(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-01-07
(45)【発行日】2022-02-04
(54)【発明の名称】アミデートポリマー及び該アミデートポリマーを含有するポリウレタン製造用触媒
(51)【国際特許分類】
C08F 8/30 20060101AFI20220128BHJP
C08G 18/20 20060101ALI20220128BHJP
【FI】
C08F8/30
C08G18/20
(21)【出願番号】P 2017189231
(22)【出願日】2017-09-28
【審査請求日】2020-09-25
(73)【特許権者】
【識別番号】000167646
【氏名又は名称】広栄化学株式会社
(72)【発明者】
【氏名】高橋 彰吾
(72)【発明者】
【氏名】宮城 元嘉
(72)【発明者】
【氏名】新田 晋吾
(72)【発明者】
【氏名】坪井 ひとみ
【審査官】古妻 泰一
(56)【参考文献】
【文献】特開2018-172352(JP,A)
【文献】特開2017-155203(JP,A)
【文献】特表2015-511659(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2019/0177464(US,A1)
【文献】国際公開第2018/025970(WO,A1)
【文献】国際公開第2018/181753(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08F 8/30
C08G 18/20
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記式(1)で表される構造を有するアミデートポリマー。
式(1):
【化1】
(式中、R
1は結合手又は炭素数1~3のアルキレン基、R
2は水素原子又はメチル基であり、yは1以上の整数である。Dは
式(2-1):
【化2】
(式中、R
3
及びR
6
は、メチル基、エチル基、イソプロピル基、t-ブチル基、又はn-オクチル基であり、R
7
及びR
8
は水素原子である。Xは窒素原子、aは1を示す。))
【請求項2】
下記式(1-1)で表される構造を有するアミデートポリマー。
式(1-1):
【化3】
(式中、R
1
は結合手又は炭素数1~3のアルキレン、R
2
は水素原子又はメチル基、Dは式(2-1):
【化4】
(式中、R
3
及びR
6
は、メチル基、エチル基、イソプロピル基、t-ブチル基、又はn-オクチル基であり、R
7
及びR
8
は水素原子である。Xは窒素原子、aは1を示す。)、yは1以上の整数、xは1以上の整数である。R
15は水素原子又はメチル基である。R
16、R
17、R
18、R
19及びR
20は、同一又は異なって、水素原子、炭素数1~10の炭化水素基、炭素数1~10のアルコキシ基、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基、シアノ基、シアノメチル基又はアルコキシシリル基である。)
【請求項3】
R
3
及びR
6
がメチル基である請求項1又は2に記載のアミデートポリマー。
【請求項4】
請求項1~
3のいずれかに記載のアミデートポリマーを含有するポリウレタン製造用触媒。
【請求項5】
請求項
4に記載のポリウレタン製造用触媒の存在下、ポリオールとポリイソシアネートとを反応させるポリウレタンの製造方法。
【請求項6】
下記式(3)で表されるウレタン化合物及び必要に応じてエチレン性不飽和モノマーを重合して式(4)で表される構造を有する重合体とし、前記重合体と下記
式(5-1)で表されるカルボキシレート化合物を反応させる請求項1~
3に記載のアミデートポリマーの製造方法。
式(3):
【化5】
(式中、
R
1
は結合手又は炭素数1~3のアルキレン、R
2
は水素原子又はメチル基、R
21はヘテロ原子を含んでいてもよい炭化水素基である。)
式(4):
(式中、R
1、R
2、及びR
21は前記に同じである。
yは1以上の整数である。)
式(5-1):
【化6】
(式中、R
3
及びR
6
は、メチル基、エチル基、イソプロピル基、t-ブチル基、又はn-オクチル基であり、R
7
及びR
8
は水素原子である。Xは窒素原子、aは1を示す。)
【請求項7】
下記式(3)で表されるウレタン化合物及びエチレン性不飽和モノマーを共重合し、
下記式(4)で表される構造を有する重合体とし、前記重合体と
下記式(5-1)で表されるカルボキシレート化合物を反応させる請求項1~
3のいずれかに記載のアミデートポリマーの製造方法。
式(3):
【化7】
(式中、R
1
は結合手又は炭素数1~3のアルキレン、R
2
は水素原子又はメチル基、R
21
はヘテロ原子を含んでいてもよい炭化水素基である。)
式(4):
(式中、R
1
、R
2
、及びR
21
は前記に同じである。yは1以上の整数である。)
式(5-1):
【化8】
(式中、R
3
及びR
6
は、メチル基、エチル基、イソプロピル基、t-ブチル基、又はn-オクチル基であり、R
7
及びR
8
は水素原子である。Xは窒素原子、aは1を示す。)
【請求項8】
エチレン性不飽和モノマーがビニル系モノマーである請求項
6又は7に記載のアミデートポリマーの製造方法。
【請求項9】
エチレン性不飽和モノマーが下記式(8)で表されるモノマーである請求項
6又は7に記載のアミデートポリマーの製造方法。
式(8):
【化9】
(式中、
R
15
は水素原子又はメチル基である。R
16
、R
17
、R
18
、R
19
及びR
20
は、同一又は異なって、水素原子、炭素数1~10の炭化水素基、炭素数1~10のアルコキシ基、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基、シアノ基、シアノメチル基又はアルコキシシリル基である。)
【請求項10】
エチレン性不飽和モノマーがスチレンである請求項
6又は7に記載のアミデートポリマーの製造方法。
【請求項11】
前記
式(5-1)で表されるカルボキシレート化合物が1,3-ジメチルイミダゾリウム-2-カルボキシレートである請求項
6~10のいずれかに記載のアミデートポリマーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、アミデートポリマー及び該アミデートポリマーを含有するポリウレタン製造用触媒、並びにそれを用いたポリウレタンの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ポリウレタンは、ポリオールと有機ポリイソシアネートを触媒及び必要に応じて発泡剤、界面活性剤、架橋剤等の添加剤の存在下に反応させて製造される。ポリウレタンは、基材との密着性、可とう性、耐候性に優れるため、自動車、建築、家電、重防食、プラスチック塗料、接着剤等の用途に広く使用されている。ポリウレタンの製造に使用される触媒としては、ジブチルスズジラウレートやオクタン酸スズ等の有機スズ触媒が使用されている(非特許文献1)。しかしながら、有機スズ触媒は毒性が高く、環境及び人体への有害性が問題となっている。既に、欧州を中心としてポリウレタンの製造における有機スズ触媒の使用を規制する動きが出てきており、有機スズ触媒の代替触媒が強く要望されている。
【0003】
この問題を解決するために、脂肪族ジイソシアネートと脂肪族ジオールの重合反応にN-ヘテロ環状カルベン(NHC)を触媒として使用する方法が報告されている(非特許文献2)。しかしながら、カルベンは一般に、酸素や水に対して不安定な化合物であり、グローブボックス等の特殊な設備内で取り扱う必要があることから、実用面で満足のいくものではなかった。この問題を解決する方法として、NHCのCO2付加体をポリウレタン製造用触媒として使用する方法が知られている(非特許文献3)。
【0004】
本発明者らがNHCのCO2付加体について検討したところ、NHCのCO2付加体はクロロホルムや、水、メタノールといったプロトン性溶媒には溶解するものの、酢酸エチルやトルエンといった、ポリウレタンを製造する際に一般的に使用される溶媒には溶解しないことが判明した。ここで、クロロホルムは一般に毒性が高い溶媒であり、好適に使用できるものではない。また、水やメタノールなどのプロトン性溶媒は、ポリウレタンの原料となるイソシアネート化合物と反応するため、ポリウレタンの製造には使用することができない。また、NHCのCO2付加体は、空気中において吸湿性が非常に高いことが判明した(実施例7参照)。さらに、NHCのCO2付加体は触媒として作用する際に、その分解物としてCO2ガスが発生するため、特に塗料用途に使用した場合、ボイドが発生する問題がある(後述の比較例2参照)。これらのことから、NHCをポリウレタン製造用触媒として用いる場合、いまだ改善すべき課題があった。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0005】
【文献】「ポリウレタンの構造・物性と高機能化及び応用展開」技術情報協会出版、1998年、325頁
【文献】The Journal of Organic Chemistry 2008年 73巻 8039-8044頁
【文献】Chemistry A European Journal 2009年 15巻 3103-3109頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、上記の背景技術に鑑みてなされたものであり、ポリウレタン製造用触媒として使用する際にCO2ガスが発生せず、種々の非プロトン性溶媒に溶解し、吸湿性が低いポリウレタン製造用触媒を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者が、上記課題を解決するために鋭意検討を行ったところ、式(1)で表される化合物をポリウレタン製造用触媒として使用したところ、CO2ガスが発生せず、種々の非プロトン性溶媒に溶解し、吸湿性が低いことを見出し、本発明を完成するに至った。
【0008】
すなわち、本発明は、以下の[1]~[13]に関するものである。
【0009】
[1]下記式(1)で表される構造を有するアミデートポリマー。
式(1):
【0010】
【化1】
(式中、R
1は結合手又は炭素数1~3のアルキレン基、R
2は水素原子又はメチル基であり、yは1以上の整数である。Dは式(2):
【0011】
【化2】
(式中、R
3、R
4、R
5及びR
6は、同一又は異なって、ヘテロ原子を含んでいてもよい炭化水素基であり、一部または全てが相互に結合して環構造を形成していてもよい。Xは窒素原子、酸素原子又は硫黄原子を示す。aは0又は1を示す。Xが窒素原子を示す場合は、aは1を示し、Xが酸素原子又は硫黄原子を示す場合、aは0を示す。))
【0012】
[2]下記式(1-1)で表される構造を有するアミデートポリマー。
式(1-1):
【0013】
【化3】
(式中、R
1、R
2、D及びyは前記に同じ、xは1以上の整数である。R
15は水素原子又はメチル基である。R
16、R
17、R
18、R
19及びR
20は、同一又は異なって、水素原子、炭素数1~10の炭化水素基、炭素数1~10のアルコキシ基、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基、シアノ基、シアノメチル基又はアルコキシシリル基である。)
【0014】
[3]式(2)で表される含窒素有機基が下記式(2-1)、式(2-2)又は式(2-3)のいずれかで表される含窒素有機基である[1]又は[2]に記載のアミデートポリマー。
式(2-1):
【0015】
【化4】
(式中、R
3、R
6、a及びXは前記に同じ、R
7及びR
8は、同一又は異なって、水素原子又はヘテロ原子を含んでいても良い炭素数1~6の炭化水素基を示す。)
式(2-2):
【0016】
【化5】
(式中、R
3、R
6、a及びXは前記に同じ、R
9及びR
10は、同一又は異なって、水素原子又はヘテロ原子を含んでいても良い炭素数1~6の炭化水素基を示す。)
式(2-3):
【0017】
【化6】
(式中、R
3、R
6、a及びXは前記に同じ、R
11、R
12、R
13及びR
14は、同一又は異なって、水素原子又はヘテロ原子を含んでいても良い炭素数1~6の炭化水素基を示す。)
【0018】
[4]Xが窒素原子である[1]~[3]のいずれかに記載のアミデートポリマー。
【0019】
[5][1]~[4]のいずれかに記載のアミデートポリマーを含有するポリウレタン製造用触媒。
【0020】
[6][5]に記載のポリウレタン製造用触媒の存在下、ポリオールとポリイソシアネートとを反応させるポリウレタンの製造方法。
【0021】
[7]下記式(3)で表されるウレタン化合物及び必要に応じてエチレン性不飽和モノマーを重合して式(4)で表される構造を有する重合体とし、前記重合体と下記式(5)で表されるカルボキシレート化合物を反応させる[1]~[4]に記載のアミデートポリマーの製造方法。
式(3):
【0022】
【化7】
(式中、R
1及びR
2は前記に同じ、R
21はヘテロ原子を含んでいてもよい炭化水素基である。)
式(4):
(式中、y、R
1、R
2、及びR
21は前記に同じである。)
式(5):
【0023】
【化8】
(式中、R
3、R
4、R
5、R
6、a及びXは前記に同じである。)
【0024】
[8]前記式(3)で表されるウレタン化合物及びエチレン性不飽和モノマーを共重合し、前記式(4)で表される構造を有する重合体とし、前記重合体と前記式(5)で表されるカルボキシレート化合物を反応させる[1]~[4]のいずれかに記載のアミデートポリマーの製造方法。
【0025】
[9]エチレン性不飽和モノマーがビニル系モノマーである[7]又は[8]に記載のアミデートポリマーの製造方法。
【0026】
[10]エチレン性不飽和モノマーが下記式(8)で表されるモノマーである[7]又は[8]に記載のアミデートポリマーの製造方法。
式(8):
【0027】
【化9】
(式中、R
15、R
16、R
17、R
18、R
19及びR
20は前記に同じである。)
【0028】
[11]エチレン性不飽和モノマーがスチレンである[7]又は[8]に記載のアミデートポリマーの製造方法。
【0029】
[12]前記式(4)で表されるカルボキシレート化合物が下記式(5-1)、式(5-2)又は式(5-3)のいずれかで表されるカルボキシレート化合物である[7]~[11]のいずれかに記載のアミデートポリマーの製造方法。
式(5-1):
【0030】
【化10】
(式中、R
3、R
6、R
7、R
8、a及びXは前記に同じ。)
式(5-2):
【0031】
【化11】
(式中、R
3、R
6、R
9、R
10、a及びXは前記に同じ。)
式(5-3):
【0032】
【化12】
(式中、R
3、R
6、R
11、R
12、R
13及びR
14、a及びXは前記に同じ。)
【0033】
[13]前記式(5)で表されるカルボキシレート化合物が1,3-ジメチルイミダゾリウム-2-カルボキシレートである[7]~[11]のいずれかに記載のアミデートポリマーの製造方法。
【発明の効果】
【0034】
ポリウレタン製造用触媒として使用する際にCO2ガスが発生せず、種々の非プロトン性溶媒に溶解し、吸湿性が低いポリウレタン製造用触媒を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【
図1】本願実施例中の実施例3における
1H-NMRの分析結果を示す。
【
図2】本願実施例中の実施例4における
1H-NMRの分析結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【0036】
以下、本発明を具体的に説明する。
【0037】
式(1)中、R1は結合手又は炭素数1~3のアルキレン基であり、好ましくは結合手である。R1が結合手である場合、換言すると、式(1)は式(1a)で表される構造を有するアミデートポリマーである。
【0038】
式(1a):
【0039】
【化13】
(式中、y、R
2及びDは前記に同じ。)
【0040】
R2は水素原子又はメチル基であり、好ましくは水素原子である。yは1以上の整数である。Dは式(2)で表される含窒素有機基である。
【0041】
式(2)中、R3、R4、R5及びR6はヘテロ原子を含んでいても良い炭化水素基であり、一部又は全てが相互に結合して環構造を形成していても良い。ヘテロ原子を含んでいても良い炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-オクチル基、n-デシル基、n-ドデシル基、アリル基、ベンジル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、フェニル基、2,6-ジイソプロピルフェニル基、2,4,6-トリメチルフェニル基、2-メトキシエチル基、2-エトキシエチル基、2-(ジメチルアミノ)エチル基等が挙げられる。好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、t-ブチル基、n-オクチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、2,4,6-トリメチルフェニル基であり、より特に好ましくはメチル基、エチル基、イソプロピル基、t-ブチル基、n-オクチル基、フェニル基、特に好ましくはメチル基、イソプロピル基、t-ブチル基、n-オクチル基、フェニル基である。Xは窒素原子、酸素原子又は硫黄原子であり、好ましくは窒素原子である。aは0又は1を示す。Xが窒素原子を示す場合は、aは1を示し、Xが酸素原子又は硫黄原子を示す場合、aは0を示す。すなわち、式(2)は下記の式(2a)、(2b)又は(2c)のいずれかで表される含窒素有機基である。換言すると、Xが酸素原子又は硫黄原子の場合、R3は無い。
【0042】
式(2a):
【0043】
【0044】
式(2b):
【0045】
【0046】
式(2c):
【0047】
【0048】
本発明において、式(2)で表される含窒素有機基のR4及びR5が相互に結合し、環構造を形成していることが好ましい。環を形成している式(2)で表される含窒素有機基として好ましくは式(2-1)~(2-3)のいずれかで表される含窒素有機基であり、特に好ましくは式(2-1)で表される含窒素有機基である。
【0049】
式(2-1)において、R3、R6及びXは前記に同じである。R7及びR8は、同一又は異なって、水素原子又はヘテロ原子を含んでいても良い炭素数1~6の炭化水素基であり、好ましくは水素原子である。ヘテロ原子を含んでいても良い炭素数1~6の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、フェニル基、2-メトキシエチル基、2-エトキシエチル基、2-(ジメチルアミノ)エチル基等が挙げられ、好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基であり、特に好ましくはメチル基である。
【0050】
式(2-1)で表される具体例としては、1,3-ジメチルイミダゾリウム基、1-エチル-3-メチルイミダゾリウム基、1-メチル-3-プロピルイミダゾリウム基、1-メチル-3-イソプロピルイミダゾリウム基、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウム基、1-t-ブチル-3-メチルイミダゾリウム基、1-メチル-3-ペンチルイミダゾリウム基、1-ヘキシル-3-メチルイミダゾリウム基、1-ヘプチル-3-メチルイミダゾリウム基、1-メチル-3-オクチルイミダゾリウム基、1-メチル-3-ノニルイミダゾリウム基、1-デシル-3-メチルイミダゾリウム基、1-アリル-3-メチルイミダゾリウム基、1-ベンジル-3-メチルイミダゾリウム基、1-(2-メトキシエチル)-3-メチルイミダゾリウム基、1-(2-エトキシエチル)-3-メチルイミダゾリウム基、1-(2-ジメチルアミノエチル)-3-メチルイミダゾリウム基、1,3,4,5-テトラメチルイミダゾリウム基、
【0051】
3-メチルオキサゾリウム基、3,5-ジメチルオキサゾリウム基、3,4,5-トリメチルオキサゾリウム基、
【0052】
3-メチルチアゾリウム基、3,4-ジメチルチアゾリウム基、3,5-ジメチルチアゾリウム基、3,4,5-トリメチルチアゾリウム基等が挙げられ、好ましくは、1,3-ジメチルイミダゾリウム基、1-エチル-3-メチルイミダゾリウム基、1-メチル-3-プロピルイミダゾリウム基、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウム基、1-メチル-3-オクチルイミダゾリウム基であり、特に好ましくは、1,3-ジメチルイミダゾリウム基、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウム基、1-メチル-3-オクチルイミダゾリウム基である。
【0053】
式(2-2)において、R3、R6及びXは前記に同じである。R9及びR10は、同一又は異なって、水素原子又はヘテロ原子を含んでいても良い炭素数1~6の炭化水素基であり、好ましくは水素原子である。ヘテロ原子を含んでいても良い炭素数1~6の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、フェニル基、2-メトキシエチル基、2-エトキシエチル基、2-(ジメチルアミノ)エチル基等が挙げられ、好ましくはメチル基である。
【0054】
式(2-2)で表される具体例としては、1,3-ジメチルイミダゾリニウム基、1-エチル-3-メチルイミダゾリニウム基、1-メチル-3-プロピルイミダゾリニウム基、1-ブチル-3-メチルイミダゾリニウム基、1-メチル-3-ペンチルイミダゾリニウム基、1-ヘキシル-3-メチルイミダゾリニウム基、1-ヘプチル-3-メチルイミダゾリニウム基、1-メチル-3-オクチルイミダゾリニウム基、1-メチル-3-ノニルイミダゾリニウム基、1-デシル-3-メチルイミダゾリニウム基、1-アリル-3-メチルイミダゾリニウム基、1-ベンジル-3-メチルイミダゾリニウム基、1-(2-メトキシエチル)-3-メチルイミダゾリニウム基、1-(2-エトキシエチル)-3-メチルイミダゾリニウム基、1-(2-ジメチルアミノエチル)-3-メチルイミダゾリニウム基、1,3,4,5-テトラメチルイミダゾリニウム基、
【0055】
3-メチルオキサゾリニウム基、3,4-ジメチルオキサゾリニウム基、3,5-ジメチルオキサゾリニウム基、3,4,5-トリメチルオキサゾリニウム基、
【0056】
3-メチルチアゾリニウム基、3,4-ジメチルチアゾリニウム基、3,5-ジメチルチアゾリニウム基、3,4,5-トリメチルチアゾリニウム基等が挙げられ、好ましくは、1,3-ジメチルイミダゾリニウム基、1-エチル-3-メチルイミダゾリニウム基、1-メチル-3-プロピルイミダゾリニウム基、1-ブチル-3-メチルイミダゾリニウム基、1-メチル-3-オクチルイミダゾリニウム基であり、特に好ましくは、1,3-ジメチルイミダゾリニウム基、1-ブチル-3-メチルイミダゾリニウム基、1-メチル-3-オクチルイミダゾリニウム基である。
【0057】
式(2-3)において、R3、R6及びXは前記に同じである。R11、R12、R13及びR14は、同一又は異なって、水素原子又はヘテロ原子を含んでいても良い炭素数1~6の炭化水素基であり、好ましくは水素原子である。ヘテロ原子を含んでいても良い炭素数1~6の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、フェニル基、2-メトキシエチル基、2-エトキシエチル基、2-(ジメチルアミノ)エチル基等が挙げられ、好ましくはメチル基である。
【0058】
式(2-3)で表される具体例としては、1,3-ジメチルベンゾイミダゾリウム基、1-エチル-3-メチルベンゾイミダゾリウム基、1-メチル-3-プロピルベンゾイミダゾリウム基、1-ブチル-3-メチルベンゾイミダゾリウム基、1-メチル-3-ペンチルベンゾイミダゾリウム基、1-ヘキシル-3-メチルベンゾイミダゾリウム基、1-ヘプチル-3-メチルベンゾイミダゾリウム基、1-メチル-3-オクチルベンゾイミダゾリウム基、1-メチル-3-ノニルベンゾイミダゾリウム基、1-デシル-3-メチルベンゾイミダゾリウム基、1-アリル-3-メチルベンゾイミダゾリウム基、1-ベンジル-3-メチルベンゾイミダゾリウム基、1,3,6-トリメチルベンゾイミダゾリウム基、1-アセチル-3,6-ジメチルベンゾイミダゾリウム基、1,3,6,7-テトラメチルベンゾイミダゾリウム基、1,3-ジベンジル-6,7-ジメチルベンゾイミダゾリウム基、
【0059】
3-メチルベンゾオキサゾリウム基、
【0060】
3-メチルベンゾチアゾリウム基好ましくは、1,3-ジメチルベンゾイミダゾリウム基、1-エチル-3-メチルベンゾイミダゾリウム基、1-メチル-3-プロピルベンゾイミダゾリウム基、1-ブチル-3-メチルベンゾイミダゾリウム基であり、特に好ましくは、1,3-ジメチルベンゾイミダゾリウム基である。
【0061】
なお、本明細書において、別途の明示が無い限り、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル等の記載は、n-プロピル、n-ブチル、n-ペンチル、n-ヘキシル、n-ヘキシル、n-ヘプチル、n-オクチル、n-ノニル、n-デシル等の直鎖状のアルキル基を示す。
【0062】
本発明において、アミデートポリマー(1)の分子量に特に制限はない。
【0063】
本発明のアミデートポリマー(1)は、式(1)で表される構造を少なくとも1種含む限り構造は特に限定されないが、例えば、(I):式(1)で表される構造のみから構成される重合体であってもよいし、(II):式(1)で表される構造を有し、さらに、エチレン性不飽和モノマー等のウレタン化合物(3)以外のモノマー由来の構造を有する共重合体であってもよい。好ましくは(IIa):式(1)で表される構造を有し、さらに、エチレン性不飽和モノマー由来の構造を有する共重合体である。
【0064】
アミデートポリマー(1)が共重合体である場合、アミデートポリマー(1)の構造としては、例えば、式(1-1)で表される構造を有するアミデートポリマーが好ましい。
式(1-1):
【0065】
【化17】
(式中、R
1、R
2、D、及びyは前記に同じ、xは1以上の整数である。R
15は水素原子又はメチル基である。R
16、R
17、R
18、R
19及びR
20は、同一又は異なって、水素原子、炭素数1~10の炭化水素基、炭素数1~10のアルコキシ基、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基、シアノ基、シアノメチル基又はアルコキシシリル基である。)
【0066】
式(1-1)中、R1、R2、D、及びyは前記に同じである。xは1以上の整数である。R15は水素原子又はメチル基であり、好ましくは水素原子である。R16、R17、R18、R19及びR20は、同一又は異なって、水素原子、炭素数1~10の炭化水素基、炭素数1~10のアルコキシ基、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基、シアノ基、シアノメチル基又はアルコキシシリル基であり、好ましくは水素原子である。
【0067】
本発明のアミデートポリマー(1)の製造方法について説明する。
【0068】
本発明のアミデートポリマー(1)は、式(3)で表されるウレタン化合物(以下、ウレタン化合物(3)という)を、必要に応じエチレン性不飽和モノマー等のウレタン化合物(3)以外のモノマーと重合して式(4)で表される構造を有する重合体(以下、重合体(4)という)とし、重合体(4)と式(5)で表されるカルボキシレート化合物(以下、カルボキシレート化合物(5)という)を反応させることで製造できる。
【0069】
式(3)中、R1、R2は前記に同じ、R21はヘテロ原子を含んでいても良い炭化水素基である。ヘテロ原子を含んでいてもよい炭化水素基としては、好ましくはヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数1~50の炭化水素基、より好ましくは炭素数1~30の炭化水素基、特に好ましくは炭素数1~8の炭化水素基である。ヘテロ原子を含んでいてもよい炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-オクチル基、n-デシル基、n-ドデシル基、アリル基、ベンジル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、フェニル基、2,6-ジイソプロピルフェニル基、2,4,6-トリメチルフェニル基、2-メトキシエチル基、2-エトキシエチル基、2-(ジメチルアミノ)エチル基等が挙げられる。好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、t-ブチル基、n-オクチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、2,4,6-トリメチルフェニル基であり、より好ましくはメチル基、エチル基、イソプロピル基、t-ブチル基、n-オクチル基、フェニル基、特に好ましくはメチル基、イソプロピル基、t-ブチル基、n-オクチル基、フェニル基である。
【0070】
ウレタン化合物(3)としては、具体的には、p-ビニル-N-メトキシカルボニルアニリン、p-ビニル-N-エトキシカルボニルアニリン、p-ビニル-N-プロポキシカルボニルアニリン、p-ビニル-N-イソプロポキシカルボニルアニリン、p-ビニル-N-n-ブトキシカルボニルアニリン、p-ビニル-N-s-ブトキシカルボニルアニリン、p-ビニル-N-t-ブトキシカルボニルアニリン、p-ビニル-N-n-ペンチルオキシカルボニルアニリン、p-ビニル-N-n-ヘキシルオキシカルボニルアニリン、p-ビニル-N-n-オクチルオキシカルボニルアニリン、p-ビニル-N-n-デシルオキシカルボニルアニリン、p-ビニル-N-n-ドデシルオキシカルボニルアニリン、p-ビニル-N-アリルオキシカルボニルアニリン、p-ビニル-N-ベンジルオキシカルボニルアニリン、p-ビニル-N-シクロヘキシルオキシカルボニルアニリン、p-ビニル-N-アダマンチルオキシカルボニルアニリン、p-ビニル-N-フェノキシカルボニルアニリン、p-ビニル-N-(2,6-ジイソプロピルフェノキシ)カルボニルアニリン、p-ビニル-N-(2,4,6-トリメチルフェノキシ)カルボニルアニリン、p-ビニル-N-(2-メトキシエトキシ)カルボニルアニリン、p-ビニル-N-(2-エトキシエトキシ)カルボニルアニリン、p-ビニル-N-(2-(ジメチルアミノ)エトキシ)カルボニルアニリン、p-ビニル-N-メトキシカルボニルベンジルアミン、p-ビニル-N-エトキシカルボニルベンジルアミン、p-ビニル-N-プロポキシカルボニルベンジルアミン、p-ビニル-N-イソプロポキシカルボニルベンジルアミン、p-ビニル-N-n-ブトキシカルボニルベンジルアミン、p-ビニル-N-s-ブトキシカルボニルベンジルアミン、p-ビニル-N-t-ブトキシカルボニルベンジルアミン、p-ビニル-N-n-ペンチルオキシカルボニルベンジルアミン、p-ビニル-N-n-ヘキシルオキシカルボニルベンジルアミン、p-ビニル-N-n-オクチルオキシカルボニルベンジルアミン、p-ビニル-N-n-デシルオキシカルボニルベンジルアミン、p-ビニル-N-n-ドデシルオキシカルボニルベンジルアミン、p-ビニル-N-アリルオキシカルボニルベンジルアミン、p-ビニル-N-ベンジルオキシカルボニルベンジルアミン、p-ビニル-N-シクロヘキシルオキシカルボニルベンジルアミン、p-ビニル-N-アダマンチルオキシカルボニルベンジルアミン、p-ビニル-N-フェノキシカルボニルベンジルアミン、p-ビニル-N-(2,6-ジイソプロピルフェノキシ)カルボニルベンジルアミン、p-ビニル-N-(2,4,6-トリメチルフェノキシ)カルボニルベンジルアミン、p-ビニル-N-(2-メトキシエトキシ)カルボニルベンジルアミン、p-ビニル-N-(2-エトキシエトキシ)カルボニルベンジルアミン、p-ビニル-N-(2-(ジメチルアミノ)エトキシ)カルボニルベンジルアミンが挙げられ、好ましくはp-ビニル-N-t-ブトキシカルボニルアニリン、p-ビニル-N-t-ブトキシカルボニルベンジルアミンであり、特に好ましくはp-ビニル-N-t-ブトキシカルボニルアニリンである。
【0071】
ウレタン化合物(3)は、例えば、下記式(6)で表されるアミン化合物(以下、アミン化合物(6)という。)と下記式(7a)~式(7c)で表されるカルボニル化合物(以下、カルボニル化合物(7)という。)を反応させることで製造できる。
【0072】
式(6):
【0073】
【化18】
(式中、R
1、R
2は前記に同じである。)
【0074】
式(7a):
【0075】
【0076】
式(7b):
【0077】
【0078】
式(7c):
【0079】
【化21】
(式中、R
21は前記に同じ、Yはハロゲン原子を示す。)
【0080】
式(6)において、R1、R2は前記に同じである。式(6)で表されるアミン化合物としては、例えば、4-アミノスチレン、4-ビニルベンジルアミンが挙げられ、好ましくは4-アミノスチレンである。
【0081】
式(7a)において、R21は前記に同じである。式(7a)で表されるカルボニル化合物としては、例えば二炭酸ジ-t-ブチル、二炭酸ジベンジル、二炭酸ジ-t-アミル、二炭酸ジアリルが挙げられ、好ましくは二炭酸ジ-t-ブチル、二炭酸ジベンジルである。
【0082】
式(7b)において、R21は前記に同じである。式(7b)で表されるカルボニル化合物としては、例えば炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸ジプロピル、炭酸ジブチル、炭酸ジペンチル、炭酸ジヘキシル、炭酸ジフェニル、炭酸ジベンジル等が挙げられ、好ましくは炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸ジプロピル、炭酸ジブチル、炭酸ジフェニル、炭酸ジベンジルである。
【0083】
式(7c)において、R21は前記に同じであり、Yはハロゲン原子を示す。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、好ましくは塩素原子である。式(7c)で表されるカルボニル化合物としては、例えばクロロ蟻酸メチル、クロロ蟻酸エチル、クロロ蟻酸プロピル、クロロ蟻酸イソプロピル、クロロ蟻酸2-メトキシエチル、クロロ蟻酸ブチル、クロロ蟻酸イソブチル、クロロ蟻酸アミル、クロロ蟻酸ヘプチル、クロロ蟻酸ヘキシル、クロロ蟻酸ノニル、クロロ蟻酸n-オクチル、クロロ蟻酸デシル、クロロ蟻酸ドデシル、クロロ蟻酸ヘキサデシル、クロロ蟻酸フェニル、クロロ蟻酸2-ナフチル、クロロ蟻酸ベンジル等が挙げられ、好ましくはクロロ蟻酸メチル、クロロ蟻酸エチル、クロロ蟻酸プロピル、クロロ蟻酸イソプロピル、クロロ蟻酸ブチル、クロロ蟻酸n-オクチル、クロロ蟻酸フェニル、クロロ蟻酸ベンジルである。
【0084】
式(7a)~式(7c)で表されるカルボニル化合物のうち、入手性や反応の容易性の観点から、式(7a)又は式(7b)で表されるカルボニル化合物が好適に使用され、式(7a)で表されるカルボニル化合物が特に好適に使用される。
【0085】
カルボニル化合物(7)の使用量は、アミン化合物(6)中のアミノ基1モルに対して、通常、1モル以上、好ましくは1~6モルである。
【0086】
アミン化合物(6)とカルボニル化合物(7)を反応させる際、必要に応じ、塩基触媒を使用しても良い。塩基触媒としては、トリエチルアミン、ジメチルアミノピリジン等の有機塩基、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等の無機塩基が挙げられ、好ましくはトリエチルアミンである。
【0087】
反応温度は、使用する原料、溶媒等によって最適な温度が異なるが、通常、室温以上であり、好ましくは20~250℃である。
【0088】
溶媒は使用してもしなくても良い。溶媒を使用する場合、使用する溶媒は反応に影響を与えないものであれば特に制限されない。溶媒の具体例としては、トルエン、ベンゼン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒、メチルシクロヘキサン、シクロヘキサン、n-ヘキサン、n-ヘプタン、オクタン等の炭化水素溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン等のエーテル溶媒、メタノール、エタノール等のアルコール溶媒、N,N-ジメチルホルムアミド、アセトニトリル等が挙げられ、好ましくはエーテル溶媒、アルコール溶媒であり、特に好ましくはテトラヒドロフラン、メタノールである。溶媒の使用量は、アミン化合物(6)1重量部に対して、通常50重量部以下、好ましくは0.1~10重量部である。
【0089】
必要に応じて、窒素、アルゴン、ヘリウム等の反応に影響を与えない不活性ガス雰囲気下で反応させても良い。
【0090】
反応終了後は、未反応のカルボニル化合物(7)をジエタノールアミン等のアミン化合物による処理、水や弱酸性水溶液による洗浄、反応液の濃縮等により、ウレタン化合物(5)を単離することができ、必要に応じ、再結晶等の精製をしても良い。
【0091】
重合体(4)について説明する。本発明において重合体(4)は、式(4)で表される構造を少なくとも1種含む限り構造は特に限定されないが、例えば、(I):ウレタン化合物(3)のみを重合してなる式(4)で表される構造のみから構成される重合体であってもよいし、(II):ウレタン化合物(3)と、エチレン性不飽和モノマー等のウレタン化合物(3)とは異なるモノマーとの共重合体であってもよい。好ましくは(IIa):ウレタン化合物(3)及びエチレン性不飽和モノマーとの共重合体である。
【0092】
式(4)において、y、R1、R2及びR21は前記に同じである。重合体(4)がウレタン化合物(3)とエチレン性不飽和モノマーとの共重合体である場合、重合体(4)の構造としては、例えば、式(4-1)で表される構造を有する重合体が好ましい。
【0093】
式(4-1):
【0094】
【化22】
(式中、R
1、R
2、R
15、R
16、R
17、R
18、R
19、R
20、R
21、x及びyは前記に同じである。)
【0095】
式(4-1)中、R1、R2、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、x及びyは前記に同じである。
【0096】
重合体(4)がエチレン性不飽和モノマーとの共重合体である場合など、重合体(4)がウレタン化合物(3)と、エチレン性不飽和モノマー等のウレタン化合物(3)とは異なるモノマーとの共重合体である場合、重合体(4)におけるモノマーに由来する繰り返し単位の配列としては、ランダム、交互、ブロック等を挙げることができるが、特に制限はない。分岐構造にも特に制限はなく、直鎖の他、星形、グラフト、多分岐やそれらの混合物でも良い。
【0097】
本発明においてエチレン性不飽和モノマーはモノ-、ジ-、トリ-又はテトラ-置換型となることができる少なくとも一個の重合可能な炭素-炭素二重結合を含む物質を意味する。エチレン性不飽和モノマーとしては、ビニル系モノマー、アクリレート系モノマー、メタクリレート系モノマーなどが挙げられ、好ましくはビニル系モノマーである。ビニル系モノマーとしては、例えば、式(8):
【0098】
【化23】
(式中、R
15、R
16、R
17、R
18、R
19及びR
20は前記に同じである。)
で表されるモノマーなどが好適に使用される。
【0099】
式(8)中、R15、R16、R17、R18、R19及びR20は前記に同じである。
【0100】
ビニル系モノマーとしては、具体的には、スチレン、α-メチルスチレン、4-t-ブチルスチレン、2-ブロモスチレン、3-ブロモスチレン、4-ブロモスチレン、3,5-ビス(トリフルオロメチル)スチレン、4-クロロ-α-メチルスチレン、2-クロロスチレン、3-クロロスチレン、4-クロロスチレン、ビニルベンジルシアニド、4-(クロロメチル)スチレン、4-フルオロ-α-メチルスチレン、3-フルオロスチレン、4-フルオロスチレン、4-イソプロペニルトルエン、4-メトキシスチレン、2-メチルスチレン、3-メチルスチレン、4-メチルスチレン、4-n-オクチルスチレン、2,3,4,5,6-ペンタフルオロスチレン、2,4,6-トリメチルスチレン、3-(トリフルオロメチル)スチレン、4-(トリフルオロメチル)スチレン、1-ビニルナフタレン、2-ビニルピリジン、アクリロニトリル等が挙げられ、好ましくはスチレン、アクリロニトリルであり、特に好ましくはスチレンである。アクリレート系モノマーとしては、アクリル酸メチル等が挙げられる。メタクリレート系モノマーとしてはメタクリル酸メチル、メタクリル酸グリシジル等が挙げられる。エチレン性不飽和モノマーは2種以上を組み合わせて使用することもできる。ウレタン化合物(3)とエチレン性不飽和モノマーを重合して重合体(4)とする場合、エチレン性不飽和モノマーの使用量としては、特に限定されないが、ウレタン化合物(3)100重量部に対して、1~10000重量部の範囲であり、好ましくは50~5000重量部の範囲である。
【0101】
重合体(4)を製造する際のモノマーの重合方法は特に限定されないが、ラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合、配位重合の付加重合が挙げられ、ラジカル重合が操作の簡便性からも好ましい。
【0102】
重合体(4)を製造する際、必要に応じて重合反応の開始剤として、ラジカル開始剤を用いることができる。ラジカル開始剤としては、過酸化ベンゾイル、過酸化アセチル、t-ブチルヒドロパーオキシド、ジベンゾイルジスルフィド、過硫酸アンモニウム、アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビスイソ酪酸ジメチル、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)又はジメチル-2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)等が挙げられ、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系の開始剤が好ましい。
【0103】
ラジカル開始剤を使用する場合、ラジカル開始剤の使用量は特に限定されないが、ウレタン化合物(3)及び任意で使用されるエチレン性不飽和モノマー等のウレタン化合物(3)以外のモノマーの合計量100重量部に対して、通常、0.1~10重量部の範囲であり、好ましくは0.5~5重量部の範囲である。開始剤の重合系への添加は、重合反応の開始時に一度に全量を加えても良いし、重合中に分割添加しても良い。
【0104】
重合温度は特に限定されないが、通常20~150℃の範囲であり、好ましくは50~110℃の範囲である。重合時間は、通常5分~48時間の範囲である。
【0105】
本発明において重合反応は溶媒を使用せず塊状重合としても、溶媒を使用して溶液重合とすることもできる。また、さらに懸濁剤を使用して懸濁重合とすることもできる。
【0106】
重合反応において溶媒を使用する場合、使用する溶媒は反応に影響を与えないものであれば特に制限されない。溶媒の具体例としては、トルエン、ベンゼン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒、メチルシクロヘキサン、シクロヘキサン、n-ヘキサン、n-ヘプタン、オクタン等の炭化水素溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン等のエーテル溶媒、メタノール、エタノール等のアルコール溶媒、ジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルホルムアミド、アセトニトリル等が挙げられ、好ましくはジメチルスルホキシドである。溶媒の使用量は、ウレタン化合物(3)とエチレン性不飽和モノマーの合計量1重量部に対して、0.1~100重量部の範囲であり、好ましくは1~10重量部の範囲である。
【0107】
懸濁重合で重合体(4)を製造する場合、懸濁剤は反応に影響を与えないものであれば特に制限されない。懸濁剤の具体例としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等が挙げられる。
【0108】
上記各種の重合方法で得られた重合生成物は、水、メタノール等の極性溶媒で洗浄、溶媒再沈澱法又は薄膜蒸発法等によって、未反応のウレタン化合物(3)や任意で使用したエチレン性不飽和モノマー等のウレタン化合物(3)以外のモノマー、溶媒等を除いて目的の重合体(4)を得ることができる。
【0109】
次に、重合体(4)と前記式(5)で表されるカルボキシレート化合物の反応について説明する。
【0110】
式(5)中、R3、R4、R5、R6、a及びXは前記に同じである。入手容易性の観点から、式(5)のカルボキシレート化合物において、R4及びR5が相互に結合し、環構造を形成していることが好ましい。環を形成しているカルボキシレート化合物(5)として好ましくは前記式(5-1)~式(5-3)のいずれかで表されるカルボキシレート化合物であり、特に好ましくは式(5-1)で表されるカルボキシレート化合物である。
【0111】
式(5-1)中、R3、R6、R7、R8、a及びXは前記に同じである。
【0112】
式(5-1)で表されるカルボキシレート化合物の具体例としては、1,3-ジメチルイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1-エチル-3-メチルイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1-メチル-3-プロピルイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1-メチル-3-イソプロピルイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1-t-ブチル-3-メチルイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1-メチル-3-ペンチルイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1-ヘキシル-3-メチルイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1-ヘプチル-3-メチルイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1-メチル-3-オクチルイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1-メチル-3-ノニルイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1-デシル-3-メチルイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1-アリル-3-メチルイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1-ベンジル-3-メチルイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1-(2-メトキシエチル)-3-メチルイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1-(2-エトキシエチル)-3-メチルイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1-(2-ジメチルアミノエチル)-3-メチルイミダゾリウム-2-カルボキシレート、
【0113】
3-メチルオキサゾリウム-2-カルボキシレート、3,5-ジメチルオキサゾリウム-2-カルボキシレート、3,4,5-トリメチルオキサゾリウム-2-カルボキシレート、
【0114】
3-メチルチアゾリウム-2-カルボキシレート、3,4-ジメチルチアゾリウム-2-カルボキシレート、3,5-ジメチルチアゾリウム-2-カルボキシレート、3,4,5-トリメチルチアゾリウム-2-カルボキシレート、等が挙げられ、好ましくは、1,3-ジメチルイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1-エチル-3-メチルイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1-メチル-3-プロピルイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1-メチル-3-オクチルイミダゾリウム-2-カルボキシレートであり、特に好ましくは、1,3-ジメチルイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムカルボキシレート、1-メチル-3-オクチルイミダゾリウム-2-カルボキシレートである。
【0115】
式(5-2)中、R3、R6、R9、R10、a及びXは前記に同じである。
【0116】
式(5-2)で表されるカルボキシレート化合物の具体例としては、1,3-ジメチルイミダゾリニウム-2-カルボキシレート、1-エチル-3-メチルイミダゾリニウム-2-カルボキシレート、1-メチル-3-プロピルイミダゾリニウム-2-カルボキシレート、1-ブチル-3-メチルイミダゾリニウム-2-カルボキシレート、1-メチル-3-ペンチルイミダゾリニウム-2-カルボキシレート、1-ヘキシル-3-メチルイミダゾリニウム-2-カルボキシレート、1-ヘプチル-3-メチルイミダゾリニウム-2-カルボキシレート、1-メチル-3-オクチルイミダゾリニウム-2-カルボキシレート、1-メチル-3-ノニルイミダゾリニウム-2-カルボキシレート、1-デシル-3-メチルイミダゾリニウム-2-カルボキシレート、1-アリル-3-メチルイミダゾリニウム-2-カルボキシレート、1-ベンジル-3-メチルイミダゾリニウム-2-カルボキシレート、1-(2-メトキシエチル)-3-メチルイミダゾリニウム-2-カルボキシレート、1-(2-エトキシエチル)-3-メチルイミダゾリニウム-2-カルボキシレート、1-(2-ジメチルアミノエチル)-3-メチルイミダゾリニウム-2-カルボキシレート、1,3,4,5-テトラメチルイミダゾリニウム-2-カルボキシレート、
【0117】
3-メチルオキサゾリニウム-2-カルボキシレート、3,4-ジメチルオキサゾリニウム-2-カルボキシレート、3,5-ジメチルオキサゾリニウム-2-カルボキシレート、3,4,5-トリメチルオキサゾリニウム-2-カルボキシレート、
【0118】
3-メチルチアゾリニウム-2-カルボキシレート、3,4-ジメチルチアゾリニウム-2-カルボキシレート、3,5-ジメチルチアゾリニウム-2-カルボキシレート、3,4,5-トリメチルチアゾリニウム-2-カルボキシレート等が挙げられ、好ましくは、1,3-ジメチルイミダゾリニウム-2-カルボキシレート、1-エチル-3-メチルイミダゾリニウム-2-カルボキシレート、1-メチル-3-プロピルイミダゾリニウム-2-カルボキシレート、1-ブチル-3-メチルイミダゾリニウム-2-カルボキシレートであり、特に好ましくは、1,3-ジメチルイミダゾリニウム-2-カルボキシレートである。
【0119】
式(5-3)中、R3、R6、R11、R12、R13、及びR14、a及びXは前記に同じである。
【0120】
式(5-3)で表されるカルボキシレート化合物の具体例としては、1,3-ジメチルベンゾイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1-エチル-3-メチルベンゾイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1-メチル-3-プロピルベンゾイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1-ブチル-3-メチルベンゾイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1-メチル-3-ペンチルベンゾイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1-ヘキシル-3-メチルベンゾイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1-ヘプチル-3-メチルベンゾイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1-メチル-3-オクチルベンゾイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1-メチル-3-ノニルベンゾイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1-デシル-3-メチルベンゾイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1-アリル-3-メチルベンゾイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1-ベンジル-3-メチルベンゾイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1,3,6-トリメチルベンゾイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1-アセチル-3,6-ジメチルベンゾイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1,3,6,7-テトラメチルベンゾイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1,3-ジベンジル-6,7-ジメチルベンゾイミダゾリウム-2-カルボキシレート、
【0121】
3-メチルベンゾオキサゾリウム-2-カルボキシレート、
【0122】
3-メチルベンゾチアゾリウム-2-カルボキシレート好ましくは、1,3-ジメチルベンゾイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1-エチル-3-メチルベンゾイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1-メチル-3-プロピルベンゾイミダゾリウム-2-カルボキシレート、1-ブチル-3-メチルベンゾイミダゾリウム-2-カルボキシレートであり、特に好ましくは、1,3-ジメチルベンゾイミダゾリウム-2-カルボキシレートである。
【0123】
カルボキシレート化合物(5)は従来公知の方法により製造されたものを使用することができ、その製造方法としては、特に限定するものではないが、例えば、Chemical Communications (Cambridge, United Kingdom) 2003年 1号 28-29頁に記載の含窒素有機化合物と炭酸ジアルキルとを反応させる方法や、Chemical Communications (Cambridge, United Kingdom) 2004年 1号 112-113頁に記載のN-ヘテロ環状カルベンと二酸化炭素とを反応させる方法等が挙げられる。以下に、含窒素有機化合物と炭酸ジアルキルとを反応させ、カルボキシレート化合物(5)を製造する方法について説明する。
【0124】
下記式(9)で表される含窒素有機化合物(以下、含窒素有機化合物(9)という。)と炭酸ジアルキル(10)(以下、炭酸ジアルキル(10)という)とを反応させてカルボキシレート化合物(5)を製造する。
【0125】
式(9):
【0126】
【化24】
(式中、R
3、R
4、R
5、a及びXは前記に同じ。)
【0127】
式(10):
【0128】
【0129】
本発明において、入手容易性の観点から、式(9)においてR4及びR5が相互に結合し、環構造を形成していることが好ましい。環を形成している含窒素有機化合物(9)として好ましくは下記式(9-1)、(9-2)又は(9-3)のいずれかで表される含窒素有機化合物であり、特に好ましくは式(9-1)で表される含窒素有機化合物である。
【0130】
式(9-1):
【0131】
【0132】
(式中、R3、R7、R8、a及びXは前記に同じ。)
【0133】
式(9-2):
【0134】
【0135】
(式中、R3、R9、R10、a及びXは前記に同じ。)
【0136】
式(9-3):
【0137】
【0138】
(式中、R3、R11、R12、R13、R14、a及びXは前記に同じ。)
【0139】
式(9-1)において、R3、R7、R8、a及びXは前記に同じである。式(9-1)で表される含窒素有機化合物の具体例としては、1-メチルイミダゾール、1-エチルイミダゾール、1-プロピルイミダゾール、1-イソプロピルイミダゾール、1-ブチルイミダゾール、1-t-ブチルイミダゾール、1-ヘキシルイミダゾール、1-オクチルイミダゾール、1-(2-エチルヘキシル)イミダゾール、1-ドデシルイミダゾール、1-アリルイミダゾール、1-ベンジルイミダゾール、1-フェニルイミダゾール、1-(2,6-ジイソプロピル)イミダゾール、1-メシチルイミダゾール、1,4,5-トリメチルイミダゾール
【0140】
オキサゾール、5-メチルオキサゾール、4,5-ジメチルオキサゾール、
【0141】
チアゾール、4-メチルチアゾール、5-メチルチアゾール、4,5-ジメチルチアゾール等が挙げられ、好ましくは、1-メチルイミダゾール、1-エチルイミダゾール、1プロピルイミダゾール、1-ブチルイミダゾール、1-オクチルイミダゾールであり、特に好ましくは、1-メチルイミダゾール、1-ブチルイミダゾール、1-オクチルイミダゾールである。
【0142】
式(9-2)において、R3、R9、R10、a及びXは前記に同じである。式(9-2)で表される含窒素有機化合物の具体例としては、1-メチルイミダゾリン、1-エチルイミダゾリン、1-プロピルイミダゾリン、1-イソプロピルイミダゾリン、1-ブチルイミダゾリン、1-t-ブチルイミダゾリン、1-ヘキシルイミダゾリン、1-オクチルイミダゾリン、1-(2-エチルヘキシル)イミダゾリン、1-ドデシルイミダゾリン、1-アリルイミダゾリン、1-ベンジルイミダゾリン、1-フェニルイミダゾリン、1,4,5-トリメチルイミダゾリン
【0143】
オキサゾリン、5-メチルオキサゾリン、4,5-ジメチルオキサゾリン、
【0144】
チアゾリン、4-メチルチアゾリン、5-メチルチアゾリン、4,5-ジメチルチアゾリン等が挙げられ、好ましくは、1-メチルイミダゾリン、1-エチルイミダゾリン、1-プロピルイミダゾリン、1-ブチルイミダゾリンであり、特に好ましくは、1-メチルイミダゾリンである。
【0145】
式(9-3)において、R3、R11、R12、R13、R14、a及びXは前記に同じである。式(9-3)で表される含窒素有機化合物の具体例としては、1-メチルベンゾイミダゾール、1-エチルベンゾイミダゾール、1-プロピルベンゾイミダゾール、1-イソプロピルベンゾイミダゾール、1-ブチルベンゾイミダゾール、1-t-プロピルベンゾイミダゾール、1-ヘキシルベンゾイミダゾール、1-オクチルベンゾイミダゾール、1-(2-エチルヘキシル)ベンゾイミダゾール、1-ドデシルベンゾイミダゾール、1-アリルベンゾイミダゾール、1-ベンジルベンゾイミダゾール、1-フェニルベンゾイミダゾール、1,6-ジメチルベンゾイミダゾール、1,6,7-トリメチルベンゾイミダゾール、
【0146】
ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール等が挙げられ、好ましくは、1-メチルベンゾイミダゾール、1-エチルベンゾイミダゾール、1-プロピルベンゾイミダゾール、1-ブチルベンゾイミダゾールであり、特に好ましくは、1-メチルベンゾイミダゾールである。
【0147】
式(10)において、R6は前記に同じである。炭酸ジアルキル(10)の具体例としては、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸ジプロピル、炭酸ジブチル、炭酸ジペンチル、炭酸ジヘキシル等が挙げられ、好ましくは炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸ジプロピル、炭酸ジブチルであり、特に好ましくは炭酸ジメチルである。
【0148】
含窒素有機化合物(9)と炭酸ジアルキル(10)の反応において、炭酸ジアルキル(10)の使用量は、含窒素有機化合物(9)1モルに対して通常1モル以上、好ましくは1~6モルである。
【0149】
含窒素有機化合物(9)と炭酸ジアルキル(10)の反応において、溶媒は使用してもしなくてもよい。溶媒を使用する場合、使用する溶媒は反応に影響を与えないものであれば特に制限されない。溶媒の具体例としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、1-メトキシ-2-プロパノール、エトキシエタノール等の1価のアルコール溶媒、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール等のポリオール溶媒、ジプロピレングリコールモノn-ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノn-プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノn-プロピルエーテル、プロピレングリコールモノn-ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノn-ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールモノアルキルエーテル溶媒等が挙げられ、好ましくは1価のアルコール溶媒であり、特に好ましくはメタノールである。溶媒の使用量は、含窒素有機化合物(9)1重量部に対して、通常50重量部以下、好ましくは10重量部以下である。
【0150】
含窒素有機化合物(9)と炭酸ジアルキル(10)の反応において、反応温度は、使用する原料、溶媒等によって最適な温度が異なるが、通常、室温以上であり、好ましくは20~200℃である。なお、本明細書において室温は20℃程度を意味する。
【0151】
含窒素有機化合物(9)と炭酸ジアルキル(10)の反応において、必要に応じて、窒素、アルゴン、ヘリウム等の反応に影響を与えない不活性ガス雰囲気下で反応させてもよい。
【0152】
反応終了後は、反応液を濃縮し、溶媒を除去してカルボキシレート化合物(5)を単離できる。反応液中に未反応の含窒素有機化合物(9)及び炭酸ジアルキル(10)が残存している場合、反応液を濃縮することでこれらを除去することもできる。
【0153】
重合体(4)とカルボキシレート化合物(5)の反応において、通常、重合体(4)に含まれるカルバメート基1モルに対して、カルボキシレート化合物(5)を0.8モル以上、好ましくは1~3モルとなる量を反応させる。
【0154】
反応温度は、特に制限されないが、溶媒の沸点以下であればよく、通常10℃以上、好ましくは40~200℃、特に好ましくは80~150℃である。
【0155】
重合体(4)とカルボキシレート化合物(5)の反応においては、溶媒を使用してもしなくても良い。溶媒としては、例えば、トルエン、ベンゼン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒、メチルシクロヘキサン、シクロヘキサン、n-ヘキサン、n-ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素溶媒、ブチルクロライド、1,2-ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素溶媒、クロロベンゼン等のハロゲン化芳香族炭化水素溶媒等が挙げられ、好ましくは芳香族炭化水素溶媒とハロゲン化芳香族炭化水素溶媒であり、特に好ましくはトルエン、キシレン、クロロベンゼンである。溶媒は必要に応じて2種以上を混合して使用することもできる。
【0156】
溶媒の使用量は、カルボキシレート化合物(5)1重量部に対して、通常500重量部以下、好ましくは0.1重量部以上35重量部以下である。
【0157】
重合体(4)とカルボキシレート化合物(5)の反応において、必要に応じて、窒素、アルゴン、ヘリウム等の反応に影響を与えない不活性ガス雰囲気下で反応させても良い。
【0158】
反応終了後は、反応液を濃縮又はろ過により溶媒を除去することにより、アミデートポリマー(1)を得ることができる。また、得られたアミデートポリマー(1)は、再結晶等の方法により精製することができる。
【0159】
次いで、本発明のポリウレタン製造用触媒について説明する。
【0160】
本発明のポリウレタン製造用触媒は、アミデートポリマー(1)を有効成分として含有してなるものであり、アミデートポリマー(1)1種単独であってもポリウレタン製造用触媒として使用することができ、2種以上の混合物として使用することもできる。また、必要に応じて溶媒等を混合して使用することもできる。さらに公知のポリウレタン製造用触媒を組み合わせて混合し、使用することもできる。
【0161】
アミデートポリマー(1)を、溶媒等と混合して及び/又は公知のポリウレタン製造用触媒と組み合わせて混合してポリウレタン製造用触媒とする場合は、ポリウレタン製造用触媒組成物である。この場合、アミデートポリマー(1)と溶媒等との配合割合、及び、アミデートポリマー(1)と公知のポリウレタン製造用触媒との配合割合は、当業者が適宜設定することができる。
【0162】
公知のポリウレタン製造用触媒としては、例えば、トリエチルアミン、N,N,N’,N’-テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’-テトラメチルプロピレンジアミン、N,N,N’,N”,N”-ペンタメチルジエチレントリアミン、N,N,N’,N”,N”-ペンタメチルジプロピレントリアミン、N,N,N’,N’-テトラメチルグアニジン、1,3,5-トリス(N,N-ジメチルアミノプロピル)ヘキサヒドロ-S-トリアジン、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO)、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7、トリエチレンジアミン、N,N,N’,N’-テトラメチルヘキサメチレンジアミン、N-メチル-N’-(2-ジメチルアミノエチル)ピペラジン、N,N’-ジメチルピペラジン、ジメチルシクロヘキシルアミン、N-メチルモルホリン、N-エチルモルホリン、ビス(2-ジメチルアミノエチル)エ-テル、1-メチルイミダゾール、1,2-ジメチルイミダゾール、1-イソブチル-2-メチルイミダゾール、1-ジメチルアミノプロピルイミダゾール等の3級アミン触媒や、テトラメチルアンモニウムクロライド等のテトラアルキルアンモニウムハロゲン化物、水酸化テトラメチルアンモニウム塩等のテトラアルキルアンモニウム水酸化物、テトラメチルアンモニウム-2-エチルヘキサン酸塩、2-ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムギ酸塩、2-ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウム-2-エチルヘキサン酸塩等のテトラアルキルアンモニウム有機酸塩類等の4級アンモニウム塩化合物が挙げられ、好ましくは1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO)である。公知のポリウレタン製造用触媒は1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
【0163】
本発明のポリウレタン製造用触媒の存在下、ポリオールとポリイソシアネートとを反応させることで、ポリウレタンを製造することができる。
【0164】
本発明のポリウレタン製造用触媒の使用量としては、使用されるポリオール100重量部に対して、アミデートポリマー(1)が、通常0.001~20重量部の範囲、好ましくは0.01~10重量部となる量である。
【0165】
本発明のポリウレタンの製造方法において、ポリオールとしては、特に限定するものではなく、例えば、従来公知のポリエ-テルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリマーポリオール、植物油ポリオール、さらには含リンポリオールやハロゲン含有ポリオール等の難燃ポリオール等が使用される。これらのポリオールは単独で使用してもよく、適宜混合して併用することもできる。
【0166】
ポリエーテルポリオールとしては、特に限定するものではなく、例えば、少なくとも2個以上の活性水素基を有する化合物(具体的には、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の多価アルコール類、エチレンジアミン等のアミン類、エタノールアミン、ジエタノールアミン等のアルカノールアミン類等が例示される。)を出発原料として、これとアルキレンオキサイド(具体的には、エチレンオキシド、プロピレンオキシド等が例示される。)との付加反応により製造されたものが挙げられる[例えば、Gunter Oertel, Polyurethane Handbook (1985) Hanser Publishers社(ドイツ),42-53頁に記載の方法参照]。
【0167】
ポリエステルポリオールとしては、特に限定するものではなく、例えば、アジピン酸、フタル酸等の多価カルボン酸と、エチレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール等の多価アルコールとの縮合反応物や、ナイロン製造時の廃物、トリメチロールプロパン、ペンタエリストールの廃物、フタル酸系ポリエステルの廃物、廃品を処理し誘導したポリエステルポリオール等が挙げられる[例えば、岩田敬治「ポリウレタン樹脂ハンドブック」(1987)日刊工業新聞社 117頁の記載参照]。
【0168】
ポリマーポリオールとしては、特に限定するものではなく、例えば、上記ポリエーテルポリオールとエチレン性不飽和単量体(例えば、ブタジエン、アクリロニトリル、スチレン等が挙げられる)をラジカル重合触媒の存在下に反応させた重合体ポリオールが挙げられる。ポリマーポリオールとしては、分子量が5000~12000程度のものが特に好ましい。
【0169】
植物油ポリオールとしては、特に限定するものではなく、例えば、ひまし油、やし油等のヒドロキシル基含有植物油等が挙げられる。また、ひまし油又は水添ひまし油を原料として得られるひまし油誘導体ポリオールも好適に用いることができる。ひまし油誘導体ポリオールとしては、ひまし油、多価カルボン酸及び短鎖ジオールの反応で得られるひまし油ポリエステル、ひまし油やひまし油ポリエステルのアルキレンオキシド付加物等をあげることができる。
【0170】
難燃ポリオールとしては、特に限定するものではなく、例えば、リン酸化合物にアルキレンオキシドを付加して得られるリン含有ポリオールや、エピクロルヒドリンやトリクロロブチレンオキシドを開環重合して得られるハロゲン含有ポリオール、芳香環を有する活性水素化合物にアルキレンオキシドを付加して得られる芳香族系エーテルポリオール、芳香環を有する多価カルボン酸と多価アルコールとの縮合反応で得られる芳香族系エステルポリオール等が挙げられる。
【0171】
上記ポリオールの水酸基価としては、好ましくは5~300mgKOH/g、より好ましくは10~250mgKOH/gである。水酸基価は、JIS-K0070に規定された方法で測定できる。
【0172】
ポリイソシアネートとしては特に制限するものではないが、イソシアネート基を2以上有する芳香族系、脂環式系、脂肪族系等のポリイソシアネート、これらの変性ポリイソシアネートが挙げられる。具体的にはトリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイシソシアネート、フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネート、ジシクロヘキシルジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の脂環式系ポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネートや、上記各ポリイソシアネートのプレポリマー型変性体、ヌレート変性体、ウレア変性体等が挙げられる。これらのポリイソシアネートは単独で使用してもよく、適宜混合して併用することもできる。
【0173】
ポリイソシアネートの使用量は、特に限定するものではなく、通常、イソシアネートインデックス(NCO濃度/活性水素基濃度×100)が、70~140、好ましくは、75~130、より好ましくは80~120となる量である。
【0174】
本発明において、ポリオールとポリイソシアネートとの反応に、必要に応じて、顔料、染料等の着色剤、酸化防止剤、安定剤、紫外線吸収剤、難燃剤、機械的強度を上げるための無機フィラー、粘度を下げるために使用する有機溶剤、シランカップリング剤、消泡剤、レべリング剤等の密着性付与剤や、他の添加剤を添加することができる。
【0175】
本発明のポリウレタン製造用触媒の主成分であるアミデートポリマー(1)は後述の実施例に示す通り、熱潜在性触媒として機能する。そのため、ポリウレタンの製造方法に係る反応は、120℃~250℃の範囲で反応を実施することが好ましい。より好ましくは、120℃~200℃である。
【0176】
上述の方法によって、ポリウレタンを得ることができる。本発明の方法によって得られるポリウレタンは塗料、接着剤、シーリング剤等の各種用途に使用することができる。
【実施例】
【0177】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はなんらこれらに限定されるものではない。なお、実施例中、1H-NMRはブルカー株式会社製AV400を使用し、400MHzで測定した。GPCは東ソー株式会社製HLC-8320GPCを使用し、N,N-ジメチルホルムアミドを溶離液としてポリスチレン換算数平均分子量を算出した。水分は京都電子工業株式会社のカールフィッシャー水分計(MKC-510N)を使用して分析した。
【0178】
[実施例1]1,3-ジメチルイミダゾリウム-2-カルボキシレートの合成
【0179】
【化29】
窒素置換した500mLのオートクレーブに1-メチルイミダゾール82.1g(1.0mol)、炭酸ジメチル119.8g(1.0mol)、メタノール83.1gを仕込み、得られた混合物を内温120℃で22時間撹拌した。得られた反応混合物を25℃に冷却し、減圧濃縮を行い、白色固体を得た。得られた白色固体をトルエンで洗浄後、減圧乾燥を行い、上記式で表される化合物(DMIm-CO
2)を47.8g得た(収率34%)。DMIm-CO
2の
1H-NMR分析結果を以下に示す。
【0180】
1H-NMR(CD3OD)δ(ppm)=7.46(s,2H)、4.08(s,6H)
【0181】
[実施例2]p-ビニル-N-t-ブトキシカルボニルアニリンの合成
【0182】
【化30】
窒素置換した50mL試験管にp-ビニルアニリン1.0g(8.5mmol)、トリエチルアミン0.9g(9.2mmol)、THF10mLを仕込み、0℃に冷却し、混合物を撹拌しながら二炭酸ジ-t-ブチル2.0g(9.3mmol)/THF10mL溶液を滴下し、0℃で90時間撹拌後、30℃で21.5時間撹拌した。得られた混合物にジエタノールアミン0.4g(4.2mmol)を滴下し、1時間撹拌後、得られた反応混合物を減圧乾燥した。得られた濃縮残にトルエン20mL、水10mLを添加し、分液を行った。得られた有機層を減圧乾燥し、上記式で表される化合物(p-ビニル-N-t-ブトキシカルボニルアニリン)を1.8g得た(収率96%)。上記式で表される化合物の
1H-NMR分析結果を以下に示す。
【0183】
1H-NMR(DMSO-d6)δ(ppm)=9.42(s,1H)、7.44-7.34(m,4H)、6.67-6.60(m,1H)、5.71-5.66(m,1H)、5.14-5.11(m,1H)、1.47(s,9H)
【0184】
[実施例3]スチレンとp-ビニル-N-t-ブトキシカルボニルアニリンの共重合
【0185】
【化31】
50mL試験管に実施例2で得られたp-ビニル-N-t-ブトキシカルボニルアニリン0.29g(1.3mmol)、2,2-アゾビス(イソブチロニトリル)0.03g(0.2mmol)、スチレン3.03g(29.1mmol)、ジメチルスルホキシド27.8gを仕込み、窒素で10分間バブリング後、70℃で22.5時間反応を行った。反応液をメタノール250mLに滴下し、再沈殿により精製して上記式で表される共重合体を1.7g得た。共重合体の
1H-NMR分析結果を
図1に示す。1.5ppm付近にt-ブトキシカルボニル基由来のピークが観察できた。GPC分析の結果、得られた共重合体のポリスチレン換算数平均分子量Mnは17000であった。
【0186】
[実施例4]p-ビニル-N-t-ブトキシカルボニルアニリンとスチレンの共重合体からアミデートポリマーの合成
【0187】
【化32】
50mL試験管に実施例3で得られた共重合体0.50g、実施例1で得られたDMIm-CO
20.087g(0.6mmol)、トルエン35gを仕込み、窒素置換後、110℃で9.3時間撹拌した。得られた反応混合物を25℃に冷却後、濾過を行い、濾液を減圧乾燥し、メタノールで洗浄後再度乾燥して、上記式で表されるアミデートポリマーを0.50g得た。アミデートポリマーの
1H-NMR分析結果を
図2に示す。1.5ppm付近のt-ブトキシカルボニル基由来のピークが消失した代わりに、4.0ppm付近にジメチルイミダゾリウム由来のピークが観察できた。GPC分析の結果、得られたアミデートポリマーのポリスチレン換算数平均分子量Mnは12000であった。
【0188】
[実施例5]
試験管にポリオール(サニックスGP3000、三洋化成工業株式会社製)1.8g、イソホロンジイソシアネート(東京化成工業株式会社製)0.2g(NCOインデックス100%)、実施例4で得られたアミデートポリマー0.1gを配合し、ウレタン樹脂組成物を調製した。得られたウレタン樹脂組成物を加熱し、硬化する温度を測定した。また、硬化した樹脂の外観を確認し、ボイドの有無を確認した。その結果を表1に示す。
【0189】
[比較例1]
実施例5においてアミデートポリマーを加えずにウレタン樹脂組成物を調製した以外は、実施例5と同様に実施した。その結果を表1に示す。
【0190】
[比較例2]
実施例5においてアミデートポリマーをDMIm-CO2に代えた以外は、実施例5と同様に実施した。その結果を表1に示す。
【0191】
実施例5、比較例1及び2の結果を表1に示す。表1中、「樹脂組成物外観」において、○は樹脂組成物が均一となったこと、×は樹脂組成物が不均一であったことを示す。
【0192】
【0193】
表1に示す様にDMIm-CO2は塗料への溶解性が低く、硬化物にボイドが観測された。一方で、本発明のアミデートポリマーを添加したウレタン樹脂組成物は、塗料への溶解性が良好であり、且つ硬化物にボイドが観測されなかったことから、本発明の化合物は、ポリウレタン製造用触媒として好適に使用できることが分かった。
【0194】
[実施例6]
試験管に実施例4で得られたアミデートポリマー12mgに表2に示す溶媒1mLを加えて室温での各種溶媒への溶解性を評価した。その結果を表2に示す。
【0195】
[比較例3]
実施例6においてアミデートポリマーをDMIm-CO2に代えた以外は、実施例6と同様に実施した。その結果を表2に示す。
【0196】
実施例6、比較例3の結果を表2に示す。表2中、○は溶解、×は不溶を示す。
【0197】
【0198】
表2に示す様に本発明の化合物は、DMIm-CO2と比較して幅広い種類の溶媒に溶解することが分かった。
【0199】
[実施例7]
試験管に実施例4で得られたアミデートポリマー6.4mgを仕込み、空気中に開放して静置した。仕込み直後(0時間後)と74時間後の水分を測定した結果を表3に示す。
【0200】
[比較例4]
実施例7においてアミデートポリマーをDMIm-CO2に代えた以外は、実施例7と同様に実施した。その結果を表3に示す。
【0201】
【0202】
表3に示す様に本発明の化合物は、DMIm-CO2と比較して吸湿性が低いことが分かった。