WO2011155624A1 - 環状カルボジイミド化合物 - Google Patents

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WO2011155624A1
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信一郎 庄司
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帝人株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D273/00Heterocyclic compounds containing rings having nitrogen and oxygen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D261/00 - C07D271/00
    • C07D273/08Heterocyclic compounds containing rings having nitrogen and oxygen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D261/00 - C07D271/00 having two nitrogen atoms and more than one oxygen atom
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D498/00Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having nitrogen and oxygen atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D498/02Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having nitrogen and oxygen atoms as the only ring hetero atoms in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D498/10Spiro-condensed systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G85/00General processes for preparing compounds provided for in this subclass

Definitions

  • the present invention relates to a carbodiimide compound. More specifically, the present invention relates to a cyclic carbodiimide compound.
  • Polyesters, polyamides, polyimides, polycarbonates, polyurethanes, and the like have excellent mechanical properties and are used in a wide range of applications.
  • Such a polymer has hydrolyzable ester bonds, amide bonds, imide bonds, carbonate bonds, and urethane bonds in the molecule, which causes a problem in reliability when used in more severe environments. In some cases, immediate measures are awaited. Hydrolyzable bonds such as ester bonds promote catalytic hydrolysis when polar groups such as carboxyl groups are present in the molecule, so the carboxyl group concentration is reduced by applying a carboxyl group sealant. And the method of suppressing this fault is proposed (patent documents 1 and patent documents 2).
  • a mono- or polycarbodiimide compound is used in consideration of the stability and reactivity of the sealing agent and the color tone of the product to be obtained, and a certain effect can be obtained. ing.
  • both mono and polycarbodiimide compounds are linear carbodiimide compounds, volatile isocyanate compounds are produced as a by-product during use, causing odors and intrinsic defects that worsen the working environment. Yes. Development of a sealant that does not include such defects and has higher reactivity is awaited.
  • Patent Document 3 describes a macrocyclic carbodiimide compound having a urethane bond and a polymer chain having a molecular weight of 100 to 7,000.
  • Patent Document 3 does not discuss the prevention of malodor. JP 2004-332166 A JP 2005-350829 A International Publication No. 2008/081230 Pamphlet
  • An object of the present invention is to provide a cyclic carbodiimide compound useful as a stabilizer for a polymer having a hydrolyzable functional group such as polyester. Moreover, the objective of this invention is providing the manufacturing method of this cyclic carbodiimide compound. Another object of the present invention is to provide an end-capping agent for a polymer compound comprising the cyclic carbodiimide compound as an active ingredient. Furthermore, the objective of this invention is providing the scavenger of the acidic group which uses this cyclic carbodiimide compound as an active ingredient.
  • the present inventors have intensively studied a sealing agent that does not liberate an isocyanate compound even when it reacts with an acidic group such as a carboxyl group.
  • an acidic group such as a carboxyl group.
  • the present inventors have found that a carbodiimide compound having a cyclic structure does not liberate an isocyanate compound even if it reacts with an acidic group, does not cause a bad odor, and does not deteriorate the working environment, thereby completing the present invention. That is, the present invention includes the following inventions. 1.
  • X is a divalent group represented by the following formulas (i-1) to (i-6) or a tetravalent group represented by the following formulas (i-7) to (i-8)).
  • X is a divalent group
  • q is 0.
  • Ar 1 and Ar 2 are each independently an aromatic group.
  • Ar 1 and Ar 2 are each independently an aromatic group optionally substituted with a substituent, and when X is a tetravalent group, q is 1, and Ar 1 to Ar 4 are each independently an aromatic group.
  • S and t are each independently an integer of 1 to 3.) (Wherein R 1 and R 2 each independently represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a phenyl group.) 2.
  • Ar 1 to Ar 4 are each independently an orthophenylene group or a 1,2-naphthalene-diyl group substituted with a substituent other than an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a phenyl group. Compound. 3.
  • a compound of the following formula (a-2) and a compound of the following formula (b-1) ,
  • X, Ar 1 and Ar 2 are the same as defined in the above formula (i), provided that X is a divalent group and X is selected from (i-1) or (i-2).
  • Ar 1 and Ar 2 are each independently an aromatic group, and these are substituted with a substituent other than an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and a phenyl group, and X is (i-3)
  • Ar 1 and Ar 2 are each independently an aromatic group optionally substituted with a substituent
  • E 1 and E 2 are each independently It is a group selected from the group consisting of a halogen atom, a toluenesulfonyloxy group, a methanesulfonyloxy group, a benzenesulfonyloxy group, and a p-bromobenzenesulfonyloxy group.)
  • step (1a) described in the preceding item 3 is a step (1b) in which a compound of the following formula (ai), a compound of the following formula (a-ii) and a compound of the following formula (bi) are reacted.
  • X is divalent, and X is selected from (i-1) or (i-2), Ar 1 and Ar 2 are each independently an aromatic group, and these are substituted with a substituent other than an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and a phenyl group, and X is (i-3) to (i -6), Ar 1 and Ar 2 are each independently an aromatic group optionally substituted with a substituent, E 3 and E 4 are each independently a halogen atom, (It is a group selected from the group consisting of a toluenesulfonyloxy group, a methanesulfonyloxy group, a benzenesulfonyloxy group, and a p-bromobenzenesulfonyloxy group.) 5.
  • the step (3a) described in the preceding item 3 is a step (3b) in which an amine body and carbon dioxide or carbon disulfide are reacted to obtain a urea body or thiourea body represented by the following formula (e-2):
  • X, Ar 1 and Ar 2 are the same as defined in the above formula (i)
  • X is divalent, and X is selected from (i-1) or (i-2)
  • Ar 1 and Ar 2 are each independently an aromatic group, and these are substituted with a substituent other than an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and a phenyl group, and X is (i-3) to (i When selected from any of -6), Ar 1 and Ar 2 are each independently an aromatic group optionally substituted with a substituent, and Z is an oxygen atom or a sulfur atom.
  • Ar 1 to Ar 4 are the same as in formula (i) and are each independently an aromatic group, which is substituted with a substituent other than an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and a phenyl group
  • E 1 to E 4 are each independently a group selected from the group consisting of a halogen atom, a toluenesulfonyloxy group, a methanesulfonyloxy group, a benzenesulfonyloxy group, and a p-bromobenzenesulfonyloxy group.)
  • X is the same as defined in formula (i), provided that it is a tetravalent group represented by formulas (i-7) to (i-8)).
  • the step (1A) described in the preceding item 6 is a step of reacting a compound of the following formulas (Ai) to (A-iv) and a compound of the following formula (Bi) to obtain a nitro form of the formula (C) ( 1B), the method for producing a cyclic carbodiimide compound according to item 1 above.
  • E 5 to E 8 are each independently a group selected from the group consisting of a halogen atom, a toluenesulfonyloxy group, a methanesulfonyloxy group, a benzenesulfonyloxy group, and a p-bromobenzenesulfonyloxy group.
  • X is the same definition as in formula (i), provided that it is a tetravalent group represented by formulas (i-7) to (i-8)).
  • the step (3A) described in the preceding item 6 is a step (3B) in which an amine body and carbon dioxide or carbon disulfide are reacted to obtain a urea body or thiourea body of the following formula (E-2), (Wherein Ar 1 to Ar 4 are the same as in formula (i) and are each independently an aromatic group, which is substituted with a substituent other than an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and a phenyl group) X is the same definition as in formula (i) and is a tetravalent group represented by formulas (i-7) to (i-8), and Z is an oxygen atom or a sulfur atom.
  • Step (4A) is a step (4B) of dehydrating the obtained urea body or desulfurizing the thiourea body.
  • a method for producing the cyclic carbodiimide compound according to item 1 above. 9. The terminal blocker of the high molecular compound which uses the cyclic carbodiimide compound represented by Formula (i) of the preceding clause 1 as an active ingredient. 10. An acidic group scavenger comprising the cyclic carbodiimide compound represented by the formula (i) described in item 1 as an active ingredient.
  • EFFECT OF THE INVENTION The cyclic carbodiimide compound of the present invention can effectively stabilize the hydrolyzable component of the polymer compound.
  • the cyclic carbodiimide compound of the present invention can suppress the generation of malodor caused by the isocyanate compound even when the end of the polymer compound is blocked, and does not deteriorate the working environment.
  • an isocyanate group is formed at the end of the polymer compound, and the polymer compound can have a high molecular weight by the reaction of the isocyanate group.
  • the cyclic carbodiimide compound of the present invention also has an action of capturing a free monomer or other compound having an acidic group in the polymer compound.
  • the cyclic carbodiimide compound of the present invention has a cyclic structure, it has an advantage that the end can be capped under milder conditions than the linear carbodiimide compound. According to the production method of the present invention, a cyclic carbodiimide can be easily produced.
  • the cyclic carbodiimide compound of the present invention is useful as a terminal blocker for a polymer compound.
  • the cyclic carbodiimide compound of the present invention is useful as a scavenger for acidic groups, particularly as a scavenger for free compounds in polymer compounds.
  • the difference between the linear carbodiimide compound and the cyclic carbodiimide compound in the end-capping reaction mechanism is as described below.
  • the present invention is a cyclic carbodiimide compound represented by the following formula (i). (Wherein X is a divalent group represented by the following formulas (i-1) to (i-6) or a tetravalent group represented by the following formulas (i-7) to (i-8)).
  • Ar 1 And Ar 2 are each independently an aromatic group, which are substituted with a substituent other than an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and a phenyl group, and X is any of (i-3) to (i-6) Ar is chosen from 1 And Ar 2 Are each independently an aromatic group optionally substituted with a substituent, and when X is a tetravalent group, q is 1, and Ar 1 ⁇ Ar 4 Are each independently an aromatic group, and these are substituted with a substituent other than an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and a phenyl group.
  • h is an integer of 1 to 6.
  • m and n are each independently an integer of 0 to 3.
  • m ′ and n ′ are each independently an integer of 0 to 3.
  • Y and Z are oxygen atoms or sulfur atoms.
  • J, k, and r are each independently an integer of 1 to 4.
  • i is an integer of 0 to 3.
  • Ar 5 Is an aromatic group.
  • s and t are each independently an integer of 1 to 3.
  • R 1 And R 2 Each independently represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a phenyl group.
  • X is a divalent group selected from (i-1) or (i-2)
  • Ar 1 And Ar 2 are each independently an aromatic group, and these are substituted with a substituent other than an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and a phenyl group.
  • substituent other than the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and the phenyl group include an alkoxy group and a halogen group, and specific examples include a methoxy group, an ethoxy group, a chloro group, and a fluoro group.
  • Ar 1 And Ar 2 are each independently an aromatic group optionally having a substituent.
  • a substituent in the case of having a substituent group a conventionally known substituent can be applied in addition to an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and a phenyl group.
  • the substituent may be a bonding group with another polymer or a cyclic carbodiimide compound.
  • Examples of the substituent other than the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and the phenyl group include an alkoxy group and a halogen group, and specific examples include a methoxy group, an ethoxy group, a chloro group, and a fluoro group.
  • Examples of the aromatic group include aromatic groups having 5 to 15 carbon atoms such as a phenylene group and a naphthalenediyl group.
  • X is a divalent or tetravalent group. Q is 0 when X is divalent and q is 1 when X is tetravalent. X is preferably a divalent group of the following formula (i-1). In the formula, h is an integer of 1 to 6.
  • a methylene group, an ethylene group, a 1,3-propylene group, a 1,4-butylene group, a 1,5-pentane group, and a 1,6-hexane group are preferable.
  • carbons not directly bonded to oxygen are alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms and phenyl groups, respectively.
  • alkyl group having 1 to 6 carbon atoms examples include methyl group, ethyl group, n-propyl group, sec-propyl group, iso-propyl group, n-butyl group, tert-butyl group, sec-butyl group and isobutyl group. , N-pentyl group, sec-pentyl group, iso-pentyl group, n-hexyl group, sec-hexyl group, iso-hexyl group and the like.
  • X is preferably a group of the following formula (i-2). In the formula, m and n are each independently an integer of 0 to 3.
  • X has a 1,3-phenylene group, the stability of the cyclic carbodiimide compound of the present invention is further increased, and there is an advantage that the polymer compound can be applied at a higher process temperature.
  • X is preferably a group of the following formula (i-3) and / or (i-4).
  • m ′ and n ′ are each independently an integer of 0 to 3.
  • m ′′ and n ′′ are each independently an integer of 0 to 3).
  • X is preferably a group of the following formula (i-5).
  • Y and Z are an oxygen atom or a sulfur atom.
  • j, k, and r are each independently an integer of 1 to 4.
  • i is an integer of 0 to 3.
  • X is preferably a divalent group of the following formula (i-4).
  • Ar 5 Is an aromatic group.
  • s and t are each independently an integer of 1 to 3.
  • the aromatic group include an o-phenylene group, an m-phenylene group, and a p-phenylene group.
  • X is preferably a group of the following formula (i-7).
  • R 1 And R 2 Each independently represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a phenyl group.
  • alkyl group having 1 to 6 carbon atoms methyl group, ethyl group, n-propyl group, sec-propyl group, iso-propyl group, n-butyl group, tert-butyl group, sec-butyl group, iso-butyl group , N-pentyl group, sec-pentyl group, iso-pentyl group, n-hexyl group, sec-hexyl group, iso-hexyl group and the like.
  • X is preferably a group of the following formula (i-8).
  • Examples of the cyclic carbodiimide compound of the present invention include a monocyclic compound of the following formula (f) and a bicyclic compound of the following formula (F).
  • Ar 1 ⁇ Ar 2 X is the same as in formula (i).
  • Ar 1 ⁇ Ar 2 Is preferably a substituted o-phenylene group.
  • X is a divalent group.
  • Ar 1 ⁇ Ar 4 X is the same as in formula (i).
  • Ar 1 ⁇ Ar 4 Is preferably a substituted o-phenylene group.
  • X is a tetravalent group.
  • the cyclic carbodiimide compound of the present invention has two o-phenylene groups bonded at the 1,3-position of the carbodiimide group, and has ether oxygen at the ortho position of the carbodiimide group in the o-phenylene group. It is preferable that oxygen atoms are connected by X to form a cyclic structure. That is, a compound represented by the following formula is preferable.
  • X in the formula has the same definition as in formula (i).
  • Z 1 , Z 2 Are each independently a substituent. As the substituent, conventionally known substituents can be applied.
  • Examples of the cyclic carbodiimide compound of the present invention include the following compounds.
  • the molecular weight of the cyclic carbodiimide compound of the present invention is preferably 100 to 1,000.
  • the cyclic carbodiimide compound of the present invention has one carbodiimide group in one ring. When two or more carbodiimide groups are included in one ring, an isocyanate compound is generated due to the end-capping reaction, causing malodor.
  • the monocyclic carbodiimide compound (f) of the present invention can be produced by the following steps (1) to (4).
  • Step (1) is a step of obtaining a nitro body (c).
  • Step (1) has two modes, step (1a) and step (1b).
  • Step (2) is a step of obtaining the amide body (d) from the nitro body (c).
  • Step (3) and step (4) are steps for obtaining a monocyclic carbodiimide compound (f) from the amide body (d).
  • Steps (3) to (4) include a mode via steps (3a) and (4a) and a mode via steps (3b) and (4b).
  • the carbodiimide compound (f) can be produced by the following route.
  • Step (1a) is a step of reacting a compound of the following formula (a-1), a compound of the following formula (a-2) and a compound of the following formula (b-1) to obtain a nitro form (c) of the following formula It is.
  • X is a divalent group.
  • E 1 And E 2 are each independently a group selected from the group consisting of a halogen atom, a toluenesulfonyloxy group, a methanesulfonyloxy group, a benzenesulfonyloxy group, and a p-bromobenzenesulfonyloxy group.
  • the halogen atom include a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
  • a conventionally known ether synthesis method can be used.
  • a compound represented by formula (a-1), a compound represented by formula (a-2), and a compound represented by formula (b-1) Is used in a solvent in the presence of a basic compound.
  • a basic compound sodium hydride, sodium metal, sodium hydroxide, potassium hydroxide, potassium carbonate and the like are used.
  • the solvent N, N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, tetrahydrofuran or the like is used.
  • the reaction temperature is preferably in the range of 25 ° C to 150 ° C.
  • the reaction proceeds sufficiently rapidly under the above conditions, but a phase transfer catalyst may be added to promote the reaction.
  • Step (1b) is a step of reacting a compound of the following formula (ai), a compound of the following formula (a-ii), and a compound of the following formula (bi) to obtain a nitro form of the following formula (c). is there.
  • Ar 1 , Ar 2 , X has the same definition as in formula (i).
  • X is a divalent group.
  • E 3 , E 4 are each independently a group selected from the group consisting of a halogen atom, a toluenesulfonyloxy group, a methanesulfonyloxy group, a benzenesulfonyloxy group, and a p-bromobenzenesulfonyloxy group.
  • a conventionally known ether synthesis method can be used.
  • a compound represented by formula (ai), a compound represented by formula (a-ii), and a compound represented by formula (bi) Is used in the presence of a basic compound in a solvent.
  • phase transfer catalyst tetrabutylammonium salt, trioctylmethylammonium salt, benzyldimethyloctadecylammonium salt, crown ether or the like is used.
  • Step (2) is a step of obtaining the amine body (d) of the following formula by reducing the obtained nitro body (c).
  • Ar 1 , Ar 2 , X has the same definition as in formula (i).
  • X is a divalent group.
  • a conventionally known method can be used.
  • a method in which the nitro form (c) is catalytically reduced in a solvent in the presence of hydrogen and a catalyst is used.
  • the catalyst palladium carbon, palladium carbon-ethylenediamine complex, palladium-fibroin, palladium-polyethyleneimine, nickel, copper or the like is used.
  • reaction temperature is preferably in the range of 25 ° C to 100 ° C.
  • the reaction proceeds at normal pressure, but it is preferable to apply pressure to promote the reaction.
  • a method of reacting the nitro body (c) with an acid and a metal a method of reacting the nitro body (c) with a hydrazine and a catalyst, or the like is used.
  • Step (3a) is a step of reacting the obtained amine body (d) with triphenylphosphine dibromide to obtain a triphenylphosphine body (e-1) of the following formula.
  • Ar 1 , Ar 2 , X has the same definition as in formula (i)
  • Ar a Is a phenyl group.
  • a conventionally known method can be used.
  • a method of reacting an amine represented by the formula (d) and triphenylphosphine dibromide in a solvent in the presence of a basic compound is used.
  • the basic compound triethylamine, pyridine and the like are used.
  • Step (4a) is a step of obtaining the cyclic carbodiimide compound (f) by subjecting the obtained triphenylphosphine body to isocyanate in the reaction system and then directly decarboxylating.
  • a conventionally known method can be used.
  • a triphenylphosphine compound of the formula (e-1) is dissolved in a solvent in the presence of di-tert-butyldicarbonate and N, N-dimethyl-4-aminopyridine. The method of making it react is used.
  • Step (3b) is a step of obtaining a urea body or a thiourea body represented by the following formula (e-2) by reacting the amine body (d) with carbon dioxide or carbon disulfide.
  • a urea body or a thiourea body represented by the following formula (e-2) by reacting the amine body (d) with carbon dioxide or carbon disulfide.
  • Ar 1 , Ar 2 , X is the same as in formula (i), and Z is an oxygen atom or a sulfur atom.
  • a conventionally known method can be used for the reaction for obtaining the urea compound (e-2).
  • a method in which the amine compound (d) is reacted in a solvent in the presence of carbon dioxide, a phosphorus compound and a basic compound used.
  • the phosphorus compound phosphite, phosphonate, etc. are used.
  • the basic compound triethylamine, pyridine, imidazole, picoline and the like are used.
  • the solvent pyridine, N, N-dimethylformamide, acetonitrile, chlorobenzene, toluene or the like is used.
  • the reaction temperature is preferably in the range of 0 ° C to 80 ° C.
  • reaction for obtaining the urea body (e-2) a method of reacting the amine body (d) and carbon monoxide or a method of reacting the amine body (d) and phosgene is used.
  • a conventionally known method can be used for the reaction for obtaining the thiourea compound (e-2).
  • a method in which the amine compound (d) is reacted in a solvent in the presence of carbon disulfide and a basic compound is used. Is done.
  • the basic compound triethylamine, pyridine, imidazole, picoline and the like are used.
  • Step (4b) is a step of dehydrating the obtained urea body (e-2) or desulfurizing the thiourea body (e-2) to obtain a cyclic carbodiimide compound (f).
  • a conventionally known method can be used for the reaction.
  • a urea compound or thiourea compound (e-2) is reacted in a solvent in the presence of toluenesulfonyl chloride or methylsulfonyl chloride, and the urea compound (e-2) Then, dehydration and desulfurization methods are used for thiourea (e-2).
  • a solvent dichloromethane, chloroform, pyridine or the like is used.
  • the reaction temperature is preferably in the range of 0 ° C to 80 ° C.
  • Step (1) is a step of obtaining a nitro form (C).
  • Step (1) has two modes, step (1A) and step (1B).
  • Step (2) is a step of obtaining the amide form (D) from the nitro form (C).
  • Step (3) and step (4) are steps for obtaining a bicyclic carbodiimide compound (F) from the amide compound (D).
  • Steps (3) to (4) include a mode via steps (3A) and (4A) and a mode via steps (3B) and (4B).
  • the carbodiimide compound (F) can be produced by the following route.
  • Step (1A) is a step of obtaining a nitro compound of the following formula (C) by reacting the compounds of the following formulas (A-1) to (A-4) and the compound of the following formula (B-1).
  • X has the same definition as in formula (i).
  • X is a tetravalent group.
  • E 1 ⁇ E 4 are each independently a group selected from the group consisting of a halogen atom, a toluenesulfonyloxy group, a methanesulfonyloxy group, a benzenesulfonyloxy group, and a p-bromobenzenesulfonyloxy group.
  • the reaction conditions are the same as in the step (1a) described above.
  • Step (1B) is a step of obtaining a nitro compound of the following formula (C) by reacting the compounds of the following formulas (Ai) to (A-iv) and the compound of the following formula (Bi).
  • Ar 1 ⁇ Ar 4 X has the same definition as in formula (i).
  • E 5 ⁇ E 8 are each independently a group selected from the group consisting of a halogen atom, a toluenesulfonyloxy group, a methanesulfonyloxy group, a benzenesulfonyloxy group, and a p-bromobenzenesulfonyloxy group.
  • Step (2A) is a step of reducing the obtained nitro body to obtain an amine body (D) of the following formula.
  • Ar 1 ⁇ Ar 4 , X has the same definition as in formula (i).
  • the reaction conditions are the same as in the step (2a) described above.
  • Step (3A)) is a step of reacting the obtained amine body (D) with triphenylphosphine dibromide to obtain a triphenylphosphine body (E-1) of the following formula.
  • Ar 1 ⁇ Ar 4 , X has the same definition as in formula (i), Ar a Is a phenyl group.
  • Step (4A) is a step in which the obtained triphenylphosphine compound is isocyanated in the reaction system and then directly decarboxylated to obtain a compound (F) of the following formula.
  • Ar 1 ⁇ Ar 4 X has the same definition as in formula (i).
  • the reaction conditions are the same as in the above-described step (4a).
  • Step (3B) is a step in which an amine body and carbon dioxide or carbon disulfide are reacted to obtain a urea body or thiourea body (E-2) of the following formula.
  • Step (4B) is a step of dehydrating the obtained urea body or desulfurizing the thiourea body to obtain a compound (F) of the following formula.
  • Ar 1 ⁇ Ar 4 , X has the same definition as in formula (i).
  • the reaction conditions are the same as in the step (4b) described above.
  • the cyclic carbodiimide compound of the present invention can be produced by a conventionally known method.
  • Examples include a method of producing from an amine body via an isocyanate body, a method of producing from an amine body via an isothiocyanate body, a method of producing from a carboxylic acid body via an isocyanate body, and the like.
  • the cyclic carbodiimide compound can effectively seal the acidic group of the polymer compound.
  • a conventionally known polymer carboxyl group blocking agent is used in combination. be able to.
  • Examples of such conventionally known carboxyl group blocking agents include agents described in JP-A-2005-2174, for example, epoxy compounds, oxazoline compounds, oxazine compounds, and the like.
  • the polymer compound to which the cyclic carbodiimide compound is applied has an acidic group.
  • the acidic group include at least one selected from the group consisting of a carboxyl group, a sulfonic acid group, a sulfinic acid group, a phosphonic acid group, and a phosphinic acid group.
  • the polymer compound include at least one selected from the group consisting of polyester, polyamide, polyamideimide, polyimide, and polyesteramide.
  • polyesters examples include a polymer obtained by polycondensation of one or more selected from dicarboxylic acid or an ester-forming derivative thereof and diol or an ester-forming derivative thereof, hydroxycarboxylic acid or an ester-forming derivative thereof, or a lactone, or
  • the copolymer is preferably a thermoplastic polyester resin.
  • Such a thermoplastic polyester resin may contain a cross-linked structure treated with a radical generation source, for example, an energy active ray, an oxidizing agent, or the like, for moldability and the like.
  • dicarboxylic acid or ester-forming derivative examples include terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 1,5-naphthalenedicarboxylic acid, bis (p-carboxyphenyl) methane, anthracene dicarboxylic acid, 4 , 4′-diphenyl ether dicarboxylic acid, 5-tetrabutylphosphonium isophthalic acid, 5-sodium sulfoisophthalic acid and other aromatic dicarboxylic acids and ester-forming derivatives thereof.
  • aliphatic dicarboxylic acids such as oxalic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, dodecanedioic acid, malonic acid, glutaric acid, and dimer acid, and ester-forming derivatives thereof can be mentioned.
  • alicyclic dicarboxylic acids such as 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid and 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, and ester-forming derivatives thereof.
  • diol or its ester-forming derivative examples include aliphatic glycols having 2 to 20 carbon atoms, that is, ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1, Examples include 5-pentanediol, 1,6-hexanediol, decamethylene glycol, cyclohexanedimethanol, cyclohexanediol, and dimer diol.
  • long chain glycols having a molecular weight of 200 to 100,000 that is, polyethylene glycol, polytrimethylene glycol, poly1,2-propylene glycol, polytetramethylene glycol, and the like can be mentioned.
  • aromatic dioxy compounds that is, 4,4'-dihydroxybiphenyl, hydroquinone, tert-butylhydroquinone, bisphenol A, bisphenol S, bisphenol F, and the like, ester forming derivatives thereof, and the like can be mentioned.
  • hydroxycarboxylic acid examples include glycolic acid, lactic acid, hydroxypropionic acid, hydroxybutyric acid, hydroxyvaleric acid, hydroxycaproic acid, hydroxybenzoic acid, p-hydroxybenzoic acid, 6-hydroxy-2-naphthoic acid, and these Examples thereof include ester-forming derivatives.
  • lactone examples include caprolactone, valerolactone, propiolactone, undecalactone, and 1,5-oxepan-2-one.
  • An aromatic polyester obtained by polycondensation of an aromatic dicarboxylic acid or an ester-forming derivative thereof and an aliphatic diol or an ester-forming derivative thereof as a main component includes an aromatic carboxylic acid or an ester-forming derivative thereof, preferably terephthalate.
  • An acid or naphthalene 2,6-dicarboxylic acid or an ester-forming derivative thereof, and an aliphatic diol selected from ethylene glycol, 1,3-propanediol, or butanediol or an ester-forming derivative thereof are polycondensed as main components. Examples are polymers.
  • Examples of the aliphatic polyester include a polymer mainly composed of an aliphatic hydroxycarboxylic acid, a polymer obtained by polycondensation of an aliphatic polyvalent carboxylic acid or an ester-forming derivative thereof and an aliphatic polyhydric alcohol as main components, Those copolymers are exemplified.
  • Examples of the polymer having aliphatic hydroxycarboxylic acid as a main constituent component include polycondensates such as glycolic acid, lactic acid, hydroxypropionic acid, hydroxybutyric acid, hydroxyvaleric acid, hydroxycaproic acid, and copolymers. Can do.
  • polyglycolic acid polylactic acid, poly-3-hydroxycarboxylic butyric acid, poly-4-polyhydroxybutyric acid, poly-3-hydroxyhexanoic acid or polycaprolactone, and copolymers thereof can be mentioned.
  • it can be suitably used for poly L-lactic acid, poly D-lactic acid, stereocomplex polylactic acid, and racemic polylactic acid.
  • examples of the polyester include a polymer mainly composed of an aliphatic polyvalent carboxylic acid and an aliphatic polyhydric alcohol.
  • polyvalent carboxylic acid examples include aliphatic dicarboxylic acids such as oxalic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, dodecanedioic acid, malonic acid, glutaric acid, and dimer acid. Further, alicyclic dicarboxylic acid units such as 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid and 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid and ester derivatives thereof may be mentioned.
  • aliphatic dicarboxylic acids such as oxalic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, dodecanedioic acid, malonic acid, glutaric acid, and dimer acid.
  • alicyclic dicarboxylic acid units such as 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid and 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid and ester derivatives thereof may be mentioned.
  • Aliphatic glycols having 2 to 20 carbon atoms as diol components that is, ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, deca Examples include methylene glycol, cyclohexane dimethanol, cyclohexane diol, and dimer diol.
  • a long chain glycol having a molecular weight of 200 to 100,000 that is, a condensate mainly composed of polyethylene glycol, polytrimethylene glycol, poly1,2-propylene glycol, or polytetramethylene glycol
  • a condensate mainly composed of polyethylene glycol, polytrimethylene glycol, poly1,2-propylene glycol, or polytetramethylene glycol can be exemplified.
  • Specific examples include polyethylene adipate, polyethylene succinate, polybutylene adipate or polybutylene succinate, and copolymers thereof.
  • an aromatic carboxylic acid or an ester-forming derivative thereof preferably terephthalic acid or naphthalene 2,6-dicarboxylic acid or an ester-forming derivative thereof and an aromatic polyhydroxy compound or an ester thereof
  • examples thereof include polymers formed by polycondensation with a functional derivative as a main component.
  • poly (4-oxyphenylene-2,2-propylidene-4-oxyphenylene-terephthaloyl-co-isophthaloyl) and the like are exemplified.
  • These polyesters contain 1 to 50 equivalents / ton of a carboxyl group and / or a hydroxyl group terminal at the molecular end as a carbodiimide-reactive component.
  • Such end groups are preferably sealed with a cyclic carbodiimide compound in order to reduce the stability of the polyester.
  • a cyclic carbodiimide compound When the carboxyl terminal group is sealed with a carbodiimide compound, by applying the cyclic carbodiide compound of the present invention, there is a great advantage that the carboxyl group can be sealed without producing toxic free isocyanate.
  • the polyester has a chain extension action between an isocyanate end group which is not released when sealed with a cyclic carbodiimide compound and is formed in the polyester, and a hydroxyl end group or a carboxyl end group present in the polyester.
  • polyesters can be produced by a known method (for example, a saturated polyester resin handbook (written by Kazuo Yuki, published by Nikkan Kogyo Shimbun (December 22, 1989)).
  • examples of the polyester in the present invention include an unsaturated polyester resin obtained by copolymerizing an unsaturated polyvalent carboxylic acid or an ester-forming derivative thereof in addition to the polyester, and a polyester elastomer containing a low melting point polymer segment.
  • Examples of the unsaturated polyvalent carboxylic acid include maleic anhydride, tetrahydromaleic anhydride, fumaric acid, endomethylenetetrahydromaleic anhydride and the like.
  • various monomers are added to the unsaturated polyester, and it is cured and molded by a curing treatment with an active energy beam such as thermal curing, radical curing, light, or electron beam.
  • the polyester may be a polyester elastomer obtained by copolymerizing a flexible component.
  • the polyester elastomer is a copolymer composed of a high melting point polyester segment and a low melting point polymer segment having a molecular weight of 400 to 6,000 as described in known literature, for example, JP-A No. 11-92636.
  • the melting point when the copolymer is formed only from the high melting point polyester segment is 150 ° C. or higher.
  • the melting point or softening point when the copolymer is formed with only the low melting point polymer segment is 80 ° C. or less.
  • the low melting point polymer segment is preferably composed of polyalkylene glycols or aliphatic dicarboxylic acids having 2 to 12 carbon atoms and aliphatic glycols having 2 to 10 carbon atoms.
  • Such an elastomer has a problem in hydrolytic stability, but the cyclic carbodiimide compound has a great significance in that it can control a carboxyl group without any safety problem, and an industrial significance that can suppress or increase a decrease in molecular weight.
  • Polyamide is a thermoplastic polymer having an amide bond composed mainly of amino acid, lactam or diamine and dicarboxylic acid or its amide-forming derivative.
  • the polyamide is a polycondensate obtained by condensing a diamine and a dicarboxylic acid or an acyl activator thereof, a polymer obtained by polycondensing an aminocarboxylic acid or lactam, or an amino acid, or a copolymer thereof.
  • the diamine include aliphatic diamines and aromatic diamines.
  • aliphatic diamine examples include tetramethylene diamine, hexamethylene diamine, undecamethylene diamine, dodecamethylene diamine, 2,2,4-trimethylhexamethylene diamine, 2,4,4-trimethylhexamethylene diamine, and 5-methylnona.
  • aromatic diamines p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 2,6-naphthalenediamine, 4,4′-diphenyldiamine, 3,4′-diphenyldiamine, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,4 '-Diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 3,4'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminodiphenyl ketone, 3,4'-diaminodiphenyl ketone, 2,2-bis (4-amino Phenyl) propane and the like.
  • Dicarboxylic acids include adipic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanoic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, 2-chloroterephthalic acid, 2-methylterephthalic acid, 5-methylisophthalic acid, 5-sodium Examples include sulfoisophthalic acid, hexahydroterephthalic acid, hexahydroisophthalic acid, and diglycolic acid.
  • polycaproamide nylon 6
  • polytetramethylene adipamide nylon 46
  • polyhexamethylene adipamide nylon 66
  • polyhexamethylene sebamide nylon 610
  • polyhexamethylene dodecamide Nylon 612
  • polyundecane methylene adipamide nylon 116
  • polyundecanamide nylon 11
  • polydodecanamide Nylon 12
  • other aliphatic polyamides other aliphatic polyamides.
  • Polytrimethylhexamethylene terephthalamide polyhexamethylene isophthalamide (nylon 6I), polyhexamethylene terephthalamide / isophthalamide (nylon 6T / 6I), polybis (4-aminocyclohexyl) methane dodecamide (nylon PACM12), polybis (3 -Methyl-4-aminocyclohexyl) methane dodecamide (nylon dimethyl PACM12), polymetaxylylene adipamide (nylon MXD6), polyundecamethylene terephthalamide (nylon 11T), polyundecamethylene hexahydroterephthalamide (nylon 11T) (H)) and aliphatic-aromatic polyamides such as these copolyamides, and copolymers and mixtures thereof.
  • poly (p-phenylene terephthalamide), poly (p-phenylene terephthalamide-co-isophthalamide) and the like can be mentioned.
  • amino acids include ⁇ -aminocaproic acid, ⁇ -aminoenanthic acid, ⁇ -aminocaprylic acid, ⁇ -aminopergonic acid, ⁇ -aminocapric acid, 11-aminoundecanoic acid, 12-aminododecanoic acid, paraaminomethylbenzoic acid and the like.
  • lactam include ⁇ -caprolactam, ⁇ -enantolactam, ⁇ -capryllactam, ⁇ -laurolactam, and the like.
  • the molecular weight of these polyamide resins is not particularly limited, but those having a relative viscosity in the range of 2.0 to 4.0 measured at 25 ° C. in a 98% concentrated sulfuric acid solution having a concentration of 1% by weight of the polyamide resin are preferred.
  • These amide resins can be produced according to a known method, for example, “Polyamide resin handbook (Osamu Fukumoto, Nikkan Kogyo Shimbun, published January 30, 1988)”. Further, the polyamide of the present invention includes a polyamide known as a polyamide elastomer.
  • polyamide examples include a graft-forming or block copolymer obtained by a reaction with a polyamide-forming component having 6 or more carbon atoms and poly (alkylene oxide) glycol, and a polyamide-forming component having 6 or more carbon atoms and a poly (alkylene oxide).
  • the bond with the glycol component is usually an ester bond or an amide bond, but is not particularly limited thereto, and a third component such as dicarboxylic acid or diamine can be used as a reaction component for both components.
  • poly (alkylene oxide) glycols examples include polyethylene oxide glycol, poly (1,2-propylene oxide) glycol, poly (1,3-propylene oxide) glycol, poly (tetramethylene oxide) glycol, poly (hexamethylene oxide) ) Glycol, ethylene oxide and propylene oxide block or random copolymer, ethylene oxide and tetrahydrofuran block or random copolymer, and the like.
  • the number average molecular weight of the poly (alkylene oxide) glycol is preferably 200 to 6,000 in view of polymerizability and rigidity, and more preferably 300 to 4,000.
  • the polyamide elastomer used in the present invention is preferably a polyamide elastomer obtained by polymerizing caprolactam, polyethylene glycol and terephthalic acid.
  • a polyamide resin contains a carboxyl group of 30 to 100 equivalents / ton and an amino group of 30 to 100 equivalents / ton, as easily understood from the raw materials.
  • the carboxyl group has an undesirable effect on the stability of the polyamide. It is good to have.
  • the carboxyl group is controlled to 20 equivalents / ton or less, or 10 equivalents / ton or less, more preferably less than that without any safety problem, and the composition in which molecular weight reduction is more effectively suppressed.
  • the polyamide-imide resin used in the present invention has a main repeating structural unit represented by the following formula (I).
  • R in the formula 2 Represents a trivalent organic group
  • R 3 Represents a divalent organic group
  • n represents a positive integer.
  • a typical synthesis method of such polyamideimide resin (1) a method of reacting diisocyanate and tribasic acid anhydride, (2) a method of reacting diamine and tribasic acid anhydride, (3) diamine and Examples include a method of reacting tribasic acid anhydride chloride.
  • the synthesis method of the polyamideimide resin used in the present invention is not limited to these methods. Representative compounds used in the above synthesis method are listed below.
  • diisocyanate 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, xylylene diisocyanate, 3,3′-diphenylmethane diisocyanate, 4,4 ′ diphenyl ether diisocyanate, 3,3′-diphenyl ether diisocyanate, paraphenylene diisocyanate and the like are preferable. It is done.
  • diamine examples include 4,4′-diaminodiphenyl sulfone, 3,3′-diaminodiphenyl sulfone, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,3′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenylmethane, Preferred examples include 3′-diaminodiphenylmethane, xylylenediamine, and phenylenediamine.
  • trimellitic anhydride is mentioned as a preferable one
  • tribasic acid anhydride chloride trimellitic anhydride chloride and the like are mentioned.
  • dicarboxylic acid include terephthalic acid, isophthalic acid, and adipic acid.
  • tetracarboxylic dianhydride examples include pyromellitic dianhydride, benzophenone tetracarboxylic dianhydride, and biphenyltetracarboxylic dianhydride. Is mentioned. These are preferably used at 50 equivalent% or less in the total acid component. Since the durability of the polyamideimide resin may be lowered depending on the concentration of carboxyl groups contained in the polymer, the content of carboxyl groups is preferably controlled to 1 to 10 equivalents / ton or less. In the cyclic carbodiimide compound of the present invention, the carboxyl group concentration range can be suitably set.
  • a thermoplastic polyimide resin is suitably selected as the polyimide resin.
  • H 2 N-R 4 -NH 2 [In the formula, R 4 (I) a single bond; (Ii) C 2 ⁇ 12 An aliphatic hydrocarbon group; (Iii) C 4-30 An alicyclic group; (Iv) C 6-30 Aromatic groups; (V) -Ph-O-R 5 -O-Ph- group (wherein R 5 Is a phenylene group or Ph-W 1 —Ph— represents W 1 Is a single bond, C optionally substituted by a halogen atom 1-4 Alkylene group, -O-Ph-O- group, -O-, -CO-, -S-, -SO- or -SO 2 -Represents a group); or (Vi) -R 6 -(SiR 7 2 O) m -SiR 7 2
  • Y is C 2 ⁇ 12 A tetravalent aliphatic group, C 4 ⁇ 8 A tetravalent alicyclic group, C 6-14 A monovalent or polyfused tetravalent aromatic group of> Ph-W 2 -Ph ⁇ group (W 2 Is a single bond, C optionally substituted by a halogen atom 1-4
  • tetracarboxylic acid anhydrides used in the production of polyamic acid include pyromellitic anhydride (PMDA), 4,4′-oxydiphthalic anhydride (ODPA), and biphenyl-3,3 ′, 4,4 ′.
  • BPDA -Tetracarboxylic acid
  • BTDA 4,4'-tetracarboxylic acid
  • ethylenetetracarboxylic anhydride butanetetracarboxylic anhydride, cyclopentanetetracarboxylic anhydride
  • benzophenone-2 , 2 ′, 3,3′-tetracarboxylic acid anhydrous biphenyl-2,2 ′, 3,3′-tetracarboxylic acid
  • anhydrous 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane anhydrous 2, 2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) propane
  • anhydrous bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether anhydrous bis (3 4-dicarboxyphenyl) sulfone, anhydrous 1,1-bis (2,3-dicarboxyphenyl) ethane, anhydrous bis (2,3-dicarboxyphenyl) methan
  • the present invention is not limited to, et al.
  • dicarboxylic acid anhydrides may be used alone or in combination of two or more.
  • PMDA pyromellitic anhydride
  • ODPA 4,4′-oxydiphthalic anhydride
  • BPDA 4,4′-tetracarboxylic acid
  • benzophenone anhydride-3 3,3 ′, 4,4′-tetracarboxylic acid, anhydrous biphenylsulfone-3,3 ′, 4,4′-tetracarboxylic acid (DSDA) is used.
  • diamines used for the production of polyimide include 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, 4,4′-diaminodiphenylthioether, 4′-di (meta-aminophenoxy) diphenylsulfone, 4,4′-di (para-aminophenoxy) diphenylsulfone, o-phenylenediamine, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, benzidine, 2,2′- Diaminobenzophenone, 4,4'-diaminobenzophenone, 4,4'-diaminodiphenyl-2,2'-propane, 1,5-diaminonaphthalene, 1,8-diaminonaphthalene, trimethylenediamine, tetramethylenediamine, he
  • thermoplastic polyimide examples include a polyimide resin composed of a tetracarboxylic acid anhydride represented by the following formula and a known diamine such as p-phenylenediamine, various cyclohexanediamines, and hydrogenated bisphenol A diamine.
  • a polyimide resin composed of a tetracarboxylic acid anhydride represented by the following formula and a known diamine such as p-phenylenediamine, various cyclohexanediamines, and hydrogenated bisphenol A diamine.
  • Further examples include Ultem1000, Ultem1010, UltemCRS5001, UltemXH6050, Aurum 250AM manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., which are commercially available from General Electric under the trade name of Ultem.
  • R 8 And R 9 Each independently represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an aryl group.
  • R 10 Represents an arylene group having 6 to 30 carbon atoms or an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms.
  • m and n are each an integer of 0 to 5, and k is an integer of 1 to 3.
  • the polyesteramide resin include conventionally known polyesteramide resins obtained by copolymerization of a polyester component and a polyamide component, and among them, a thermoplastic polyesteramide resin is preferably selected.
  • the polyesteramide resin can be synthesized by a known method. For example, it may be carried out by a method in which the polyamide component is first advanced by a polycondensation reaction to synthesize a polyamide having a functional group at the terminal and then polymerize the polyester component in the presence of polyamide.
  • This polycondensation reaction is usually carried out by allowing the amidation reaction to proceed as the first stage and the esterification reaction to proceed to the second stage.
  • the polyester component the above-described polyester component is preferably selected.
  • the polyamide component the polyamide component described above is preferably selected.
  • the method of adding and mixing the cyclic carbodiimide compound to the polymer compound is not particularly limited, and a method of adding as a master batch of a solution, a melt or a polymer to be applied, or a cyclic carbodiimide compound is dissolved, dispersed or dispersed by a conventionally known method.
  • a method in which a polymer compound solid is brought into contact with a molten liquid and a cyclic carbodiimide compound is permeated can be employed.
  • a method of adding using a conventionally known kneading apparatus can be used.
  • a kneading method in a solution state or a kneading method in a molten state is preferable from the viewpoint of uniform kneading properties.
  • the kneading apparatus is not particularly limited, and examples thereof include conventionally known vertical reaction vessels, mixing tanks, kneading tanks or uniaxial or multiaxial horizontal kneading apparatuses such as uniaxial or multiaxial ruders and kneaders.
  • the mixing time with the polymer compound is not particularly specified and depends on the mixing apparatus and the mixing temperature, but is preferably from 0.1 minute to 2 hours, more preferably from 0.2 minute to 60 minutes, still more preferably from 0.2 minute to 30.
  • the solvent those which are inactive with respect to the polymer compound and the cyclic carbodiimide compound can be used.
  • a solvent that has affinity for both and at least partially dissolves both is preferable.
  • the solvent for example, hydrocarbon solvents, ketone solvents, ester solvents, ether solvents, halogen solvents, amide solvents, and the like can be used.
  • the hydrocarbon solvent include hexane, cyclohexane, benzene, toluene, xylene, heptane, decane and the like.
  • Examples of ketone solvents include acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, cyclohexanone, and isophorone.
  • Examples of the ester solvent include ethyl acetate, methyl acetate, ethyl succinate, methyl carbonate, ethyl benzoate, and diethylene glycol diacetate.
  • Examples of the ether solvent include diethyl ether, dibutyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, diethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol diethyl ether, diphenyl ether and the like.
  • halogen solvents include dichloromethane, chloroform, tetrachloromethane, dichloroethane, 1,1 ', 2,2'-tetrachloroethane, chlorobenzene, dichlorobenzene and the like.
  • amide solvent include formamide, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone and the like. These solvents may be used alone or as a mixed solvent as desired. In the present invention, the solvent is applied in the range of 1 to 1,000 parts by weight per 100 parts by weight of the total of the polymer compound and the cyclic carbodiimide compound.
  • the amount is less than 1 part by weight, there is no significance in applying the solvent.
  • the upper limit of the amount of solvent used is not particularly limited, but is about 1,000 parts by weight from the viewpoints of operability and reaction efficiency.
  • a method for contacting a method of immersing the polymer compound, a method of applying to the polymer compound, a method of spraying, etc. can be suitably employed.
  • the sealing reaction with the cyclic carbodiimide compound of the present invention is possible at a temperature of about room temperature (25 ° C.) to about 300 ° C., but preferably 50 to 280 ° C., more preferably 100 to 280 ° C. from the viewpoint of reaction efficiency. In the range is more promoted.
  • the polymer compound is more likely to react at a melting temperature, but is preferably reacted at a temperature lower than 300 ° C. in order to suppress volatilization and decomposition of the cyclic carbodiimide compound.
  • the reaction proceeds sufficiently quickly with no catalyst, but a catalyst that accelerates the reaction can also be used.
  • a catalyst the catalyst used with the conventional linear carbodiimide compound is applicable (Unexamined-Japanese-Patent No. 2005-2174).
  • an alkali metal compound, an alkaline earth metal compound, a tertiary amine compound, an imidazole compound, a quaternary ammonium salt, a phosphine compound, a phosphonium salt, a phosphate ester, an organic acid, a Lewis acid, and the like can be mentioned. Or 2 or more types can be used.
  • the addition amount of the catalyst is not particularly limited, but is preferably 0.001 to 1 part by weight, and 0.01 to 0.1 part by weight with respect to a total of 100 parts by weight of the polymer compound and the cyclic carbodiimide compound. Is more preferable, and 0.02 to 0.1 parts by weight is most preferable.
  • the application amount of the cyclic carbodiimide compound is selected such that the carbodiimide group contained in the cyclic carbodiimide compound is 0.5 to 100 equivalents per equivalent of acidic group. If the amount is less than 0.5 equivalent, there may be no significance in applying carbodiimide. On the other hand, when the amount exceeds 100 equivalents, the characteristics of the substrate may be altered. From this viewpoint, on the above criteria, a range of preferably 0.6 to 75 equivalents, more preferably 0.65 to 50 equivalents, further preferably 0.7 to 30 equivalents, and particularly preferably 0.7 to 20 equivalents is selected. Is done.
  • Step (3a) Next, in a reactor equipped with a stirring device, a heating device, and a dropping funnel, N 2 Under an atmosphere, triphenylphosphine dibromide (0.11 mol) and 150 ml of 1,2-dichloroethane are charged and stirred. A solution prepared by dissolving intermediate product B (0.05 mol) and triethylamine (0.25 mol) in 50 ml of 1,2-dichloroethane is gradually added dropwise thereto at 25 ° C.
  • Step (4a) Next, in a reactor equipped with a stirring device and a dropping funnel, N 2 Under atmosphere, di-tert-butyl dicarbonate (0.11 mol), N, N-dimethyl-4-aminopyridine (0.055 mol), and 150 ml of dichloromethane are charged and stirred.
  • Step (2A) Next, intermediate product D (0.1 mol), 5% palladium carbon (Pd / C) (2 g), and 400 ml of ethanol / dichloromethane (70/30) were charged into a reactor equipped with a stirrer, and 5 hydrogen substitution was performed. The reaction is performed in a state where hydrogen is constantly supplied at 25 ° C., and the reaction is terminated when there is no decrease in hydrogen. When Pd / C was recovered and the mixed solvent was removed, an intermediate product E (amine body) was obtained.
  • Step (3A) Next, in a reactor equipped with a stirring device, a heating device, and a dropping funnel, N 2 Under an atmosphere, triphenylphosphine dibromide (0.11 mol) and 150 ml of 1,2-dichloroethane are charged and stirred. A solution prepared by dissolving the intermediate product E (0.025 mol) and triethylamine (0.25 mol) in 50 ml of 1,2-dichloroethane is gradually added dropwise thereto at 25 ° C. After completion of dropping, the reaction is carried out at 70 ° C. for 5 hours. Thereafter, the reaction solution was filtered, and the filtrate was separated 5 times with 100 ml of water.
  • Step (4A) Next, in a reactor equipped with a stirring device and a dropping funnel, N 2 Under atmosphere, di-tert-butyl dicarbonate (0.11 mol), N, N-dimethyl-4-aminopyridine (0.055 mol), and 150 ml of dichloromethane are charged and stirred. Thereto, 100 ml of dichloromethane in which the intermediate product F (0.025 mol) is dissolved is slowly dropped at 25 ° C. After dropping, react for 12 hours.
  • CC2 was obtained by refine
  • the structure of CC2 was confirmed by NMR and IR.
  • Example 3 Synthesis of cyclic carbodiimide CC2 (Scheme 2) Step (1A) A reaction in which 4-methoxy-2-nitrophenol (0.11 mol), pentaerythrityl tetrabromide (0.025 mol), potassium carbonate (0.33 mol), and N, N-dimethylformamide 200 ml were installed with a stirring device and a heating device. N in the device 2 After charging in an atmosphere and reacting at 130 ° C.
  • Step (2A) Next, intermediate product D (0.1 mol), 5% palladium carbon (Pd / C) (1.25 g), and 500 ml of N, N-dimethylformamide were charged into a reactor equipped with a stirrer, and 5 hydrogen substitution was performed. The reaction is performed in a state where hydrogen is constantly supplied at 25 ° C., and the reaction is terminated when there is no decrease in hydrogen.
  • Step (3B) Next, in a reactor equipped with a stirrer, a heating device and a Walter containing alkaline water, N 2 In an atmosphere, an intermediate product E (0.025 mol), imidazole (0.2 mol), carbon disulfide (0.2 mol), and 150 ml of 2-butanone are charged. The temperature of the reaction solution is raised to 80 ° C. and reacted for 15 hours. The solid precipitated after the reaction was collected by filtration and washed to obtain an intermediate product G (thiourea compound).
  • Step (2A) Next, intermediate product D (0.1 mol), 5% palladium carbon (Pd / C) (1.25 g), and 500 ml of N, N-dimethylformamide were charged into a reactor equipped with a stirrer, and 5 hydrogen substitution was performed. The reaction is performed in a state where hydrogen is constantly supplied at 25 ° C., and the reaction is terminated when there is no decrease in hydrogen. Pd / C is recovered by filtration, and the filtrate is put into 3 L of water to precipitate a solid. This solid was recovered and dried to obtain an intermediate product E (amine body).
  • Step (3B) Next, in a reactor equipped with a stirring device, a heating device, and a dropping funnel, N 2 Under an atmosphere, intermediate product E (0.025 mol), imidazole (0.2 mol), and 125 ml of acetonitrile were charged, and diphenyl phosphite (0.1 mol) was charged into a dropping funnel. After carbon dioxide substitution is performed 5 times, diphenyl phosphite is slowly added dropwise and stirred for 15 hours while stirring with carbon dioxide being constantly supplied at 25 ° C. The solid precipitated after the reaction was collected by filtration and washed to obtain an intermediate product H (urea).
  • Step (2A) Next, intermediate product D (0.1 mol), 5% palladium carbon (Pd / C) (1.25 g), and 500 ml of N, N-dimethylformamide were charged into a reactor equipped with a stirrer, and 5 hydrogen substitution was performed. The reaction is performed in a state where hydrogen is constantly supplied at 25 ° C., and the reaction is terminated when there is no decrease in hydrogen. Pd / C is recovered by filtration, and the filtrate is put into 3 L of water to precipitate a solid. This solid was recovered and dried to obtain an intermediate product E (amine body).
  • Step (2A) Next, intermediate product D (0.1 mol), 5% palladium carbon (Pd / C) (1.25 g), and 500 ml of N, N-dimethylformamide were charged into a reactor equipped with a stirrer, and 5 hydrogen substitution was performed. The reaction is performed in a state where hydrogen is constantly supplied at 25 ° C., and the reaction is terminated when there is no decrease in hydrogen. Pd / C is recovered by filtration, and the filtrate is put into 3 L of water to precipitate a solid. This solid was recovered and dried to obtain an intermediate product E (amine body).
  • Step (3B) Next, in a reactor equipped with a stirrer, a heating device and a Walter containing alkaline water, N 2 In an atmosphere, an intermediate product E (0.025 mol), imidazole (0.2 mol), carbon disulfide (0.2 mol), and 150 ml of 2-butanone are charged. The temperature of the reaction solution is raised to 80 ° C. and reacted for 15 hours. The solid precipitated after the reaction was collected by filtration and washed to obtain an intermediate product G (thiourea compound).
  • Step (2A) Next, intermediate product D (0.1 mol), 5% palladium carbon (Pd / C) (1.25 g), and 500 ml of N, N-dimethylformamide were charged into a reaction apparatus equipped with a stirrer, and hydrogen substitution was performed. The reaction is performed in a state where hydrogen is constantly supplied at 25 ° C., and the reaction is terminated when there is no decrease in hydrogen. Pd / C is recovered by filtration, and the filtrate is put into 3 L of water to precipitate a solid. This solid was recovered and dried to obtain an intermediate product E (amine body).
  • Step (3A) Next, in a reactor equipped with a stirring device, a heating device, and a dropping funnel, N 2 Under an atmosphere, triphenylphosphine dibromide (0.11 mol) and 150 ml of 1,2-dichloroethane are charged and stirred. A solution prepared by dissolving intermediate product E (0.025 mol) and triethylamine (0.25 mol) in 50 ml of 1,2-dichloroethane is gradually added dropwise thereto at 25 ° C. After completion of dropping, the reaction is carried out at 70 ° C. for 5 hours. Thereafter, the reaction solution was filtered, and the filtrate was separated 5 times with 100 ml of water.
  • Step (4A) Next, in a reactor equipped with a stirring device and a dropping funnel, N 2 Under atmosphere, di-tert-butyl dicarbonate (0.11 mol), N, N-dimethyl-4-aminopyridine (0.055 mol), and 150 ml of dichloromethane are charged and stirred. Thereto, 100 ml of dichloromethane in which the intermediate product F (0.025 mol) is dissolved is slowly dropped at 25 ° C. After dropping, react for 12 hours.
  • CC2 was obtained by refine
  • the structure of CC2 was confirmed by NMR and IR.
  • Example 8 End sealing of polylactic acid with CC1 To 100 parts by weight of L-lactide (manufactured by Musashino Chemical Laboratory, Inc., optical purity 100%), 0.005 part by weight of octylate was added, and the reaction was carried out at 180 ° C. in a nitrogen atmosphere in a reactor equipped with a stirring blade. Was added for 2 hours as a catalyst deactivator for tin octylate, and then the remaining lactide was removed at 13.3 Pa to obtain chips to obtain poly L-lactic acid. .
  • the carboxyl group concentration of the obtained poly L-lactic acid was 14 equivalent / ton. With respect to 100 parts by weight of the obtained poly L-lactic acid, it was melt-kneaded together with CC1 and 0.5 parts by weight with a biaxial rudder (cylinder temperature 230 ° C.) and a residence time of 3 minutes. The carboxyl group concentration was decreased to 0.4 equivalent / ton or less. Further, there was no isocyanate odor at the exit of the ruder after kneading.
  • Example 9 End sealing of polylactic acid with CC2
  • the carboxyl group concentration was reduced to 0.3 equivalent / ton or less. Further, there was no isocyanate odor at the exit of the ruder after kneading.
  • Comparative Example 1 End-capping of polylactic acid with a linear carbodiimide compound
  • the carboxyl group concentration was 0.4 equivalent.
  • Example 10 End-capping of polyamide with CC2 Polymetaxylene adipamide (“MX Nylon S6001” manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc.), a polyamide comprising metaxylylenediamine and adipic acid, and the carboxyl group concentration was 70 equivalents / ton. With respect to 100 parts by weight of this polymetaxylene adipamide, it was melt-kneaded together with CC2 and 2.0 parts by weight with a biaxial rudder (cylinder temperature 260 ° C.) and a residence time of 3 minutes. The carboxyl group concentration was reduced to 1.2 equivalent / ton or less.
  • Example 10 End-capping of polyamide with linear carbodiimide compound
  • the cyclic carbodiimide compound: CC2 was replaced with a linear carbodiimide “Stavaxol” I manufactured by Rhein Chemie Japan Co., Ltd., and reacted under the same conditions.
  • the carboxyl group concentration was 2.2 equivalents. / Ton, but a strong malodor of isocyanate was generated at the exit of the ruder.
  • Step (2a) Next, intermediate product I (0.1 mol), 5% palladium carbon (Pd / C) (1.5 g), and 300 ml of ethanol / dichloromethane (70/30) were charged into a reactor equipped with a stirrer and replaced with hydrogen. Is carried out 5 times, and the reaction is carried out in a state where hydrogen is constantly supplied at 25 ° C. When Pd / C was recovered and the mixed solvent was removed, an intermediate product J (amine body) was obtained.
  • intermediate product I 0.1 mol
  • Pd / C 5% palladium carbon
  • 70/30 300 ml of ethanol / dichloromethane
  • Step (3a) Next, in a reactor equipped with a stirring device, a heating device, and a dropping funnel, N 2 Under an atmosphere, triphenylphosphine dibromide (0.11 mol) and 150 ml of 1,2-dichloroethane are charged and stirred. A solution prepared by dissolving intermediate product J (0.05 mol) and triethylamine (0.25 mol) in 50 ml of 1,2-dichloroethane is gradually added dropwise thereto at 25 ° C. After completion of dropping, the reaction is carried out at 70 ° C. for 5 hours. Thereafter, the reaction solution was filtered, and the filtrate was separated 5 times with 100 ml of water.
  • Step (4a) Next, in a reactor equipped with a stirring device and a dropping funnel, N 2 Under atmosphere, di-tert-butyl dicarbonate (0.11 mol), N, N-dimethyl-4-aminopyridine (0.055 mol), and 150 ml of dichloromethane are charged and stirred. Thereto, 100 ml of dichloromethane in which the intermediate product K (0.05 mol) is dissolved is slowly dropped at 25 ° C. After dropping, react for 12 hours.
  • CC3 was obtained by refine
  • the structure of CC3 was confirmed by NMR and IR.
  • Example 13 Synthesis of cyclic carbodiimide CC3 (Scheme 2) Step (1a) o-Nitrophenol (0.11 mol), 1,4-bis (bromomethyl) benzene 1,4-bis (bromomethyl) benzene (0.05 mol), potassium carbonate (0.33 mol), 200 ml of N, N-dimethylformamide N in reactor equipped with stirrer and heater 2 After charging in an atmosphere and reacting at 130 ° C.
  • Step (2a) Next, intermediate product I (0.1 mol), 5% palladium carbon (Pd / C) (1.5 g), and 200 ml of N, N-dimethylformamide were charged into a reactor equipped with a stirrer, and 5 hydrogen substitution was performed. The reaction is performed in a state where hydrogen is constantly supplied at 25 ° C., and the reaction is terminated when there is no decrease in hydrogen.
  • Step (3b) Next, in a reactor equipped with a stirrer, a heating device and a Walter containing alkaline water, N 2 Under an atmosphere, an intermediate product J (0.025 mol), imidazole (0.1 mol), carbon disulfide (0.1 mol), and 100 ml of 2-butanone are charged. The temperature of the reaction solution is raised to 80 ° C. and reacted for 15 hours. The solid precipitated after the reaction was collected by filtration and washed to obtain an intermediate product L (thiourea form).
  • Step (4b) Next, the reactor equipped with a stirring device was charged with N 2 Under an atmosphere, an intermediate product L (0.025 mol), p-toluenesulfonyl chloride (0.05 mol), and 40 ml of pyridine are charged and stirred. After reacting at 25 ° C. for 3 hours, 120 ml of methanol is added, and the mixture is further stirred at 25 ° C. for 1 hour. The precipitated solid was collected by filtration and washed to obtain CC3. The structure of 3 was confirmed by NMR and IR.
  • Step (2a) Next, intermediate product M (0.1 mol), 5% palladium carbon (Pd / C) (1.0 g), and 200 ml of N, N-dimethylformamide were charged into a reactor equipped with a stirrer, and 5 hydrogen substitution was performed. The reaction is performed in a state where hydrogen is constantly supplied at 25 ° C., and the reaction is terminated when there is no decrease in hydrogen. Pd / C is collected by filtration, and the filtrate is put into 600 ml of water, so that a solid is precipitated. This solid was recovered and dried to obtain an intermediate product N (amine body).
  • Step (3b) Next, in a reactor equipped with a stirring device, a heating device, and a dropping funnel, N 2 Under an atmosphere, intermediate product N (0.025 mol), imidazole (0.1 mol) and 100 ml of acetonitrile were charged, and diphenyl phosphite (0.05 mol) was charged into a dropping funnel. After carbon dioxide substitution is performed 5 times, diphenyl phosphite is slowly added dropwise and stirred for 15 hours while stirring with carbon dioxide being constantly supplied at 25 ° C. The solid precipitated after the reaction was collected by filtration and washed to obtain an intermediate product O (urea).
  • Step (4b) Next, the reactor equipped with a stirring device was charged with N 2 Under an atmosphere, an intermediate product O (0.025 mol), p-toluenesulfonyl chloride (0.05 mol), and 40 ml of pyridine are charged and stirred. After reacting at 25 ° C. for 3 hours, 120 ml of methanol is added, and the mixture is further stirred at 25 ° C. for 1 hour. The precipitated solid was collected by filtration and washed to obtain CC4. The structure of CC4 was confirmed by NMR and IR.
  • Step (2a) Next, an intermediate product P (0.1 mol), 5% palladium carbon (Pd / C) (1.0 g), and 150 ml of N, N-dimethylformamide were charged into a reactor equipped with a stirrer, and 5 hydrogen substitution was performed. The reaction is performed in a state where hydrogen is constantly supplied at 25 ° C., and the reaction is terminated when there is no decrease in hydrogen. Pd / C is recovered by filtration, and when the filtrate is put into 450 ml of water, a solid is precipitated. This solid was recovered and dried to obtain an intermediate product Q (amine body).
  • Step (3a) Next, in a reactor equipped with a stirring device, a heating device, and a dropping funnel, N 2 Under an atmosphere, triphenylphosphine dibromide (0.11 mol) and 150 ml of 1,2-dichloroethane are charged and stirred. A solution prepared by dissolving the intermediate product Q (0.05 mol) and triethylamine (0.25 mol) in 50 ml of 1,2-dichloroethane is gradually added dropwise thereto at 25 ° C. After completion of dropping, the reaction is carried out at 70 ° C. for 5 hours. Thereafter, the reaction solution was filtered, and the filtrate was separated 5 times with 100 ml of water.
  • Step (4a) Next, in a reactor equipped with a stirring device and a dropping funnel, N 2 Under atmosphere, di-tert-butyl dicarbonate (0.11 mol), N, N-dimethyl-4-aminopyridine (0.055 mol), and 150 ml of dichloromethane are charged and stirred. Thereto, 100 ml of dichloromethane in which the intermediate product R (0.05 mol) is dissolved is slowly dropped at 25 ° C. After dropping, react for 12 hours.
  • CC5 was obtained by refine
  • the structure of CC5 was confirmed by NMR and IR.
  • Example 16 End sealing of polylactic acid with CC3 To 100 parts by weight of L-lactide (manufactured by Musashino Chemical Laboratory, Inc., optical purity 100%), 0.005 part by weight of octylate was added, and the reaction was carried out at 180 ° C. in a nitrogen atmosphere in a reactor equipped with a stirring blade. Was added for 2 hours as a catalyst deactivator for tin octylate, and then the remaining lactide was removed at 13.3 Pa to obtain chips to obtain poly L-lactic acid. .
  • the carboxyl group concentration of the obtained poly L-lactic acid was 14 equivalent / ton. With respect to 100 parts by weight of the obtained poly L-lactic acid, melt kneading was carried out together with CC3 and 1.0 part by weight with a biaxial rudder (cylinder temperature 230 ° C.) and a residence time 3 minutes. The carboxyl group concentration was reduced to 0.7 equivalent / ton or less. Further, there was no isocyanate odor at the exit of the ruder after kneading.
  • Example 17 Endblocking of polylactic acid with CC5
  • the carboxyl group concentration was reduced to 0.4 equivalent / ton or less. Further, there was no isocyanate odor at the exit of the ruder after kneading.
  • Example 18 End-capping of polyamide with CC4 Polymetaxylene adipamide (“MX Nylon S6001” manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc.), a polyamide comprising metaxylylenediamine and adipic acid, and the carboxyl group concentration was 70 equivalents / ton.
  • this polymetaxylene adipamide With respect to 100 parts by weight of this polymetaxylene adipamide, it was melt-kneaded together with CC4 and 3.0 parts by weight with a biaxial rudder (cylinder temperature 260 ° C.) and a residence time of 3 minutes. The carboxyl group concentration was reduced to 1.9 equivalent / ton or less. Further, there was no isocyanate odor at the exit of the ruder after kneading.
  • Step (2a) Next, an intermediate product P (0.1 mol), 5% palladium carbon (Pd / C) (1 g), and 200 ml of ethanol / dichloromethane (70/30) were charged into a reactor equipped with a stirrer, and 5 hydrogen substitution was performed. The reaction is performed in a state where hydrogen is constantly supplied at 25 ° C., and the reaction is terminated when there is no decrease in hydrogen. When Pd / C was recovered and the mixed solvent was removed, an intermediate product Q (amine body) was obtained.
  • Step (3a) Next, in a reactor equipped with a stirring device, a heating device, and a dropping funnel, N 2 Under an atmosphere, triphenylphosphine dibromide (0.11 mol) and 150 ml of 1,2-dichloroethane are charged and stirred. A solution prepared by dissolving the intermediate product Q (0.05 mol) and triethylamine (0.25 mol) in 50 ml of 1,2-dichloroethane is gradually added dropwise thereto at 25 ° C. After completion of dropping, the reaction is carried out at 70 ° C. for 5 hours. Thereafter, the reaction solution was filtered, and the filtrate was separated 5 times with 100 ml of water.
  • Step (4a) Next, in a reactor equipped with a stirring device and a dropping funnel, N 2 Under atmosphere, di-tert-butyl dicarbonate (0.11 mol), N, N-dimethyl-4-aminopyridine (0.055 mol), and 150 ml of dichloromethane are charged and stirred. Thereto, 100 ml of dichloromethane in which the intermediate product R (0.05 mol) is dissolved is slowly dropped at 25 ° C. After dropping, react for 12 hours. Then, CC6 was obtained by refine

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Abstract

高分子化合物の末端封止剤として有用な下記式(i)で表される環状カルボジイミド化合物。 (式中Xは、特定の2価の基または4価の基であって、Xが2価の基のときqは0であり、Xが4価の基のときqは1であり、Ar~Arは、Xとなる基によって各々独立に置換されていてもよい芳香族基から選ばれる。)

Description

環状カルボジイミド化合物
 本発明は、カルボジイミド化合物に関する。さらに詳しくは、環状カルボジイミド化合物に関する。
 ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリウレタン等は優れた機械的物性を有するため広汎な用途に適用されている。かかるポリマーは、分子中に加水分解性のエステル結合、アミド結合、イミド結合、カーボネート結合、ウレタン結合を保有するため、より厳しい環境化での使用に関しては、その信頼性に対して問題が発生する場合があり、早急な対策が待たれている。
 エステル結合等の加水分解性の結合は、分子中にカルボキシル基等の極性基が存在すると、触媒的加水分解が促進されるため、カルボキシル基の封止剤を適用して、カルボキシル基濃度を低減して、かかる欠点を抑制する方法が提案されている(特許文献1、特許文献2)。
 かかるカルボキシル基等の酸性基の封止剤としては、封止剤の安定性、反応性および得られる製品の色調等を考慮して、モノあるいはポリカルボジイミド化合物が使用され、ある程度の効果が得られている。しかし、モノあるいはポリカルボジイミド化合物は、いずれも線状カルボジイミド化合物であるため、使用時、揮発性のイソシアネート化合物が副生して、悪臭を発し、作業環境を悪化させる本質的な欠陥を内蔵している。かかる欠陥を含まず、より高い反応性を有する封止剤の開発が待たれている。
 特許文献3にはウレタン結合および分子量100~7,000のポリマー鎖を有する大環状カルボジイミド化合物が記載されている。大環状カルボジイミド化合物は、高分子量であるため酸性基の封止剤として効率が悪い。また特許文献3には悪臭の発生防止についての検討はされていない。
特開2004−332166号公報 特開2005−350829号公報 国際公開第2008/081230号パンフレット
 本発明の目的は、ポリエステル等の加水分解性官能基を有するポリマーの安定剤として有用な環状カルボジイミド化合物を提供することにある。また本発明の目的は、該環状カルボジイミド化合物の製造方法を提供することにある。また本発明の目的は、該環状カルボジイミド化合物を有効成分とする高分子化合物の末端封止剤を提供することにある。さらに本発明の目的は、該環状カルボジイミド化合物を有効成分とする酸性基の捕捉剤を提供することにある。
課題を解決するための手段
 本発明者らは、カルボキシル基等の酸性基と反応しても、イソシアネート化合物が遊離することのない、封止剤について鋭意検討した。その結果、環状構造を有するカルボジイミド化合物は、酸性基と反応しても、イソシアネート化合物を遊離することなく、悪臭を発生させることなく作業環境を悪化させないことを見出し、本発明を完成した。
 即ち本発明は、以下の発明を包含する。
 1. 下記式(i)で表される環状カルボジイミド化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000025
(式中Xは、下記式(i−1)~(i−6)で表される2価の基または下記式(i−7)~(i−8)で表される4価の基であって、Xが2価の基のときqは0であり、Xが(i−1)または(i−2)から選ばれるとき、ArおよびArは、各々独立に芳香族基であって、これらは炭素数1~6のアルキル基およびフェニル基以外の置換基で置換されており、Xが(i−3)~(i−6)のいずれかから選ばれるとき、ArおよびArは、各々独立に、置換基で置換されていてもよい芳香族基であり、Xが4価の基のときqは1であり、Ar~Arは各々独立に芳香族基であり、これらは炭素数1~6のアルキル基およびフェニル基以外の置換基で置換されている。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000026
(式中、hは1~6の整数である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000027
(式中、mおよびnは各々独立に0~3の整数である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000028
(式中、m’およびn’は各々独立に0~3の整数である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000029
(式中、m’’およびn’’は各々独立に0~3の整数である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000030
(式中、YおよびZは酸素原子または硫黄原子である。j、k、rは各々独立に1~4の整数である。iは0~3の整数である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000031
(式中、Arは芳香族基である。s、tは各々独立に1~3の整数である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000032
(式中、RおよびRは各々独立に、炭素数1~6のアルキル基、フェニル基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000033
 2. Ar~Arは各々独立に、炭素数1~6のアルキル基もしくはフェニル基以外の置換基で置換されている、オルトフェニレン基または1,2−ナフタレン−ジイル基である、前項1記載の化合物。
 3. (1)下記式(a−1)の化合物、下記式(a−2)の化合物および下記式(b−1)の化合物を反応させ、下記式(c)のニトロ体を得る工程(1a)、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000034
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000035
(式中、X、Ar、Arは上記式(i)における定義と同じであって、但しXは2価の基であり、Xが(i−1)または(i−2)から選ばれるとき、ArおよびArは、各々独立に芳香族基であって、これらは炭素数1~6のアルキル基およびフェニル基以外の置換基で置換されており、Xが(i−3)~(i−6)のいずれかから選ばれるとき、ArおよびArは、各々独立に、置換基で置換されていてもよい芳香族基である。EおよびEは各々独立に、ハロゲン原子、トルエンスルホニルオキシ基、メタンスルホニルオキシ基、ベンゼンスルホニルオキシ基およびp−ブロモベンゼンスルホニルオキシ基からなる群から選ばれる基である。)
(2)得られたニトロ体を還元して下記式(d)で表されるアミン体を得る工程(2a)、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000036
(3)得られたアミン体とトリフェニルホスフィンジブロミドを反応させ下記式(e−1)で表されるトリフェニルホスフィン体を得る工程(3a)、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000037
(式中Arはフェニル基である。)
および
(4)得られたトリフェニルホスフィン体を反応系中でイソシアネート化した後、直接脱炭酸させ下記式(f)の化合物を得る工程(4a)、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000038
を含む前項1記載の環状カルボジイミド化合物の製造方法。
 4. 前項3記載の工程(1a)を、下記式(a−i)の化合物、下記式(a−ii)の化合物および下記式(b−i)の化合物を反応させる工程(1b)とする、前項1記載の環状カルボジイミド化合物の製造方法。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000039
(式中、X、Ar、Arは上記式(i)における定義と同じであって、Xは2価であり、Xが(i−1)または(i−2)から選ばれるとき、ArおよびArは、各々独立に芳香族基であって、これらは炭素数1~6のアルキル基およびフェニル基以外の置換基で置換されており、Xが(i−3)~(i−6)のいずれかから選ばれるとき、ArおよびArは、各々独立に、置換基で置換されていてもよい芳香族基である。E、Eは各々独立に、ハロゲン原子、トルエンスルホニルオキシ基、メタンスルホニルオキシ基、ベンゼンスルホニルオキシ基およびp−ブロモベンゼンスルホニルオキシ基からなる群から選ばれる基である。)
 5. 前項3記載の工程(3a)を、アミン体と二酸化炭素または二硫化炭素とを反応させ下記式(e−2)で表されるウレア体またはチオウレア体を得る工程(3b)とし、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000040
(式中、X、Ar、Arは上記式(i)における定義と同じであって、Xは2価であり、Xが(i−1)または(i−2)から選ばれるとき、ArおよびArは、各々独立に芳香族基であって、これらは炭素数1~6のアルキル基およびフェニル基以外の置換基で置換されており、Xが(i−3)~(i−6)のいずれかから選ばれるとき、ArおよびArは、各々独立に、置換基で置換されていてもよい芳香族基である。Zは酸素原子またはイオウ原子である。)
 工程(4a)を、得られたウレア体を脱水させ、またはチオウレア体を脱硫させる工程(4b)とする、前項1記載の環状カルボジイミド化合物の製造方法。
 6. (1)下記式(A−1)~(A−4)の化合物および下記式(B−1)の化合物を反応させ、下記式(C)のニトロ体を得る工程(1A)、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000041
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000042
(式中、Ar~Arは式(i)と同じであって、各々独立に芳香族基であり、これらは炭素数1~6のアルキル基およびフェニル基以外の置換基で置換されている。E~Eは各々独立に、ハロゲン原子、トルエンスルホニルオキシ基、メタンスルホニルオキシ基、ベンゼンスルホニルオキシ基およびp−ブロモベンゼンスルホニルオキシ基からなる群から選ばれる基である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000043
(式中、Xは式(i)における定義と同じであって、但し、式(i−7)~(i−8)で表される4価の基である。)
(2)得られたニトロ体を還元して下記式(D)のアミン体を得る工程(2A)、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000044
(3)得られたアミン体とトリフェニルホスフィンジブロミドを反応させ下記式(E−1)のトリフェニルホスフィン体を得る工程(3A)、および
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000045
(式中Arはフェニル基である。)
(4)得られたトリフェニルホスフィン体を反応系中でイソシアネート化した後、直接脱炭酸させ下記式の化合物(F)を得る工程(4A)、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000046
を含む前項1記載の環状カルボジイミド化合物の製造方法。
 7. 前項6記載の工程(1A)を、下記式(A−i)~(A−iv)の化合物および下記式(B−i)の化合物を反応させ、式(C)のニトロ体を得る工程(1B)とする、前項1記載の環状カルボジイミド化合物の製造方法。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000047
(式中、Ar~Arは式(i)と同じであって、各々独立に芳香族基であり、これらは炭素数1~6のアルキル基およびフェニル基以外の置換基で置換されている。E~Eは各々独立に、ハロゲン原子、トルエンスルホニルオキシ基、メタンスルホニルオキシ基、ベンゼンスルホニルオキシ基およびp−ブロモベンゼンスルホニルオキシ基からなる群から選ばれる基である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000048
(式中、Xは式(i)と同じ定義であって、但し、式(i−7)~(i−8)で表される4価の基である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000049
8. 前項6記載の工程(3A)を、アミン体と二酸化炭素あるいは二硫化炭素とを反応させ下記式(E−2)のウレア体またはチオウレア体を得る工程(3B)とし、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000050
(式中、Ar~Arは式(i)と同じであって、各々独立に芳香族基であり、これらは炭素数1~6のアルキル基およびフェニル基以外の置換基で置換されている。Xは式(i)と同じ定義であって、式(i−7)~(i−8)で表される4価の基である。Zは酸素原子あるいは硫黄原子である。)
 工程(4A)を、得られたウレア体を脱水させ、またはチオウレア体を脱硫させる工程(4B)とする、
前項1記載の環状カルボジイミド化合物の製造方法。
9. 前項1に記載の式(i)で表される環状カルボジイミド化合物を有効成分とする高分子化合物の末端封止剤。
10. 前項1に記載の式(i)で表される環状カルボジイミド化合物を有効成分とする酸性基の捕捉剤。
発明の効果
 本発明の環状カルボジイミド化合物は、高分子化合物の加水分解性成分を有効に安定化することができる。またその際、遊離のイソシアネート化合物の副生を抑制することができる。本発明の環状カルボジイミド化合物は、高分子化合物の末端封止をしても、イソシアネート化合物による悪臭の発生を抑制することができ作業環境を悪化することがない。
 また、環状カルボジイミド化合物により、高分子化合物の末端を封止すると、高分子化合物の末端にイソシアネート基が形成され、そのイソシアネート基の反応により、高分子化合物の高分子量化が可能となる。
 また本発明の環状カルボジイミド化合物は、高分子化合物中の遊離単量体やその他酸性基を有する化合物を捕捉する作用も有する。
 さらに本発明の環状カルボジイミド化合物は、環状構造を有することにより、線状カルボジイミド化合物に比較して、より温和な条件で、末端封止できる利点を有する。
 本発明の製造方法によれば、環状カルボジイミドを容易に製造することができる。本発明の環状カルボジイミド化合物は、高分子化合物の末端封止剤として有用である。本発明の環状カルボジイミド化合物は、酸性基の捕捉剤、特に高分子化合物中の遊離化合物の捕捉剤として有用である。
 末端封止の反応機構における、線状カルボジイミド化合物と環状カルボジイミド化合物との相違点は以下に説明する通りである。
 線状カルボジイミド化合物(R−N=C=N−R)を、カルボキシ基末端を有する高分子化合物の末端封止剤として用いると以下の式で表されるような反応となる。式中Wは高分子化合物の主鎖である。線状カルボジイミド化合物がカルボキシ基と反応することにより、高分子化合物の末端にはアミド基が形成され、イソシアネート化合物(RNCO)が遊離される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000051
 一方、環状カルボジイミド化合物を、カルボキシ基末端を有する高分子化合物の末端封止剤として用いると以下の式で表されるような反応となる。環状カルボジイミド化合物がカルボキシ基と反応することにより、高分子化合物の末端にはアミド基を介してイソシアネート基(−NCO)が形成され、イソシアネート化合物が遊離されないことが分かる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000052
(式中、Qは脂肪族基、脂環族基、芳香族基またはこれらの組み合わせである2~4価の結合基であり、ヘテロ原子、置換基を含んでいてもよい。)
 また、1つの環の中に2個以上のカルボジイミドを有すると、カルボジイミド基の反応により、イソシアネート化合物が遊離されるという欠点がある。
 以下、本発明を詳細に説明する。
<環状カルボジイミド化合物>
本発明は、下記式(i)で表される環状カルボジイミド化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000053
(式中Xは、下記式(i−1)~(i−6)で表される2価の基または下記式(i−7)~(i−8)で表される4価の基であって、Xが2価の基のときqは0であり、Xが(i−1)または(i−2)から選ばれるとき、ArおよびArは、各々独立に芳香族基であって、これらは炭素数1~6のアルキル基およびフェニル基以外の置換基で置換されており、Xが(i−3)~(i−6)のいずれかから選ばれるとき、ArおよびArは、各々独立に、置換基で置換されていてもよい芳香族基であり、Xが4価の基のときqは1であり、Ar~Arは各々独立に芳香族基であり、これらは炭素数1~6のアルキル基およびフェニル基以外の置換基で置換されている。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000054
(式中、hは1~6の整数である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000055
(式中、mおよびnは各々独立に0~3の整数である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000056
(式中、m’およびn’は各々独立に0~3の整数である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000057
(式中、m’’およびn’’は各々独立に0~3の整数である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000058
(式中、YおよびZは酸素原子または硫黄原子である。j、k、rは各々独立に1~4の整数である。iは0~3の整数である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000059
(式中、Arは芳香族基である。s、tは各々独立に1~3の整数である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000060
(式中、RおよびRは各々独立に、炭素数1~6のアルキル基、フェニル基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000061
 式中、Xが(i−1)または(i−2)から選ばれる2価の基のとき、ArおよびArは、各々独立に芳香族基であって、これらは炭素数1~6のアルキル基およびフェニル基以外の置換基で置換されている。炭素数1~6のアルキル基およびフェニル基以外の置換基としては、アルコキシ基、ハロゲン基等が挙げられ、具体的には、メトキシ基、エトキシ基、クロロ基、フルオロ基等が挙げられる。
 式中、Xが(i−3)~(i−6)のいずれかから選ばれる2価の基のとき、ArおよびArは、各々独立に、置換基を有していてもよい芳香族基である。置換基基を有する場合の置換基としては、炭素数1~6のアルキル基、フェニル基のほか、従来公知の置換基が適用でき、例えば、炭素数7以上のアルキル基、フェニル基以外のアリール基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、アルデヒド基、アシル基、カルボキシル基、エステル基、ニトロ基、アミノ基、スルホ基、スルホニルオキシ基、ハロゲノ基、シリル基、ビニル基、アリル基、シアノ基、イソニトリル基、アミド基、イミド基、チオール基等が挙げられる。また、置換基は他のポリマーや環状カルボジイミド化合物との結合基であってもよい。かかる置換基の存在は、ポリエステル等のポリマーとの相溶性を増加させ、本発明の環状カルボジイミド化合物の作用を高める効果が期待できる。また、環状カルボジイミド化合物の揮発性を抑制する効果が期待できる。
 式中、Xが4価の基のとき、Ar~Arは各々独立に芳香族基であり、これらは炭素数1~6のアルキル基およびフェニル基以外の置換基で置換されている。炭素数1~6のアルキル基およびフェニル基以外の置換基としては、アルコキシ基、ハロゲン基等が挙げられ、具体的には、メトキシ基、エトキシ基、クロロ基、フルオロ基等が挙げられる。
 芳香族基としてフェニレン基、ナフタレンジイル基などの炭素数5~15の芳香族基が挙げられる。
 Xは2価若しくは4価の基である。Xが2価のときqは0で、Xが4価のときqは1である。Xは下記式(i−1)の2価の基であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000062
 式中、hは1~6の整数である。(i−1)の基として、メチレン基、エチレン基、1,3−プロピレン基、1,4−ブチレン基、1,5−ペンタン基、1,6−ヘキサン基が好ましい。1,3−プロピレン基、1,4−ブチレン基、1,5−ペンタン基、1,6−ヘキサン基において、酸素に直接結合していない炭素はそれぞれ炭素数1~6のアルキル基、フェニル基の群より選択される少なくとも一種で置換されていてもよい。炭素数が1~6のアルキル基として、メチル基、エチル基、n−プロピル基、sec−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基、sec−ブチル基、isoブチル基、n−ペンチル基、sec−ペンチル基、iso−ペンチル基、n−ヘキシル基、sec−ヘキシル基、iso−ヘキシル基等が例示される。
 Xは下記式(i−2)の基であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000063
 式中、mおよびnは各々独立に0~3の整数である。m=0のメチレン基は単結合を表すものとする。Xが1,3−フェニレン基を有することにより、本発明の環状カルボジイミド化合物の安定性がより高まり、より高いプロセス温度で、高分子化合物が適用できる利点を有する。
 Xは下記式(i−3)、および/または(i−4)の基であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000064
(式中、m’およびn’は各々独立に0~3の整数である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000065
(式中、m’’およびn’’は各々独立に0~3の整数である。)
 ここで、m’=0、m’’=0のメチレン基は単結合を表すものとする。Xがフェニレン基を有することにより、本発明の環状カルボジイミド化合物の安定性がより高まり、より高いプロセス温度で、高分子化合物が適用できる利点を有する。
 Xは下記式(i−5)の基であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000066
 式中、YおよびZは酸素原子または硫黄原子である。j、k、rは各々独立に1~4の整数である。iは0~3の整数である。Xが酸素原子または硫黄原子を有することにより、ポリエステル等のポリマーとの相溶性を増加させ、本発明の環状カルボジイミド化合物の作用を高める効果が期待できる。
 Xは下記式(i−4)の2価の基であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000067
 式中、Arは芳香族基である。s、tは各々独立に1~3の整数である。
 芳香族基としては、o−フェニレン基、m−フェニレン基、p−フェニレン基等が例示される。
 Xは下記式(i−7)の基であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000068
 式中、RおよびRは各々独立に、炭素数1~6のアルキル基またはフェニル基である。炭素数1~6のアルキル基として、メチル基、エチル基、n−プロピル基、sec−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基、sec−ブチル基、iso−ブチル基、n−ペンチル基、sec−ペンチル基、iso−ペンチル基、n−ヘキシル基、sec−ヘキシル基、iso−ヘキシル基等が例示される。
 Xは下記式(i−8)の基であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000069
 本発明の環状カルボジイミド化合物として、下記式(f)の単環の化合物および下記式(F)の2環の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000070
 式中Ar~Ar、Xは式(i)と同じである。Ar~Arは、置換されているo−フェニレン基であることが好ましい。Xは2価の基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000071
 式中Ar~Ar、Xは式(i)と同じである。Ar~Arは、置換されているo−フェニレン基であることが好ましい。Xは4価の基である。
 本発明の環状カルボジイミド化合物として、カルボジイミド基の1,3−位にて結合する2個のo−フェニレン基を保有し、o−フェニレン基において、カルボジイミド基のオルソ位にエーテル酸素を保有し、エーテル酸素原子がXにより連結され環状構造を形成していることが好ましい。
 即ち、下記式で表される化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000072
 式中Xは式(i)と同じ定義である。Z、Zは各々独立に置換基である。置換基として、従来公知の置換基が適用でき、例えば、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、アルデヒド基、アシル基、カルボキシル基、エステル基、ニトロ基、アミノ基、スルホ基、スルホニルオキシ基、ハロゲノ基、シリル基、ビニル基、アリル基、フルオロアルキル基、シアノ基、イソニトリル基、アミド基、イミド基、チオール基等が例示される。
 本発明の環状カルボジイミド化合物として以下のような化合物が例示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000073
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000074
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000075
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000076
 本発明の環状カルボジイミド化合物の分子量は、好ましくは100~1,000である。100より低いと、環状カルボジイミド化合物について構造の安定性や揮発性が問題となる場合がある。また1,000より高いと、環状カルボジイミドの製造上、希釈系での合成が必要となったり、収率が低下したりするため、コスト面で問題となる場合がある。かかる観点より、より好ましくは100~750であり、さらに好ましくは250~750である。本発明の環状カルボジイミド化合物は1つ環の中に1個のカルボジイミド基を有する。1つ環の中に2個以上のカルボジイミド基を有する場合には、末端封止反応により、イソシアネート化合物が発生し、悪臭の原因となる。
<単環のカルボジイミド化合物(f)の製造>
 本発明の単環のカルボジイミド化合物(f)は、以下の(1)~(4)の工程により製造することができる。
 工程(1)は、ニトロ体(c)を得る工程である。工程(1)には、工程(1a)および工程(1b)の2つの態様がある。工程(2)は、ニトロ体(c)からアミド体(d)を得る工程である。工程(3)および工程(4)は、アミド体(d)から単環のカルボジイミド化合物(f)を得る工程である。工程(3)~(4)には、工程(3a)および工程(4a)を経由する態様と、工程(3b)および工程(4b)を経由する態様がある。
 具体的には、カルボジイミド化合物(f)は、以下の経路で製造することができる。
(スキーム1)工程(1a)−工程(2a)−工程(3a)−工程(4a)
(スキーム2)工程(1a)−工程(2a)−工程(3b)−工程(4b)
(スキーム3)工程(1b)−工程(2a)−工程(3b)−工程(4b)
(スキーム4)工程(1b)−工程(2a)−工程(3a)−工程(4a)
(工程(1a))
 工程(1a)は、下記式(a−1)の化合物、下記式(a−2)の化合物および下記式(b−1)の化合物を反応させ、下記式のニトロ体(c)を得る工程である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000077
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000078
 式中、X、Ar、Arは上記式(i)と同じ定義である。Xは2価の基である。
 EおよびEは各々独立に、ハロゲン原子、トルエンスルホニルオキシ基、メタンスルホニルオキシ基、ベンゼンスルホニルオキシ基およびp−ブロモベンゼンスルホニルオキシ基からなる群から選ばれる基である。ハロゲン原子として、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
 反応は従来公知なエーテル合成法を用いることができ、例えば式(a−1)で表される化合物、式(a−2)で表される化合物および式(b−1)で表される化合物を、塩基性化合物の存在下、溶媒中で反応させるウィリアムソン反応等が使用される。
 塩基性化合物としては、水素化ナトリウム、金属ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム等が使用される。溶媒としてはN,N−ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン、テトラヒドロフラン等が使用される。反応温度は25℃~150℃の範囲が好適に使用される。また、反応は上記条件で十分速やかに進行するが、反応を促進させるために相間移動触媒を加えることもできる。
(工程(1b))
 工程(1b)は、下記式(a−i)の化合物、下記式(a−ii)の化合物および下記式(b−i)の化合物を反応させ下記式(c)のニトロ体を得る工程である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000079
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000080
 式中、Ar、Ar、Xは式(i)と同じ定義である。Xは2価の基である。E、Eは各々独立に、ハロゲン原子、トルエンスルホニルオキシ基、メタンスルホニルオキシ基、ベンゼンスルホニルオキシ基およびp−ブロモベンゼンスルホニルオキシ基からなる群から選ばれる基である。
 反応は従来公知なエーテル合成法を用いることができ、例えば式(a−i)で表される化合物、式(a−ii)で表される化合物および式(b−i)で表される化合物を塩基性化合物の存在下、溶媒中で反応させるウィリアムソン反応等が使用される。
 塩基性化合物としては、水素化ナトリウム、金属ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム等が使用される。溶媒としてはN,N−ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン、テトラヒドロフラン等が使用される。反応温度は25℃~150℃の範囲が好適に使用される。また、反応は上記条件で進行するが、反応を促進させるために相間移動触媒を加えることが好ましい。相間移動触媒としては、テトラブチルアンモニウム塩、トリオクチルメチルアンモニウム塩、ベンジルジメチルオクタデシルアンモニウム塩、クラウンエーテル等が使用される。
(工程(2))
 工程(2)は、得られたニトロ体(c)を還元して下記式のアミン体(d)を得る工程である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000081
 Ar、Ar、Xは式(i)と同じ定義である。Xは2価の基である。
 反応は従来公知な方法を用いることができ、例えば、ニトロ体(c)を、水素および触媒の存在下、溶媒中で接触還元する方法が使用される。
 触媒としては、パラジウム炭素、パラジウム炭素−エチレンジアミン複合体、パラジウム−フィブロイン、パラジウム−ポリエチレンイミン、ニッケル、銅等が使用される。
 溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ジオキサン、テトラヒドロフラン、酢酸エチル、ジクロロメタン、クロロホルム、N,N−ジメチルホルムアミド等が使用される。反応温度は25℃~100℃の範囲が好適に適用される。また、反応は常圧で進行するが、反応を促進させるために圧力を加えることが好ましい。
 他にもアミン体(d)を得る反応としては、ニトロ体(c)を酸および金属と反応させる方法あるいはニトロ体(c)をヒドラジンおよび触媒と反応させる方法等が使用される。
(工程(3a))
 工程(3a)は、得られたアミン体(d)とトリフェニルホスフィンジブロミドとを反応させ下記式のトリフェニルホスフィン体(e−1)を得る工程である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000082
 式中Ar、Ar、Xは式(i)と同じ定義であり、Arはフェニル基である。
 反応は従来公知の方法が使用でき、例えば、式(d)で表されるアミン体とトリフェニルホスフィンジブロミドを、塩基性化合物の存在下、溶媒中で反応させる方法等が使用される。塩基性化合物としては、トリエチルアミン、ピリジン等が使用される。溶媒としてはジクロロエタン、クロロホルム、ベンゼン等が使用される。反応温度は0℃~80℃が好適に使用される。
(工程(4a))
 工程(4a)は、得られたトリフェニルホスフィン体を反応系中でイソシアネート化した後、直接脱炭酸させ環状カルボジイミド化合物(f)を得る工程である。
 反応は従来公知の方法が使用でき、例えば、式(e−1)のトリフェニルホスフィン体を、ジ−tert−ブチルジカーボネートとN,N−ジメチル−4−アミノピリジンの存在下、溶媒中で反応させる方法等が使用される。溶媒としてはジクロロメタン、クロロホルム等が使用される。反応温度は10℃~40℃が好適に使用される。
(工程(3b))
 工程(3b)は、アミン体(d)と二酸化炭素または二硫化炭素とを反応させ下記式(e−2)で表されるウレア体またはチオウレア体を得る工程である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000083
 式中Ar、Ar、Xは式(i)と同じであり、Zは酸素原子またはイオウ原子である。
ウレア体(e−2)を得る反応は従来公知の方法を用いることができ、例えば、アミン体(d)を、二酸化炭素、リン化合物および塩基性化合物の存在下、溶媒中で反応させる方法が使用される。
 リン化合物としては、亜リン酸エステル、ホスホン酸エステル等が使用される。塩基性化合物としてはトリエチルアミン、ピリジン、イミダゾール、ピコリン等が使用される。
 溶媒としてはピリジン、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、クロロベンゼン、トルエン等が使用される。反応温度は0℃~80℃の範囲が好適に使用される。
 他にもウレア体(e−2)を得る反応としては、アミン体(d)と一酸化炭素を反応させる方法あるいはアミン体(d)とホスゲンを反応させる方法等が使用される。
 チオウレア体(e−2)を得る反応は従来公知な方法を用いることができ、例えば、アミン体(d)を、二硫化炭素および塩基性化合物の存在下、溶媒中で反応させる方法等が使用される。
 塩基性化合物としてはトリエチルアミン、ピリジン、イミダゾール、ピコリン等が使用される。溶媒としてはアセトン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、2−ブタノン、ピリジン、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトニトリル等が使用される。反応温度は25℃~90℃の範囲が好適に使用される。また、反応は上記条件で十分速やかに進行するが、反応を促進させるために四臭化炭素等を組み合わせることもできる。
(工程(4b))
 工程(4b)は、得られたウレア体(e−2)を脱水させ、またはチオウレア体(e−2)を脱硫させ、環状カルボジイミド化合物(f)を得る工程である。
 反応は従来公知な方法を用いることができ、例えば、ウレア体またはチオウレア体(e−2)を、塩化トルエンスルホニルあるいは塩化メチルスルホニルの存在下、溶媒中で反応し、ウレア体(e−2)では脱水、チオウレア体(e−2)では脱硫させる方法が使用される。
 溶媒としては、ジクロロメタン、クロロホルム、ピリジン等が使用される。反応温度は0℃~80℃の範囲が好適に使用される。
 他にも環状カルボジイミド化合物(f)を得る反応としては、ウレア体(e−2)と酸化水銀を反応させる方法あるいはチオウレア体(e−2)と次亜塩素酸ナトリウムを反応させる方法等が使用される。
<2環のカルボジイミド化合物(F)の製造>
 本発明の2環のカルボジイミド化合物(F)は、以下の(1)~(4)の工程により製造することができる。
 工程(1)は、ニトロ体(C)を得る工程である。工程(1)には、工程(1A)と工程(1B)の2つの態様がある。工程(2)は、ニトロ体(C)からアミド体(D)を得る工程である。工程(3)および工程(4)は、アミド体(D)から2環のカルボジイミド化合物(F)を得る工程である。工程(3)~(4)には、工程(3A)および工程(4A)を経由する態様と、工程(3B)および工程(4B)を経由する態様がある。
 カルボジイミド化合物(F)は、以下の経路で製造することができる。
(スキーム1)工程(1A)−工程(2A)−工程(3A)−工程(4A)
(スキーム2)工程(1A)−工程(2A)−工程(3B)−工程(4B)
(スキーム3)工程(1B)−工程(2A)−工程(3B)−工程(4B)
(スキーム4)工程(1B)−工程(2A)−工程(3A)−工程(4A)
(工程(1A))
 工程(1A)は、下記式(A−1)~(A−4)の化合物および下記式(B−1)の化合物を反応させ、下記式(C)のニトロ体を得る工程である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000084
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000085
 式中、Ar~Ar、Xは式(i)と同じ定義である。Xは4価の基である。E~Eは各々独立に、ハロゲン原子、トルエンスルホニルオキシ基、メタンスルホニルオキシ基、ベンゼンスルホニルオキシ基およびp−ブロモベンゼンスルホニルオキシ基からなる群から選ばれる基である。
 反応条件は、前述した工程(1a)と同じである。
(工程(1B))
 工程(1B)は、下記式(A−i)~(A−iv)の化合物および下記式(B−i)の化合物を反応させ、下記式(C)のニトロ体を得る工程である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000086
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000087
 式中、Ar~Ar、Xは式(i)と同じ定義である。E~Eは各々独立に、ハロゲン原子、トルエンスルホニルオキシ基、メタンスルホニルオキシ基、ベンゼンスルホニルオキシ基およびp−ブロモベンゼンスルホニルオキシ基からなる群から選ばれる基である。
 反応条件は、前述した工程(1b)と同じである。
(工程(2A))
 工程(2A)は、得られたニトロ体を還元して下記式のアミン体(D)を得る工程である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000088
 Ar~Ar、Xは式(i)と同じ定義である。
 反応条件は、前述した工程(2a)と同じである。
(工程(3A))
 工程(3A)は、得られたアミン体(D)とトリフェニルホスフィンジブロミドを反応させ下記式のトリフェニルホスフィン体(E−1)を得る工程である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000089
 式中Ar~Ar、Xは式(i)と同じ定義であり、Arはフェニル基である。
 反応条件は、前述した工程(3a)と同じである。
(工程(4A))
 工程(4A)は、得られたトリフェニルホスフィン体を反応系中でイソシアネート化した後、直接脱炭酸させ下記式の化合物(F)を得る工程である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000090
 式中、Ar~Ar、Xは式(i)と同じ定義である。
 反応条件は、前述した工程(4a)と同じである。
(工程(3B))
 工程(3B)は、アミン体と二酸化炭素あるいは二硫化炭素とを反応させ下記式のウレア体またはチオウレア体(E−2)を得る工程である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000091
 式中Ar~Ar、Xは式(i)と同じ定義であり、Zは酸素原子あるいは硫黄原子である。
 反応条件は、前述した工程(3b)と同じである。
(工程(4B))
 工程(4B)は、得られたウレア体を脱水させ、またはチオウレア体を脱硫させ、下記式の化合物(F)を得る工程である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000092
 式中、Ar~Ar、Xは式(i)と同じ定義である。
 反応条件は、前述した工程(4b)と同じである。
(他の製造方法)
 また、上記製造方法以外に、本発明の環状カルボジイミド化合物は従来公知の方法により製造することができる。例として、アミン体からイソシアネート体を経由して製造する方法、アミン体からイソチオシアネート体を経由して製造する方法、カルボン酸体からイソシアネート体を経由して製造する方法等が挙げられる。
 環状カルボジイミド化合物は、高分子化合物の酸性基を有効に封止することができるが、本発明の主旨に反しない範囲において、所望により、例えば、従来公知のポリマーのカルボキシル基封止剤を併用することができる。かかる従来公知のカルボキシル基封止剤としては、特開2005−2174号公報記載の剤、例えば、エポキシ化合物、オキサゾリン化合物、オキサジン化合物、等が例示される。
<高分子化合物>
 本発明において、環状カルボジイミド化合物を適用する高分子化合物は酸性基を有する。酸性基として、カルボキシル基、スルホン酸基、スルフィン酸基、ホスホン酸基、ホスフィン酸基からなる群より選ばれる少なくとも一種が挙げられる。高分子化合物として、ポリエステル、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエステルアミドからなる群より選ばれる少なくとも一種が挙げられる。
 ポリエステルとしては、例えば、ジカルボン酸あるいはそのエステル形成性誘導体とジオールあるいはそのエステル形成性誘導体、ヒドロキシカルボン酸あるいはそのエステル形成性誘導体、ラクトンから選択された1種以上を重縮合してなる重合体または共重合体が、好ましくは熱可塑性ポリエステル樹脂が例示される。かかる熱可塑性ポリエステル樹脂は、成形性等のため、ラジカル生成源、例えばエネルギー活性線、酸化剤等により処理されてなる架橋構造を含有していてもよい。
 上記ジカルボン酸あるいはエステル形成性誘導体としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、ビス(p−カルボキシフェニル)メタン、アントラセンジカルボン酸、4,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸、5−テトラブチルホスホニウムイソフタル酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸およびこれらのエステル形成性誘導体が挙げられる。また、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカンジオン酸、マロン酸、グルタル酸、ダイマー酸等の脂肪族ジカルボン酸およびこれらのエステル形成性誘導体が挙げられる。また1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸およびこれらのエステル形成性誘導体等が挙げられる。
 また、上記ジオールあるいはそのエステル形成性誘導体としては、炭素数2~20の脂肪族グリコールすなわち、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、デカメチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジオール、ダイマージオール等が挙げられる。あるいは分子量200~100,000の長鎖グリコール、すなわちポリエチレングリコール、ポリトリメチレングリコール、ポリ1,2−プロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等が挙げられる。また芳香族ジオキシ化合物すなわち、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、ハイドロキノン、tert−ブチルハイドロキノン、ビスフェノールA、ビスフェノールS、ビスフェノールF等、およびこれらのエステル形成性誘導体等が挙げられる。
 また、上記ヒドロキシカルボン酸としては、グリコール酸、乳酸、ヒドロキシプロピオン酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシカプロン酸、ヒドロキシ安息香酸、p−ヒドロキシ安息香酸、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸およびこれらのエステル形成性誘導体等が挙げられる。上記ラクトンとしてはカプロラクトン、バレロラクトン、プロピオラクトン、ウンデカラクトン、1,5−オキセパン−2−オン等が挙げられる。
 芳香族ジカルボン酸またはそのエステル形成性誘導体と脂肪族ジオールまたはそのエステル形成性誘導体を主成分として重縮合してなる芳香族ポリエステルとしては、芳香族カルボン酸またはそのエステル形成性誘導体、好ましくは、テレフタル酸あるいはナフタレン2,6−ジカルボン酸またはそのエステル形成性誘導体と、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、ブタンジオールから選ばれる脂肪族ジオールまたはそのエステル形成性誘導体を主成分として重縮合してなる重合体が例示される。
 具体的にはポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリトリメチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエチレン(テレフタレート/イソフタレート)ポリトリメチレン(テレフタレート/イソフタレート)、ポリブチレン(テレフタレート/イソフタレート)、ポリエチレンテレフタレート・ポリエチレングリコール、ポリトリメチレンテレフタレート・ポリエチレングリコール、ポリブチレンテレフタレート・ポリエチレングリコール、ポリブチレンナフタレート・ポリエチレングリコール、ポリエチレンテレフタレート・ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、ポリトリメチレンテレフタレート・ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、ポリブチレンテレフタレート・ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、ポリブチレンナフタレート・ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、ポリエチレン(テレフタレート/イソフタレート)・ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、ポリトリメチレン(テレフタレート/イソフタレート)・ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、ポリブチレン(テレフタレート/イソフタレート)・ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、ポリブチレン(テレフタレート/サクシネート)、ポリエチレン(テレフタレート/サクシネート)、ポリブチレン(テレフタレート/アジペート)、ポリエチレン(テレフタレート/アジペート)等を好ましく挙げることができる。
 脂肪族ポリエステルとしては、脂肪族ヒドロキシカルボン酸を主たる構成成分とする重合体、脂肪族多価カルボン酸またはそのエステル形成性誘導体と脂肪族多価アルコールを主成分として重縮合してなる重合体やそれらの共重合体が例示される。
 脂肪族ヒドロキシカルボン酸を主たる構成成分とする重合体としては、グリコール酸、乳酸、ヒドロキシプロピオン酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシカプロン酸等の重縮合体、もしくは共重合体等を例示することができる。なかでもポリグリコール酸、ポリ乳酸、ポリ3−ヒドロキシカルボン酪酸、ポリ4−ポリヒドロキシ酪酸、ポリ3−ヒドロキシヘキサン酸またはポリカプロラクトン、ならびにこれらの共重合体等が挙げられる。特にポリL−乳酸、ポリD−乳酸およびステレオコンプレックスポリ乳酸、ラセミポリ乳酸に好適に用いることができる。
 またポリエステルとして、脂肪族多価カルボン酸と脂肪族多価アルコールを主たる構成成分とする重合体が挙げられる。多価カルボン酸として、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカンジオン酸、マロン酸、グルタル酸、ダイマー酸等の脂肪族ジカルボン酸が挙げられる。また1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸単位およびそのエステル誘導体が挙げられる。
 ジオール成分として炭素数2~20の脂肪族グリコールすなわち、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、デカメチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジオール、ダイマージオール等が挙げられる。あるいは分子量200~100,000の長鎖グリコール、すなわちポリエチレングリコール、ポリトリメチレングリコール、ポリ1,2−プロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールを主たる構成成分とする縮合体を例示することができる。具体的には、ポリエチレンアジペート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンアジペートまたはポリブチレンサクシネートならびにこれらの共重合体等が挙げられる。
 さらに全芳香族ポリエステルとしては、芳香族カルボン酸またはそのエステル形成性誘導体、好ましくは、テレフタル酸あるいはナフタレン2,6−ジカルボン酸またはそれらのエステル形成性誘導体と芳香族多価ヒドロキシ化合物またはそのエステル形成性誘導体を主成分として重縮合してなる重合体が例示される。
 具体的には、ポリ(4−オキシフェニレン−2,2−プロピリデン−4−オキシフェニレン−テレフタロイル−co−イソフタロイル)等が例示される。
 これらのポリエステル類は、カルボジイミド反応性成分として、分子末端にカルボキシル基およびまたはヒドロキシル基末端を1から50当量/tonを含有する。かかる末端基、とりわけカルボキシル基はポリエステルの安定性を低下させるため、環状カルボジイミド化合物で封止することが好ましい。
 カルボキシル末端基をカルボジイミド化合物で封止するとき、本発明の環状カルボジイド化合物を適用することにより、有毒な遊離イソシアネートの生成無く、カルボキシル基を封止できる利点は大きい。
 さらに追加的効果として、環状カルボジイミド化合物で封止された際に遊離せずポリエステル中に形成されるイソシアネート末端基と、ポリエステル中に存在するヒドロキシル末端基あるいはカルボキシル末端基との鎖延長作用によるポリエステルの分子量の増大あるいは分子量低下の抑制を、従来の線状カルボジイミド化合物に比較して、より効率的に行うことができる工業的な意義は大きい。
 前述のポリエステル類は周知の方法(例えば、飽和ポリエステル樹脂ハンドブック(湯木和男著、日刊工業新聞社(1989年12月22日発行)等に記載)により製造することができる。
 さらに本発明においてポリエステルとしては、前記ポリエステルに加え、不飽和多価カルボン酸あるいはそのエステル形成性誘導体を共重合してなる不飽和ポリエステル樹脂、低融点重合体セグメントを含むポリエステルエラストマーが例示される。
 不飽和多価カルボン酸としては、無水マレイン酸、テトラヒドロ無水マレイン酸、フマル酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水マレイン酸等が例示される。かかる不飽和ポリエステルには、硬化特性を制御するため、各種モノマー類が添加され、熱キュア、ラジカルキュア、光、電子線等の活性エネルギー線によるキュア処理により硬化、成形される。かかる不飽和樹脂は、カルボキシル基の制御はチクソトロピー等のレオロジー特性、樹脂耐久性等に関して重要な技術的課題であるが、環状カルボジイミド化合物により、有毒な遊離イソシアネートの生成無く、カルボキシル基を封止、制御することができる利点、さらにより有効に分子量を増大させる利点の工業的意義は大きい。
 さらに本発明においてポリエステルは、柔軟成分を共重合してなるポリエステルエラストマーでもよい。ポリエステルエラストマーは公知文献、例えば特開平11−92636号公報等に記載のごとく高融点ポリエステルセグメントと分子量400~6,000の低融点重合体セグメントとからなる共重合体である。
 高融点ポリエステルセグメントだけで共重合体を形成した場合の融点が150℃以上である。低融点重合体セグメントだけで共重合体を形成した場合の融点ないし軟化点が80℃以下である。低融点重合体セグメントは、ポリアルキレングリコール類また炭素数2~12の脂肪族ジカルボン酸と炭素数2~10の脂肪族グリコールからなることが好ましい。かかるエラストマーは、加水分解安定性に問題があるが、環状カルボジイミド化合物により、安全上問題なく、カルボキシル基の制御をできる意義、分子量低下を抑制あるいは増大できる工業的な意義は大きい。
 ポリアミドとしては、アミノ酸、ラクタムあるいはジアミンとジカルボン酸あるいはそのアミド形成性誘導体を主たる構成原料としたアミド結合を有する熱可塑性重合体である。
 本発明においてポリアミドとしては、ジアミンとジカルボン酸あるいはそのアシル活性体を縮合してなる重縮合物、あるいはアミノカルボン酸もしくはラクタム、あるいはアミノ酸を重縮合してなる重合体、あるいはそれらの共重合体を用いることができる。
 ジアミンとしては、脂肪族ジアミン、芳香族ジアミンが挙げられる。脂肪族ジアミンとしては、例えばテトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、5−メチルノナメチレンジアミン、2,4−ジメチルオクタメチレンジアミン、メタキシリレンジアミン、パラキシリレンジアミン、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1−アミノ−3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン、3,8−ビス(アミノメチル)トリシクロデカン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタン、2,2−ビス(4−アミノシクロヘキシル)プロパン、ビス(アミノプロピル)ピペラジン、アミノエチルピペラジンが挙げられる。
 芳香族ジアミンとしては、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、2,6−ナフタレンジアミン、4,4’−ジフェニルジアミン、3,4’−ジフェニルジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルケトン、3,4’−ジアミノジフェニルケトン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン等が挙げられる。
 ジカルボン酸としてはアジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、2−クロロテレフタル酸、2−メチルテレフタル酸、5−メチルイソフタル酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、ジグリコール酸等が挙げられる。
 具体的にはポリカプロアミド(ナイロン6)、ポリテトラメチレンアジパミド(ナイロン46)、ポリヘキサメチレンアジパミド(ナイロン66)、ポリヘキサメチレンセバカミド(ナイロン610)、ポリヘキサメチレンドデカミド(ナイロン612)、ポリウンデカメチレンアジパミド(ナイロン116)、ポリウンデカンアミド(ナイロン11)、ポリドデカンアミド(ナイロン12)等の脂肪族ポリアミドが挙げられる。
 またポリトリメチルヘキサメチレンテレフタルアミド、ポリヘキサメチレンイソフタルアミド(ナイロン6I)、ポリヘキサメチレンテレフタル/イソフタルアミド(ナイロン6T/6I)、ポリビス(4−アミノシクロヘキシル)メタンドデカミド(ナイロンPACM12)、ポリビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタンドデカミド(ナイロンジメチルPACM12)、ポリメタキシリレンアジパミド(ナイロンMXD6)、ポリウンデカメチレンテレフタルアミド(ナイロン11T)、ポリウンデカメチレンヘキサヒドロテレフタルアミド(ナイロン11T(H))およびこれらの共重合ポリアミド等の脂肪族−芳香族ポリアミド、これらの共重合体や混合物が挙げられる。さらにはポリ(p−フェニレンテレフタルアミド)、ポリ(p−フェニレンテレフタルアミド−co−イソフタルアミド)等が挙げられる。
 アミノ酸としては、例えばω−アミノカプロン酸、ω−アミノエナント酸、ω−アミノカプリル酸、ω−アミノペルゴン酸、ω−アミノカプリン酸、11−アミノウンデカン酸、12−アミノドデカン酸、パラアミノメチル安息香酸等が、ラクタムとしては例えばω−カプロラクタム、ω−エナントラクタム、ω−カプリルラクタム、ω−ラウロラクタム等が例示される。
 これらのポリアミド樹脂の分子量は特に制限はないが、ポリアミド樹脂1重量%濃度の98%濃硫酸溶液中、25℃で測定した相対粘度が2.0~4.0の範囲のものが好ましい。
 また、これらのアミド樹脂は周知の方法、例えば、「ポリアミド樹脂ハンドブック(福本修著、日刊工業新聞社、昭和63年1月30日発行)」等に準じて製造することができる。
 さらに本発明のポリアミドには、ポリアミドエラストマーとして公知のポリアミドを包含する。かかるポリアミドとしては、例えば炭素数が6以上のポリアミド形成成分およびポリ(アルキレンオキシド)グリコールとの反応によるグラフトまたはブロック共重合体が挙げられ、炭素数が6以上のポリアミド形成成分とポリ(アルキレンオキシド)グリコール成分との結合は、通常エステル結合、アミド結合であるが、特にこれらのみに限定されず、ジカルボン酸、ジアミン等の第3成分を両成分の反応成分として用いることも可能である。
 ポリ(アルキレンオキシド)グリコールの例としては、ポリエチレンオキシドグリコール、ポリ(1,2−プロピレンオキシド)グリコール、ポリ(1,3−プロピレンオキシド)グリコール、ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、ポリ(ヘキサメチレンオキシド)グリコール、エチレンオキシドとプロピレンオキシドのブロックまたはランダム共重合体、エチレンオキシドとテトラヒドロフランのブロックまたはランダム共重合体等が例示される。該ポリ(アルキレンオキシド)グリコールの数平均分子量は200~6,000が重合性および剛性の点で好ましく、300~4,000がより好ましい。本発明で用いるポリアミドエラストマーは、カプロラクタム、ポリエチレングリコール、テレフタル酸を重合して得られるポリアミドエラストマーが好ましい。
 かかるポリアミド樹脂は、原料より容易に理解されるごとく、カルボキシル基を30から100当量/ton、アミノ基を30から100当量/ton程度含有するが、カルボキシル基はポリアミドの安定性の好ましくない効果を有することは良くしられている。
 本発明の環状カルボジイミド化合物により、安全上問題なくカルボキシル基を20当量/ton以下、あるいは10当量/ton以下、さらに好ましくはそれ以下にまで制御され、分子量低下がより有効に抑制された組成物の意義は大きい。
 本発明に用いられるポリアミドイミド樹脂は、下記式(I)で示される主たる繰り返し構造単位を有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000093
 式中Rは3価の有機基を表し、Rは2価の有機基を表し、nは正の整数を表す。
 このようなポリアミドイミド樹脂の代表的な合成方法としては、(1)ジイソシアネートと三塩基酸無水物を反応させる方法、(2)ジアミンと三塩基酸無水物を反応させる方法、(3)ジアミンと三塩基酸無水物クロライドを反応させる方法等が挙げられる。但し、本発明に用いられるポリアミドイミド樹脂の合成方法は、これらの方法に制限するものではない。上記合成方法で用いられる代表的な化合物を次に列挙する。
 まず、ジイソシアネートとしては、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、3,3’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’ジフェニルエーテルジイソシアネート、3,3’−ジフェニルエーテルジイソシアネート、パラフェニレンジイソシアネート等が好ましいものとして挙げられる。
 また、ジアミンとしては、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、キシリレンジアミン、フェニレンジアミン等が好ましいものとして挙げられる。
 これらの中で、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、3,3’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルエーテルジイソシアネート、3,3’−ジフェニルエーテルジイソシアネート、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’−ジアミノジフェニルメタンがより好ましいものとして挙げられる。
 また、三塩基酸無水物としては、トリメリット酸無水物が好ましいものとして挙げられ、三塩基酸無水物クロライドとしては、トリメリット酸無水物クロライド等が挙げられる。
 ポリアミドイミド樹脂を合成する際に、ジカルボン酸、テトラカルボン酸二無水物等をポリアミドイミド樹脂の特性を損なわない範囲で同時に反応させることができる。ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸等が挙げられ、テトラカルボン酸二無水物としては、ピロメリット酸二無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。これらは、全酸成分中の50当量%以下で使用することが好ましい。
 ポリアミドイミド樹脂は、ポリマー中に含有されるカルボキシル基濃度により耐久性が低下することがあるので、カルボキシル基の含有量は、好ましくは1から10当量/tonあるいはそれ以下に制御することが好ましい。本発明の環状カルボジイミド化合物においては好適に上記カルボキシル基濃度範囲とすることが可能である。
 ポリイミド樹脂として熱可塑性ポリイミド樹脂が好適に選択される。ポリイミド樹脂としては、例えば、以下に記載のジアミン成分とテトラカルボン酸よりなるポリイミドが例示される。
 HN−R−NH
〔式中、Rは、(i)単結合;
(ii)C2~12脂肪族炭化水素基;
(iii)C4~30脂環族基;
(iv)C6~30芳香族基;
(v)−Ph−O−R−O−Ph−基(式中、Rは、フェニレン基またはPh−W−Ph−基を示し、Wは単結合、ハロゲン原子により置換されても良いC1~4アルキレン基、−O−Ph−O−基、−O−、−CO一、−S−、−SO−または−SO−基を示す);または
(vi)−R−(SiR O)−SiR −R−基(式中、Rは、−(CH−、−(CH−Ph−、−(CH−O−Ph−、またはPh−を示し、mは1~100の整数であり;sは1−4の整数を示し;RはC1~6アルキル基、フェニル基またはC1~6アルキルフェニル基を示す。)を表す。〕
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000094
〔式中、YはC2~12の四価の脂肪族基、C4~8の四価の脂環族基、C6~14のモノまたはポリ縮合環の四価の芳香族基、>Ph−W−Ph<基(式中、Wは単結合、ハロゲン原子によって置換されても良いC1~4アルキレン基、−O−Ph−O−、−O−−CO−、−S−、−SO−または−SO−基を示す)を表す。〕。
 ポリアミド酸の製造に用いられるテトラカルボン酸無水物の具体例としては、無水ピロメリット酸(PMDA)、無水4,4’−オキシジフタル酸(ODPA)、無水ビフェニル−3,3’,4,4’−テトラカルボン酸(BPDA)、無水ベンゾフェノン3,3’,4,4’−テトラカルボン酸(BTDA)、無水エチレンテトラカルボン酸、無水ブタンテトラカルボン酸、無水シクロペンタンテトラカルボン酸、無水ベンゾフェノン−2,2’,3,3’−テトラカルボン酸、無水ビフェニル−2,2’,3,3’−テトラカルボン酸、無水2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン、無水2,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)プロパン、無水ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル、無水ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン、無水1,1−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン、無水ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタン、無水ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン、無水4,4’−(P−フェニレンジオキシ)ジフタル酸、無水4,4’−(m−フェニレンジオキシ)ジフタル酸、無水ナフタリン−2,3,6,7−テトラカルボン酸、無水ナフタリン−1,4,5,8−テトラカルボン酸、無水ナフタリン−1,2,5,6−テトラカルボン酸、無水ベンゼン−1,2,3,4−テトラカルボン酸、無水ペリレン−3,4,9,10−テトラカルボン酸、無水アントラセン−2,3,6,7−テトラカルボン酸と無水フェナントレン−1,2,7,8−テトラカルボン酸等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
 これらジカルボン酸無水物は単独で、または2種以上混合して使用しても良い。上記のうち、好ましくは無水ピロメリット酸(PMDA)、無水4,4’−オキシジフタル酸(ODPA)、無水ビフェニル−3,3’,4,4’−テトラカルボン酸(BPDA)、無水ベンゾフェノン−3,3’,4,4’−テトラカルボン酸、無水ビフェニルスルホン−3,3’,4,4’−テトラカルボン酸(DSDA)が使用される。
 ポリイミドの製造に使用されるジアミンの具体例としては、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルチオエーテル、4,4’−ジ(メタ−アミノフェノキシ)ジフェニルスルホン、4,4’−ジ(パラ−アミノフェノキシ)ジフェニルスルホン、o−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、ベンジジン、2,2’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノジフェニル−2,2’−プロパン、1,5−ジアミノナフタリン、1,8−ジアミノナフタリン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、4,4−ジメチルヘプタメチレンジアミン、2,11−ドデカジアミン、ジ(パラ−アミノフェノキシ)ジメチルシラン、1,4−ジ(3−アミノプロピルジアミノシラン)ベンゼン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、オルト−トリルジアミン、メタ−トリルジアミン、アセトグアナミン、ベンゾグアナミン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン(APB)、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、1,1−ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕エタン、1,2−ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕エタン、2,2−ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕エタン、2,2−ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕ブタン、2,2−ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン,4,4’−ジ(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、ジ〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕ケトン、ジ〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ジ〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホキシド、ジ〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ジ(4−(3−アミノフェノキシ)フェニル)エーテル等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。上記のジアミンは単独または多くを混合して使用しても良い。
 熱可塑性ポリイミドとしては、例えば下記式で表されるテトラカルボン酸無水物と、p−フェニレンジアミン、各種シクロヘキサンジアミン、水添ビスフェノールA型ジアミン等の公知のジアミンとからなるポリイミド樹脂が例示される。さらにゼネラルエレクトリック社よりUltemの商品名で市販されている、Ultem1000、Ultem1010、UltemCRS5001、UltemXH6050、三井化学(株)製のオーラム250AM等が例示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000095
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000096
〔式中、RおよびRはそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、またはアリール基を表す。R10は炭素数6~30のアリーレン基または炭素数2~20のアルキレン基を示す。m、n、はそれぞれ、0~5の整数、kは1~3の整数である。〕
 ポリエステルアミド樹脂として、ポリエステル構成成分とポリアミド構成成分の共重合により得られる従来公知のポリエステルアミド樹脂が例示されるが、中でも熱可塑性ポリエステルアミド樹脂が好適に選択される。
 ポリエステルアミド樹脂は、公知の方法等により合成する事ができる。例えば、前記ポリアミド構成成分をまず重縮合反応により進行させ、末端に官能基を有したポリアミドを合成した後、ポリアミドの存在下、前記ポリエステル構成成分を重合させる方法等によって行う事ができる。この重縮合反応は、通常、第一段階としてアミド化反応を進行させ、第二段階にエステル化反応を進行させることにより実施される。かかるポリエステル構成成分としては、上記記載のポリエステル構成成分が好適に選択される。また、かかるポリアミド構成成分としては、上記記載のポリアミド構成成分が好適に選択される。
<環状カルボジイミド化合物の用途>
 本発明においては、環状カルボジイミド化合物は酸性基を有する高分子化合物と混合し、反応させることによって、酸性基を封止することができる。環状カルボジイミド化合物を高分子化合物に添加、混合する方法は特に限定なく、従来公知の方法により、溶液、融液あるいは適用する高分子のマスターバッチとして添加する方法、あるいは環状カルボジイミド化合物が溶解、分散または溶融している液体に高分子化合物の固体を接触させ環状カルボジイミド化合物を浸透させる方法等をとることができる。
 溶液、融液あるいは適用する高分子のマスターバッチとして添加する方法をとる場合には、従来公知の混練装置を使用して添加する方法をとることができる。混練に際しては、溶液状態での混練法あるいは溶融状態での混練法が、均一混練性の観点より好ましい。混練装置としては、特に限定なく、従来公知の縦型の反応容器、混合槽、混練槽あるいは一軸または多軸の横型混練装置、例えば一軸あるいは多軸のルーダー、ニーダー等が例示される。高分子化合物との混合時間は特に指定はなく、混合装置、混合温度にもよるが、好ましくは0.1分から2時間、より好ましくは0.2分から60分、さらに好ましくは0.2分から30分が選択される。
 溶媒としては、高分子化合物および環状カルボジイミド化合物に対し、不活性であるものを用いることができる。特に、両者に親和性を有し、両者を少なくとも部分的に溶解する溶媒が好ましい。
 溶媒としては例えば、炭化水素系溶媒、ケトン系溶媒、エステル系溶媒、エーテル系溶媒、ハロゲン系溶媒、アミド系溶媒等を用いることができる。
 炭化水素系溶媒として、ヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘプタン、デカン等が挙げられる。ケトン系溶媒として、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン等が挙げられる。エステル系溶媒としては、酢酸エチル、酢酸メチル、コハク酸エチル、炭酸メチル、安息香酸エチル、ジエチレングリコールジアセテート等が挙げられる。エーテル系溶媒としては、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、ジフェニルエーテル等が挙げられる。
 ハロゲン系溶媒としては、ジクロロメタン、クロロホルム、テトラクロロメタン、ジクロロエタン、1,1’,2,2’−テトラクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等が挙げられる。アミド系溶媒としては、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン等が挙げられる。これらの溶媒は単一であるいは所望により混合溶媒として使用することができる。
 本発明において、溶媒は、高分子化合物と環状カルボジイミド化合物の合計、100重量部あたり1~1,000重量部の範囲で適用される。1重量部より少ないと、溶媒適用に意義がない。また、溶媒使用量の上限値は、特にないが、操作性、反応効率の観点より1,000重量部程度である。
 環状カルボジイミド化合物が溶解、分散または溶融している液体に高分子化合物の固体を接触させ環状カルボジイミド化合物を浸透させる方法をとる場合には、上記のごとき溶剤に溶解したカルボジイミド化合物に固体の高分子化合物を接触させる方法や、環状カルボジイミド化合物のエマルジョン液に固体の高分子化合物を接触させる方法等をとることができる。接触させる方法としては、高分子化合物を浸漬する方法や、高分子化合物に塗布する方法、散布する方法等を好適にとることができる。
 本発明の環状カルボジイミド化合物による封止反応は、室温(25℃)~300℃程度の温度で可能であるが、反応効率の観点より、好ましくは50~280℃、より好ましくは100~280℃の範囲ではより促進される。高分子化合物は、溶融している温度ではより反応が進行しやすいが、環状カルボジイミド化合物の揮散、分解等を抑制するため、300℃より低い温度で反応させることが好ましい。また高分子の溶融温度を低下、攪拌効率を上げるためにも、溶媒を適用することは効果がある。
 反応は無触媒で十分速やかに進行するが、反応を促進する触媒を使用することもできる。触媒としては、従来の線状カルボジイミド化合物で使用される触媒が適用できる(特開2005−2174号公報)。例えば、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、3級アミン化合物、イミダゾール化合物、第4級アンモニウム塩、ホスフィン化合物、ホスホニウム塩、リン酸エステル、有機酸、ルイス酸等が挙げられ、これらは1種または2種以上使用することができる。触媒の添加量は、特に限定されるものではないが、高分子化合物と環状カルボジイミド化合物の合計100重量部に対し、0.001~1重量部が好ましく、また0.01~0.1重量部がより好ましく、さらには0.02~0.1重量部が最も好ましい。
 環状カルボジイミド化合物の適用量は、酸性基1当量あたり、環状カルボジイミド化合物に含まれるカルボジイミド基が0.5から100当量の範囲が選択される。0.5当量より少ないと、カルボジイミド適用の意義がない場合がある。また100当量より多いと、基質の特性が変成する場合がある。かかる観点より、上記基準において、好ましくは0.6~75当量、より好ましくは0.65~50当量、さらに好ましくは0.7~30当量、とりわけ好ましくは0.7~20当量の範囲が選択される。
 以下本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。各物性は以下の方法により測定した。
(1)環状カルボジイミド構造のNMRによる同定:
 合成した環状カルボジイミド化合物はH−NMR、13C−NMRによって確認した。NMRは日本電子(株)製JNR−EX270を使用した。溶媒は重クロロホルムを用いた。
(2)環状カルボジイミドのカルボジイミド骨格のIRによる同定:
 合成した環状カルボジイミド化合物のカルボジイミド骨格の有無は、FT−IRによりカルボジイミドに特徴的な2,100~2,200cm−1の確認を行った。FT−IRはサーモニコレー(株)製Magna−750を使用した。
(3)カルボキシル基濃度
 試料を精製o−クレゾールに溶解、窒素気流下溶解、ブロモクレゾールブルーを指示薬とし、0.05規定水酸化カリウムのエタノール溶液で滴定した。
実施例1:環状カルボジイミドCC1の合成(スキーム1)
CC1:MW=312
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000097
工程(1a)
 4−メトキシ−2−ニトロフェノール(0.11mol)と1,2−ジブロモエタン(0.05mol)、炭酸カリウム(0.33mol)、N,N−ジメチルホルムアミド200mlを攪拌装置および加熱装置を設置した反応装置にN雰囲気下仕込み、130℃で12時間反応後、DMFを減圧により除去し、得られた固形物をジクロロメタン200mlに溶かし、水100mlで3回分液を行った。有機層を硫酸ナトリウム5gで脱水し、ジクロロメタンを減圧により除去し、中間生成物A(ニトロ体)を得た。
工程(2a)
 次に中間生成物A(0.1mol)と5%パラジウムカーボン(Pd/C)(1g)、エタノール/ジクロロメタン(70/30)200mlを、攪拌装置を設置した反応装置に仕込み、水素置換を5回行い、25℃で水素を常に供給した状態で反応させ、水素の減少がなくなったら反応を終了する。Pd/Cを回収し、混合溶媒を除去すると中間生成物B(アミン体)が得られた。
工程(3a)
 次に攪拌装置および加熱装置、滴下ロートを設置した反応装置に、N雰囲気下、トリフェニルホスフィンジブロミド(0.11mol)と1,2−ジクロロエタン150mlを仕込み攪拌させる。そこに中間生成物B(0.05mol)とトリエチルアミン(0.25mol)を1,2−ジクロロエタン50mlに溶かした溶液を25℃で徐々に滴下する。滴下終了後、70℃で5時間反応させる。その後、反応溶液をろ過し、ろ液を水100mlで5回分液を行った。有機層を硫酸ナトリウム5gで脱水し、1,2−ジクロロエタンを減圧により除去し、中間生成物C(トリフェニルホスフィン体)が得られた。
工程(4a)
 次に、攪拌装置および滴下ロートを設置した反応装置に、N雰囲気下、ジ−tert−ブチルジカーボネート(0.11mol)とN,N−ジメチル−4−アミノピリジン(0.055mol)、ジクロロメタン150mlを仕込み攪拌させる。そこに、25℃で中間生成物C(0.05mol)を溶かしたジクロロメタン100mlをゆっくりと滴下させる。滴下後、12時間反応させる。その後、ジクロロメタンを除去し得られた固形物を精製することで、CC1を得た。CC1の構造はNMRおよびIRにより確認した。
実施例2:環状カルボジイミドCC2の合成(スキーム1)
CC2:MW=636
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000098
工程(1A)
 4−メトキシ−2−ニトロフェノール(0.11mol)とペンタエリトリチルテトラブロミド(0.025mol)、炭酸カリウム(0.33mol)、N,N−ジメチルホルムアミド200mlを攪拌装置および加熱装置を設置した反応装置にN雰囲気下仕込み、130℃で12時間反応後、DMFを減圧により除去し、得られた固形物をジクロロメタン200mlに溶かし、水100mlで3回分液を行った。有機層を硫酸ナトリウム5gで脱水し、ジクロロメタンを減圧により除去し、中間生成物D(ニトロ体)を得た。
工程(2A)
 次に中間生成物D(0.1mol)と5%パラジウムカーボン(Pd/C)(2g)、エタノール/ジクロロメタン(70/30)400mlを、攪拌装置を設置した反応装置に仕込み、水素置換を5回行い、25℃で水素を常に供給した状態で反応させ、水素の減少がなくなったら反応を終了する。Pd/Cを回収し、混合溶媒を除去すると中間生成物E(アミン体)が得られた。
工程(3A)
 次に攪拌装置および加熱装置、滴下ロートを設置した反応装置に、N雰囲気下、トリフェニルホスフィンジブロミド(0.11mol)と1,2−ジクロロエタン150mlを仕込み攪拌させる。そこに中間生成物E(0.025mol)とトリエチルアミン(0.25mol)を1,2−ジクロロエタン50mlに溶かした溶液を25℃で徐々に滴下する。滴下終了後、70℃で5時間反応させる。その後、反応溶液をろ過し、ろ液を水100mlで5回分液を行った。有機層を硫酸ナトリウム5gで脱水し、1,2−ジクロロエタンを減圧により除去し、中間生成物F(トリフェニルホスフィン体)が得られた。
工程(4A)
 次に、攪拌装置および滴下ロートを設置した反応装置に、N雰囲気下、ジ−tert−ブチルジカーボネート(0.11mol)とN,N−ジメチル−4−アミノピリジン(0.055mol)、ジクロロメタン150mlを仕込み攪拌させる。そこに、25℃で中間生成物F(0.025mol)を溶かしたジクロロメタン100mlをゆっくりと滴下させる。滴下後、12時間反応させる。その後、ジクロロメタンを除去し得られた固形物を、精製することで、CC2を得た。CC2の構造はNMRおよびIRにより確認した。
実施例3 環状カルボジイミドCC2の合成(スキーム2)
工程(1A)
 4−メトキシ−2−ニトロフェノール(0.11mol)とペンタエリトリチルテトラブロミド(0.025mol)、炭酸カリウム(0.33mol)、N,N−ジメチルホルムアミド200mlを攪拌装置および加熱装置を設置した反応装置にN雰囲気下仕込み、130℃で12時間反応後、N,N−ジメチルホルムアミドを減圧により除去し、得られた固形物をジクロロメタン200mlに溶かし、水100mlで3回分液を行った。
 有機層を硫酸ナトリウム5gで脱水し、ジクロロメタンを減圧により除去し、中間生成物D(ニトロ体)を得た。
工程(2A)
 次に中間生成物D(0.1mol)と5%パラジウムカーボン(Pd/C)(1.25g)、N,N−ジメチルホルムアミド500mlを、攪拌装置を設置した反応装置に仕込み、水素置換を5回行い、25℃で水素を常に供給した状態で反応させ、水素の減少がなくなったら反応を終了する。Pd/Cをろ過回収し、ろ液を3Lの水に入れると固体が析出する。この固体を回収し乾燥することで中間生成物E(アミン体)が得られた。
工程(3B)
 次に攪拌装置および加熱装置、アルカリ水入りウォルターを設置した反応装置に、N雰囲気下、中間生成物E(0.025mol)とイミダゾール(0.2mol)、二硫化炭素(0.2mol)、2−ブタノン150mlを仕込む。この反応溶液の温度を80℃にし、15時間反応させる。反応後析出した固体をろ過回収し、洗浄することで中間生成物G(チオウレア体)が得られた。
工程(4B)
 次に、攪拌装置を設置した反応装置に、N雰囲気下、中間生成物G(0.025mol)、塩化パラトルエンスルホニル(0.1mol)、ピリジン50mlを仕込み攪拌する。25℃で3時間反応させた後、メタノール150mlを加え、さらに25℃で1時間攪拌する。析出した固体をろ過回収し、洗浄することでCC2を得た。CC2の構造はNMRおよびIRにより確認した。
実施例4 環状カルボジイミドCC2の合成(スキーム2)
工程(1A)
 4−メトキシ−2−ニトロフェノール(0.11mol)とペンタエリトリチルテトラブロミド(0.025mol)、炭酸カリウム(0.33mol)、N,N−ジメチルホルムアミド200mlを攪拌装置および加熱装置を設置した反応装置にN雰囲気下仕込み、130℃で12時間反応後、N,N−ジメチルホルムアミドを減圧により除去し、得られた固形物をジクロロメタン200mlに溶かし、水100mlで3回分液を行った。
 有機層を硫酸ナトリウム5gで脱水し、ジクロロメタンを減圧により除去し、中間生成物D(ニトロ体)を得た。
工程(2A)
 次に中間生成物D(0.1mol)と5%パラジウムカーボン(Pd/C)(1.25g)、N,N−ジメチルホルムアミド500mlを、攪拌装置を設置した反応装置に仕込み、水素置換を5回行い、25℃で水素を常に供給した状態で反応させ、水素の減少がなくなったら反応を終了する。Pd/Cをろ過回収し、ろ液を3Lの水に入れると固体が析出する。この固体を回収し乾燥することで中間生成物E(アミン体)が得られた。
工程(3B)
 次に攪拌装置および加熱装置、滴下ロートを設置した反応装置に、N雰囲気下、中間生成物E(0.025mol)とイミダゾール(0.2mol)、アセトニトリル125mlを仕込み、亜りん酸ジフェニル(0.1mol)を滴下ロートに仕込んだ。二酸化炭素置換を5回行った後、25℃で二酸化炭素を常に供給した状態で攪拌しながら、亜りん酸ジフェニルをゆっくり滴下し、15時間反応させる。反応後析出した固体をろ過回収し、洗浄することで中間生成物H(ウレア体)が得られた。
工程(4B)
 次に、攪拌装置を設置した反応装置に、N雰囲気下、中間生成物H(0.025mol)、塩化パラトルエンスルホニル(0.1mol)、ピリジン50mlを仕込み攪拌する。25℃で3時間反応させた後、メタノール150mlを加え、さらに25℃で1時間攪拌する。析出した固体をろ過回収し、洗浄することでCC2を得た。CC2の構造はNMRおよびIRにより確認した。
実施例5 環状カルボジイミドCC2の合成(スキーム3)
工程(1B)
 4−クロロ−3−ニトロアニソール(0.125mol)とペンタエリスリトール(0.025mol)、炭酸カリウム(0.25mol)、テトラブチルアンモニウムブロミド(0.018mol)、N,N−ジメチルホルムアミド50mlを攪拌装置および加熱装置を設置した反応装置にN雰囲気下仕込み、130℃で12時間反応させた。反応後、溶液を水200mlに加え、析出した固体をろ過回収した。この固体を洗浄し、乾燥することで中間生成物D(ニトロ体)を得た。
工程(2A)
 次に中間生成物D(0.1mol)と5%パラジウムカーボン(Pd/C)(1.25g)、N,N−ジメチルホルムアミド500mlを、攪拌装置を設置した反応装置に仕込み、水素置換を5回行い、25℃で水素を常に供給した状態で反応させ、水素の減少がなくなったら反応を終了する。Pd/Cをろ過回収し、ろ液を3Lの水に入れると固体が析出する。この固体を回収し乾燥することで中間生成物E(アミン体)が得られた。
工程(3B)
 次に攪拌装置および加熱装置、滴下ロートを設置した反応装置に、N雰囲気下、中間生成物E(0.025mol)とイミダゾール(0.2mol)、アセトニトリル125mlを仕込み、亜りん酸ジフェニル(0.1mol)を滴下ロートに仕込んだ。二酸化炭素置換を5回行った後、25℃で二酸化炭素を常に供給した状態で攪拌しながら、亜りん酸ジフェニルをゆっくり滴下し、15時間反応させる。反応後析出した固体をろ過回収し、洗浄することで中間生成物H(ウレア体)が得られた。
工程(4B)
 次に、攪拌装置を設置した反応装置に、N雰囲気下、中間生成物H(0.025mol)、塩化パラトルエンスルホニル(0.1mol)、ピリジン50mlを仕込み攪拌する。25℃で3時間反応させた後、メタノール150mlを加え、さらに25℃で1時間攪拌する。析出した固体をろ過回収し、洗浄することでCC2を得た。CC2の構造はNMRおよびIRにより確認した。
実施例6 環状カルボジイミドCC2の合成(スキーム3)
工程(1B)
 4−クロロ−3−ニトロアニソール(0.125mol)とペンタエリスリトール(0.025mol)、炭酸カリウム(0.25mol)、テトラブチルアンモニウムブロミド(0.018mol)、N,N−ジメチルホルムアミド50mlを攪拌装置および加熱装置を設置した反応装置にN雰囲気下仕込み、130℃で12時間反応させた。反応後、溶液を水200mlに加え、析出した固体をろ過回収した。この固体を洗浄し、乾燥することで中間生成物D(ニトロ体)を得た。
工程(2A)
 次に中間生成物D(0.1mol)と5%パラジウムカーボン(Pd/C)(1.25g)、N,N−ジメチルホルムアミド500mlを、攪拌装置を設置した反応装置に仕込み、水素置換を5回行い、25℃で水素を常に供給した状態で反応させ、水素の減少がなくなったら反応を終了する。Pd/Cをろ過回収し、ろ液を3Lの水に入れると固体が析出する。この固体を回収し乾燥することで中間生成物E(アミン体)が得られた。
工程(3B)
 次に攪拌装置および加熱装置、アルカリ水入りウォルターを設置した反応装置に、N雰囲気下、中間生成物E(0.025mol)とイミダゾール(0.2mol)、二硫化炭素(0.2mol)、2−ブタノン150mlを仕込む。この反応溶液の温度を80℃にし、15時間反応させる。反応後析出した固体をろ過回収し、洗浄することで中間生成物G(チオウレア体)が得られた。
工程(4B)
 次に、攪拌装置を設置した反応装置に、N雰囲気下、中間生成物G(0.025mol)、塩化パラトルエンスルホニル(0.1mol)、ピリジン50mlを仕込み攪拌する。25℃で3時間反応させた後、メタノール150mlを加え、さらに25℃で1時間攪拌する。析出した固体をろ過回収し、洗浄することでCC2を得た。CC2の構造はNMRおよびIRにより確認した。
実施例7 環状カルボジイミドCC2の合成(スキーム4)
 工程(1B)
 4−クロロ−3−ニトロアニソール(0.125mol)とペンタエリスリトール(0.025mol)、炭酸カリウム(0.25mol)、テトラブチルアンモニウムブロミド(0.018mol)、N,N−ジメチルホルムアミド50mlを攪拌装置および加熱装置を設置した反応装置にN雰囲気下仕込み、130℃で12時間反応させた。反応後、溶液を水200mlに加え、析出した固体をろ過回収した。この固体を洗浄し、乾燥することで中間生成物D(ニトロ体)を得た。
工程(2A)
 次に中間生成物D(0.1mol)と5%パラジウムカーボン(Pd/C)(1.25g)、N,N−ジメチルホルムアミド500mlを、攪拌装置を設置した反応装置に仕込み、水素置換を5回行い、25℃で水素を常に供給した状態で反応させ、水素の減少がなくなったら反応を終了する。Pd/Cをろ過回収し、ろ液を3Lの水に入れると固体が析出する。この固体を回収し乾燥することで中間生成物E(アミン体)が得られた。
工程(3A)
 次に攪拌装置および加熱装置、滴下ロートを設置した反応装置に、N雰囲気下、トリフェニルホスフィンジブロミド(0.11mol)と1,2−ジクロロエタン150mlを仕込み攪拌させる。そこに中間生成物E(0.025mol)とトリエチルアミン(0.25mol)を1,2−ジクロロエタン50mlに溶かした溶液を25℃で徐々に滴下する。滴下終了後、70℃で5時間反応させる。その後、反応溶液をろ過し、ろ液を水100mlで5回分液を行った。有機層を硫酸ナトリウム5gで脱水し、1,2−ジクロロエタンを減圧により除去し、中間生成物F(トリフェニルホスフィン体)が得られた。
工程(4A)
 次に、攪拌装置および滴下ロートを設置した反応装置に、N雰囲気下、ジ−tert−ブチルジカーボネート(0.11mol)とN,N−ジメチル−4−アミノピリジン(0.055mol)、ジクロロメタン150mlを仕込み攪拌させる。そこに、25℃で中間生成物F(0.025mol)を溶かしたジクロロメタン100mlをゆっくりと滴下させる。滴下後、12時間反応させる。その後、ジクロロメタンを除去し得られた固形物を、精製することで、CC2を得た。CC2の構造はNMRおよびIRにより確認した。
実施例8 CC1によるポリ乳酸の末端封止
 Lラクチド((株)武蔵野化学研究所製、光学純度100%)100重量部に対し、オクチル酸スズを0.005重量部加え、窒素雰囲気下、攪拌翼のついた反応機にて、180℃で2時間反応し、オクチル酸スズに対し触媒失活剤として、1.2倍当量の燐酸を添加しその後、13.3Paで残存するラクチドを除去し、チップ化し、ポリL−乳酸を得た。得られたポリL−乳酸のカルボキシル基濃度は14当量/tonであった。
 得られたポリL−乳酸100重量部あたり、CC1、0.5重量部と共に2軸ルーダー(シリンダー温度230℃)、滞留時間3分で、溶融混練した。カルボキシル基濃度は0.4当量/ton以下に減少していた。また、混練後のルーダー出口でイソシアネート臭はしなかった。
実施例9 CC2によるポリ乳酸の末端封止
 実施例8において、環状カルボジイミド:CC1を、環状カルボジイミド:CC2に替え、その他の条件は同様にして反応させたところ、カルボキシル基濃度は0.3当量/ton以下に減少していた。また、混練後のルーダー出口でイソシアネート臭はしなかった。
比較例1 直鎖状カルボジイミド化合物によるポリ乳酸の末端封止
 実施例8において、環状カルボジイミド化合物:CC1を、ラインケミージャパン(株)製の線状カルボジイミド「スタバクゾール」Iに替え、その他の条件は同様にして反応させたところ、カルボキシル基濃度は0.4当量/tonであったが、ルーダー出口においてイソシアネートの悪臭が強く発生した。
実施例10 CC2によるポリアミドの末端封止
 ポリメタキシレンアジパミド(三菱ガス化学(株)製「MXナイロン S6001」)、メタキシリレンジアミンとアジピン酸からなるポリアミドであり、カルボキシル基濃度は70当量/tonであった。このポリメタキシレンアジパミド100重量部あたり、CC2、2.0重量部と共に2軸ルーダー(シリンダー温度260℃)、滞留時間3分で、溶融混練した。カルボキシル基濃度は1.2当量/ton以下に減少していた。また、混練後のルーダー出口でイソシアネート臭はしなかった。
比較例2 直鎖状カルボジイミド化合物によるポリアミドの末端封止
 実施例10において、環状カルボジイミド化合物:CC2を、ラインケミージャパン(株)製の線状カルボジイミド「スタバクゾール」Iに替え、その他の条件は同様にして反応させたところ、カルボキシル基濃度は2.2当量/tonであったが、ルーダー出口においてイソシアネートの悪臭が強く発生した。
実施例12 環状カルボジイミドCC3の合成(スキーム1)
CC3:MW=328
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000099
工程(1a)
 o−ニトロフェノール(0.11mol)と1,4−ビス(ブロモメチル)ベンゼン(0.05mol)、炭酸カリウム(0.33mol)、N,N−ジメチルホルムアミド200mlを攪拌装置および加熱装置を設置した反応装置にN雰囲気下仕込み、130℃で12時間反応後、DMFを減圧により除去し、得られた固形物をジクロロメタン200mlに溶かし、水100mlで3回分液を行った。有機層を硫酸ナトリウム5gで脱水し、ジクロロメタンを減圧により除去し、中間生成物I(ニトロ体)を得た。
工程(2a)
 次に中間生成物I(0.1mol)と5%パラジウムカーボン(Pd/C)(1.5g)、エタノール/ジクロロメタン(70/30)300mlを、攪拌装置を設置した反応装置に仕込み、水素置換を5回行い、25℃で水素を常に供給した状態で反応させ、水素の減少がなくなったら反応を終了する。Pd/Cを回収し、混合溶媒を除去すると中間生成物J(アミン体)が得られた。
工程(3a)
 次に攪拌装置および加熱装置、滴下ロートを設置した反応装置に、N雰囲気下、トリフェニルホスフィンジブロミド(0.11mol)と1,2−ジクロロエタン150mlを仕込み攪拌させる。そこに中間生成物J(0.05mol)とトリエチルアミン(0.25mol)を1,2−ジクロロエタン50mlに溶かした溶液を25℃で徐々に滴下する。滴下終了後、70℃で5時間反応させる。その後、反応溶液をろ過し、ろ液を水100mlで5回分液を行った。有機層を硫酸ナトリウム5gで脱水し、1,2−ジクロロエタンを減圧により除去し、中間生成物K(トリフェニルホスフィン体)が得られた。
工程(4a)
 次に、攪拌装置および滴下ロートを設置した反応装置に、N雰囲気下、ジ−tert−ブチルジカーボネート(0.11mol)とN,N−ジメチル−4−アミノピリジン(0.055mol)、ジクロロメタン150mlを仕込み攪拌させる。そこに、25℃で中間生成物K(0.05mol)を溶かしたジクロロメタン100mlをゆっくりと滴下させる。滴下後、12時間反応させる。その後、ジクロロメタンを除去し得られた固形物を精製することで、CC3を得た。CC3の構造はNMRおよびIRにより確認した。
実施例13 環状カルボジイミドCC3の合成(スキーム2)
工程(1a)
 o−ニトロフェノール(0.11mol)と1,4−ビス(ブロモメチル)ベンゼン1,4−ビス(ブロモメチル)ベンゼン(0.05mol)、炭酸カリウム(0.33mol)、N,N−ジメチルホルムアミド200mlを攪拌装置および加熱装置を設置した反応装置にN雰囲気下仕込み、130℃で12時間反応後、DMFを減圧により除去し、得られた固形物をジクロロメタン200mlに溶かし、水100mlで3回分液を行った。有機層を硫酸ナトリウム5gで脱水し、ジクロロメタンを減圧により除去し、中間生成物I(ニトロ体)を得た。
工程(2a)
 次に中間生成物I(0.1mol)と5%パラジウムカーボン(Pd/C)(1.5g)、N,N−ジメチルホルムアミド200mlを、攪拌装置を設置した反応装置に仕込み、水素置換を5回行い、25℃で水素を常に供給した状態で反応させ、水素の減少がなくなったら反応を終了する。Pd/Cをろ過回収し、ろ液を600mlの水に入れると固体が析出する。この固体を回収し乾燥することで中間生成物J(アミン体)が得られた。
工程(3b)
 次に攪拌装置および加熱装置、アルカリ水入りウォルターを設置した反応装置に、N雰囲気下、中間生成物J(0.025mol)とイミダゾール(0.1mol)、二硫化炭素(0.1mol)、2−ブタノン100mlを仕込む。この反応溶液の温度を80℃にし、15時間反応させる。反応後析出した固体をろ過回収し、洗浄することで中間生成物L(チオウレア体)が得られた。
工程(4b)
 次に、攪拌装置を設置した反応装置に、N雰囲気下、中間生成物L(0.025mol)、塩化パラトルエンスルホニル(0.05mol)、ピリジン40mlを仕込み攪拌する。25℃で3時間反応させた後、メタノール120mlを加え、さらに25℃で1時間攪拌する。析出した固体をろ過回収し、洗浄することでCC3を得た。3の構造はNMRおよびIRにより確認した。
実施例14 環状カルボジイミドCC4の合成(スキーム1)
CC4:Mw=388
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000100
工程(1b)
 o−クロロニトロベンゼン(0.0625mol)と1,3−ビス(2−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン(0.025mol)、炭酸カリウム(0.125mol)、テトラブチルアンモニウムブロミド(0.012mol)、N,N−ジメチルホルムアミド40mlを攪拌装置および加熱装置を設置した反応装置にN雰囲気下仕込み、130℃で15時間反応させた。反応後、溶液を水160mlに加え、析出した固体をろ過回収した。この固体を洗浄し、乾燥することで中間生成物M(ニトロ体)を得た。
工程(2a)
 次に中間生成物M(0.1mol)と5%パラジウムカーボン(Pd/C)(1.0g)、N,N−ジメチルホルムアミド200mlを、攪拌装置を設置した反応装置に仕込み、水素置換を5回行い、25℃で水素を常に供給した状態で反応させ、水素の減少がなくなったら反応を終了する。Pd/Cをろ過回収し、ろ液を600mlの水に入れると固体が析出する。この固体を回収し乾燥することで中間生成物N(アミン体)が得られた。
工程(3b)
 次に攪拌装置および加熱装置、滴下ロートを設置した反応装置に、N雰囲気下、中間生成物N(0.025mol)とイミダゾール(0.1mol)、アセトニトリル100mlを仕込み、亜りん酸ジフェニル(0.05mol)を滴下ロートに仕込んだ。二酸化炭素置換を5回行った後、25℃で二酸化炭素を常に供給した状態で攪拌しながら、亜りん酸ジフェニルをゆっくり滴下し、15時間反応させる。反応後析出した固体をろ過回収し、洗浄することで中間生成物O(ウレア体)が得られた。
工程(4b)
 次に、攪拌装置を設置した反応装置に、N雰囲気下、中間生成物O(0.025mol)、塩化パラトルエンスルホニル(0.05mol)、ピリジン40mlを仕込み攪拌する。25℃で3時間反応させた後、メタノール120mlを加え、さらに25℃で1時間攪拌する。析出した固体をろ過回収し、洗浄することでCC4を得た。CC4の構造はNMRおよびIRにより確認した。
実施例15 環状カルボジイミドCC5の合成(スキーム1)
CC5:Mw=296
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000101
工程(1b)
 o−クロロニトロベンゼン(0.0625mol)とジエチレングリコール(0.025mol)、炭酸カリウム(0.125mol)、テトラブチルアンモニウムブロミド(0.012mol)、N,N−ジメチルホルムアミド40mlを攪拌装置および加熱装置を設置した反応装置にN雰囲気下仕込み、130℃で15時間反応させた。反応後、溶液を水160mlに加え、析出した固体をろ過回収した。この固体を洗浄し、乾燥することで中間生成物P(ニトロ体)を得た。
工程(2a)
 次に中間生成物P(0.1mol)と5%パラジウムカーボン(Pd/C)(1.0g)、N,N−ジメチルホルムアミド150mlを、攪拌装置を設置した反応装置に仕込み、水素置換を5回行い、25℃で水素を常に供給した状態で反応させ、水素の減少がなくなったら反応を終了する。Pd/Cをろ過回収し、ろ液を450mlの水に入れると固体が析出する。この固体を回収し乾燥することで中間生成物Q(アミン体)が得られた。
工程(3a)
 次に攪拌装置および加熱装置、滴下ロートを設置した反応装置に、N雰囲気下、トリフェニルホスフィンジブロミド(0.11mol)と1,2−ジクロロエタン150mlを仕込み攪拌させる。そこに中間生成物Q(0.05mol)とトリエチルアミン(0.25mol)を1,2−ジクロロエタン50mlに溶かした溶液を25℃で徐々に滴下する。滴下終了後、70℃で5時間反応させる。その後、反応溶液をろ過し、ろ液を水100mlで5回分液を行った。有機層を硫酸ナトリウム5gで脱水し、1,2−ジクロロエタンを減圧により除去し、中間生成物R(トリフェニルホスフィン体)が得られた。
工程(4a)
 次に、攪拌装置および滴下ロートを設置した反応装置に、N雰囲気下、ジ−tert−ブチルジカーボネート(0.11mol)とN,N−ジメチル−4−アミノピリジン(0.055mol)、ジクロロメタン150mlを仕込み攪拌させる。そこに、25℃で中間生成物R(0.05mol)を溶かしたジクロロメタン100mlをゆっくりと滴下させる。滴下後、12時間反応させる。その後、ジクロロメタンを除去し得られた固形物を精製することで、CC5を得た。CC5の構造はNMRおよびIRにより確認した。
実施例16 CC3によるポリ乳酸の末端封止
 Lラクチド((株)武蔵野化学研究所製、光学純度100%)100重量部に対し、オクチル酸スズを0.005重量部加え、窒素雰囲気下、攪拌翼のついた反応機にて、180℃で2時間反応し、オクチル酸スズに対し触媒失活剤として、1.2倍当量の燐酸を添加しその後、13.3Paで残存するラクチドを除去し、チップ化し、ポリL−乳酸を得た。得られたポリL−乳酸のカルボキシル基濃度は14当量/tonであった。
 得られたポリL−乳酸100重量部あたり、CC3、1.0重量部と共に2軸ルーダー(シリンダー温度230℃)、滞留時間3分で、溶融混練した。カルボキシル基濃度は0.7当量/ton以下に減少していた。また、混練後のルーダー出口でイソシアネート臭はしなかった。
実施例17 CC5によるポリ乳酸の末端封止
 実施例16において、環状カルボジイミド:CC3を、環状カルボジイミド:CC5に替え、その他の条件は同様にして反応させたところ、カルボキシル基濃度は0.4当量/ton以下に減少していた。また、混練後のルーダー出口でイソシアネート臭はしなかった。
実施例18 CC4によるポリアミドの末端封止
 ポリメタキシレンアジパミド(三菱ガス化学(株)製「MXナイロン S6001」)、メタキシリレンジアミンとアジピン酸からなるポリアミドであり、カルボキシル基濃度は70当量/tonであった。このポリメタキシレンアジパミド100重量部あたり、CC4、3.0重量部と共に2軸ルーダー(シリンダー温度260℃)、滞留時間3分で、溶融混練した。カルボキシル基濃度は1.9当量/ton以下に減少していた。また、混練後のルーダー出口でイソシアネート臭はしなかった。
実施例19:環状カルボジイミドCC6の合成(スキーム1)
CC6:MW=324
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000102
工程(1b)
 4−クロロ−3−ニトロトルエン(0.11mol)とジエチレングリコール(0.05mol)、炭酸カリウム(0.33mol)、N,N−ジメチルホルムアミド200mlを攪拌装置および加熱装置を設置した反応装置にN雰囲気下仕込み、130℃で12時間反応後、DMFを減圧により除去し、得られた固形物をジクロロメタン200mlに溶かし、水100mlで3回分液を行った。有機層を硫酸ナトリウム5gで脱水し、ジクロロメタンを減圧により除去し、中間生成物P(ニトロ体)を得た。
工程(2a)
 次に中間生成物P(0.1mol)と5%パラジウムカーボン(Pd/C)(1g)、エタノール/ジクロロメタン(70/30)200mlを、攪拌装置を設置した反応装置に仕込み、水素置換を5回行い、25℃で水素を常に供給した状態で反応させ、水素の減少がなくなったら反応を終了する。Pd/Cを回収し、混合溶媒を除去すると中間生成物Q(アミン体)が得られた。
工程(3a)
 次に攪拌装置および加熱装置、滴下ロートを設置した反応装置に、N雰囲気下、トリフェニルホスフィンジブロミド(0.11mol)と1,2−ジクロロエタン150mlを仕込み攪拌させる。そこに中間生成物Q(0.05mol)とトリエチルアミン(0.25mol)を1,2−ジクロロエタン50mlに溶かした溶液を25℃で徐々に滴下する。滴下終了後、70℃で5時間反応させる。その後、反応溶液をろ過し、ろ液を水100mlで5回分液を行った。有機層を硫酸ナトリウム5gで脱水し、1,2−ジクロロエタンを減圧により除去し、中間生成物R(トリフェニルホスフィン体)が得られた。
工程(4a)
 次に、攪拌装置および滴下ロートを設置した反応装置に、N雰囲気下、ジ−tert−ブチルジカーボネート(0.11mol)とN,N−ジメチル−4−アミノピリジン(0.055mol)、ジクロロメタン150mlを仕込み攪拌させる。そこに、25℃で中間生成物R(0.05mol)を溶かしたジクロロメタン100mlをゆっくりと滴下させる。滴下後、12時間反応させる。その後、ジクロロメタンを除去し得られた固形物を精製することで、CC6を得た。CC6の構造はNMRおよびIRにより確認した。

Claims (10)

  1.  下記式(i)で表される環状カルボジイミド化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
    (式中Xは、下記式(i−1)~(i−6)で表される2価の基または下記式(i−7)~(i−8)で表される4価の基であって、Xが2価の基のときqは0であり、Xが(i−1)または(i−2)から選ばれるとき、ArおよびArは、各々独立に芳香族基であって、これらは炭素数1~6のアルキル基およびフェニル基以外の置換基で置換されており、Xが(i−3)~(i−6)のいずれかから選ばれるとき、ArおよびArは、各々独立に、置換基で置換されていてもよい芳香族基であり、Xが4価の基のときqは1であり、Ar~Arは各々独立に芳香族基であり、これらは炭素数1~6のアルキル基およびフェニル基以外の置換基で置換されている。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
    (式中、hは1~6の整数である。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
    (式中、mおよびnは各々独立に0~3の整数である。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
    (式中、m’およびn’は各々独立に0~3の整数である。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005
    (式中、m’’およびn’’は各々独立に0~3の整数である。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000006
    (式中、YおよびZは酸素原子または硫黄原子である。j、k、rは各々独立に1~4の整数である。iは0~3の整数である。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000007
    (式中、Arは芳香族基である。s、tは各々独立に1~3の整数である。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000008
    (式中、RおよびRは各々独立に、炭素数1~6のアルキル基、フェニル基を表す。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000009
  2.  Ar~Arは各々独立に、炭素数1~6のアルキル基もしくはフェニル基以外の置換基で置換されている、オルトフェニレン基または1,2−ナフタレン−ジイル基である、請求項1記載の化合物。
  3.  (1)下記式(a−1)の化合物、下記式(a−2)の化合物および下記式(b−1)の化合物を反応させ、下記式(c)のニトロ体を得る工程(1a)、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000010
    (式中、X、Ar、Arは上記式(i)における定義と同じであって、但しXは2価の基であり、Xが(i−1)または(i−2)から選ばれるとき、ArおよびArは、各々独立に芳香族基であって、これらは炭素数1~6のアルキル基およびフェニル基以外の置換基で置換されており、Xが(i−3)~(i−6)のいずれかから選ばれるとき、ArおよびArは、各々独立に、置換基で置換されていてもよい芳香族基である。EおよびEは各々独立に、ハロゲン原子、トルエンスルホニルオキシ基、メタンスルホニルオキシ基、ベンゼンスルホニルオキシ基およびp−ブロモベンゼンスルホニルオキシ基からなる群から選ばれる基である。)
    (2)得られたニトロ体を還元して下記式(d)で表されるアミン体を得る工程(2a)、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000011
    (3)得られたアミン体とトリフェニルホスフィンジブロミドを反応させ下記式(e−1)で表されるトリフェニルホスフィン体を得る工程(3a)、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000012
    (式中Arはフェニル基である。)
    および
    (4)得られたトリフェニルホスフィン体を反応系中でイソシアネート化した後、直接脱炭酸させ下記式(f)の化合物を得る工程(4a)、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000013
    を含む請求項1記載の環状カルボジイミド化合物の製造方法。
  4.  請求項3記載の工程(1a)を、下記式(a−i)の化合物、下記式(a−ii)の化合物および下記式(b−i)の化合物を反応させる工程(1b)とする、請求項1記載の環状カルボジイミド化合物の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000014
    (式中、X、Ar、Arは上記式(i)における定義と同じであって、Xは2価であり、Xが(i−1)または(i−2)から選ばれるとき、ArおよびArは、各々独立に芳香族基であって、これらは炭素数1~6のアルキル基およびフェニル基以外の置換基で置換されており、Xが(i−3)~(i−6)のいずれかから選ばれるとき、ArおよびArは、各々独立に、置換基で置換されていてもよい芳香族基である。E、Eは各々独立に、ハロゲン原子、トルエンスルホニルオキシ基、メタンスルホニルオキシ基、ベンゼンスルホニルオキシ基およびp−ブロモベンゼンスルホニルオキシ基からなる群から選ばれる基である。)
  5.  請求項3記載の工程(3a)を、アミン体と二酸化炭素または二硫化炭素とを反応させ下記式(e−2)で表されるウレア体またはチオウレア体を得る工程(3b)とし、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000015
    (式中、X、Ar、Arは上記式(i)における定義と同じであって、Xは2価であり、Xが(i−1)または(i−2)から選ばれるとき、ArおよびArは、各々独立に芳香族基であって、これらは炭素数1~6のアルキル基およびフェニル基以外の置換基で置換されており、Xが(i−3)~(i−6)のいずれかから選ばれるとき、ArおよびArは、各々独立に、置換基で置換されていてもよい芳香族基である。Zは酸素原子またはイオウ原子である。)
     工程(4a)を、得られたウレア体を脱水させ、またはチオウレア体を脱硫させる工程(4b)とする、請求項1記載の環状カルボジイミド化合物の製造方法。
  6.  (1)下記式(A−1)~(A−4)の化合物および下記式(B−1)の化合物を反応させ、下記式(C)のニトロ体を得る工程(1A)、
    (式中、Ar~Arは式(i)と同じであって、各々独立に芳香族基であり、これらは炭素数1~6のアルキル基およびフェニル基以外の置換基で置換されている。E~Eは各々独立に、ハロゲン原子、トルエンスルホニルオキシ基、メタンスルホニルオキシ基、ベンゼンスルホニルオキシ基およびp−ブロモベンゼンスルホニルオキシ基からなる群から選ばれる基である。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000017
    (式中、Xは式(i)における定義と同じであって、但し、式(i−7)~(i−8)で表される4価の基である。)
    (2)得られたニトロ体を還元して下記式(D)のアミン体を得る工程(2A)、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000018
    (3)得られたアミン体とトリフェニルホスフィンジブロミドを反応させ下記式(E−1)のトリフェニルホスフィン体を得る工程(3A)、および
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000019
    (式中Arはフェニル基である。)
    (4)得られたトリフェニルホスフィン体を反応系中でイソシアネート化した後、直接脱炭酸させ下記式の化合物(F)を得る工程(4A)、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000020
    を含む請求項1記載の環状カルボジイミド化合物の製造方法。
  7.  請求項6記載の工程(1A)を、下記式(A−i)~(A−iv)の化合物および下記式(B−i)の化合物を反応させ、式(C)のニトロ体を得る工程(1B)とする請求項1記載の環状カルボジイミド化合物の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000021
    (式中、Ar~Arは式(i)と同じであって、各々独立に芳香族基であり、これらは炭素数1~6のアルキル基およびフェニル基以外の置換基で置換されている。E~Eは各々独立に、ハロゲン原子、トルエンスルホニルオキシ基、メタンスルホニルオキシ基、ベンゼンスルホニルオキシ基およびp−ブロモベンゼンスルホニルオキシ基からなる群から選ばれる基である。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000022
    (式中、Xは式(i)と同じ定義であって、但し式(i−7)~(i−8)で表される4価の基である。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000023
  8.  請求項6記載の工程(3A)を、アミン体と二酸化炭素あるいは二硫化炭素とを反応させ下記式(E−2)のウレア体またはチオウレア体を得る工程(3B)とし、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000024
    (式中、Ar~Arは式(i)と同じ定義であって、各々独立に芳香族基であり、これらは炭素数1~6のアルキル基およびフェニル基以外の置換基で置換されている。Xは式(i)と同じ定義であって、式(i−7)~(i−8)で表される4価の基である。Zは酸素原子あるいは硫黄原子である。)
     工程(4A)を、得られたウレア体を脱水させ、またはチオウレア体を脱硫させる工程(4B)とする、
    請求項1記載の環状カルボジイミド化合物の製造方法。
  9.  請求項1に記載の式(i)で表される環状カルボジイミド化合物を有効成分とする高分子化合物の末端封止剤。
  10.  請求項1に記載の式(i)で表される環状カルボジイミド化合物を有効成分とする酸性基の捕捉剤。
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