JPS59155384A - メチレン基含有スピロオルソカ−ボネ−ト化合物 - Google Patents

メチレン基含有スピロオルソカ−ボネ−ト化合物

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JPS59155384A
JPS59155384A JP58026304A JP2630483A JPS59155384A JP S59155384 A JPS59155384 A JP S59155384A JP 58026304 A JP58026304 A JP 58026304A JP 2630483 A JP2630483 A JP 2630483A JP S59155384 A JPS59155384 A JP S59155384A
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tetraoxaspiro
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nonane
methylene
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仁 加藤
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小笠原 誉久
Takeshi Endo
剛 遠藤
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  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、新規化合物である2−メチレン−1、4,6
,9−テトラオキサスピロ〔4,4)ノナンおよび2−
アルキル−7−メチレン−1,4,6,9−テトラオキ
サスピロ[4,41ノナン(以下これらを化合物〔1〕
と総称する)を提供するもので、化合物〔1〕は下式〔
1〕によって示され、例えば重合性単量体として機能す
る有用なものである。
(ここでRは水素原子またはアルキル基を表わす。) 化合物〔1〕は下式〔2〕で示される2−ノ・ロゲン化
メチル−1,4,6,9−テトラオキサスピロ(4,4
〕ノナンおよび2−アルキル−7−ノ・ロゲン化メチル
−1,4,6,9−テトラオキサスピロ(4,4)ノナ
ン(以下これらを化合物〔2〕と総称する)の脱ノ・ロ
ゲン化水素反応によって製造される。
(ここでRは水素原子またはアルキル基を示し、XはC
I、 Br、 I  等のハロゲン原子を示す。以下同
様とする。) この反応を示すと以下のごとくになる。
〔2〕 〔1〕 化合物〔2〕は1,6−シオキソランー2−オン、4−
メチル−1,3−ジオキソラン−2−オン、4−エチル
−1,3−ジオキソラン−2−オン等のごとき置換およ
び非置換のエチーレンカーボネート類(環状カーボネー
ト)とエビ710ヒドリンとの付加反応によって製造す
ることができる。この反応式°を示すと以下のとと(に
なるつ 化合物〔2〕の製造に際しては、エピノ・ロヒドリンと
環状カーボネート類を、例えば塩化メチレンやテトラヒ
ドロフラン等のごとき溶剤中で、酸例えばBF30Et
2.5nC14、TiC1,、FeCl3、P−ト/l
z!−ンスルフオン酸または硫酸などのごとき酸を触媒
として反応させる。反応温度は特に制限はないが、一般
に0℃〜60℃で行う。また、エビハロヒドリン/環状
カーボネートのモル比、触媒濃度、及び溶媒使用量に関
しても特に制限はないが、一般にはエピハロヒドリン/
環状カーボネートのモル比=0.6〜1.5、触媒濃度
0.1〜3wt%(対仕込環状カーボネート重量比)、
溶媒使用量0.5〜20(対仕込環状カーボネート重量
比)で行う。
反応の退行程度は反応液を例えばガスクロマトグラフ(
GCと略記する)または液体クロマトグラフ(HLCと
略記する)で分析することによって容易に知ることがで
きる。
反応液からの化合物〔2〕の分離取得はつぎのように行
なわれる。例えば反応液を氷水により冷却しながら、こ
れにアルカリ水溶液例えば水酸化ナトリウム水溶液を添
加し、攪拌混合抜水層と有機層に分別する。
次に有機層を10%NaC1水溶液で洗浄する。次に硫
酸マグネシウムにより有機層を脱水した後、まず常圧蒸
留により低沸点物を除去し、残渣を減圧蒸留することに
より、化合物〔2〕が取得される。
化合物〔1〕の合成は、化合物〔2〕を適当な溶媒例え
ば、N、N−ジメチルホルムアミド、ピリジン等の溶媒
中で、理論量ないしそれより過剰の量好ましくは1.1
〜5倍モル量のアルカリ例えばナトリウムアルコラード
等と反応させ脱ハロゲン化水素することにより、行なわ
れる。
□ 反応温度に格別の制限はないが一般に0°C〜60
℃で行なわれる。
また反応の進行程度は、反応液を例えばガスクロマトグ
ラフ又は液体クロマトグラフ(HLCと略記する)で分
析することによって、容易に知ることが出来る。
反応液からの化合物〔1〕の分離取得は、例えば反応液
を水に注ぎ、有機層と水層を分取し、その後エーテル、
クロロホルム、トルエン等の有5!媒で水層に対する抽
出操作を行ない、抽出層と前記有機層を合わせて脱水乾
燥後溶媒を留去し、残渣を減圧蒸留すること゛によって
行ない得る。
ラジカル重合性のスピロオルソカーボネート類について
は、Endo T、、 and Ba1ley W、J
、、 J。
Polym、 Sci、、 Polym、 Chem、
 Ed、、 13 、2525(1975)等に記載さ
れている。しかしながらそれらの化合物は、ラジカル重
合においてスピロオルソカーボネート環の開環が起きる
性質有している。しかもこれらのスピロオルソカーボネ
ート類の合成方法は、複雑であり、しかも沸点が低くて
有害なC8lや高価な原料を使用する必要があるま ため、製造が容易でなく、また目的物が高価となる欠点
を有する。
これに対して本発明者らは鋭意研究の結果、カチオン開
環重合するのみならず、スピロオルソカーボネート環の
開環を起さずにラジカル重合するという、上記公知の化
合物とは異質の特性を具備する化合物〔1〕を見出した
のである。
しかも、本発明の化合物〔1〕は、一般に市販されてい
る安価なエピハロヒドリンと環状カーボネートから合成
される化合物〔2〕を原料として、脱ハロゲン化水素と
いう簡単な反応によって容易に合成できる利点を有する
化合物〔1〕のラジカル重合は次のようである。
ラジカル重合によりスピロオルソカーボネート環をもっ
た重合物が得られる。
また化合物〔1,〕は、カチオン重合開始剤によりカチ
オン重合し、その際スピロオルソカーボネート環の開環
が起こりカーボネート結合が生成し、また一部環状カー
ボネート化合物の脱離反応かおこり、粘稠な重合物を与
える。
上述のように本発明の化合物〔1〕は容易かつ安価に製
造することができ、しかもラジカル重合およびカチオン
重合のいずれの方法によっても重合させることが可能で
あり、重合物はその主鎖中にカーボネート基、または側
鎖にスピロオルソカーボネート環を有している。従って
本発明の化合物〔1〕は、成形材料、接着剤、塗料など
の原料として極めて有用な化合物である。
化合物〔1〕のラジカル重合は、通常のラジカル重合手
段、例えば紫外線、赤外線、熱、電′子線又はマイクロ
波により行なうことができる。
紫外線ラジカル重合では、通常光開始剤が用いられる。
好適に利用できる光開始剤としては、アセトフェノン、
2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2
,2−ジ土トキシアセトフエノン、4’−イソプロピル
−2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン、2−
ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン、4.4’−
ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、ベンゾフェノ
ン、メチル−(0−ベンゾイル)−ベンゾエート、1−
フエニ#−1,2−プロパンジオン−2−(0−エトキ
シカルボニル)−オキシム、1−フェニル−1,2−プ
ロパンジオン−2−(0−ベンゾイル)−オキシム、ベ
ンゾイン、ベンゾインメチルニー□チル、ベンツインエ
チルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベン
ゾインイソブチルエーテル、ベンゾインオクチルエーテ
ル、ベンジル又はジアセチル等のカルボニル化合物;メ
チルアントラキノン、クロロアントラキノン、クロロチ
オキサントン、2−メチルチオキサントン又は2−i−
プロピルチオキサントン等のアントラキノン又はキサン
トン誘導体;ジフェニルスルフィド、ジフェニルジスル
フィド又はジチオカーバメート等の硫黄゛化合物;α−
クロロメチルナフタレン、アント2セン等がある。
赤外線、熱、マイクロ波による重合に際しては、分解に
よってラジカルを生成し得るものであれば−いずれのラ
ジカル開始剤の使用も可能である。例えば、ジーter
 t−ブチルバーオキシド、2,5−ジメチル−2,5
−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキサン、  t
ert−ブチルノ・イドロノく一オキシド、tert−
ブチルパーオキジペンゾエート等の有機過酸化物;2,
2’−アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物;過
硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム等の過酸塩が使用で
きる。
又、電子線などの電離性放射線による重合は通常無触媒
系で行なわれる。
触媒を用いる場合その使用量は、一般に単量体の合計量
に基づき0.01〜10wt%、好ましくは0.1〜5
wt%の範囲である。
ラジカル重合は、紫外線あるいは電離性放射線の照射に
よる場合は常温でも進むが、その他の場合は、加温ない
し加熱状態で円滑に進行する。重合時に溶媒を使用する
場合、好ましく用いられる溶媒としては例えばトルエン
、キシレン、酢酸エチル、N、N−ジメチルホルムアミ
ド、クロロホルム、ジオキサン等があげられる。また化
合物〔1〕のカチオン重合は一般によく知られている方
法、すなわちカチオン重合開始剤の存在下例えば紫外線
、赤外線、熱またはマイクロ波などによって行なう。
紫外線照射の場合のカチオン重合触媒として、例えば φ−M二N −PF6.φ−N三食・B玖、などの芳香
族ジアゾニウム塩;φ−■−φ・PF7等の芳香族・・
ロニウム塩;1 CH。
等の周期律表第Va族元素の芳香族オニウム塩;族元素
の芳香族オニウム塩; l[a−Va族元素のジカルボニル錯化合物が使用され
うる。
また、その他のカチオン重合触媒としては、例えばBF
s 、 FeC13,5nC1,、SbF3. Ti1
l、などのルイス酸; BF30Et2. BF3−ア
ニリンコンプレックス等のごときルイス酸と0.S 、
Nなどを有する化合物との配位化合物;ルイス酸のオキ
ソニウム塩、ジアゾニウム塩、カルボニウム塩;)−ロ
ゲン化合物、混合ハロゲン化合物または過ハロゲン酸誘
導体などがあげられる。
触媒の使用量は一般に重合しようとする単量体に対し、
0.001〜10wt%好ましくは0.1から5wt%
の範囲が好適である。重合温度に関する制限は特にない
が、通常常温〜200℃で行なわれる。
重合時に溶媒を使用する場合は、生長カチオンと反応し
てその活性を低下させない化合物を選ぶことが望ましい
。使用に適した溶媒としては、ヘキサン、オクタン等の
脂肪族炭化水素;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水
素;塩化メチレン、1.1−ジクロルエタン等のハロゲ
ン化炭化水素その他がある。
実施例1 攪拌機、コンデンサー、温度計および滴下ロートを備え
た4つ目500dフラスコに、ナトリウムメチラート2
1.6.9 (0,4モル)およびN 、 N−ジメチ
ルホルムアミド150wLtを入れ、攪拌しながら7−
クロルメチル−2−メチル−1,4,6,9−テトラオ
キサスピロ(4,4)ノナン3B、911(0,2モル
)を1時間かけて滴下した。この間反応液は約15℃に
保った。その後50℃で6時間反応させ一夜放置した。
次に反応液を300mの水に注ぎ、水層と有機層を分離
した。次に水層に塩化メチレン100dを加えて抽出す
る操作を6・回繰り返し、各塩化メチレン層を前記有機
層と合わせて水100mで洗浄した。これを硫酸マグネ
シウムで脱水し、ロータリーエバポレーターで脱溶剤後
減圧蒸留して、沸点79℃/ 4.8 m Htzにお
いて2−メチル−7−メチレン−1,4,6,9−テト
ラオキサスピロ(4,411ノナ722.9g(収率7
2%)を得た。
その物性値は下記のとおりである。
O比重; 1.170 (25℃) 0沸点;79℃/4,8朋H11 0赤外吸収スペクトル(以下■Rと略記する);(第1
図参照) 1 703cIIL(CH2二C) 1222cx  、  1030clL(C−0−C)
0核磁気共鳴スペクトル(以下NMRと略記する)(C
DCl、中); (第2図参照) δ(ppm) 4.4〜4.8 (4H,CH,=C,CH2−0)3
.5〜4.4 (3H,0−CH−CH2−0)1.2
〜1.5 (3H,−CH,) OGC−MS ; 親ピ〜りP(m/e);158 なお上記で使用した−7−クロルメチル−2−メチル−
1,4,6,9−テトラオキサスピロ[4,4)ノナン
は以下の方法で製造したものである。
すなわち攪拌機、コンデンサー、温度計および滴下ロー
トを備えた4つ口II!フラスコに塩化メチレン20’
ON!、4−メチル−1,5−ジオキソラン−2−オン
40.8.9 (0,4モル)をとり、水浴により約2
5℃に冷却し、BF30E t2o、4 dを添加後攪
拌しながら、エピクロルヒドリン44.4.9(0,4
8モル)を塩化メチレン200−に溶解した溶液を約1
時間かけて滴下した。さらに約25℃で4時間反応させ
た。次にトリエチルアミン0、8 mを加え触媒を失活
させた。
反応液を8%NaOH水溶液200mで1回洗浄し、有
機層を蒸留水SO=で2回洗浄後Mg S O,で脱水
を行なった。
次KO−1リーエバポレーターで脱溶刺抜減圧蒸留した
。沸点96〜95℃/ 1.5 mmHllにおいて7
−クロルメチル−2−メチル−1,4,6,9−テトラ
オキサスピロ[4,43ノナン2 t 69 (収率2
8%)を得た。
その物性値は下記の通りである。
0沸 点;96〜b oIR; (第6図参照) 1243cm 、1055cm  (C−0−C)ON
MR; (CDCI、中)(第4図参照)δ(ppm) 6.8〜4.6 (5)L2CH−0,CH2−0の3
H) 6.4〜5.8(5…CH,−CI、CルーOの1H) 1.2〜1.5(3I上 d、OCH3’)CxC−M
S  ; 親ピーク; P −1= 193 (m/e)参考例1 実施例1で得た2−メチル−7−メチレン−1、4,6
,9−テトラオキサスピロC4,4”Jノナンに重合触
媒としてジーtert−プチルノく一オキサイド6モル
%を添加し、封管中で130℃にお(・て40時間重合
反応させた。
この重合物の分取を以下の分離条件で行なり・、高分子
成分を重合物として分取した。
分離条件; 装置;東洋曹達工業■製 HLC−807カラム;TS
K−ゲ# G−30,0OH(3+G2000HG溶離
液;クロロホルム 流速;4d/分 取得した重合物は淡黄色粉末状物質であり、その収率は
約80%であった。
HLC分析より、重合物のポリスチレン換算重量平均分
子量は6800であった。
また重合物のIR分析により、1703clIL の(
C=CH2)のピークが消失し、1240c11V1.
1210cm  、 1045cm  ノ(C−0−c
)ノピークが認められた(第5図参照)。
上記のラジカル重合において、2−メチレン−7−メf
ルー1,4.べ9−テトラオキサスピロ[4,4)ノナ
ンは、メチレン基が重合し、そのスピロオルツカ−ボネ
ート基は開環しなかったので、この重合物はスピロオル
ソカーボネート基を含有するも、のとなった。この重合
物の比重は1290(25℃)であり、この値より算出
される重合の際の体積収縮率は96%である。
参考例2 実施例1で得た2−メチル−7−メチレン−1、4,6
,9−テトラオキサスピロC4,4〕ノナンをガラス試
験管にとり、氷水で約10℃に冷却した後、BP、OE
t、を6モル%添加し重合させた。
その結果、濃かつ色の粘稠な重合物が生成した。
この重合物成分中には4−メチル−1,3−ジオキソラ
ン−2−オンが認められた。
また参考例1と同様に高分子成分の分取な行ない収率的
4°0%で濃かっ色固体状重合物を得た。
HLC分析より、重合物のポリスチレン換算重量平均分
子量は2200であった。
またIR分析より1730cIrL の(C=O)のピ
ークが認められた。
上記のカチオン重合に“より、2−メチル−7−メチン
y −1,4,6,9−テトラオキサスピロ[4,4]
ノナンは、そのスピロオルソカーボネート基が開環し、
重合物中にはカーボネート基が生成した。
参考例6 実施例1で得た化合物にベンゾインエチルエーテルを5
wt%加え、マイラーフィルムの間にはさんで、厚さ約
80μにおいて、ウシオ電機■製80W/am高圧水銀
灯により、高さ20cmで8分間紫外線を照射し、紫外
線ラジカル1合させた。
被照射物のHLC分析により、重合物の生成が認められ
た。
参考例4 参考例1で得た重合物を約20重量倍量の1,1−ジク
ロルエタンに溶解し、BF30Et、を重合物に対して
3wt%添加したところ架橋して重合物が析出した。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例1で得た2−メチル−7−メチレン−1
,4,6,9−テトラオキサスピロ[4,4:)ノナン
のIRスペクトル図であり、第2図は同化合物のNMR
スペクトル図であり、また第3図は中間原料である7−
クロルメチル−2−メチル−1、4,6,9−テトラオ
キサスピロ[4,4)ノナンのIRスペクトル図であり
、第4図は同化合物のNMRスペクトル回であり、第5
図は参考例1で得た2−メチル−7−メチレン−1,4
,6,9−テトラオキサスピロ[4,4]ノナンのラジ
カル重合物のIRスペクトル図である。 特許出願人の名称 東亜合成化学工業株式会社 手続補正書 昭和58年 メ月−?ぷ日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 1、事件の表示 昭和58年特許願第26304号 2、発明の名称 メチレン基含有スピロオルソカーボネート化合物 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住所  東京都港区西新橋1丁目14番1号4、補正の
対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 5、補正の内容 (1)明細書第5頁12〜14行64「ガスクロ寸トゲ
ラフ又は液体クロマトグラフ(HLCと略記する)」と
あるをrGC又はHLCJと補正する。 (2)明細書第6頁4行にr13.Jとあるを「上3.
Jと補正する。 (4)明細書第16頁2行にr O−CH,Jとあるを
r C−、CH,Jと補正する。 以上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 16  下式〔1〕で示されるスピロオルツカ−ボネー
    ト化合物。 (ここでRは水素原子またはアルキル基を表わす。)
JP58026304A 1983-02-21 1983-02-21 メチレン基含有スピロオルソカ−ボネ−ト化合物 Granted JPS59155384A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0493517U (ja) * 1990-12-28 1992-08-13
US5362889A (en) * 1992-03-06 1994-11-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce Monomers for double ring-opening polymerization with expansion
KR100554161B1 (ko) * 2002-11-29 2006-02-22 한국전자통신연구원 테트라옥사스파이로 모노머 또는 디옥산 모노머의 중합생성물로 이루어지는 엔캡슐레이션 박막 재료 및 이를이용한 엔캡슐레이션 방법

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