KR100435105B1 - Homogeneous Atom Transfer Radical Polymerization(ATRP) of Methyl Methacrylate(MMA) Using the Novel Catalysts Based on Carboximidate Ligand - Google Patents

Homogeneous Atom Transfer Radical Polymerization(ATRP) of Methyl Methacrylate(MMA) Using the Novel Catalysts Based on Carboximidate Ligand Download PDF

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KR100435105B1 KR10-2002-0020963A KR20020020963A KR100435105B1 KR 100435105 B1 KR100435105 B1 KR 100435105B1 KR 20020020963 A KR20020020963 A KR 20020020963A KR 100435105 B1 KR100435105 B1 KR 100435105B1
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    • C08F2438/00Living radical polymerisation
    • C08F2438/01Atom Transfer Radical Polymerization [ATRP] or reverse ATRP

Abstract

본 발명은 원자이동 라디칼 중합(atom transfer radical polymerization; ATRP)에 기초한 메틸메타아크릴레이트(Methyl Methacrylate; MMA)의 라디칼 중합 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 카르복시이미데이트 리간드(화학식 2)에 기초하여 중합전이금속 화합물(CuX/화학식2; X=Cl, Br)의 가역적 산화-환원반응으로 인하여 성장종과 휴면종 사이에 할로겐 원자(X)의 가역적 반응을 유도하여 보다 중합속도가 빠르고 분자량 분포가 좁은 중합체의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 메틸메타아크릴레이트의 라디칼 중합에 있어서 기존의 문헌에 나와있는 리간드와는 다른 새로운 리간드를 개발함으로써 저온에서 반응시켰을 때 월등히 우수한 성질을 보이고 있으며 리간드의 합성 방법이 간단하여 원가를 절감시킬 수 있으므로 공업적으로 응용가치가 높다.The present invention relates to a radical polymerization method of methyl methacrylate (MMA) based on atom transfer radical polymerization (ATRP), specifically based on carboxyimide ligand (Formula 2) Reversible oxidation-reduction of transition metal compounds (CuX / Formula 2; X = Cl, Br) induces reversible reaction of halogen atoms (X) between growing and dormant species, resulting in faster polymerization rates and narrower molecular weight distribution A method for producing a polymer. In the present invention, the radical polymerization of methyl methacrylate shows excellent properties when developed at low temperature by developing a new ligand different from the ligand described in the existing literature, and the method of synthesizing the ligand can reduce the cost. Therefore, the industrial value is high.

화학식 2Formula 2

상기 화학식 2에서 R1, R2, R3, R4, R5는 서로 같거나 다르며 수소, C1~C12의 알킬기 또는 알콕시기, C6~C20의 아릴기 또는 아릴록시기, C6~C20의 시클로알킬기로부터 선택된 것이며 R6는 리간드의 치환기로서 수소, C1~C12의 알킬기, C6~C20의 아릴기, C3~C20의 시클로알킬기로부터 선택된 것이다.R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , and R 5 in Chemical Formula 2 are the same as or different from each other, hydrogen, an alkyl group or an alkoxy group of C 1 to C 12 , an aryl group or an aryloxy group of C 6 to C 20 , and C Is selected from a cycloalkyl group of 6 to C 20 and R 6 is selected from hydrogen, a C 1 to C 12 alkyl group, a C 6 to C 20 aryl group and a C 3 to C 20 cycloalkyl group as a substituent of a ligand.

Description

카르복시이미데이트 리간드에 기초한 원자이동 라디칼 중합을 이용한 새로운 메틸메타아크릴레이트의 중합방법{Homogeneous Atom Transfer Radical Polymerization(ATRP) of Methyl Methacrylate(MMA) Using the Novel Catalysts Based on Carboximidate Ligand}Homogeneous Atom Transfer Radical Polymerization (ATRP) of Methyl Methacrylate (MMA) Using the Novel Catalysts Based on Carboximidate Ligand}

본 발명은 카르복시이미데이트 리간드에 기초한 중합방법에 관한 것으로, 전이금속 화합물(CuX/화학식1; X=Cl, Br)의 가역적 산화-환원반응으로 인하여 성장종과 휴면종 사이에 할로겐 원자(X)의 가역적 반응을 유도하여 보다 중합속도가 빠르고 분자량 분포가 좁은 메틸메타아크릴레이트 중합체의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polymerization method based on a carboxyimidate ligand, and has a halogen atom (X) between a growth species and a dormant species due to the reversible redox reaction of a transition metal compound (CuX / Formula 1; X = Cl, Br). The present invention relates to a method for preparing a methyl methacrylate polymer having a faster polymerization rate and a narrower molecular weight distribution by inducing a reversible reaction.

일반적으로 라디칼 중합은 매우 다양하고 상업적으로 중요한 단량체의 중합에 사용될 수 있다는 장점을 제공한다. 이 단량체들 중 다수가 다른 중합방법(음이온, 양이온 중합 등)에 의해서는 중합할 수가 없다. 또한, 라디칼 중합은 랜덤 중합체와 블록 공중합체를 중합하기가 더 쉬우며 다른 중합방법에 비하여 벌크, 용액, 현탁액 및 유상액상에서 수행될 수 있다.In general, radical polymerization offers the advantage that it can be used for the polymerization of a wide variety of commercially important monomers. Many of these monomers cannot be polymerized by other polymerization methods (anion, cationic polymerization, etc.). In addition, radical polymerization is easier to polymerize random polymers and block copolymers and can be carried out in bulk, solution, suspension and emulsion phases as compared to other polymerization methods.

그러나, 보통의 라디칼 중합은 라디칼끼리의 반응 때문에 불균일하고 넓은 분자량 분포를 가지는 고분자를 얻기가 쉬우므로 소정분자량, 좁은 분자량 분포(낮은 다분산도) 및 제어된 균일한 구조를 갖는 중합체를 제공하는 라디칼 중합방법이 요구되고 있다.However, because of the reaction between radicals, ordinary radical polymerizations tend to yield polymers having a heterogeneous and broad molecular weight distribution, and thus provide radicals which provide polymers having a predetermined molecular weight, narrow molecular weight distribution (low polydispersity) and controlled uniform structure. A polymerization method is required.

한편, 리빙(living)중합은 분자의 크기, 다분산도, 형태, 조성, 관능기화 및 미세구조 측면에서 명확히 정의할 수 있는 여러가지 중합체를 제조하는 것이 가능하다. 지난 40여년에 걸쳐 음이온성, 양이온성 및 몇몇 다른 개시제를 바탕으로 한 많은 리빙계들이 개발되었다(O.W. Webster, Science, 251, 887(1991)).Living polymerization, on the other hand, makes it possible to produce various polymers that can be clearly defined in terms of molecular size, polydispersity, morphology, composition, functionalization and microstructure. Over the last 40 years many living systems have been developed based on anionic, cationic and several other initiators (O.W. Webster, Science, 251, 887 (1991)).

이들중에서 분자량과 다분산도를 제어하기 위한 여러가지 시도 중 가장 괄목할만한 발전을 보인 것은 1995년 마티야제프스키(Matyjaszewski) 교수가 제시한 원자전이 라디칼중합(Atom Transfer Radical Polymerization, ATRP)을 기초로 한 알켄의 중합방법이다. 이는 라디칼에 리빙성을 부가하여 초기 개시제 라디칼이나 성장종 라디칼이 라디칼 스케벤저와 가역적으로 결합과 해리를 하는 매우 빠른 동적반응을 유지시킴으로써 중합반응시에 라디칼들이 서로 짝지음에 의해 올리고머를형성하는 정지 반응을 억제시키고 반응시 성장종 라디칼의 농도를 일정하게 유지시킴으로써 균일한 소정의 분자량을 갖는 생성물을 얻어내는 방법이다. 일반적으로 인정된 ATRP의 메커니즘을 도식화하여 일반식 1에 나타내었다.The most remarkable of these attempts to control molecular weight and polydispersity was based on the Atom Transfer Radical Polymerization (ATRP) proposed by Professor Matyjaszewski in 1995. It is a polymerization method of an alkene. It adds living properties to radicals and maintains very fast dynamic reactions in which the initial initiator or growth species radicals reversibly bond and dissociate with radical scavengers, thereby forming oligomers by pairing radicals together during polymerization. It is a method of obtaining a product having a uniform predetermined molecular weight by inhibiting a stop reaction and maintaining a constant concentration of growth species radicals during the reaction. The general accepted mechanism of ATRP is shown schematically in Formula 1.

[일반식 1][Formula 1]

위에서 볼 수 있듯이 촉매로 사용되는 전이금속화합물(Mtn/L)이 개시제(R-X) 또는 휴면종(Pn-X)으로부터 할로겐을 떼어내어 X-Mtn+1/L의 산화된 형태가 되면서 생성된 라디칼(Rㆍ혹은 Pnㆍ)은 단량체와 반응하여 반응중간체인 R-Mㆍ을 형성하게 되고 X-Mtn+1/L는 R-Mㆍ과 다시 반응하여 Pn-X를 형성시키면서 Mtn/L로 환원된다. 이러한 Mtn/Mtn+1의 산화⇔환원의 매우 빠른 평형반응에 의해 성장종 라디칼의 농도를 성공적으로 억제시켜서 항상 일정하고 낮게 유지함으로서 라디칼간의 짝지음에 의한 정지반응을 현저하게 줄이고 있다.As can be seen above, the transition metal compound (Mt n / L) used as a catalyst removes halogen from the initiator (RX) or dormant species (P n -X) to form an oxidized form of X-Mt n + 1 / L. The generated radical (R or P n ·) reacts with the monomer to form RM ·, an intermediate of reaction, and X-Mt n + 1 / L reacts with RM · again to form Pn-X, forming Mt n / L Reduced to. The rapid equilibrium reaction of the redox reaction of Mt n / Mt n + 1 successfully suppresses the concentration of growth species radicals and keeps constant and low at all times, thereby significantly reducing the stop reaction due to pairing between radicals.

ATRP에서 개시제는 성장종 라디칼과 유사한 화학적 구조를 갖는 할라이드 화합물을 사용하여 개시속도와 성장속도의 차이를 최소화함으로써 보다 좋은 리빙성을 지닌 중합반응을 유도하고 있다. 또한, ATRP에서는 리간드에 의해 착화된 금속촉매를 사용하게 되는데 이때 사용되는 리간드는 금속촉매의 용매에 대한 용해도 증가 및 금속의 산화⇔환원 전위차를 조절하는 역할을 하게 된다. 따라서, 반응 촉매역할을 하는 전이금속 및 리간드의 조합에 관한 연구가 활발히 진행되어 왔다.In ATRP, initiators induce a polymerization with better living properties by minimizing the difference between initiation rate and growth rate by using a halide compound having a chemical structure similar to that of a growing species radical. In addition, ATRP uses a metal catalyst complexed by a ligand, wherein the ligand used serves to increase the solubility of the metal catalyst in the solvent and to control the redox potential difference of the metal. Therefore, studies on the combination of transition metals and ligands that act as reaction catalysts have been actively conducted.

처음 마티야제프스키 교수에 의해 시도된 시스템은 전이금속으로 구리, 리간드로 바이피리딘(2,2'-Bipyridine;bpy)를 사용하여 스티렌의 라디칼 중합반응에 성공적으로 활용되었다.(K. Matyjaszewski, Macromolecules, 28, 7901(1995))The system first attempted by Prof. Matyazevski was successfully utilized for radical polymerization of styrene using copper as a transition metal and bipyridine (2,2'-Bipyridine; bpy) as a ligand (K. Matyjaszewski, Macromolecules, 28, 7901 (1995))

여기서, 시간에 따른 겉보기 속도상수(k obs=-d(ln[M])/dt)가 일정함을 보이며 반응 후에 좁은 분자량 분포를 보이는 생성물을 얻어 냄으로써 정지반응이 거의 없이 라디칼 중합반응이 성공적으로 이루어졌음을 보여주고 있다. 또한 Jian 등이 조사한 여러 스티렌 유도체들의 ATRP 반응에서는 겉보기 중합속도가 대체로 단량체의 농도에 비례하므로 성장종 라디칼의 농도가 일정하게 유지되고 있으며, 분자량은 단량체 전환율에 비례하여 증가하고 있음을 보여 주었다.Here, the apparent rate constant over time ( k obs = -d (ln [M]) / d t) is constant, and the radical polymerization reaction is successful with almost no stop reaction by obtaining a product having a narrow molecular weight distribution after the reaction. It shows that it is done. In addition, the ATRP reaction of the various styrene derivatives investigated by Jian et al. Showed that the apparent polymerization rate was generally proportional to the concentration of monomers, so that the concentration of the growth species radical was kept constant, and the molecular weight increased in proportion to the monomer conversion rate.

또한, 마티야제프스키 교수는 1998년에 메틸메타아크릴레이트의 경우도 Cu(I)X/ligand 촉매를 사용하는 ATRP에 의해 성공적으로 중합됨을 보여주었다.(K. Matyjaszewski, Macromolecules, 31, 1527(1998))In 1998, Prof. Matyazevsky also showed that methylmethacrylate was successfully polymerized by ATRP using Cu (I) X / ligand catalyst in 1998 (K. Matyjaszewski, Macromolecules, 31, 1527). 1998))

한편, Sawamoto 등은 RuCl2(PPh3)3촉매를 이용한 ATRP반응을 보고하였는데, RuCl2(PPh3)3촉매의 경우 MMA의 리빙 라디칼 중합에 매우 효과적인 촉매이지만 반응이 완결되는데 보통 수일이 걸리는 등 반응속도가 매우 느리다는 문제점이있다.(M. Sawamoto, Macromolecules, 29, 1070(1996); M. Sawamoto, Macromolecules, 28, 1721(1995))On the other hand, Sawamoto et al. Reported an ATRP reaction using RuCl 2 (PPh 3 ) 3 catalyst. RuCl 2 (PPh 3 ) 3 catalyst is a very effective catalyst for living radical polymerization of MMA, but it usually takes several days to complete the reaction. There is a problem that the reaction rate is very slow (M. Sawamoto, Macromolecules, 29, 1070 (1996); M. Sawamoto, Macromolecules, 28, 1721 (1995)).

그 밖에도 FeCl2(PPh3)3, NiBr2(PPh3)2등의 촉매를 이용한 MMA의 ATRP이 보고되어 있다.In addition, ATRP of MMA using catalysts such as FeCl 2 (PPh 3 ) 3 and NiBr 2 (PPh 3 ) 2 has been reported.

ATRP는 이 밖에도 메틸아크릴레이트(methyl acrylate, MA), 2-하이드록시에틸 메타아크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate), 4-비닐피리딘(4-vinylpyridine), 2-디메틸아미노 에틸메타아크릴레이트((2-dimethylamino) ethyl methacrylate) 등 매우 다양한 아크릴 단량체에도 적용되고 있으며 아크릴로니트릴(acrylonitrile, AN)의 중합에도 적용되고 있다.ATRP also contains methyl acrylate (MA), 2-hydroxyethyl methacrylate, 4-vinylpyridine, and 2-dimethylamino ethyl methacrylate ((2 It is also applied to a wide variety of acrylic monomers such as -dimethylamino) ethyl methacrylate) and also to the polymerization of acrylonitrile (AN).

ATRP는 최근에 다각도로 연구가 진행되어 왔는데 그 중 중요한 분야로 리간드의 디자인을 들 수 있다. 리간드는 중합반응의 원자전이 반응평형상수를 결정하며 각각의 다른 반응조건에서 메탈촉매의 안정성에 관계한다. ATRP에서 리간드의 영향은 크게 전자효과, 구조효과, 용해성으로 나눌 수 있는데 예를 들면 리간드에 전자끄는 기(electron withdrawing group)가 치환기로 붙어있거나 구조효과가 크게 나타나는 경우 촉매의 반응성은 떨어진다. 또한 리간드에 붙어있는 치환기에 따라 금속촉매의 용해성이 변화하며 이는 촉매의 반응성에 직접적인 함수관계를 보인다.(K. Matyjaszewski, Macromol. Rapid Commun., 20, 341(1999))Recently, ATRP has been studied in various angles. An important area is the design of ligand. The ligand determines the atomic transfer equilibrium constant of the polymerization reaction and is related to the stability of the metal catalyst under different reaction conditions. Ligand's influence in ATRP can be classified into electronic effect, structural effect, and solubility. For example, if an electron withdrawing group is attached to a ligand as a substituent or a structural effect is large, the catalyst's reactivity decreases. In addition, the solubility of the metal catalyst changes depending on the substituents attached to the ligand, which shows a direct functional relationship to the reactivity of the catalyst (K. Matyjaszewski, Macromol. Rapid Commun., 20, 341 (1999)).

가장 유용하며 많이 사용되는 형태는 질소를 포함하는 리간드 형태이다. 최초의 마티야제프스키 교수에 의해 리간드로 사용된 것은 바이피리딘의 형태였고 이후 USP 5,854,364에서 여러자리 리간드 형태도 제시되어 비닐계 모노머의 합성에 유용함을 보여주고 있다. ACS 심포지움 (K. Matyjaszewski, ACS Symp., 760, 207(2000))에서는 배위결합수가 높을수록 ATRP의 반응성이 효과적임을 보여주고 있고 브릿지나 시클릭 형태의 리간드가 선형성의 리간드에 비해 우수함을 보여 주었다. 그러나 상기에 소개된 바이피리딘 유도체계열의 리간드들은 대부분이 합성하기가 매우 어려우므로 공업적으로 응용시 원가측면을 고려할 경우 바람직스럽지 못하다. 이에 간단한 합성법으로 기존의 리간드 촉매의 효능을 그대로 유지하는 새로운 리간드의 개발이 절실하다.The most useful and most commonly used form is a ligand form containing nitrogen. It was first used as a ligand by Professor Matyazevsky in the form of bipyridine, and then in USP 5,854,364, the multidentate ligand form was also shown to be useful for the synthesis of vinyl monomers. The ACS symposium (K. Matyjaszewski, ACS Symp., 760, 207 (2000)) showed that the higher the number of coordination bonds, the more effective the ATRP reactivity was, and that the bridge or cyclic ligands were superior to linear ligands. . However, the ligands of the bipyridine derivative series introduced above are very difficult to synthesize most of them, which is not preferable when considering the cost aspect in industrial applications. Therefore, the development of a new ligand that maintains the efficacy of the existing ligand catalyst by a simple synthesis method is urgently needed.

따라서, 본 발명의 목적은 ATRP를 이용하여 비닐계 단량체인 메틸메타아크릴레이트(methyl methacrylate, MMA)를 중합함에 있어서 기존의 시스템이 반응온도가 너무 높거나(90℃ 이상), 반응속도가 너무 느린 단점을 개선하면서 기존의 ATRP의 장점인 분자량분포의 최소화와 라디칼끼리의 부반응을 억제할 수 있는 카르복시이미데이트 리간드에 기초한 원자이동 라디칼 중합을 이용한 새로운 메틸메타아크릴레이트의 중합방법을 제공하는데 있다.Therefore, an object of the present invention is to polymerize the vinyl monomer methyl methacrylate (methyl methacrylate, MMA) using ATRP, the reaction system is too high (90 ℃ or more), or the reaction rate is too slow It is to provide a new method of polymerization of methyl methacrylate using atomic transfer radical polymerization based on the carboxyimidate ligand which can minimize the molecular weight distribution and suppress side reactions between radicals, which is an advantage of the existing ATRP while improving the disadvantages.

본 발명의 다른 목적은 기존의 리간드의 중합에 있어서 합성이 어렵고 공업적으로 응용시 원가 문제가 발생하는 점을 개선하여 상대적으로 간단하고 저렴한 비용의 리간드 합성이 가능한 기술을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a technology that enables relatively simple and low-cost ligand synthesis by improving the difficulty in synthesizing the existing ligand and the cost problem in industrial application.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 ATRP에 의한 메틸메타아크릴레이트(MMA), 스틸렌(ST), 메타아크릴레이트(MA) 등 비닐계 혹은 디엔 모노머의 중합에 있어서,The present invention for achieving the above object in the polymerization of vinyl or diene monomers such as methyl methacrylate (MMA), styrene (ST), methacrylate (MA) by ATRP,

(a) 하기 화학식 1로 표시되는 촉매를 제조하는 단계; 및(a) preparing a catalyst represented by Formula 1 below; And

MAa(L)n MA a (L) n

(M은 Cu, A는 할로겐 원자)(M is Cu, A is halogen atom)

L은 Cu금속의 리간드로서 하기 화학식 2로 표기됨.L is represented by the following Chemical Formula 2 as a ligand of Cu metal.

상기 화학식 2에서 R1, R2, R3, R4, R5는 서로 같거나 다르며, 수소, C1~C12의 알킬기 또는 알콕시기, C6~C20의 아릴기 또는 아릴록시기, C3~C20의 시클로알킬기로부터 선택된 것이며, R6는 리간드의 치환기로서 수소, C1~C12의 알킬기, C6~C20의 아릴기, C3~C20의 시클로알킬기로부터 선택됨.R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , and R 5 in Formula 2 may be the same as or different from each other, hydrogen, an alkyl group or an alkoxy group of C 1 to C 12 , an aryl group or an aryloxy group of C 6 to C 20 , Selected from C 3 to C 20 cycloalkyl group, R 6 is selected from hydrogen, C 1 to C 12 alkyl group, C 6 to C 20 aryl group, C 3 to C 20 cycloalkyl group as substituent of the ligand.

(b) 상기 (a)단계의 리간드 촉매를 모노머에 첨가하여 교반한 후 개시제를 첨가시켜 중합을 실시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.(b) adding the ligand catalyst of step (a) to the monomer, stirring and adding the initiator to perform polymerization.

상기 리간드의 첨가량은 전이금속의 몰비 대비 2배임을 특징으로 한다.The amount of the ligand added is 2 times the molar ratio of the transition metal.

온도의 범위는 20℃∼100℃ 임을 특징으로 한다.The temperature range is characterized in that 20 ℃ to 100 ℃.

상기 개시제는 그 농도가 전이금속촉매의 몰비 대비 0.5∼2배임을 특징으로 한다.The initiator is characterized in that the concentration is 0.5 to 2 times the molar ratio of the transition metal catalyst.

상기 모노머는 그 농도가 전이금속촉매의 몰비 대비 100∼800배임을 특징으로 한다.The monomer is characterized in that the concentration is 100 to 800 times the molar ratio of the transition metal catalyst.

도 1은 각 리간드 별로 중합반응 속도 및 그 직선성에 관련한 그래프.1 is a graph related to the polymerization rate and its linearity for each ligand.

도 2는 용액(solution) 상에서 중합반응전구간에 걸쳐 직선성을 유지하는 MMA의 그래프.FIG. 2 is a graph of MMA maintaining linearity throughout the polymerization phase over a solution.

도 3은 본 발명에서 제시된 촉매에 의해 벌크상에서 스티렌을 중합한 결과를 나타낸 그래프.Figure 3 is a graph showing the result of polymerizing styrene in bulk by the catalyst presented in the present invention.

도 4는 본 발명의 촉매에 벌크상에서의 메틸아크릴레이트의 중합결과를 도식화한 그래프.4 is a graph showing the polymerization result of methyl acrylate in bulk on the catalyst of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

본 발명은 CuX/(ligand)2시스템을 사용하였으며 리간드로서 알킬피리딘-2-카르복시이미데이트(alkyl pyridine-2-carboximidate)를 사용하였는데, 특히 리간드의 치환기를 메틸(methyl), 이소프로필(isopropyl), 시클로펜틸(cyclopentyl), n-옥틸(n-octyl)등으로 바꾸어가며 리간드의 효과를 분석하였다. 그 결과 시클로펜틸 치환기를 가진 촉매가 저온의 ATRP중합에 큰 효과가 있음을 발견하였으며, 반응의 최적조건을 찾기 위하여 다종의 용액 및 벌크상태에서 중합을 실시하여 비교하였고, 그 밖에 개시제와 모노머의 농도의 영향, 할라이드의 영향 등을 비교 분석하여 기존에 제시되어 있는 ATRP를 이용한 MMA의 중합법에 비하여 월등히 우수한 결과가 나타남을 보임으로써 본 발명을 완성하게 되었다.In the present invention, CuX / (ligand) 2 system was used, and alkyl pyridine-2-carboximidate was used as a ligand, and in particular, substituents of the ligand were methyl and isopropyl. The effect of ligand was analyzed by changing to cyclopentyl and n-octyl. As a result, it was found that the catalyst with cyclopentyl substituent had a great effect on the low temperature ATRP polymerization. In order to find the optimum condition of the reaction, polymerization was carried out in various solutions and in bulk, and the concentration of the initiator and the monomer was compared. By comparing and analyzing the effects of halide, the effect of halide, etc. The present invention was completed by showing that the results are much superior to the polymerization method of MMA using ATRP presented previously.

즉, 본 발명은 다음 두가지 단계로 나뉘어진다.That is, the present invention is divided into two steps.

먼저, 리간드의 제조로서 염기 촉매하에서 니트릴기와 알코올의 치환반응에 의한 알킬 피리딘-2-카르복시이미데이트(alkyl pyridine-2-carboximidate)의 합성으로, 이는 화학식 3에 나타내었다.First, the synthesis of alkyl pyridine-2-carboximidate by substitution reaction of nitrile group and alcohol under base catalyst as preparation of ligand, which is shown in the formula (3).

상기 화학식 3에서 R1, R2, R3, R4, R5는 서로 같거나 다르며, 수소, C1~C12의 알킬기 또는 알콕시기, C6~C20의 아릴기 또는 아릴록시기, C3~C20의 시클로알킬기로부터 선택된 것이며, R6는 리간드의 치환기로서 수소, C1~C12의 알킬기, C6~C20의 아릴기, C3~C20의 시클로알킬기로부터 선택된 것이다.In Formula 3, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , and R 5 are the same as or different from each other, hydrogen, an alkyl group or an alkoxy group of C 1 to C 12 , an aryl group or an aryloxy group of C 6 to C 20 , C 6 -C 20 cycloalkyl group, R 6 is selected from hydrogen, C 1 -C 12 alkyl group, C 6 -C 20 aryl group, C 3 -C 20 cycloalkyl group as a substituent of the ligand.

본 발명에서는 메틸(methyl), 이소프로필(isopropyl), 시클로펜틸(cyclopentyl), n-옥틸(n-octyl)을 사용하였다. 그리고1H NMR과13C NMR로서 각각의 리간드가 성공적으로 합성되었음을 확인하였다. 각각의 리간드들은 Cu와 결합하여 킬레이트 화합물을 형성하여 ATRP의 중합촉매로서 작용하는데 메틸 유도체와 이소프로필 유도체의 경우는 부분적으로 용해되며 시클로펜틸 유도체와 n-옥틸 유도체는 본 시스템에 완전히 용해되며 이 용해도는 각 촉매의 효율성을 대변하고 있다.In the present invention, methyl, isopropyl, cyclopentyl and n-octyl were used. And it was confirmed that each ligand was successfully synthesized by 1 H NMR and 13 C NMR. Each ligand binds to Cu to form a chelate compound, which acts as a polymerization catalyst for ATRP. Particularly, the methyl and isopropyl derivatives are partially dissolved. The cyclopentyl and n-octyl derivatives are completely dissolved in the system. Represents the efficiency of each catalyst.

두번째 단계로 ATRP촉매를 사용한 MMA의 중합 단계로서 그 반응식을 도식화하여 화학식 4에 나타내었다.In the second step, the reaction scheme is schematically shown as a polymerization step of MMA using an ATRP catalyst.

위의 화학식 4에서 리간드의 종류, 반응온도, 개시제와 모노머의 농도, 할라이드의 종류를 다르게 설정하여 비교함으로서 가장 효율적인 반응조건을 찾고자 하였다.In the above Formula 4, the type of ligand, the reaction temperature, the concentration of the initiator and the monomer, and the type of the halide were set differently, and thus the most efficient reaction conditions were found.

ATRP 반응 메커니즘에 따른 성장종의 성장속도를 일반식 2에 나타내었다.The growth rate of the growth species according to the ATRP reaction mechanism is shown in the general formula (2).

[일반식 2][Formula 2]

여기서R p는 반응속도이며 [M]o는 반응초기의 모노머 농도, [M]은 중합시간당 남아있는 모노머 농도,k obs는 겉보기속도상수를 말한다. ATRP의 경우 중합시간에 대한 ln([M]o/[M])의 관계가 직선성을 보여주는데 여기에서 반응 전과정을 통하여 성장종의 농도[Pnㆍ]가 항상 일정하게 유지되고 있음을 보여주고 있으며 이러한 결과는 중합반응이 비가역적 연쇄이동이나 정지반응이 거의 무시되는 리빙라디칼 중합반응임을 나타내고 있다. 효과적인 리간드 촉매에 대한 평가를 위하여 겉보기반응속도상수 (k obs=-d(ln[M])/dt)를 계산하였고 GPC를 이용하여 수평균분자량(Mn) 및 분자량분포도(Mw/Mn)를 각 리간드 및 반응조건에 따라서 비교 분석하였다. 그리고, 본 발명에서 합성된 리간드를 다른 모노머(스틸렌, 메틸아크릴레이트)의 중합에 적용하여 MMA의 결과와 비교하였다.Where R p is the reaction rate, [M] o is the initial monomer concentration, [M] is the remaining monomer concentration per polymerization time, and k obs is the apparent rate constant. In the case of ATRP, the relationship of ln ([M] o / [M]) to the polymerization time shows linearity, which shows that the concentration of growth species [P n ㆍ] is always kept constant throughout the reaction. These results indicate that the polymerization reaction is a living radical polymerization reaction in which irreversible chain transfer or stop reaction is almost ignored. To evaluate the effective ligand catalyst, the apparent reaction rate constant ( k obs = -d (ln [M]) / d t) was calculated and the number average molecular weight (M n ) and molecular weight distribution (M w / M) were calculated using GPC. n ) was analyzed according to each ligand and reaction conditions. The ligand synthesized in the present invention was applied to the polymerization of other monomers (styrene, methyl acrylate) and compared with the results of MMA.

앞서 언급한 것처럼 각 리간드마다 겉보기반응속도상수(k obs; ln([M]o/[M]vstime)의 그래프의 기울기)를 비교한 결과, 시클로펜틸 치환기를 가진 리간드촉매가 20∼60℃에서 직선성을 유지하며 그 속도도 다른 리간드에 비해 2배 이상 빠른 것으로 나타났다. 다른 치환기의 리간드 촉매와 기존 문헌에 많이 쓰이던 노말디헵틸바이피리딘(4-4'-di-n-heptyl-2,2-bipyridine;dHbpy) 리간드 촉매의 경우 중합시간에 따라 직선성을 유지하지 못하고 굴곡을 나타내고 있는데 이는 MMA 중합시에 일부 라디칼끼리의 정지반응이 일어나서 [Pㆍ]가 점차로 감소하고 있음을 보여주는 것이다. 특히 본 발명에서는 시클로펜틸 치환기를 가진 리간드촉매의 경우는 1.14의 값을 보여주었다. 이는 시클로펜틸 치환기를 가진 리간드가 MMA의 중합 또한 분자량 분포(Mw/Mn)의 경우 모든 리간드가 1.12∼1.20 정도의 좁은 범위에서 있어서 ATRP 촉매의 기능을 적절히 수행하는 매우 우수한 효능이 있음을 입증하는 것이다.As mentioned before, the apparent reaction rate constants ( k obs ; slope of the graph of ln ([M] o / [M] vs time)) were compared with each other and the ligand catalysts having cyclopentyl substituents were 20-60 ° C. It maintains linearity at and is more than twice as fast as other ligands. Ligand catalyst of other substituents and normal diheptyl bipyridine (4-4'-di-n-heptyl-2,2-bipyridine; dHbpy) ligand catalyst, which has been widely used in the literature, cannot maintain linearity with polymerization time. It shows a curvature, indicating that [P.] gradually decreases due to the stop reaction between some radicals during MMA polymerization. In particular, in the present invention, the ligand catalyst having a cyclopentyl substituent showed a value of 1.14. This demonstrates that ligands with cyclopentyl substituents have very good efficacy in properly performing the function of ATRP catalysts in the narrow range of 1.12 to 1.20 for the polymerization of MMA and molecular weight distribution (M w / M n ). It is.

[제조예 1] 시클로펜틸 피리딘-2-카르복시이미데이트 (Cyclopentyl pyridine-2-carboximidate; CpPCI) 리간드 합성Preparation Example 1 Cyclopentyl pyridine-2-carboximidate (CpPCI) Ligand Synthesis

500mL 라운드 플라스크에 불활성 기체 분위기 하에서 시클로펜탄올(50mL)에 나트륨 금속(0.30g, 0.013mol)을 첨가하여 실온에서 완전히 용해 시킨 후 2-시아노피리딘(12.5mL, 0.13mol)을 첨가하여 실온에서 12시간 교반한다. 이후, 아세트산(0.78mL, 0.013mol)을 첨가하여 10분간 교반한 후에 염수(50mL)를 첨가하고 분별 깔대기로 용액을 거른다. 이 용액을 회전 증발기안에서 일차적으로 용매를 증발시킨 후 진공상태에서 증류장치를 이용하여 60℃에서 2-시아노피리딘을 얻어낼 수 있다. 반응물은 NMR분석기를 이용하여 75%의 수율을 확인 할 수 있었다.1H NMR (400.03 MHz, CDCl3) δ 9.17 (br s, 1H, NH), 8.63, 7.79, 7.34 (m, 4H, pyridine ring), 5.49 (m, 1H, OCH), 1.6, 2.1 (m, 4H, CH2);13C{1H} NMR (100.6 MHz, CDCl3) δ 165.4, 148.8, 136.9, 124.9, 120.6 (pyridine ring), 147.8 (C=NH), 78.3 (OCH), 32.5, 23.7 (CH2); MS-FABm/z= 191.1184 (MH+).In a 500 mL round flask, sodium metal (0.30 g, 0.013 mol) was added to cyclopentanol (50 mL) in an inert gas atmosphere to completely dissolve at room temperature, and 2-cyanopyridine (12.5 mL, 0.13 mol) was added at room temperature. Stir for 12 hours. Thereafter, acetic acid (0.78 mL, 0.013 mol) was added thereto, stirred for 10 minutes, and brine (50 mL) was added thereto, and the solution was filtered with a separatory funnel. The solution is first evaporated in a rotary evaporator to obtain 2-cyanopyridine at 60 ° C. using a distillation apparatus under vacuum. The reaction was confirmed to be 75% yield using an NMR analyzer. 1 H NMR (400.03 MHz, CDCl 3 ) δ 9.17 (br s, 1H, NH), 8.63, 7.79, 7.34 (m, 4H, pyridine ring), 5.49 (m, 1H, OCH), 1.6, 2.1 (m, 4H, CH 2 ); 13 C { 1 H} NMR (100.6 MHz, CDCl 3 ) δ 165.4, 148.8, 136.9, 124.9, 120.6 (pyridine ring), 147.8 (C = NH), 78.3 (OCH), 32.5, 23.7 (CH 2 ); MS-FAB m / z = 191.1184 (MH + ).

[제조예 2] 이소프로필 피리딘-2-카르복시이미데이트(Isopropyl pyridine-2-carboximidate; i PrPCI) 리간드 합성Preparation Example 2 Isopropyl pyridine-2-carboximidate ( i PrPCI) ligand synthesis

500mL 라운드 플라스크에 불활성 기체 분위기 하에서 2-프로판올(50 mL)에 나트륨 금속(0.30g, 0.013mol)을 첨가하여 실온에서 완전히 용해시킨 후 2-시아노피리딘(12.5mL, 0.13mol)을 첨가하여 실온에서 12시간 교반한다. 이후,아세트산(0.78ml, 0.013mol)을 첨가하여 10분간 교반한 후에 염수(50ml)를 첨가하고 분별 깔대기로 용액을 거른다. 이 용액을 회전 증발기안에서 일차적으로 용매를 증발시킨 후 진공상태에서 증류장치를 이용하여 60℃에서 2-시아노피리딘을 얻어낼 수 있다. 반응물은 NMR분석기를 이용하여 95%의 수율을 확인할 수 있었다.1H NMR (400.03 MHz, CDCl3) δ 9.19 (br s,1H, NH), 8.64, 7.80, 7.35 (m, 4H, pyridine ring), 5.37 (m,J= 6.2 Hz, 1H, OCH), 1.41 (d,J= 6.2 Hz, 6H, CH3);13C{1H} NMR (100.6 MHz, CDCl3) δ 165.2, 148.9, 137.0, 125.0, 120.7 (pyridine ring), 147.9 (C=NH), 68.7 (OCH), 21.6 (CH3); MS-FABm/z= 165.1028 (MH+).In a 500 mL round flask, sodium metal (0.30 g, 0.013 mol) was added to 2-propanol (50 mL) in an inert gas atmosphere to completely dissolve at room temperature, followed by addition of 2-cyanopyridine (12.5 mL, 0.13 mol) to room temperature. Stir for 12 hours. Thereafter, acetic acid (0.78 ml, 0.013 mol) was added thereto, stirred for 10 minutes, and brine (50 ml) was added thereto, and the solution was filtered with a separatory funnel. The solution is first evaporated in a rotary evaporator to obtain 2-cyanopyridine at 60 ° C. using a distillation apparatus under vacuum. The reaction was confirmed to be 95% yield using an NMR analyzer. 1 H NMR (400.03 MHz, CDCl 3 ) δ 9.19 (br s, 1 H, NH), 8.64, 7.80, 7.35 (m, 4H, pyridine ring), 5.37 (m, J = 6.2 Hz, 1H, OCH), 1.41 (d, J = 6.2 Hz, 6H, CH 3 ); 13 C { 1 H} NMR (100.6 MHz, CDCl 3 ) δ 165.2, 148.9, 137.0, 125.0, 120.7 (pyridine ring), 147.9 (C = NH), 68.7 (OCH), 21.6 (CH 3 ); MS-FAB m / z = 165.1028 (MH + ).

[제조예 3] n-옥틸 피리딘-2-카르복시이미데이트(n-octyl pyridine-2-carboximidate; OctPCI) 리간드의 합성Preparation Example 3 Synthesis of n-octyl pyridine-2-carboximidate Ligand

500mL 라운드 플라스크에 불활성 기체 분위기 하에서 1-옥탄올(50mL)에 나트륨 금속(0.30g, 0.013mol)을 첨가하여 실온에서 완전히 용해시킨 후 2-시아노피리딘(12.5mL, 0.13mol)을 첨가하여 실온에서 12시간 교반한다. 이후, 아세트산(0.78mL, 0.013mol)을 첨가하여 10분간 교반한 후에 염수(50mL)를 첨가하고 분별깔대기로 용액을 거른다. 이 용액을 회전 증발기안에서 일차적으로 용매를 증발시킨 후 진공상태에서 증류장치를 이용하여 60℃에서 2-시아노피리딘을 얻어낼수 있다. 반응물은 NMR분석기를 이용하여 65%의 수율을 확인 할 수 있었다.1H NMR (400.03 MHz, CDCl3) δ 9.16 (br s, 1H, NH), 8.62, 7.80, 7.38 (m, 4H, pyridine ring), 4.37 (t,J= 6.7 Hz, 2H, OCH2), 1.83 (quintet,J= 7.6 Hz, 2H, OCH2CH 2CH2), 1.30 (m, 10H, CH2), 0.89(t,J= 6.6 Hz, CH3);13C{1H} NMR (100.6 MHz, CDCl3) δ 165.9, 148.8, 136.8, 124.9, 120.6 (pyridine ring), 147.4 (C=NH), 66.2 (OCH2), 31.5, 29.0, 28.4, 25.9, 22.3 (CH2), 13.8 (CH3); MS-FABm/z= 235.1810 (MH+).To a 500 mL round flask, sodium metal (0.30 g, 0.013 mol) was added to 1-octanol (50 mL) in an inert gas atmosphere to completely dissolve at room temperature, followed by 2-cyanopyridine (12.5 mL, 0.13 mol) to room temperature. Stir for 12 hours. Thereafter, acetic acid (0.78 mL, 0.013 mol) was added thereto, stirred for 10 minutes, and then brine (50 mL) was added, and the solution was filtered with a separatory funnel. The solution is first evaporated in a rotary evaporator to obtain 2-cyanopyridine at 60 ° C. using a distillation apparatus under vacuum. The reaction was able to confirm the yield of 65% by using an NMR analyzer. 1 H NMR (400.03 MHz, CDCl 3 ) δ 9.16 (br s, 1H, NH), 8.62, 7.80, 7.38 (m, 4H, pyridine ring), 4.37 (t, J = 6.7 Hz, 2H, OCH 2 ), 1.83 (quintet, J = 7.6 Hz, 2H, OCH 2 C H 2 CH 2 ), 1.30 (m, 10H, CH 2 ), 0.89 (t, J = 6.6 Hz, CH 3 ); 13 C { 1 H} NMR (100.6 MHz, CDCl 3 ) δ 165.9, 148.8, 136.8, 124.9, 120.6 (pyridine ring), 147.4 (C = NH), 66.2 (OCH 2 ), 31.5, 29.0, 28.4, 25.9, 22.3 (CH 2 ), 13.8 (CH 3 ); MS-FAB m / z = 235.1810 (MH + ).

[실시예 1] 각 리간드가 중합반응속도와 분자량분포에 미치는 영향Example 1 Effect of Ligands on Polymerization Kinetics and Molecular Weight Distribution

적정량의 CuIX (X=Cl, Br)과 상기 제조예 1~3에서 얻어진 리간드 그리고 모노머로서 MMA (20.02g, 0.20mol)와 용매로서 1,2-디메톡시벤젠(w/w=1:1)를 50mL의 슈렝크 플라스크(Schlenk flask)에 넣었다. 공기와의 접촉을 피하기 위해 이 작업은 글로브 박스 안에서 이루어졌다. 플라스크를 오일베스에 넣고 비활성 기체 하에서 60℃로 10분간 혼합한 후에 적정량의 개시제 (ethyl 2-bromoisobutyrate; EBiB)를 주사기로 주입하였다. 각 반응물의 몰비는 [CuBr]o:[Ligand]o:[EBiB]o:[MMA]o=1:2:1:400이다. 이 후 30분마다 샘플을 추출한 다음 NMR 분석기를 이용하여 중합되지 않고 남아있는 모노머의 양을 측정함으로서 겉보기속도상수(k obs)를 결정하였고 이를 도식화하여 도 1에 나타내었다. 3시간 30분 후에 반응을 종결하고 메탄올 용액에 고분자물을 침전시켜 60℃의 온도로 진공오븐에서 건조시킨다. 이후, 이 반응물을 GPC 분석기로 분자량을 측정하여 중합된 MMA의 수평균분자량(Mn)과 분자량분포도(Mw/Mn)을 측정함으로써 각 리간드와 기존에 가장 많이 쓰인 노멀디헵틸바이피리딘(4,4’di-n-heptyl-2,2-bipyridine; dHbpy)의 결과를 비교 분석하였고 그 결과를 표 1에 나타내었다.Proper amount of Cu I X (X = Cl, Br), the ligand obtained in Preparation Examples 1-3 and MMA (20.02 g, 0.20 mol) as monomer and 1,2-dimethoxybenzene (w / w = 1: 1) was placed in a 50 mL Schlenk flask. To avoid contact with air, this was done in a glove box. The flask was placed in an oil bath, mixed for 10 minutes at 60 ° C. under inert gas, and then an appropriate amount of initiator (ethyl 2-bromoisobutyrate; EB i B) was injected into the syringe. The molar ratio of each reactant is [CuBr] o : [Ligand] o : [EB i B] o : [MMA] o = 1: 2: 1: 400. Thereafter, samples were taken every 30 minutes, and then the apparent rate constant ( k obs ) was determined by measuring the amount of monomer remaining unpolymerized by using an NMR analyzer, which is shown in FIG. 1. After 3 hours and 30 minutes, the reaction was terminated, and the polymer was precipitated in methanol solution and dried in a vacuum oven at a temperature of 60 ° C. Subsequently, the reactants were measured by molecular weight using a GPC analyzer to measure the number average molecular weight (M n ) and molecular weight distribution (M w / M n ) of the polymerized MMA, and the most commonly used normal diheptyl bipyridine ( The results of 4,4'di-n-heptyl-2,2-bipyridine (dHbpy) were compared and analyzed, and the results are shown in Table 1.

리간드 종류Ligand Type 전환율 (%)% Conversion Mn M n Mw/Mn M w / M n k obs(10-4s-1) k obs (10 -4 s -1 ) dHbpydHbpy 5656 29,15029,150 1.121.12 0.590.59 CpPCICpPCI 7979 39,11039,110 1.141.14 1.191.19 MePCIMePCI 4848 44,83044,830 1.201.20 0.470.47 i PrPCI i PrPCI 5454 30,38030,380 1.191.19 0.570.57 OctPCIOctPCI 5656 27,84027,840 1.201.20 0.630.63

실시예 1의 결과 각 리간드 중에서 시클로펜틸 피리딘-2-카르복시이미데이트(CpPCI) 리간드가 가장 우수한 결과를 나타내었으므로 이 리간드를 기준으로 반응의 최적조건을 찾기 위해 다음 실험들을 실시하였다.As a result of Example 1, the cyclopentyl pyridine-2-carboxyimidate (CpPCI) ligand showed the best results among the ligands, so the following experiments were conducted to find the optimum conditions of the reaction based on this ligand.

[실시예 2] 각 용매가 중합반응속도와 분자량분포에 미치는 영향[Example 2] Effect of each solvent on the polymerization reaction rate and molecular weight distribution

본 발명에 가장 좋은 효과를 보이는 용매를 찾기 위하여 여러가지 용매를 사용하여 중합을 실시하였다. 적정량의 CuIX (X=Cl, Br)과 상기 제조예 1에서 얻어진 리간드 그리고 모노머로서 MMA (20.02 g, 0.20 mol)를 50mL의 슈렝크 플라스크(Schlenk flask)에 넣고 용매(w/w=1:1)를 첨가하였다. 사용한 용매는 1,2-디메톡시벤젠(Veratrole), 클로로벤젠(PhCl), 페닐에테르(Ph2O), 톨루엔이고 용매 없이 벌크상태 하에서 중합을 하여 각 데이터와 비교하였다. 공기와의 접촉을 피하기 위해 이 작업은 글로브 박스 안에서 이루어졌다. 플라스크를 오일베스에 넣고 비활성 기체 하에서 60℃로 10분간 혼합한 후에 적정량의 개시제 (ethyl 2-bromoisobutyrate; EBiB)를 주사기로 주입하였다. 각 반응물의 몰비는 [CuBr]o:[Ligand]o:[EBiB]o:[MMA]o=1:2:1:400이다. 이후, 30분마다 샘플을 추출한 다음 NMR 분석기를 이용하여 중합되지 않고 남아있는 모노머의 양을 측정함으로서 겉보기속도상수(k obs)를 결정하였다. 3시간 30분 후에 반응을 종결하고 메탄올 용액에 고분자물을 침전시켜 60℃의 온도로 진공오븐에서 건조시킨다. 이후, 이 반응물을 GPC 분석기로 분자량을 측정하여 중합된 MMA의 수평균분자량(Mn)과 분자량분포도(Mw/Mn)을 측정함으로써 그 결과를 표 2에 나타내었다.In order to find the solvent which shows the best effect in this invention, superposition | polymerization was performed using various solvents. Proper amount of Cu I X (X = Cl, Br) and MMA (20.02 g, 0.20 mol) as the ligand and monomer obtained in Preparation Example 1 were placed in a 50 mL Schlenk flask and the solvent (w / w = 1 : 1) was added. Solvents used were 1,2-dimethoxybenzene (Veratrole), chlorobenzene (PhCl), phenylether (Ph 2 O), toluene and polymerized under bulk without solvent and compared with each data. To avoid contact with air, this was done in a glove box. The flask was placed in an oil bath, mixed for 10 minutes at 60 ° C. under inert gas, and then an appropriate amount of initiator (ethyl 2-bromoisobutyrate; EB i B) was injected into the syringe. The molar ratio of each reactant is [CuBr] o : [Ligand] o : [EB i B] o : [MMA] o = 1: 2: 1: 400. The apparent rate constant ( k obs ) was then determined by taking samples every 30 minutes and then measuring the amount of monomer that remained unpolymerized using an NMR analyzer. After 3 hours and 30 minutes, the reaction was terminated, and the polymer was precipitated in methanol solution and dried in a vacuum oven at a temperature of 60 ° C. Thereafter, the reactants were measured by molecular weight using a GPC analyzer to measure the number average molecular weight (M n ) and molecular weight distribution (M w / M n ) of the polymerized MMA.

용매 종류Solvent type 전환율 (%)% Conversion Mn M n Mw/Mn M w / M n k obs(10-4s-1) k obs (10 -4 s -1 ) VeratroleVeratrole 7979 39,11039,110 1.141.14 1.191.19 PhClPhCl 6262 33,37033,370 1.161.16 0.820.82 Ph2OPh 2 O 7171 46,56046,560 1.211.21 0.980.98 톨루엔toluene 4646 36,09036,090 1.211.21 0.460.46 벌크bulk 8989 56,61056,610 1.481.48 4.444.44

[실시예 3] 반응온도가 중합반응속도와 분자량분포에 미치는 영향Example 3 Effect of Reaction Temperature on Polymerization Rate and Molecular Weight Distribution

본 발명에서 최적 온도조건을 찾기 위하여 반응온도를 달리하여 중합을 실시하였다. 적정량의 CuIX (X=Cl, Br)과 상기 제조예 1에서 얻어진 리간드 그리고 모노머로서 MMA(20.02g, 0.20mol)와 용매로서 1,2-디메톡시벤젠(w/w=1:1)를 50mL의 슈렝크 플라스크(Schlenk flask)에 넣었다. 공기와의 접촉을 피하기 위해 이 작업은 글로브 박스 안에서 이루어졌다. 플라스크를 오일베스에 넣고 비활성 기체 하에서 각각 온도조건은 26℃, 40℃, 60℃, 80℃, 100℃로 다르게 하여 10분간 혼합한 후에 적정량의 개시제 (ethyl 2-bromoisobutyrate; EBiB)를 주사기로 주입하였다. 각 반응물의 몰비는 [CuBr]o:[Ligand]o:[EBiB]o:[MMA]o=1:2:1:400이다. 이후, 30분마다 샘플을 추출한 다음 NMR 분석기를 이용하여 중합되지 않고 남아있는 모노머의 양을 측정함으로서 겉보기속도상수(k obs)를 결정하였다. 3시간 30분 후에 반응을 종결하고 메탄올 용액에 고분자물을 침전시켜 60℃의 온도로 진공오븐에서 건조시킨다. 이 후 이 반응물을 GPC 분석기로 분자량을 측정하여 중합된 MMA의 수평균분자량(Mn)과 분자량분포도(Mw/Mn)을 측정함으로써 각 반응온도 조건에서의 결과를 비교 분석하여 그 결과를 표 3에 나타내었다.In the present invention, polymerization was performed by varying the reaction temperature in order to find the optimum temperature condition. Proper amount of Cu I X (X = Cl, Br), ligand obtained in Preparation Example 1, MMA (20.02 g, 0.20 mol) as monomer and 1,2-dimethoxybenzene (w / w = 1: 1) as solvent Was placed in a 50 mL Schlenk flask. To avoid contact with air, this was done in a glove box. The flask was placed in an oil bath and mixed under an inert gas at a temperature of 26 ° C., 40 ° C., 60 ° C., 80 ° C., and 100 ° C. for 10 minutes, and then an appropriate amount of initiator (ethyl 2-bromoisobutyrate; EB i B) was injected into the flask. Injected into. The molar ratio of each reactant is [CuBr] o : [Ligand] o : [EB i B] o : [MMA] o = 1: 2: 1: 400. The apparent rate constant ( k obs ) was then determined by taking samples every 30 minutes and then measuring the amount of monomer that remained unpolymerized using an NMR analyzer. After 3 hours and 30 minutes, the reaction was terminated, and the polymer was precipitated in methanol solution and dried in a vacuum oven at a temperature of 60 ° C. Thereafter, the reaction product was measured by molecular weight using a GPC analyzer to measure the number average molecular weight (M n ) and molecular weight distribution (M w / M n ) of the polymerized MMA. Table 3 shows.

중합 온도(℃)Polymerization temperature (℃) 전환율 (%)% Conversion Mn M n Mw/Mn M w / M n k obs(10-4s-1) k obs (10 -4 s -1 ) 2626 4848 35,11035,110 1.201.20 0.490.49 4040 6262 35,84035,840 1.211.21 0.740.74 6060 7979 39,11039,110 1.141.14 1.191.19 8080 7171 34,31034,310 1.151.15 0.890.89 100100 5959 33,79033,790 1.151.15 0.590.59

[실시예 4] 개시제의 농도가 중합반응속도와 분자량분포에 미치는 영향Example 4 Effect of Initiator Concentration on Polymerization Rate and Molecular Weight Distribution

일반적으로 개시제의 농도가 높아짐에 따라 반응기 내의 라디칼의 수는 증가하고 중합속도는 빨라지게 된다. 본 발명에서 최적의 개시제 농도를 찾기 위하여 촉매의 농도와 개시제 농도의 비를 변화시켜 가면서 실험을 실시하였다. 적정량의 CuIX (X=Cl, Br)과 상기 제조예 1에서 얻어진 리간드 그리고 모노머로서 MMA (20.02g, 0.20mol)와 용매로서 1,2-디메톡시벤젠(w/w=1:1)를 50mL의 슈렝크 플라스크(Schlenk flask)에 넣었다. 공기와의 접촉을 피하기 위해 이 작업은 글로브 박스 안에서 이루어졌다. 플라스크를 오일베스에 넣고 비활성 기체 하에서 각각 온도조건은 60℃로 하여 10분간 혼합한 후에 적정량의 개시제 (ethyl 2-bromoisobutyrate; EBiB)를 주사기로 주입하였다. 각 반응물의 몰비는 [CuBr]o:[Ligand]o:[EBiB]o:[MMA]o=1:2:2:400, 1:2:1:400, 1:2:0.5:400이다. 이후, 30분마다 샘플을 추출한 다음 NMR 분석기를 이용하여 중합되지 않고 남아있는 모노머의 양을 측정함으로서 겉보기속도상수(k obs)를 결정하였다. 3시간 30분 후에 반응을 종결하고 메탄올 용액에 고분자물을 침전시켜 60℃의 온도로 진공오븐에서 건조시킨다. 이 후 이 반응물을 GPC 분석기로 분자량을 측정하여 중합된 MMA의 수평균분자량(Mn)과 분자량분포도(Mw/Mn)을 측정함으로써 각각의 개시제 농도에 관련한 결과를 표 4에 나타내었다.In general, as the concentration of initiator is increased, the number of radicals in the reactor increases and the rate of polymerization increases. In the present invention, the experiment was performed while changing the ratio of the catalyst concentration and the initiator concentration in order to find the optimal initiator concentration. Proper amount of Cu I X (X = Cl, Br), ligand obtained in Preparation Example 1, MMA (20.02g, 0.20mol) as monomer and 1,2-dimethoxybenzene (w / w = 1: 1) as solvent Was placed in a 50 mL Schlenk flask. To avoid contact with air, this was done in a glove box. The flask was placed in an oil bath and mixed under an inert gas at a temperature of 60 ° C. for 10 minutes, and then an appropriate amount of initiator (ethyl 2-bromoisobutyrate; EB i B) was injected into the syringe. The molar ratio of each reactant is [CuBr] o : [Ligand] o : [EB i B] o : [MMA] o = 1: 2: 2: 400, 1: 2: 1: 400, 1: 2: 0.5: 400 to be. The apparent rate constant ( k obs ) was then determined by taking samples every 30 minutes and then measuring the amount of monomer that remained unpolymerized using an NMR analyzer. After 3 hours and 30 minutes, the reaction was terminated, and the polymer was precipitated in methanol solution and dried in a vacuum oven at a temperature of 60 ° C. Thereafter, the reactants were measured by molecular weight using a GPC analyzer to measure the number average molecular weight (M n ) and molecular weight distribution (M w / M n ) of the polymerized MMA.

촉매:개시제Catalyst: Initiator 전환율 (%)% Conversion Mn M n Mw/Mn M w / M n k obs(10-4s-1) k obs (10 -4 s -1 ) 1:21: 2 9191 21,56021,560 1.171.17 1.861.86 1:11: 1 7979 39,11039,110 1.141.14 1.191.19 1:0.51: 0.5 4848 51,13051,130 1.201.20 0.540.54

[실시예 5] 모노머의 농도가 중합반응속도와 분자량분포에 미치는 영향Example 5 Effect of Monomer Concentration on Polymerization Rate and Molecular Weight Distribution

일반적으로 촉매와 모노머의 농도비가 작을수록 중합물의 분자량은 낮아지고 중합속도가 증가하게 된다. 그러나, 공업적으로 이용될 때 촉매사용의 증가는 원가증가와 반응 후 후처리 공정이 필요하며 수율면에서 좋지않은 결과를 나타내므로 최적의 촉매와 모노머의 농도비를 찾아내는 것이 필요하다. 적정량의 CuIX (X=Cl, Br)과 상기 제조예 1에서 얻어진 리간드 그리고 모노머로서 MMA (20.02 g, 0.20 mol)와 용매로서 1,2-디메톡시벤젠(w/w=1:1)를 50mL의 슈렝크 플라스크(Schlenk flask)에 넣었다. 공기와의 접촉을 피하기 위해 이 작업은 글로브 박스 안에서 이루어졌다. 플라스크를 오일베스에 넣고 비활성 기체 하에서 각각 온도조건은 60 ℃로 하여 10분간 혼합한 후에 적정량의 개시제(ethyl 2-bromoisobutyrate; EBiB)를 주사기로 주입하였다. 각 반응물의 몰비는 [CuBr]o:[Ligand]o:[EBiB]o:[MMA]o=1:2:1:100, 1:2:1:200, 1:2:1:400, 1:2:1:800, 1:2:1:1600이다. 이후, 30분마다 샘플을 추출한 다음 NMR 분석기를 이용하여 중합되지 않고 남아있는 모노머의 양을 측정함으로서 겉보기속도상수(k obs)를 결정하였다. 3시간 30분 후에 반응을 종결하고 메탄올 용액에 고분자물을 침전시켜 60℃의 온도로 진공오븐에서 건조시킨다. 이 후 이 반응물을 GPC 분석기로 분자량을 측정하여 중합된 MMA의 수평균분자량(Mn)과 분자량분포도(Mw/Mn)을 측정함으로써 촉매와 모노머의 농도비에 관련한 결과를 표 5에 나타내었다.In general, the smaller the concentration ratio of catalyst and monomer, the lower the molecular weight of the polymer and the higher the polymerization rate. However, when used industrially, the increase in the use of catalysts requires an increase in cost, a post-treatment step after the reaction, and results in poor yields. Therefore, it is necessary to find an optimal ratio of catalyst and monomer concentrations. Proper amount of Cu I X (X = Cl, Br), ligand obtained in Preparation Example 1, MMA (20.02 g, 0.20 mol) as monomer and 1,2-dimethoxybenzene (w / w = 1: 1) as solvent Was placed in a 50 mL Schlenk flask. To avoid contact with air, this was done in a glove box. The flask was placed in an oil bath and mixed under an inert gas at a temperature of 60 ° C. for 10 minutes, and then an appropriate amount of initiator (ethyl 2-bromoisobutyrate; EB i B) was injected into the syringe. The molar ratio of each reactant is [CuBr] o : [Ligand] o : [EB i B] o : [MMA] o = 1: 2: 1: 100, 1: 2: 1: 200, 1: 2: 1: 400 , 1: 2: 1: 800, 1: 2: 1: 1600. The apparent rate constant ( k obs ) was then determined by taking samples every 30 minutes and then measuring the amount of monomer that remained unpolymerized using an NMR analyzer. After 3 hours and 30 minutes, the reaction was terminated, and the polymer was precipitated in methanol solution and dried in a vacuum oven at a temperature of 60 ° C. Subsequently, the reaction product was measured by molecular weight using a GPC analyzer to measure the number average molecular weight (M n ) and molecular weight distribution (M w / M n ) of the polymerized MMA. .

촉매:모노머Catalyst: Monomer 전환율 (%)% Conversion Mn M n Mw/Mn M w / M n k obs(10-4s-1) k obs (10 -4 s -1 ) 1:1001: 100 8787 21,05021,050 1.141.14 6.586.58 1:2001: 200 8080 27,34027,340 1.141.14 3.193.19 1:4001: 400 7979 39,11039,110 1.141.14 1.191.19 1:8001: 800 3333 43,84043,840 1.411.41 0.350.35 1:16001: 1600 미반응nUnreacted n

[실시예 6] 할로겐 원소가 중합반응속도와 분자량분포에 미치는 영향Example 6 Effect of Halogen on Polymerization Kinetics and Molecular Weight Distribution

ATRP에서 사용하는 할로겐 원자는 Cl보다 Br을 많이 사용하는데 이는 Br의 사용이 중합속도를 빠르게 해주기 때문이다. 또한, Br의 경우 개시속도가 Cl보다 빠르므로 비교적 저분자량의 고분자 중합에 유용하다. ATRP에서는 일반적으로 할로겐 원소의 전자친화력이 강할수록 할라이드와 금속리간드간에 할로겐 원자가 이동하는 평형반응이 일어나기 어려우므로 중합속도가 떨어지고 부반응이 많이 일어나게 된다. 본 발명에서 할로겐 원자의 영향을 보기 위해 본 실험을 실시하였다. 적정량의 CuIX (X=Cl, Br)과 상기 제조예 1에서 얻어진 리간드 그리고 모노머로서 MMA(20.02g, 0.20mol)와 용매로서 1,2-디메톡시벤젠(w/w=1:1)를 50mL의 슈렝크 플라스크(Schlenk flask)에 넣었다. 공기와의 접촉을 피하기 위해 이 작업은 글로브 박스 안에서 이루어졌다. 플라스크를 오일베스에 넣고 비활성 기체 하에서 각각 온도조건은 60℃로 하여 10분간 혼합한 후에 적정량의 개시제(ethyl 2-bromoisobutyrate; EBiB)를 주사기로 주입하였다. 각 반응물의 몰비는 [CuX]o(X=Br,Cl):[Ligand]o:[EBiB]o:[MMA]o=1:2:1:400이다. 이후, 30분마다 샘플을추출한 다음 NMR 분석기를 이용하여 중합되지 않고 남아있는 모노머의 양을 측정함으로서 겉보기속도상수(k obs)를 결정하였다. 3시간 30분 후에 반응을 종결하고 메탄올 용액에 고분자물을 침전시켜 60℃의 온도로 진공오븐에서 건조시킨다. 이후, 이 반응물을 GPC 분석기로 분자량을 측정하여 중합된 MMA의 수평균분자량(Mn)과 분자량분포도(Mw/Mn)을 측정함으로써 Br과 Cl에 관련한 결과를 표 6에 나타내었다.The halogen atom used in ATRP uses Br more than Cl because the use of Br speeds up the polymerization. In addition, in the case of Br, since the initiation rate is faster than Cl, it is useful for polymer polymerization of relatively low molecular weight. In general, in ATRP, the stronger the electron affinity of the halogen element, the less the equilibrium reaction of the halogen atoms between the halide and the metal ligand occurs, so that the polymerization rate decreases and more side reactions occur. This experiment was carried out to see the effect of the halogen atoms in the present invention. Proper amount of Cu I X (X = Cl, Br), ligand obtained in Preparation Example 1, MMA (20.02 g, 0.20 mol) as monomer and 1,2-dimethoxybenzene (w / w = 1: 1) as solvent Was placed in a 50 mL Schlenk flask. To avoid contact with air, this was done in a glove box. The flask was placed in an oil bath and mixed under an inert gas at a temperature of 60 ° C. for 10 minutes, and an appropriate amount of initiator (ethyl 2-bromoisobutyrate; EB i B) was injected into the syringe. The molar ratio of each reactant is [CuX] o (X = Br, Cl): [Ligand] o : [EB i B] o : [MMA] o = 1: 2: 1: 400. Thereafter, samples were taken every 30 minutes and the apparent rate constant ( k obs ) was determined by measuring the amount of monomer remaining unpolymerized using an NMR analyzer. After 3 hours and 30 minutes, the reaction was terminated, and the polymer was precipitated in methanol solution and dried in a vacuum oven at a temperature of 60 ° C. Thereafter, the reactant was measured by molecular weight using a GPC analyzer to measure the number average molecular weight (M n ) and molecular weight distribution (M w / M n ) of the polymerized MMA.

할로겐halogen 전환율 (%)% Conversion Mn M n Mw/Mn M w / M n k obs(10-4s-1) k obs (10 -4 s -1 ) BrBr 7979 39,11039,110 1.191.19 1.191.19 ClCl 3232 19,03019,030 0.270.27 0.270.27

[실시예 7] 다른 모노머에의 적용 및 MMA와의 비교Example 7 Application to Other Monomers and Comparison with MMA

[실시예 1]∼[실시예 6]의 결과 열거된 리간드 중에서 가장 우수한 반응성을 보이는 것은 시클로펜틸 피리딘-2-카르복시이미데이트(CpPCI) 리간드이며 반응의 최적조건은 용매로 1,2-디메톡시벤젠(Veratrole), 반응온도 60℃, 개시제는 에틸 2-브로모이소부틸레이트(EBiB)를 사용하며 각 반응물의 몰비는 [CuBr]o:[Ligand]o:[EBiB]o:[MMA]o=1:2:1:400이었으며 3∼4시간으로 중합반응이 완결된다. 그러나, 스티렌(Styrene, ST)과 메틸아크릴레이트(Methyl Acrylate, MA)의 경우는 똑 같은 중합 조건 하에서는 반응이 거의 일어나지 않았기 때문에 벌크 상태에서 반응조건을 좀더 가혹하게 주어서 중합반응을 실시한 후 그 결과를 MMA와 비교하였다. 먼저, MMA의 경우 ln{[M]o/[M]}vsTime의 그래프가 중합반응 전구간에걸쳐 직선성을 유지하고 있고 이를 도 2에 나타내었다.[Example 1] to [Example 6] Among the ligands listed above, the best reactivity was cyclopentyl pyridine-2-carboxyimidate (CpPCI) ligand, and the optimum condition for the reaction was 1,2-dimethoxy as a solvent. Benzene (Veratrole), reaction temperature 60 ℃, the initiator is ethyl 2-bromoisobutyrate (EB i B) and the molar ratio of each reactant is [CuBr] o : [Ligand] o : [EB i B] o : [MMA] o = 1: 2: 1: 400 and the polymerization was completed in 3-4 hours. However, in the case of styrene (ST) and methyl acrylate (MA), almost no reaction occurred under the same polymerization conditions. Comparison with MMA. First, in the case of MMA, the graph of ln {[M] o / [M]} vs Time maintains linearity throughout the polymerization reaction and is shown in FIG. 2.

한편, 본 발명에서 제시된 촉매에 의하여 스티렌을 중합한 결과를 도 3에 나타내었다. 벌크상태에서 중합을 실시하였으며 각 반응물의 몰비는 [CuBr]o:[Ligand]o:[EBiB]o:[ST]o=1:2:1:200, 온도는 100℃, 반응시간이 100시간 이상 지속되고 있으며 전체적으로 그래프에 굴곡이 생기는 것으로 보아 본 촉매는 스틸렌의 중합시 ATRP의 기능을 적절히 수행하지 못하는 것으로 판단된다.On the other hand, the result of polymerizing styrene by the catalyst shown in the present invention is shown in FIG. The polymerization was carried out in bulk, and the molar ratio of each reactant was [CuBr] o : [Ligand] o : [EB i B] o : [ST] o = 1: 2: 1: 200, temperature was 100 ° C and reaction time was The catalyst lasts for more than 100 hours, and the curves appear in the graph as a whole. Therefore, it is judged that the catalyst does not properly perform the function of ATRP during the polymerization of styrene.

도 4에서는 본 촉매에 의한 메틸아크릴레이트의 중합 결과를 도식화한 것이다. 반응이 직선성을 유지하고 있으나 벌크상태이며 각 반응물의 몰비는 [CuBr]o:[Ligand]o:[EBiB]o:[MA]o=1:2:1:400, 중합속도는 MMA 중합에 비해 매우 늦은 것으로 나타났다. 각각의 실험결과를 토대로 겉보기속도상수와 수평균분자량(Mn)과 분자량분포도(Mw/Mn)을 표 7에 나타내었다.In FIG. 4, the polymerization result of methyl acrylate by this catalyst is plotted. The reaction is linear but bulky and the molar ratio of each reactant is [CuBr] o : [Ligand] o : [EB i B] o : [MA] o = 1: 2: 1: 400, polymerization rate is MMA It was found to be very late compared to the polymerization. Based on the experimental results, the apparent velocity constant, number average molecular weight (M n ) and molecular weight distribution (M w / M n ) are shown in Table 7.

모노머종류Monomer type MMAMMA STST MAMA 전환율Conversion rate 7979 5151 6565 반응시간Reaction time 3.53.5 100100 2525 중합조건Polymerization condition 용액상Solution phase 벌크상Bulk Award 벌크상Bulk Award Mn M n 39,11039,110 22,34022,340 20,50020,500 Mw/Mn M w / M n 1.141.14 1.351.35 1.071.07 k obs(10-4s-1) k obs (10 -4 s -1 ) 1.191.19 0.020.02 0.120.12

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 ATRP를 이용하여 비닐계 단량체인 메틸메타아크릴레이트(methyl methacrylate, MMA)를 중합함에 있어서 기존의 시스템이 반응온도가 너무 높거나(90℃ 이상), 반응속도가 너무 느린 단점을 개선하면서 기존의 ATRP의 장점인 분자량분포의 최소화와 라디칼끼리의 부반응을 억제할 수 있는 카르복시이미데이트 리간드에 기초한 원자이동 라디칼 중합을 이용한 새로운 메틸메타아크릴레이트의 중합방법을 제공할 수 있는 이점이 있다.As described above, according to the present invention, in the polymerization of vinyl monomer methyl methacrylate (methyl methacrylate, MMA) using ATRP, the reaction temperature of the existing system is too high (90 ° C. or more), or the reaction rate. To improve the disadvantage of the too slow and provide a new method of polymerization of methyl methacrylate using atomic transfer radical polymerization based on the carboxyimidate ligand that can minimize the molecular weight distribution and suppress side reactions between the radicals, which is an advantage of the existing ATRP There is an advantage to this.

또한, 기존의 리간드의 중합에 있어서 합성이 어렵고 공업적으로 응용시 원가 문제가 발생하는 점을 개선하여 상대적으로 간단하고 저렴한 비용의 리간드 합성이 가능한 기술을 제공할 수 있는 이점이 있다.In addition, there is an advantage in providing a technology that enables the synthesis of a relatively simple and low-cost ligand by improving the difficulty of synthesis in the polymerization of the existing ligand and the cost problem occurs in industrial applications.

Claims (5)

ATRP에 의한 메틸메타아크릴레이트(MMA), 스틸렌(ST), 메타아크릴레이트(MA) 등 비닐계 혹은 디엔 모노머의 중합에 있어서,In polymerization of vinyl-based or diene monomers such as methyl methacrylate (MMA), styrene (ST), methacrylate (MA) by ATRP, (a) 하기 화학식 1로 표시되는 촉매를 제조하는 단계; 및(a) preparing a catalyst represented by Formula 1 below; And 화학식 1Formula 1 MAa(L)n MA a (L) n (M은 Cu, A는 할로겐 원자)(M is Cu, A is halogen atom) L은 Cu금속의 리간드로서 하기 화학식 2로 표기됨.L is represented by the following Chemical Formula 2 as a ligand of Cu metal. 화학식 2Formula 2 상기 화학식 2에서 R1, R2, R3, R4, R5는 서로 같거나 다르며, 수소, C1~C12의 알킬기 또는 알콕시기, C6~C20의 아릴기 또는 아릴록시기, C3~C20의 시클로알킬기로부터 선택된 것이며, R6는 리간드의 치환기로서 수소, C1~C12의 알킬기, C6~C20의 아릴기, C3~C20의 시클로알킬기로부터 선택됨.R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , and R 5 in Formula 2 may be the same as or different from each other, hydrogen, an alkyl group or an alkoxy group of C 1 to C 12 , an aryl group or an aryloxy group of C 6 to C 20 , Selected from C 3 to C 20 cycloalkyl group, R 6 is selected from hydrogen, C 1 to C 12 alkyl group, C 6 to C 20 aryl group, C 3 to C 20 cycloalkyl group as substituent of the ligand. (b) 상기 (a)단계의 리간드 촉매를 모노머에 첨가하여 교반한 후 개시제를첨가시켜 중합을 실시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 ATRP 중합방법.(b) adding the ligand catalyst of step (a) to the monomer, stirring and adding the initiator to perform polymerization. 제1항에 있어서, 상기 리간드의 첨가량은 전이금속의 몰비 대비 2배임을 특징으로 하는 ATRP 중합방법.The ATRP polymerization method according to claim 1, wherein the amount of the ligand added is twice the molar ratio of the transition metal. 제1항에 있어서, 온도의 범위는 20℃∼100℃ 임을 특징으로 하는 ATRP 중합방법.The ATRP polymerization method according to claim 1, wherein the temperature is in the range of 20 ° C to 100 ° C. 제1항에 있어서, 상기 개시제는 그 농도가 전이금속촉매의 몰비 대비 0.5∼2배임을 특징으로 하는 ATRP 중합방법.According to claim 1, wherein the initiator is ATRP polymerization method, characterized in that the concentration is 0.5 to 2 times the molar ratio of the transition metal catalyst. 제1항에 있어서, 상기 모노머는 그 농도가 전이금속촉매의 몰비 대비 100∼800배임을 특징으로 하는 ATRP 중합방법.The ATRP polymerization method according to claim 1, wherein the monomer has a concentration of 100 to 800 times the molar ratio of the transition metal catalyst.
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