JP2014201732A - 4−[(ジ置換ホスホリル)オキシ]−1−ナフチル(メタ)アクリレート化合物及びその製造法並びにそれらを含有するラジカル重合性組成物及びその重合物 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の4−[(ジ置換ホスホリル)オキシ]−1−ナフチル(メタ)アクリレート化合物は、一般式(2)に示すジ置換−4−ヒドロキシ−1−ナフチルホスフェート化合物を(メタ)アクリロイル化することにより得ることができる。
ジメチル−4−ヒドロキシ−6−n−ブチル−1−ナフチルホスフェート、ジエチル−4−ヒドロキシ−6−n−ブチル−1−ナフチルホスフェート、ジ−n−プロピル−4−ヒドロキシ−6−n−ブチル−1−ナフチルホスフェート、ジ−n−ブチル−4−ヒドロキシ−6−n−ブチル−1−ナフチルホスフェート、ジメチル−4−ヒドロキシ−n−6−ブチル−1−ナフチルホスフェート、ジフェニル−4−ヒドロキシ−6−n−ブチル−1−ナフチルホスフェート、ジトリル−4−ヒドロキシ−6−n−ブチル−1−ナフチルホスフェート等が挙げられる。
かくして得られた4−[(ジ置換ホスホリル)オキシ]−1−ナフチル(メタ)アクリレート化合物は、ラジカル重合開始剤を用いることによりラジカル重合し、重合物とすることができる。ラジカル重合開始剤としては、熱ラジカル重合開始剤及び光ラジカル重合開始剤を用いることができる。
本発明の4−[(ジ置換ホスホリル)オキシ]−1−ナフチル(メタ)アクリレート化合物及び上記ラジカル重合開始剤を混合することによりラジカル重合性組成物を調製したのち重合させることができる。
当該ラジカル重合性組成物の重合はフィルム状で行うことも出来るし、塊状に硬化させることも可能である。フィルム状に重合させる場合は、液状の当該重合性組成物をたとえばポリエステルフィルムなどの基材に、たとえばバーコーターなどを用いて膜厚5〜300ミクロンになるように塗布する。本発明の4−[(ジ置換ホスホリル)オキシ]−1−ナフチル(メタ)アクリレート化合物は、薄膜だけでなく厚膜においても容易に重合させることができる。
(1)融点:ゲレンキャンプ社製の融点測定装置、型式MFB−595(JIS K0064に準拠)
(2)屈折計:エルマー社製 型式ER−7MWH
(3)赤外線(IR)分光光度計:日本分光社製、型式IR−810
(4)核磁気共鳴装置(NMR):日本電子社製、型式GSX FT NMR Spectorometer
反応容器に1,4−ナフトキノン5.0g(31.6mmol)、亜リン酸ジメチル5.2g(47.4mmol)および溶媒としてトルエン40mlを仕込んだ。この混合物を窒素気流化、室温で撹拌しながら、ここへ触媒として1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]−7−ウンデセン(以下、DBUとよぶ)200mgをトルエン10mlに溶かした溶液を5分かけて添加した。この間、反応液温度は19℃から43℃まで上昇した。放冷により室温まで戻した後、油浴上で55℃に加熱し、30分間撹拌を行った。反応終了時点で器壁に結晶が多量付着しているのが認められた。反応器を氷水に浸して放置した後、析出結晶をろ過により取得した。この褐色結晶、6.0gを更にトルエンから再結晶し、淡褐色の結晶、5.1gを得た。このものは分析の結果、ジメチル−4−ヒドロキシ−1−ナフチルホスフェートであり、高速液体クロマトグラフィー(LC)純度はピーク面積比で93.5%であった。結晶までの通し収率は、60.7モル%であった。一方、結晶を除いた反応母液を水洗した後、得られた有機層から溶媒を減圧留去し、褐色液体、2.3gを得た。このものをLCで分析したところ、その組成は、ピーク面積比でジメチル−4−ヒドロキシ−1−ナフチルホスフェートが33.9%、2−ジメトキシホスホリル−1,4−ジヒドロキシナフタレンが48.1%であった。
(1)融点:141.0−141.6℃
(2)IR(KBr,cm−1):3205、1635、1595、1460、1388、1358、1270、1240、1190、1042、935、918、857、830、773
(3)MS−スペクトル:M+=268
反応容器に1,4−ナフトキノン2.0g(12.6mmol)、亜リン酸ジエチル2、6g(18.9mmol)および溶媒としてトルエン20mlを仕込んだ。この混合物を質素気流下、氷水で冷却下に撹拌。ここへ触媒としてDBU67mgをトルエンに溶かした溶液を17分かけて添加した。この間、反応液温度を20℃から25℃の範囲を保つようにした。触媒添加後、さらに室温で1時間撹拌を行った。反応液に抽出溶媒としてトルエンを更に添加し、1規定塩酸、次いで水で洗浄した後、得られた有機層から溶媒を減圧留去し、赤褐色液体、3.6gを得た。このものを高速液体クロマトグラフィー(LC)で分析したところ、その組成は、ピーク面積比でジエチル−4−ヒドロキシ−1−ナフチルホスフェートが69.8%、2−ジエトキシホスホリル−1,4−ジヒドロキシナフタレンが17.8%であった。室温で放置すると結晶が多量析出した。これを酢酸エチル−ヘキサンの混合溶媒で洗浄して、白色結晶、1.89gを得た。このものは分析の結果、ジエチル−4−ヒドロキシ−1−ナフチルホスフェートであり、純度はピーク面積比で98%であった。結晶までの収率は49.7%であった。
(1)融点:102.3−104.2℃
(2)IR(KBr,cm−1):3190、1635、1598、1580、1476、1445、1387、1358、1263、1248、1157、1035、960、903、823、762
(3)MS−スペクトル:M+=296
反応容器に1,4−ナフトキノン3.0g(15.9mmol)、亜リン酸ジフェニル4、4g(19.1mmol)、触媒のジメチルアミノピリジン、20mgおよび溶媒としてトルエン30mlを仕込んだ。この混合物を質素気流下、70℃で50分加熱撹拌を行った。冷却後、反応液に抽出溶媒として酢酸エチルを加え、1規定塩酸、次いで水で洗浄した後、得られた有機層から溶媒を減圧留去し、暗赤色液体、6.8gを得た。このものを高速液体クロマトグラフィー(LC)で分析したところ、その組成は、ピーク面積比でジフェニル−4−ヒドロキシ−1−ナフチルホスフェートが41.4%、2−ジフェニルホスホリル−1,4−ジヒドロキシナフタレンが9.1%、亜リン酸ジフェニルが8.8%であった。この反応粗体をシリカゲルを用いたカラムクロマト精製に付した。溶離液として酢酸エチルとヘキサンの混合溶媒を流した。亜リン酸ジフェニル、2−ジフェニルホスホリル−1,4−ジヒドロキシナフタレン次いで目的物のジフェニル−4−ヒドロキシ−1−ナフチルホスフェートの順に溶出した。目的物を含む分画から溶媒を留去すると淡褐色の結晶が得られた。これを酢酸エチル−ヘキサンから再結晶し、白色結晶、1.31gを得た。このものは分析の結果、ジフェニル−4−ヒドロキシ−1−ナフチルホスフェートであり、純度はピーク面積比で97.3%であった。
(1) 融点:101.2−103.4℃
(2)IR(KBr,cm−1):3230、1635、1590、1488、1383、1362、1260、1208、1183、1065、965、820、762
(3)MS−スペクトル:M+=392
十分に窒素置換した反応器に、合成例1と同様の方法で合成したジチル−4−ヒドロキシ−1−ナフチルホスフェート、1.0g(3.7mmol)、トリエチルアミン1.1g(11.2mmol)及び溶媒のアセトニトリル10mlを仕込んで、攪拌下に溶解した。この溶液を氷水で冷やし、反応液の温度を10−15℃に保ち、窒素気流中、攪拌下に塩化メタクリロイル590mg(5.6mmol)を20分かけて滴下した。滴下終了後、室温に戻して、更に20分間攪拌を続けて反応を終了した。当該反応液に抽出溶媒として酢酸エチルと、生成したトリエチルアミン・塩酸塩を除去するための水を加え、攪拌後、静置したところ水相と有機相の二相に分離した。この有機相を取りだし、水洗した後、溶媒を溜去することで淡黄色油状物770mgを得た。このものを高速液体クロマトグラフィー(LC)で分析したところ、ピーク面積比で4−[(ジメトキシホスホリル)オキシ]−1−ナフチルメタクリレートの純度は95.7%であった。
(1)融点:室温で液状
(2)屈折率:nD=1.5562
(3)IR(neat,cm−1):3080、2960、2860、1740、1638、1602、1465、1392、1295、1222、1123、1043、905、875、797、763
(4)1H−NMR(270MHz、CDCl3):δ=8.13−8.18(m、1H)、7.82−7.87(m、1H)、7.44−7.62(m、3H)、7.20−7.27(m、1H)、6.50(s、1H)、6.83−6.86(m、1H)、3.87−3.92(m、6H)、2.13(s、3H)
(5)MS−スペクトル:M+=336
十分に窒素置換した反応器に、合成例2と同様の方法で合成したジエチル−4−ヒドロキシ−1−ナフチルホスフェート、2.0g(6.8mmol)、トリエチルアミン2.0g(20mmol)及び溶媒のアセトニトリル20mlを仕込んで、攪拌下に溶解した。この溶液を氷水で冷やし、反応液の温度を10−15℃に保ち、窒素気流中、攪拌下に塩化メタクリロイル1.1g(10.1mmol)を12分かけて滴下した。滴下終了後、室温に戻して、更に1時間攪拌を続けて反応を終了した。当該反応液に抽出溶媒として酢酸エチルと、生成したトリエチルアミン・塩酸塩を除去するための水を加え、攪拌後、静置したところ水相と有機相の二相に分離した。この有機相を取りだし、水洗した後、溶媒を溜去することで黄褐色油状物2.23gを得た。このものを高速液体クロマトグラフィー(LC)で分析したところ、ピーク面積比で4−[(ジエトキシホスホリル)オキシ]−1−ナフチルメタクリレートの純度は91.6%であった。この油状物質、1.85gをグラスチューブオーブン装置(柴田科学(株)製、GTO−250RS型)を用いて、減圧蒸留を行った。200Paの減圧下、オーブン温度、220−240℃で淡黄色液体、1.41gが得られた。高速液体クロマトグラフィーの分析により、純度94.6%の目的物であった。
(1)融点:室温で液状
(2)屈折率:nD=1.5404
(3)IR(neat,cm−1):3070、2990、2940、1740、1638、1602、1467、1392、1297、1222、1122、1044、950、895、808、764、704
(4)1H−NMR(270MHz、CDCl3):δ=8.14−8.19(m、1H)、7.78−7.86(m、1H)、7.47−7.58(m、3H)、7.17−7.25(m、1H)、6.49(s、1H)、5.85(s、1H)、4.19−4.30(m、4H)、2.13(s、3H)、1.30−1.37(m、6H)
(5)MS−スペクトル:M+=364
合成例2と同様の方法で合成したジエチル−4−ヒドロキシ−1−ナフチルホスフェート、3.0g(6.8mmol)、トリエチルアミン3.0g(30mmol)及び塩化メタクリロイルの代わりに塩化アクリロイル1.4g(15.2mmol)を用いた他は、実施例2とほぼ同様の操作を行い、粗体の4−[(ジエトキシホスホリル)オキシ]−1−アクリレートを3.0gの黄褐色液体として得た。このものを高速液体クロマトグラフィー(LC)で分析したところ、4−[(ジエトキシホスホリル)オキシ]−1−ナフチルアクリレートの純度は95.4%であった。この油状物質、3.0gを実施例2と同様にグラスチューブオーブン装置を用いて、減圧蒸留を行った。150Paの減圧下、オーブン温度、220−230℃で淡黄色液体、2.10gが得られた。高速液体クロマトグラフィーの分析により、このものはピーク面積比で純度96.5%の目的物であった。
(1)融点:室温で液状
(2)屈折率:nD=1.5476
(3)IR(neat,cm−1):3080、2990、2905、1748、1635、1600、1465、1390、1280、1220、1142、1044、905、800、764、
(4)1H−NMR(270MHz、CDCl3):δ=8.12−8.20(m、1H)、7.80−7.87(m、1H)、7.47−7.58(m、3H)、7.19−7.25(m、1H)、6.66−6.73(m、1H)、6.40−6.48(m、1H)、6.07−6.11(m、1H),4.17−4.28(m、4H)、1.27−1.37(m、6H)
(5)MS−スペクトル:M+=350
十分に窒素置換した反応器に、合成例3と同様の方法で合成したジフェニル−4−ヒドロキシ−1−ナフチルホスフェート、750mg(1.9mmol)、トリエチルアミン570mg(5.7mmol)及び溶媒のアセトニトリル10mlを仕込んで、攪拌下に溶解した。この溶液を氷水で冷やし、反応液の温度を10−15℃に保ち、窒素気流中、攪拌下に塩化メタクリロイル300mg(2.9mmol)を15分かけて滴下した。滴下終了後、室温に戻して、更に30分攪拌を続けて反応を終了した。当該反応液に抽出溶媒として酢酸エチルと水を加え、攪拌後、静置したところ水相と有機相の二相に分離した。この有機相を取りだし、水洗した後、溶媒を溜去することで褐色油状物820mgを得た。このものを高速液体クロマトグラフィー(LC)で分析したところ、4−[(ジフェノキシホスホリル)オキシ]−1−ナフチルメタクリレートの純度はピーク面積比で93.5%であった。この反応粗体、700mgをシリカゲルを用いたカラムクロマト精製に付した。溶離液として酢酸エチルとヘキサンの混合溶媒を流した。目的物を含む分画から溶媒を留去すると白色結晶、70mgが得られた。このものは分析の結果、4−[(ジフェノキシホスホリル)オキシ]−1−ナフチルメタクリレートであり、純度はピーク面積比で98.5%であった。
(1)融点:48.5−49.3℃
(2)屈折率:nD=1.614
(3)IR(KBr,cm−1):1732、1635、1590、1488、1463、1390、1296、1215、1195、1125、1064、1010、962、900、775、762
(4)1H−NMR(270MHz、CDCl3):δ=8.00−8.03(m、1H)、7.82−7.86(m、1H)、7.46−7.58(m、3H)、7.18−7.38(m、11H)、6.50−6.52(m、1H)、5.84−5.88(m、1H)、2.15(s−3H)
(5)MS−スペクトル:M+=460
トリメチロールプロパントリアクリレート100重量部、合成実施例2と同様の方法で合成した4−[(ジエトキシホスホリル)オキシ]−1−ナフチルメタクリレート50重量部に対し、光ラジカル重合開始剤イルガキュア819(ビー・エー・エス・エフ社製)を1重量部添加し光ラジカル重合性組成物を調製した。次に、ポリエステルフィルム(東レ製ルミラー膜厚100ミクロン、ルミラーは東レ株式会社の登録商標)上に調製した組成物を膜厚が100ミクロンとなるようにバーコーターを使用して塗布した。塗布後、窒素雰囲気下、紫外LED(Phoseon Technology社製 RX Firefly、中心波長 395nm、照射強度1.0w/cm2)を用いて5秒間光照射したところ、硬化していることを確認した。得られた光硬化物の屈折率はnD=1.535であった。
トリメチロールプロパントリアクリレート100重量部、合成実施例4と同様の方法で合成した4−[(ジフェノキシホスホリル)オキシ]−1−ナフチルメタクリレート50重量部に対し、光ラジカル重合開始剤イルガキュア819(ビー・エー・エス・エフ社製)を1重量部添加し光ラジカル重合性組成物を調製した。次に、ポリエステルフィルム(東レ製ルミラー膜厚100ミクロン、ルミラーは東レ株式会社の登録商標)上に調製した組成物を膜厚が100ミクロンとなるようにバーコーターを使用して塗布した。塗布後、窒素雰囲気下、紫外LED(Phoseon Technology社製 RX Firefly、中心波長 395nm、照射強度1.0w/cm2)を用いて5秒間光照射したところ、硬化していることを確認した。得られた光硬化物の屈折率はnD=1.548であった。
4−[(ジエトキシホスホリル)オキシ]−1−ナフチルメタクリレートを0部、トリメチロールプロパントリアクリレートを100部とした以外は、評価実施例1と同様に行ったところ、10秒でベタつきが無くなり硬化した。得られた重合物の屈折率は1.512であった。
Claims (4)
- 一般式(1)で示される4−[(ジ置換ホスホリル)オキシ]−1−ナフチルメタクリレート化合物。
(一般式(1)中、R3は水素原子又はメチル基を示し、R1、R2は同一であっても異なっていても良く、炭素数1以上4以下のアルキル基又は炭素数6もしくは7のアリール基のいずれかを示し、X、Yは同一であっても異なっていてもよく、水素原子又は炭素数1以上8以下のアルキル基のいずれかを示す。) - 請求項1に記載の一般式(1)で示される4−[(ジ置換ホスホリル)オキシ]−1−ナフチルメタクリレート化合物、及びラジカル重合開始剤を含有するラジカル重合性組成物。
- 請求項2に記載のラジカル重合性組成物を重合してなる重合物。
- 一般式(2)に示すジ置換−4−ヒドロキシ−1−ナフチルホスフェート化合物を(メタ)アクリロイル化することよりなる請求項1に記載の4−[(ジ置換ホスホリル)オキシ]−1−ナフチル(メタ)アクリレート化合物の製造方法。
(一般式(2)中、R1、R2は同一であっても異なっていてもよく、炭素数1以上4以下のアルキル基もしくは炭素数6又は7のアリール基のいずれかを示し、X、Yは同一であっても異なっていてもよく、水素原子又は炭素数1以上8以下のアルキル基のいずれかを示す。)
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