WO2015178037A1 - ゴム組成物、タイヤ、ビスフェニルジアミン化合物及び老化防止剤 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a rubber composition, a tire, a bisphenyldiamine compound and an anti-aging agent, and more particularly to a rubber composition suitable for use in a tread rubber or a sidewall rubber of a tire.
- a rubber article made of natural rubber or diene synthetic rubber is deteriorated with time by being exposed to an ozone environment, and cracks may occur on the surface thereof. This crack further progresses as the rubber article continues to receive static stress and dynamic stress, and as a result, the rubber article is broken.
- N- (1,3-dimethylbutyl) -N ′ is used as an anti-aging agent in rubber articles, particularly tire tread rubber and sidewall rubber.
- a rubber composition containing an amine-based anti-aging agent such as -phenyl-p-phenylenediamine is generally applied (Patent Documents 1 and 2).
- an object of the present invention is to provide a rubber composition that has higher weather resistance than conventional rubber compositions and can suppress discoloration of the surface of a rubber article.
- Another object of the present invention is to provide a tire having high weather resistance and suppressing discoloration of the surface of a rubber article.
- the present inventors have high weather resistance and can suppress the discoloration of the surface of the rubber article by adding a compound having a specific structure to the rubber component.
- the inventors have found that a rubber composition can be obtained and have completed the present invention.
- the rubber composition of the present invention has the following formula (I) for at least one rubber component selected from natural rubber and diene synthetic rubber: [Wherein R 1 , R 2 , R 5 and R 6 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a phenyl group, provided that R 1 and R 2 are hydrogen atoms at the same time. Unless otherwise specified, R 3 and R 4 each independently represent an alkyl group or aralkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and A represents 1 to 12 carbon atoms, except when R 5 and R 6 are simultaneously hydrogen atoms. Wherein l, m, and n each represents an integer of 0 or 1].
- either one of R 1 and R 2 of the bisphenyldiamine compound represented by the formula (I) is a hydrogen atom.
- R 5 and R 6 are hydrogen atoms
- R 3 and R 4 are alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms
- A is an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms
- l is 1. It is preferable that a bisphenyldiamine compound represented by the above formula (I) in which m and n are 0 is blended as an anti-aging agent.
- the amount of the bisphenyldiamine compound represented by the formula (I) is preferably in the range of 0.2 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
- the tire of the present invention is characterized in that the rubber composition is applied to any of tire members, and preferably the tire member is at least one of a tread and a sidewall.
- the tire member is at least one of a tread and a sidewall.
- Such a tire has high weather resistance and suppresses discoloration of the surface of the rubber article.
- the bisphenyldiamine compound of the present invention has the following formula (I): [Wherein R 1 , R 2 , R 5 and R 6 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a phenyl group, provided that R 1 and R 2 are hydrogen atoms at the same time. Unless otherwise specified, R 3 and R 4 each independently represent an alkyl group or aralkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and A represents 1 to 12 carbon atoms, except when R 5 and R 6 are simultaneously hydrogen atoms. Wherein l, m, and n represent an integer of 0 or 1.].
- the antiaging agent of the present invention is for natural rubber and diene synthetic rubber, and is characterized by comprising the bisphenyldiamine compound.
- a rubber composition having higher weather resistance than conventional rubber compositions and capable of suppressing discoloration of the surface of the rubber article, as well as high weather resistance and discoloration of the surface of the rubber article is possible to provide a tire that is suppressed.
- the present invention is described in detail below.
- the rubber composition of the present invention is obtained by blending at least one bisphenyldiamine compound represented by the above formula (I) with at least one rubber component selected from natural rubber and diene synthetic rubber.
- Rubber component examples include natural rubber (NR) and diene synthetic rubber.
- examples of the diene synthetic rubber include isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), and styrene-butadiene. Examples thereof include copolymer rubber (SBR). These rubber components can be used individually by 1 type, or can be used in combination of 2 or more type as needed.
- the rubber composition of the present invention comprises at least one bisphenyldiamine compound represented by the formula (I).
- R 1 , R 2 , R 5 and R 6 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a phenyl group, provided that R 1 and R 2 R 3 and R 4 each independently represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an aralkyl group, except that R 5 and R 6 are simultaneously hydrogen atoms, except that R 5 and R 6 are simultaneously hydrogen atoms.
- the bisphenyldiamine compound represented by the formula (I) used in the rubber composition of the present invention has a higher molecular weight than the conventional anti-aging agent, and has a unique characteristic as shown in the formula (I). And a bridge portion having a relatively long chain length, that is, the following formula (II): It has the site
- Such a bisphenyldiamine compound is considered to have a low diffusion rate in the rubber composition due to the high molecular weight and the presence of a unique bridge site, and to suppress the migration to the rubber surface.
- the bisphenyldiamine compound represented by the formula (I) has an excellent anti-aging effect on rubber components such as natural rubber and diene synthetic rubber, and is used as an anti-aging agent for rubber components. be able to.
- alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include carbon such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, and cyclobutyl group.
- Examples thereof include linear, branched or cyclic alkyl groups of 1 to 4.
- Examples of the alkyl group having 1 to 8 carbon atoms include various pentyl groups such as an n-pentyl group, an isopentyl group, a neopentyl group, a tert-pentyl group, and a cyclopentyl group.
- hexyl groups such as n-hexyl group, isohexyl group, 4-methyl-2-pentyl group and cyclohexyl group
- various heptyl groups such as n-heptyl group and 4-heptyl group
- n-octyl group isooctyl group
- 2- Examples thereof include linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms to which various octyl groups such as an ethylhexyl group are added.
- Examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms include, for example, the groups exemplified as the alkyl group having 1 to 8 above, various nonyl groups such as n-nonyl group, 3-ethylheptyl group, 4-methyloctyl group, n- Examples thereof include linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms to which various decyl groups such as decyl group and 4-ethyloctyl group are added.
- Examples of the aralkyl group include a benzyl group and a phenethyl group.
- Examples of the alkylene group having 1 or 2 carbon atoms include a methylene group and an ethylene group.
- the alkylene group having 1 to 4 carbon atoms is a straight chain obtained by adding a trimethylene group, a propylene group, a dimethylmethylene group, a 2-methyltrimethylene group, a tetramethylene group, or the like to the group represented by the alkylene group having 1 to 2 carbon atoms And a branched or branched alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
- Examples of the alkylene group having 1 to 8 carbon atoms include a pentamethylene group, a hexamethylene group, a 1,4-dimethyltetramethylene group, a heptamethylene group, an octamethylene group, etc.
- Examples thereof include a linear or branched alkylene group having 1 to 8 carbon atoms.
- the alkylene group having 1 to 10 carbon atoms a linear or branched chain in which a nonamethylene group, a decamethylene group, a 1,8-dimethyloctamethylene group or the like is added to the group represented by the alkylene group having 1 to 8 carbon atoms. Mention may be made of alkylene groups having 1 to 10 carbon atoms.
- alkylene group having 1 to 12 carbon atoms a linear or branched group in which an undecamethylene group, a dodecamethylene group, a 1,10-dimethyldecamethylene group, or the like is added to the group represented by the aforementioned alkylene group having 1 to 10 carbon atoms. Mention may be made of chain-like alkylene groups having 1 to 12 carbon atoms.
- R 1 , R 2 , R 5 and R 6 in the bisphenyldiamine compound represented by the formula (I) are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a phenyl group. From the viewpoint of improving weather resistance and preventing discoloration, it is preferable that either R 1 or R 2 is a hydrogen atom, and either R 5 or R 6 is a hydrogen atom, and R 1 and R 2 One of these is a hydrogen atom and the other is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and either one of R 5 and R 6 is a hydrogen atom and the other is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. More preferred.
- R 3 and R 4 in the bisphenyldiamine compound represented by the formula (I) are each independently an alkyl group or aralkyl group having 1 to 8 carbon atoms, but sufficient weather resistance and discoloration can be obtained. From the viewpoint of prevention, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms is preferable, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is more preferable, and an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms is particularly preferable.
- a in the bisphenyldiamine compound represented by the formula (I) is an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms. From the viewpoint of sufficient weather resistance and prevention of discoloration, A 1 to 8 carbon atoms is used. An alkylene group is preferred, an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms is more preferred, and an alkylene group having 1 to 2 carbon atoms is particularly preferred.
- the alkylene group may be linear, branched or cyclic.
- l, m and n in the bisphenyldiamine compound represented by the formula (I) are integers of 0 or 1, but 1 is 1 from the viewpoint of sufficiently improving weather resistance and preventing discoloration.
- m and n are preferably 0.
- Examples of such compounds include N, N′-bis [4- (isopropylamino) phenyl] -N, N′-dimethylethane-1,2-diamine, N, N′-diisopropyl-N, N ′.
- the bisphenyldiamine compound represented by the formula (I) can be produced by the reactions shown in the following reaction formula-1 to reaction formula-4.
- R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 and A are the same as defined above.
- the bisphenyldiamine compound represented by the formula (Ia) can be produced by alkylating or aralkylating the amino group of the aniline compound represented by the formula (1).
- the bisphenyldiamine compound represented by the formula (Ia) is a compound included in the bisphenyldiamine compound represented by the formula (I) of the present invention.
- the aniline compound represented by the formula (1) is contacted in the presence of a reducing agent or in the presence of a metal catalyst.
- a reductive amination reaction in which a ketone or an aldehyde acts can be applied.
- the reductive amination reaction in which a ketone or an aldehyde is allowed to act on the aniline compound represented by the formula (1) in the presence of a reducing agent is performed in a solvent, and the solvent used is inert to the reaction.
- known solvents can be widely used, for example, ether solvents such as dimethyl ether, diethyl ether, diisopropyl ether, tert-butyl methyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, tetrahydropyran, and 1,2-dimethoxyethane.
- halogen solvents such as dichloromethane and carbon tetrachloride, particularly borohydride reducing agents
- alcohol solvents such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropyl alcohol, and n-butanol. These solvents can be used alone or in combination of two or more as required. These solvents are usually used in an amount of about 1 to 500 parts by weight, preferably about 5 to 100 parts by weight, per 1 part by weight of the aniline compound represented by the formula (1).
- Examples of the reducing agent used in this reaction include lithium aluminum hydride, sodium borohydride, lithium borohydride, sodium cyanoborohydride, lithium triethylborohydride, and the like.
- Such a reducing agent is usually 0.5 to 10 equivalents, preferably 0.5 to 2.0 equivalents, more preferably 0.5 to 1.0 equivalents relative to the aniline compound represented by the formula (1). What is necessary is just to use it in the quantity which becomes an equivalent.
- Examples of the ketone or aldehyde used in this reaction include linear, branched or straight chain having 1 to 10 carbon atoms such as formaldehyde, acetaldehyde, propanal, butanal, isobutyraldehyde, hexanal, nonanal, decanal, benzaldehyde, and phenylacetaldehyde.
- Examples include cyclic aldehyde compounds, linear, branched or cyclic ketone compounds having 1 to 10 carbon atoms such as acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, cyclohexanone, methyl isobutyl ketone, and acetophenone.
- the amount of ketone or aldehyde used in this reaction is usually 2.0 to 10.0 equivalents, preferably 2.0 to 5.0 equivalents, more preferably 2.0 to 2.2 equivalents. Can be used.
- This reaction can be carried out usually within the range from ⁇ 78 ° C. to the boiling point of the solvent used, but is usually about ⁇ 10 to 50 ° C., preferably around room temperature.
- the reaction time varies depending on the reaction temperature and cannot be generally specified, but the reaction is usually completed in about 0.5 to 24 hours.
- the reductive amination reaction in which a ketone or an aldehyde is allowed to act on the aniline compound represented by the formula (1) is preferably carried out in a solvent.
- solvent is inert to the reaction, known solvents can be widely used.
- alcohol solvents such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropyl alcohol, n-butanol, acetic acid, propionic acid, etc.
- These solvents can be used alone or in combination of two or more as required.
- These solvents are usually used in an amount of about 1 to 500 parts by weight, preferably about 1 to 20 parts by weight, based on 1 part by weight of the aniline compound represented by the formula (1).
- metal catalyst to be used examples include palladium carbon, platinum black (platinum carbon), platinum sulfur carbon, platinum oxide, Raney nickel, Raney cobalt and the like.
- a metal catalyst is usually from 0.0001 to 0.5 parts by weight, preferably from 0.0001 to 0.1 parts by weight, more preferably from 1 part by weight of the aniline compound represented by the formula (1). The amount used may be 0.0001 to 0.01 parts by mass.
- This reaction can be carried out usually within the range from ⁇ 78 ° C. to the boiling point of the solvent used, but is usually about ⁇ 10 to 50 ° C., preferably around room temperature.
- the reaction is performed in a hydrogen atmosphere, and the pressure is usually from atmospheric pressure to 10 MPa, preferably from atmospheric pressure to 1.0 MPa, and more preferably around atmospheric pressure.
- the reaction time varies depending on the reaction temperature and cannot be generally specified, but the reaction is usually completed in about 0.5 to 24 hours.
- R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 and A are the same as defined above.
- the bisphenyldiamine compound represented by the formula (Ia) can be produced by alkylating or aralkylating the amino group of the amino compound represented by the formula (2).
- an alkyl halide having 1 to 8 carbon atoms or an aralkyl halide is allowed to act on the amino compound represented by the formula (2). The method is applicable.
- This reaction is carried out in a solvent, and as the solvent used, known solvents can be widely used as long as they are inert to the reaction.
- solvents for example, dimethyl ether, diethyl ether, diisopropyl ether, tert -Ether solvents such as butyl methyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, tetrahydropyran, 1,2-dimethoxyethane, aromatic solvents such as toluene, xylene and benzene, halogen solvents such as dichloromethane and carbon tetrachloride, N, N Examples thereof include amide solvents such as dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, and hexamethylphosphoric triamide, and sulfoxide solvents such as dimethyl sulfoxide. These solvents can be used alone or in combination of two or more as required. These solvents are usually used in an amount of about 1 to 500 parts by weight, preferably
- a base may be used in this reaction.
- the base used include tertiary alkylamines such as triethylamine and diisopropylethylamine, hydrides such as lithium hydride, sodium hydride and potassium hydride, methyllithium, Alkyllithium such as ethyllithium, n-butyllithium and tert-butyllithium, amine metal salts such as lithium diisopropylamide, lithium hexamethyldisilazide and sodium hexamethyldisilazide, caustic such as sodium hydroxide and potassium hydroxide There can be mentioned.
- These bases are usually 2.0 to 10.0 equivalents, preferably 2.0 to 5.0 equivalents, more preferably 2.0 to 2.2 equivalents relative to the amino compound represented by the formula (2). What is necessary is just to use it in the quantity which becomes an equivalent.
- the amount of alkyl halide or aralkyl halide used in this reaction is usually 2.0 to 10.0 equivalents, preferably 2.0 to 5.0 equivalents, more preferably 2.0 to 2.2 equivalents. It may be used in such an amount.
- This reaction can be carried out usually within the range from ⁇ 78 ° C. to the boiling point of the solvent used, but is usually about ⁇ 10 to 50 ° C., preferably around room temperature.
- the reaction time varies depending on the reaction temperature and cannot be generally specified, but the reaction is usually completed in about 0.5 to 24 hours.
- reaction conditions and the like can be carried out according to the above reaction formula-1.
- R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , A and l are the same as defined above.
- X represents a halogen atom.
- the carboxylic acid halide represented by the formula (3) is allowed to act on the phenylamine compound represented by the formula (4), and then the phenylamine compound represented by the formula (5) is allowed to act.
- a bisphenyldiamine compound represented by the formula (Ib) can be produced.
- the bisphenyldiamine compound represented by the formula (Ib) is a compound included in the bisphenyldiamine compound represented by the formula (I) of the present invention.
- This reaction is carried out in a solvent, and as the solvent used, known solvents can be widely used as long as they are inert to the reaction.
- solvents for example, dimethyl ether, diethyl ether, diisopropyl ether, tert -Ether solvents such as butyl methyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, tetrahydropyran, 1,2-dimethoxyethane, aromatic solvents such as toluene, xylene and benzene, halogen solvents such as dichloromethane and carbon tetrachloride, N, N Examples thereof include amide solvents such as dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, and hexamethylphosphoric triamide, and sulfoxide solvents such as dimethyl sulfoxide.
- These solvents can be used alone or in combination of two or more as required. These solvents are usually about 1 to 500 parts by weight, preferably 5 to 100 parts by weight with respect to 1 part by weight of the phenylamine compound represented by the formula (4) or the phenylamine compound represented by the formula (5). Use it to some extent.
- the amount of the phenylamine compound represented by formula (4) or the phenylamine compound represented by formula (5) used in this reaction is usually 2. with respect to the carboxylic acid halide represented by formula (3).
- the amount used may be 0 to 10.0 equivalents, preferably 2.0 to 5.0 equivalents, more preferably 2.0 to 2.2 equivalents.
- This reaction is preferably carried out in the presence of a base.
- a base examples include aromatic amines such as pyridine, N, N-dimethyl-4-aminopyridine, pyrazine, and 2,6-lutidine, trimethylamine, triethylamine, and diisopropyl.
- aromatic amines such as pyridine, N, N-dimethyl-4-aminopyridine, pyrazine, and 2,6-lutidine
- trimethylamine triethylamine
- diisopropyl examples thereof include tertiary aliphatic amines such as ethylamine and N-methylpyrrolidine, and caustic substances such as sodium hydroxide and potassium hydroxide.
- These bases are usually 2.0 to 10.0 equivalents, preferably 2.0 to 5.0 equivalents, more preferably 2.0 to 2.2 equivalents relative to the amino compound represented by the formula (2). What is necessary is just to use it in the quantity which becomes an equivalent.
- This reaction can be carried out usually within the range from ⁇ 78 ° C. to the boiling point of the solvent used, but is usually about ⁇ 10 to 50 ° C., preferably around room temperature.
- the reaction time varies depending on the reaction temperature and cannot be generally specified, but the reaction is usually completed in about 0.5 to 24 hours.
- R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , A and l are the same as defined above.
- a 2 represents an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms.
- the bisphenyldiamine compound represented by the formula (Ib) produced in the reaction formula-3 is reduced with a reducing agent to reduce the carbonyl group, and the bisphenyldiamine compound represented by the formula (Ic) Can be manufactured.
- the bisphenyldiamine compound represented by the formula (Ic) is a compound included in the bisphenyldiamine compound represented by the formula (I) of the present invention.
- This reaction is carried out in a solvent, and as the solvent used, known solvents can be widely used as long as they are inert to the reaction.
- solvents such as butyl methyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, tetrahydropyran, 1,2-dimethoxyethane, halogen solvents such as dichloromethane and carbon tetrachloride, and borohydride reducing agents, methanol, ethanol, n- Examples thereof include alcohol solvents such as propanol, isopropyl alcohol, and n-butanol. These solvents can be used alone or in combination of two or more as required. These solvents are usually used in an amount of about 1 to 500 parts by weight, preferably about 5 to 100 parts by weight, per 1 part by weight of the aniline compound represented by the formula (1).
- Examples of the reducing agent used in this reaction include lithium aluminum hydride, sodium borohydride, borane, diborane and the like.
- lithium aluminum hydride may be combined with aluminum chloride, and sodium borohydride. May be used in combination with a Lewis acid such as tin tetrachloride or boron trifluoride diethyl ether complex.
- a reducing agent is usually 1.5 to 20.0 equivalents, preferably 1.5 to 6.0 equivalents, more preferably 1.5 to the bisphenyldiamine compound represented by the formula (Ib). What is necessary is just to use it in the quantity which becomes an equivalent.
- This reaction can be carried out usually within the range from ⁇ 78 ° C. to the boiling point of the solvent used, but is usually about ⁇ 10 to 50 ° C., preferably around room temperature.
- the reaction time varies depending on the reaction temperature and cannot be generally specified, but the reaction is usually completed in about 0.5 to 24 hours.
- the aniline compound represented by the formula (1) and the amino compound represented by the formula (2) used in the reaction formula-1 and the reaction formula-2 are represented by the following reaction formula-5 and reaction formula-6. It can be manufactured by a method. [Wherein, R 3 , R 4 and A are the same as above. ]
- Reaction Formula-5 first, 4-fluoronitrobenzene represented by Formula (7) is reacted with the diamine compound represented by Formula (6) in the presence of a base such as calcium carbonate to obtain Formula (8)
- the bisnitrophenyl diamine compound represented by these is manufactured.
- the resulting bisnitrophenyldiamine compound represented by the formula (8) is subjected to alkylation or aralkylation reaction to produce a substituted amine compound represented by the formula (9).
- This alkylation or aralkylation reaction may be carried out according to the reaction shown in the above reaction scheme-2.
- the aniline compound represented by Formula (1) can be produced by reducing the nitro group of the substituted amine compound represented by Formula (9). In this reaction, generally known reaction conditions for reducing a nitro group on a benzene ring to an amino group can be applied.
- the nitro group on the benzene ring of the bisnitrophenyldiamine compound represented by the formula (8) produced in the above reaction formula-5 is reduced by applying known reaction conditions to obtain the formula (10
- the amino compound represented by the formula (2) can be produced by producing an aniline compound represented by (II) and then performing an alkylation or aralkylation reaction to an amino group.
- the alkylation or aralkylation reaction to the amino group may be performed according to the reaction shown in the above reaction formula-1.
- the amount of the bisphenyldiamine compound represented by the formula (I) is in the range of 0.2 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
- the range of 0.5 to 7.5 parts by mass is more preferable.
- the blending amount of the anti-aging agent represented by the formula (I) is 0.2 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component, the weather resistance such as ozone resistance of the rubber composition is sufficiently improved. Moreover, discoloration of the surface of the rubber article can be effectively suppressed.
- the blending amount of the bisphenyldiamine compound represented by the formula (I) is 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber component, while sufficiently improving weather resistance and suppressing discoloration, The consumption of the bisphenyldiamine compound represented by the formula (I) as an anti-aging agent is suppressed, which is advantageous in terms of raw material costs of the rubber composition.
- the rubber composition of this invention combining the bisphenyldiamine compound represented by the said Formula (I), and other anti-aging agents, such as an amine type.
- the blending amount of the antioxidant other than the bisphenyldiamine compound represented by the above formula (I) is preferably in the range of 0 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
- the rubber composition of the present invention can contain carbon black, silica or the like as a reinforcing filler.
- the carbon black is not particularly limited, and any commercially available silica can be used. Among them, wet silica, dry silica, colloidal silica is preferably used, and wet silica is more preferably used.
- the compounding amount of the reinforcing filler is preferably in the range of 5 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
- silica When silica is used as the reinforcing filler, it is preferable to contain about 1 to 20% by mass of the silane coupling agent with respect to the silica from the viewpoint of reinforcing properties, and from the viewpoint of heat generation, 6 to 6%. It is more preferable to make it contain in 12 mass%.
- the rubber composition of the present invention further includes a compounding agent usually used in the rubber industry such as a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, a scorch inhibitor, a softening agent, zinc oxide, and stearic acid. It can be appropriately selected and blended within a range not harming. As these compounding agents, commercially available products can be suitably used.
- the rubber composition is prepared by kneading a rubber component, a bisphenyldiamine compound represented by the above formula (I), and various compounding agents appropriately selected as necessary, by heating, extruding, and the like. Can be manufactured.
- the tire according to the present invention is characterized in that the rubber composition is applied to any of the tire members.
- the tire member is preferably a tread and sidewall exposed on the outer surface.
- the above-mentioned rubber composition is used for the tire of this invention, it has the advantage that discoloration of the surface of a rubber article is suppressed while having high weather resistance.
- N, N′-bis (4-nitrophenyl) -N, N′-dimethylethane-1,2-diamine N, N′-bis (4-nitrophenyl) produced according to 1) above A solution of 100 g of ethane-1,2-diamine in 800 mL of N, N-dimethylformamide was ice-cooled, added with 48 g of sodium hydride (60% oil suspension), returned to room temperature, and stirred for 1 hour. The mixture was ice-cooled again and 128.7 g of methyl iodide was added dropwise, followed by stirring at room temperature for 13 hours.
- reaction solution was added to 2000 mL of water, stirred for 1 hour and filtered, and the resulting solid was crushed and washed successively with water and methanol, dried under reduced pressure, and N, N′-bis (4-nitrophenyl) -N, 109 g (99% yield) of N′-dimethylethane-1,2-diamine was obtained.
- N′-dimethylethane-1,2-diamine (Compound I-1) 34.6 g (yield 88%) was obtained.
- reaction mixture was concentrated under reduced pressure, 5N aqueous sodium hydroxide solution was added to the resulting residue, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hr.
- the reaction solution was extracted with ethyl acetate, and the organic layer was washed with water and concentrated under reduced pressure.
- a rubber composition in accordance with the compounding formulas 1 and 2 shown in Table 3 was prepared according to a conventional method.
- the compounding quantity of various bisphenyl diamine compounds and anti-aging agent was changed by the Example (refer Table 4 and Table 5 mentioned later).
- compounding 1 is a compounding of a rubber composition that is supposed to be applied to a tread
- compounding 2 is a compounding of a rubber composition that is supposed to be applied to a sidewall.
- the prepared rubber composition was vulcanized according to a conventional method, and the ozone resistance and discoloration of the obtained vulcanized rubber composition were evaluated by the following methods.
- Vulcanization accelerator MBTS “Noxeller DM” manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd. * 9 Vulcanization accelerator CBS: “Sunceller CM-G” manufactured by Sanshin Chemical Industry * 10 Bisphenyldiamine compound X: Compound I-2 produced in Production Example 2 * 11 Bisphenyldiamine compound Y: Compound I-4 produced in Production Example 4 * 12 Bisphenyldiamine compound Z: Compound I-7 produced in Production Example 7 * 13
- Anti-aging agent 6PPD “NOCRACK 6C” manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd., N-phenyl-N ′-(1,3-dimethylbutyl) -p-phenylenediamine * 14
- Anti-aging agent TMQ Seiko Chemical "Nonflex RD-S", 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline polymer, manufactured by
- ⁇ Ozone resistance> According to JIS K6301, an ozone deterioration test was performed on the test pieces of each rubber composition under the conditions of a temperature of 40 ° C., an ozone concentration of 50 pphm, and an elongation of 20%. After 50 hours, the state of deterioration of the test piece was observed, and the evaluation was made in three stages of A (a small number of cracks), B (a large number of cracks), and C (a number of cracks) according to the number of cracks generated.
- a rubber composition in which a bisphenyldiamine compound represented by the above formula (I) is blended with at least one rubber component selected from natural rubber and diene-based synthetic rubber, and the above formula (I) has improved weather resistance compared to a rubber composition containing only conventional anti-aging agents. In addition, it can be seen that discoloration of the surface is also suppressed.
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Abstract
従来のゴム組成物よりも耐候性が高い上、ゴム物品の表面の変色を抑制することが可能なゴム組成物を提供する。本発明のゴム組成物は、天然ゴム及びジエン系合成ゴムから選択される少なくとも一種のゴム成分に対して、下記式(I)[式中、R1、R2、R5及びR6はそれぞれ独立して水素原子、炭素数1~10のアルキル基又はフェニル基を表し、但し、R1及びR2が同時に水素原子である場合を除き、R5及びR6が同時に水素原子である場合を除き、R3及びR4はそれぞれ独立して炭素数1~8のアルキル基又はアラルキル基を表し、Aは炭素数1~12のアルキレン基を表し、l、m及びnは0又は1の整数を表す]で表されるビスフェニルジアミン化合物を少なくとも一種配合してなることを特徴とする。
Description
本発明は、ゴム組成物、タイヤ、ビスフェニルジアミン化合物及び老化防止剤に関し、特には、タイヤのトレッドゴムやサイドウォールゴムに使用するのに好適なゴム組成物に関するものである。
一般に、天然ゴムやジエン系合成ゴムを原料としたゴム物品は、オゾン環境下にさらされることにより経時的に劣化し、その表面にクラックが発生し得る。このクラックは、ゴム物品が静的応力及び動的応力を受け続けることにより更に進行し、結果的にゴム物品が破壊に至ってしまう。
上記オゾンによるき裂の発生及び進行を防止ないし抑制するために、ゴム物品、特にタイヤのトレッドゴムやサイドウォールゴムには、老化防止剤として、N-(1,3-ジメチルブチル)-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン等のアミン系老化防止剤を配合したゴム組成物を適用するのが一般的となっている(特許文献1,2)。
しかしながら、ゴム物品に上述のアミン系老化防止剤を用いると、時間の経過に伴ってかかる老化防止剤がゴム表面に移行し、ゴム表面の変色や汚染をもたらすいわゆるブルームが発生し易く、ゴム物品の外観を損ねるおそれがある。
また、近年、ゴム物品の耐オゾン性等の耐候性のさらなる向上が求められ、特に、タイヤ製造においては、低燃費化及び省資源化を目的として各部材のゲージ厚をより薄くする取り組みが行われている。このような状況下、上述のアミン系老化防止剤を配合した従来のゴム組成物に比べ、耐候性が一層高いゴム組成物が求められる。
また、近年、ゴム物品の耐オゾン性等の耐候性のさらなる向上が求められ、特に、タイヤ製造においては、低燃費化及び省資源化を目的として各部材のゲージ厚をより薄くする取り組みが行われている。このような状況下、上述のアミン系老化防止剤を配合した従来のゴム組成物に比べ、耐候性が一層高いゴム組成物が求められる。
そこで、本発明の目的は、従来のゴム組成物よりも耐候性が高い上、ゴム物品の表面の変色を抑制することが可能なゴム組成物を提供することにある。また、本発明の他の目的は、耐候性が高い上、ゴム物品の表面の変色が抑制されたタイヤを提供することにある。
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、ゴム成分に特定構造の化合物を配合することで、耐候性が高い上、ゴム物品の表面の変色を抑制することが可能なゴム組成物が得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。
即ち、本発明のゴム組成物は、天然ゴム及びジエン系合成ゴムから選択される少なくとも一種のゴム成分に対して、下記式(I):
[式中、R1、R2、R5及びR6はそれぞれ独立して水素原子、炭素数1~10のアルキル基又はフェニル基を表し、但し、R1及びR2が同時に水素原子である場合を除き、R5及びR6が同時に水素原子である場合を除き、R3及びR4はそれぞれ独立して炭素数1~8のアルキル基又はアラルキル基を表し、Aは炭素数1~12のアルキレン基を表し、l、m及びnは0又は1の整数を表す]で表されるビスフェニルジアミン化合物を少なくとも一種配合してなることを特徴とする。本発明のゴム組成物は、老化防止剤として、かかるビスフェニルジアミン化合物が配合されているため、従来のゴム組成物よりも耐候性が大幅に向上し、なおかつゴム物品の表面の変色を抑制することができる。
本発明のゴム組成物は、十分な耐候性の向上及び変色の防止の観点から、前記式(I)で表されるビスフェニルジアミン化合物のR1及びR2のいずれか一方が水素原子であり、R5及びR6のいずれか一方が水素原子であり、R3及びR4が炭素数1~8のアルキル基であり、Aが炭素数1~8のアルキレン基であり、lが1であり、m及びnが0である上記式(I)で表されるビスフェニルジアミン化合物が老化防止剤として配合されていることが好ましい。
本発明のゴム組成物は、前記式(I)で表されるビスフェニルジアミン化合物の配合量が、ゴム成分100質量部に対して0.2~10質量部の範囲であることが好ましい。前記ビスフェニルジアミン化合物の配合量をかかる範囲とすることにより、その消費量を抑えつつ十分な耐候性の向上及び変色の抑制をもたらすことができる。
本発明のタイヤは、前記ゴム組成物をタイヤ部材のいずれかに適用したことを特徴とし、好ましくは、前記タイヤ部材がトレッド及びサイドウォールの少なくとも一方である。かかるタイヤは、耐候性が高い上、ゴム物品の表面の変色が抑制されている。
本発明によれば、従来のゴム組成物よりも耐候性が高い上、ゴム物品の表面の変色を抑制することが可能なゴム組成物、並びに、耐候性が高い上、ゴム物品の表面の変色が抑制されたタイヤを提供することができる。
<ゴム組成物>
以下に、本発明を詳細に説明する。本発明のゴム組成物は、天然ゴム及びジエン系合成ゴムから選択される少なくとも一種のゴム成分に対して、上記式(I)で表されるビスフェニルジアミン化合物を少なくとも一種配合してなることを特徴とする。
以下に、本発明を詳細に説明する。本発明のゴム組成物は、天然ゴム及びジエン系合成ゴムから選択される少なくとも一種のゴム成分に対して、上記式(I)で表されるビスフェニルジアミン化合物を少なくとも一種配合してなることを特徴とする。
<<ゴム成分>>
本発明のゴム組成物に用いるゴム成分としては、天然ゴム(NR)及びジエン系合成ゴムが挙げられ、該ジエン系合成ゴムとしては、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム(SBR)等が挙げられる。これらゴム成分は、1種を単独で使用でき、又は必要に応じて2種以上を組み合わせて使用することができる。
本発明のゴム組成物に用いるゴム成分としては、天然ゴム(NR)及びジエン系合成ゴムが挙げられ、該ジエン系合成ゴムとしては、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム(SBR)等が挙げられる。これらゴム成分は、1種を単独で使用でき、又は必要に応じて2種以上を組み合わせて使用することができる。
<<ビスフェニルジアミン化合物>>
本発明のゴム組成物は、前記式(I)で表されるビスフェニルジアミン化合物を少なくとも一種配合してなる。ここで、前記式(I)中、R1、R2、R5及びR6はそれぞれ独立して水素原子、炭素数1~10のアルキル基又はフェニル基を表し、但し、R1及びR2が同時に水素原子である場合を除き、R5及びR6が同時に水素原子である場合を除き、R3及びR4はそれぞれ独立して炭素数1~8のアルキル基又はアラルキル基を表し、Aは炭素数1~12のアルキレン基を表し、l、m及びnは0又は1の整数を表す。
本発明のゴム組成物に用いる前記式(I)で表されるビスフェニルジアミン化合物は、従来の老化防止剤に比べて分子量が高く、また、前記式(I)に示されるように、特有で且つ比較的長い鎖長部分を有するブリッヂ部位、即ち下記式(II):
によって構成される部位を有する。そして、かかるビスフェニルジアミン化合物は、高い分子量及び特有のブリッヂ部位の存在によって、ゴム組成物における拡散速度が低減され、ゴム表面への移行がより抑制されるものと考えられる。
前記式(I)で表されるビスフェニルジアミン化合物は、天然ゴム及びジエン系合成ゴム等のゴム成分に対して優れた老化防止効果を有しており、ゴム成分用の老化防止剤として使用することができる。
本発明のゴム組成物は、前記式(I)で表されるビスフェニルジアミン化合物を少なくとも一種配合してなる。ここで、前記式(I)中、R1、R2、R5及びR6はそれぞれ独立して水素原子、炭素数1~10のアルキル基又はフェニル基を表し、但し、R1及びR2が同時に水素原子である場合を除き、R5及びR6が同時に水素原子である場合を除き、R3及びR4はそれぞれ独立して炭素数1~8のアルキル基又はアラルキル基を表し、Aは炭素数1~12のアルキレン基を表し、l、m及びnは0又は1の整数を表す。
本発明のゴム組成物に用いる前記式(I)で表されるビスフェニルジアミン化合物は、従来の老化防止剤に比べて分子量が高く、また、前記式(I)に示されるように、特有で且つ比較的長い鎖長部分を有するブリッヂ部位、即ち下記式(II):
前記式(I)で表されるビスフェニルジアミン化合物は、天然ゴム及びジエン系合成ゴム等のゴム成分に対して優れた老化防止効果を有しており、ゴム成分用の老化防止剤として使用することができる。
本明細書で使用される各基は、次の通りである。
炭素数1~4のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、シクロブチル基等の炭素数1~4の直鎖状、分岐鎖状又は環状アルキル基が挙げられる。
炭素数1~8のアルキル基としては、例えば、前記1~4のアルキル基で例示した基に、n-ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基、シクロペンチル基等の各種ペンチル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基、4-メチル-2-ペンチル基、シクロヘキシル基等の各種ヘキシル基、n-ヘプチル基、4-ヘプチル基等の各種ヘプチル基、n-オクチル基、イソオクチル基、2-エチルヘキシル基等の各種オクチル基等を加えた炭素数1~8の直鎖状、分岐鎖状又は環状アルキル基が挙げられる。
炭素数1~10のアルキル基としては、例えば、前記1~8のアルキル基で例示した基に、n-ノニル基、3-エチルヘプチル基、4-メチルオクチル基等の各種ノニル基、n-デシル基、4-エチルオクチル基等の各種デシル基等を加えた炭素数1~10の直鎖状、分岐鎖状又は環状アルキル基が挙げられる。
アラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。
炭素数1~2のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基が挙げられる。
炭素数1~4のアルキレン基としては、前記1~2のアルキレン基で示した基に、トリメチレン基、プロピレン基、ジメチルメチレン基、2-メチルトリメチレン基、テトラメチレン基等を加えた直鎖状又は分岐鎖状の炭素数1~4のアルキレン基を挙げることができる。
炭素数1~8のアルキレン基としては、前記1~4のアルキレン基で示した基に、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、1,4-ジメチルテトラメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基等を加えた直鎖状又は分岐鎖状の炭素数1~8のアルキレン基を挙げることができる。
炭素数1~10のアルキレン基としては、前記1~8のアルキレン基で示した基に、ノナメチレン基、デカメチレン基、1,8-ジメチルオクタメチレン基等を加えた直鎖状又は分岐鎖状の炭素数1~10のアルキレン基を挙げることができる。
炭素数1~12のアルキレン基としては、前記1~10のアルキレン基で示した基に、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基、1,10-ジメチルデカメチレン基等を加えた直鎖状又は分岐鎖状の炭素数1~12のアルキレン基を挙げることができる。
炭素数1~4のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、シクロブチル基等の炭素数1~4の直鎖状、分岐鎖状又は環状アルキル基が挙げられる。
炭素数1~8のアルキル基としては、例えば、前記1~4のアルキル基で例示した基に、n-ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基、シクロペンチル基等の各種ペンチル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基、4-メチル-2-ペンチル基、シクロヘキシル基等の各種ヘキシル基、n-ヘプチル基、4-ヘプチル基等の各種ヘプチル基、n-オクチル基、イソオクチル基、2-エチルヘキシル基等の各種オクチル基等を加えた炭素数1~8の直鎖状、分岐鎖状又は環状アルキル基が挙げられる。
炭素数1~10のアルキル基としては、例えば、前記1~8のアルキル基で例示した基に、n-ノニル基、3-エチルヘプチル基、4-メチルオクチル基等の各種ノニル基、n-デシル基、4-エチルオクチル基等の各種デシル基等を加えた炭素数1~10の直鎖状、分岐鎖状又は環状アルキル基が挙げられる。
アラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。
炭素数1~2のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基が挙げられる。
炭素数1~4のアルキレン基としては、前記1~2のアルキレン基で示した基に、トリメチレン基、プロピレン基、ジメチルメチレン基、2-メチルトリメチレン基、テトラメチレン基等を加えた直鎖状又は分岐鎖状の炭素数1~4のアルキレン基を挙げることができる。
炭素数1~8のアルキレン基としては、前記1~4のアルキレン基で示した基に、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、1,4-ジメチルテトラメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基等を加えた直鎖状又は分岐鎖状の炭素数1~8のアルキレン基を挙げることができる。
炭素数1~10のアルキレン基としては、前記1~8のアルキレン基で示した基に、ノナメチレン基、デカメチレン基、1,8-ジメチルオクタメチレン基等を加えた直鎖状又は分岐鎖状の炭素数1~10のアルキレン基を挙げることができる。
炭素数1~12のアルキレン基としては、前記1~10のアルキレン基で示した基に、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基、1,10-ジメチルデカメチレン基等を加えた直鎖状又は分岐鎖状の炭素数1~12のアルキレン基を挙げることができる。
式(I)で表されるビスフェニルジアミン化合物におけるR1、R2、R5及びR6は、それぞれ独立して水素原子、炭素数1~10のアルキル基又はフェニル基であるが、十分な耐候性の向上及び変色の防止の観点から、R1及びR2のいずれか一方が水素原子であり、R5及びR6のいずれか一方が水素原子であるのが好ましく、R1及びR2のいずれか一方が水素原子で且つ他方が炭素数1~4のアルキル基であり、R5及びR6のいずれか一方が水素原子で且つ他方が炭素数1~4のアルキル基であるのがより好ましい。
また、式(I)で表されるビスフェニルジアミン化合物におけるR3及びR4は、それぞれ独立して炭素数1~8のアルキル基又はアラルキル基であるが、十分な耐候性の向上及び変色の防止の観点から、炭素数1~8のアルキル基であるのが好ましく、炭素数1~4のアルキル基であるのがより好ましく、炭素数1~3のアルキル基であるのが特に好ましい。
更に、式(I)で表されるビスフェニルジアミン化合物におけるAは、炭素数1~12のアルキレン基であるが、十分な耐候性の向上及び変色の防止の観点から、炭素数1~8のアルキレン基であるのが好ましく、炭素数1~4のアルキレン基であるのがより好ましく、炭素数1~2のアルキレン基であるのが特に好ましい。なお、前記アルキレン基は、直鎖状、分枝鎖状及び環状の何れであってもよい。
また更に、式(I)で表されるビスフェニルジアミン化合物におけるl、m及びnは、0又は1の整数であるが、十分な耐候性の向上及び変色の防止の観点から、lが1であり、m及びnが0であるのが好ましい。
このような化合物としては、例えば、N,N’-ビス[4-(イソプロピルアミノ)フェニル]-N,N’-ジメチルエタン-1,2-ジアミン、N,N’-ジイソプロピル-N,N’-ビス[4-(イソプロピルアミノ)フェニル]エタン-1,2-ジアミン、N,N’-ジイソプロピル-N,N’-ビス[4-(ペンタン-3-イルアミノ)フェニル]エタン-1,2-ジアミン、N,N’-ジベンジル-N,N’-ビス[4-(ペンタン-3-イルアミノ)フェニル]エタン-1,2-ジアミン、N,N’-ビス[4-(ジイソプロピルアミノ)フェニル]-N,N’-ジイソプロピルエタン-1,2-ジアミン、N,N’-ビス(4-アニリノフェニル)-N,N’-ジイソプロピルデカン-1,10-ジアミン、N,N’-ビス(4-アニリノフェニル)-N,N’-ビス(4-メチルペンタン-2-イル)オキサミド、N,N’-ビス(4-アニリノフェニル)-N,N’-ビス(4-メチルペンタン-2-イル)アジプアミド、N,N’-ジエチル-N,N’-ビス[4-(イソプロピルアミノ)フェニル]エタン-1,2-ジアミン、N,N’-ジイソプロピル-N,N’-ビス[4-(イソプロピルアミノ)フェニル]ヘキサン-1,6-ジアミン、N,N’-ビス[4-(ヘプタン-4-イルアミノ)フェニル]-N,N’-ジイソプロピルエタン-1,2-ジアミン、N,N’-ビス(4-アニリノフェニル)-N,N’-ジイソプロピルペンタン-1,5-ジアミン、N,N’-ビス(4-アニリノフェニル)-N,N’-ビス(4-メチルペンタン-2-イル)ペンタン-1,5-ジアミン、N,N'-ビス(4-アニリノフェニル)-N,N’-ジイソプロピルヘキサン-1,6-ジアミン等を挙げることができ、これらの中でもN,N’-ビス[4-(イソプロピルアミノ)フェニル]-N,N’-ジメチルエタン-1,2-ジアミン、N,N’-ジイソプロピル-N,N’-ビス[4-(イソプロピルアミノ)フェニル]エタン-1,2-ジアミン、N,N’-ジイソプロピル-N,N’-ビス[4-(ペンタン-3-イルアミノ)フェニル]エタン-1,2-ジアミン、N,N’-ビス(4-アニリノフェニル)-N,N’-ジイソプロピルデカン-1,10-ジアミン、N,N’-ジエチル-N,N’-ビス[4-(イソプロピルアミノ)フェニル]エタン-1,2-ジアミン、N,N’-ジイソプロピル-N,N’-ビス[4-(イソプロピルアミノ)フェニル]ヘキサン-1,6-ジアミン、N,N'-ビス(4-アニリノフェニル)-N,N’-ジイソプロピルヘキサン-1,6-ジアミンが好ましい。
ここで、式(I)で表されるビスフェニルジアミン化合物は、下記の反応式-1乃至反応式-4に示される反応により製造することができる。
反応式-1によれば、式(1)で表されるアニリン化合物のアミノ基をアルキル化又はアラルキル化することで式(Ia)で表されるビスフェニルジアミン化合物を製造することができる。なお、式(Ia)で表されるビスフェニルジアミン化合物は、本発明の式(I)で表されるビスフェニルジアミン化合物に包含される化合物である。
式(1)で表されるアニリン化合物のアミノ基をアルキル化又はアラルキル化する反応として、式(1)で表されるアニリン化合物に還元剤の存在下で、又は、金属触媒存在下での接触水素還元反応で、ケトン又はアルデヒドを作用させる還元的アミノ化反応が適用できる。
式(1)で表されるアニリン化合物のアミノ基をアルキル化又はアラルキル化する反応として、式(1)で表されるアニリン化合物に還元剤の存在下で、又は、金属触媒存在下での接触水素還元反応で、ケトン又はアルデヒドを作用させる還元的アミノ化反応が適用できる。
還元剤の存在下で、式(1)で表されるアニリン化合物にケトン又はアルデヒドを作用させる還元的アミノ化反応は、溶媒中で行われ、使用される溶媒としては、反応に対して不活性な溶媒である限り公知の溶媒を広く使用することができ、例えば、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、tert-ブチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、テトラヒドロピラン、1,2-ジメトキシエタン等のエーテル系溶媒、ジクロロメタン、四塩化炭素等のハロゲン系溶媒、特に水素化ホウ素系還元剤に関しては、メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロピルアルコール、n-ブタノール等のアルコール系溶媒等を挙げることができる。これらの溶媒は、1種を単独で使用でき、又は必要に応じて2種以上を混合して使用することができる。
これらの溶媒は、式(1)で表されるアニリン化合物1質量部に対して、通常1~500質量部程度、好ましくは5~100質量部程度使用すればよい。
これらの溶媒は、式(1)で表されるアニリン化合物1質量部に対して、通常1~500質量部程度、好ましくは5~100質量部程度使用すればよい。
本反応で使用する還元剤としては、水素化アルミニウムリチウム、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素リチウム、シアノ水素化ホウ素ナトリウム、水素化トリエチルホウ素リチウム等を挙げることができる。
このような還元剤は、式(1)で表されるアニリン化合物に対して、通常0.5~10当量、好ましくは0.5~2.0当量、より好ましくは0.5~1.0当量となるような量で使用すればよい。
このような還元剤は、式(1)で表されるアニリン化合物に対して、通常0.5~10当量、好ましくは0.5~2.0当量、より好ましくは0.5~1.0当量となるような量で使用すればよい。
本反応で使用されるケトン又はアルデヒドとしては、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロパナール、ブタナール、イソブチルアルデヒド、ヘキサナール、ノナナール、デカナール、ベンズアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド等の炭素数1~10の直鎖状、分岐鎖状又は環状アルデヒド化合物、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、メチルイソブチルケトン、アセトフェノン等の炭素数1~10の直鎖状、分岐鎖状又は環状ケトン化合物を挙げることができる。
本反応で使用するケトン又はアルデヒドの使用量は、通常2.0~10.0当量、好ましくは2.0~5.0当量、より好ましくは2.0~2.2当量となるような量で使用すればよい。
本反応で使用するケトン又はアルデヒドの使用量は、通常2.0~10.0当量、好ましくは2.0~5.0当量、より好ましくは2.0~2.2当量となるような量で使用すればよい。
本反応は、通常-78℃から使用する溶媒の沸点温度までの範囲内で行うことができるが、通常-10~50℃程度、好ましくは室温付近とすればよい。
反応時間は反応温度等により異なり一概には言えないが、通常0.5~24時間程度で該反応は完結する。
反応時間は反応温度等により異なり一概には言えないが、通常0.5~24時間程度で該反応は完結する。
金属触媒存在下での接触水素還元反応で、式(1)で表されるアニリン化合物にケトン又はアルデヒドを作用させる還元的アミノ化反応は、溶媒中で行うのが好ましく、使用される溶媒としては、反応に対して不活性な溶媒である限り公知の溶媒を広く使用することができ、例えば、メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロピルアルコール、n-ブタノール等のアルコール系溶媒、酢酸、プロピオン酸等の有機酸、シクロヘキサン等の炭化水素系溶媒、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒を挙げることができる。これらの溶媒は、1種を単独で使用でき、又は必要に応じて2種以上を混合して使用することができる。
これらの溶媒は、式(1)で表されるアニリン化合物1質量部に対して、通常1~500質量部程度、好ましくは1~20質量部程度使用すればよい。
これらの溶媒は、式(1)で表されるアニリン化合物1質量部に対して、通常1~500質量部程度、好ましくは1~20質量部程度使用すればよい。
使用する金属触媒としては、パラジウム炭素、白金黒(プラチナ炭素)、白金硫黄炭素、酸化白金、ラネーニッケル、ラネーコバルト等を挙げることができる。
このような金属触媒は、式(1)で表されるアニリン化合物1質量部に対して、通常0.0001~0.5質量部、好ましくは0.0001~0.1質量部、より好ましくは0.0001~0.01質量部となるような量で使用すればよい。
このような金属触媒は、式(1)で表されるアニリン化合物1質量部に対して、通常0.0001~0.5質量部、好ましくは0.0001~0.1質量部、より好ましくは0.0001~0.01質量部となるような量で使用すればよい。
本反応は、通常-78℃から使用する溶媒の沸点温度までの範囲内で行うことができるが、通常-10~50℃程度、好ましくは室温付近とすればよい。
また、本反応は水素雰囲気下で行われるが、その圧力は通常大気圧~10MPaであるが、好ましくは大気圧~1.0MPaであり、より好ましくは大気圧付近である。
反応時間は反応温度等により異なり一概には言えないが、通常0.5~24時間程度で該反応は完結する。
また、本反応は水素雰囲気下で行われるが、その圧力は通常大気圧~10MPaであるが、好ましくは大気圧~1.0MPaであり、より好ましくは大気圧付近である。
反応時間は反応温度等により異なり一概には言えないが、通常0.5~24時間程度で該反応は完結する。
反応式-2によれば、式(2)で表されるアミノ化合物のアミノ基をアルキル化又はアラルキル化することで、式(Ia)で表されるビスフェニルジアミン化合物を製造することができる。
式(2)で表されるアミノ化合物のアミノ基をアルキル化又はアラルキル化する反応として、式(2)で表されるアミノ化合物に炭素数1~8のハロゲン化アルキル又はハロゲン化アラルキルを作用させる方法が適用できる。
式(2)で表されるアミノ化合物のアミノ基をアルキル化又はアラルキル化する反応として、式(2)で表されるアミノ化合物に炭素数1~8のハロゲン化アルキル又はハロゲン化アラルキルを作用させる方法が適用できる。
本反応は、溶媒中で行われ、使用される溶媒としては、反応に対して不活性な溶媒である限り公知の溶媒を広く使用することができ、例えば、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、tert-ブチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、テトラヒドロピラン、1,2-ジメトキシエタン等のエーテル系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン等の芳香族系溶媒、ジクロロメタン、四塩化炭素等のハロゲン系溶媒、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ヘキサメチルリン酸トリアミド等のアミド系溶媒、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒等を挙げることができる。これらの溶媒は、1種を単独で使用でき、又は必要に応じて2種以上を混合して使用することができる。
これらの溶媒は、式(2)で表されるアミノ化合物1質量部に対して、通常1~500質量部程度、好ましくは5~100質量部程度使用すればよい。
これらの溶媒は、式(2)で表されるアミノ化合物1質量部に対して、通常1~500質量部程度、好ましくは5~100質量部程度使用すればよい。
また、本反応には塩基を用いても良く、使用される塩基としては、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン等の三級アルキルアミン、水素化リチウム、水素化ナトリウム、水素化カリウム等の水素化物、メチルリチウム、エチルリチウム、n-ブチルリチウム、tert-ブチルリチウム等のアルキルリチウム、リチウムジイソプロピルアミド、リチウムヘキサメチルジシラジド、ナトリウムヘキサメチルジシラジド等のアミン金属塩、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の苛性類を挙げることができる。
これらの塩基は、式(2)で表されるアミノ化合物に対して、通常2.0~10.0当量、好ましくは2.0~5.0当量、より好ましくは2.0~2.2当量となるような量で使用すればよい。
これらの塩基は、式(2)で表されるアミノ化合物に対して、通常2.0~10.0当量、好ましくは2.0~5.0当量、より好ましくは2.0~2.2当量となるような量で使用すればよい。
本反応で使用するハロゲン化アルキル又はハロゲン化アラルキルの使用量は、通常2.0~10.0当量、好ましくは2.0~5.0当量、より好ましくは2.0~2.2当量となるような量で使用すればよい。
本反応は、通常-78℃から使用する溶媒の沸点温度までの範囲内で行うことができるが、通常-10~50℃程度、好ましくは室温付近とすればよい。
反応時間は反応温度等により異なり一概には言えないが、通常0.5~24時間程度で該反応は完結する。
反応時間は反応温度等により異なり一概には言えないが、通常0.5~24時間程度で該反応は完結する。
また、ハロゲン化アルキル又はハロゲン化アラルキルを作用させる方法に替えて、還元剤の存在下でアルデヒド又はケトンを作用させる還元的アミノ化反応を適用することもできる。
この場合、反応条件等は上記反応式-1に準じて行うことができる。
この場合、反応条件等は上記反応式-1に準じて行うことができる。
反応式-3によれば、式(3)で表されるカルボン酸ハライドを式(4)で表されるフェニルアミン化合物に作用させ、次いで式(5)で表されるフェニルアミン化合物に作用させることで、式(Ib)で表されるビスフェニルジアミン化合物を製造することができる。なお、式(Ib)で表されるビスフェニルジアミン化合物は、本発明の式(I)で表されるビスフェニルジアミン化合物に包含される化合物である。
本反応は、溶媒中で行われ、使用される溶媒としては、反応に対して不活性な溶媒である限り公知の溶媒を広く使用することができ、例えば、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、tert-ブチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、テトラヒドロピラン、1,2-ジメトキシエタン等のエーテル系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン等の芳香族系溶媒、ジクロロメタン、四塩化炭素等のハロゲン系溶媒、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ヘキサメチルリン酸トリアミド等のアミド系溶媒、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒等を挙げることができる。これらの溶媒は、1種を単独で使用でき、又は必要に応じて2種以上を混合して使用することができる。
これらの溶媒は、式(4)で表されるフェニルアミン化合物又は式(5)で表されるフェニルアミン化合物1質量部に対して、通常1~500質量部程度、好ましくは5~100質量部程度使用すればよい。
これらの溶媒は、式(4)で表されるフェニルアミン化合物又は式(5)で表されるフェニルアミン化合物1質量部に対して、通常1~500質量部程度、好ましくは5~100質量部程度使用すればよい。
本反応で使用する式(4)で表されるフェニルアミン化合物又は式(5)で表されるフェニルアミン化合物の使用量は、式(3)で表されるカルボン酸ハライドに対して通常2.0~10.0当量、好ましくは2.0~5.0当量、より好ましくは2.0~2.2当量となるような量で使用すればよい。
本反応は塩基の存在下で行うのが好ましく、使用する塩基としては、ピリジン、N,N-ジメチル-4-アミノピリジン、ピラジン、2,6-ルチジン等の芳香族アミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、N-メチルピロリジン等の三級脂肪族アミン、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の苛性類を挙げることができる。これらの塩基は、式(2)で表されるアミノ化合物に対して、通常2.0~10.0当量、好ましくは2.0~5.0当量、より好ましくは2.0~2.2当量となるような量で使用すればよい。
本反応は、通常-78℃から使用する溶媒の沸点温度までの範囲内で行うことができるが、通常-10~50℃程度、好ましくは室温付近とすればよい。
反応時間は反応温度等により異なり一概には言えないが、通常0.5~24時間程度で該反応は完結する。
反応時間は反応温度等により異なり一概には言えないが、通常0.5~24時間程度で該反応は完結する。
反応式-4によれば、上記反応式-3で製造した式(Ib)で表されるビスフェニルジアミン化合物を還元剤によりカルボニル基を還元して式(Ic)で表されるビスフェニルジアミン化合物を製造することができる。なお、式(Ic)で表されるビスフェニルジアミン化合物は、本発明の式(I)で表されるビスフェニルジアミン化合物に包含される化合物である。
本反応は、溶媒中で行われ、使用される溶媒としては、反応に対して不活性な溶媒である限り公知の溶媒を広く使用することができ、例えば、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、tert-ブチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、テトラヒドロピラン、1,2-ジメトキシエタン等のエーテル系溶媒、ジクロロメタン、四塩化炭素等のハロゲン系溶媒、水素化ホウ素系還元剤に関しては、メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロピルアルコール、n-ブタノール等のアルコール系溶媒を挙げることができる。
これらの溶媒は、1種を単独で使用でき、又は必要に応じて2種以上を混合して使用することができる。
これらの溶媒は、式(1)で表されるアニリン化合物1質量部に対して、通常1~500質量部程度、好ましくは5~100質量部程度使用すればよい。
これらの溶媒は、1種を単独で使用でき、又は必要に応じて2種以上を混合して使用することができる。
これらの溶媒は、式(1)で表されるアニリン化合物1質量部に対して、通常1~500質量部程度、好ましくは5~100質量部程度使用すればよい。
本反応で使用する還元剤としては、水素化アルミニウムリチウム、水素化ホウ素ナトリウム、ボラン、ジボラン等を挙げることができ、また、水素化アルミニウムリチウムに関しては塩化アルミニウムと組み合わせても良く、水素化ホウ素ナトリウムに関しては、四塩化スズや三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体等のルイス酸と組み合わせて用いても良い。
このような還元剤は、式(Ib)で表されるビスフェニルジアミン化合物に対して、通常1.5~20.0当量、好ましくは1.5~6.0当量、より好ましくは1.5当量となるような量で使用すればよい。
このような還元剤は、式(Ib)で表されるビスフェニルジアミン化合物に対して、通常1.5~20.0当量、好ましくは1.5~6.0当量、より好ましくは1.5当量となるような量で使用すればよい。
本反応は、通常-78℃から使用する溶媒の沸点温度までの範囲内で行うことができるが、通常-10~50℃程度、好ましくは室温付近とすればよい。
反応時間は反応温度等により異なり一概には言えないが、通常0.5~24時間程度で該反応は完結する。
反応時間は反応温度等により異なり一概には言えないが、通常0.5~24時間程度で該反応は完結する。
上記反応式-1及び反応式-2で使用した式(1)で表されるアニリン化合物及び式(2)で表されるアミノ化合物は、次の反応式-5及び反応式-6で示される方法によって製造することができる。
[式中、R3、R4及びAは前記に同じ。]
反応式-5によれば、まずは式(6)で表されるジアミン化合物に式(7)で表される4-フルオロニトロベンゼンを炭酸カルシウム等の塩基の存在下で反応させて、式(8)で表されるビスニトロフェニルジアミン化合物を製造する。得られた式(8)で表されるビスニトロフェニルジアミン化合物にアルキル化又はアラルキル化反応を行い、式(9)で表される置換アミン化合物を製造する。このアルキル化又はアラルキル化の反応は、上記反応式-2に示された反応に準じて行えばよい。得られた式(9)で表される置換アミン化合物のニトロ基を還元することで式(1)で表されるアニリン化合物を製造することができる。本反応においては、ベンゼン環上ニトロ基のアミノ基への還元する一般に知られている反応条件を適用することができる。
反応式-6によれば、上記反応式-5で製造した式(8)で表されるビスニトロフェニルジアミン化合物のベンゼン環上ニトロ基を公知の反応条件を適用して還元し、式(10)で表されるアニリン化合物を製造し、次いでアミノ基へのアルキル化又はアラルキル化反応を行うことで式(2)で表されるアミノ化合物を製造することができる。このアミノ基へのアルキル化又はアラルキル化反応は、上記反応式-1に示された反応に準じて行えばよい。
前記式(I)で表されるビスフェニルジアミン化合物を老化防止剤として使用する場合のかかるビスフェニルジアミン化合物の配合量は、ゴム成分100質量部に対して0.2~10質量部の範囲が好ましく、0.5~7.5質量部の範囲がより好ましい。前記式(I)で表される老化防止剤の配合量が上記ゴム成分100質量部に対して0.2質量部以上であれば、ゴム組成物の耐オゾン性等の耐候性を十分に向上させることができ、また、ゴム物品の表面の変色を効果的に抑制することができる。一方、前記式(I)で表されるビスフェニルジアミン化合物の配合量が上記ゴム成分100質量部に対して10質量部以下であれば、十分な耐候性の向上及び変色の抑制をもたらしつつ、老化防止剤としての式(I)で表されるビスフェニルジアミン化合物の消費量が抑えられ、ゴム組成物の原料コストの点で有利である。
なお、本発明のゴム組成物には、上記式(I)で表されるビスフェニルジアミン化合物と、アミン系等のその他の老化防止剤とを組み合わせて使用してもよい。この場合、上記式(I)で表されるビスフェニルジアミン化合物以外の老化防止剤の配合量は、ゴム成分100質量部に対して0~5質量部の範囲であることが好ましい。
<<その他の成分>>
本発明のゴム組成物には、補強用充填剤として、カーボンブラック、シリカ等を含有させることができる。ここで、カーボンブラックとしては、特に制限は無く、また、シリカに関しても、市販のあらゆるものを使用でき、中でも湿式シリカ、乾式シリカ、コロイダルシリカを用いることが好ましく、湿式シリカを用いるのがより好ましい。ここで、補強用充填剤の配合量は、ゴム成分100質量部に対して5~200質量部の範囲が好ましい。なお、補強用充填剤としてシリカを用いる場合は、補強性の観点から、シランカップリング剤をシリカに対して1~20質量%程度含有させることが好ましく、また、発熱性の観点から、6~12質量%の範囲で含有させることがより好ましい。
本発明のゴム組成物には、補強用充填剤として、カーボンブラック、シリカ等を含有させることができる。ここで、カーボンブラックとしては、特に制限は無く、また、シリカに関しても、市販のあらゆるものを使用でき、中でも湿式シリカ、乾式シリカ、コロイダルシリカを用いることが好ましく、湿式シリカを用いるのがより好ましい。ここで、補強用充填剤の配合量は、ゴム成分100質量部に対して5~200質量部の範囲が好ましい。なお、補強用充填剤としてシリカを用いる場合は、補強性の観点から、シランカップリング剤をシリカに対して1~20質量%程度含有させることが好ましく、また、発熱性の観点から、6~12質量%の範囲で含有させることがより好ましい。
本発明のゴム組成物には、更に、加硫剤、加硫促進剤、スコーチ防止剤、軟化剤、酸化亜鉛、ステアリン酸等のゴム業界で通常使用される配合剤を、本発明の目的を害しない範囲内で適宜選択し配合することができる。これら配合剤は、市販品を好適に使用することができる。なお、前記ゴム組成物は、ゴム成分と、上記式(I)で表されるビスフェニルジアミン化合物と、必要に応じて適宜選択した各種配合剤とを混練り、熱入れ、押出等することにより製造することができる。
<タイヤ>
本発明のタイヤは、前記ゴム組成物をタイヤ部材のいずれかに適用したことを特徴とする。前記タイヤ部材としては、外表面に露出するトレッド及びサイドウォールが好ましい。なお、本発明のタイヤは、上述のゴム組成物が用いられているため、耐候性が高い上、ゴム物品の表面の変色が抑制されるという利点を有する。
本発明のタイヤは、前記ゴム組成物をタイヤ部材のいずれかに適用したことを特徴とする。前記タイヤ部材としては、外表面に露出するトレッド及びサイドウォールが好ましい。なお、本発明のタイヤは、上述のゴム組成物が用いられているため、耐候性が高い上、ゴム物品の表面の変色が抑制されるという利点を有する。
以下に、本発明を製造例及び実施例により更に詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
製造例1(N,N’-ビス[4-(イソプロピルアミノ)フェニル]-N,N’-ジメチルエタン-1,2-ジアミン(化合物I-1)の製造)
1)N,N’-ビス(4-ニトロフェニル)エタン-1,2-ジアミンの製造
4-フルオロニトロベンゼン25.0gのN,N-ジメチルホルムアミド150mL溶液にエチレンジアミン4.79gと炭酸カリウム73.3gを加え、100℃で一晩撹拌した。反応液をセライトで濾過し、濾液に水500mL、酢酸エチル300mLを加えて分液した。有機層を減圧濃縮して得られた固体残渣をイソプロピルアルコールとジイソプロピルエーテルの混合液で洗浄し、減圧乾燥してN,N’-ビス(4-ニトロフェニル)エタン-1,2-ジアミン21.3g(収率88%)を得た。
2)N,N’-ビス(4-ニトロフェニル)-N,N’-ジメチルエタン-1,2-ジアミンの製造
上記1)に準じて製造したN,N’-ビス(4-ニトロフェニル)エタン-1,2-ジアミン100gのN,N-ジメチルホルムアミド800mL溶液を氷冷し、水素化ナトリウム(60%オイル懸濁物)48gを加え、室温に戻して1時間撹拌した。再度氷冷してヨウ化メチル128.7gを滴下して加えた後、室温で13時間撹拌した。反応液を水2000mLに加えて1時間撹拌して濾過し、得られた固体を水及びメタノールで順次解砕洗浄し、減圧乾燥してN,N’-ビス(4-ニトロフェニル)-N,N’-ジメチルエタン-1,2-ジアミン109g(収率99%)を得た。
3)N,N’-ビス(4-アミノフェニル)-N,N’-ジメチルエタン-1,2-ジアミンの製造
N,N’-ビス(4-ニトロフェニル)-N,N’-ジメチルエタン-1,2-ジアミン109gのメタノール懸濁液に5%パラジウムカーボン2gを加え、水素雰囲気下50℃で3日間撹拌した。反応液を濾過し、濾液を減圧濃縮した。得られた固体残渣を酢酸エチルで洗浄し、減圧乾燥してN,N’-ビス(4-アミノフェニル)-N,N’-ジメチルエタン-1,2-ジアミン87g(収率97%)を得た。
4)N,N’-ビス[4-(イソプロピルアミノ)フェニル]-N,N’-ジメチルエタン-1,2-ジアミン(化合物I-1)の製造
N,N’-ビス(4-アミノフェニル)-N,N’-ジメチルエタン-1,2-ジアミン30.0gのメタノール250mL溶液にアセトン14.1gを加えて氷冷し、シアノ水素化ホウ素ナトリウム15.3gを加えた。酢酸でpH6.5~7.5に調整し、室温に戻して3時間撹拌した。反応液を減圧濃縮した後、残渣に1N水酸化ナトリウム水溶液320mLを加えて室温で1時間撹拌した。反応液に酢酸エチル300mLを加えて分液し、有機層を水100mLで洗浄した。有機層を減圧濃縮し、残渣をクロロホルムに溶かしてシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=3:2→1:1)で処理した。得られたオレンジ色油状物に氷冷したヘキサンを加え、析出した固体を濾過してとり、減圧乾燥して下式で示されるN,N’-ビス[4-(イソプロピルアミノ)フェニル]-N,N’-ジメチルエタン-1,2-ジアミン(化合物I-1)34.6g(収率88%)を得た。
性状:黄色固体
融点:71℃
1H-NMR(300MHz,CDCl3,δppm):1.18(d,12H),2.86(s,6H),3.35(s,4H),3.53(dq,2H),6.58(d,4H),6.65(d,4H)
1)N,N’-ビス(4-ニトロフェニル)エタン-1,2-ジアミンの製造
4-フルオロニトロベンゼン25.0gのN,N-ジメチルホルムアミド150mL溶液にエチレンジアミン4.79gと炭酸カリウム73.3gを加え、100℃で一晩撹拌した。反応液をセライトで濾過し、濾液に水500mL、酢酸エチル300mLを加えて分液した。有機層を減圧濃縮して得られた固体残渣をイソプロピルアルコールとジイソプロピルエーテルの混合液で洗浄し、減圧乾燥してN,N’-ビス(4-ニトロフェニル)エタン-1,2-ジアミン21.3g(収率88%)を得た。
2)N,N’-ビス(4-ニトロフェニル)-N,N’-ジメチルエタン-1,2-ジアミンの製造
上記1)に準じて製造したN,N’-ビス(4-ニトロフェニル)エタン-1,2-ジアミン100gのN,N-ジメチルホルムアミド800mL溶液を氷冷し、水素化ナトリウム(60%オイル懸濁物)48gを加え、室温に戻して1時間撹拌した。再度氷冷してヨウ化メチル128.7gを滴下して加えた後、室温で13時間撹拌した。反応液を水2000mLに加えて1時間撹拌して濾過し、得られた固体を水及びメタノールで順次解砕洗浄し、減圧乾燥してN,N’-ビス(4-ニトロフェニル)-N,N’-ジメチルエタン-1,2-ジアミン109g(収率99%)を得た。
3)N,N’-ビス(4-アミノフェニル)-N,N’-ジメチルエタン-1,2-ジアミンの製造
N,N’-ビス(4-ニトロフェニル)-N,N’-ジメチルエタン-1,2-ジアミン109gのメタノール懸濁液に5%パラジウムカーボン2gを加え、水素雰囲気下50℃で3日間撹拌した。反応液を濾過し、濾液を減圧濃縮した。得られた固体残渣を酢酸エチルで洗浄し、減圧乾燥してN,N’-ビス(4-アミノフェニル)-N,N’-ジメチルエタン-1,2-ジアミン87g(収率97%)を得た。
4)N,N’-ビス[4-(イソプロピルアミノ)フェニル]-N,N’-ジメチルエタン-1,2-ジアミン(化合物I-1)の製造
N,N’-ビス(4-アミノフェニル)-N,N’-ジメチルエタン-1,2-ジアミン30.0gのメタノール250mL溶液にアセトン14.1gを加えて氷冷し、シアノ水素化ホウ素ナトリウム15.3gを加えた。酢酸でpH6.5~7.5に調整し、室温に戻して3時間撹拌した。反応液を減圧濃縮した後、残渣に1N水酸化ナトリウム水溶液320mLを加えて室温で1時間撹拌した。反応液に酢酸エチル300mLを加えて分液し、有機層を水100mLで洗浄した。有機層を減圧濃縮し、残渣をクロロホルムに溶かしてシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=3:2→1:1)で処理した。得られたオレンジ色油状物に氷冷したヘキサンを加え、析出した固体を濾過してとり、減圧乾燥して下式で示されるN,N’-ビス[4-(イソプロピルアミノ)フェニル]-N,N’-ジメチルエタン-1,2-ジアミン(化合物I-1)34.6g(収率88%)を得た。
融点:71℃
1H-NMR(300MHz,CDCl3,δppm):1.18(d,12H),2.86(s,6H),3.35(s,4H),3.53(dq,2H),6.58(d,4H),6.65(d,4H)
製造例2(N,N’-ジイソプロピル-N,N’-ビス[4-(イソプロピルアミノ)フェニル]エタン-1,2-ジアミン(化合物I-2)の製造)
1)N,N’-ビス(4-ニトロフェニル)エタン-1,2-ジアミンの製造
4-フルオロニトロベンゼン25.0gのN,N-ジメチルホルムアミド150mL溶液にエチレンジアミン4.79gと炭酸カリウム73.3gを加え、100℃で一晩撹拌した。反応液をセライトで濾過し、濾液に水500mL及び酢酸エチル300mLを加えて分液した。有機層を減圧濃縮して得られた固体残渣をイソプロピルアルコールとジイソプロピルエーテルの混合液で洗浄し、減圧乾燥してN,N’-ビス(4-ニトロフェニル)エタン-1,2-ジアミン21.3g(収率88%)を得た。
2)N,N’-ビス(4-アミノフェニル)エタン-1,2-ジアミンの製造
N,N’-ビス(4-ニトロフェニル)エタン-1,2-ジアミン11.9gのメタノール懸濁液に5%パラジウムカーボン400mgを加え、水素雰囲気下室温で3日間撹拌した。反応液を濾過し、濾液を減圧濃縮した。得られた固体残渣をイソプロピルアルコールと酢酸エチルで洗浄し、減圧乾燥してN,N’-ビス(4-アミノフェニル)エタン-1,2-ジアミン7.36g(収率77%)を茶色固体として得た。
3)N,N’-ジイソプロピル-N,N’-ビス[4-(イソプロピルアミノ)フェニル]エタン-1,2-ジアミン(化合物I-2)の製造
N,N’-ビス(4-アミノフェニル)エタン-1,2-ジアミン5.00gのメタノール50mL溶液にアセトン9.12mLを加えて氷冷し、シアノ水素化ホウ素ナトリウム5.71gを加えた後、酢酸でpH6.5~7.5に調整して室温で3時間撹拌した。反応液を減圧濃縮した後、残渣に1N水酸化ナトリウム水溶液80mLを加えて室温で1時間撹拌し、反応液に酢酸エチル70mLを加えて分液した。有機層を水10mLで洗浄し、減圧濃縮し、得られた残渣をクロロホルムに溶かしてシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=3:2)で処理した。得られたオレンジ色油状物に氷冷したヘキサンを加え、析出した固体を濾過してとり、減圧乾燥して下式で示されるN,N’-ジイソプロピル-N,N’-ビス[4-(イソプロピルアミノ)フェニル]エタン-1,2-ジアミン(化合物I-2)5.95g(収率70%)を得た。
性状:黄色固体
融点:81~82℃
1H-NMR(300MHz,DMSO-D6,δppm):0.94(d,12H),1.08(d,12H),2.89(s,4H),3.49(m,4H),4.72(br-s,2H),6.45(m,4H),6.65(m,4H)
1)N,N’-ビス(4-ニトロフェニル)エタン-1,2-ジアミンの製造
4-フルオロニトロベンゼン25.0gのN,N-ジメチルホルムアミド150mL溶液にエチレンジアミン4.79gと炭酸カリウム73.3gを加え、100℃で一晩撹拌した。反応液をセライトで濾過し、濾液に水500mL及び酢酸エチル300mLを加えて分液した。有機層を減圧濃縮して得られた固体残渣をイソプロピルアルコールとジイソプロピルエーテルの混合液で洗浄し、減圧乾燥してN,N’-ビス(4-ニトロフェニル)エタン-1,2-ジアミン21.3g(収率88%)を得た。
2)N,N’-ビス(4-アミノフェニル)エタン-1,2-ジアミンの製造
N,N’-ビス(4-ニトロフェニル)エタン-1,2-ジアミン11.9gのメタノール懸濁液に5%パラジウムカーボン400mgを加え、水素雰囲気下室温で3日間撹拌した。反応液を濾過し、濾液を減圧濃縮した。得られた固体残渣をイソプロピルアルコールと酢酸エチルで洗浄し、減圧乾燥してN,N’-ビス(4-アミノフェニル)エタン-1,2-ジアミン7.36g(収率77%)を茶色固体として得た。
3)N,N’-ジイソプロピル-N,N’-ビス[4-(イソプロピルアミノ)フェニル]エタン-1,2-ジアミン(化合物I-2)の製造
N,N’-ビス(4-アミノフェニル)エタン-1,2-ジアミン5.00gのメタノール50mL溶液にアセトン9.12mLを加えて氷冷し、シアノ水素化ホウ素ナトリウム5.71gを加えた後、酢酸でpH6.5~7.5に調整して室温で3時間撹拌した。反応液を減圧濃縮した後、残渣に1N水酸化ナトリウム水溶液80mLを加えて室温で1時間撹拌し、反応液に酢酸エチル70mLを加えて分液した。有機層を水10mLで洗浄し、減圧濃縮し、得られた残渣をクロロホルムに溶かしてシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=3:2)で処理した。得られたオレンジ色油状物に氷冷したヘキサンを加え、析出した固体を濾過してとり、減圧乾燥して下式で示されるN,N’-ジイソプロピル-N,N’-ビス[4-(イソプロピルアミノ)フェニル]エタン-1,2-ジアミン(化合物I-2)5.95g(収率70%)を得た。
融点:81~82℃
1H-NMR(300MHz,DMSO-D6,δppm):0.94(d,12H),1.08(d,12H),2.89(s,4H),3.49(m,4H),4.72(br-s,2H),6.45(m,4H),6.65(m,4H)
製造例3(N,N’-ジイソプロピル-N,N’-ビス[4-(ペンタン-3-イルアミノ)フェニル]エタン-1,2-ジアミン(化合物I-3)の製造)
1)N,N’-ビス[4-(ペンタン-3-イルアミノ)フェニル]エタン-1,2-ジアミンの製造
N,N’-ビス(4-アミンフェニル)エタン-1,2-ジアミン30.0gのメタノール300mL溶液にジエチルケトン23.5gを加え、氷冷下でシアノ水素化ホウ素ナトリウム17.1gを加え、次いで酢酸12mLを2回に分けて加えた。氷冷下で1.5時間撹拌した後、室温に戻して一晩撹拌した。反応液に1N水酸化ナトリウム水溶液250mLを加えて30分間撹拌した後、クロロホルムで抽出し、有機層を水で1回洗浄した。有機層を減圧濃縮し、得られた残渣をクロロホルムに溶かしてシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=3:2)で処理し、再度シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=1:1)で精製してN,N’-ビス[4-(ペンタン-3-イルアミノ)フェニル]エタン-1,2-ジアミン28.5g(収率60%)をこげ茶色固体として得た。
2)N,N’-ジイソプロピル-N,N’-ビス[4-(ペンタン-3-イルアミノ)フェニル]エタン-1,2-ジアミン(化合物I-3)の製造
N,N’-ビス[4-(ペンタン-3-イルアミノ)フェニル]エタン-1,2-ジアミン28.5gのメタノール300mL溶液にアセトン17.3gを加え、氷冷してシアノ水素化ホウ素ナトリウム10.3g、酢酸6.3mLを加えた。室温で2時間撹拌した後、反応液を減圧濃縮した。得られた残渣に1N水酸化ナトリウム水溶液126mLを加えて撹拌した後、クロロホルムで抽出し、有機層を水で洗浄した。有機層を減圧濃縮し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=3:2)で処理した。得られた粗結晶を氷冷したヘキサンで洗浄して下式で示されるN,N’-ジイソプロピル-N,N’-ビス[4-(ペンタン-3-イルアミノ)フェニル]エタン-1,2-ジアミン(化合物I-3)24.5g(収率70%)を得た。
性状:ベージュ色固体
融点:76℃
1H-NMR(300MHz,DMSO-D6,δppm):0.86(t,12H),0.96(d,12H),1.41(m,8H),2.90(s,4H),3.05(m,2H),4.69(br-d,2H),6.47(m,4H),6.66(m,4H)
1)N,N’-ビス[4-(ペンタン-3-イルアミノ)フェニル]エタン-1,2-ジアミンの製造
N,N’-ビス(4-アミンフェニル)エタン-1,2-ジアミン30.0gのメタノール300mL溶液にジエチルケトン23.5gを加え、氷冷下でシアノ水素化ホウ素ナトリウム17.1gを加え、次いで酢酸12mLを2回に分けて加えた。氷冷下で1.5時間撹拌した後、室温に戻して一晩撹拌した。反応液に1N水酸化ナトリウム水溶液250mLを加えて30分間撹拌した後、クロロホルムで抽出し、有機層を水で1回洗浄した。有機層を減圧濃縮し、得られた残渣をクロロホルムに溶かしてシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=3:2)で処理し、再度シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=1:1)で精製してN,N’-ビス[4-(ペンタン-3-イルアミノ)フェニル]エタン-1,2-ジアミン28.5g(収率60%)をこげ茶色固体として得た。
2)N,N’-ジイソプロピル-N,N’-ビス[4-(ペンタン-3-イルアミノ)フェニル]エタン-1,2-ジアミン(化合物I-3)の製造
N,N’-ビス[4-(ペンタン-3-イルアミノ)フェニル]エタン-1,2-ジアミン28.5gのメタノール300mL溶液にアセトン17.3gを加え、氷冷してシアノ水素化ホウ素ナトリウム10.3g、酢酸6.3mLを加えた。室温で2時間撹拌した後、反応液を減圧濃縮した。得られた残渣に1N水酸化ナトリウム水溶液126mLを加えて撹拌した後、クロロホルムで抽出し、有機層を水で洗浄した。有機層を減圧濃縮し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=3:2)で処理した。得られた粗結晶を氷冷したヘキサンで洗浄して下式で示されるN,N’-ジイソプロピル-N,N’-ビス[4-(ペンタン-3-イルアミノ)フェニル]エタン-1,2-ジアミン(化合物I-3)24.5g(収率70%)を得た。
融点:76℃
1H-NMR(300MHz,DMSO-D6,δppm):0.86(t,12H),0.96(d,12H),1.41(m,8H),2.90(s,4H),3.05(m,2H),4.69(br-d,2H),6.47(m,4H),6.66(m,4H)
製造例4(N,N’-ジベンジル-N,N’-ビス[4-(ペンタン-3-イルアミノ)フェニル]エタン-1,2-ジアミン(化合物I-4)の製造)
1)N,N’-ジベンジル-N,N’-ビス(4-ニトロフェニル)エタン-1,2-ジアミンの製造
N,N’-ビス(4-ニトロフェニル)エタン-1,2-ジアミン25.0gのN,N-ジメチルホルムアミド400mL溶液に水素化ナトリウム(60%オイル懸濁物)7.94gを加え、氷冷下で10分間撹拌した後、ベンジルブロミド23.6mLを加えて室温で2時間撹拌した。反応液を氷冷してメタノール及び水を加えて濾過し、得られた固体を水、イソプロピルエーテル及びヘキサンで順次洗浄し、減圧乾燥してN,N’-ジベンジル-N,N’-ビス(4-ニトロフェニル)エタン-1,2-ジアミン40.3g(収率100%)を黄色固体として得た。
2)N,N’-ジベンジル-N,N’-ビス(4-アミノフェニル)エタン-1,2-ジアミンの製造
N,N’-ジベンジル-N,N’-ビス(4-ニトロフェニル)エタン-1,2-ジアミン20.0gのメタノール500mL懸濁液に10%プラチナカーボン2.0gを加え、水素雰囲気下で一晩撹拌し、1,4-ジオキサン200mLを加えて水素雰囲気下で1週間撹拌した。反応液を濾過し、濾液を減圧濃縮した。析出した固体を濾過してN,N’-ジベンジル-N,N’-ビス(4-アミノフェニル)エタン-1,2-ジアミン17.0g(収率97%)を濃紫色固体として得た。
3)N,N’-ジベンジル-N,N’-ビス[4-(ペンタン-3-イルアミノ)フェニル]エタン-1,2-ジアミン(化合物I-4)の製造
上記2)に準じて製造したN,N’-ジベンジル-N,N’-ビス(4-アミノフェニル)エタン-1,2-ジアミン20.7gのメタノール200mL溶液にジエチルケトン12.9mLを加え、氷冷下でシアノ水素化ホウ素ナトリウム6.5gを加えた。酢酸でpH 6.5~7.5に調整し、氷冷下で20分間撹拌した後、室温に戻して4時間撹拌した。反応液に飽和炭酸ナトリウム水溶液を加えた後、クロロホルムで抽出した。有機層を減圧濃縮した。得られた残渣をクロロホルムに溶かしてシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=10:1)で分画し、目的物を含む画分にメタノールを加えて冷却し、析出した固体を濾過してとり、冷メタノールで洗浄した後、減圧乾燥して下式で示されるN,N’-ジベンジル-N,N’-ビス[4-(ペンタン-3-イルアミノ)フェニル]エタン-1,2-ジアミン(化合物I-4)20.8g(収率74%)を得た。
性状:白色固体
融点:81℃
1H-NMR(300MHz,CDCl3,δppm):0.91(t,12H),1.49(m,8H),3.07(m,4H),3.41(s,4H),4.35(s,4H),6.47(d,4H),6.56(d,4H),7.23(m,12H)
1)N,N’-ジベンジル-N,N’-ビス(4-ニトロフェニル)エタン-1,2-ジアミンの製造
N,N’-ビス(4-ニトロフェニル)エタン-1,2-ジアミン25.0gのN,N-ジメチルホルムアミド400mL溶液に水素化ナトリウム(60%オイル懸濁物)7.94gを加え、氷冷下で10分間撹拌した後、ベンジルブロミド23.6mLを加えて室温で2時間撹拌した。反応液を氷冷してメタノール及び水を加えて濾過し、得られた固体を水、イソプロピルエーテル及びヘキサンで順次洗浄し、減圧乾燥してN,N’-ジベンジル-N,N’-ビス(4-ニトロフェニル)エタン-1,2-ジアミン40.3g(収率100%)を黄色固体として得た。
2)N,N’-ジベンジル-N,N’-ビス(4-アミノフェニル)エタン-1,2-ジアミンの製造
N,N’-ジベンジル-N,N’-ビス(4-ニトロフェニル)エタン-1,2-ジアミン20.0gのメタノール500mL懸濁液に10%プラチナカーボン2.0gを加え、水素雰囲気下で一晩撹拌し、1,4-ジオキサン200mLを加えて水素雰囲気下で1週間撹拌した。反応液を濾過し、濾液を減圧濃縮した。析出した固体を濾過してN,N’-ジベンジル-N,N’-ビス(4-アミノフェニル)エタン-1,2-ジアミン17.0g(収率97%)を濃紫色固体として得た。
3)N,N’-ジベンジル-N,N’-ビス[4-(ペンタン-3-イルアミノ)フェニル]エタン-1,2-ジアミン(化合物I-4)の製造
上記2)に準じて製造したN,N’-ジベンジル-N,N’-ビス(4-アミノフェニル)エタン-1,2-ジアミン20.7gのメタノール200mL溶液にジエチルケトン12.9mLを加え、氷冷下でシアノ水素化ホウ素ナトリウム6.5gを加えた。酢酸でpH 6.5~7.5に調整し、氷冷下で20分間撹拌した後、室温に戻して4時間撹拌した。反応液に飽和炭酸ナトリウム水溶液を加えた後、クロロホルムで抽出した。有機層を減圧濃縮した。得られた残渣をクロロホルムに溶かしてシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=10:1)で分画し、目的物を含む画分にメタノールを加えて冷却し、析出した固体を濾過してとり、冷メタノールで洗浄した後、減圧乾燥して下式で示されるN,N’-ジベンジル-N,N’-ビス[4-(ペンタン-3-イルアミノ)フェニル]エタン-1,2-ジアミン(化合物I-4)20.8g(収率74%)を得た。
融点:81℃
1H-NMR(300MHz,CDCl3,δppm):0.91(t,12H),1.49(m,8H),3.07(m,4H),3.41(s,4H),4.35(s,4H),6.47(d,4H),6.56(d,4H),7.23(m,12H)
製造例5(N,N’-ビス[4-(ジイソプロピルアミノ)フェニル]-N,N’-ジイソプロピルエタン-1,2-ジアミン(化合物I-5)の製造)
製造例2の方法で製造したN,N’-ジイソプロピル-N,N’-ビス[4-(イソプロピルアミノ)フェニル]エタン-1,2-ジアミン(化合物I-2)20.0gのメタノール300mL溶液に、室温でアセトン282.8g及びシアノ水素化ホウ素ナトリウム14.1gを加えた。酢酸でpH6.9~7.4に調整しながら60℃で3日間撹拌した。反応液を減圧濃縮し、得られた残渣に5N水酸化ナトリウム水溶液を加えて室温で1時間撹拌した。反応液を酢酸エチルで抽出し、有機層を水で洗浄した後、減圧濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=1:1)で精製して下式で示されるN,N’-ビス[4-(ジイソプロピルアミノ)フェニル]-N,N’-ジイソプロピルエタン-1,2-ジアミン(化合物I-5)17.01g(収率70.6%)を得た。
性状:褐色固体
融点:71℃
1H-NMR(500MHz,DMSO-D6,δppm):0.98(d,24H),1.07(d,12H),3.10(m,4H),3.50(m,4H),3.80(m,2H),6.70(d,4H),6.85(d,4H)
製造例2の方法で製造したN,N’-ジイソプロピル-N,N’-ビス[4-(イソプロピルアミノ)フェニル]エタン-1,2-ジアミン(化合物I-2)20.0gのメタノール300mL溶液に、室温でアセトン282.8g及びシアノ水素化ホウ素ナトリウム14.1gを加えた。酢酸でpH6.9~7.4に調整しながら60℃で3日間撹拌した。反応液を減圧濃縮し、得られた残渣に5N水酸化ナトリウム水溶液を加えて室温で1時間撹拌した。反応液を酢酸エチルで抽出し、有機層を水で洗浄した後、減圧濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=1:1)で精製して下式で示されるN,N’-ビス[4-(ジイソプロピルアミノ)フェニル]-N,N’-ジイソプロピルエタン-1,2-ジアミン(化合物I-5)17.01g(収率70.6%)を得た。
融点:71℃
1H-NMR(500MHz,DMSO-D6,δppm):0.98(d,24H),1.07(d,12H),3.10(m,4H),3.50(m,4H),3.80(m,2H),6.70(d,4H),6.85(d,4H)
製造例6(N,N’-ビス(4-アニリノフェニル)-N,N’-ジイソプロピルデカン-1,10-ジアミン(化合物I-6)の製造)
1)N,N’-ビス(4-アニリノフェニル)-N,N’-ビス(イソプロピル)セバコアミドの製造
N-イソプロピル-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン10.0gのトルエン110mL溶液にトリエチルアミン5.6gを加えて氷冷し、セバコイルクロリド4.4gを滴下して加えた。40℃で16時間撹拌した後、反応液に水200mLを加えて濾過し、得られた固体をイソプロピルアルコールで解砕洗浄し、減圧乾燥してN,N’-ビス(4-アニリノフェニル)-N,N’-ビス(イソプロピル)セバコアミド10.5g(収率92%)を灰白色固体として得た。
2)N,N’-ビス(4-アニリノフェニル)-N,N’-ジイソプロピルデカン-1,10-ジアミン(化合物I-6)の製造
水素化アルミニウムリチウム1.4gを脱水テトラヒドロフラン70mLに懸濁させ、氷冷下でN,N’-ビス(4-アニリノフェニル)-N,N’-ビス(イソプロピル)セバコアミド3.0gを加えた。室温に戻して1時間撹拌した後、一晩加熱還流した。反応液を氷冷して水30mL及び1N水酸化ナトリウム水溶液5mLを加えて撹拌した後、セライト濾過した。濾液にクロロホルムを加えて分液し、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧濃縮した。得られた固体を酢酸エチルで洗浄し、減圧乾燥して下式で示されるN,N’-ビス(4-アニリノフェニル)-N,N’-ジイソプロピルデカン-1,10-ジアミン(化合物I-6)2.8g(収率97%)を得た。
性状:白色固体
融点:80℃
1H-NMR(300MHz,DMSO-D6,δppm):1.06(d,12H),1.26(m,12H),1.42(m,4H),3.00(t,4H),3.83(m,2H),6.62(dd,2H),6.68(d,4H),6.83(d,4H),6.94(d,4H),7.10(dd,2H),7.59(s,2H)
1)N,N’-ビス(4-アニリノフェニル)-N,N’-ビス(イソプロピル)セバコアミドの製造
N-イソプロピル-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン10.0gのトルエン110mL溶液にトリエチルアミン5.6gを加えて氷冷し、セバコイルクロリド4.4gを滴下して加えた。40℃で16時間撹拌した後、反応液に水200mLを加えて濾過し、得られた固体をイソプロピルアルコールで解砕洗浄し、減圧乾燥してN,N’-ビス(4-アニリノフェニル)-N,N’-ビス(イソプロピル)セバコアミド10.5g(収率92%)を灰白色固体として得た。
2)N,N’-ビス(4-アニリノフェニル)-N,N’-ジイソプロピルデカン-1,10-ジアミン(化合物I-6)の製造
水素化アルミニウムリチウム1.4gを脱水テトラヒドロフラン70mLに懸濁させ、氷冷下でN,N’-ビス(4-アニリノフェニル)-N,N’-ビス(イソプロピル)セバコアミド3.0gを加えた。室温に戻して1時間撹拌した後、一晩加熱還流した。反応液を氷冷して水30mL及び1N水酸化ナトリウム水溶液5mLを加えて撹拌した後、セライト濾過した。濾液にクロロホルムを加えて分液し、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧濃縮した。得られた固体を酢酸エチルで洗浄し、減圧乾燥して下式で示されるN,N’-ビス(4-アニリノフェニル)-N,N’-ジイソプロピルデカン-1,10-ジアミン(化合物I-6)2.8g(収率97%)を得た。
融点:80℃
1H-NMR(300MHz,DMSO-D6,δppm):1.06(d,12H),1.26(m,12H),1.42(m,4H),3.00(t,4H),3.83(m,2H),6.62(dd,2H),6.68(d,4H),6.83(d,4H),6.94(d,4H),7.10(dd,2H),7.59(s,2H)
製造例7(N,N’-ビス(4-アニリノフェニル)-N,N’-ビス(4-メチルペンタン-2-イル)オキサミド(化合物I-7)の製造)
N-1,3-ジメチルブチル-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン4.44gのテトラヒドロフラン40mL溶液にピリジン1.31gを加えて氷冷し、オキザリルクロリド1.0gのテトラヒドロフラン5mL溶液を滴下して加えた。室温に戻して2日間撹拌した後、再び氷冷して水と酢酸エチルを加えて分液した。有機層を1N塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液及び飽和食塩水で順次洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧濃縮した。析出した固体をジイソプロピルエーテルとヘキサンの混合液で洗浄して下式で示されるN,N’-ビス(4-アニリノフェニル)-N,N’-ビス(4-メチルペンタン-2-イル)オキサミド(化合物I-7)3.99g(収率86%)を得た。
性状:青紫色固体
融点:187~188℃
1H-NMR(300MHz,DMSO-D6,δppm):0.85(m,24H),4.48(m,2H),6.88(m,6H),7.11(m,8H), 7.27(m,4H),8.39(m,2H)
N-1,3-ジメチルブチル-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン4.44gのテトラヒドロフラン40mL溶液にピリジン1.31gを加えて氷冷し、オキザリルクロリド1.0gのテトラヒドロフラン5mL溶液を滴下して加えた。室温に戻して2日間撹拌した後、再び氷冷して水と酢酸エチルを加えて分液した。有機層を1N塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液及び飽和食塩水で順次洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧濃縮した。析出した固体をジイソプロピルエーテルとヘキサンの混合液で洗浄して下式で示されるN,N’-ビス(4-アニリノフェニル)-N,N’-ビス(4-メチルペンタン-2-イル)オキサミド(化合物I-7)3.99g(収率86%)を得た。
融点:187~188℃
1H-NMR(300MHz,DMSO-D6,δppm):0.85(m,24H),4.48(m,2H),6.88(m,6H),7.11(m,8H), 7.27(m,4H),8.39(m,2H)
製造例8(N,N’-ビス(4-アニリノフェニル)-N,N’-ビス(4-メチルペンタン-2-イル)アジプアミド(化合物I-8)の製造)
アジピン酸20gをクロロホルム40mLに懸濁させ、塩化チオニル65.2g、N,N-ジメチルホルムアミド1滴を加えて8時間加熱還流した。反応液からクロロホルムと過剰の塩化チオニルを常圧で加熱留去し、残渣を脱水テトラヒドロフラン30mLに溶解させた。この溶液を、氷冷したN-1,3-ジメチルブチル-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン73.5g、ピリジン26.0gの脱水テトラヒドロフラン500mL溶液に滴下して加えた後、室温に戻して一晩撹拌した。反応液に水及びジイソプロピルエーテルを加えて濾過し、得られた固体を水、メタノール、ジイソプロピルエーテルで順次解砕洗浄を行い、減圧乾燥して下式で示されるN,N’-ビス(4-アニリノフェニル)-N,N’-ビス(4-メチルペンタン-2-イル)アジプアミド(化合物I-8)34.5g(収率39%)を得た。
性状:淡紫色固体
融点:204~206℃
1H-NMR(300MHz,DMSO-D6,δppm):0.96(m,20H),1.20(m,6H),1.55(m,2H),1.75(br-s,4H),4.82(m,2H),6.86(m.6H),7.08(m,8H),7.24(m,4H),8.31(s,2H)
アジピン酸20gをクロロホルム40mLに懸濁させ、塩化チオニル65.2g、N,N-ジメチルホルムアミド1滴を加えて8時間加熱還流した。反応液からクロロホルムと過剰の塩化チオニルを常圧で加熱留去し、残渣を脱水テトラヒドロフラン30mLに溶解させた。この溶液を、氷冷したN-1,3-ジメチルブチル-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン73.5g、ピリジン26.0gの脱水テトラヒドロフラン500mL溶液に滴下して加えた後、室温に戻して一晩撹拌した。反応液に水及びジイソプロピルエーテルを加えて濾過し、得られた固体を水、メタノール、ジイソプロピルエーテルで順次解砕洗浄を行い、減圧乾燥して下式で示されるN,N’-ビス(4-アニリノフェニル)-N,N’-ビス(4-メチルペンタン-2-イル)アジプアミド(化合物I-8)34.5g(収率39%)を得た。
融点:204~206℃
1H-NMR(300MHz,DMSO-D6,δppm):0.96(m,20H),1.20(m,6H),1.55(m,2H),1.75(br-s,4H),4.82(m,2H),6.86(m.6H),7.08(m,8H),7.24(m,4H),8.31(s,2H)
表3に示す配合1,2の配合処方に従うゴム組成物を、常法に従って調製した。なお、各種ビスフェニルジアミン化合物及び老化防止剤の配合量は、実施例により変更した(後述の表4及び表5を参照)。ここで、配合1はトレッドに適用することが想定されたゴム組成物の配合であり、配合2はサイドウォールに適用することが想定されたゴム組成物の配合である。調製したゴム組成物を常法に従って加硫し、得られた加硫ゴム組成物に対し、下記の方法で耐オゾン性及び変色性を評価した。
*1 SBR:スチレン-ブタジエン共重合体ゴム、JSR(株)製「#1500」
*2 カーボンブラックA:東海カーボン(株)製「シースト7HM」
*3 カーボンブラックB:東海カーボン(株)製「シーストF」
*4 シリカ:東ソーシリカ(株)製「ニプシールVN3」
*5 シランカップリング剤:ビス(3-エトキシシリルプロピル)テトラスルフィド
*6 ワックス:マイクロクリスタリンワックス、日本精蝋製「オゾエース0701」
*7 加硫促進剤DPG:大内新興化学工業(株)製「ノクセラーD]
*8 加硫促進剤MBTS:大内新興化学工業(株)製「ノクセラーDM」
*9 加硫促進剤CBS:三新化学工業製「サンセラーCM-G」
*10 ビスフェニルジアミン化合物X:製造例2で製造した化合物I-2
*11 ビスフェニルジアミン化合物Y:製造例4で製造した化合物I-4
*12 ビスフェニルジアミン化合物Z:製造例7で製造した化合物I-7
*13 老化防止剤6PPD:大内新興化学工業(株)製「ノクラック6C」、N-フェニル-N’-(1,3-ジメチルブチル)-p-フェニレンジアミン
*14 老化防止剤TMQ:精工化学(株)製「ノンフレックスRD-S」、2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリン重合体
*2 カーボンブラックA:東海カーボン(株)製「シースト7HM」
*3 カーボンブラックB:東海カーボン(株)製「シーストF」
*4 シリカ:東ソーシリカ(株)製「ニプシールVN3」
*5 シランカップリング剤:ビス(3-エトキシシリルプロピル)テトラスルフィド
*6 ワックス:マイクロクリスタリンワックス、日本精蝋製「オゾエース0701」
*7 加硫促進剤DPG:大内新興化学工業(株)製「ノクセラーD]
*8 加硫促進剤MBTS:大内新興化学工業(株)製「ノクセラーDM」
*9 加硫促進剤CBS:三新化学工業製「サンセラーCM-G」
*10 ビスフェニルジアミン化合物X:製造例2で製造した化合物I-2
*11 ビスフェニルジアミン化合物Y:製造例4で製造した化合物I-4
*12 ビスフェニルジアミン化合物Z:製造例7で製造した化合物I-7
*13 老化防止剤6PPD:大内新興化学工業(株)製「ノクラック6C」、N-フェニル-N’-(1,3-ジメチルブチル)-p-フェニレンジアミン
*14 老化防止剤TMQ:精工化学(株)製「ノンフレックスRD-S」、2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリン重合体
<耐オゾン性>
JIS K6301に従い、温度40℃、オゾン濃度50pphm、伸び20%の条件にして、各ゴム組成物の試験片についてオゾン劣化試験を行った。50時間後に試験片の劣化状態を観察し、生じたき裂の数により、A(き裂少数)、B(き裂多数)、C(き裂無数)の3段階で評価した。また、き裂の大きさ及び深さにより、1(肉眼では見えないが10倍の拡大鏡では確認できるもの)、2(肉眼で確認できるもの)、3(き裂が深く、比較的大きいもの(1mm未満))、4(き裂が深く、大きいもの(1mm以上3mm未満))、5(3mm以上のき裂又は切断を起こしそうなもの)の5段階で評価した。なお、き裂が確認されなかった場合には、「き裂なし」と評価した。これらの結果を表4及び表5に示す。
JIS K6301に従い、温度40℃、オゾン濃度50pphm、伸び20%の条件にして、各ゴム組成物の試験片についてオゾン劣化試験を行った。50時間後に試験片の劣化状態を観察し、生じたき裂の数により、A(き裂少数)、B(き裂多数)、C(き裂無数)の3段階で評価した。また、き裂の大きさ及び深さにより、1(肉眼では見えないが10倍の拡大鏡では確認できるもの)、2(肉眼で確認できるもの)、3(き裂が深く、比較的大きいもの(1mm未満))、4(き裂が深く、大きいもの(1mm以上3mm未満))、5(3mm以上のき裂又は切断を起こしそうなもの)の5段階で評価した。なお、き裂が確認されなかった場合には、「き裂なし」と評価した。これらの結果を表4及び表5に示す。
<変色性>
前記オゾン劣化試験後の各試験片に対し、表面の変色性について、目視により次の4段階で評価した。これらの結果を表4及び表5に示す。
A+: 黒く、つやがある
A: 黒いが、つやがない
A-: 表面の変色が確認される
F: 表面全体が変色している
前記オゾン劣化試験後の各試験片に対し、表面の変色性について、目視により次の4段階で評価した。これらの結果を表4及び表5に示す。
A+: 黒く、つやがある
A: 黒いが、つやがない
A-: 表面の変色が確認される
F: 表面全体が変色している
表4及び表5から、天然ゴム及びジエン系合成ゴムから選択される少なくとも一種のゴム成分に対し、上記式(I)で表されるビスフェニルジアミン化合物を配合したゴム組成物並びに上記式(I)で表されるビスフェニルジアミン化合物と、その他の老化防止剤とを組み合わせて配合した本発明のゴム組成物は、従来の老化防止剤のみを配合したゴム組成物よりも耐候性が向上している上、表面の変色も抑制されていることが分かる。
Claims (7)
- 前記式(I)で表されるビスフェニルジアミン化合物のR1及びR2のいずれか一方が水素原子であり、R5及びR6のいずれか一方が水素原子であり、R3及びR4が炭素数1~8のアルキル基であり、Aが炭素数1~8のアルキレン基であり、lが1であり、m及びnが0である、請求項1に記載のゴム組成物。
- 前記式(I)で表されるビスフェニルジアミン化合物の配合量が、ゴム成分100質量部に対して0.2~10質量部の範囲である請求項1又は2に記載のゴム組成物。
- 請求項1又は2に記載のゴム組成物をタイヤ部材のいずれかに適用したことを特徴とするタイヤ。
- 前記タイヤ部材がトレッド及びサイドウォールの少なくとも一方である請求項4に記載のタイヤ。
- 請求項6に記載のビスフェニルジアミン化合物からなる天然ゴム及びジエン系合成ゴム用の老化防止剤。
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