the onium group, that is, the ion exchange capacity. , 0.1 to 3.0 mol times is particularly preferable.
If the amount of water added is less than 0.05 mol times, the addition effect is small, and if it exceeds 4.0 mol times, side reactions such as hydrolysis and condensation between coupling agents such as silane coupling agents proceed. There is a fear.

前記反応におけるシランカップリング剤等のカップリング剤の量は、特に限定されないが、反応点である水酸基およびオニウム基の対アニオンであるアルコキシラートの合計量、すなわちイオン交換容量に対して、好ましくは0.1〜30モル倍であり、より好ましくは0.05〜20モル倍であり、さらに好ましくは1.0〜10モル倍である。
カップリング剤の使用量が0.1モル倍より少ないとシリル化反応速度が小さくなり、一方、30モル倍を超えると原料コストの面で工業的に不利である。
The amount of the coupling agent such as the silane coupling agent in the reaction is not particularly limited, but is preferably relative to the total amount of the hydroxyl group as the reaction point and the alkoxylate as the counter anion of the onium group, that is, the ion exchange capacity. It is 0.1 to 30 mol times, more preferably 0.05 to 20 mol times, and even more preferably 1.0 to 10 mol times.
If the amount of the coupling agent used is less than 0.1 mol times, the silylation reaction rate becomes low, while if it exceeds 30 mol times, it is industrially disadvantageous in terms of raw material cost.

層状無機化合物の層間における反応点、すなわちイオン交換容量に対するシリル化率等の層間修飾率は、目的に応じて選択されるため、特に限定はないが、シリル化率等の層間修飾率が15モル%以上であることが好ましく、さらに、25モル%以上であることがより好ましい。
一方、シリル化率等の層間修飾率が200モル%を超えると、層状無機化合物の層間がカップリング剤由来の成分で過剰に覆われる恐れがあり、好ましくない。
The reaction point between the layers of the layered inorganic compound, that is, the interlayer modification rate such as the silylation rate with respect to the ion exchange capacity is selected according to the purpose and is not particularly limited, but the interlayer modification rate such as the silylation rate is 15 mol. % Or more, and more preferably 25 mol% or more.
On the other hand, if the interlayer modification rate such as the silylation rate exceeds 200 mol%, the layers of the layered inorganic compound may be excessively covered with the components derived from the coupling agent, which is not preferable.

前記層間修飾反応における反応温度は、特に限定されないが、好ましくは0〜200℃であり、より好ましくは50〜180℃であり、さらに好ましくは70〜170℃である。通常は、反応溶媒として使用する有機溶媒の沸点(加熱還流下)で反応させる。 The reaction temperature in the interlayer modification reaction is not particularly limited, but is preferably 0 to 200 ° C, more preferably 50 to 180 ° C, and even more preferably 70 to 170 ° C. Usually, the reaction is carried out at the boiling point (under heating / reflux) of the organic solvent used as the reaction solvent.

前記層間修飾反応で用いる有機溶剤の量は、特に限定されないが、原料として用いる層状無機化合物に対して、1〜30質量倍であり、より好ましくは5〜25質量倍であり、さらに好ましくは10〜20質量倍である。 The amount of the organic solvent used in the interlayer modification reaction is not particularly limited, but is 1 to 30 times by mass, more preferably 5 to 25 times by mass, still more preferably 10 times by mass with respect to the layered inorganic compound used as a raw material. ~ 20 times by mass.

本発明のカップリング剤によるシリル化反応等の層間修飾反応は、触媒を使用してもしなくても良いが、塩化水素、ギ酸、酢酸およびシュウ酸等のカルボン酸、リン酸、硝酸、硫酸およびメタンスルホン酸等のスルホン酸類などの公知の酸、ならびにアンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムなどの公知の塩基を触媒として添加することができる。
その場合、添加する触媒の量は、特に限定はないが、反応点である水酸基およびオニウム基の対アニオンであるアルコキシラートの合計量、すなわちイオン交換容量に対して0.001〜1.0モル倍であることが好ましく、より好ましくは0.01〜0.1モル倍である。
The interlayer modification reaction such as the silylation reaction with the coupling agent of the present invention may or may not use a catalyst, but carboxylic acids such as hydrogen chloride, formic acid, acetic acid and oxalic acid, phosphoric acid, nitrate, sulfuric acid and Known acids such as sulfonic acids such as methanesulfonic acid and known bases such as ammonia, trimethylamine, triethylamine, tetramethylammonium hydroxide, sodium hydroxide and potassium hydroxide can be added as catalysts.
In that case, the amount of the catalyst to be added is not particularly limited, but is 0.001 to 1.0 mol with respect to the total amount of the hydroxyl group as the reaction point and the alkoxylate as the counter anion of the onium group, that is, the ion exchange capacity. It is preferably double, more preferably 0.01 to 0.1 molar times.

前記シリル化反応等の層間修飾反応で得られる層間修飾層状無機化合物は、単離、洗浄後に乾燥することが好ましい。単離、洗浄および乾燥する方法は、特に限定されることはなく、層状無機化合物および無機微粒子を単離、洗浄および乾燥する公知の方法を使用することができる。
例えば、単離方法としては、反応液を静置したり、遠心分離して固液分離した後、上澄み液をデカンテーションにより除去したり、自然ろ過、加圧ろ過、減圧ろ過などのろ過操作により層状無機化合物をろ取することなどが挙げられる。
加圧ろ過時の圧力は特に制限はなく、例えば1〜5気圧の範囲であれば良い。減圧ろ過時の圧力は特に制限はなく、0〜1気圧の範囲であれば良い。
The interlayer-modified layered inorganic compound obtained by the interlayer modification reaction such as the silylation reaction is preferably isolated, washed and then dried. The method for isolation, washing and drying is not particularly limited, and known methods for isolating, washing and drying layered inorganic compounds and inorganic fine particles can be used.
For example, as an isolation method, the reaction solution is allowed to stand, or after centrifugation to separate solid and liquid, the supernatant is removed by decantation, or by filtration operations such as natural filtration, pressure filtration, and vacuum filtration. Examples include filtering the layered inorganic compound.
The pressure during pressure filtration is not particularly limited, and may be in the range of 1 to 5 atm, for example. The pressure during vacuum filtration is not particularly limited and may be in the range of 0 to 1 atm.

洗浄方法としては、デカンテーション後に得られた固体を水や有機溶剤などに再分散させた後、同様にしてデカンテーションや、ろ取した固体の上から水や有機溶剤を注いで固体を洗浄する方法などが挙げられる。
洗浄に用いる水は中性、酸性、アルカリ性の何れでも良く、特に限定はないが、好ましくはイオン交換水、蒸留水、純水および超純水である。
洗浄に用いる有機溶剤としては、特に限定はないが、メタノール、エタノールなどのアルコール類、アセトン、エチルメチルケトン等のケトン類、ヘキサンなどのアルカン類、トルエン等の芳香族類などが挙げられる。このとき、層状無機化合物と水との接触を良好にするため、適切な極性溶媒などの有機溶剤を併用することもできる。
As a cleaning method, the solid obtained after decantation is redispersed in water or an organic solvent, and then the solid is washed by pouring water or an organic solvent over the decantation or the filtered solid. The method etc. can be mentioned.
The water used for cleaning may be neutral, acidic or alkaline, and is not particularly limited, but is preferably ion-exchanged water, distilled water, pure water and ultrapure water.
The organic solvent used for cleaning is not particularly limited, and examples thereof include alcohols such as methanol and ethanol, ketones such as acetone and ethyl methyl ketone, alkanes such as hexane, and aromatics such as toluene. At this time, in order to improve the contact between the layered inorganic compound and water, an organic solvent such as an appropriate polar solvent can be used in combination.

上記で得られた固体の乾燥方法としては、常温常圧で風乾することもできるし、減圧下に常温、適宜加熱または冷却しながら有機溶剤を除去することもできる。
減圧時の圧力は特に制限はなく、0〜1気圧の範囲であれば良い。また、温度も特に制限はなく、好ましくは−10〜200℃であり、より好ましくは0〜150℃であり、特に好ましくは10〜100℃である。
シリル化反応等の層間修飾反応後に残存したオニウム基や金属カチオンといった交換性陽イオンを低減したり、除去する場合には、上記と同様に公知の酸および溶媒を用いて酸処理することができる。
As a method for drying the solid obtained above, the organic solvent can be air-dried at normal temperature and pressure, or the organic solvent can be removed while appropriately heating or cooling at room temperature under reduced pressure.
The pressure at the time of depressurization is not particularly limited and may be in the range of 0 to 1 atm. The temperature is also not particularly limited, preferably −10 to 200 ° C., more preferably 0 to 150 ° C., and particularly preferably 10 to 100 ° C.
When reducing or removing exchangeable cations such as onium groups and metal cations remaining after an interlayer modification reaction such as a silylation reaction, acid treatment can be carried out using a known acid and solvent in the same manner as described above. ..

次に、層間をカップリング剤で修飾した層状無機化合物に、該カップリング剤由来の架橋性官能基を反応させて層間架橋型層状無機化合物を製造する方法を説明する。
シランカップリング剤等のカップリング剤由来の架橋性官能基による架橋反応は、特に限定されることはなく、付加反応、置換反応、縮合反応、イオン反応、求電子反応、求核反応、ペリ環状反応、ラジカル反応等、一般に知られている様々な化学反応を利用することができ、いわゆるクリック反応も利用することができる。アルキル基からラジカルを発生させて架橋反応させたり、ハロゲン化アルキル基などをグリニヤール試薬としてアニオン種に変換して求核反応させたり、ハロゲン化アルキル基等に対して、水酸基、アルコキシ基やアミノ基等の求核種を作用させて求核置換反応させる架橋方法等も挙げられるが、カップリング剤の入手が容易で、かつ架橋反応が比較的温和な条件で進行するため、下記式(21)〜(35)で表される反応が好ましく、層間を同一のカップリング剤で修飾した後、架橋反応させると製造工程がより少なく、工業的により有利なことから、式(21)〜(25)および式(30)〜(34)で表される架橋反応がより好ましく、架橋反応が温和な条件で容易に進行し、様々な化学構造、柔軟性および剛直性を導入可能で、架橋の長さも多様性を持たせることができるので、式(21)〜(25)および式(32)〜(34)で表される架橋反応がさらに好ましい。
Next, a method for producing an interlayer crosslinked layered inorganic compound by reacting a layered inorganic compound having layers modified with a coupling agent with a crosslinkable functional group derived from the coupling agent will be described.
The cross-linking reaction by a cross-linking functional group derived from a coupling agent such as a silane coupling agent is not particularly limited, and is an addition reaction, a substitution reaction, a condensation reaction, an ionic reaction, an electron electrophilic reaction, a nucleophilic reaction, and a pericyclic reaction. Various generally known chemical reactions such as reactions and radical reactions can be used, and so-called click reactions can also be used. A radical is generated from an alkyl group for a cross-linking reaction, an alkyl halide group is converted into an anionic species as a greeninal reagent for a nucleophilic reaction, or a hydroxyl group, an alkoxy group or an amino group is subjected to a alkyl halide group or the like. A cross-linking method in which a nucleophilic substitution reaction is carried out by allowing a nucleophilic species such as the above to act can be mentioned, but since the coupling agent is easily available and the cross-linking reaction proceeds under relatively mild conditions, the following formula (21) to The reaction represented by (35) is preferable, and if the layers are modified with the same coupling agent and then crosslinked, the number of manufacturing steps is reduced, which is more industrially advantageous. Therefore, the formulas (21) to (25) and The cross-linking reactions represented by the formulas (30) to (34) are more preferable, the cross-linking reaction proceeds easily under mild conditions, various chemical structures, flexibility and rigidity can be introduced, and the length of the cross-linking varies. The cross-linking reactions represented by the formulas (21) to (25) and the formulas (32) to (34) are more preferable because they can have a property.

式(21)〜(23)および式(32)で表される架橋反応を用いた場合、架橋する官能基が同様または類似の構造を有し、反応や生成する架橋構造が比較的単純でかつR2、R4およびR13の構造に応じて比較的容易に層状無機化合物の層間距離や層間の環境(疎水性や親水性、芳香族性等)を制御することができるという特長を有する。
また、式(24)、式(25)、式(33)および式(34)で表される架橋反応を用いた場合、R2、R4およびR13の構造に応じて比較的容易に層状無機化合物の層間距離や柔軟性、層間の環境(疎水性や親水性、芳香族性、水素結合生成等)を制御することができるだけでなく、様々に入手可能なアミン類およびジアミン類を架橋構造内に導入することが出来ることから、容易かつ自由に層状無機化合物の層間距離や柔軟性、層間の環境(疎水性や親水性、芳香族性、水素結合生成、複素環構造、イオン結合、配位共有結合等)を制御することができるという特長を有する。
When the cross-linking reactions represented by the formulas (21) to (23) and the formula (32) are used, the cross-linking functional groups have a similar or similar structure, and the cross-linking structure to be reacted or produced is relatively simple. It has a feature that the interlayer distance and the interlayer environment (hydrophobicity, hydrophilicity, aromaticity, etc.) of the layered inorganic compound can be controlled relatively easily according to the structures of R 2 , R 4 and R 13 .
Further, when the cross-linking reactions represented by the formulas (24), (25), (33) and (34) are used, the layers are relatively easily layered according to the structures of R 2 , R 4 and R 13. Not only can the interlayer distance and flexibility of inorganic compounds and the environment between layers (hydrophilicity, hydrophilicity, aromaticity, hydrogen bond formation, etc.) be controlled, but also various available amines and diamines can be crosslinked. Since it can be introduced into the layered inorganic compound easily and freely, the interlayer distance and flexibility of the layered inorganic compound, the environment between the layers (hydrophilicity, hydrophilicity, aromaticity, hydrogen bond formation, heterocyclic structure, ionic bond, arrangement) It has the feature of being able to control covalent bonds).

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(式(21)〜(35)において、R1は炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和アルキル基、炭素数3〜8の分岐鎖があっても良い飽和もしくは不飽和シクロアルキル基、炭素数6〜20のアリール基または炭素数7〜20のアラルキル基を示し、それぞれビニル基、エポキシ基、オキセタニル基、エーテル基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、水酸基、アミノ基、炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和のモノもしくはジアルキルアミノ基、炭素数6〜20のモノもしくはジアリールアミノ基、炭素数7〜20のモノもしくはジアラルキルアミノ基、第1級、第2級、第3級もしくは第4級アンモニウム基、チオール基、イソシアヌレート基、ウレイド基、イソシアナート基、カルボニル基、アルデヒド基、カルボキシル基、カルボン酸エステル基、リン酸基、リン酸エステル基、スルホン酸基、スルホン酸エステル基またはハロゲン原子で置換されていても良い。R2およびR13は、それぞれ独立して炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和アルキレン基、炭素数3〜8の分岐があっても良い飽和もしくは不飽和シクロアルキレン基、炭素数6〜20のアリーレン基または炭素数7〜20のアラルキレン基を示し、R3、R5、R6およびR7は、それぞれ独立して水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を示し、R4は炭素数1〜6のアルキレン基、フェニレン基または炭素数7〜10のアラルキレン基を示し、R8、R9、R10およびR12は、それぞれ独立して水素原子、炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和アルキル基、炭素数3〜8の分岐鎖があっても良い飽和もしくは不飽和シクロアルキル基、炭素数6〜20のアリール基または炭素数7〜20のアラルキル基を示し、R11は、炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和アルキレン基、炭素数3〜20の分岐があっても良い飽和もしくは不飽和シクロアルキレン基、炭素数6〜20のアリーレン基、炭素数7〜20のアラルキレン基または炭素数6〜24のポリフェニレン基を示し、いずれのR11は、硫黄原子、酸素原子、窒素原子、ハロゲン原子等ならびにそれを含む原子数1〜10個からなる置換基で置換されていても良く、Zは、水素原子、炭素数1〜8の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和アルキルオキシ基、炭素数3〜8の分岐鎖があっても良い飽和もしくは不飽和シクロアルキルオキシ基、トリメチルシリルオキシ基、ジメチルシリルオキシ基、炭素数1〜8の分岐鎖があっても良い飽和もしくは不飽和ヘテロシクロアルキルオキシ基、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基、炭素数1〜6の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和のアルキルアミノ基、炭素数1〜6の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和のジアルキルアミノ基または層状無機化合物由来の酸素原子を示し、Iは重合開始剤由来の基で同一でも異なってもよく、Yは酸由来の共役塩基由来の基であり、nは0〜2の整数、mおよびhは0または1の整数を示し、kは0〜4の整数を示す。(In formulas (21) to (35), R 1 is a saturated or unsaturated alkyl group of a linear or branched chain having 1 to 20 carbon atoms, and may have a branched chain having 3 to 8 carbon atoms. Cycloalkyl group, aryl group with 6 to 20 carbon atoms or aralkyl group with 7 to 20 carbon atoms, vinyl group, epoxy group, oxetanyl group, ether group, acryloxy group, methacryloxy group, hydroxyl group, amino group, carbon number Saturated or unsaturated mono or dialkylamino groups of 1 to 20 linear or branched chains, mono or diarylamino groups of 6 to 20 carbon atoms, mono or dialalkylamino groups of 7 to 20 carbon atoms, primary, Secondary, tertiary or quaternary ammonium group, thiol group, isocyanurate group, ureido group, isocyanato group, carbonyl group, aldehyde group, carboxyl group, carboxylic acid ester group, phosphoric acid group, phosphoric acid ester group , A sulfonic acid group, a sulfonic acid ester group or a halogen atom. R 2 and R 13 are independent linear or branched saturated or unsaturated alkylene groups having 1 to 20 carbon atoms, respectively. It represents a saturated or unsaturated cycloalkylene group which may have a branch of 3 to 8 carbon atoms, an arylene group having 6 to 20 carbon atoms or an aralkylene group having 7 to 20 carbon atoms, and R 3 , R 5 , R 6 and R. 7 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R 4 represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, a phenylene group or an aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms, and R 8 ,. R 9 , R 10 and R 12 are each independently saturated or saturated with a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a branched chain having 3 to 8 carbon atoms. Alternatively, an unsaturated cycloalkyl group, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms or an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, and R 11 is a linear or branched saturated or unsaturated alkylene group having 1 to 20 carbon atoms. It represents a saturated or unsaturated cycloalkylene group which may have a branch of 3 to 20 carbon atoms, an arylene group having 6 to 20 carbon atoms, an aralkylene group having 7 to 20 carbon atoms or a polyphenylene group having 6 to 24 carbon atoms. R 11 may be substituted with a sulfur atom, an oxygen atom, a nitrogen atom, a halogen atom, etc. and a substituent consisting of 1 to 10 atoms containing the same, and Z is a hydrogen atom and 1 to 8 carbon atoms. Saturated or unsaturated al of linear or branched chains of Kiroxy group, saturated or unsaturated cycloalkyloxy group which may have a branched chain having 3 to 8 carbon atoms, trimethylsilyloxy group, dimethylsilyloxy group, which may have a branched chain having 1 to 8 carbon atoms Saturated or unsaturated Saturated heterocycloalkyloxy group, halogen atom, hydroxyl group, amino group, saturated or unsaturated alkylamino group of linear or branched chain with 1 to 6 carbon atoms, saturated or saturated linear or branched chain with 1 to 6 carbon atoms It represents an unsaturated dialkylamino group or an oxygen atom derived from a layered inorganic compound, where I is a group derived from a polymerization initiator and may be the same or different, Y is a group derived from an acid-derived conjugated base, and n is 0 to 0. An integer of 2, m and h represent an integer of 0 or 1, and k represents an integer of 0-4.

また、前記式(21)〜(35)で表される架橋反応において、ケイ素原子(Si)の代わりにチタン(Ti)、アルミニウム(Al)およびジルコニウム(Zr)などからなるカップリング剤由来の架橋性官能基の架橋反応を利用することができる。 Further, in the cross-linking reactions represented by the formulas (21) to (35), cross-linking derived from a coupling agent composed of titanium (Ti), aluminum (Al), zirconium (Zr) or the like instead of silicon atom (Si). Cross-linking reactions of sex functional groups can be utilized.

前記架橋反応において、炭素−炭素二重結合の架橋反応における架橋点は、二重結合の頭部または尾部の何れでも良く、エポキシ基およびオキセタニル基の開環架橋反応における架橋点は、環状エーテル基の酸素原子の隣接位に2つ存在する炭素原子上の何れでも良い。 In the above-mentioned cross-linking reaction, the cross-linking point in the carbon-carbon double bond cross-linking reaction may be either the head or the tail of the double bond, and the cross-linking point in the ring-opening cross-linking reaction of the epoxy group and the oxetanyl group is a cyclic ether group. It may be any of two carbon atoms existing adjacent to each other.

前記架橋反応を促進するために、必要に応じて公知の重合開始剤である熱ラジカル発生剤、光ラジカル発生剤、熱アニオン発生剤、光カチオン発生剤、熱酸発生剤、光酸発生剤、熱塩基発生剤ならびに光塩基発生剤、塩酸、硫酸、硝酸等の公知の無機酸、ギ酸、酢酸、シュウ酸、クエン酸、メタンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸等の公知の有機酸、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等の公知の無機塩基、メチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等の公知の有機アミン等の有機塩基、テトラメチルアンモニウムヒドロキシ等の公知のアンモニウム塩および無水コハク酸、無水フタル酸、無水マレイン酸等の公知の酸無水物等の公知の触媒や硬化剤、臭素やヨウ素等の酸化剤を併用することができる。 In order to promote the cross-linking reaction, if necessary, known polymerization initiators such as thermal radical generators, photoradical generators, thermal anion generators, photocation generators, thermoacid generators, photoacid generators, etc. Thermobase generators and photobase generators, known inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitrate, formic acids, acetic acid, oxalic acid, citric acid, methanesulfonic acid, paratoluenesulfonic acid and other known organic acids, ammonia, water Known inorganic bases such as sodium oxide, potassium hydroxide and calcium hydroxide, organic bases such as known organic amines such as methylamine, diethylamine and triethylamine, known ammonium salts such as tetramethylammonium hydroxy and succinic anhydride, anhydrous. Known catalysts such as known acid anhydrides such as phthalic acid and maleic anhydride, curing agents, and oxidizing agents such as bromine and iodine can be used in combination.

重合開始剤としては、特に限定されることはなく、重合性単量体の重合反応時に用いられる公知の重合開始剤が使用され、熱重合開始剤および/または光重合開始剤が使用されるが、層間をカップリング剤で修飾された層状無機化合物を含む架橋反応系が懸濁して紫外線等の光を通しにくい場合があることから、熱重合開始剤がより好ましい。 The polymerization initiator is not particularly limited, and a known polymerization initiator used in the polymerization reaction of the polymerizable monomer is used, and a thermal polymerization initiator and / or a photopolymerization initiator is used. A thermal polymerization initiator is more preferable because a cross-linking reaction system containing a layered inorganic compound modified with a coupling agent may be suspended between layers and light such as ultraviolet rays may not easily pass through.

前記熱重合開始剤としては、種々の化合物を使用することができ、重合性基がラジカル重合性基の場合には、例えば、前記式(21)および前記式(31)の場合には、過酸化物およびアゾ系開始剤が好ましい。 Various compounds can be used as the thermal polymerization initiator, and when the polymerizable group is a radically polymerizable group, for example, in the case of the above formula (21) and the above formula (31), it is excessive. Oxide and azo-based initiators are preferred.

過酸化物の具体例としては、過酸化水素;過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム等の無機過酸化物;1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)2−メチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2−ビス(4,4−ジ−ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロドデカン、t−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシマレイン酸、t−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシラウレート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(m−トルオイルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキシルモノカーボネート、t−ヘキシルパーオキシベンゾエート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルパーオキシアセテート、2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン、t−ブチルパーオキシベンゾエート、n−ブチル−4,4−ビス(t−ブチルパーオキシ)バレレート、ジ−t−ブチルパーオキシイソフタレート、α,α’−ビス(t−ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、p−メンタンハイドロパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、t−ブチルトリメチルシリルパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、t−ヘキシルハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド等の有機過酸化物が挙げられる。 Specific examples of peroxides include hydrogen peroxide; inorganic peroxides such as sodium persulfate, ammonium persulfate, and potassium persulfate; 1,1-bis (t-butylperoxy) 2-methylcyclohexane, 1,1. -Bis (t-hexyl peroxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis (t-hexyl peroxy) cyclohexane, 1,1-bis (t-butylperoxy) -3,3 5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis (t-butylperoxy) cyclohexane, 2,2-bis (4,5-di-butylperoxycyclohexyl) propane, 1,1-bis (t-butylperoxy) Cyclododecane, t-hexyl peroxyisopropyl monocarbonate, t-butylperoxymaleic acid, t-butylperoxy-3,5,5-trimethylhexanoate, t-butylperoxylaurate, 2,5-dimethyl -2,5-di (m-toluole peroxy) hexane, t-butylperoxyisopropyl monocarbonate, t-butylperoxy2-ethylhexyl monocarbonate, t-hexyl peroxybenzoate, 2,5-dimethyl-2 , 5-Di (benzoylperoxy) hexane, t-butylperoxyacetate, 2,2-bis (t-butylperoxy) butane, t-butylperoxybenzoate, n-butyl-4,4-bis (t) -Butyl peroxy) valerate, di-t-butyl peroxyisophthalate, α, α'-bis (t-butyl peroxy) diisopropylbenzene, dicumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di ( t-Butylperoxy) hexane, t-butylcumyl peroxide, di-t-butyl peroxide, p-menthan hydroperoxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexin- 3. Diisopropylbenzene hydroperoxide, t-butyltrimethylsilyl peroxide, 1,1,3,3-tetramethylbutylhydroperoxide, cumenehydroperoxide, t-hexylhydroperoxide, t-butylhydroperoxide, etc. Includes organic peroxides.

アゾ系開始剤の具体例としては、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2−(カルバモイルアゾ)イソブチロニトリル、2−フェニルアゾ−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾジ−t−オクタン、アゾジ−t−ブタン等のアゾ化合物が挙げられ、これらは単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。
また、過酸化物と、アスコルビン酸、アスコルビン酸ナトリウム、エリソルビン酸ナトリウム、酒石酸、クエン酸、ホルムアルデヒドスルホキシラートの金属塩、チオ硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、塩化第二鉄等の還元剤とを併用したレドックス重合開始系と組み合わせることによりレドックス反応とすることも可能である。
Specific examples of the azo-based initiator include 2,2'-azobisisobutyronitrile, 1,1'-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), 2- (carbamoylazo) isobutyronitrile, and 2-. Examples thereof include azo compounds such as phenylazo-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile, azodi-t-octane, and azodi-t-butane, which may be used alone or in combination of two or more. Is also good.
In addition, peroxides, ascorbic acid, sodium ascorbate, sodium erythorbate, tartaric acid, citric acid, metal salts of formaldehyde sulfoxylate, sodium thiosulfate, sodium sulfite, sodium bisulfite, sodium metabisulfite, bisulfite chloride It is also possible to carry out a redox reaction by combining it with a redox polymerization initiation system in which a reducing agent such as iron is used in combination.

熱重合開始剤の使用量は、その種類および重合条件等により選択されるが、通常は、重合性官能基100モル量に対して1〜1000モル量であり、より好ましくは5〜500モル量であり、さらに好ましくは50〜200モル量である。 The amount of the thermal polymerization initiator used is selected depending on the type, polymerization conditions, etc., but is usually 1 to 1000 molars, more preferably 5 to 500 molars, relative to 100 molars of the polymerizable functional group. It is more preferably 50 to 200 molar quantities.

光重合開始剤の具体例としては、重合性基がラジカル重合性基の場合には、ベンジルジメチルケタール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、オリゴ[2−ヒドロキシ−2−メチル−1−[4−1−(メチルビニル)フェニル]プロパノン、2−ヒドロキシ−1−[4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)ベンジル]フェニル]−2−メチルプロパン−1−オン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)]フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)ブタン−1−オン及び2−ジメチルアミノ−2−(4−メチルベンジル)−1−(4−モルフォリン−4−イル−フェニル)ブタン−1−オン等のアセトフェノン系化合物;ベンゾイン、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテルおよびベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン化合物;ベンゾフェノン、2−メチルベンゾフェノン、3−メチルベンゾフェノン、4−メチルベンゾフェノン、2,4,6−トリメチルベンゾフェノン、4−フェニルベンゾフェノン、メチル−2−ベンゾフェノン、1−[4−(4−ベンゾイルフェニルスルファニル)フェニル]−2−メチル−2−(4−メチルフェニルスルフォニル)プロパン−1−オン、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンおよび4−メトキシ−4’−ジメチルアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物;
ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、及びビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキサイド等のアシルホスフィンオキサイド化合物;ならびにチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、1−クロロ−4−プロピルチオキサントン、3−[3,4−ジメチル−9−オキソ−9H−チオキサントン−2−イル−オキシ]−2−ヒドロキシプロピル−N,N,N―トリメチルアンモニウムクロライド及びフルオロチオキサントン等のチオキサントン系化合物等が挙げられる。
前記以外の化合物としては、ベンジル、エチル(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィネート、フェニルグリオキシ酸メチル、エチルアントラキノン、フェナントレンキノンおよびカンファーキノン等が挙げられる。
Specific examples of the photopolymerization initiator include benzyldimethylketal, 1-hydroxycyclohexylphenylketone, and 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one when the polymerizable group is a radically polymerizable group. , 1- [4- (2-Hydroxyethoxy) phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propane-1-one, oligo [2-hydroxy-2-methyl-1- [4-1- (methyl) Vinyl) phenyl] propanone, 2-hydroxy-1- [4- [4- (2-hydroxy-2-methyl-propionyl) benzyl] phenyl] -2-methylpropan-1-one, 2-methyl-1- [ 4- (Methylthio)] phenyl] -2-morpholinopropane-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) butane-1-one and 2-dimethylamino-2-one Acetphenone compounds such as (4-methylbenzyl) -1- (4-morpholine-4-yl-phenyl) butane-1-one; benzophenone compounds such as benzoin, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether and benzoin isobutyl ether; Benzophenone, 2-methylbenzophenone, 3-methylbenzophenone, 4-methylbenzophenone, 2,4,6-trimethylbenzophenone, 4-phenylbenzophenone, methyl-2-benzophenone, 1- [4- (4-benzoylphenyl sulfanyl) phenyl ] -2-Methyl-2- (4-methylphenylsulfonyl) propan-1-one, 4,4'-bis (dimethylamino) benzophenone, 4,4'-bis (diethylamino) benzophenone and 4-methoxy-4' -Benzophenone compounds such as dimethylaminobenzophenone;
Bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, and bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide, etc. Acylphosphine oxide compounds; as well as thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, isopropylthioxanthone, 1-chloro-4-propylthioxanthone, 3- [3,4-dimethyl-9-oxo-9H-thioxanthone-2 -Il-oxy] -2-hydroxypropyl-N, N, N-trimethylammonium chloride, fluorothioxanthone and other thioxanthone compounds can be mentioned.
Examples of compounds other than the above include benzyl, ethyl (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphinate, methyl phenylglioxyate, ethyl anthraquinone, phenanthrenequinone, camphorquinone and the like.

光重合開始剤の使用量は、その種類および重合条件等により選択されるが、重合性官能基100モル量に対して1〜1000モル量であり、より好ましくは5〜500モル量であり、さらに好ましくは50〜200モル量である。 The amount of the photopolymerization initiator used is selected depending on its type, polymerization conditions, etc., but is 1 to 1000 molars, more preferably 5 to 500 molars, relative to 100 molars of the polymerizable functional group. More preferably, the amount is 50 to 200 mol.

また、重合性基がカチオン重合性基の場合には、例えば、前記式(22)、前記式(23)および前記式(32)の場合には、種々の公知のカチオン重合開始剤を使用することができ、熱カチオン重合開始剤としては、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、第四級アンモニウム塩等が挙げられる。これらのなかでも、スルホニウム塩が好ましい。
熱カチオン重合開始剤における対アニオンとしては、例えば、AsF6 -、SbF6 -、PF6 -、B(C654 -等が挙げられる。
When the polymerizable group is a cationically polymerizable group, for example, in the cases of the above formula (22), the above formula (23) and the above formula (32), various known cationic polymerization initiators are used. Examples of the thermal cationic polymerization initiator include sulfonium salts, phosphonium salts, and quaternary ammonium salts. Of these, sulfonium salts are preferred.
Examples of the counter anion in the thermal cationic polymerization initiator include AsF 6 , SbF 6 , PF 6 , B (C 6 F 5 ) 4 − and the like.

前記スルホニウム塩としては、トリフェニルスルホニウム四フッ化ホウ素、トリフェニルスルホニウム六フッ化アンチモン、トリフェニルスルホニウム六フッ化ヒ素、トリ(4−メトキシフェニル)スルホニウム六フッ化ヒ素、ジフェニル(4−フェニルチオフェニル)スルホニウム六フッ化ヒ素等が挙げられる。
また、上記スルホニウム塩は、市販品を用いることもでき、具体的には、例えば、ADEKA社製「アデカオプトンCP−66」(商品名)および「アデカオプトンCP−77」(商品名)、三新化学工業社製「サンエイドSI−60L」(商品名)、「サンエイドSI−80L」(商品名)および「サンエイドSI−100L」(商品名)等が挙げられる。
Examples of the sulfonium salt include triphenylsulfonium boron tetrafluoride, triphenylsulfonium hexafluoride antimony, triphenylsulfonium arsenic pentafluoride, tri (4-methoxyphenyl) sulfonium arsenic pentafluoride, and diphenyl (4-phenylthiophenyl). ) Sulfonium arsenic pentafluoride and the like.
Commercially available products can also be used as the sulfonium salt. Specifically, for example, "ADEKA OPTON CP-66" (trade name) and "ADEKA OPTON CP-77" (trade name) manufactured by ADEKA, Sanshin Chemical Co., Ltd. Examples thereof include "Sun Aid SI-60L" (trade name), "Sun Aid SI-80L" (trade name) and "Sun Aid SI-100L" (trade name) manufactured by Kogyo Co., Ltd.

前記ホスホニウム塩としては、エチルトリフェニルホスホニウム六フッ化アンチモン、テトラブチルホスホニウム六フッ化アンチモン等が挙げられる。
前記第四級アンモニウム塩としては、N,N−ジメチル−N−ベンジルアニリニウム六フッ化アンチモン、N,N−ジエチル−N−ベンジルアニリニウム四フッ化ホウ素、N,N−ジメチル−N−ベンジルピリジニウム六フッ化アンチモン、N,N−ジエチル−N−ベンジルピリジニウムトリフルオロメタンスルホン酸、N,N−ジメチル−N−(4−メトキシベンジル)ピリジニウム六フッ化アンチモン、N,N−ジエチル−N−(4−メトキシベンジル)ピリジニウム六フッ化アンチモン、N,N−ジエチル−N−(4−メトキシベンジル)トルイジニウム六フッ化アンチモン、N,N−ジメチル−N−(4−メトキシベンジル)トルイジニウム六フッ化アンチモン等が挙げられる。
Examples of the phosphonium salt include ethyltriphenylphosphonium hexafluoride antimony and tetrabutylphosphonium hexafluoride antimony.
Examples of the quaternary ammonium salt include N, N-dimethyl-N-benzylanilinium hexafluoride antimony pentafluoride, N, N-diethyl-N-benzylanilinium tetrafluoride boron, and N, N-dimethyl-N-benzyl. Antimony pentafluoride, N, N-diethyl-N-benzylpyridinium trifluoromethanesulfonic acid, N, N-dimethyl-N- (4-methoxybenzyl) Antimony pentafluoride, N, N-diethyl-N- ( 4-methoxybenzyl) pyridinium hexafluoride antimony, N, N-diethyl-N- (4-methoxybenzyl) toluidinium hexafluoride antimony, N, N-dimethyl-N- (4-methoxybenzyl) toluidinium hexafluoride antimony And so on.

光カチオン重合開始剤としては、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、ジアゾニウム塩、セレニウム塩、ピリジニウム塩、フェロセニウム塩、ホスホニウム塩等のオニウム塩が挙げられる。これらのなかでも、ヨードニウム塩およびスルホニウム塩が好ましい。
光カチオン重合開始剤がヨードニウム塩またはスルホニウム塩である場合、対アニオンとしては、例えば、BF4 -、AsF6 -、SbF6 -、PF6 -、B(C654 -等が挙げられる。
Examples of the photocationic polymerization initiator include onium salts such as iodonium salt, sulfonium salt, diazonium salt, selenium salt, pyridinium salt, ferrosenium salt and phosphonium salt. Among these, iodonium salt and sulfonium salt are preferable.
When the cationic photopolymerization initiator is an iodonium salt or sulfonium salt, as a counter anion, for example, BF 4 -, AsF 6 - , SbF 6 -, PF 6 -, B (C 6 F 5) 4 - and the like include Be done.

上記ヨードニウム塩としては、(トリクミル)ヨードニウム・テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ジフェニルヨードニウム・ヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルヨードニウム・ヘキサフルオロアンチモネート、ジフェニルヨードニウム・テトラフルオロボレート、ジフェニルヨードニウム・テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ビス(ドデシルフェニル)ヨードニウム・ヘキサフルオロホスフェート、ビス(ドデシルフェニル)ヨードニウム・ヘキサフルオロアンチモネート、ビス(ドデシルフェニル)ヨードニウム・テトラフルオロボレート、ビス(ドデシルフェニル)ヨードニウム・テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、4−メチルフェニル−4−(1−メチルエチル)フェニルヨードニウム・ヘキサフルオロホスフェート、4−メチルフェニル−4−(1−メチルエチル)フェニルヨードニウム・ヘキサフルオロアンチモネート、4−メチルフェニル−4−(1−メチルエチル)フェニルヨードニウム・テトラフルオロボレート、4−メチルフェニル−4−(1−メチルエチル)フェニルヨードニウム・テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート等が挙げられる。
また、上記ヨードニウム塩は、市販品を用いることもでき、具体的には、例えば、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製「UV−9380C」(商品名)、ソルベイジャパン社製「PHOTOINITIATOR2074」(商品名)、富士フイルム和光純薬社製「WPI−116」(商品名)および「WPI−113」(商品名)等が挙げられる。
Examples of the iodonium salt include (tricmil) iodonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, diphenyl iodonium hexafluorophosphate, diphenyl iodonium hexafluoroantimonate, diphenyl iodonium tetrafluoroborate, and diphenyl iodonium tetrakis (pentafluorophenyl). Borate, bis (dodecylphenyl) iodonium hexafluorophosphate, bis (dodecylphenyl) iodonium hexafluoroantimonate, bis (dodecylphenyl) iodonium tetrafluoroborate, bis (dodecylphenyl) iodonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate , 4-Methylphenyl-4- (1-methylethyl) phenyliodonium hexafluorophosphate, 4-methylphenyl-4- (1-methylethyl) phenyliodonium hexafluoroantimonate, 4-methylphenyl-4-( Examples thereof include 1-methylethyl) phenyliodonium tetrafluoroborate and 4-methylphenyl-4- (1-methylethyl) phenyliodonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate.
As the iodonium salt, a commercially available product can be used. Specifically, for example, "UV-9380C" (trade name) manufactured by Momentive Performance Materials Japan Co., Ltd. and "PHOTOINITIATOR 2074" manufactured by Solvay Japan Co., Ltd. ( (Product name), "WPI-116" (trade name) and "WPI-113" (trade name) manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd. and the like.

上記スルホニウム塩としては、ビス[4−(ジフェニルスルホニオ)フェニル]スルフィド・ビスヘキサフルオロホスフェート、ビス[4−(ジフェニルスルホニオ)フェニル]スルフィド・ビスヘキサフルオロアンチモネート、ビス[4−(ジフェニルスルホニオ)フェニル]スルフィド・ビステトラフルオロボレート、ビス[4−(ジフェニルスルホニオ)フェニル]スルフィド・テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ジフェニル−4−(フェニルチオ)フェニルスルホニウム・ヘキサフルオロホスフェート、ジフェニル−4−(フェニルチオ)フェニルスルホニウム・ヘキサフルオロアンチモネート、ジフェニル−4−(フェニルチオ)フェニルスルホニウム・テトラフルオロボレート、ジフェニル−4−(フェニルチオ)フェニルスルホニウム・テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウム・ヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、トリフェニルスルホニウム・テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ビス[4−(ジ(4−(2−ヒドロキシエトキシ))フェニルスルホニオ)フェニル]スルフィド・ビスヘキサフルオロホスフェート、ビス[4−(ジ(4−(2−ヒドロキシエトキシ))フェニルスルホニオ)フェニル]スルフィド・ビスヘキサフルオロアンチモネート、ビス[4−(ジ(4−(2−ヒドロキシエトキシ))フェニルスルホニオ)フェニル]スルフィド・ビステトラフルオロボレート、ビス[4−(ジ(4−(2−ヒドロキシエトキシ))フェニルスルホニオ)フェニル]スルフィド・テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート等が挙げられる。
また、スルホニウム塩は、市販品を用いることもでき、具体的には、例えば、ダウ・ケミカル日本社製「サイラキュアUVI−6990」(商品名)、「サイラキュアUVI−6992」(商品名)および「サイラキュアUVI−6974」、ADEKA社製「アデカオプトマーSP−150」(商品名)、「アデカオプトマーSP−152」(商品名)、「アデカオプトマーSP−170」(商品名)および「アデカオプトマーSP−172」(商品名)、富士フイルム和光純薬社製「WPAG−370」(商品名)、「WPAG−638」(商品名)等が挙げられる。
Examples of the sulfonium salt include bis [4- (diphenylsulfonio) phenyl] sulfide bishexafluorophosphate, bis [4- (diphenylsulfonio) phenyl] sulfide bishexafluoroantimonate, and bis [4- (diphenylsulfonium). Nio) phenyl] sulfide bistetrafluoroborate, bis [4- (diphenylsulfonio) phenyl] sulfide tetrakis (pentafluorophenyl) borate, diphenyl-4- (phenylthio) phenylsulfonium hexafluorophosphate, diphenyl-4- (Phenylthio) phenylsulfonium hexafluoroantimonate, diphenyl-4- (phenylthio) phenylsulfonium tetrafluoroborate, diphenyl-4- (phenylthio) phenylsulfonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, triphenylsulfonium hexafluorophosphate, Triphenylsulfonium hexafluoroantimonate, triphenylsulfonium tetrafluoroborate, triphenylsulfonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, bis [4- (di (4- (2-hydroxyethoxy)) phenylsulfonio) phenyl] Sulfide bishexafluorophosphate, bis [4- (di (4- (2-hydroxyethoxy)) phenylsulfonio) phenyl] Sulfide bishexafluoroantimonate, bis [4- (di (4- (2-hydroxyethoxy)) phenylsulfonium) Ethoxy)) phenylsulfonio) phenyl] sulfide bistetrafluoroborate, bis [4- (di (4- (2-hydroxyethoxy)) phenylsulfonio) phenyl] sulfide tetrakis (pentafluorophenyl) borate, etc. Be done.
Commercially available products can also be used as the sulfonium salt. Specifically, for example, "Cyracure UVI-6990" (trade name), "Cyracure UVI-6992" (trade name) and "Cyracure UVI-6992" (trade name) manufactured by Dow Chemical Japan Co., Ltd. Cyracure UVI-6974 ", ADEKA's" Adeka Putmer SP-150 "(trade name)," Adeka Putmer SP-152 "(trade name)," Adeka Putmer SP-170 "(trade name) and" Adeka Examples thereof include "Optomer SP-172" (trade name), "WPAG-370" (trade name) manufactured by Fujifilm Wako Junyaku Co., Ltd., and "WPAG-638" (trade name).

前記ジアゾニウム塩としては、ベンゼンジアゾニウムヘキサフルオロアンチモネート、ベンゼンジアゾニウムヘキサフルオロホスフェート、ベンゼンジアゾニウムヘキサフルオロボーレート等が挙げられる。 Examples of the diazonium salt include benzenediazonium hexafluoroantimonate, benzenediazonium hexafluorophosphate, benzenediazonium hexafluoroborate and the like.

また、重合性基がアニオン重合性基の場合には、例えば、前記式(21)の場合には、種々の公知のアニオン重合開始剤を使用することができ、熱カチオン重合開始剤としては、例えば、アミン類、チオール類、イミダゾール類等を使用することができる。アミン類としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、イソホロンジアミン、キシリレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、1,3,4,6−テトラキス(3−アミノプロピル)グリコールウリル等が挙げられ、チオール類としては、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネート)、トリス(2−メルカプトエチル)イソシアヌレート、1,3,4,6−テトラキス(2−メルカプトエチル)グリコールウリル等が挙げられ、イミダゾール類としては、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール等が挙げられる。 When the polymerizable group is an anionic polymerizable group, for example, in the case of the above formula (21), various known anionic polymerization initiators can be used, and the thermal cationic polymerization initiator may be used. For example, amines, thiols, imidazoles and the like can be used. Examples of amines include diethylenetriamine, triethylenetetramine, isophoronediamine, xylylenediamine, diaminodiphenylmethane, 1,3,4,6-tetrakis (3-aminopropyl) glycoluryl and the like, and examples of thiols include trimethylol. Propyltris (3-mercaptopropionate), tris (2-mercaptoethyl) isocyanurate, 1,3,4,6-tetrakis (2-mercaptoethyl) glycoluryl and the like can be mentioned, and imidazoles include 2-. Examples thereof include methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole and the like.

光アニオン重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン O−ベンゾイルオキシム、ニフェジピン、2−(9−オキソキサンテン−2−イル)プロピオン酸1,5,7−トリアザビシクロ[4,4,0]デカ−5−エン、2−ニトロフェニルメチル4−メタクリロイルオキシピペリジン−1−カルボキシラート、1,2−ジイソプロピル−3−〔ビス(ジメチルアミノ)メチレン〕グアニジウム2−(3−ベンゾイルフェニル)プロピオナート、1,2−ジシクロヘキシル−4,4,5,5−テトラメチルビグアニジウム n−ブチルトリフェニルボラート等が挙げられる。 Examples of the photoanion polymerization initiator include acetphenone O-benzoyloxime, nifedipine, and 2- (9-oxoxanthen-2-yl) propionic acid 1,5,7-triazabicyclo [4,4,0] deca-. 5-ene, 2-nitrophenylmethyl 4-methacryloyloxypiperidine-1-carboxylate, 1,2-diisopropyl-3- [bis (dimethylamino) methylene] guanidium 2- (3-benzoylphenyl) propionate, 1,2 -Dicyclohexyl-4,4,5,5-tetramethylbiguanidium n-butyltriphenylborate and the like can be mentioned.

前記式(24)および前記式(33)で表させるエポキシ基の架橋に用いることができる下記式(36)で表さるアミンは特に限定されないが、例えば、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、イコシルアミン、イソプロピルアミン、アリルアミン、2−シクロヘキシルエチルアミン等のアルキルアミン、シクロペンチルアミン、シクロヘキシルアミン、シクロオクチルアミン、3−シクロヘキセニルアミン等の環状アルキルアミン、フェニルアミン、1−ナフチルアミン、2−ナフチルアミン、2−アミノアントラセン、1−アミノピレン、3−アミノビフェニル等のアリールアミン、ベンジルアミン、2−フェニルエチル基、1−(1−ナフチル)エチルアミン、1−(2−ナフチル)エチルアミン、2−(7−メトキシ−1−ナフチル)エチルアミン等のアラルキルアミン等が挙げられる。 The amine represented by the following formula (36) that can be used for cross-linking the epoxy group represented by the formula (24) and the formula (33) is not particularly limited, but for example, ammonia, methylamine, ethylamine, propylamine, etc. Butylamine, pentylamine, hexylamine, octylamine, dodecylamine, hexadecylamine, octadecylamine, icosylamine, isopropylamine, allylamine, alkylamines such as 2-cyclohexylethylamine, cyclopentylamine, cyclohexylamine, cyclooctylamine, 3-cyclo Cyclic alkylamines such as hexenylamine, phenylamines, 1-naphthylamines, 2-naphthylamines, 2-aminoanthracenes, 1-aminopyrene, 3-aminobiphenyls and other arylamines, benzylamines, 2-phenylethyl groups, 1- (1) Examples thereof include aralkylamines such as −naphthyl) ethylamine, 1- (2-naphthyl) ethylamine, and 2- (7-methoxy-1-naphthyl) ethylamine.

2NR8 (36)
(式(36)において、R8は水素原子、炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和アルキル基、炭素数3〜8の分岐鎖があっても良い飽和もしくは不飽和シクロアルキル基、炭素数6〜20のアリール基または炭素数7〜20のアラルキル基を示す。)
H 2 NR 8 (36)
(In formula (36), R 8 is a hydrogen atom, a saturated or unsaturated alkyl group having a linear or branched chain having 1 to 20 carbon atoms, and a saturated or unsaturated cyclo having a branched chain having 3 to 8 carbon atoms. It indicates an alkyl group, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms.)

前記式(25)および前記式(34)で表させるエポキシ基の架橋に用いることができる下記式(37)で表されるジアミンは、特に限定されないが、例えば、ジアミノメタン、尿素、チオ尿素、1,2−ジアミノエタン、1,2−ビス(メチルアミノ)エタン、N−メチルメチレンジアミン、1,3−ジアミノプロパン、1,2−ジアミノプロパン、1,2−ジアミノ−2−メチルプロパン、1,4−ジアミノブタン、1,4−ビス(メチルアミノ)−2−ブテン、1,6−ジアミヘキサン、1,8−ジメチルオクタン、N,N−ビス(2−アミノエチル)メチルアミン、1,3−ジアミノシクロヘキサン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、3−アミノピロリジン、4,4’−メチレンビス(2−メチルシクロヘキシルアミン)、ビス(アミノメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、1,3−フェニレンジアミン、1,4−フェニレンジアミン、1,2,4−トリアミノベンゼン、N,N’−ジフェニル−1,4−フェニレンジアミン、2−クロロ−1,4−フェニレンジアミン、2,7−ジアミノフルオレン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルビフェニル、3,3’,4,4’−テトラアミノビフェニル、1,5−ジアミノナフタレン、2,6−ジアミノアントラキノン、1,6−ジアミノピレン、1,8−ジアミノピレン、3−(アミノメチル)ベンジルアミン、4−(アミノメチル)ベンジルアミン等が挙げられる。 The amine represented by the following formula (37) that can be used for cross-linking the epoxy group represented by the formula (25) and the formula (34) is not particularly limited, but for example, diaminomethane, urea, thiourea, and the like. 1,2-diaminoethane, 1,2-bis (methylamino) ethane, N-methylmethylenediamine, 1,3-diaminopropane, 1,2-diaminopropane, 1,2-diamino-2-methylpropane, 1, , 4-Diaminobutane, 1,4-bis (methylamino) -2-butene, 1,6-diamihexane, 1,8-dimethyloctane, N, N-bis (2-aminoethyl) methylamine, 1,3 −Diaminocyclohexane, 1,4-diaminocyclohexane, 3-aminopyrrolidin, 4,4′-methylenebis (2-methylcyclohexylamine), bis (aminomethyl) bicyclo [2.2.1] heptane, 1,3-phenylene Diamine, 1,4-phenylenediamine, 1,2,4-triaminobenzene, N, N'-diphenyl-1,4-phenylenediamine, 2-chloro-1,4-phenylenediamine, 2,7-diaminofluorene , 4,4'-Diaminodiphenylmethane, 4,4'-diamino-3,3'-dimethylbiphenyl, 3,3', 4,4'-tetraaminobiphenyl, 1,5-diaminonaphthalene, 2,6-diamino Examples thereof include anthraquinone, 1,6-diaminopyrene, 1,8-diaminopyrene, 3- (aminomethyl) benzylamine, 4- (aminomethyl) benzylamine and the like.

9HR11NHR10 (37)
(式(37)において、R9およびR10は、それぞれ独立して水素原子、炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和アルキル基、炭素数3〜8の分岐鎖があっても良い飽和もしくは不飽和シクロアルキル基、炭素数6〜20のアリール基または炭素数7〜20のアラルキル基を示し、R11は、炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和アルキレン基、炭素数3〜20の分岐があっても良い飽和もしくは不飽和シクロアルキレン基、炭素数6〜20のアリーレン基、炭素数7〜20のアラルキレン基または炭素数6〜24のポリフェニレン基を示し、いずれのR11は、硫黄原子、酸素原子、窒素原子、ハロゲン原子ならびにそれを含む原子数1〜10個からなる置換基で置換されていても良い。)
R 9 HR 11 NHR 10 (37)
(In the formula (37), R 9 and R 10 each independently have a hydrogen atom, a linear or unsaturated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and a branched chain having 3 to 8 carbon atoms. Saturated or unsaturated cycloalkyl groups may be represented, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms or an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, where R 11 is a saturated or unsaturated linear or branched chain having 1 to 20 carbon atoms. Saturated alkylene group, saturated or unsaturated cycloalkylene group which may have branching of 3 to 20 carbon atoms, arylene group of 6 to 20 carbon atoms, aralkylene group of 7 to 20 carbon atoms or polyphenylene group of 6 to 24 carbon atoms. R 11 may be substituted with a sulfur atom, an oxygen atom, a nitrogen atom, a halogen atom and a substituent consisting of 1 to 10 atoms containing the same.)

前記式(30)で表される反応の場合には、酸化剤を併用することができ、例えば塩基性条件下で臭素やヨウ素を用いる等、ジスルフィド生成反応を促進する公知の酸化剤を用いることができる。 In the case of the reaction represented by the above formula (30), an oxidizing agent can be used in combination, and a known oxidizing agent that promotes the disulfide formation reaction, for example, using bromine or iodine under basic conditions, is used. Can be done.

層間での架橋反応を加熱より行う場合には、反応温度は特に制限されることはなく、適宜選択すれば良いが、例えば0〜200℃が好ましく、25〜180℃がより好ましく、40〜170℃がさらに好ましい。このとき、架橋の容易性やコストの観点から、適宜、熱重合開始剤を反応系に含有することが好ましい。 When the cross-linking reaction between layers is carried out by heating, the reaction temperature is not particularly limited and may be appropriately selected. For example, 0 to 200 ° C. is preferable, 25 to 180 ° C. is more preferable, and 40 to 170 ° C. is preferable. ℃ is more preferable. At this time, from the viewpoint of ease of crosslinking and cost, it is preferable to appropriately contain a thermal polymerization initiator in the reaction system.

層間での架橋反応を、活性エネルギー線を照射して行うための活性エネルギー線としては、紫外線、可視光線および電子線等が挙げられる。活性エネルギー線として紫外線または可視光線を使用する場合は、架橋の容易性やコストの観点から、光重合開始剤を含有することが好ましい。 Examples of the active energy ray for irradiating the active energy ray to carry out the cross-linking reaction between the layers include ultraviolet rays, visible light, and electron beam. When ultraviolet rays or visible rays are used as the active energy rays, it is preferable to contain a photopolymerization initiator from the viewpoint of ease of crosslinking and cost.

紫外線照射装置としては、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、紫外線無電極ランプおよび紫外線発光ダイオード(UV−LED)等が挙げられる。
照射エネルギーは、活性エネルギー線の種類や配合組成に応じて適宜設定すれば良く、反応系の厚みや照度等により異なるが、例えば、高圧水銀ランプを使用する場合、UV−A領域の照射エネルギーで例えば5〜10,000mJ/cm2が好ましい。また、UV−LEDを使用する場合、その発光ピーク波長は350〜420nmであるものが好ましく、照射エネルギーで例えば5〜10,000mJ/cm2が好ましい。
Examples of the ultraviolet irradiation device include a high-pressure mercury lamp, a metal halide lamp, an ultraviolet electrodeless lamp, and an ultraviolet light emitting diode (UV-LED).
The irradiation energy may be appropriately set according to the type of active energy ray and the compounding composition, and varies depending on the thickness and illuminance of the reaction system. For example, when a high-pressure mercury lamp is used, the irradiation energy in the UV-A region is used. For example, 5 to 10,000 mJ / cm 2 is preferable. When a UV-LED is used, its emission peak wavelength is preferably 350 to 420 nm, and the irradiation energy is preferably 5 to 10,000 mJ / cm 2 .

活性エネルギー線として電子線を使用する場合は、光重合開始剤を含有させず、電子線により硬化させることも可能であるが、硬化性を改善させるため必要に応じて少量配合することもできる。
電子線照射装置としては種々の装置が使用でき、例えば、コッククロフト・ワルトン型、バンデグラーフ型および共振変圧器型の装置等が挙げられる。
電子線の吸収線量としては、例えば1〜1000kGyが好ましい。
電子線照射雰囲気の酸素濃度としては、500ppm以下が好ましく、より好ましくは300ppm以下である。
When an electron beam is used as the active energy ray, it can be cured by an electron beam without containing a photopolymerization initiator, but it can also be added in a small amount if necessary in order to improve the curability.
Various devices can be used as the electron beam irradiation device, and examples thereof include Cockcroft-Walton type, Van de Graaff type, and resonant transformer type devices.
The absorbed dose of the electron beam is preferably 1 to 1000 kGy, for example.
The oxygen concentration in the electron beam irradiation atmosphere is preferably 500 ppm or less, more preferably 300 ppm or less.

層間での架橋反応を行う場合には、反応溶媒を用いることができる。このような溶媒は特に制限されることはなく、適宜選択すれば良いが、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−2−プロパノール、2−メチル−1−プロパノール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、1−ヘキサノールおよび2−ヘキサノールなどのアルコール類、アセトニトリルなどのニトリル類、テトラヒドロフランなどのエーテル類、アセトンおよびエチルメチルケトンなどのケトン類、N,N−ジメチルホルムアミドなどのアミド類、ジメチルスルホキシオドなどのスルホキシド類、ヘキサンなどのアルカン類、ベンゼンおよびトルエンなどの芳香族類、酢酸エチルなどのエステル類、クロロホルムおよびジクロロメタンなどのハロゲン系炭化水素類などが挙げられ、これらの中でも、アルコール類や非プロトン性極性溶媒であるエーテル類、ニトリル類およびケトン類が好ましい。
より好ましくは、非プロトン性極性溶媒または第2級もしくは第3級アルコールであり、沸点が80℃以上のものが好ましく、より好ましくは90℃以上であり、さらに好ましくは100℃以上である。
A reaction solvent can be used when carrying out a cross-linking reaction between layers. Such a solvent is not particularly limited and may be appropriately selected, but methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-propanol, 2-butanol, 2-methyl-2-propanol, 2- Alcohols such as methyl-1-propanol, 1-methoxy-2-propanol, 1-pentanol, 2-pentanol, 1-hexanol and 2-hexanol, nitriles such as acetonitrile, ethers such as tetrahydrofuran, acetone and Ketones such as ethyl methyl ketone, amides such as N, N-dimethylformamide, sulfoxides such as dimethyl sulfoxide, alkanes such as hexane, aromatics such as benzene and toluene, esters such as ethyl acetate, Halogen-based hydrocarbons such as chloroform and dichloromethane can be mentioned, and among these, alcohols and ethers, nitriles and ketones which are aprotonic polar solvents are preferable.
More preferably, it is an aprotic polar solvent or a secondary or tertiary alcohol having a boiling point of 80 ° C. or higher, more preferably 90 ° C. or higher, still more preferably 100 ° C. or higher.

非プロトン性極性溶媒としては、特に限定されないが、アセトニトリルおよびプロピオニトリルなどのニトリル類、テトラヒドロフランなどのエーテル類、アセトン、エチルメチルケトン、ジエチルケトンおよびメチレンイソプロピルケトンなどのケトン類、N,N−ジメチルホルムアミドなどのアミド類、ジメチルスルホキシオドなどのスルホキシド類が挙げられる。 The aprotonic polar solvent is not particularly limited, but is limited to nitriles such as acetonitrile and propionitrile, ethers such as tetrahydrofuran, ketones such as acetone, ethylmethyl ketone, diethyl ketone and methylene isopropyl ketone, N, N-. Examples thereof include amides such as dimethylformamide and sulfoxides such as dimethylsulfoxide.

また、第2級もしくは第3級アルコールとしては、特に限定されないが、2−プロパノール、2−ブタノール、1−メトキシ−2−プロパノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、2−ヘキサノール、3−ヘキサノール、1−エトキシ−2−プロパノール、1−プロポキシ−2−プロパノール、1−ブトキシ−2−プロパノール、2−メチル−2−プロパノールおよびフェノールなどの芳香族アルコール類などが挙げられる。
これらの中でも、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、メチルイソプロピルケトン、2−プロパノール、2−ブタノール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール、1−プロポキシ−2−プロパノールおよび1−ブトキシ−2−プロパノールが好ましく、2−ブタノール、1−メトキシ−2−プロパノールおよび1−ブトキシ−2−プロパノールがさらに好ましい。
The secondary or tertiary alcohol is not particularly limited, but 2-propanol, 2-butanol, 1-methoxy-2-propanol, 2-pentanol, 3-pentanol, 2-hexanol, 3-. Examples include aromatic alcohols such as hexanol, 1-ethoxy-2-propanol, 1-propanol-2-propanol, 1-butoxy-2-propanol, 2-methyl-2-propanol and phenol.
Among these, acetonitrile, tetrahydrofuran, methyl isopropyl ketone, 2-propanol, 2-butanol, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, 1-propanol-2-propanol and 1-butoxy-2- Propanol is preferred, with 2-butanol, 1-methoxy-2-propanol and 1-butoxy-2-propanol being even more preferred.

層間での架橋反応における反応濃度は特に制限されることはなく、適宜選択すれば良いが、例えば層間修飾層状無機化合物の質量%として、1〜50質量%が好ましく、3〜40質量%がより好ましく、5〜30質量%がさらに好ましい。 The reaction concentration in the cross-linking reaction between layers is not particularly limited and may be appropriately selected. For example, the mass% of the interlayer-modified layered inorganic compound is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 3 to 40% by mass. It is preferable, and more preferably 5 to 30% by mass.

また、本発明の層間架橋型層状無機化合物の層間は、有機無機複合架橋構造に加えて任意の官能基や修飾基が存在しても良い。例えば、ナトリウム、カリウム、カルシウム等の交換性金属カチオンが存在してもよく、アルキルアンモニウムやアルキルホスホニウム等の有機オニウム基で修飾されていてもよく、層状無機化合物由来の水酸基が存在していてもよく、該水酸基がメトキシ基等のアルコキシ基により封止・変換されていてもよく、アルキルシリル基、アリールシリル基、アラルキルシリル基および未架橋のシランカップリング剤由来の基等の有機シリル基、チタン、アルミニウムおよびジルコニウム等の金属を含む有機無機複合修飾基で修飾されていても良い。 Further, any functional group or modifying group may be present between the layers of the interlayer crosslinked type layered inorganic compound of the present invention in addition to the organic-inorganic composite crosslinked structure. For example, an exchangeable metal cation such as sodium, potassium or calcium may be present, may be modified with an organic onium group such as alkylammonium or alkylphosphonium, or a hydroxyl group derived from a layered inorganic compound may be present. Often, the hydroxyl group may be sealed and converted with an alkoxy group such as a methoxy group, and an organic silyl group such as an alkylsilyl group, an arylsilyl group, an aralkylsilyl group and a group derived from an uncrosslinked silane coupling agent, It may be modified with an organic-inorganic composite modifying group containing a metal such as titanium, aluminum and zirconium.

前記の層間に存在する有機無機複合架橋構造以外の任意の官能基や修飾基を層間に導入する時期は、架橋構造を構築するためのカップリング剤による層間修飾の前でも後でも同時でも良く、また、層間に導入されたカップリング剤由来の架橋性官能基の層間架橋反応の前でも後でも良く、各種官能基、修飾基およびカップリング剤の反応性等を考慮して、任意に選択することができる。 The time for introducing any functional group or modifying group other than the organic-inorganic composite crosslinked structure existing between the above layers may be before, after, or at the same time as the interlayer modification with the coupling agent for constructing the crosslinked structure. Further, it may be before or after the interlayer cross-linking reaction of the cross-linking functional group derived from the coupling agent introduced between the layers, and it may be arbitrarily selected in consideration of the reactivity of various functional groups, modifying groups and the coupling agent. be able to.

2つ以上の加水分解性金属部位を有する有機無機複合架橋剤を用いて層状無機化合物の層間に共有結合を介して架橋構造を導入する場合には、上述の前駆体に対し、カップリング剤の代わりに同様にして有機無機複合架橋剤を反応させれば良い。 When a cross-linked structure is introduced between layers of a layered inorganic compound via a covalent bond using an organic-inorganic composite cross-linking agent having two or more hydrolyzable metal sites, the coupling agent is used with respect to the above-mentioned precursor. Instead, the organic-inorganic composite cross-linking agent may be reacted in the same manner.

2つ以上の加水分解性金属部位を有する有機無機複合架橋剤は特に制限はなく、例えば1,4−ビス(トリエトキシシリル)ベンゼン、1,6−ビス(トリメトキシシリル)ヘキサンなどが挙げられる。 The organic-inorganic composite cross-linking agent having two or more hydrolyzable metal moieties is not particularly limited, and examples thereof include 1,4-bis (triethoxysilyl) benzene and 1,6-bis (trimethoxysilyl) hexane. ..

次に、前記式(2)で表される有機無機複合基を有する層間修飾層状無機化合物について説明する。
前記式(2)において、Mは層状無機化合物由来の酸素原子と共有結合を生成できる金属であり、その共有結合が加水分解等の分解反応を起こしにくく、入手も容易であることから、Si(ケイ素)、Al(アルミニウム)、Ti(チタン)およびZr(ジルコニウム)のいずれかであり、様々な相互作用基を導入するために入手が容易なSiが好ましい。
Next, an interlayer-modified layered inorganic compound having an organic-inorganic composite group represented by the formula (2) will be described.
In the above formula (2), M is a metal capable of forming a covalent bond with an oxygen atom derived from a layered inorganic compound, and the covalent bond is unlikely to cause a decomposition reaction such as hydrolysis and is easily available. Si is preferred because it is any of silicon), Al (aluminum), Ti (titanium) and Zr (zyrosine) and is readily available for introducing various interacting groups.

層状無機化合物と共有結合を介して層間に導入された前記式(2)で表される有機無機複合基において、該有機無機複合基と層状無機化合物とが複数の共有結合を介して結合していることが、層間を繋ぐ結合の化学的安定性の観点からより好ましく、前記式(2)におけるMが、Si、TiおよびZrの場合には、nは1または2がより好ましく、Alの場合には、nは1がより好ましく、いずれの場合も、Zの少なくとも1つは層状無機化合物由来の酸素原子を含むことがより好ましい。また互いに近傍の有機無機複合基同士のZが加水分解・縮合してM−O−M結合を生成しても良い。 In the organic-inorganic composite group represented by the formula (2) introduced between layers via a covalent bond with a layered inorganic compound, the organic-inorganic composite group and the layered inorganic compound are bonded via a plurality of covalent bonds. It is more preferable from the viewpoint of the chemical stability of the bond connecting the layers, and when M in the above formula (2) is Si, Ti and Zr, n is more preferably 1 or 2, and when Al. In any case, n is more preferably 1, and in any case, at least one of Z is more preferably containing an oxygen atom derived from a layered inorganic compound. Further, Z of organic-inorganic composite groups in the vicinity of each other may be hydrolyzed and condensed to form an MOM bond.

前記有機無機複合基において、ゲスト化合物との相互作用を適切に設計することが出来ることから、飽和または不飽和の脂肪族基、芳香族基、複素環構造基、水素結合生成基、配位結合生成基およびイオン結合生成基のいずれかを含むことが好ましい。これによって、ゲスト化合物との非共有結合性相互作用(例えば、ファンデルワールス力、π―π相互作用、疎水性相互作用、水素結合、配位結合、イオン結合等)を適切に調節して付与することができ、任意の化合物を層間に挿入し、目的に合わせて徐放化することができる。 Since the interaction with the guest compound can be appropriately designed in the organic-inorganic composite group, a saturated or unsaturated aliphatic group, an aromatic group, a heterocyclic structural group, a hydrogen bond forming group, and a coordination bond can be appropriately designed. It preferably contains either a producing group or an ionic bond generating group. As a result, non-covalent interactions with guest compounds (for example, van der Waals force, π-π interaction, hydrophobic interaction, hydrogen bond, coordination bond, ionic bond, etc.) are appropriately adjusted and imparted. Any compound can be inserted between layers and sustained-release according to the purpose.

前記非共有結合性相互作用基としては、特に制限はなく、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、デシル基、ドデシル基、オクタデシル基、メチレン基、プロピレン基、シクロヘキシル基、ビニル基、アリル基等の飽和または不飽和の脂肪族基、スチリル基、フェニル基、ナフチル基、フェニレン基等の芳香族基、ピリジニル基、ピペリジニル基、ピロジニル基、ピリミジニル基、イミダゾリル基等のアゾール基、エポキシ基、オキセタニル基、テトラヒドロフリル基、テトラヒドロチオフェニル基、ジオキサニル基、モルホリニル基、チアジニル基、インドール基、核酸塩基等の複素環構造基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、アセチル基、ベンゾイル基、ベンジル基、水酸基、チオール基、アルデヒド基、カルボキシル基、カルボン酸メチル基、リン酸基、リン酸エチル基、スルホン酸基、スルホン酸メチル基、アミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、イソシアヌレート基、ウレイド基、イソシアナート基等の水素結合および配位結合生成基、エチルアンモニウム基、ジメチルアンモニウム基およびトリメチルアンモニウム基のイオン結合生成基等が挙げられ、入手のし易さからメチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ヘキシル基、デシル基、オクタデシル基、メチレン基、プロピレン基、シクロヘキシル基、ビニル基、アリル基、スチリル基、フェニル基、フェニレン基、エポキシ基、オキセタニル基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、アセチル基、ベンゾイル基、ベンジル基、水酸基、チオール基、カルボキシル基、アミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、トリメチルアンモニウム基、イソシアヌレート基、ウレイド基およびイソシアナート基が好ましい。
これらの非共有結合性相互作用基は層間で架橋反応によって架橋構造を生成していても良い。
The non-covalent interacting group is not particularly limited, and for example, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, a t-butyl group, an n-hexyl group, an n-octyl group, a decyl group, and the like. Saturated or unsaturated aliphatic groups such as dodecyl group, octadecyl group, methylene group, propylene group, cyclohexyl group, vinyl group and allyl group, aromatic groups such as styryl group, phenyl group, naphthyl group and phenylene group, pyridinyl group. , Piperidinyl group, pyrodinyl group, pyrimidinyl group, imidazolyl group and other azole groups, epoxy group, oxetanyl group, tetrahydrofuryl group, tetrahydrothiophenyl group, dioxanyl group, morpholinyl group, thiazinyl group, indol group, nucleic acid base and other heterocycles. Structural group, acryloxy group, methacryloxy group, acetyl group, benzoyl group, benzyl group, hydroxyl group, thiol group, aldehyde group, carboxyl group, methyl carboxylate group, phosphate group, ethyl phosphate group, sulfonic acid group, methyl sulfonate group Group, amino group, methylamino group, dimethylamino group, isocyanurate group, ureido group, isocyanato group and other hydrogen bond and coordination bond generation groups, ethylammonium group, dimethylammonium group and trimethylammonium group ion bond generation group Etc., and because of their availability, methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-hexyl group, decyl group, octadecyl group, methylene group, propylene group, cyclohexyl group, vinyl group, allyl group, styryl group , Phenyl group, phenylene group, epoxy group, oxetanyl group, acryloxy group, metharoxy group, acetyl group, benzoyl group, benzyl group, hydroxyl group, thiol group, carboxyl group, amino group, methylamino group, dimethylamino group, trimethylammonium group , Isocyanurate group, ureido group and isocyanato group are preferable.
These non-covalent interacting groups may form a crosslinked structure by a crosslinking reaction between layers.

次に、本発明における層間修飾層状無機化合物について、製造方法に沿って詳しく説明する。
なお、層状無機化合物から、層間を広げた層状無機化合物であるシリル化等を行う前駆体の製造方法は、上記段落0047〜0064に記載の方法と同じである。
Next, the interlayer-modified layered inorganic compound in the present invention will be described in detail along with the production method.
The method for producing a precursor from a layered inorganic compound, which is a layered inorganic compound having wide layers, such as silylation, is the same as the method described in paragraphs 0047 to 0064 above.

次に、前記前駆体の水酸基およびオニウム基の対アニオン(アルコキシラート)の全部または一部を、例えば、下記式(38)で表されるシリル化剤等の有機無機複合修飾剤で層間修飾反応させて、層間に共有結合を介して前記式(2)で表される有機無機複合基を有する層間修飾層状無機化合物を製造する。 Next, all or part of the counter anion (alkoxylate) of the hydroxyl group and the onium group of the precursor is subjected to an interlayer modification reaction with an organic-inorganic composite modifier such as a silylating agent represented by the following formula (38). Then, an interlayer-modified layered inorganic compound having an organic-inorganic composite group represented by the above formula (2) is produced through a covalent bond between the layers.

前記式(2)で表される有機無機複合基を、層間に導入するための修飾剤は、同一分子内に、加水分解性基と機能性化合物と相互作用し得る官能基を有する有機無機複合修飾剤であればよく、例えば、シランカップリング剤を含むシリル化剤、チタン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤およびジルコニウム系カップリング剤などが挙げられ、好ましくは下記式(38)で表される化合物である。 The modifier for introducing the organic-inorganic composite group represented by the formula (2) between layers is an organic-inorganic composite having a hydrolyzable group and a functional group capable of interacting with a functional compound in the same molecule. Any modifier may be used, and examples thereof include a silylating agent containing a silane coupling agent, a titanium-based coupling agent, an aluminum-based coupling agent, a zirconium-based coupling agent, and the like, preferably represented by the following formula (38). It is a compound to be used.

nMDy-n (38)
(式(38)において、Rは、炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和アルキル基、炭素数3〜8の分岐鎖があっても良い飽和もしくは不飽和シクロアルキル基、炭素数6〜20のアリール基または炭素数7〜20のアラルキル基を示し、それぞれビニル基、エポキシ基、オキセタニル基、エーテル基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、水酸基、アミノ基、炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和のモノもしくはジアルキルアミノ基、炭素数1〜20のモノもしくはジアリールアミノ基、炭素数1〜20のモノもしくはジアラルキルアミノ基、第1級、第2級、第3級もしくは第4級アンモニウム基、チオール基、イソシアヌレート基、ウレイド基、イソシアナート基、カルボニル基、アルデヒド基、カルボキシル基、カルボン酸エステル基、リン酸基、リン酸エステル基、スルホン酸基、スルホン酸エステル基またはハロゲン原子で置換されていても良く、Mは、Si、Al、TiまたはZrを示し、Dは、水素原子、炭素数1〜8の飽和もしくは不飽和アルキルオキシ基、炭素数3〜8の分岐鎖があっても良い飽和もしくは不飽和シクロアルキルオキシ基、トリメチルシリルオキシ基、ジメチルシリルオキシ基、炭素数1〜8の分岐鎖があっても良い飽和もしくは不飽和ヘテロシクロアルキルオキシ基、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基、炭素数1〜6の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和のアルキルアミノ基、炭素数1〜6の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和のジアルキルアミノ基を示し、MはSi、Al、TiまたはZrを示し、MがSi、TiまたはZrのいずれかの場合には、それに対応するyは4で、かつnは1〜3の整数であり、MがAlの場合には、それに対応するyは3で、かつnは1または2であり、nが2または3の場合には、Rは同一でも異なっても良い。)
R n MD yn (38)
(In the formula (38), R is a saturated or unsaturated alkyl group having a linear or branched chain having 1 to 20 carbon atoms, a saturated or unsaturated cycloalkyl group having a branched chain having 3 to 8 carbon atoms, and the like. It represents an aryl group having 6 to 20 carbon atoms or an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, and has a vinyl group, an epoxy group, an oxetanyl group, an ether group, an acryloxy group, a methacryloxy group, a hydroxyl group, an amino group and 1 to 20 carbon atoms, respectively. Saturated or unsaturated mono or dialkylamino groups of linear or branched chains, mono or diarylamino groups with 1 to 20 carbon atoms, mono or dialalkylamino groups with 1 to 20 carbon atoms, primary and secondary, Tertiary or quaternary ammonium group, thiol group, isocyanurate group, ureido group, isocyanato group, carbonyl group, aldehyde group, carboxyl group, carboxylic acid ester group, phosphoric acid group, phosphoric acid ester group, sulfonic acid group , Sulphonic acid ester group or halogen atom may be substituted, M represents Si, Al, Ti or Zr, D is a hydrogen atom, a saturated or unsaturated alkyloxy group having 1 to 8 carbon atoms, carbon. Saturated or unsaturated cycloalkyloxy group may have 3 to 8 branched chains, trimethylsilyloxy group, dimethylsilyloxy group, saturated or unsaturated heterocycloalkyl may have 1 to 8 branched chains Oxy group, halogen atom, hydroxyl group, amino group, saturated or unsaturated alkylamino group of linear or branched chain with 1 to 6 carbon atoms, saturated or unsaturated dialkyl of linear or branched chain with 1 to 6 carbon atoms It represents an amino group, M represents Si, Al, Ti or Zr, and when M is any of Si, Ti or Zr, the corresponding y is 4 and n is an integer of 1-3. , When M is Al, the corresponding y is 3, and n is 1 or 2, and when n is 2 or 3, R may be the same or different.)

前記式(38)で表される有機無機複合修飾剤において、Rで表される官能基が適切な保護基で保護されていても良い。
前記有機無機複合修飾剤の中でも種類の豊富さ、入手、取扱いおよび加水分解反応制御の容易さから、MがSiであるシリル化剤がより好ましい。
In the organic-inorganic composite modifier represented by the formula (38), the functional group represented by R may be protected by an appropriate protecting group.
Among the organic-inorganic composite modifiers, a silylating agent having M as Si is more preferable because of its abundance of types, availability, handling, and ease of controlling hydrolysis reaction.

シリル化剤の中でも、加水分解性基は、塩化水素などの酸を副生しないために官能基に対して副反応をする恐れが極めて低く、反応装置の腐食を起こさず、副生した酸の廃棄処理も必要としないアルコキシシランであることが好ましく、シリル化反応性に優れるメトキシ基、エトキシ基およびプロポキシ基のものがより好ましく、メトキシ基およびエトキシ基のものが特に好ましい。 Among the silylating agents, the hydrolyzable group has an extremely low risk of causing a side reaction with the functional group because it does not by-produce an acid such as hydrogen chloride, does not corrode the reactor, and is a by-product of the acid. It is preferably an alkoxysilane that does not require a disposal treatment, more preferably a methoxy group, an ethoxy group and a propoxy group having excellent silylation reactivity, and particularly preferably a methoxy group and an ethoxy group.

前記シリル化剤は特に限定されないが、アルコキシシラン類としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ジビニルジメトキシシラン、トリビニルメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルジメチルメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルジメチルメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(ビニルベンジル)−2−アミノエチル−3−アミノプロピルトリメトキシシランの塩酸塩、トリス−(トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート、3−ウレイドプロピルトリアルコキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、8−グリシドキシオクチルトリメトキシシラン、8−メタクリロキシオクチルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−8−アミノオクチルトリメトキシシラン、7−オクテニルトリメトキシシラン、4−(トリメトキシシリル)酪酸、4−(トリメトキシシリル)酪酸1,1−ジメチルエチル、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ウンデシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、テトラデシルトリメトキシシラン、ヘキサデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、メトキシトリメチルシラン、ジメトキシジメチルシラン、トリメトキシメチルシランおよびトリエトキシシランなどが挙げられる。 The silylating agent is not particularly limited, and examples of the alkoxysilanes include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, divinyldimethoxysilane, trivinylmethoxysilane, and 2- (3,4-epylcyclohexyl) ethyltrimethoxy. Silane, 3-glycidoxypropyldimethylmethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltri Ethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyldimethylmethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-methacry Loxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, 3 -Aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N- (1,3-dimethyl-butylidene) propylamine, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N- ( Vinylbenzyl) -2-aminoethyl-3-aminopropyltrimethoxysilane hydrochloride, tris- (trimethoxysilylpropyl) isocyanurate, 3-ureidopropyltrialkoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercapto Propyltrimethoxysilane, 3-Ixionpropyltriethoxysilane, 8-glycidoxyoctyltrimethoxysilane, 8-methacryloxyoctyltrimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -8-aminooctyltrimethoxysilane, 7 − Octenyltrimethoxysilane, 4- (trimethoxysilyl) butyric acid, 4- (trimethoxysilyl) butyrate 1,1-dimethylethyl, methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, Dimethyldiethoxysilane, phenyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, hexyltriethoxysilane, Octyltriethoxysilane, decyltrimethoxysilane, undecyltrimethoxysilane, dodecyltrimethoxysilane, tetradecyltrimethoxysilane, hexadecyltrimethoxysilane, octadecyltrimethoxysilane, trifluoropropyltrimethoxysilane, methoxytrimethylsilane, dimethoxy Examples thereof include dimethylsilane, trimethoxymethylsilane and triethoxysilane.

また、アルコキシシラン類以外のシリル化剤も使用することができる。例えば、ヘキサメチルジシラザン、クロロトリメチルシラン、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシリルトリフルオロメタンスルホネート、トリエチルクロロシラン、ターシャリーブチルジメチルクロロシラン、クロロトリイソプロピルシラン、1,3−ジクロロ−1,1,3,3−テトライソプロピルジシロキサン、クロロメチルトリメチルシラン、トリエチルシラン、アリルトリメチルシラン、3−メタクリロキシプロピルトリクロロシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジクロロシシラン、トリス(N,N−ジメチルアミノ)メチルシラン、ビス(N,N−ジメチルアミノ)ジメチルシランおよび(N,N−ジメチルアミノ)トリメチルシランなどが挙げられる。
これらのシリル化剤において、加水分解性基が一分子中に複数存在する場合には、アルコキシ基、ハロゲン原子、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基などの加水分解性基が単一で存在しても、複数のものが混在しても良い。
In addition, silylating agents other than alkoxysilanes can also be used. For example, hexamethyldisilazane, chlorotrimethylsilane, hexamethyldisilazane, trimethylsilyltrifluoromethanesulfonate, triethylchlorosilane, tertiarybutyldimethylchlorosilane, chlorotriisopropylsilane, 1,3-dichloro-1,1,3,3-tetra. Isopropyldisiloxane, chloromethyltrimethylsilane, triethylsilane, allyltrimethylsilane, 3-methacryloxypropyltrichlorosilane, 3-methacryloxypropylmethyldichlorosisilane, tris (N, N-dimethylamino) methylsilane, bis (N, N) -Dimethylamino) dimethylsilane and (N, N-dimethylamino) trimethylsilane and the like.
In these silylating agents, when a plurality of hydrolyzable groups are present in one molecule, even if a single hydrolyzable group such as an alkoxy group, a halogen atom, an alkylamino group or a dialkylamino group is present. , Multiple things may be mixed.

また、前記シリル化剤の代わりに同様にチタン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤およびジルコニウム系カップリング剤などを使用することができる。 Further, instead of the silylating agent, a titanium-based coupling agent, an aluminum-based coupling agent, a zirconium-based coupling agent, or the like can be used in the same manner.

前記シリル化剤との反応に使用する有機溶媒は、特に限定されないが、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−2−プロパノール、2−メチル−1−プロパノール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、1−ヘキサノールおよび2−ヘキサノールなどのアルコール類、アセトニトリルなどのニトリル類、テトラヒドロフランなどのエーテル類、アセトンおよびエチルメチルケトンなどのケトン類、N,N−ジメチルホルムアミドなどのアミド類、ジメチルスルホキシオドなどのスルホキシド類、ヘキサンなどのアルカン類、ベンゼンおよびトルエンなどの芳香族類、酢酸エチルなどのエステル類、クロロホルムおよびジクロロメタンなどのハロゲン系炭化水素類などが挙げられ、これらの中でも、アルコール類や非プロトン性極性溶媒であるエーテル類、ニトリル類およびケトン類が好ましい。
より好ましくは、非プロトン性極性溶媒または第2級もしくは第3級アルコールであり、沸点が80℃以上のものが好ましく、より好ましくは90℃以上であり、さらに好ましくは100℃以上である。
The organic solvent used for the reaction with the silylating agent is not particularly limited, but is methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 2-methyl-2-propanol, 2-methyl. Alcohols such as -1-propanol, 1-methoxy-2-propanol, 1-pentanol, 2-pentanol, 1-hexanol and 2-hexanol, nitriles such as acetonitrile, ethers such as tetrahydrofuran, acetone and ethyl Ketones such as methyl ketone, amides such as N, N-dimethylformamide, sulfoxides such as dimethyl sulfoxyode, alcohols such as hexane, aromatics such as benzene and toluene, esters such as ethyl acetate, chloroform And halogen-based hydrocarbons such as dichloromethane are mentioned, and among these, alcohols and ethers, nitriles and ketones which are aprotonic polar solvents are preferable.
More preferably, it is an aprotic polar solvent or a secondary or tertiary alcohol having a boiling point of 80 ° C. or higher, more preferably 90 ° C. or higher, still more preferably 100 ° C. or higher.

非プロトン性極性溶媒としては、アセトニトリルおよびプロピオニトリルなどのニトリル類、テトラヒドロフランなどのエーテル類、アセトン、エチルメチルケトン、ジエチルケトンおよびメチレンイソプロピルケトンなどのケトン類、N,N−ジメチルホルムアミドなどのアミド類、ジメチルスルホキシオドなどのスルホキシド類が挙げられる。 Examples of the aprotonic polar solvent include nitriles such as acetonitrile and propionitrile, ethers such as tetrahydrofuran, ketones such as acetone, ethylmethyl ketone, diethyl ketone and methylene isopropyl ketone, and amides such as N, N-dimethylformamide. Examples include sulfoxides such as dimethylsulfoxide.

また、第2級もしくは第3級アルコールとしては、特に限定されないが、2−プロパノール、2−ブタノール、1−メトキシ−2−プロパノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、2−ヘキサノール、3−ヘキサノール、1−エトキシ−2−プロパノール、1−プロポキシ−2−プロパノール、1−ブトキシ−2−プロパノール、2−メチル−2−プロパノールおよびフェノールなどの芳香族アルコール類などが挙げられる。
これらの中でも、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、メチルイソプロピルケトン、2−プロパノール、2−ブタノール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール、1−プロポキシ−2−プロパノールおよび1−ブトキシ−2−プロパノールが好ましく、2−ブタノール、1−メトキシ−2−プロパノールおよび1−ブトキシ−2−プロパノールがさらに好ましい。
The secondary or tertiary alcohol is not particularly limited, but 2-propanol, 2-butanol, 1-methoxy-2-propanol, 2-pentanol, 3-pentanol, 2-hexanol, 3-. Examples include aromatic alcohols such as hexanol, 1-ethoxy-2-propanol, 1-propanol-2-propanol, 1-butoxy-2-propanol, 2-methyl-2-propanol and phenol.
Among these, acetonitrile, tetrahydrofuran, methyl isopropyl ketone, 2-propanol, 2-butanol, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, 1-propanol-2-propanol and 1-butoxy-2- Propanol is preferred, with 2-butanol, 1-methoxy-2-propanol and 1-butoxy-2-propanol being even more preferred.

前記反応の有機溶媒として非プロトン性極性溶媒または第2級もしくは第3級アルコールを用いると、層状無機化合物に由来する水酸基およびアルコキシラートの副反応であるO−アルキル化反応が起こり難く、また、用いる有機溶媒の沸点が高いため、シリル化反応温度が上昇し、シリル化反応等の層間修飾反応が加速され、シリル化率等の層間修飾率が高くなると推論する。
さらに、第2級もしくは第3級アルコール類を用いると、後述するシリル化剤等の有機無機複合修飾剤の加水分解によるシラノール等の水酸基の副生やシランカップリング剤等のカップリング剤同士の縮合等の副反応が抑制されるため好ましい。これは、アルコール性水酸基による溶媒効果であると推論する。
When an aprotic polar solvent or a secondary or tertiary alcohol is used as the organic solvent for the reaction, the O-alkylation reaction, which is a side reaction of the hydroxyl group and the alkoxylate derived from the layered inorganic compound, is unlikely to occur, and the O-alkylation reaction is unlikely to occur. It is inferred that since the boiling point of the organic solvent used is high, the silylation reaction temperature rises, the interlayer modification reaction such as the silylation reaction is accelerated, and the interlayer modification rate such as the silylation rate increases.
Further, when secondary or tertiary alcohols are used, hydroxyl groups such as silanol are produced by hydrolysis of an organic-inorganic composite modifier such as a silylating agent described later, and coupling agents such as a silane coupling agent are used with each other. This is preferable because side reactions such as condensation are suppressed. It is inferred that this is the solvent effect due to the alcoholic hydroxyl group.

前記反応時、反応系に水を添加することが好ましい。添加する水としては、中性、酸性およびアルカリ性の何れでも良く、特に限定はないが、好ましくはイオン交換水、蒸留水、純水および超純水である。
水の添加量は、層状無機化合物の反応点である水酸基およびオニウム基の対アニオンであるアルコキシラートの合計量、すなわちイオン交換容量に対して0.05〜4.0モル倍であることが好ましく、0.1〜3.0モル倍であることが特に好ましい。
水の添加量が0.05モル倍未満であると添加効果が少なく、4.0モル倍を超えるとシランカップリング剤等のカップリング剤同士の加水分解・縮合等の副反応が進行する恐れがある。
During the reaction, it is preferable to add water to the reaction system. The water to be added may be neutral, acidic or alkaline, and is not particularly limited, but ion-exchanged water, distilled water, pure water and ultrapure water are preferable.
The amount of water added is preferably 0.05 to 4.0 mol times the total amount of the hydroxyl group, which is the reaction point of the layered inorganic compound, and the alkoxylate, which is the counter anion of the onium group, that is, the ion exchange capacity. , 0.1 to 3.0 mol times is particularly preferable.
If the amount of water added is less than 0.05 mol times, the addition effect is small, and if it exceeds 4.0 mol times, side reactions such as hydrolysis and condensation between coupling agents such as silane coupling agents may proceed. There is.

前記反応におけるシリル化剤等の有機無機複合修飾剤の量は、特に限定されないが、反応点である水酸基およびオニウム基の対アニオンであるアルコキシラートの合計量、すなわちイオン交換容量に対して、好ましくは0.1〜30モル倍であり、より好ましくは0.05〜20モル倍であり、さらに好ましくは1.0〜10モル倍である。
カップリング剤の使用量が0.1モル倍より少ないとシリル化反応速度が小さくなり、一方、30モル倍を超えると原料コストの面で工業的に不利である。
The amount of the organic-inorganic composite modifier such as the silylating agent in the reaction is not particularly limited, but is preferable with respect to the total amount of the hydroxyl group as the reaction point and the alkoxylate as the counter anion of the onium group, that is, the ion exchange capacity. Is 0.1 to 30 mol times, more preferably 0.05 to 20 mol times, still more preferably 1.0 to 10 mol times.
If the amount of the coupling agent used is less than 0.1 mol times, the silylation reaction rate becomes low, while if it exceeds 30 mol times, it is industrially disadvantageous in terms of raw material cost.

層状無機化合物の層間における反応点、すなわちイオン交換容量に対するシリル化率等の層間修飾率は、目的に応じて選択されるため、特に限定はないが、シリル化率等の層間修飾率が15モル%以上であることが好ましく、さらに、25モル%以上であることがより好ましい。
一方、シリル化率等の層間修飾率が200モル%を超えると、層状無機化合物の層間が有機無機複合修飾剤由来の成分で過剰に覆われる恐れがあり、好ましくない。
The reaction point between the layers of the layered inorganic compound, that is, the interlayer modification rate such as the silylation rate with respect to the ion exchange capacity is selected according to the purpose and is not particularly limited, but the interlayer modification rate such as the silylation rate is 15 mol. % Or more, and more preferably 25 mol% or more.
On the other hand, if the interlayer modification rate such as the silylation rate exceeds 200 mol%, the layers of the layered inorganic compound may be excessively covered with the components derived from the organic-inorganic composite modifier, which is not preferable.

前記層間修飾反応における反応温度は、特に限定されないが、好ましくは0〜200℃であり、より好ましくは50〜180℃であり、さらに好ましくは70〜170℃である。通常は、反応溶媒として使用する有機溶媒の沸点(加熱還流下)で反応させる。 The reaction temperature in the interlayer modification reaction is not particularly limited, but is preferably 0 to 200 ° C, more preferably 50 to 180 ° C, and even more preferably 70 to 170 ° C. Usually, the reaction is carried out at the boiling point (under heating / reflux) of the organic solvent used as the reaction solvent.

前記層間修飾反応で用いる有機溶剤の量は、特に限定されないが、原料として用いる層状無機化合物に対して、1〜30質量倍であり、より好ましくは、5〜25質量倍であり、さらに好ましくは10〜20質量倍である。 The amount of the organic solvent used in the interlayer modification reaction is not particularly limited, but is 1 to 30 times by mass, more preferably 5 to 25 times by mass, more preferably 5 to 25 times by mass, that of the layered inorganic compound used as a raw material. It is 10 to 20 times by mass.

本発明における有機無機複合修飾剤によるシリル化反応等の層間修飾反応は、触媒を使用してもしなくても良いが、塩化水素、ギ酸、酢酸およびシュウ酸等のカルボン酸、リン酸、硝酸、硫酸およびメタンスルホン酸等のスルホン酸類などの公知の酸、ならびにアンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムなどの公知の塩基を触媒として添加することができる。
その場合、添加する触媒の量は、特に限定はないが、反応点である水酸基およびオニウム基の対アニオンであるアルコキシラートの合計量、すなわちイオン交換容量に対して0.001〜1.0モル倍であることが好ましく、より好ましくは0.01〜0.1モル倍である。
The interlayer modification reaction such as the silylation reaction with the organic-inorganic composite modifier in the present invention may or may not use a catalyst, but carboxylic acids such as hydrogen chloride, formic acid, acetic acid and oxalic acid, phosphoric acid, nitrate, etc. Known acids such as sulfonic acids such as sulfuric acid and methanesulfonic acid, and known bases such as ammonia, trimethylamine, triethylamine, tetramethylammonium hydroxide, sodium hydroxide and potassium hydroxide can be added as catalysts.
In that case, the amount of the catalyst to be added is not particularly limited, but is 0.001 to 1.0 mol with respect to the total amount of the hydroxyl group as the reaction point and the alkoxylate as the counter anion of the onium group, that is, the ion exchange capacity. It is preferably double, more preferably 0.01 to 0.1 molar times.

前記シリル化反応等の層間修飾反応で得られる層間修飾層状無機化合物は、単離、洗浄後に乾燥することが好ましい。単離、洗浄および乾燥する方法は、特に限定されることはなく、層状無機化合物および無機微粒子を単離、洗浄および乾燥する公知の方法を使用することができ、例えば、前記前駆体における方法等を使用することができる。 The interlayer-modified layered inorganic compound obtained by the interlayer modification reaction such as the silylation reaction is preferably isolated, washed and then dried. The method for isolation, washing and drying is not particularly limited, and a known method for isolating, washing and drying layered inorganic compounds and inorganic fine particles can be used, for example, the method for the precursor and the like. Can be used.

前記式(2)で表される有機無機複合基に存在するZは、ゲスト化合物との相互作用に関与することもできる。例えば、水酸基であればゲスト化合物との水素結合を生成し、挿入と徐放に関与することができるし、Zの種類、例えば、水酸基、メトキシ基等や存在量によってゲスト化合物との相互作用の制御に関与することもできる。 Z present in the organic-inorganic composite group represented by the formula (2) can also participate in the interaction with the guest compound. For example, if it is a hydroxyl group, it can generate a hydrogen bond with a guest compound and participate in insertion and sustained release, and it can interact with a guest compound depending on the type of Z, for example, a hydroxyl group, a methoxy group, etc. It can also be involved in control.

また、本発明における層間修飾層状無機化合物の層間は、有機無機複合基に加えて任意の官能基や修飾基が存在しても良い。例えば、ナトリウム、カリウム、カルシウム等の交換性金属カチオンが存在してもよく、アルキルアンモニウムやアルキルホスホニウム等の有機オニウム基で修飾されていてもよく、層状無機化合物由来の水酸基が存在していてもよく、該水酸基がメトキシ基等のアルコキシ基により封止・変換されていても良い。これらの存在量によってゲスト化合物との相互作用の制御に関与することもできる。 Further, any functional group or modifying group may be present between the layers of the interlayer-modified layered inorganic compound in the present invention in addition to the organic-inorganic composite group. For example, exchangeable metal cations such as sodium, potassium and calcium may be present, modified with organic onium groups such as alkylammonium and alkylphosphonium, and hydroxyl groups derived from layered inorganic compounds may be present. Often, the hydroxyl group may be sealed / converted by an alkoxy group such as a methoxy group. These abundances can also be involved in controlling the interaction with guest compounds.

本発明における、前記式(1)または前記式(2)で表される有機無機複合基を有する層間修飾層状無機化合物に挿入され、徐放化される化合物(ゲスト化合物とも言う)に特に制限はなく、目的の用途に合わせて任意に選択することができるが、例えば、化合物内に炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和アルキル基、炭素数3〜8の分岐鎖があっても良い飽和もしくは不飽和シクロアルキル基、炭素数6〜20のアリール基または炭素数7〜20のアラルキル基を示し、それぞれビニル基、エポキシ基、オキセタニル基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、水酸基、アミノ基、炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和のモノもしくはジアルキルアミノ基、炭素数6〜20のモノもしくはジアリールアミノ基、炭素数7〜20のモノもしくはジアラルキルアミノ基、第1級、第2級、第3級もしくは第4級アンモニウム基、チオール基、イソシアヌレート基、ウレイド基、イソシアナート基、カルボニル基、アルデヒド基、カルボキシル基、カルボン酸エステル基、リン酸基、リン酸エステル基、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、ケトン基、エーテル基の官能基や酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子、ハロゲン原子等のヘテロ原子で置換されていても良く、種々の複素環構造基を有していても良い。 In the present invention, there are no particular restrictions on the compound (also referred to as guest compound) that is inserted into the interlayer-modified layered inorganic compound having an organic-inorganic composite group represented by the formula (1) or the formula (2) and slowly released. However, it can be arbitrarily selected according to the intended use, but for example, a linear or branched saturated or unsaturated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms and a branched chain having 3 to 8 carbon atoms are contained in the compound. Saturated or unsaturated cycloalkyl groups may be present, aryl groups having 6 to 20 carbon atoms or aralkyl groups having 7 to 20 carbon atoms are shown, and vinyl groups, epoxy groups, oxetanyl groups, acryloxy groups, metharoxy groups, hydroxyl groups, respectively. Amino group, saturated or unsaturated mono or dialkylamino group of linear or branched chain with 1 to 20 carbon atoms, mono or diarylamino group with 6 to 20 carbon atoms, mono or dialalkylamino group with 7 to 20 carbon atoms , Primary, secondary, tertiary or quaternary ammonium group, thiol group, isocyanurate group, ureido group, isocyanato group, carbonyl group, aldehyde group, carboxyl group, carboxylic acid ester group, phosphoric acid group , Phosphoric acid ester group, sulfonic acid group, sulfonic acid ester group, ketone group, ether group functional group or heteroatomic atom such as oxygen atom, nitrogen atom, sulfur atom, phosphorus atom, halogen atom, etc. It may have various heterocyclic structural groups.

これらの中でも有機無機複合基との相互作用を制御しやすいことから、飽和または不飽和の脂肪族基、芳香族基、複素環構造基、水素結合生成基、配位結合生成基またはイオン結合生成基のいずれかを含むものがより好ましく、特に制限はないが、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、デシル基、ドデシル基、オクタデシル基、メチレン基、プロピレン基、シクロヘキシル基、ビニル基、アリル基等の飽和または不飽和の脂肪族基、スチリル基、フェニル基、フェノール基、ナフチル基、フェニレン基等の芳香族基、ピリジニル基、ピペリジニル基、ピロジニル基、ピリミジニル基、ピラジニリル基、イミダゾリル基等のアゾール基、チアゾリニル基、チアゾール基、チアゾリノン基、イソチアゾリノン基、エポキシ基、オキセタニル基、テトラヒドロフリル基、テトラヒドロチオフェニル基、ジオキサニル基、モルホリニル基、チアジニル基、インドール基、核酸塩基等の複素環構造基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、アセチル基、ベンゾイル基、ベンジル基、水酸基、チオール基、アルデヒド基、カルボキシル基、カルボン酸メチル基、リン酸基、リン酸エチル基、スルホン酸基、スルホン酸メチル基、アミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、イソシアヌレート基、ウレイド基、イソシアナート基等の水素結合および配位結合生成基、エチルアンモニウム基、ジメチルアンモニウム基およびトリメチルアンモニウム基のイオン結合生成基等を含むものが挙げられる。これらの官能基は同一化合物内に組み合わせて存在しても良い。 Among these, since it is easy to control the interaction with the organic-inorganic composite group, a saturated or unsaturated aliphatic group, an aromatic group, a heterocyclic structural group, a hydrogen bond forming group, a coordination bond forming group or an ionic bond forming Those containing any of the groups are more preferable, and there is no particular limitation, but for example, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, a t-butyl group, an n-hexyl group, an n-octyl group, a decyl group, etc. Saturated or unsaturated aliphatic groups such as dodecyl group, octadecyl group, methylene group, propylene group, cyclohexyl group, vinyl group and allyl group, aromatic groups such as styryl group, phenyl group, phenol group, naphthyl group and phenylene group. , Azol groups such as pyridinyl group, piperidinyl group, pyrodinyl group, pyrimidinyl group, pyraziniryl group, imidazolyl group, thiazolinyl group, thiazole group, thiazolinone group, isothiazolinone group, epoxy group, oxetanyl group, tetrahydrofuryl group, tetrahydrothiophenyl group, Dioxanyl group, morpholinyl group, thiazinyl group, indol group, heterocyclic structural group such as nucleic acid base, acryloxy group, methacryloxy group, acetyl group, benzoyl group, benzyl group, hydroxyl group, thiol group, aldehyde group, carboxyl group, methyl carboxylate Hydrogen bond and coordination bond formation of groups, phosphate groups, ethyl phosphate groups, sulfonic acid groups, methyl sulfonate groups, amino groups, methylamino groups, dimethylamino groups, isocyanurate groups, ureido groups, isocyanato groups, etc. Examples thereof include those containing an ionic bond-forming group of a group, an ethylammonium group, a dimethylammonium group and a trimethylammonium group. These functional groups may be present in combination in the same compound.

前記化合物の分子量に特に制限はなく、目的の用途に合わせて任意に選択することができるが、層間への挿入が容易で、かつホスト−ゲスト複合剤構造が安定に保たれることから、その分子量は2,000以下が好ましく、1,000以下がより好ましく、500以下がさらに好ましい。 The molecular weight of the compound is not particularly limited and can be arbitrarily selected according to the intended use. However, since it is easy to insert into layers and the host-guest composite agent structure is kept stable, the compound is used. The molecular weight is preferably 2,000 or less, more preferably 1,000 or less, and even more preferably 500 or less.

層間修飾層状無機化合物の層間に、機能性化合物を挿入した徐放性複合剤の製造方法に特に制限はなく、例えば、溶媒の非存在下で、層間修飾層状無機化合物と化合物とを混合する方法や、化合物が可溶または不溶の溶媒の存在下で、層層間修飾層状無機化合物を混合する方法等が挙げられる。
化合物が気体もしくは液体の場合には、溶媒が非存在下で混合する方法が経済的であり好ましい。一方、化合物が高粘性の液体もしくは固体の場合には、化合物が可溶な溶媒の存在下、層間修飾層状無機化合物と混合する方法を用いると、化合物が効率的に層間に挿入するので好ましい。また、化合物が固体の場合には、その融点以上に加温して液体化させて層間修飾層状無機化合物と混合する方法は、溶媒を必要とせず、効率的である。
The method for producing a sustained-release composite agent in which a functional compound is inserted between layers of an interlayer-modified layered inorganic compound is not particularly limited. For example, a method of mixing an interlayer-modified layered inorganic compound and a compound in the absence of a solvent. Alternatively, a method of mixing the layer-interlayer modified layered inorganic compound in the presence of a solvent in which the compound is soluble or insoluble can be mentioned.
When the compound is a gas or a liquid, a method of mixing in the absence of a solvent is economical and preferable. On the other hand, when the compound is a highly viscous liquid or solid, it is preferable to use a method of mixing the compound with the interlayer-modified layered inorganic compound in the presence of a soluble solvent because the compound is efficiently inserted between the layers. When the compound is a solid, the method of heating it above its melting point to liquefy it and mixing it with the interlayer-modified layered inorganic compound is efficient because it does not require a solvent.

層間修飾層状無機化合物と化合物を混合する温度は、特に制限はなく、通常は0〜200℃の範囲であればよく、10〜150℃が好ましく、15〜100℃がより好ましい。 The temperature at which the interlayer-modified layered inorganic compound and the compound are mixed is not particularly limited, and is usually in the range of 0 to 200 ° C., preferably 10 to 150 ° C., more preferably 15 to 100 ° C.

徐放性複合剤を製造するときに用いる溶媒は、特に制限はなく、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−2−プロパノール、2−メチル−1−プロパノール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、1−ヘキサノールおよび2−ヘキサノールなどのアルコール類、アセトニトリルなどのニトリル類、テトラヒドロフランなどのエーテル類、アセトンおよびエチルメチルケトンなどのケトン類、N,N−ジメチルホルムアミドなどのアミド類、ジメチルスルホキシオドなどのスルホキシド類、ヘキサンなどのアルカン類、ベンゼンおよびトルエンなどの芳香族類、酢酸エチルなどのエステル類、クロロホルムおよびジクロロメタンなどのハロゲン系炭化水素類などが挙げられ、ゲスト化合物の溶解性やホスト化合物の層間修飾基の親水性や疎水性といった性質との兼ね合いで適切に選択すれば良い。 The solvent used for producing the sustained-release complex is not particularly limited, and methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 2-methyl-2-propanol, 2-methyl. Alcohols such as -1-propanol, 1-methoxy-2-propanol, 1-pentanol, 2-pentanol, 1-hexanol and 2-hexanol, nitriles such as acetonitrile, ethers such as tetrahydrofuran, acetone and ethyl Ketones such as methyl ketone, amides such as N, N-dimethylformamide, sulfoxides such as dimethyl sulfoxide, alcohols such as hexane, aromatics such as benzene and toluene, esters such as ethyl acetate, chloroform And halogen-based hydrocarbons such as dichloromethane may be mentioned, and may be appropriately selected in consideration of properties such as solubility of the guest compound and hydrophilicity and hydrophobicity of the interlayer modifying group of the host compound.

徐放性複合剤を製造するときのホスト化合物である層間修飾層状無機化合物と、ゲスト化合物である化合物の混合比は特に制限されず、目的に応じて任意に設定されるが、長期間に亘って徐放剤とする場合には、層状無機化合物の層間に挿入され得る化合物の最大量以上と混合することが望ましい。例えば、層間修飾層状無機化合物100部に対し、10部の機能性化合物を層間に挿入することができる場合には、10部以上と混合することが好ましい。 The mixing ratio of the interlayer-modified layered inorganic compound, which is a host compound when producing a sustained-release composite agent, and the compound, which is a guest compound, is not particularly limited and is arbitrarily set according to the purpose, but over a long period of time. When it is used as a sustained-release agent, it is desirable to mix it with the maximum amount or more of the compound that can be inserted between the layers of the layered inorganic compound. For example, when 10 parts of the functional compound can be inserted between layers with respect to 100 parts of the interlayer-modified layered inorganic compound, it is preferable to mix with 10 parts or more.

層間修飾層状無機化合物と化合物を混合して得られた徐放性複合剤は、そのまま徐放剤として用いることもできるし、過剰な化合物や溶媒を除去した後に徐放剤として用いることもできる。過剰な化合物や溶剤は、化合物が液体である場合や化合物の可溶性溶媒を併用した場合は、例えば、自然ろ過、減圧ろ過、加圧ろ過等の公知のろ過操作によりろ別して除去することができる。化合物が液体や昇華性のある固体の場合には風乾や加熱蒸発、減圧留去操作等により除去することもできる。化合物が固体で、溶媒を併用した場合には、不要な溶媒を風乾や加熱蒸発、減圧留去操作により除去することもできる。 The sustained-release composite agent obtained by mixing the interlayer-modified layered inorganic compound and the compound can be used as it is as a sustained-release compound, or can be used as a sustained-release agent after removing excess compounds and solvents. When the compound is a liquid or a soluble solvent of the compound is used in combination, the excess compound or solvent can be removed by filtration by a known filtration operation such as natural filtration, vacuum filtration, or pressure filtration. When the compound is a liquid or a sublimable solid, it can be removed by air drying, heating evaporation, vacuum distillation operation or the like. When the compound is a solid and a solvent is used in combination, unnecessary solvent can be removed by air drying, heat evaporation, or vacuum distillation operation.

本発明における層間修飾層状無機化合物と、前記層間修飾層状無機化合物の層間に挿入された化合物と、を含む徐放性複合剤の使用方法は特に制限はなく、例えば、当該複合剤をそのまま徐放剤として用いることもできるし、また、樹脂に混合して構造材料、コーティング剤、繊維、フィルム、シート、板、粒子、ブロック等として用いることもでき、さらに、溶媒や重合性モノマー等に分散させて塗料として用いることもできる。 The method of using the sustained-release composite agent containing the interlayer-modified layered inorganic compound and the compound inserted between the layers of the interlayer-modified layered inorganic compound in the present invention is not particularly limited, and for example, the composite agent is sustained-release as it is. It can be used as an agent, or it can be mixed with a resin and used as a structural material, a coating agent, a fiber, a film, a sheet, a plate, particles, a block, etc., and further dispersed in a solvent, a polymerizable monomer, or the like. It can also be used as a paint.

本発明の徐放性複合剤は、各種材料に配合してゲスト化合物の機能に対応した効果を付与することができる。配合することができる材料として、例えばシリコーン、アクリル等のゴム、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、ポリウレタン、ABS、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアクリル酸等の様々なプラスチックス等が挙げられる。 The sustained-release composite agent of the present invention can be blended with various materials to impart an effect corresponding to the function of the guest compound. Examples of materials that can be blended include rubbers such as silicone and acrylic, and various plastics such as polyvinyl chloride, polyolefin, polyurethane, ABS, polystyrene, polyvinyl acetate, polycarbonate, polyester, polyurethane, and polyacrylic acid. Be done.

また、本発明の徐放性複合剤は、バインダーの存在下、または非存在下に、水または有機溶剤等の液状媒体に懸濁させたものを、スプレーコーティング、コーターコーティング、ディッピング、刷毛塗り、ロールコーティング等の通常の塗布手段によって、各種金属やプラスチックス、セラミックス等の表面に塗布し、被膜を形成することもでき、そのようにして各種材質の物品にゲスト化合物の機能に対応した効果を付与することができる。 Further, the sustained-release composite agent of the present invention is a compound suspended in a liquid medium such as water or an organic solvent in the presence or absence of a binder, and is spray-coated, coater-coated, dipping, brush-coated. It is also possible to apply it to the surface of various metals, plastics, ceramics, etc. by ordinary coating means such as roll coating to form a film, thus providing an article of various materials with an effect corresponding to the function of the guest compound. Can be granted.

本発明の徐放性複合剤を各種材料に配合するときの好ましい割合は、特に制限はなく、使用環境や目的に応じて任意に選択することができる。 The preferable ratio of the sustained-release composite agent of the present invention when blended with various materials is not particularly limited and can be arbitrarily selected depending on the usage environment and purpose.

本発明の徐放性複合剤および徐放性複合剤を配合や塗布する等した材料または成形体の具体的な用途として、タオル、カーペット、カーテン、衣類、蚊帳、寝具等の繊維製品、皮革、冷蔵庫、洗濯機、食器乾燥機、掃除機、空調機、テレビ、電話、パソコン等の電化製品、壁紙、タイル、煉瓦、コンクリート、ネジ、目地等の建築材料、洗顔器、歯ブラシ、ほうき、ホース、スリッパ、ごみ箱、たわし等の日用雑貨品、まな板、三角コーナー、包丁等の台所用品、トイレタリー用品、自動車、航空機、船舶等のモビリティ用品、農薬や植物ホルモン等の農業用品、医薬品、医薬部外品等の医療および保健衛生用品、ドラッグデリバリー、化粧品、芳香剤、酸化防止剤、潤滑剤、保湿剤、虫や動物等の忌避剤、殺虫剤、殺菌剤、防虫剤、防腐剤、防黴剤、抗ウイルス剤等の生理活性剤、食品添加剤等の食品、各種コーティング剤、塗料および接着剤等が挙げられるが、これらに制限されるものではない。 Specific uses of the material or molded body to which the sustained-release composite agent and the sustained-release composite agent of the present invention are blended or applied include textile products such as towels, carpets, curtains, clothing, mosquito nets, bedding, leather, etc. Refrigerators, washing machines, dish dryers, vacuum cleaners, air fresheners, TVs, telephones, electrical appliances such as personal computers, building materials such as wallpaper, tiles, bricks, concrete, screws, joints, face washers, toothbrushes, brooms, hoses, Daily miscellaneous goods such as slippers, garbage boxes, scrubbing brushes, cutting boards, triangular corners, kitchen supplies such as kitchen towels, toiletry supplies, mobility supplies such as automobiles, aircraft, ships, agricultural supplies such as pesticides and plant hormones, pharmaceuticals, outside the pharmaceutical department Medical and hygiene products such as products, drug delivery, cosmetics, air fresheners, antioxidants, lubricants, moisturizers, repellents for insects and animals, insecticides, bactericides, insect repellents, preservatives, fungicides , Physiological activators such as anti-virus agents, foods such as food additives, various coating agents, paints and adhesives, etc., but are not limited thereto.

以下、実施例および比較例により、本発明を具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples.

<実施例1>メタクリロイル型架橋およびフェニルシリル基で層間修飾したマガディアイトの層間に2−メチル−2−チアゾリン(以後、2MTと記す)を挿入した徐放性複合剤の合成とその徐放性評価。
(1)ナトリウム−マガディアイト(以下、Na−マガディアイトと記す)の合成。
珪酸ソーダ(富士化学社製、商品名:4号珪酸ソーダ)18.34g、シリカゲル(富士フイルム和光純薬社製、商品名:ワコーゲルQ―63)7.28gおよび純水54.37gを混ぜ合わせた後、高圧用反応分解容器(三愛科学社製、商品名:HU−100)に封入し、170℃で30時間加熱した。生成物を吸引ろ取し、希NaOH水溶液(pH:9〜10)および純水で洗浄し、40℃で2日間乾燥することでNa−マガディアイト15.9gを得た。
原子吸光分析装置(島津製作所社製、AA−6200)および熱重量分析装置(日立ハイテクサイエンス社製、TG/DTA6300)を用いてNa−マガディアイトの組成を算出した結果、Na2Si1429・nH2Oであり、n=0として算出したイオン交換容量は2.21molc/kgであった。
また、X線回折装置(BRUKER社製、商品名:D8 ADVANCE)を用いて得られたNa−マガディアイトの底面間隔を求めた結果、1.54nmであった。
<Example 1> Synthesis of a sustained-release composite agent in which 2-methyl-2-thiazolin (hereinafter referred to as 2MT) is inserted between layers of a methacrylolyl-type crosslinked and a magadiate interlayer-modified with a phenylsilyl group, and its sustained-release property. Evaluation.
(1) Synthesis of sodium-magadite (hereinafter referred to as Na-magadite).
Mix 18.34 g of sodium silicate (manufactured by Fuji Chemical Co., Ltd., trade name: No. 4 sodium silicate), 7.28 g of silica gel (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., trade name: Wakogel Q-63) and 54.37 g of pure water. After that, it was sealed in a high-pressure reaction decomposition container (manufactured by San-ai Kagaku Co., Ltd., trade name: HU-100) and heated at 170 ° C. for 30 hours. The product was collected by suction filtration, washed with a dilute aqueous NaOH solution (pH: 9-10) and pure water, and dried at 40 ° C. for 2 days to obtain 15.9 g of Na-magadiate.
As a result of calculating the composition of Na-magadiate using an atomic absorption spectrometer (AA-6200, manufactured by Shimadzu Corporation) and a thermogravimetric analyzer (TG / DTA6300, manufactured by Hitachi High-Tech Science), Na 2 Si 14 O 29 -NH 2 O, and the ion exchange capacity calculated assuming n = 0 was 2.21 mol c / kg.
Further, as a result of determining the bottom surface spacing of Na-magadite obtained by using an X-ray diffractometer (manufactured by BRUKER, trade name: D8 ADVANCE), it was 1.54 nm.

(2)ドデシルトリメチルアンモニウム(以後、DTMAと記す)−マガディアイトの合成(Na−マガディアイトの塩化ドデシルトリメチルアンモニウム処理による層間アンモニウム化によるシリル化前駆体の合成)。
前記のようにして得られたNa−マガディアイト100g、純水6500gおよび塩化ドデシルトリメチルアンモニウム(富士フイルム和光純薬社製)175gを混合し、室温で7日間撹拌した。その後、固体を吸引ろ取して、メタノール洗浄した後、60℃で乾燥してDTMA−マガディアイト94gを得た。
原子吸光分析装置(島津製作所社製、AA−6200)を用いて、得られたDTMA−マガディアイト中のNa質量を測定した結果、Na含有率は0.04質量%未満で、ほとんど陽イオン交換されたことを確認した。
元素分析装置(ヤナコ分析工業社製、CHNコーダーMT−5)および熱重量分析装置(日立ハイテクサイエンス社製、TG/DTA6300)を用いて得られたDTMA−マガディアイトの組成を算出した結果、DTMA1.720.28Si1429・nH2Oであった。
また、前記と同様に、得られたDTMA−マガディアイトの底面間隔を求めたところ2.89nmであった。
(2) Synthesis of dodecyltrimethylammonium (hereinafter referred to as DTMA) -magadiate (synthesis of silylation precursor by interlayer ammonium formation by dodecyltrimethylammonium chloride treatment of Na-magadite).
100 g of Na-magadiate, 6500 g of pure water and 175 g of dodecyltrimethylammonium chloride (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) obtained as described above were mixed and stirred at room temperature for 7 days. Then, the solid was collected by suction filtration, washed with methanol, and dried at 60 ° C. to obtain 94 g of DTMA-magadiate.
As a result of measuring the mass of Na in the obtained DTMA-magadite using an atomic absorption spectrometer (AA-6200, manufactured by Shimadzu Corporation), the Na content was less than 0.04% by mass, and almost all cations were exchanged. I confirmed that it was done.
As a result of calculating the composition of DTMA-magadiate obtained by using an elemental analyzer (manufactured by Yanako Analytical Industry Co., Ltd., CHN coder MT-5) and a thermogravimetric analyzer (manufactured by Hitachi High-Tech Science Corporation, TG / DTA6300), DTMA It was 1.72 H 0.28 Si 14 O 29 · nH 2 O.
Further, in the same manner as described above, the bottom surface spacing of the obtained DTMA-magadiaite was determined to be 2.89 nm.

(3)DTMA−マガディアイトの3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン(以下、MAC−TRIMSと記す)処理による層間シリル化(メタクリロイルオキシプロピル基の導入)。
前記のようにして得られたDTMA−マガディアイト100gを100℃、約100Paで2時間減圧乾燥した後、モレキュラーシーブ3Aで乾燥した1−メトキシ−2−プロパノール(以下、PGMと記す)1850g、純水3.4g、MAC−TRIMS39.2g(反応点に対して0.5モル倍、信越化学工業社製)を混合し、窒素雰囲気下で加熱還流を行いながら4日間攪拌した。その後、固体を吸引ろ取し、メタノール洗浄した後、60℃で乾燥し、シリル化マガディアイト(以後、MACPS−マガディアイトと記す)105gを得た。
前記と同様に、得られたMACPS−マガディアイトの組成を算出した結果、メタクリロイルオキシプロピルシリル(MACPS)0.43DTMA0.56Me1.01Si1429・nH2Oであり、底面間隔は2.12nmであった。
(3) Interlayer silylation of DTMA-magadiaite by 3-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane (hereinafter referred to as MAC-TRIMS) treatment (introduction of methacryloyloxypropyl group).
100 g of DTMA-magadiate obtained as described above was dried under reduced pressure at 100 ° C. and about 100 Pa for 2 hours, and then 1850 g of 1-methoxy-2-propanol (hereinafter referred to as PGM) dried with molecular sieve 3A, pure. 3.4 g of water and 39.2 g of MAC-TRIMS (0.5 mol times with respect to the reaction site, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) were mixed, and the mixture was stirred for 4 days while heating under reflux in a nitrogen atmosphere. Then, the solid was collected by suction filtration, washed with methanol, and dried at 60 ° C. to obtain 105 g of silylated magadite (hereinafter referred to as MACPS-magadite).
As a result of calculating the composition of the obtained MACPS-magadiate in the same manner as described above, it was methacryloyloxypropylsilyl (MACPS) 0.43 DTMA 0.56 Me 1.01 Si 14 O 29 · nH 2 O, and the bottom spacing was 2.12 nm. It was.

(4)MACPS−マガディアイトの架橋反応による層間架橋型層状無機化合物の合成。
前記のようにして得られたMACPS−マガディアイト100gおよびトルエン1450gを混合し、氷浴で冷却しながら窒素ガスを1時間バブリングして系内の酸素を除いた。その後、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル(以後、AIBNと記す)を7.88g加え、60℃で24時間撹拌した。その後、固体を吸引ろ取し、メタノール洗浄した後、60℃で乾燥し、メタクリロキシ基が架橋されたマガディアイト(以後、P−MACPS−マガディアイトと記す)95gを得た。
前記と同様に得られたP−MACPS−マガディアイトの組成を算出した結果、架橋されたメタクリロイルオキシプロピル基(P−MACPS)0.06MACPS0.38DTMA0.56Me1.00Si1429・nH2Oであり、底面間隔は1.94nmであった。
(4) Synthesis of interlayer cross-linked layered inorganic compound by cross-linking reaction of MACPS-magadiate.
100 g of MACPS-magadiate and 1450 g of toluene obtained as described above were mixed, and nitrogen gas was bubbled for 1 hour while cooling in an ice bath to remove oxygen in the system. Then, 7.88 g of 2,2'-azobisisobutyronitrile (hereinafter referred to as AIBN) was added, and the mixture was stirred at 60 ° C. for 24 hours. Then, the solid was collected by suction filtration, washed with methanol, and dried at 60 ° C. to obtain 95 g of magadiate (hereinafter referred to as P-MACPS-magadiate) crosslinked with a methacryloxy group.
As a result of calculating the composition of the P-MACPS-magadiaite obtained in the same manner as above, the crosslinked methacryloyloxypropyl group (P-MACPS) 0.06 MACPS 0.38 DTMA 0.56 Me 1.00 Si 14 O 29 · nH 2 O. The bottom spacing was 1.94 nm.

(5)P−MACPS−マガディアイトのフェニルトリメトキシシラン(以下、Ph−TRIMSと記す)処理による層間シリル化(フェニル基の導入)。
DTMA−マガディアイト100gを前記のP−MACPS−マガディアイト100gに変更し、MAC−TRIMS39.2gをPh−TRIMS263g(反応点に対して7モル倍、信越化学工業社製)に変更した以外は、実施例1(3)と同様にして層間シリル化を行うことによりシリル化マガディアイト(以後、P−MACPS−PhS−マガディアイトと記す)96gを得た。
前記と同様に、得られたP−MACPS−PhS−マガディアイトの組成を算出した結果、P−MACPS0.06MACPS0.38PhS0.38DTMA0.02Me1.16Si1429・nH2Oであり、底面間隔は1.95nmであった。
(5) Interlayer silylation (introduction of phenyl group) by phenyltrimethoxysilane (hereinafter referred to as Ph-TRIMS) treatment of P-MACPS-magadiaite.
Except that 100 g of DTMA-magadiate was changed to 100 g of P-MACPS-magadiate and 39.2 g of MAC-TRIMS was changed to 263 g of Ph-TRIMS (7 mol times relative to the reaction point, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.). By performing interlayer silylation in the same manner as in Example 1 (3), 96 g of silylated magadite (hereinafter referred to as P-MACPS-PhS-magadite) was obtained.
As before, the result of calculating the composition of the resulting P-MACPS-PhS- magadiite, a P-MACPS 0.06 MACPS 0.38 PhS 0.38 DTMA 0.02 Me 1.16 Si 14 O 29 · nH 2 O, the basal spacing 1 It was .95 nm.

(6)P−MACPS−PhS−マガディアイトと2MTの複合剤の調製。
前記で得られたP−MACPS−PhS−マガディアイト30gを2MT(東京化成化学工業社製)150gと混合し、25℃で2日間撹拌した。その後、固体を吸引ろ取し、25℃で乾燥させ、P−MACPS−PhS−マガディアイトと2MTの複合剤(以後、P−MACPS−PhS−マガディアイト/2MT複合剤と記す)33gを得た。その底面間隔は1.98nmであった。
元素分析装置(ヤナコ分析工業社製、CHNコーダーMT−5)および熱重量分析装置(日立ハイテクサイエンス社製、TG/DTA6300)を用いて得られた複合剤1g中に吸着された2MT重量を算出した結果、83.4mgであった。
(6) Preparation of a complex agent of P-MACPS-PhS-magadiate and 2MT.
30 g of the P-MACPS-PhS-magadite obtained above was mixed with 150 g of 2MT (manufactured by Tokyo Kasei Kagaku Kogyo Co., Ltd.) and stirred at 25 ° C. for 2 days. Then, the solid was collected by suction filtration and dried at 25 ° C. to obtain 33 g of a composite agent of P-MACPS-PhS-magadiate and 2MT (hereinafter referred to as P-MACPS-PhS-magadiate / 2MT composite agent). .. The bottom spacing was 1.98 nm.
Calculate the 2MT weight adsorbed in 1g of the composite agent obtained using an elemental analyzer (Yanako Analytical Industry Co., Ltd., CHN coder MT-5) and a thermogravimetric analyzer (Hitachi High-Tech Science Co., Ltd., TG / DTA6300). As a result, it was 83.4 mg.

(7)P−MACPS−PhS−マガディアイト/2MT複合剤からの2MT放出試験。
前記で得られたP−MACPS−PhS−マガディアイト/2MT複合剤40mgをオクタン(富士フイルム和光純薬社製)2.8gと混合し、25℃で撹拌した。
撹拌開始後、経時的にサンプリングを行い、サンプリング液を遠心分離し、その上澄み液中の2MT濃度を、ガスクロマトグラフィ(アジレント・テクノロジー社製7820A、カラム:CP−Sil 5 CB)を用いて分析した。
その結果を表1および表2に示す。
(7) 2MT release test from P-MACPS-PhS-magadiate / 2MT complex.
40 mg of the P-MACPS-PhS-magadiate / 2MT complex obtained above was mixed with 2.8 g of Octane (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and stirred at 25 ° C.
After the start of stirring, sampling was performed over time, the sampling solution was centrifuged, and the 2MT concentration in the supernatant was analyzed using gas chromatography (7820A manufactured by Agilent Technologies, column: CP-Sil 5 CB). ..
The results are shown in Tables 1 and 2.

<実施例2>フェニルシリル基で層間修飾されたマガディアイトの層間に2MTを挿入した徐放性複合剤の合成とその徐放性評価
(1)DTMA−マガディアイトの塩酸処理による部分プロトン化DTMA−マガディアイト(シリル化前駆体)の合成。
実施例1(2)のようにして得られたDTMA−マガディアイト100gと0.1mol・dm-3塩酸655gを混合し、室温で1日攪拌した。その後、固体を吸引ろ取して、純水洗浄した後、60℃で乾燥して部分プロトン化DTMA−マガディアイト86gを得た。
前記と同様に、得られた部分プロトン化DTMA−マガディアイトの組成を算出したところDTMA1.110.89Si1429・nH2Oであり、アンモニウム基の割合はイオン交換容量に対して56モル%であった。
前記と同様に、部分プロトン化DTMA−マガディアイトの底面間隔を分析した結果、明確な回折ピークが観測されなかった。これは得られた部分プロトン化DTMA−マガディアイトの層状構造の大部分が崩れているためと推測される。
<Example 2> Synthesis of a sustained-release composite agent in which 2MT is inserted between layers of a phenylsilyl group-modified magadite and evaluation of its sustained-release (1) Partially protonated DTMA by hydrochloric acid treatment of DTMA-magadiate -Synthesis of magadite (silylation precursor).
100 g of DTMA-magadiate obtained as in Example 1 (2) and 655 g of 0.1 mol · dm- 3 hydrochloric acid were mixed and stirred at room temperature for 1 day. Then, the solid was sucked and collected, washed with pure water, and dried at 60 ° C. to obtain 86 g of partially protonated DTMA-magadiate.
In the same manner as above, the composition of the obtained partially protonated DTMA-magadiaite was calculated to be DTMA 1.11 H 0.89 Si 14 O 29 · nH 2 O, and the proportion of ammonium groups was 56 mol% with respect to the ion exchange capacity. Met.
As a result of analyzing the bottom spacing of the partially protonated DTMA-magadiaite in the same manner as described above, no clear diffraction peak was observed. It is presumed that this is because most of the layered structure of the obtained partially protonated DTMA-magadiaite is broken.

(2)部分プロトン化DTMA−マガディアイトのPh−TRIMS処理による層間シリル化(フェニル基の導入)。
P−MACPS−マガディアイト100gを、前記のようにして得られた部分プロトン化DTMA−マガディアイト100gにした以外は実施例1(5)と同様にして層間シリル化を行うことによりシリル化マガディアイト(以後、PhS−マガディアイトと記す)102gを得た。
前記と同様に、得られたPhS−マガディアイトの組成を算出した結果、フェニルシリル(PhS)1.13DTMA0.40Me0.47Si1429・nH2Oであり、底面間隔は2.16nmであった。
(2) Interlayer silylation of partially protonated DTMA-magadite by Ph-TRIMS treatment (introduction of phenyl group).
Cyrilized magadite by performing interlayer silylation in the same manner as in Example 1 (5) except that 100 g of P-MACPS-magadite was converted to 100 g of partially protonated DTMA-magadite obtained as described above. 102 g (hereinafter referred to as PhS-magadiate) was obtained.
As a result of calculating the composition of the obtained PhS-magadiaite in the same manner as described above, it was found that phenylsilyl (PhS) 1.13 DTMA 0.40 Me 0.47 Si 14 O 29 · nH 2 O, and the bottom surface spacing was 2.16 nm.

(3)塩化水素およびメタノールを用いたPhS―マガディアイトの残存DTMA基の除去およびメチル基の導入(シラノールの封止)。
前記のようにして得られたPhS−マガディアイト100gを100℃、約100Paで2時間減圧乾燥した後、モレキュラーシーブ3Aで乾燥したPGM1650g、5%塩化水素メタノール溶液78.5gを混合し、窒素雰囲気下で加熱還流させながら3日間攪拌した。その後、固体を吸引ろ取し、メタノール洗浄した後、60℃で乾燥させた。
得られた固体の全量をメタノール1980gと混合し、窒素雰囲気下で加熱還流させながら2日間攪拌した。その後、固体を吸引ろ取し、60℃で乾燥させ、DTMA基が除去され、マガディアイト由来のシラノールがO−メチル化されたPhS−マガディアイト(以後、PhS−マガディアイト−PPMeと記す)76gを得た。
前記と同様に、得られたPhS−マガディアイト−PPMeの組成を算出した結果、PhS1.13DTMA0.04Me0.83Si1429・nH2Oであり、底面間隔は1.69nmであった。
(3) Removal of residual DTMA group of PhS-magadiate and introduction of methyl group using hydrogen chloride and methanol (sealing of silanol).
100 g of PhS-magadiate obtained as described above was dried under reduced pressure at 100 ° C. and about 100 Pa for 2 hours, and then 1650 g of PGM dried with molecular sieve 3A and 78.5 g of a 5% hydrogen chloride methanol solution were mixed to create a nitrogen atmosphere. It was stirred for 3 days with heating under reflux. Then, the solid was collected by suction filtration, washed with methanol, and dried at 60 ° C.
The entire amount of the obtained solid was mixed with 1980 g of methanol and stirred for 2 days while heating under reflux in a nitrogen atmosphere. Then, the solid was collected by suction filtration and dried at 60 ° C., and the DTMA group was removed, and the silanol derived from magadiaite was O-methylated PhS-magadiate (hereinafter referred to as PhS-magadiaite-PPMe) 76 g. Got
As a result of calculating the composition of the obtained PhS-magadiaite-PPMe in the same manner as described above, it was PhS 1.13 DTMA 0.04 Me 0.83 Si 14 O 29 · nH 2 O, and the bottom surface spacing was 1.69 nm.

(4)PhS−マガディアイト−PPMeと2MTの複合剤の調製。
P−MACPS−PhS−マガディアイト30gを前記で得られたPhS−マガディアイト−PPMe30gに変更した以外は、実施例1(6)と同様にして、PhS−マガディアイト−PPMeと2MTの複合剤(以後、PhS−マガディアイト−PPMe/2MT複合剤と記す)34gを得た。その底面間隔は2.11nmであった。
前記と同様に、得られた複合剤1g中に吸着された2MT重量を算出した結果、122.6mgであった。
(4) Preparation of a composite agent of PhS-magadiate-PPMe and 2MT.
A composite agent of PhS-magadite-PPMe and 2MT in the same manner as in Example 1 (6) except that 30 g of P-MACPS-PhS-magadiaite was changed to 30 g of PhS-magadiaite-PPMe obtained above. Hereinafter, 34 g (referred to as PhS-magadiate-PPMe / 2MT complex) was obtained. The bottom spacing was 2.11 nm.
As a result of calculating the weight of 2MT adsorbed in 1 g of the obtained composite agent in the same manner as described above, it was 122.6 mg.

(5)PhS−マガディアイト−PPMe/2MT複合剤からの2MT放出試験。
P−MACPS−PhS−マガディアイト/2MT複合剤40mgを、前記で得られたPhS−マガディアイト−PPMe/2MT複合剤40mgに変更した以外は、実施例1(7)と同様にしてオクタン中の2MT濃度を分析した。
その結果を表1および表2に示す。
(5) 2MT release test from PhS-magadiate-PPMe / 2MT complex.
P-MACPS-PhS-magadiate / 2MT complex 40 mg was changed to 40 mg of the PhS-magadiaite-PPMe / 2MT complex obtained above, but in the same manner as in Example 1 (7). 2MT concentration was analyzed.
The results are shown in Tables 1 and 2.

<実施例3>3−メタクリロイルオキシプロピルシリル基で層間修飾したマガディアイト(MACPS−マガディアイト)の層間に2MTを挿入した徐放性複合剤の合成とその徐放性評価。
(1)MACPS−マガディアイトと2MTの複合剤の調製。
P−MACPS−PhS−マガディアイト30gを実施例1(3)のようにして得られたMACPS−マガディアイト30gに変更した以外は、実施例1(6)と同様にしてMACPS−マガディアイトと2MTの複合剤(以後、MACPS−マガディアイト/2MT複合剤と記す)31gを得た。その底面間隔は2.20nmであった。
前記と同様に、得られた複合剤1g中に吸着された2MT重量を算出した結果、46.2mgであった。
<Example 3> Synthesis of a sustained-release complex agent in which 2MT is inserted between layers of magadiaite (MACPS-magadiaite) interlayer-modified with a 3-methacryloyloxypropylsilyl group, and evaluation of the sustained-release complexing.
(1) Preparation of a complex agent of MACPS-magadiate and 2MT.
MACPS-magadite and 2MT in the same manner as in Example 1 (6) except that 30 g of P-MACPS-PhS-magadite was changed to 30 g of MACPS-magadite obtained as in Example 1 (3). 31 g of the complex agent (hereinafter referred to as MACPS-magadite / 2MT complex agent) was obtained. The bottom spacing was 2.20 nm.
As a result of calculating the weight of 2MT adsorbed in 1 g of the obtained composite agent in the same manner as described above, it was 46.2 mg.

(2)MACPS−マガディアイト/2MT複合剤からの2MT放出試験。
P−MACPS−PhS−マガディアイト/2MT複合剤40mgを、前記で得られたMACPS−マガディアイト/2MT複合剤40mgに変更した以外は、実施例1(7)と同様にしてオクタン中の2MT濃度を分析した。
その結果を表1および表2に示す。
(2) 2MT release test from MACPS-magadiate / 2MT complex.
The 2MT concentration in the octane was the same as in Example 1 (7), except that the P-MACPS-PhS-magadiate / 2MT complex 40 mg was changed to the MACPS-magadiate / 2MT complex 40 mg obtained above. Was analyzed.
The results are shown in Tables 1 and 2.

<比較例1>無修飾型であるNa−マガディアイトの層間に2MTを挿入した徐放性複合剤の調製。
P−MACPS−PhS−マガディアイト30gを、実施例1(1)のようにして得られたNa−マガディアイト30gに変更した以外は、実施例1(6)と同様にしてNa−マガディアイトと2MTの複合剤(以後、Na−マガディアイト/2MT複合剤と記す)30gを得た。その底面間隔は1.56nmであった。
前記と同様に、得られた複合剤1g中に吸着された2MT重量を算出した結果、12.9mgであった。その結果を表1に示す。
<Comparative Example 1> Preparation of a sustained-release composite agent in which 2MT is inserted between layers of unmodified Na-magadite.
With Na-magadite in the same manner as in Example 1 (6), except that 30 g of P-MACPS-PhS-magadite was changed to 30 g of Na-magadite obtained as in Example 1 (1). 30 g of a 2MT composite agent (hereinafter referred to as Na-magadite / 2MT composite agent) was obtained. The bottom spacing was 1.56 nm.
As a result of calculating the weight of 2MT adsorbed in 1 g of the obtained composite agent in the same manner as described above, it was 12.9 mg. The results are shown in Table 1.

<比較例2>DTMA基で層間修飾されたマガディアイトの層間に2MTを挿入した徐放性複合剤の合成とその徐放性評価。
(1)DTMA−マガディアイトと2MTの複合剤の調製。
P−MACPS−PhS−マガディアイト30gを、実施例1(2)のようにして得られたDTMA−マガディアイト30gに変更した以外は、実施例1(6)と同様にしてDTMA−マガディアイトと2MTの複合剤(以後、DTMA−マガディアイト/2MT複合剤と記す)30gを得た。その底面間隔は2.89nmであった。
前記と同様に、得られた複合剤1g中に吸着された2MT重量を算出した結果、12.0mgであった。
<Comparative Example 2> Synthesis of a sustained-release complex agent in which 2MT is inserted between layers of magadites interlayer-modified with a DTMA group and evaluation of the sustained-release complexing.
(1) Preparation of a composite agent of DTMA-magadiate and 2MT.
With DTMA-magadite in the same manner as in Example 1 (6), except that 30 g of P-MACPS-PhS-magadite was changed to 30 g of DTMA-magadite obtained as in Example 1 (2). 30 g of a 2MT complex (hereinafter referred to as DTMA-magadiate / 2MT complex) was obtained. The bottom spacing was 2.89 nm.
As a result of calculating the weight of 2MT adsorbed in 1 g of the obtained composite agent in the same manner as described above, it was 12.0 mg.

(2)DTMA−マガディアイト/2MT複合剤からの2MT放出試験。
P−MACPS−PhS−マガディアイト/2MT複合剤40mgを、前記で得たDTMA−マガディアイト/2MT複合剤40mgに変更した以外は、実施例1(7)と同様にしてオクタン中の2MT濃度を分析した。その結果を表1および表2に示す。
(2) 2MT release test from DTMA-magadiate / 2MT complex.
The 2MT concentration in the octane was adjusted in the same manner as in Example 1 (7), except that the P-MACPS-PhS-magadiate / 2MT complex 40 mg was changed to the DTMA-magadiaite / 2MT complex 40 mg obtained above. analyzed. The results are shown in Tables 1 and 2.

Figure 2019146304
Figure 2019146304

表1に示すように、比較例1および2で示した無修飾型および従来のアルキルアンモニウムで層間有機化されたホスト化合物は、いずれもゲスト化合物との相互作用を制御できないため、2MTをわずかしか吸着できていない。これに対し、実施例1〜実施例3で示した本発明の有機無機複合基を層間に有する層間修飾層状無機化合物をホスト化合物とした場合には、ゲスト化合物である2MTを効果的に吸着して保持することができる。単位ホスト化合物当たりで、実施例2は、比較例2の11.5倍のゲスト化合物を吸着することができる。
また、ゲスト化合物との複合化後に層状無機化合物の底面間隔が拡大していることから、吸着されたゲスト化合物の多くが層間にインターカレーションされていることを示している。
As shown in Table 1, the unmodified and conventional alkylammonium-interlayered host compounds shown in Comparative Examples 1 and 2 cannot control the interaction with the guest compound, so that the amount of 2MT is very small. Not able to adsorb. On the other hand, when the interlayer-modified layered inorganic compound having the organic-inorganic composite group of the present invention shown in Examples 1 to 3 as a host compound is used, 2MT, which is a guest compound, is effectively adsorbed. Can be held. In Example 2, 11.5 times as much guest compound as in Comparative Example 2 can be adsorbed per unit host compound.
Further, since the space between the bottom surfaces of the layered inorganic compound is expanded after the compounding with the guest compound, it is shown that most of the adsorbed guest compounds are intercalated between the layers.

表1の実施例1〜実施例3および比較例2の複合剤を用いて実施した2MT放出試験において、測定したオクタン中の2MT濃度に基づき、初期のホスト−ゲスト複合剤中に吸着されていた2MTの量に対し、ホスト−ゲスト複合剤から放出されたゲスト化合物の割合を放出率として算出し、継時的に表したものを表2に示す。 In the 2MT release test carried out using the composite agents of Examples 1 to 3 and Comparative Example 2 in Table 1, it was adsorbed into the initial host-guest composite agent based on the measured 2MT concentration in the octane. The ratio of the guest compound released from the host-guest complex to the amount of 2MT was calculated as the release rate, and Table 2 shows the time-dependent representation.

Figure 2019146304
Figure 2019146304

実施例1〜実施例3のいずれの場合も、時間の経過とともに2MTの放出率がゆっくりと増加しており、試験溶媒であるオクタン中にゲスト化合物が徐放されていることを示している。
一方、比較例2で示した従来技術であるアルキルアンモニウム(DTMA)で有機化された層状無機化合物をホスト化合物として用いた場合には、1時間後までに18.5%のゲスト化合物が放出されたものの、その後、ゲスト化合物は層状無機化合物中に吸着されたままで放出されておらず、徐放化できていない。
また、実施例1は層間が有機無機複合架橋構造によって架橋された層状無機化合物をホスト化合物として用いているのに対し、実施例2および実施例3は、層間がフェニルシリル基またはメタクリロキシ基で修飾され、層間架橋されていない層状無機化合物をホスト化合物して用いた場合である。実施例2では2MTの放出速度(放出率の傾き)に着目すると、1時間後までに21.9%が放出され、その後も実施例1よりも大きい。実施例3においても、2MTの放出速度(放出率の傾き)に着目すると、1時間後までに既に38.7%が放出され、その後も実施例1よりも大きい。
一方、実施例1は層間にメタクリロキシを導入してそれを架橋反応することにより、層間架橋された層状無機化合物をホスト化合物として用いた場合であるが、2MTの放出速度(放出率の傾き)に着目すると、1時間後まででも1.9%と非常に小さい上、その後も非常に小さく、2MTは非常にゆっくりと徐放化されている。すなわち、層間架橋によって層間距離を適切に保持することによっても、ゲスト化合物の層間での相互作用を制御することができるため、放出速度を適切に制御することができ、ゲスト化合物由来の機能を長期間に亘って発現させることができる(長寿命化できる)ことを示している。
このように本発明の有機無機複合基で層間修飾された層状無機化合物をホスト化合物とすることにより、所望のゲスト化合物を従来既存の方法よりも効率的に格納することができる上、その放出速度を制御して長い期間に亘って効果的に徐放化することができる。
In all of Examples 1 to 3, the release rate of 2MT slowly increased with the passage of time, indicating that the guest compound was slowly released into the octane as the test solvent.
On the other hand, when the layered inorganic compound organicized with alkylammonium (DTMA), which is the conventional technique shown in Comparative Example 2, is used as the host compound, 18.5% of the guest compound is released by 1 hour. However, after that, the guest compound was not released as it was adsorbed in the layered inorganic compound, and could not be released slowly.
Further, while Example 1 uses a layered inorganic compound in which layers are crosslinked by an organic-inorganic composite crosslinked structure as a host compound, in Examples 2 and 3, the layers are modified with a phenylsilyl group or a methacryloxy group. This is a case where a layered inorganic compound that has not been crosslinked between layers is used as a host compound. Focusing on the release rate of 2 MT (slope of release rate) in Example 2, 21.9% was released by 1 hour, which is still larger than that in Example 1. In Example 3, focusing on the release rate of 2MT (slope of release rate), 38.7% was already released by 1 hour, which is still larger than that of Example 1.
On the other hand, Example 1 is a case where a layered inorganic compound cross-linked between layers is used as a host compound by introducing methacryloxy between layers and cross-linking the mixture, but the release rate (slope of release rate) of 2 MT is obtained. Focusing on it, it is very small at 1.9% even after 1 hour, and it is also very small after that, and 2MT is released very slowly. That is, the interaction between the guest compounds can be controlled by appropriately maintaining the interlayer distance by the interlayer crosslinking, so that the release rate can be appropriately controlled, and the function derived from the guest compound is extended. It is shown that it can be expressed over a period of time (the life can be extended).
By using the layered inorganic compound interlayer-modified with the organic-inorganic composite group of the present invention as the host compound in this way, the desired guest compound can be stored more efficiently than the conventional methods, and the release rate thereof. Can be effectively sustained over a long period of time.

<実施例4>3−メタクリロイルオキシプロピルシリル基で層間修飾されたマガディアイトの層間に2,3,5−トリメチルピラジン(以後、235TMPと記す)を挿入した徐放性複合剤の合成とその徐放性評価。
(1)MACPS−マガディアイトと235TMPの複合剤の調製。
2MT150gを235TMP(東京化成化学工業社製)150gに変更した以外は、実施例3(2)と同様にしてMACPS−マガディアイトと235TMPの複合剤(以後、MACPS−マガディアイト/235TMP複合剤と記す)49gを得た。その底面間隔は3.20nmであった。
前記と同様に、得られた複合剤1g中に吸着された235TMP重量を算出した結果、381.5mgであった。
<Example 4> Synthesis of a sustained-release composite agent in which 2,3,5-trimethylpyrazine (hereinafter referred to as 235TMP) is inserted between layers of magadiaite layer-modified with a 3-methacryloyloxypropylsilyl group, and its gradual release. Release evaluation.
(1) Preparation of a complex agent of MACPS-magadiate and 235 TMP.
A composite agent of MACPS-magadiate and 235 TMP (hereinafter referred to as MACPS-magadiate / 235 TMP complex agent) in the same manner as in Example 3 (2) except that 2MT 150 g was changed to 235 TMP (manufactured by Tokyo Kasei Chemical Industry Co., Ltd.). ) 49 g was obtained. The bottom spacing was 3.20 nm.
As a result of calculating the weight of 235 TMP adsorbed in 1 g of the obtained composite agent in the same manner as described above, it was 381.5 mg.

(2)MACPS−マガディアイト/235TMP複合剤からの235TMP放出試験。
P−MACPS−PhS−マガディアイト/2MT複合剤40mgを前記で得られたMACPS−マガディアイト/235TMP複合剤40mgに変更した以外は、実施例1(7)と同様にしてオクタン中の235TMP濃度を分析した。
その結果を表3および表4に示す。
(2) 235 TMP release test from MACPS-Magadiate / 235 TMP complex.
The 235 TMP concentration in the octane was adjusted in the same manner as in Example 1 (7), except that the P-MACPS-PhS-magadiate / 2MT complex 40 mg was changed to the MACPS-magadiate / 235 TMP complex 40 mg obtained above. analyzed.
The results are shown in Tables 3 and 4.

<比較例3>DTMA基で層間修飾されたマガディアイトの層間に235TMPを挿入した徐放性複合剤の合成とその徐放性評価。
(1)DTMA−マガディアイトと235TMPの複合剤の調製。
MACPS−マガディアイト30gを、実施例1(2)のようにして得られたDTMA−マガディアイト30gに変更した以外は、実施例4(1)と同様にしてDTMA−マガディアイトと235TMPの複合剤(以後、DTMA−マガディアイト/235TMP複合剤と記す)34gを得た。その底面間隔は3.83nmであった。
前記と同様に、得られた複合剤1g中に吸着された235TMP重量を算出した結果、126.8mgであった。
<Comparative Example 3> Synthesis of a sustained-release complex agent in which 235 TMP is inserted between layers of magadiaite interlayer-modified with a DTMA group and evaluation of its sustained-release property.
(1) Preparation of a composite agent of DTMA-magadiate and 235 TMP.
A composite agent of DTMA-magadiate and 235 TMP in the same manner as in Example 4 (1), except that 30 g of MACPS-magadiate was changed to 30 g of DTMA-magadite obtained as in Example 1 (2). (Hereinafter referred to as DTMA-magadiate / 235TMP complex agent) 34 g was obtained. The bottom spacing was 3.83 nm.
As a result of calculating the weight of 235 TMP adsorbed in 1 g of the obtained composite agent in the same manner as described above, it was 126.8 mg.

(2)DTMA−マガディアイト/235TMP複合剤からの235TMP放出試験。
P−MACPS−PhS−マガディアイト/2MT複合剤40mgを、前記で得られたDTMA−マガディアイト/235TMP複合剤40mに変更した以外は、実施例1(7)と同様にしてオクタン中の235TMP濃度を分析した。その結果を表3および表4に示す。
(2) 235 TMP release test from DTMA-magadiate / 235 TMP complex.
235 TMP concentration in octane in the same manner as in Example 1 (7) except that 40 mg of the P-MACPS-PhS-magadiate / 2MT complex was changed to 40 m of the DTMA-magadiate / 235 TMP complex obtained above. Was analyzed. The results are shown in Tables 3 and 4.

Figure 2019146304
Figure 2019146304

表3に示すように、実施例4で示した本発明の有機無機複合基で層間修飾された層間修飾層状無機化合物をホスト化合物とした場合には、比較例3で示した従来のアルキルアンモニウムで層間有機化されたものに比べて、ゲスト化合物である235TMPを効果的に吸着して保持することができ、実施例4では単位ホスト化合物当たりで、比較例3の4.2倍のゲスト化合物を吸着することができる。また、ゲスト化合物の複合化後に層状無機化合物の底面間隔が拡大していることから、吸着されたゲストの多くが層間にインターカレーションされていることを示している。 As shown in Table 3, when the interlayer-modified layered inorganic compound which is interlayer-modified with the organic-inorganic composite group of the present invention shown in Example 4 is used as the host compound, the conventional alkylammonium shown in Comparative Example 3 is used. Compared with the interlayer organic compound, the guest compound 235 TMP can be effectively adsorbed and retained, and in Example 4, 4.2 times as many guest compounds as in Comparative Example 3 per unit host compound. Can be adsorbed. Further, since the space between the bottom surfaces of the layered inorganic compound is expanded after the compounding of the guest compounds, it is shown that most of the adsorbed guests are intercalated between the layers.

表3の実施例4および比較例3の複合剤を用いて実施した235TMP放出試験において、測定したオクタン中の235TMP濃度に基づき、初期のホスト−ゲスト複合剤中に吸着されていた235TMPの量に対し、ホスト−ゲスト複合剤から放出されたゲスト化合物の割合を放出率として算出し継時的に表したものを表4に示す。 In the 235 TMP release test performed using the compounds of Example 4 and Comparative Example 3 in Table 3, the amount of 235 TMP adsorbed in the initial host-guest complex was based on the measured 235 TMP concentration in octane. On the other hand, Table 4 shows the ratio of the guest compound released from the host-guest composite agent calculated as the release rate and expressed over time.

Figure 2019146304

表4において、実施例4では時間の経過とともに235TMPの放出率が徐々に増加しており、試験溶媒であるオクタン中にゲスト化合物が徐放されていることを示している。
一方、比較例3の従来技術では1時間後までに多くのゲスト化合物が放出された後は、ゲスト化合物は層状無機化合物中に吸着されたまま放出されておらず、徐放化できていない。
Figure 2019146304

In Table 4, in Example 4, the release rate of 235 TMP gradually increased with the passage of time, indicating that the guest compound was slowly released into the octane as the test solvent.
On the other hand, in the prior art of Comparative Example 3, after a large number of guest compounds were released within 1 hour, the guest compounds were not released while being adsorbed in the layered inorganic compound, and could not be released slowly.

このように本発明の有機無機複合基で層間修飾された層状無機化合物をホスト化合物とすることにより、所望のゲスト化合物を効率的に格納することができる上、その放出速度を調節して徐放化することができる。 By using the layered inorganic compound interlayer-modified with the organic-inorganic composite group of the present invention as the host compound in this way, the desired guest compound can be efficiently stored, and the release rate thereof can be adjusted for sustained release. Can be transformed into.

<実施例5>フェニルシリル基で層間修飾されたマガディアイトの層間に2−n−オクチル−4−イソチアゾリン−3−オン(以後、OITと記す)を挿入した徐放性複合剤の合成とその徐放性評価。
(1)PhS−マガディアイト−PPMeとOITの複合剤の調製。
実施例2(4)のようにして得られたPhS−マガディアイト−PPMe90gをメタノール200gおよびOIT10gと混合し、25℃で24時間撹拌した。その後、混合液をシャーレに移して25℃で16時間乾燥させ、溶剤であるメタノールを除去し、PhS−マガディアイト−PPMeとOITの複合剤(以後、PhS−マガディアイト−PPMe/OIT複合剤と記す、OITの有効成分濃度:10wt%)99gを得た。その底面間隔は2.77nmであった。
<Example 5> Synthesis of a sustained-release complex agent in which 2-n-octyl-4-isothiazolin-3-one (hereinafter referred to as OIT) is inserted between layers of magadiate interlayer-modified with a phenylsilyl group, and its use. Sustained release evaluation.
(1) Preparation of a complex agent of PhS-magadiate-PPMe and OIT.
90 g of PhS-magadiate-PPMe obtained as in Example 2 (4) was mixed with 200 g of methanol and 10 g of OIT, and the mixture was stirred at 25 ° C. for 24 hours. Then, the mixed solution was transferred to a petri dish and dried at 25 ° C. for 16 hours to remove methanol as a solvent, and a composite agent of PhS-magadiate-PPMe and OIT (hereinafter, PhS-magadiaite-PPMe / OIT composite agent) was used. As described, the active ingredient concentration of OIT: 10 wt%) 99 g was obtained. The bottom spacing was 2.77 nm.

(2)PhS−マガディアイト−PPMe/OIT複合剤からのOIT放出試験。
P−MACPS−PhS−マガディアイト/2MT複合剤40mgを前記で得られたPhS−マガディアイト−PPMe/OIT複合剤20mgに変更し、オクタン2.8gをオクタン20gに変更した以外は、実施例1(7)と同様にしてオクタン中のOIT濃度を分析した。
その結果を表5および表6に示す。
(2) OIT release test from PhS-magadiate-PPMe / OIT complex.
Example 1 except that 40 mg of the P-MACPS-PhS-magadiaite / 2MT complex was changed to 20 mg of the PhS-magadiaite-PPMe / OIT complex obtained above, and 2.8 g of octane was changed to 20 g of octane. The OIT concentration in the octane was analyzed in the same manner as in (7).
The results are shown in Tables 5 and 6.

<実施例6>フェニルシリル基およびヘキシルシリル基で層間修飾されたマガディアイトの層間にOITを挿入した徐放性複合剤の合成とその徐放性評価。
(1)部分プロトン化DTMA−マガディアイトのPh−TRIMSおよびヘキシルシリルトリメトキシシラン(以後、Hx−TRIMSと記す)処理による層間シリル化(フェニル基およびヘキシル基の導入)。
DTMA−マガディアイト100gを実施例2(1)のようにして得られた部分プロトン化DTMA−マガディアイト100gに変更し、MAC−TRIMS39.2gをPh−TRIMS132gおよびHx−TRIMS(東京化成化学工業社製)137gに変更した以外は、実施例1(3)と同様にして層間シリル化を行うことによりシリル化マガディアイト(以後、PhS−HxS−マガディアイトと記す)108gを得た。
前記の元素分析装置、熱重量分析装置および核磁気共鳴装置(日本電子株式会社製、JNM−ECA400)を用いて得られたPhS−HxS−マガディアイトの組成を算出した結果、PhS0.45HxS0.24DTMA0.71Me0.60Si1429・nH2Oであった。
また、前記と同様に、得られたPhS−HxS−マガディアイトの底面間隔を求めたところ2.35nmであった。
<Example 6> Synthesis of a sustained-release composite agent in which OIT is inserted between layers of magadiates modified with a phenylsilyl group and a hexylsilyl group, and evaluation of the sustained-release complexing thereof.
(1) Interlayer silylation (introduction of phenyl group and hexyl group) by Ph-TRIMS and hexylsilyltrimethoxysilane (hereinafter referred to as Hx-TRIMS) treatment of partially protonated DTMA-magadiaite.
100 g of DTMA-magadiate was changed to 100 g of partially protonated DTMA-magadiaite obtained as in Example 2 (1), and 39.2 g of MAC-TRIMS was changed to 132 g of Ph-TRIMS and Hx-TRIMS (Tokyo Kasei Kagaku Kogyo Co., Ltd.). (Manufactured) 108 g of silylated magadite (hereinafter referred to as PhS-HxS-magadiate) was obtained by performing interlayer silylation in the same manner as in Example 1 (3) except that the weight was changed to 137 g.
As a result of calculating the composition of PhS-HxS-magadiite obtained by using the above-mentioned elemental analyzer, thermogravimetric analyzer and nuclear magnetic resonance apparatus (JNM-ECA400, manufactured by JEOL Ltd.), PhS 0.45 HxS 0.24 DTMA It was 0.71 Me 0.60 Si 14 O 29 · nH 2 O.
Further, in the same manner as described above, the bottom surface spacing of the obtained PhS-HxS-magadiaite was determined and found to be 2.35 nm.

(2)塩化水素およびメタノールを用いたPh−HxS−マガディアイトの残存DTMA基の除去およびメチル基の導入(シラノールの封止)。
PhS−マガディアイト100gをPhS−HxS−マガディアイト100gに変更した以外は、実施例2(3)と同様にしてDTMA基が除去され、マガディアイト由来のシラノールがO−メチル化されたPhS−HxS−マガディアイト(以後、PhS−HxS−マガディアイト−PPMeと記す)76gを得た。
前記と同様に、得られたPhS−HxS−マガディアイト−PPMeの組成を算出した結果、PhS0.45HxS0.24DTMA0.18Me1.13Si1429・nH2Oであり、底面間隔は1.95nmであった。
(2) Removal of residual DTMA group of Ph-HxS-magadiate and introduction of methyl group using hydrogen chloride and methanol (sealing of silanol).
PhS-HxS in which the DTMA group was removed and silanol derived from magadiaite was O-methylated in the same manner as in Example 2 (3) except that 100 g of PhS-magadiate was changed to 100 g of PhS-HxS-magadiaite. -Magadiate (hereinafter referred to as PhS-HxS-Magadiaite-PPMe) 76 g was obtained.
As a result of calculating the composition of the obtained PhS-HxS-magadiaite-PPMe in the same manner as described above, the result was PhS 0.45 HxS 0.24 DTMA 0.18 Me 1.13 Si 14 O 29 · nH 2 O, and the bottom surface spacing was 1.95 nm. It was.

(3)PhS−HxS−マガディアイト−PPMeとOITの複合剤の調製。
PhS−マガディアイト−PPMe90gをPhS−HxS−マガディアイト−PPMe90gに変更した以外は、実施例5(1)と同様にしてPhS−HxS−マガディアイト−PPMeとOITの複合剤(以後、PhS−HxS−マガディアイト−PPMe/OIT複合剤と記す、OITの有効成分濃度:10wt%)95gを得た。その底面間隔は2.66nmであった。
(3) Preparation of a complex agent of PhS-HxS-magadiate-PPMe and OIT.
A composite agent of PhS-HxS-magadiaite-PPMe and OIT (hereinafter, PhS-HxS) in the same manner as in Example 5 (1) except that PhS-magadiaite-PPMe90g was changed to PhS-HxS-magadiaite-PPMe90g. 95 g (concentration of active ingredient of OIT: 10 wt%), which is described as -magadite-PPMe / OIT complex, was obtained. The bottom spacing was 2.66 nm.

(4)PhS−HxS−マガディアイト−PPMe/OIT複合剤からのOIT放出試験。
PhS−マガディアイト−PPMe/OIT複合剤20mgを前記で得られたPhS−HxS−マガディアイト−PPMe/OIT複合剤20mgに変更した以外は、実施例5(2)と同様にしてオクタン中のOIT濃度を分析した。
その結果を表5および表6に示す。
(4) OIT release test from PhS-HxS-magadiate-PPMe / OIT complex.
OIT in octane in the same manner as in Example 5 (2), except that the PhS-magadiaite-PPMe / OIT complex 20 mg was changed to the PhS-HxS-magadiaite-PPMe / OIT complex 20 mg obtained above. The concentration was analyzed.
The results are shown in Tables 5 and 6.

<実施例7>フェニルシリル基および3−メルカプトプロピルシリル基で層間修飾されたマガディアイトの層間にOITを挿入した徐放性複合剤の合成とその徐放性評価。
(1)部分プロトン化DTMA−マガディアイトのPh−TRIMSおよび3−メルカプトプロピルシリルトリメトキシシラン(以後、MP−TRIMSと記す)処理による層間シリル化(フェニル基およびメルカプトプロピル基の導入)。
Hx−TRIMS137gをMP−TRIMS(信越化学工業社製)123gに変更した以外は、実施例6(1)と同様にして層間シリル化を行うことによりシリル化マガディアイト(以後、PhS−MPS−マガディアイトと記す)104gを得た。
前記と同様に、得られたPhS−MPS−マガディアイトの組成を算出した結果、PhS0.62メルカプトプロピルシリル(MPS)0.61DTMA0.27Me0.50Si1429・nH2Oであり、底面間隔は2.15nmであった。
<Example 7> Synthesis of a sustained-release composite agent in which OIT is inserted between layers of magadites interlayer-modified with a phenylsilyl group and a 3-mercaptopropylsilyl group, and evaluation of the sustained-release complexing thereof.
(1) Interlayer silylation of partially protonated DTMA-magadiaite by Ph-TRIMS and 3-mercaptopropylsilyltrimethoxysilane (hereinafter referred to as MP-TRIMS) treatment (introduction of phenyl group and mercaptopropyl group).
Cyrilized magadiaite (hereinafter PhS-MPS-magadia) by performing interlayer silylation in the same manner as in Example 6 (1) except that 137 g of Hx-TRIMS was changed to 123 g of MP-TRIMS (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.). 104 g (denoted as Ito) was obtained.
As a result of calculating the composition of the obtained PhS-MPS-magadiaite in the same manner as described above, PhS 0.62 mercaptopropylsilyl (MPS) 0.61 DTMA 0.27 Me 0.50 Si 14 O 29 · nH 2 O, and the bottom spacing is 2. It was 15 nm.

(2)塩化水素およびメタノールを用いたPhS−MPS-マガディアイトの残存DTMA基の除去およびメチル基の導入(シラノールの封止)。
PhS−マガディアイト100gをPhS−MPS−マガディアイト100gに変更した以外は、実施例2(3)と同様にしてDTMA基が除去され、マガディアイト由来のシラノールがO−メチル化されたPhS−MPS−マガディアイト(以後、PhS−MPS−マガディアイト−PPMeと記す)93gを得た。
前記と同様に、得られたPhS−HxS−マガディアイト−PPMeの組成を算出した結果、PhS0.62MPS0.61DTMA0.19Me0.58Si1429・nH2Oであり、底面間隔は2.15nmであった。
(2) Removal of residual DTMA group and introduction of methyl group of PhS-MPS-magadiate using hydrogen chloride and methanol (sealing of silanol).
PhS-MPS in which the DTMA group was removed and silanol derived from magadiaite was O-methylated in the same manner as in Example 2 (3) except that 100 g of PhS-magadiaite was changed to 100 g of PhS-MPS-magadiaite. -Magadiate (hereinafter referred to as PhS-MPS-Magadiaite-PPMe) 93 g was obtained.
As a result of calculating the composition of the obtained PhS-HxS-magadiate-PPMe in the same manner as described above, PhS 0.62 MPS 0.61 DTMA 0.19 Me 0.58 Si 14 O 29 · nH 2 O, and the bottom surface spacing was 2.15 nm. It was.

(3)PhS−MPS−マガディアイト−PPMeとOITの複合剤の調製。
PhS−マガディアイト−PPMe90gをPhS−MPS−マガディアイト−PPMe90gに変更した以外は、実施例5(1)と同様にしてPhS−MPS−マガディアイト−PPMeとOITの複合剤(以後、PhS−MPS−マガディアイト−PPMe/OIT複合剤と記す、OITの有効成分濃度:10wt%)98gを得た。その底面間隔は2.48nmであった。
(3) Preparation of a complex agent of PhS-MPS-magadiate-PPMe and OIT.
A composite agent of PhS-MPS-magadiaite-PPMe and OIT (hereinafter, PhS-MPS) in the same manner as in Example 5 (1) except that PhS-magadiaite-PPMe90g was changed to PhS-MPS-magadiaite-PPMe90g. 98 g (concentration of active ingredient of OIT: 10 wt%), which is described as -magadite-PPMe / OIT complex, was obtained. The bottom spacing was 2.48 nm.

(4)PhS−MPS−マガディアイト−PPMe/OIT複合剤からのOIT放出試験。
PhS−マガディアイト−PPMe/OIT複合剤20mgを前記で得られたPhS−MPS−マガディアイト−PPMe/OIT複合剤20mgに変更した以外は、実施例5(2)と同様にしてオクタン中のOIT濃度を分析した。
その結果を表5および表6に示す。
(4) OIT release test from PhS-MPS-magadiaite-PPMe / OIT complex.
OIT in octane in the same manner as in Example 5 (2), except that the PhS-magdiaite-PPMe / OIT complex 20 mg was changed to the PhS-MPS-magadiaite-PPMe / OIT complex 20 mg obtained above. The concentration was analyzed.
The results are shown in Tables 5 and 6.

<実施例8>3−メルカプトプロピルシリル基で層間修飾されたマガディアイトの層間にOITを挿入した徐放性複合剤の合成とその徐放性評価。
(1)部分プロトン化DTMA−マガディアイトのMP−TRIMS処理による層間シリル化(メルカプトプロピル基の導入)。
DTMA−マガディアイト100gを実施例2(1)のようにして得られた部分プロトン化DTMA−マガディアイト100gに変更し、MAC−TRIMS39.2gをMP−TRIMS245gに変更した以外は、実施例1(3)と同様にして層間シリル化を行うことによりシリル化マガディアイト(以後、MPS−マガディアイトと記す)97gを得た。

前記と同様に、得られたMPS−マガディアイトの組成を算出した結果、MPS0.95DTMA0.30Me0.75Si1429・nH2Oであり、底面間隔は2.22nmであった。
<Example 8> Synthesis of a sustained-release complex agent in which OIT is inserted between layers of magadiaite interlayer-modified with a 3-mercaptopropylsilyl group, and evaluation of the sustained-release complexing.
(1) Interlayer silylation of partially protonated DTMA-magadiaite by MP-TRIMS treatment (introduction of mercaptopropyl group).
Example 1 (Except that 100 g of DTMA-magadiate was changed to 100 g of partially protonated DTMA-magadiate obtained as in Example 2 (1) and 39.2 g of MAC-TRIMS was changed to 245 g of MP-TRIMS. By carrying out interlayer silylation in the same manner as in 3), 97 g of silylated magadite (hereinafter referred to as MPS-magadiate) was obtained.

As a result of calculating the composition of the obtained MPS-magadiaite in the same manner as described above, the MPS was 0.95 DTMA 0.30 Me 0.75 Si 14 O 29 · nH 2 O, and the bottom surface spacing was 2.22 nm.

(2)塩化水素およびメタノールを用いたMPS-マガディアイトの残存DTMA基の除去およびメチル基の導入(シラノールの封止)。
PhS−マガディアイト100gをMPS−マガディアイト100gに変更した以外は、実施例2(3)と同様にしてDTMA基が除去され、マガディアイト由来のシラノールがO−メチル化されたMPS−マガディアイト(以後、MPS−マガディアイト−PPMeと記す)93gを得た。
前記と同様に、得られたMPS−マガディアイト−PPMeの組成を算出した結果、MPS0.95DTMA0.23Me0.82Si1429・nH2Oであり、底面間隔は2.21nmであった。
(2) Removal of residual DTMA group and introduction of methyl group of MPS-magadiate using hydrogen chloride and methanol (sealing of silanol).
MPS-Magdiaite (MPS-Magdiaite in which the DTMA group was removed and silanol derived from magadiaite was O-methylated in the same manner as in Example 2 (3), except that 100 g of PhS-magadiate was changed to MPS-magadiaite 100 g. Hereinafter, 93 g (referred to as MPS-magadite-PPMe) was obtained.
As a result of calculating the composition of the obtained MPS-magadiaite-PPMe in the same manner as described above, the MPS was 0.95 DTMA 0.23 Me 0.82 Si 14 O 29 · nH 2 O, and the bottom spacing was 2.21 nm.

(3)MPS−マガディアイト−PPMeとOITの複合剤の調製。
PhS−マガディアイト−PPMe90gをMPS−マガディアイト−PPMe90gに変更した以外は、実施例5(1)と同様にしてMPS−マガディアイト−PPMeとOITの複合剤(以後、MPS−マガディアイト−PPMe/OIT複合剤と記す、OITの有効成分濃度:10wt%)95gを得た。その底面間隔は2.51nmであった。
(3) Preparation of a composite agent of MPS-magadiate-PPMe and OIT.
A composite agent of MPS-magadiaite-PPMe and OIT (hereinafter, MPS-magadiaite-PPMe /) in the same manner as in Example 5 (1) except that PhS-magadiaite-PPMe90g was changed to MPS-magadiaite-PPMe90g. 95 g of OIT active ingredient concentration (10 wt%), which is described as an OIT composite agent, was obtained. The bottom spacing was 2.51 nm.

(4)MPS−マガディアイト−PPMe/OIT複合剤からのOIT放出試験。
PhS−マガディアイト−PPMe/OIT複合剤20mgを前記で得られたMPS−マガディアイト−PPMe/OIT複合剤20mgに変更した以外は、実施例5(2)と同様にしてオクタン中のOIT濃度を分析した。
その結果を表5および表6に示す。
(4) OIT release test from MPS-magadiate-PPMe / OIT complex.
The OIT concentration in the octane was adjusted in the same manner as in Example 5 (2), except that the PhS-magadiate-PPMe / OIT complex 20 mg was changed to the MPS-magadiaite-PPMe / OIT complex 20 mg obtained above. analyzed.
The results are shown in Tables 5 and 6.

<比較例4>DTMA基で層間修飾されたマガディアイトの層間にOITを挿入した徐放性複合剤の合成とその徐放性評価。
(1)DTMA−マガディアイトとOITの複合剤の調製
PhS−マガディアイト−PPMe90gを実施例1(2)のようにして得られたDTMA−マガディアイト90gに変更した以外は、実施例5(1)と同様にしてDTMA−マガディアイトとOITの複合剤(以後、DTMA−マガディアイト/OIT複合剤と記す、OITの有効成濃度:10wt%)99gを得た。その底面間隔は3.99nmであった。
<Comparative Example 4> Synthesis of a sustained-release complex agent in which OIT is inserted between layers of magadiaite interlayer-modified with a DTMA group and evaluation of its sustained-release property.
(1) Preparation of Complex Agent of DTMA-Magadiaite and OIT Example 5 (1) except that 90 g of PhS-magadiaite-PPMe was changed to 90 g of DTMA-magadiaite obtained as in Example 1 (2). ), 99 g of a complex agent of DTMA-magadiaite and OIT (hereinafter referred to as DTMA-magadiaite / OIT complex agent, effective concentration of OIT: 10 wt%) was obtained. The bottom spacing was 3.99 nm.

(2)DTMA−マガディアイト/OIT複合剤からのOIT放出試験。
PhS−マガディアイト−PPMe/OIT複合剤20mgを前記で得られたDTMA−マガディアイト/OIT複合剤20mgに変更した以外は、実施例5(2)と同様にしてオクタン中のOIT濃度を分析した。
その結果を表5および表6に示す。
(2) OIT release test from DTMA-magadiate / OIT complex.
The OIT concentration in the octane was analyzed in the same manner as in Example 5 (2), except that 20 mg of the PhS-magadiate-PPMe / OIT complex was changed to 20 mg of the DTMA-magadiaite / OIT complex obtained above. ..
The results are shown in Tables 5 and 6.

Figure 2019146304
Figure 2019146304

表5に示した通り、本発明の有機無機複合基で層間修飾された層状無機化合物をホスト化合物とした場合、および従来のアルキルアンモニウム基で層間有機化された層状無機化合物をホスト化合物とした場合には、ゲスト化合物であるOITは、いずれもその層間にインターカレーションされたことがわかる。
表5の実施例5〜実施例8および比較例4の複合剤を用いて実施したOIT放出試験において、測定したオクタン中のOIT濃度に基づき、初期のホスト−ゲスト複合剤中に吸着されていたOITの量に対し、ホスト−ゲスト複合剤から放出されたゲスト化合物の割合を放出率として算出し継時的に表したものを表6に示す。
As shown in Table 5, when the layered inorganic compound interlayer-modified with the organic-inorganic composite group of the present invention is used as the host compound, and when the layered inorganic compound interlayer-organized with the conventional alkylammonium group is used as the host compound. It can be seen that all of the guest compounds, OIT, were intercalated between the layers.
In the OIT release test carried out using the composite agents of Examples 5 to 8 and Comparative Example 4 in Table 5, it was adsorbed into the initial host-guest composite agent based on the measured OIT concentration in the octane. Table 6 shows the ratio of the guest compound released from the host-guest complex to the amount of OIT calculated as the release rate and expressed over time.

Figure 2019146304
Figure 2019146304

表6において、実施例5〜実施例8では時間の経過とともにゲスト化合物であるOITの放出率が徐々に増加しており、試験溶媒であるオクタン中にゲスト化合物が徐放されていることを示している。
一方、比較例4の従来技術では、1時間後までにほぼすべてのゲスト化合物が放出され、徐放化できていない。
In Table 6, in Examples 5 to 8, the release rate of the guest compound OIT gradually increased with the passage of time, indicating that the guest compound was slowly released into the octane as the test solvent. ing.
On the other hand, in the prior art of Comparative Example 4, almost all the guest compounds were released by 1 hour, and the sustained release could not be achieved.

さらに実施例5〜実施例8を比較すると、ホスト化合物の層間修飾基を変更し、適宜、複数の修飾基を組み合わせることにより、ゲスト化合物の徐放化速度を変更できることを示している。 Further, when Examples 5 to 8 are compared, it is shown that the sustained release rate of the guest compound can be changed by changing the interlayer modifying group of the host compound and appropriately combining a plurality of modifying groups.

このように本発明の有機無機複合基で層間修飾された層状無機化合物をホスト化合物とすることにより、所望のゲスト化合物を効率的に格納することができる上、その放出速度を調節して徐放化することができる。 By using the layered inorganic compound interlayer-modified with the organic-inorganic composite group of the present invention as the host compound in this way, the desired guest compound can be efficiently stored, and the release rate thereof can be adjusted for sustained release. Can be transformed into.

<実施例9>フェニルシリル基およびヘキシルシリル基で層間修飾されたマガディアイトの層間に1−(1−メチルプロポキシカルボニル)−2−(2−ヒドロキシエチル)ピペリジン(以後、イカリジンと記す)を挿入した徐放性複合剤の合成とその徐放性評価。
(1)PhS−HxS−マガディアイト−PPMeとイカリジンの複合剤の調製。
OIT10gをイカリジン(コンビブロック社製)10gに変更した以外は、実施例6(3)と同様にしてPhS−HxS−マガディアイト−PPMeとイカリジンの複合剤(以後、PhS−HxS−マガディアイト−PPMe/イカリジン複合剤と記す、イカリジンの有効成分濃度:10wt%)97gを得た。その底面間隔は2.28nmであった。
<Example 9> 1- (1-methylpropoxycarbonyl) -2- (2-hydroxyethyl) piperidine (hereinafter referred to as icaridin) is inserted between layers of magadiate modified with a phenylsilyl group and a hexylsilyl group. Synthesis of sustained-release complex agents and evaluation of their sustained-release properties.
(1) Preparation of a complex agent of PhS-HxS-magadiate-PPMe and icaridin.
A composite agent of PhS-HxS-magadiate-PPMe and icaridin (hereinafter PhS-HxS-magadiaite-PPMe) in the same manner as in Example 6 (3) except that 10 g of OIT was changed to 10 g of icaridin (manufactured by Combiblock). / 97 g of icaridin active ingredient concentration (10 wt%), which is described as an icaridin complex, was obtained. The bottom spacing was 2.28 nm.

(2)PhS−HxS−マガディアイト−PPMe/イカリジン複合剤からのイカリジン放出試験。
P−MACPS−PhS−マガディアイト/2MT複合剤40mgを前記で得られたPhS−HxS−マガディアイト−PPMe/イカリジン複合剤20mgに変更し、オクタン2.8gを、2.4%クエン酸水溶液(クエン酸2.5gを純水100gに溶解して調製したもの)20gに変更し、攪拌温度を25℃から40℃に変更した以外は、実施例1(7)と同様にして2.4%クエン酸水溶液中のイカリジン濃度を分析した。
その結果を表7および表8に示す。
(2) Icaridin release test from PhS-HxS-magadiate-PPMe / icaridin complex.
40 mg of the P-MACPS-PhS-magadiate / 2MT complex was changed to 20 mg of the PhS-HxS-magadiaite-PPMe / icaridine complex obtained above, and 2.8 g of octane was added to a 2.4% aqueous citric acid solution (2.4% citric acid aqueous solution). Prepared by dissolving 2.5 g of citric acid in 100 g of pure water) 2.4% in the same manner as in Example 1 (7) except that the mixture was changed to 20 g and the stirring temperature was changed from 25 ° C to 40 ° C. The concentration of icaridine in the aqueous citric acid solution was analyzed.
The results are shown in Tables 7 and 8.

<比較例5>
DTMA基で層間修飾されたマガディアイトの層間にイカリジンを挿入した徐放性複合剤の合成とその徐放性評価。
(1)DTMA−マガディアイトとイカリジンの複合剤の調製。
OIT10gをイカリジン10gに変更した以外は、実施例3(1)と同様にしてDTMA−マガディアイトとイカリジンの複合剤(以後、DTMA−マガディアイト/イカリジン複合剤と記す、イカリジンの有効成分濃度:10wt%)96gを得た。その底面間隔は3.55nmであった。
<Comparative example 5>
Synthesis of a sustained-release complex agent in which icaridin is inserted between layers of magadiaite interlayer-modified with a DTMA group and evaluation of its sustained-release property.
(1) Preparation of a complex agent of DTMA-magadiaite and icaridin.
The active ingredient concentration of icaridin, which is hereinafter referred to as DTMA-magadiaite / icaridin complex, is the same as in Example 3 (1) except that 10 g of OIT is changed to 10 g of icaridin. %) 96 g was obtained. The bottom spacing was 3.55 nm.

(2)DTMA−マガディアイト/イカリジン複合剤からのイカリジン放出試験。
DTMA−マガディアイト/OIT複合剤20mgを前記で得られたDTMA−マガディアイト/イカリジン複合剤20mgに変更した以外は、実施例7(2)と同様にして、2.4%クエン酸水溶液中のイカリジン濃度を分析した。
その結果を表7および表8に示す。
(2) Icaridin release test from DTMA-magadiaite / icaridin complex.
In the same manner as in Example 7 (2), in a 2.4% aqueous citric acid solution, except that 20 mg of the DTMA-magadiaite / OIT complex was changed to 20 mg of the DTMA-magadiaite / icaridin complex obtained above. Icaridin concentration was analyzed.
The results are shown in Tables 7 and 8.

Figure 2019146304
Figure 2019146304

表7に示した通り、本発明の有機無機複合基で層間修飾された層状無機化合物をホスト化合物とした場合、および従来のアルキルアンモニウム基で層間有機化された層状無機化合物をホスト化合物とした場合には、ゲスト化合物であるイカリジンは、いずれもその層間にインターカレーションされたことがわかる。 As shown in Table 7, when the layered inorganic compound interlayer-modified with the organic-inorganic composite group of the present invention is used as the host compound, and when the layered inorganic compound interlayer-organized with the conventional alkylammonium group is used as the host compound. It can be seen that all of the guest compounds, icaridine, were intercalated between the layers.

表7の実施例9および比較例4の複合剤を用いて実施したイカリジン放出試験において、測定した2.4%クエン酸水溶液中のイカリジン濃度に基づき、初期のホスト−ゲスト複合剤中に吸着されていたイカリジンの量に対し、ホスト−ゲスト複合剤から放出されたゲスト化合物の割合を放出率として算出し継時的に表したものを表8に示す。 In the icaridin release test performed using the composite agents of Example 9 and Comparative Example 4 in Table 7, it was adsorbed into the initial host-guest composite agent based on the measured icaridin concentration in the 2.4% aqueous citric acid solution. Table 8 shows the ratio of the guest compound released from the host-guest complex to the amount of icaridin that had been calculated as the release rate and expressed over time.

Figure 2019146304
Figure 2019146304

表8の実施例9が示すとおり、本発明の有機無機複合基により共有結合を介して層間修飾された層状無機化合物をホスト化合物とした複合剤は、酸性溶液中においてもゲスト化合物であるイカリジンを効果的に保持しつつ、徐放している。一方、比較例5の従来のアルキルアンモニウムで層間有機化された層状無機化合物をホスト化合物とした場合には、ゲスト化合物であるイカリジンは、実施例7に比べて1時間後にはかなり多くのクエン酸水溶液中に放出され、その後は徐放化されておらず、むしろクエン酸水溶液中の濃度が減少している。これは、比較例5は層間がイオン結合を介してアルキルアンモニウムで修飾されているため、複合剤の周辺のpH環境の影響を受けやすく、アルキルアンモニウムの層間からの脱離やイカリジンの再吸着が生じているためと推論され、徐放材料として不適であることを示している。 As shown in Example 9 of Table 8, the composite agent using the layered inorganic compound as the host compound, which is interlayer-modified with the organic-inorganic composite group of the present invention via a covalent bond, contains icaridin, which is a guest compound, even in an acidic solution. It is released slowly while holding it effectively. On the other hand, when the conventional layered inorganic compound interlayer-organized with alkylammonium of Comparative Example 5 was used as the host compound, the guest compound icaridine contained considerably more citric acid after 1 hour as compared with Example 7. It was released into the aqueous solution and has not been sustained since then, but rather the concentration in the citric acid aqueous solution has decreased. This is because Comparative Example 5 is susceptible to the influence of the pH environment around the composite agent because the layers are modified with alkylammonium via ionic bonds, and desorption of alkylammonium from the layers and readsorption of icaridin occur. It is presumed that this is due to the occurrence, indicating that it is not suitable as a sustained-release material.

<実施例10>フェニルシリル基で層間修飾されたマガディアイトの層間にペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート](以後、Irganox 1010と記す)を挿入した徐放性複合剤の合成とその徐放性評価。
(1)PhS−マガディアイト−PPMeとIrganox 1010の複合剤の調製。
OIT10gをIrganox 1010(BASFジャパン社製)10gに変更した以外は、実施例5(1)と同様にして、PhS−マガディアイト−PPMeとIrganox 1010の複合剤(以後、PhS−マガディアイト−PPMe/Irganox 1010複合剤と記す、Irganox 1010複合剤の有効成分濃度:10wt%)97gを得た。その底面間隔は1.93nmであった。
<Example 10> Pentaerythritol tetrakis [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] between layers of magadiate interlayer-modified with a phenylsilyl group (hereinafter referred to as Irganox 1010). Synthesis of sustained-release complex agent and evaluation of its sustained-release complex.
(1) Preparation of a composite agent of PhS-magadiate-PPMe and Irganox 1010.
In the same manner as in Example 5 (1) except that 10 g of OIT was changed to 10 g of Irganox 1010 (manufactured by BASF Japan Ltd.), a composite agent of PhS-magadite-PPMe and Irganox 1010 (hereinafter, PhS-magadite-PPMe /) 97 g of the active ingredient concentration of the Irganox 1010 complex, which is referred to as the Irganox 1010 complex, was obtained (10 wt%). The bottom spacing was 1.93 nm.

(2)PhS−マガディアイト−PPMe/Irganox 1010複合剤からのIrganox 1010放出試験。
P−MACPS−PhS−マガディアイト/2MT複合剤40mgを前記で得られたPhS−マガディアイト−PPMe/Irganox 1010複合剤20mgに変更し、オクタン2.8gをオクタン20gに変更した以外は、実施例1(7)と同様にしてオクタン中のIrganox 1010濃度を分析した。その結果を表9および表10に示す。
(2) Irganox 1010 release test from PhS-magadiate-PPMe / Irganox 1010 complex.
Examples except that 40 mg of the P-MACPS-PhS-magadiaite / 2MT complex was changed to 20 mg of the PhS-magadiaite-PPMe / Irganox 1010 complex obtained above, and 2.8 g of octane was changed to 20 g of octane. The Irganox 1010 concentration in the octane was analyzed in the same manner as in 1 (7). The results are shown in Tables 9 and 10.

<比較例6>
DTMA基で層間修飾されたマガディアイトの層間にIrganox 1010を複合化した徐放性複合剤の合成とその徐放性評価。
(1)DTMA−マガディアイトとIrganox 1010の複合剤の調製。
OIT10gをIrganox 1010 10gに変更した以外は、実施例3(1)と同様にしてDTMA−マガディアイトとIrganox 1010の複合剤(以後、DTMA−マガディアイト/Irganox 1010複合剤と記す、Irganox 1010複合剤の有効成分濃度:10wt%)95gを得た。その底面間隔は2.86nmであった。
<Comparative Example 6>
Synthesis of a sustained-release composite agent in which Irganox 1010 is complexed between layers of magadiaite interlayer-modified with a DTMA group, and evaluation of its sustained-release property.
(1) Preparation of a combination drug of DTMA-magadiate and Irganox 1010.
Irganox 1010 complex, which is hereinafter referred to as DTMA-magadiate / Irganox 1010 composite, in the same manner as in Example 3 (1), except that OIT 10 g was changed to Irganox 1010 10 g. Active ingredient concentration: 10 wt%) 95 g was obtained. The bottom spacing was 2.86 nm.

(2)DTMA−マガディアイト/Irganox 1010複合剤からのIrganox 1010放出試験。
PhS−マガディアイト−PPMe/Irganox 1010複合剤20mgを前記で得られたDTMA−マガディアイト/Irganox 1010複合剤20mgに変更した以外は、実施例10(2)と同様にしてオクタン中のIrganox 1010濃度を分析した。その結果を表9および表10に示す。
(2) Irganox 1010 release test from DTMA-magadiate / Irganox 1010 complex.
Irganox 1010 concentration in octane in the same manner as in Example 10 (2), except that 20 mg of the PhS-magadiate-PPMe / Irganox 1010 complex was changed to 20 mg of the DTMA-magadiaite / Irganox 1010 complex obtained above. Was analyzed. The results are shown in Tables 9 and 10.

Figure 2019146304
Figure 2019146304

表9に示した通り、実施例10の本発明の有機無機複合基で層間修飾された層状無機化合物をホスト化合物とした場合には、ゲスト化合物であるIrganox 1010の吸着前後で底面間隔が拡大しており、その層間にIrganox 1010がインターカレーションされたことがわかる。
一方、比較例6の従来のアルキルアンモニウムで層間有機化された層状無機化合物をホスト化合物とした場合には、ゲスト化合物であるIrganox 1010の吸着前後で底面間隔は変化しておらず、その層間にIrganox 1010がインターカレーションされたとは判断できず、インターカレーションされていない可能性がある。
As shown in Table 9, when the layered inorganic compound intercalated with the organic-inorganic composite group of the present invention of Example 10 is used as the host compound, the bottom surface spacing increases before and after adsorption of the guest compound Irganox 1010. It can be seen that the Irganox 1010 was intercalated between the layers.
On the other hand, when the conventional layered inorganic compound intercalated with alkylammonium of Comparative Example 6 was used as the host compound, the bottom surface spacing did not change before and after the adsorption of the guest compound Irganox 1010, and the intercalation between the layers did not change. It cannot be determined that the Irganox 1010 has been intercalated, and it is possible that it has not been intercalated.

表9の実施例10および比較例6の複合剤を用いて実施したIrganox 1010放出試験において、測定したオクタン中のIrganox 1010濃度に基づき、初期のホスト−ゲスト複合剤中に吸着されていたIrganox 1010の量に対し、ホスト−ゲスト複合剤から放出されたゲスト化合物の割合を放出率として算出し継時的に表したものを表10に示す。 In the Irganox 1010 release test performed with the composites of Example 10 and Comparative Example 6 in Table 9, the Irganox 1010 adsorbed into the initial host-guest composite was based on the measured Irganox 1010 concentration in the octane. Table 10 shows the ratio of the guest compound released from the host-guest complex to the amount of the above calculated as the release rate and expressed over time.

Figure 2019146304
Figure 2019146304

表10において、実施例10では時間の経過とともにIrganox 1010の放出率が徐々に増加しており、試験溶媒であるオクタン中にゲスト化合物が徐放されていることを示している。
一方、比較例6の従来技術では1時間後までにほぼすべてのゲスト化合物が放出され、徐放化できていない。
In Table 10, in Example 10, the release rate of Irganox 1010 gradually increased with the passage of time, indicating that the guest compound was slowly released into the octane as the test solvent.
On the other hand, in the prior art of Comparative Example 6, almost all the guest compounds were released by 1 hour, and the sustained release could not be achieved.

このように本発明の有機無機複合基で層間修飾された層状無機化合物をホスト化合物とすることにより、Irganox 1010のように非常に大きな分子であっっても、その層間に効率的に格納することができる上、その放出速度を調節して徐放化することができる。 By using the layered inorganic compound interlayer-modified with the organic-inorganic composite group of the present invention as a host compound in this way, even a very large molecule such as Irganox 1010 can be efficiently stored between the layers. In addition, the release rate can be adjusted for sustained release.

<実施例11>PhS−HxS−マガディアイト−PPMe/OIT複合剤(徐放性防黴剤)を練り込んだ樹脂の防黴試験。
(1)樹脂試験片の作製。
ポリエチレン樹脂(宇部丸善ポリエチレン社製UBEポリエチレンJ3519、以後、PP樹脂と記す)40gを加熱ミルで、140℃で攪拌しながら溶解させた。ここに実施例6で合成したPhS−HxS−マガディアイト−PPMe/OIT複合剤0.4gを添加して15分間攪拌した後、得られた混合液を金型に入れ、160℃で5分間プレスしてから放冷し、2mmの厚さのプレートに成形した。ここから2.5cm×2.5cm×2mmの大きさの試験片を切り出した。
(2)樹脂試験片の加熱劣化処理。
前記(1)で作製した試験片を、80℃の通風乾燥機内に96時間静置後、25℃で17日間静置した。
(3)樹脂試験片の温水浸漬劣化処理。
前記(1)で作製した試験片に金属の重りを付け、純水1L入りの1Lポリ瓶に入れて、試験片を完全に水中に沈め、ポリ瓶の蓋を閉めて、60℃で120時間加熱した。途中、温水浸漬開始24時間後および96時間後にそれぞれ水を純水に入れ替えた。
(4)防黴試験(ハロー試験)。
防黴性の評価に用いたカビは、黒カビ(Cladosporium cladospolioides)、青カビ(Penicillium funiculosum)および黒麹カビ(Aspergills niger)で、表11に示す組成の無機塩溶液に胞子を添加し、それぞれの胞子数が105個/mL前後となるように調整して胞子混合懸濁液とした。直径9cmのポテトデキストロース寒天培地上に上記胞子混合懸濁液150μLを一様に接種し、その上の中央付近に上記(1)〜(3)で作製した試験片をそれぞれ置いて密着させた。これを25℃、湿度90%以上で3日間培養し、発育阻止帯の形成の有無を確認することにより、防黴性の評価を行った。評価結果を表12に示す。表中の記号は、〇:発育阻止帯の形成あり(防黴効果あり)、×:発育阻止帯の形成なし(防黴効果なし)を意味する。
<Example 11> An antifungal test of a resin kneaded with a PhS-HxS-magadiate-PPMe / OIT composite agent (sustained release antifungal agent).
(1) Preparation of resin test piece.
40 g of polyethylene resin (UBE polyethylene J3519 manufactured by Ube Maruzen Polyethylene Co., Ltd., hereinafter referred to as PP resin) was dissolved in a heating mill at 140 ° C. with stirring. 0.4 g of the PhS-HxS-magadite-PPMe / OIT composite agent synthesized in Example 6 was added thereto and stirred for 15 minutes, then the obtained mixed solution was placed in a mold and pressed at 160 ° C. for 5 minutes. Then, it was allowed to cool and molded into a plate having a thickness of 2 mm. A test piece having a size of 2.5 cm × 2.5 cm × 2 mm was cut out from here.
(2) Heat deterioration treatment of the resin test piece.
The test piece prepared in (1) above was allowed to stand in a ventilation dryer at 80 ° C. for 96 hours and then allowed to stand at 25 ° C. for 17 days.
(3) Deterioration treatment of the resin test piece by immersion in warm water.
A metal weight is attached to the test piece prepared in (1) above, and the test piece is placed in a 1 L plastic bottle containing 1 L of pure water, the test piece is completely submerged in water, the lid of the plastic bottle is closed, and the temperature is 60 ° C. for 120 hours. It was heated. On the way, the water was replaced with pure water 24 hours and 96 hours after the start of hot water immersion.
(4) Antifungal test (hello test).
The molds used for the evaluation of antifungal properties were black mold (Cladosporium clados polioides), blue mold (Penicillium funiculosum) and black aspergillium (Aspergillus niger), and spores were added to the inorganic salt solution having the composition shown in Table 11, respectively. number was adjusted to spore mixed suspension so that 10 5 cells / mL before and after. 150 μL of the spore mixed suspension was uniformly inoculated on a potato dextrose agar medium having a diameter of 9 cm, and the test pieces prepared in (1) to (3) above were placed near the center of the suspension and brought into close contact with each other. This was cultured at 25 ° C. and a humidity of 90% or more for 3 days, and the presence or absence of the formation of a growth inhibitory zone was confirmed to evaluate the antifungal property. The evaluation results are shown in Table 12. The symbols in the table mean that 〇: with the formation of a growth inhibitory zone (with antifungal effect), ×: without the formation of a growth inhibitory zone (without antifungal effect).

<比較例7>OIT(ゲスト化合物である防黴性有機化合物)を練り込んだ樹脂の防黴試験。
PhS−HxS−マガディアイト−PPMe/OIT複合剤0.4gをOIT0.04gに変更した以外は、実施例11と同様にして試験片を作製し、加速劣化処理および温水浸漬劣化処理を行って、防黴試験を実施した。その結果を表12に示す。
<Comparative Example 7> An antifungal test of a resin kneaded with OIT (an antifungal organic compound which is a guest compound).
A test piece was prepared in the same manner as in Example 11 except that 0.4 g of the PhS-HxS-magadiaite-PPMe / OIT composite agent was changed to 0.04 g of OIT, and accelerated deterioration treatment and hot water immersion deterioration treatment were performed. An antifungal test was conducted. The results are shown in Table 12.

<比較例8>PhS−HxS−マガディアイト−PPMe(ホスト化合物である層間修飾層状無機化合物)を練り込んだ樹脂の防黴試験。
PhS−HxS−マガディアイト−PPMe/OIT複合剤0.4gをPhS−HxS−マガディアイト−PPMe0.36gに変更した以外は、実施例11と同様にして試験片を作製し、加速劣化処理および温水浸漬劣化処理を行って、防黴試験を実施した。その結果を表12に示す。
<Comparative Example 8> Antifungal test of a resin kneaded with PhS-HxS-magadiate-PPMe (interlayer modified layered inorganic compound which is a host compound).
A test piece was prepared in the same manner as in Example 11 except that 0.4 g of the PhS-HxS-magadiaite-PPMe / OIT composite agent was changed to 0.36 g of PhS-HxS-magadiaite-PPMe, and accelerated deterioration treatment and warm water were prepared. Immersion deterioration treatment was performed and a mold resistance test was carried out. The results are shown in Table 12.

Figure 2019146304
Figure 2019146304

Figure 2019146304
Figure 2019146304

表12に示すように、比較例7のOITを単独でPP樹脂に練り込んだ試験片は、初期には黴の阻止帯が観察され、防黴効果を示すが、加熱および温水浸漬による劣化試験後には、いずれも阻止帯が全く観察されず、防黴効果を示さなかった。一方、実施例11の本発明の徐放性防黴剤をPP樹脂に練り込んだ試験片は、初期だけでなく、加熱および温水浸漬による劣化処理後のいずれも阻止帯が観察され、防黴効果が確認された。これは、本発明の有機無機複合基で層間修飾された層状無機化合物をホスト化合物として用いると、防黴性有機化合物に徐放性を付与した上に、耐熱性および耐温水性を付与できることを示しており、実用的な徐放性防黴剤とできることを示している。 As shown in Table 12, in the test piece in which the OIT of Comparative Example 7 was kneaded alone into the PP resin, a mold blocking zone was observed at the initial stage and showed a mold-proofing effect, but a deterioration test by heating and immersion in warm water was performed. After that, no blocking zone was observed in any of them, and no antifungal effect was shown. On the other hand, in the test piece in which the sustained-release antifungal agent of the present invention of Example 11 was kneaded into the PP resin, a blocking band was observed not only at the initial stage but also after the deterioration treatment by heating and immersion in warm water, and the antifungal zone was observed. The effect was confirmed. This is because when the layered inorganic compound interlayer-modified with the organic-inorganic composite group of the present invention is used as the host compound, the antifungal organic compound can be imparted with sustained release property, as well as heat resistance and temperature resistance. It is shown that it can be a practical sustained-release fungicide.

以上のように、本発明の有機無機複合基で層間修飾された層状無機化合物をホスト化合物とすることにより、様々な構造や分子量を有するゲスト化合物に対応して適切に層間環境を設計することができるため、非常に適用範囲が広く所望のゲスト化合物を層間にインターカレーションし、かつ目的に応じて徐放化速度を調節することができる徐放性複合剤とすることができる。さらに、共有結合を介して有機無機複合基によって層間修飾した層状無機化合をホスト化合物とするため、ゲスト化合物に対して耐熱性、耐水性、耐酸性等の耐環境性を付与することもできる。本発明によってゲスト化合物に由来する機能を、使用条件に応じて効果的に発現させることができる。 As described above, by using the layered inorganic compound interlayer-modified with the organic-inorganic composite group of the present invention as the host compound, it is possible to appropriately design the interlayer environment corresponding to guest compounds having various structures and molecular weights. Therefore, a sustained-release composite agent having a very wide range of application and capable of intercalating a desired guest compound between layers and adjusting the sustained-release rate according to the purpose can be obtained. Furthermore, since the host compound is a layered inorganic compound that has been interlayer-modified with an organic-inorganic composite group via a covalent bond, it is possible to impart environmental resistance such as heat resistance, water resistance, and acid resistance to the guest compound. According to the present invention, the function derived from the guest compound can be effectively expressed according to the conditions of use.

Claims (6)

層状無機化合物の層間に、下記式(1)または下記式(2)で表される有機無機複合基を有する層間修飾層状無機化合物と、前記層間修飾層状無機化合物の層間に挿入された化合物と、を含む徐放性複合剤。
Figure 2019146304
(式(1)において、M1およびM2は、それぞれ独立してSi、Al、TiまたはZrを示し、RaおよびRbは、それぞれ独立して炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和アルキレン基、炭素数3〜20の分岐鎖があっても良い飽和もしくは不飽和シクロアルキレン基、炭素数6〜20のアリーレン基または炭素数7〜20のアラルキレン基を示し、Rcは、炭素数1〜40から成る有機基を示し、かつ、ヘテロ原子、直鎖構造、分岐構造、環状構造、不飽和結合および芳香族構造を含んでも良く、Rは、炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和アルキル基、炭素数3〜8の分岐鎖があっても良い飽和もしくは不飽和シクロアルキル基、炭素数6〜20のアリール基または炭素数7〜20のアラルキル基を示し、それぞれビニル基、エポキシ基、オキセタニル基、エーテル基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、水酸基、アミノ基、炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和のモノもしくはジアルキルアミノ基、炭素数6〜20のモノもしくはジアリールアミノ基、炭素数7〜20のモノもしくはジアラルキルアミノ基、第1級、第2級、第3級もしくは第4級アンモニウム基、チオール基、イソシアヌレート基、ウレイド基、イソシアナート基、カルボニル基、アルデヒド基、カルボキシル基、カルボン酸エステル基、リン酸基、リン酸エステル基、スルホン酸基、スルホン酸エステル基またはハロゲン原子で置換されていても良い。Zは、水素原子、炭素数1〜8の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和アルキルオキシ基、炭素数3〜8の分岐鎖があっても良い飽和もしくは不飽和シクロアルキルオキシ基、トリメチルシリルオキシ基、ジメチルシリルオキシ基、炭素数1〜8の分岐鎖があっても良い飽和もしくは不飽和ヘテロシクロアルキルオキシ基、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基、炭素数1〜6の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和のアルキルアミノ基、炭素数1〜6の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和のジアルキルアミノ基または層状無機化合物由来の酸素原子を示し、M1およびM2がSi、TiまたはZrのいずれかの場合には、それに対応するxは2で、かつnは0〜2の整数であり、M1およびM2がAlの場合には、それに対応するxは1で、かつnは0または1であり、nが2の場合には、Rは同一でも異なっても良く、p、qおよびrは、0または1の整数で、これらのうち少なくとも1つは1である。)
Figure 2019146304
(式(2)において、Rは、炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和アルキル基、炭素数3〜8の分岐鎖があっても良い飽和もしくは不飽和シクロアルキル基、炭素数6〜20のアリール基または炭素数7〜20のアラルキル基を示し、それぞれビニル基、エポキシ基、オキセタニル基、エーテル基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、水酸基、アミノ基、炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和のモノもしくはジアルキルアミノ基、炭素数6〜20のモノもしくはジアリールアミノ基、炭素数7〜20のモノもしくはジアラルキルアミノ基、第1級、第2級、第3級もしくは第4級アンモニウム基、チオール基、イソシアヌレート基、ウレイド基、イソシアナート基、カルボニル基、アルデヒド基、カルボキシル基、カルボン酸エステル基、リン酸基、リン酸エステル基、スルホン酸基、スルホン酸エステル基またはハロゲン原子で置換されていても良い。Mは、Si、Al、TiまたはZrを示し、Zは水素原子、炭素数1〜8の飽和もしくは不飽和アルキルオキシ基、炭素数3〜8の分岐鎖があっても良い飽和もしくは不飽和シクロアルキルオキシ基、トリメチルシリルオキシ基、ジメチルシリルオキシ基、炭素数1〜8の分岐鎖があっても良い飽和もしくは不飽和ヘテロシクロアルキルオキシ基、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基、炭素数1〜6の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和のアルキルアミノ基、炭素数1〜6の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和のジアルキルアミノ基または層状無機化合物由来の酸素原子を示し、MがSi、TiまたはZrのいずれかの場合には、それに対応するxは3で、かつnは1〜3の整数であり、MがAlの場合には、それに対応するxは2で、かつnは1または2であり、nが2または3の場合には、Rは同一でも異なっても良い。)
Between the layers of the layered inorganic compound, an interlayer-modified layered inorganic compound having an organic-inorganic composite group represented by the following formula (1) or the following formula (2), and a compound inserted between the layers of the interlayer-modified layered inorganic compound, Sustained-release compounding agent containing.
Figure 2019146304
(In the formula (1), M 1 and M 2 independently represent Si, Al, Ti or Zr, respectively, and R a and R b are independent linear or branched chains having 1 to 20 carbon atoms, respectively. Saturated or unsaturated alkylene group, saturated or unsaturated cycloalkylene group which may have a branched chain having 3 to 20 carbon atoms, arylene group having 6 to 20 carbon atoms or aralkylene group having 7 to 20 carbon atoms, R c represents an organic group consisting of 1 to 40 carbon atoms and may contain a heteroatom, a linear structure, a branched structure, a cyclic structure, an unsaturated bond and an aromatic structure, and R is 1 to 20 carbon atoms. Saturated or unsaturated alkyl group of linear or branched chain, saturated or unsaturated cycloalkyl group which may have branched chain having 3 to 8 carbon atoms, aryl group having 6 to 20 carbon atoms or 7 to 20 carbon atoms. Indicates an aralkyl group, which is a vinyl group, an epoxy group, an oxetanyl group, an ether group, an acryloxy group, a methacrylox group, a hydroxyl group, an amino group, a linear or branched mono- or dialkylamino having 1 to 20 carbon atoms, respectively. Group, mono or diarylamino group with 6 to 20 carbon atoms, mono or dialalkylamino group with 7 to 20 carbon atoms, primary, secondary, tertiary or quaternary ammonium group, thiol group, isocyanurate It may be substituted with a group, a ureido group, an isocyanato group, a carbonyl group, an aldehyde group, a carboxyl group, a carboxylic acid ester group, a phosphoric acid group, a phosphoric acid ester group, a sulfonic acid group, a sulfonic acid ester group or a halogen atom. .Z is a hydrogen atom, a saturated or unsaturated alkyloxy group having a linear or branched chain having 1 to 8 carbon atoms, a saturated or unsaturated cycloalkyloxy group having a branched chain having 3 to 8 carbon atoms, or trimethylsilyl. Oxy group, dimethylsilyloxy group, saturated or unsaturated heterocycloalkyloxy group which may have branched chains having 1 to 8 carbon atoms, halogen atoms, hydroxyl groups, amino groups, linear or branched chains having 1 to 6 carbon atoms. Indicates an oxygen atom derived from a saturated or unsaturated alkylamino group, a linear or branched linear or branched dialkylamino group having 1 to 6 carbon atoms, or a layered inorganic compound, in which M 1 and M 2 are Si and Ti. Or, in any case of Zr, the corresponding x is 2 and n is an integer of 0 to 2, and when M 1 and M 2 are Al, the corresponding x is 1 and. When n is 0 or 1, and n is 2, even if R is the same. It may be different, where p, q and r are integers of 0 or 1 and at least one of them is 1. )
Figure 2019146304
(In the formula (2), R is a saturated or unsaturated alkyl group having a linear or branched chain having 1 to 20 carbon atoms, a saturated or unsaturated cycloalkyl group having a branched chain having 3 to 8 carbon atoms, and the like. It represents an aryl group having 6 to 20 carbon atoms or an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, and has a vinyl group, an epoxy group, an oxetanyl group, an ether group, an acryloxy group, a methacryloxy group, a hydroxyl group, an amino group and 1 to 20 carbon atoms, respectively. Saturated or unsaturated mono or dialkylamino groups of linear or branched chains, mono or diarylamino groups with 6 to 20 carbon atoms, mono or dialalkylamino groups with 7 to 20 carbon atoms, primary and secondary, Tertiary or quaternary ammonium group, thiol group, isocyanurate group, ureido group, isocyanato group, carbonyl group, aldehyde group, carboxyl group, carboxylic acid ester group, phosphoric acid group, phosphoric acid ester group, sulfonic acid group , A sulfonic acid ester group or a halogen atom. M represents Si, Al, Ti or Zr, Z is a hydrogen atom, a saturated or unsaturated alkyloxy group having 1 to 8 carbon atoms, and a carbon number of carbon atoms. Saturated or unsaturated cycloalkyloxy group which may have 3 to 8 branched chains, trimethylsilyloxy group, dimethylsilyloxy group, saturated or unsaturated heterocycloalkyloxy which may have branched chains having 1 to 8 carbon atoms. Group, halogen atom, hydroxyl group, amino group, saturated or unsaturated alkylamino group of linear or branched chain with 1 to 6 carbon atoms, saturated or unsaturated dialkylamino of linear or branched chain with 1 to 6 carbon atoms Indicates an oxygen atom derived from a group or layered inorganic compound, where M is any of Si, Ti or Zr, the corresponding x is 3 and n is an integer 1-3 and M is Al. In some cases, the corresponding x is 2, and n is 1 or 2, and when n is 2 or 3, R may be the same or different.)
前記有機無機複合基において、前記式(1)におけるM1およびM2のいずれもがSiであるか、または前記式(2)におけるMがSiである請求項1に記載の徐放性複合剤。The sustained-release composite agent according to claim 1, wherein in the organic-inorganic composite group, both M 1 and M 2 in the formula (1) are Si, or M in the formula (2) is Si. .. 前記式(1)で表される有機無機複合基中に、カルボン酸エステル構造、ウレタン構造、尿素構造、アミン構造、エーテル構造、チオエーテル構造、ジスルフィド構造および水酸基からなる群から選ばれる少なくとも1つを含む請求項1または請求項2に記載の徐放性複合剤。 In the organic-inorganic composite group represented by the formula (1), at least one selected from the group consisting of a carboxylic acid ester structure, a urethane structure, a urea structure, an amine structure, an ether structure, a thioether structure, a disulfide structure and a hydroxyl group is added. The sustained-release composite agent according to claim 1 or 2, which comprises. 前記層間修飾層状無機化合物の層間に挿入された化合物が、飽和または不飽和の脂肪族基、芳香族基、複素環構造基、水素結合生成基、配位結合生成基およびイオン結合生成基からなる群から選ばれる少なくとも1つを含む化合物である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の徐放性複合剤。 The compound inserted between the layers of the interlayer-modified layered inorganic compound is composed of a saturated or unsaturated aliphatic group, an aromatic group, a heterocyclic structural group, a hydrogen bond forming group, a coordination bond forming group and an ionic bond forming group. The sustained-release composite agent according to any one of claims 1 to 3, which is a compound containing at least one selected from the group. 前記層状無機化合物が層状ケイ酸塩、層状粘土鉱物および層状金属酸化物からなる群から選ばれる1つを含む請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の徐放性複合剤。 The sustained-release composite agent according to any one of claims 1 to 4, wherein the layered inorganic compound contains one selected from the group consisting of layered silicates, layered clay minerals and layered metal oxides. 前記層間修飾層状無機化合物と、該層間修飾層状無機化合物の層間に挿入される化合物と、を混合することを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の徐放性複合剤の製造方法。 The sustained-release composite according to any one of claims 1 to 5, wherein the interlayer-modified layered inorganic compound and a compound inserted between layers of the interlayer-modified layered inorganic compound are mixed. Method of manufacturing the agent.
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