KR100492677B1 - 아즐락톤계계면활성제 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하기 화학식 Ⅷ로 표시되는 화합물에 관한 것이다.
화학식 Ⅷ
상기 식 중, Q는 m개 이상의 치환체를 지니며 탄소 원자 수가 2 이상인 유기 기이고, m은 1, 2, 3, 4, 5 또는 6이며, n은 0 또는 1이고, R3은 수소 또는 매틸 기이며, R8과 R9은 각각 수소, 알킬 기 또는 아릴이고, R12과 R13은 각각 알킬 기 또는 양이온으로 이루어진 군으로부터 선택되며, R10은 각각 수소, 알킬 기, 아릴 기, 및 고도로 플루오르화된 알킬 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, R4는 수소 또는 알킬 기일 수 있으며, R7은 수소 또는 저급 알킬 기일 수 있다.
본 발명의 화합물은 분산액에 우수한 안정성을 제공한다.

Description

아즐락톤계 계면활성제
본 발명은 계면활성제, 분산제 및 안정화제로서 유용한 신규 화합물에 관한 것이다. 이러한 화합물은 안료용 분산제로서 매우 유용하고, 특히 수성 담체 토너 분산액 중의 소수성 안료용 분산제로서 가장 유용하다.
액체 베이스 용액, 에멀션 및 분산액의 보관 및 수명에 있어서 한 가지 중요한 문제점은 1종 이상의 성분들이 서로 또는 다른 액상 담체와 물리적으로 비혼화성을 갖는다는 점이다. 조성물중에서 성분들의 이러한 비혼화성은 보통 성분들을 별개의 상으로 분리할 수 있는 반발성 (예를 들면, 친수성 성분과 소수성 성분 간의 반발성)의 형태로 존재한다. 상의 일부는 액상 담체로부터 침전되고, 이로 인하여 그 상 성분들의 원하는 효과가 조성물에서 사라질 수 있다. 원하지 않는 상 분리는 사용하는 동안 계속해서 조성물 특성에 현저한 변화를 쉽게 초래할 수 있다.
액상 담체 또는 액체 베이스 계 내에 존재하는 성분들의 비혼화성 작용을 감소시키기 위한 종래의 방법은 2종 이상의 비혼화성 성분들과 "친화적(friendly)"인 추가 성분을 제공하는 것이다. 이러한 추가 성분은 보통 기술 분야에서 계면활성제, 분산제 또는 안정화제 화합물로 지칭한다. (이후에는 일반적으로 분산제라고 칭한다). 이러한 분산제 화합물은 보통 분자 상에 2개의 전혀 다른 절편 또는 분절을 갖고 있는데, 이 분절은 각각 액체 베이스 조성물의 특정 성분과 혼화성을 갖는 것으로 선택된다. 분산제는, 2 가지의 비혼화성 또는 약간의 혼화성 성분들과 혼화성을 갖기 때문에, 이 성분들 사이의 가교 역할을 하여 그 성분들을 함께 느슨하게 결합시킴으로써 액체 베이스 조성물 내에서 그 성분들을 안정화시킨다.
분산제를 사용하는데 있어서 곤란점은 모든 분산제가 모든 비혼화성 물질에 대하여 유용한 것은 아니라는 점이다. 비혼화성 성질은 상이한 계에 따라 다양하게 변하고, 비혼화성 성분의 화학적 또는 물리적 성질은 독특한 특징들을 가질 수 있으며, 분산제는 조성물의 요건에 반대되는 특성들을 가질 수 있다. 예를 들면, 특정 전하 수준 및 정확한 색상 연출을 요구하는 액상 토너 조성물에 있어서, 상당한 전하 또는 색상을 지닌 분산제의 사용은 바람직하지 못하다.
전형적으로 유용한 중합체 분산제는 분자량이 비교적 낮고 (예를 들면, 10,000), 유기 안료 표면 (일반적으로 소수성임)과 상호 작용하는 소수성 분절과 수분산성을 제공하는 친수성 분절을 함유하는 블록 공중합체이다.
미국 특허 제4,485,236호에서는 아즐락톤 작용기를 가진 화합물이 기재되어 있다. 이러한 화합물은 친핵성 기 (예를 들면, 아민과 폴리아민)와 개환 반응을 하는 것으로 컬럼 7, 라인 27∼30에 제안되어 있다. 친핵성 기 치환된 화합물과 알케닐 아즐락톤의 다른 반응은 컬럼 4에 기재되어 있다. 친핵성 기 치환된 화합물은 에스테르기를 비롯한 다른 연쇄상 또는 측쇄상 기를 함유할 수 있다. (컬럼 4, 라인 40∼58).
미국 특허 제5,243,012호와 제5,236,741호에는 폴리우레탄 및 폴리우레아 코팅, 그리고 이러한 화합물을 제조하는 데 유용한 폴리아스파르트산 에스테르가 개시되어 있다. 상기 양자 특허에서 화학식 I로 표시되는 폴리아스파르트산 에스테르는 안정한 코팅 조성물을 제공할 수 있고, 이소시아네이트와 반응하여 코팅을 형성한다. 이소시아네이트를 제외한 다른 반응물은 상기 특허에서 전혀 청구되어 있지 않았다.
발명의 개요
본 발명은 액상 담체 매질, 특히 토너용 수성 담체 중의 안료의 분산액을 안정화시키는 데 특히 유용한 신규 분산제에 관한 것이다. 본 발명의 분산제는 폴리아미노산 화합물, 아미노산염 화합물, 또는 아미노산 에스테르 화합물과 알케닐 아즐락톤 (비닐 아즐락톤을 포함함)과의 반응 생성물일 수 있다. 아미노산 화합물과 알케닐 아즐락톤에 존재하는 두 치환체는 분산액 내에 안정화시키고자 하는 표면 및/또는 화합물의 특정한 조합의 요건에 따라 분산제의 물리적 특성을 조절하도록 선택할 수 있다. 본 발명의 분산제는 비교적 저분자량이므로, 특히 중합체 분산제와 비교했을 때, 매우 우수한 등방성 분산제를 제공한다.
본 발명은, 특히 액상 담체 중의 성분들의 분산액을 안정화시키는 데 사용하는 신규한 분산제의 제조, 제제 및 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 분산제는 액상 분산액, 특히 수성 분산액 중의 소수성 물질 (예를 들면, 안료, 강자성 물질, 연마 미립자 등)의 분산액을 안정화시키는 데 매우 유용하다. 본 발명의 분산제는 N-치환된 아미노산 화합물 (특히, 아스파르트산 에스테르)과 알케닐 아즐락톤과의 반응 생성물일 수 있다. N-치환된 아미노산과 알케닐 아즐락톤에 존재하는 두 치환체는 분산액에서 안정화시키고자 하는 표면 및/또는 화합물의 특정 조합의 요건에 따라 분산제의 물리적 특성을 조절하도록 선택할 수 있다.
본 발명의 분산제는 N-치환된 아미노산 에스테르와 알케닐 아즐락톤의과 반응에 의해 가장 용이하게 합성되는데, 이러한 2가지 반응물은 각각 최종 분산제 생성물의 특성들의 전반적인 사양에 기여하도록 다양한 대체 치환체와 함께 선택된다. 치환기를 선택함으로써, 화합물의 말단 분절에 대한 친수성 및 소수성의 정도를 변화 및 제어할 수 있다.
본 발명의 계면활성제는 N-치환된 아미노산 에스테르 또는 N-치환된 아미노산 에스테르 동족체와 알케닐 아즐락톤을 반응시켜 제조한다. 출발 물질인 N-치환된 아미노산 에스테르의 예로는 N-치환된 아미노산, 즉 N-메틸글리신, N-부틸-2-(3,5,7-트리메틸-1-아다만틸)글리신, N-페닐글리신, N-(2-시아노에틸)글리신, N-페닐글리신, N-메틸-(l)-알라닌, N-메틸-(d)-알라닌, N-메틸-(dl)-알라닌, 2-(메틸아미노)이소부티르산, N-메틸-(d)-아스파르트산, N-벤질-(dl)-아스파르트산, 사르코신, 이미노디아세트산, 에틸렌-N,N'-디아세트산, 이미다졸-4,5-디카르복실산, L-티아졸리딘-4-카르복실산, L-티아졸리딘-4-카르복실산, 3,4-데히드로-(dl)-프롤린, 피롤-2-카르복실산, (dl)-프롤린, 디글리신, N-메틸-(dl)-글루탐산, N-메틸-(d)-페닐알리닌, N-메틸-(l)-루센, N-α-메틸-(l)-히스티딘, H-메발-OH, 2,2'-(에틸렌디아미노)-디부티르산, N-시클로헥실-β-알라닌, (±)-시스-2,3-피페리딘 디카르복실산, 시스-2,5-피페리딘 디카르복실산, 카르복실-γ-아미노부티르산, 에틸렌디아민-N,N'-디프로피온산, (±)-시스-2,3-피페라진 카르복실산, L-트랜스-피롤리딘-2,4-디카르복실산, 2,2'-이미노비스(1-시클로펜탄카르복실산), 시스-2-(에틸아미노)-1,1-시클로헥산카르복실산의 에스테르를 들 수 있지만, 이제 국한되는 것은 아니다. 1차 아민, 알콜 또는 티올을 함유하는 아미노산 (예를 들면, 리신, 세린, 또는 시스테인)과 알케닐 아즐락톤과의 반응은 원하는 Michael 부가물이 아닌 개환 반응 생성물을 형성하게 된다. 그러나, 이들 아미노산의 적절히 보호된 유도체는 적합하다. 아미노산을 보호시키는 방법은 해당 기술 분야에 잘 알려져 있고, 펩티드의 제조에서 광범위하게 사용되고 있다. [R. Barker, Organic Chemistry of Biological Compounds, Prentice-Hall, 뉴욕 이글우드 클리프스 소재, 1971, pp. 76∼84]. 바람직한 실시태양은 아스파르트산 에스테르의 유도체이다.
이후 "아스파르트산 에스테르"는, 하기 반응식 1에 도시된 바와 같이, 1차 아민과 임의로 치환된 말레인산 에스테르 또는 푸마르산 에스테르와의 반응 생성물로서 정의한다.
[반응식 1]
상기 반응식에서, R은 알킬 아민, 아릴 아민 또는 아랄킬 아민으로부터 1차 아미노기의 제거시 얻은 알킬기, 아릴기 또는 아랄킬기이고,
m은 1∼6이고,
R1 및 R2는 알킬기, 아릴기 또는 아랄킬키이고,
R3 및 R4는 수소 또는 저급 알킬기이다.
R의 예로는 1가 기, 예컨대 해당 1차 아민으로부터 아미노기를 제거하여 얻는 메틸, 에틸, 부틸, 옥틸, 헥사데실, 옥타데실, 페닐 및 펜에틸; 디아민, 예컨대 1,4-디아미노부탄, 1,6-디아미노헥산, 1,12-디아미노도데칸, 1,3-디아미노펜탄, 2-메틸-1,5-펜탄디아민, 2,2,4- 및 2,4,4-트리메틸-1,6-디아미노헥산, 1-아미노-3,3,5-트리메틸-5-아미노메틸시클로헥산, 4,4'-디아미노시클로헥실메탄, 3,3-디메틸-4,4'-디아미노디시클로헥실메탄 및 4,4'-디아미노디시클로헥실메탄으로부터 1차 아미노기의 제거 후 얻는 2가 기를 들 수 있다. R의 다른 예로는 2차 또는 3차 아미노기를 함유하는 1차 아민, 예를 들면 N-에틸에틸렌디아민, N,N-디부틸에틸렌디아민, 3,3'-이미노비스프로필아민, 트리에틸렌테트라아민 및 스퍼미딘으로부터 1차 아미노기의 제거 후 얻는 기를 들 수 있다. R의 다른 예로는 4,7,10-트리옥사-1,13-트리데칸디아민과 같은 폴리에테르 아민 및 상표명 Jeffamine (미국 유타주 솔트 레이크 시티 소재의 헌츠맨 코오포레이션 제품)으로 시판되고 있는 것들과 같이 아민 말단화된 폴리에테르로부터 1차 아미노기의 제거 후 얻는 기를 들 수 있다. 3가 R 기의 예로는 트리스(2-아미노에틸)아민으로부터 1차 아미노기의 제거한 후 얻는 기가 있다.
R1 및 R2의 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-부틸, t-부틸, 옥틸, 헥사데실, 트리데카플루오로-1-옥탄올 및 벤질을 들 수 있다.
R3 및 R4의 예는 수소, 메틸 및 에틸을 들 수 있다.
적합한 아민 및 이들로부터 유도된 아스파르트산 에스테르의 다른 예들은 미국 특허 제5,243,012호와 제5,236,741호에 기재되어 있다.
본 발명의 합성 반응에 사용되어 유용한 분산제를 생성할 수 있는 유용한 특정 아미노산 에스테르 화합물 (아스파르트산 에스테르 화합물을 포함함)을 정의하는 하나의 구조식은 하기 화학식 Ⅱ와 같다.
[화학식 Ⅱ]
상기 화학식에서,
R은 탄소 원자 수가 2 이상인 1가, 2가 또는 다가 (예를 들면, p+1 가) 유기기이고, R은 시클로알킬렌기 및 아릴기를 비롯하여 탄소 원자 수가 2 내지 20인 알킬렌 (주쇄에 가교 원자 O, S, N를 포함함) 중에서 선택하는 것이 바람직하다. 아릴기는 2개 질소 원자를 가교시키는 코어 기에 5개 내지 20개의 원자를 갖는 것이 바람직하다.
R1 및 R2은 각각 알킬기, 바람직하게는 저급 알킬기, 또는 탄소 원자수가 1 내지 4인 저급 알킬기, 가장 바람직하게는 탄소 원자 수가 2인 저급 알킬기이고,
R5 및 R6는 수소 또는 탄소 원자 수가 1 내지 4인 저급 알킬기이며,
p는 0, 1, 2, 또는 3, 바람직하게는 0 또는 1일 수 있다.
상기 화합물은 합성의 관점에서 대칭형인 것이 바람직하다.
본 발명의 실시에 유용한 알케닐 아즐락톤 화합물은 본 발명에 유용한 바람직한 아즐락톤을 나타내는 하기 화학식 Ⅲ에 의해 부분적으로 정의할 수 있다.
[화학식 Ⅲ]
알케닐 아즐락톤
상기 화학식에서,
R7은 수소 또는 메틸기이고,
R8 및 R9는 각각 수소, 알킬기 또는 아릴기이며, 바람직하게는 R8 및 R9 중 어느 하나만이 아릴기 (바람직하게는 페닐)이고,
n은 0 또는 1이다. R7이 수소인 경우, 상기 화합물은 비닐 아즐락톤이고, R7이 메틸인 경우, 상기 화합물은 알케닐 아즐락톤이다.
알케닐 아즐락톤 및 이들의 합성의 예는 미국 특허 제4,304,705호, 제5,081,197호 및 제5,091,489호에 개시되어 있다. 이들에 국한되는 것은 아니다. 적당한 알케닐 아즐락톤으로는 2-에테닐-1,3-옥사졸린-5-온, 2-에테닐-4-메틸-1,3-옥사졸린-5-온, 2-이소프로페닐-1,3-옥사졸린-5-온, 2-이소프로페닐-4-메틸-1,3-옥사졸린-5-온, 2-에테닐-4,4-디메틸-1,3-옥사졸린-5-온, 2-이소프로페닐-4,4-디메틸-1,3-옥사졸린-5-온, 2-에테닐-4-메틸-4-에틸-1,3-옥사졸린-5-온, 2-이소프로페닐-4-메틸-4-부틸-1,3-옥사졸린-5-온, 2-에테닐-4,4-디부틸-1,3-옥사졸린-5-온, 2-이소프로페닐-4-메틸-4-도데실-1,3-옥사졸린-5-온, 2-이소프로페닐-4,4-디페닐-1,3-옥사졸린-5-온, 2-이소프로페닐-4,4-펜타메틸렌-1,3-옥사졸린-5-온, 2-이소프로페닐-4,4-테트라메틸렌-1,3-옥사졸린-5-온, 2-에테닐-4,4-디에틸-1,3-옥사졸린-5-온, 2-에테닐-4-메틸-4-노닐-1,3-옥사졸린-5-온, 2-이소프로페닐-4-메틸-4-페닐-1,3-옥사졸린-5-온, 2-이소프로페닐-4-메틸-4-벤질-1,3-옥사졸린-5-온 및 2-에테닐-4,4-펜타메틸렌-1,3-옥사졸린-5-온을 들 수 있다.
바람직한 2-알케닐 아즐락톤으로는 2-에테닐-4,4-디메틸-1,3-옥사졸린-5-온 (본 명세서에서는 VDM라고 칭함) 및 2-이소프로페닐-4,4-디메틸-1,3-옥사졸린-5-온 (본 명세서에서는 IDM이라고 칭함)을 들 수 있다.
N-치환된 아미노산 에스테르 (특히 아스파르트산 에스테르)와 알케닐 아즐락톤을 반응시키고, 이어서 아즐락톤에 대한 개환 화합물을 첨가하여 반응시킨다. 이러한 개환 화합물은 임의의 유리 수소 공여 화합물 (예를 들면, 티오알콜, 알콜 또는 아민)일 수 있는데, 아민이 바람직하다.
화학식 Ⅰ의 아스파르트산 에스테르와 화학식 Ⅲ의 알케닐 아즐락톤을 함께 반응시켜 화학식 Ⅳ의 신규한 아즐락톤 물질을 생성시킨다. 이 화학식 Ⅳ의 화합물은 화학식 Ⅰ의 아스파르트산 에스테르의 질소 원자들을 화학식 Ⅲ의 알케닐 아즐락톤의 탄소-탄소 이중결합에 Michael 첨가 반응시켜 얻은 결과물이다. 이러한 알케닐 아즐락톤의 Michael 첨가 반응의 상세한 설명 및 다른 예들은 미국 특허 제4,485,236호, 제4,699,843호, 제5,149,806호, 제5,194,623호, 제5,268,473호 및 제5,292,514호에 개시되어 있다.
[반응식 2]
본 발명의 분산제의 제조에 있어서 다음 단계는 화학식 Ⅳ의 화합물의 아즐락톤 고리의 개환 반응을 수반한다. 이러한 개환 화합물은 임의의 유리 수소 공여 친핵성 화합물 (예를 들면, 알콜, 메르캅탄 또는 아민)일 수 있는데, 아민이 바람직하다. 이러한 아즐락톤 고리의 개환 반응은 헤당 기술 분야에 잘 알려져 있으며, 미국 특허 제4,451,619호, 제4,931,582호, 제5,216,084호, 제5,336,742호 뿐만 아니라 전술한 미국 특허 제5,194,623호에 상세히 예시되어 있다.
본 발명의 생성물 제조에 있어서 비닐아즐락톤과 함께 사용하기 위한 개환 화합물로서 본 발명의 실시에 유용한 아민의 바람직한 예는 하기 화학식 Ⅴ로 표시된다.
[화학식 Ⅴ]
(a) NH2R10, 예를 들면 NH(R10)2
상기 화학식에서,
R10은 각각 수소, 알킬기, 아릴기, (CH2-CH2-X)p [여기서 X는 O, S, NH 등이고, p는 반복 단위 수임]와 같은 이종원자 사슬을 지닌 직쇄형 또는 고리형 변형체, 올리고머기 (예를 들면, 분자량이 100∼10,000인 폴리옥시알킬렌), 플루오르화된 알킬기 (예를 들면, 수소 원자의 40% 이상이 불소에 의해 치환된 경우와 같이 불소 함량이 20∼76 중량%인 고도로 플루오르화된 알킬기)이다.
상기 올리고머기는 수용성 분절, 예를 들면 아크릴아미드, 2-아크릴아미도-2-메틸프로판 술폰산, N,N-디메틸아크릴아미드 (메타)아크릴산 등을 가질 수 있다. R10의 길이는, 페인트 또는 다른 코팅 제제 중에 안료를 분산시키기 위해 유기 용매 중에 분산제가 사용되는 경우, 분자량 500,000까지 가능할 수 있다.
화학식 Ⅳ의 신규한 아즐락톤 물질의 개환 반응에 의하면, 하기 반응식 3과 같이 본 발명의 신규한 분산제가 생성된다.
[반응식 3]
화학식 Ⅵ의 화합물은 수산화염, 예를 들면 수산화리튬, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화암모늄 또는 4중 치환된 수산화암모늄, 예를 들면 테트라메틸 수산화암모늄 또는 테트라부틸 수산화암모늄으로 처리하여 1개 이상의 에스테르기 CO2R1 및 CO2R2를 가수분해시킬 수 있다. 일부 경우에 있어서는, 해당 기술 분야에 잘 알려진 다른 방법들, 예를 들면 벤질 에스테르의 수소화분해 또는 t-부틸 에스테르의 산 촉매 제거에 의해 R1기 및 R2기를 제거하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 화학식 Ⅵ의 화합물의 처리에 의해 하기 화학식 Ⅶ의 본 발명의 분산제 화합물이 생성시되는데, 여기서 R12 및 R13은 각각 R1 및 R2이거나, 또는 양이온, 예를 들면 양성자, 리튬, 나트륨, 칼륨, 암모늄 또는 테트라알킬암모늄 (예를 들면, 테트라메틸 암모늄 또는 테트라부틸 암모늄)이다 (예를 들면, COO-Li+).
본 발명의 바람직한 분산제의 일부를 나타내는 화학식은 하기 화학식 Ⅶ과 같이 표시할 수 있다.
[화학식 Ⅶ]
상기 화학식에서,
n, R, R3, R4, R7, R8, R9 및 R10은 전술한 바와 같고,
R12 및 R13은 각각 화합물 상에서 에스테르를 완성시킬 수 있는 알킬기, 또는 COO기 (이 경우에는 COO_)와 염을 완성시키는 양이온 중에서 선택할 수 있으며,
R10은 예를 들어 -NH-와 아민을 완성시키는 임의의 기, 예컨대 알킬기, 아릴기, 헤테르시클릭기 및 전술한 바와 같은 고도로 플루오르화된 알킬기 (고도로 플루오르화된 시클로알킬기를 포함함)일 수 있다.
아민을 제외한 다른 반응물을 사용하여 아즐락톤 고리를 개환시키는 경우, 화학식 Ⅶ에서 R10에 인접한 가교 -NH- 기는 -S-, -0-, NR14 등과 같은 가교기에 의하여 치환될 수 있는데, 여기서 R14는 그러한 2차 아미노기를 완성시킨다.
바람직한 분산제 화합물의 부류는 하기 화학식 Ⅷ로 나타낼 수 있다.
[화학식 Ⅷ]
상기 화학식에서,
Q는 [ ] 안의 정보에 의해 표시되는 치환체를 m개 지닌 유기기, 예를 들면 2가 알칸, 1,4-부탄, 1,6-헥산, 2,2,4-트리메틸-1,6-헥산, 3,3,5-트리메틸-1,6-시클로헥산, 3,3-디메틸-4,4-디시클로헥실 메탄, 2-메틸 펜탄 (1,5 위치에서의 결합), 부탄, 펜탄, 헥산 등이고,
m은 1, 2, 3, 4, 5 또는 6, 바람직하게는 1, 2 또는 3, 가장 바람직하게는 2이며,
n, R3, R4, R7, R8, R9, R12 및 R13은 전술한 바와 같고,
R4 및 R7은 각각 수소 또는 알킬기, 바람직하게는 탄소 원자 수가 1 내지 4인 저급 알킬기, 가장 바람직하게는 탄소 원자 수가 1 또는 2인 저급 알킬기를 나타내는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시 및 분야에 있어서, 본 발명의 화합물을 형성하는 반응 단계와는 직접적인 연관이 없는 기의 치환체는 최종 분산제에 있어 원하는 물리적 특성 요건들을 충족시키도록 치환될 수 있다. 이것은 허용 가능할 뿐만 아니라 조절된 분산제의 제조에 있어서도 매우 바람직하고 필수적인 것일 수 있다. 각 개별 치환체들이 그러한 광범위한 치환을 허용할 수 있는 경우, 이들 치환체들을 기(groups)라고 칭한다. 각 개별 치환체들이 전혀 치환될 수 없는 경우, 이들 치환체들을 부위로 지칭한다. 예를 들면, 알킬기는 에스테르 결합 또는 에테르 결합, 비치환된 알킬, 할로겐, 시아노, 카르복실산 에스테르, 설포네이트 에스테르 또는 염과 같은 유용한 치환체를 지닌 알킬 등을 허용할 수 있다. 알킬 또는 알킬 부위라는 용어를 사용하는 경우, 그러한 용어는 오직 비치환된 알킬, 예를 들면 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 시클로헥실, 이소옥틸, 도데실 등만을 의미하는 것이다.
본 발명의 이러한 특징 및 다른 특징은 하기 본 발명의 실시예에 의해 설명하지만, 본 발명은 이에 국한되는 것은 아니다.
실시예 1∼∼5
32 온스 유리병에 Bayer 아스파르트산 에스테르 (#XP 7059E) 138.2 g 및 비닐디메틸 아즐락톤 (미국 뉴저지주 프린스톤 소재의 SNPE 제품) 83.5 g을 채워 넣었다. 이 유리병을 밀봉하여 60℃의 오븐에서 3 일 동안 방치하였다. 이 기간이 지난 후, 유리병을 오븐에서 꺼내어 냉각시키고, 개봉하여 아민 (실시예 1의 경우 n-부틸아민, 실시예 2의 경우 n-옥틸아민, 실시예 3의 경우 n-도데실 아민, 실시예 4의 경우 n-옥타데실아민, 또는 실시예 5의 경우 펜에틸아민) 0.60 몰을 30 분간에 걸쳐 조금씩 첨가하였다 (발열 반응). 이 유리병을 다시 밀봉하여 60℃ 오븐에 밤새 동안 방치하였다. 이 시간이 지난 후, 에탄올 (200 ㎖)을 첨가하여 생성물을 용해시키고, 5 N 수산화나트륨 용액 (230 ㎖)을 첨가하였다. 이 반응 혼합물을 증기 조에서 단시간 가온하면서 교반하여 용액을 반응시키고, 이어서 실온에서 밤새 동안 방치하였다. 대부분의 에탄올을 감압 하에 제거하고, 잔류 수용액을 250 mL씩 3회에 걸쳐 에틸 아세테이트로 추출하였다. (실시예 4의 경우에는 에틸 아세테이트 추출 단계를 생략하였다). 이 수용액을 다시 감압 하에 회전 증발시켜 잔류하는 모든 유기 용매를 제거하였다. 고형분 %는 110℃에서 2 시간 동안 샘플 2∼3 g을 가열함으로써 측정하였다. 이어서, 충분한 양의 물을 첨가하여 원하는 새성물의 50% 수용액을 제조하였다.
실시예 6
16 온스 유리병에 펜에틸아민 30.3 g (0.25 몰) (알드리치 케미칼스 컴파니 제품) 및 디에틸말로네이트 43.0 g (0.25 몰)(알드리치 케미칼스 컴파니 제품)을 채워 넣었다. 이 유리병을 밀봉하여 60℃의 오븐에서 2 일 동안 방치하였다. 이 기간이 지난 후, 유리병을 오븐에서 꺼내어 냉각시키고, 개봉하여 비닐디메틸 아즐락톤(뉴저지주 프린스톤 소재의 SNPE 제품) 34.8 g (0.25 몰)을 첨가하였다. 이 유리병을 다시 밀봉하여 60℃의 오븐에에서 3 일 동안 방치하였다. 이 기간이 지난 후, 유리병을 오븐에서 꺼내어 냉각시키고, 개봉하여 n-부틸아민 18.3 g (0.25 몰)을 30 분간에 걸쳐 조금씩 첨가하였다 (발열 반응). 이 유리병을 다시 밀봉하여 65℃의 오븐에 밤새 동안 방치하였다. 이 시간이 지난 후, 에탄올 (100 ㎖)을 첨가하여 생성물을 용해시키고, 물 100 ㎖중의 수산화나트륨 20 g (0.50 ㎖)의 용액을 첨가하였다. 이 반응 혼합물을 증기 조에서 단시간 가온하면서 교반하여 용액을 반응시키고, 이어서 실온에서 밤새 동안 방치하였다. 대부분의 에탄올을 감압 하에 제거하고, 잔류 수용액을 150 ㎖씩 3회에 걸쳐 에틸 아세테이트로 추출하였다. 이 수용액을 다시 감압 하에 회전 증발시켜 잔류하는 모든 유기 용매를 제거하였다. 고형분 %는 110℃에서 2 시간 동안 가열함으로써 측정하였다. 이어서, 충분한 양의 물을 첨가하여 원하는 생성물의 50% 수용액을 제조하였다.
실시예 7
16 온스 유리병에 트리스(2-아미노에틸)아민 21.9 g (0.15 몰) (알드리치 케미칼스 컴파니 제품) 및 디에틸말로네이트 77.5 g (0.45 몰) (알드리치 케미칼스 컴파니 제품)으로 채워 넣었다. 이 유리병을 밀봉하여 60℃의 오븐에서 2 일 동안 방치하였다. 이 기간이 지난 후, 유리병을 오븐에서 꺼내어 냉각시키고, 개봉하여 비닐디메틸 아즐락톤 (미국 뉴저지주 프린스톤 소재의 SNPE 제품) 62.6 g (0.45 몰)을 첨가하였다. 이 유리병을 다시 밀봉하여 60℃의 오븐에서 3 일 동안 방치하였다. 이 시간이 지난 후, 유리병을 오븐에서 꺼내어 냉각시키고, 개봉하여 n-부틸아민 32.9 g (0.45 몰)을 30 분간에 걸쳐 조금씩 첨가하였다 (발열의 반응). 이 유리병을 밀봉하여 65℃의 오븐에서 밤새 동안 방치하였다. 이 시간이 지난 후, 에탄올 (125 ㎖)을 첨가하여 생성물을 용해시키고, 물 100 ㎖중의 수산화나트륨 36 g (0.90 몰)의 용액을 첨가하였다. 이 반응 혼합물을 증기 조에서 단시간 가온하면서 교반하여 용액을 반응시키고, 이어서 실온에서 밤새 동안 방치하였다. 대부분의 에탄올을 감압 하에 제거하고, 잔류 수용액을 150 ㎖씩 4회에 걸쳐 에틸 아세테이트로 추출하였다. 이 수용액을 다시 감압 하에 회전 증발시켜 모든 유기 용매를 제거하였다. 고형분 %는 110℃에서 2 시간 동안 샘플 2∼3 g을 가열함으로서 측정하였다. 이어서, 충분한 양의 물을 첨가하여 원하는 생성물의 50% 수용액을 제조하였다.
실시예 8 및 9
16 온스 짜리 유리병에 바이어 아스파르트산 에스테르 (#XP 7059E) 23.0 g 및 비닐디메틸 아즐락톤 (미국 뉴저지주 프린스톤 소재의 SNPE 제품) 13.9 g을 채워 넣었다. 이 유리병을 밀봉하여 65℃의 오븐에서 3 일 동안 방치하였다. 이 기간이 지난 후, 유리병을 오븐에서 꺼내어 냉각시키고, 개봉하여 아민 {실시예 8의 경우, 상표명 Jeffamine M-600 [O-(2-아미노프로필)-O'-(메톡시에틸)폴리프로필렌 글리콜 500] 또는 실시예 9의 경우, 상표명 Jeffamine M-1000 [O-(2-아미노프로필)-O'-(2-메톡시에틸)코폴리(에틸렌)프로필렌 글리콜 900], 이 2 가지 아민은 모두 미국 뉴저지주 론콘코마 소재의 플루카 케미칼 코오포레이션 제품} 0.10 몰을 첨가하였다. 이 유리병을 다시 밀봉하여 70℃의 오븐에 밤새 동안 방치하였다. 추가 정제없이 생성물을 직접 사용하였다.
본 발명의 분산제의 예를 하기 표 1에 나타내었다.
하기 표 2에 제시한 동적 표면 장력 데이터는 0.1 mN/미터 (dynes/cm)의 기기 분해능을 지닌 Sensadyne 모델 6000 표면 장력 계측기를 사용하여 상이한 반지름을 지닌 2개의 튜브 사이의 시험 용액의 압력차를 측정함으로써 얻었다.
실시예 10
아즐락톤 유도체 중 표면 활성이 가장 큰 것, 즉 실시예 2의 아즐락톤 유도체를 유화 작용에 대하여 시험하였다. 시험을 위하여 2가지 계를 이용하였다. 제1계는 수중의 단량체 이소보르닐 아크릴레이트 (IBA, 고도의 소수성 단량체의 예)의 20% 혼합물이고, 제2계는 메틸메타크릴레이트 단량체(MMA, 친수성이지만 난수용성인 단량체의 예)의 20% 혼합물이다. 실시예 2의 분산제 약 4∼5%는 교반 조건 하에 수중의 안정한 단량체 에멀션을 생성시켰다. IBA의 액적 크기는 약 500 nm∼600 ㎚이고, MMA의 액적 크기는 약 230 nm∼240 ㎚이었다. 그러므로, 이러한 아즐락톤 유도체는 선택된 광범위한 단량체의 에멀션 중합 반응에 사용하는 데 적합하다.

Claims (1)

  1. 하기 화학식 Ⅷ의 화합물:
    화학식 Ⅷ
    상기 화학식에서,
    m은 1, 2 또는 3이며,
    n은 0 또는 1이고,
    R3은 수소 또는 메틸기이며,
    R4는 수소 또는 알킬기이고,
    R7은 수소 또는 알킬기이며,
    R8은 C1-C4 알킬이고,
    R9는 C1-C4 알킬기이며,
    R10에서 하나의 R10기는 수소이고, 다른 하나의 R10기는 C1-C18 알킬기 또는, 페닐기로 치환된 C1-C4 알킬기로부터 선택되며,
    R12는 알칼리 금속 양이온 또는 C1-C4 알킬기이고,
    R13은 알칼리 금속 양이온 또는 C1-C4 알킬기이며,
    Q는, m이 1인 경우 C1-C18 알킬기 또는, 페닐기로 치환된 C1-C4 알킬기로부터 선택되고, m이 2인 경우 C2-C18 2가 알칸으로부터 선택되며, m이 3인 경우 트리알킬아민으로 형성되며, 여기서 상기 알킬은 1∼4 개의 탄소 원자를 포함한다.
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