JPS62902B2 - - Google Patents
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Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、下記の構造を有する新規な塩基性単
量体およびその製造法に関する。
量体およびその製造法に関する。
側鎖に塩基性窒素を有する高分子は、窒素の塩
基性や金属等に対する配位能、また四級窒素の陽
イオン性を利用して、高分子触媒、イオン交換樹
脂、高分子電解質、高分子界面活性剤等に広く利
用されている。これらのうち複素環を含む高分子
は、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール、ビニ
ルカルバゾール、ビニルベンズイミダゾール等、
複素環式単量体を重合することにより得られるも
のが多いが、置換アミノ基を含む高分子として
は、(1)N―ビニルフタルイミドやN―ビニルウレ
タンのポリマーを加水分解して得られるポリビニ
ルアミン、(2)ポリスチレンをニトロ化し、さらに
還元して製造されるポリアミノスチレン、(3)ポリ
スチレンをクロルメチル化し、さらにアミノ化し
て得られるポリ(ジアルキルアミノメチル)スチ
レン等が代表例であるが、いずれも相当する単量
体の合成が困難であつたり、重合性が低いため直
接単量体の重合で製造することができず、上記の
如き複数回の反応が必要であるという欠点を持つ
ている。また複素環窒素とアミノ窒素ではその塩
基性や配位能は大きく異なり、それぞれの窒素を
含む高分子の性質もまた大きな差がある。
基性や金属等に対する配位能、また四級窒素の陽
イオン性を利用して、高分子触媒、イオン交換樹
脂、高分子電解質、高分子界面活性剤等に広く利
用されている。これらのうち複素環を含む高分子
は、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール、ビニ
ルカルバゾール、ビニルベンズイミダゾール等、
複素環式単量体を重合することにより得られるも
のが多いが、置換アミノ基を含む高分子として
は、(1)N―ビニルフタルイミドやN―ビニルウレ
タンのポリマーを加水分解して得られるポリビニ
ルアミン、(2)ポリスチレンをニトロ化し、さらに
還元して製造されるポリアミノスチレン、(3)ポリ
スチレンをクロルメチル化し、さらにアミノ化し
て得られるポリ(ジアルキルアミノメチル)スチ
レン等が代表例であるが、いずれも相当する単量
体の合成が困難であつたり、重合性が低いため直
接単量体の重合で製造することができず、上記の
如き複数回の反応が必要であるという欠点を持つ
ている。また複素環窒素とアミノ窒素ではその塩
基性や配位能は大きく異なり、それぞれの窒素を
含む高分子の性質もまた大きな差がある。
以上のような背景を踏まえて検討を重さねた結
果、本発明者らは、上記の構造式(A)で示される新
規な単量体を製造するに至つた。
果、本発明者らは、上記の構造式(A)で示される新
規な単量体を製造するに至つた。
以下(A)をジメチルアミノエチルスチレンと称す
る。ジメチルアミノエチルスチレンは、これを単
独重合するか、他の単量体と共重合することによ
り、容易にアミノ窒素を有する新規な高分子物質
を製造することができる。
る。ジメチルアミノエチルスチレンは、これを単
独重合するか、他の単量体と共重合することによ
り、容易にアミノ窒素を有する新規な高分子物質
を製造することができる。
次に、ジメチルアミノエチルスチレンの製造法
を詳述する。ジメチルアミノエチルスチレンはジ
ビニルベンゼンとジメチルアミンをリチウムアミ
ドの共存下に反応させることによつて製造され
る。
を詳述する。ジメチルアミノエチルスチレンはジ
ビニルベンゼンとジメチルアミンをリチウムアミ
ドの共存下に反応させることによつて製造され
る。
ジビニルベンゼンは種々の方法によつて合成さ
れる。工業的にはジエチルベンゼンの脱水素反応
によるものが多いが、一般に純度は60%以下のも
のが市販されており、エチルビニルベンゼンが混
入しており、またメタ体とパラ体の混合物であ
る。ジビニルベンゼンの工業的製法については、
エドワード・シー・レオナルド(Edward C.
Leonard)編集「ビニル・アンド・ジエン・モノ
マーズ」(Vinyl and diene monomers)第2部
p540〜546発行,ウイリー・インターサイエンス
(Wiley Interscience)に詳しく記載されてい
る。
れる。工業的にはジエチルベンゼンの脱水素反応
によるものが多いが、一般に純度は60%以下のも
のが市販されており、エチルビニルベンゼンが混
入しており、またメタ体とパラ体の混合物であ
る。ジビニルベンゼンの工業的製法については、
エドワード・シー・レオナルド(Edward C.
Leonard)編集「ビニル・アンド・ジエン・モノ
マーズ」(Vinyl and diene monomers)第2部
p540〜546発行,ウイリー・インターサイエンス
(Wiley Interscience)に詳しく記載されてい
る。
純粋なジメチルアミノエチルスチレンを合成す
るためには、原料として純度の高いジビニルベン
ゼンを用いることが好ましく、また純度の高いパ
ラ体やメタ体から出発すれば、対応するジメチル
アミノエチルスチレンが得られる。これらの高純
度ジビニルベンゼンの製造法としては、(1)ジビニ
ルベンゼンとエチルビニルベンゼンおよび異性体
間の融点の差を利用した粗製ビニルベンゼンから
の深冷分離法、(2)ジエチルベンゼンを酸化してジ
アセチルベンゼンとし、さらに還元、脱水反応を
行わせる方法、(3)粗製ジビニルベンゼンの臭素付
加体混合物を分離精製した後、脱臭素を行なう方
法等がある。
るためには、原料として純度の高いジビニルベン
ゼンを用いることが好ましく、また純度の高いパ
ラ体やメタ体から出発すれば、対応するジメチル
アミノエチルスチレンが得られる。これらの高純
度ジビニルベンゼンの製造法としては、(1)ジビニ
ルベンゼンとエチルビニルベンゼンおよび異性体
間の融点の差を利用した粗製ビニルベンゼンから
の深冷分離法、(2)ジエチルベンゼンを酸化してジ
アセチルベンゼンとし、さらに還元、脱水反応を
行わせる方法、(3)粗製ジビニルベンゼンの臭素付
加体混合物を分離精製した後、脱臭素を行なう方
法等がある。
本発明の反応において、リチウムジメチルアミ
ドは触媒的作用をするため、ジビニルベンゼンに
対して等モル以下の使用で十分であり、モル比で
0.001〜0.5倍が好ましく、さらに0.01〜0.2倍量用
いることが好ましい。この際、リチウムジメチル
アミドの濃度が反応速度を支配することは銘記さ
れるべきである。
ドは触媒的作用をするため、ジビニルベンゼンに
対して等モル以下の使用で十分であり、モル比で
0.001〜0.5倍が好ましく、さらに0.01〜0.2倍量用
いることが好ましい。この際、リチウムジメチル
アミドの濃度が反応速度を支配することは銘記さ
れるべきである。
リチウムジメチルアミドは反応系に共存する
水、アルコール、酸等の活性水素を有する物質と
反応して失活するため、使用する原料、溶媒は予
め脱水等精製することが好ましいが、止むをえず
これらの活性水素を有する物質が混入する時は、
リチウムジメチルアミドを所期量以上に使用する
ことが望ましい。
水、アルコール、酸等の活性水素を有する物質と
反応して失活するため、使用する原料、溶媒は予
め脱水等精製することが好ましいが、止むをえず
これらの活性水素を有する物質が混入する時は、
リチウムジメチルアミドを所期量以上に使用する
ことが望ましい。
リチウムジメチルアミドはたとえばジメチルア
ミンより酸性が弱い物質のリチウム化物とジメチ
ルアミンを反応させることにより調製することが
できる。そのようなリチウム化物としては、フエ
ニルリチウムまたはメチルリチウム、エチルリチ
ウム、n―ブチルリチウム、sec―ブチルリチウ
ム等アルキルリチウムが好ましい。たとえばジメ
チルアミンにn―ブチルリチウムのヘキサン溶液
を滴下すれば、式(B)の反応が起こり、直ちにリチ
ウムジメチルアミドのジメチルアミン溶液を調整
することができる。
ミンより酸性が弱い物質のリチウム化物とジメチ
ルアミンを反応させることにより調製することが
できる。そのようなリチウム化物としては、フエ
ニルリチウムまたはメチルリチウム、エチルリチ
ウム、n―ブチルリチウム、sec―ブチルリチウ
ム等アルキルリチウムが好ましい。たとえばジメ
チルアミンにn―ブチルリチウムのヘキサン溶液
を滴下すれば、式(B)の反応が起こり、直ちにリチ
ウムジメチルアミドのジメチルアミン溶液を調整
することができる。
ジメチルアミンはジビニルベンゼンと化学量論
的な反応を起すが、その使用量は、ジビニルベン
ゼンに対しモル比で0.3〜2.5倍量用いることが好
ましく、さらに0.6〜1.3倍量用いることが望まし
い。ジメチルアミンの量が少なすぎると、当然な
がら生成量は減少する。また過剰量用いると、後
に述べるビス(ジメチルアミノエチル)ベンゼン
が生成してくるため好ましくない。
的な反応を起すが、その使用量は、ジビニルベン
ゼンに対しモル比で0.3〜2.5倍量用いることが好
ましく、さらに0.6〜1.3倍量用いることが望まし
い。ジメチルアミンの量が少なすぎると、当然な
がら生成量は減少する。また過剰量用いると、後
に述べるビス(ジメチルアミノエチル)ベンゼン
が生成してくるため好ましくない。
ジメチルアミンを反応容器に導入するには種々
の方法があるが、ジメチルアミンは常温では気体
であるので、反応容器に直結した冷却器を通過さ
せることにより液化させ反応容器に導入する方
法、溶媒の中に気体のジメチルアミンを吹き込む
方法、また耐圧容器内に圧入する等の方法があ
る。またジメチルアミンの調製方法としては、ボ
ンベに封入されたものを直接利用する方法、ジメ
チルアミンの水溶液を加熱する方法〔詳しくは、
オーガニツク・シンセシス・総集編第4巻
(Organic Syntheses Collective Volume 4)
336頁にシー・ジー・オーバーガー(C.G.
Overberger)により記載されている〕、そして、
ジジメチルアミン塩酸塩に濃アルカリを滴下する
方法等から選ばれる。後二者の方法の場合には、
発生したジメチルアミンガスを水酸化カリウム等
のアルカリ性脱水剤と接触させることにより、脱
水をした後、反応容器に導入する必要がある。
の方法があるが、ジメチルアミンは常温では気体
であるので、反応容器に直結した冷却器を通過さ
せることにより液化させ反応容器に導入する方
法、溶媒の中に気体のジメチルアミンを吹き込む
方法、また耐圧容器内に圧入する等の方法があ
る。またジメチルアミンの調製方法としては、ボ
ンベに封入されたものを直接利用する方法、ジメ
チルアミンの水溶液を加熱する方法〔詳しくは、
オーガニツク・シンセシス・総集編第4巻
(Organic Syntheses Collective Volume 4)
336頁にシー・ジー・オーバーガー(C.G.
Overberger)により記載されている〕、そして、
ジジメチルアミン塩酸塩に濃アルカリを滴下する
方法等から選ばれる。後二者の方法の場合には、
発生したジメチルアミンガスを水酸化カリウム等
のアルカリ性脱水剤と接触させることにより、脱
水をした後、反応容器に導入する必要がある。
これらの方法において最も好ましいジメチルア
ミンの調製導入方法は、ジメチルアミンのボン
ベ、冷却器、反応容器を直結し、冷却器にドライ
アイス―メタノール等の冷媒を通してジメチルア
ミンを液体として導入する方法であり、導入前後
のボンベの重量の差から反応容器に導入されたジ
メチルアミンの量を求めることができる。冷却器
とボンベの間に水酸化カリウム等を充填した乾燥
管を置けば、混入している微量の水分も除去する
ことができる。
ミンの調製導入方法は、ジメチルアミンのボン
ベ、冷却器、反応容器を直結し、冷却器にドライ
アイス―メタノール等の冷媒を通してジメチルア
ミンを液体として導入する方法であり、導入前後
のボンベの重量の差から反応容器に導入されたジ
メチルアミンの量を求めることができる。冷却器
とボンベの間に水酸化カリウム等を充填した乾燥
管を置けば、混入している微量の水分も除去する
ことができる。
リチウムジメチルアミド、ジメチルアミンの混
合液とジビニルベンゼンを反応させるための操作
方法には、次の二つの方法が推奨される。その第
1は、ジビニルベンゼンに前者の混合液を加える
方法である。この方法ではビス(ジメチルアミノ
エチル)ベンゼンの生成が抑えられるという利点
はあるが、ジメチルアミンの沸点が低いため取り
扱いが困難であること、また操作中に空気中の水
分によりリチウムジメチルアミドが失活しやすい
等の欠点を有する方法である。それに対して第2
の方法、すなわち、リチウムジメチルアミドのジ
メチルアミン溶液にジビニルベンゼンを加える方
法は、以上のような欠点を示さず、また単一の反
応容器で反応を行うことができ、好ましい方法で
ある。
合液とジビニルベンゼンを反応させるための操作
方法には、次の二つの方法が推奨される。その第
1は、ジビニルベンゼンに前者の混合液を加える
方法である。この方法ではビス(ジメチルアミノ
エチル)ベンゼンの生成が抑えられるという利点
はあるが、ジメチルアミンの沸点が低いため取り
扱いが困難であること、また操作中に空気中の水
分によりリチウムジメチルアミドが失活しやすい
等の欠点を有する方法である。それに対して第2
の方法、すなわち、リチウムジメチルアミドのジ
メチルアミン溶液にジビニルベンゼンを加える方
法は、以上のような欠点を示さず、また単一の反
応容器で反応を行うことができ、好ましい方法で
ある。
本発明で開示される反応は、不活性溶媒の存在
下に行うこともできる。溶媒としては、ペンタ
ン、ヘキサン、シクロヘキサン、オクタン等の脂
肪族炭化水素、ベンゼン、トルエン等の芳香族炭
化水素、ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラ
ヒドロフラン等のエーテル類、ジメチルスルホキ
シド、N,N―ジメチルホルムアミド、ヘキサメ
チルホスホリツクトリアミド等の非プロトン性極
性溶媒等、リチウムアミドと反応しない液体が用
いられる。低温で反応を行なう場合は、シクロヘ
キサンやベンゼン等融点の高い溶媒は用いること
ができない。n―ヘキサンは特に好ましい溶媒の
一つである。これらの溶媒も十分脱水精製したも
のを使用することが好ましい。用いる溶媒の量
は、体積でジビニルベンゼンの0.1〜50倍が好ま
しく、より好ましくは0.5〜20倍であり、溶媒の
相対量が多くなると一般に反応は遅くなる。
下に行うこともできる。溶媒としては、ペンタ
ン、ヘキサン、シクロヘキサン、オクタン等の脂
肪族炭化水素、ベンゼン、トルエン等の芳香族炭
化水素、ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラ
ヒドロフラン等のエーテル類、ジメチルスルホキ
シド、N,N―ジメチルホルムアミド、ヘキサメ
チルホスホリツクトリアミド等の非プロトン性極
性溶媒等、リチウムアミドと反応しない液体が用
いられる。低温で反応を行なう場合は、シクロヘ
キサンやベンゼン等融点の高い溶媒は用いること
ができない。n―ヘキサンは特に好ましい溶媒の
一つである。これらの溶媒も十分脱水精製したも
のを使用することが好ましい。用いる溶媒の量
は、体積でジビニルベンゼンの0.1〜50倍が好ま
しく、より好ましくは0.5〜20倍であり、溶媒の
相対量が多くなると一般に反応は遅くなる。
本発明で開示される反応を行なう温度について
は特に制限はないが、−120℃ないし50℃でで反応
することが好ましい。ジメチルアミンの沸点(7
℃)以上で反応を行う場合は耐圧容器を用い、1
気圧以上の圧で行う必要がある。反応速度は非常
に大きく、ジメチルアミンの沸点以下でも反応は
極めて速く進行し、常圧下で反応を行なうことが
できるので操作も簡便となる。さらに好ましい温
度として0℃ないし−80℃が推奨される。
は特に制限はないが、−120℃ないし50℃でで反応
することが好ましい。ジメチルアミンの沸点(7
℃)以上で反応を行う場合は耐圧容器を用い、1
気圧以上の圧で行う必要がある。反応速度は非常
に大きく、ジメチルアミンの沸点以下でも反応は
極めて速く進行し、常圧下で反応を行なうことが
できるので操作も簡便となる。さらに好ましい温
度として0℃ないし−80℃が推奨される。
反応混合物を冷却する冷媒としては、氷―塩化
ナトリウム混合物、ドライアイス―メタノール、
ドライアイス―四塩化炭素等が用いられるが、反
応は発熱を伴なうので反応中冷却を続ける必要が
ある。また低温になると空気中の水分が反応系に
混入して、リチウムジメチルアミドが失活しやす
くなるため、反応容器の密閉度には十分注意を払
う必要がある。また反応混合物は回転羽根や磁気
回転子等で撹拌をすることが好ましい。
ナトリウム混合物、ドライアイス―メタノール、
ドライアイス―四塩化炭素等が用いられるが、反
応は発熱を伴なうので反応中冷却を続ける必要が
ある。また低温になると空気中の水分が反応系に
混入して、リチウムジメチルアミドが失活しやす
くなるため、反応容器の密閉度には十分注意を払
う必要がある。また反応混合物は回転羽根や磁気
回転子等で撹拌をすることが好ましい。
リチウムジエチルアミドを触媒とするジエチル
アミンのジビニルベンゼンに対する付加反応は、
本発明の一部の発明者らにより報告されている
〔鶴田、成田、似鳥、入江共著、デイー・マクロ
モレキユラー・ヘミー(Die Makromolecular
Chemie)177巻,3255〜3263頁(1976年)〕。この
反応における生成物は、ジエチルアミノエチルス
チレンおよび両ビニル基に付加反応が起つて生成
したビス(ジエチルアミノエチル)ベンゼンであ
つたが、ジビニルベンゼンとジメチルアミン系の
反応は、ジエチルアミンの場合に較べて極めて意
外なことに、著しく大きな反応性を示し、ジエチ
ルアミノ化の反応条件より100℃以上低い温度に
おいてすら、ジエチルアミノ化とほぼ同等の速度
で反応が進行する。
アミンのジビニルベンゼンに対する付加反応は、
本発明の一部の発明者らにより報告されている
〔鶴田、成田、似鳥、入江共著、デイー・マクロ
モレキユラー・ヘミー(Die Makromolecular
Chemie)177巻,3255〜3263頁(1976年)〕。この
反応における生成物は、ジエチルアミノエチルス
チレンおよび両ビニル基に付加反応が起つて生成
したビス(ジエチルアミノエチル)ベンゼンであ
つたが、ジビニルベンゼンとジメチルアミン系の
反応は、ジエチルアミンの場合に較べて極めて意
外なことに、著しく大きな反応性を示し、ジエチ
ルアミノ化の反応条件より100℃以上低い温度に
おいてすら、ジエチルアミノ化とほぼ同等の速度
で反応が進行する。
このようなことからジメチルアミノ化の場合
は、ジエチルアミノ化とは異なつた反応経路を経
て反応が進んでいるとも考えられる。本発明の反
応においてもジエチルアミノ化の場合と同様に、
ジメチルアミノエチルスチレンにさらにジメチル
アミンが付加したビス(ジメチルアミノエチル)
ベンゼンと考えられるものが生成したことをガス
クロマト グラフイーにより確認した。
は、ジエチルアミノ化とは異なつた反応経路を経
て反応が進んでいるとも考えられる。本発明の反
応においてもジエチルアミノ化の場合と同様に、
ジメチルアミノエチルスチレンにさらにジメチル
アミンが付加したビス(ジメチルアミノエチル)
ベンゼンと考えられるものが生成したことをガス
クロマト グラフイーにより確認した。
バラジビニルベンゼンを出発物質として用いた
場合は、ビス(ジメチルアミノエチル)ベンゼン
の生成量は非常に少なく特に問題はないが、メタ
ジビニルベンゼンから出発した時は、かなりの量
のビス(ジメチルアミノエチル)ベンゼンが生ず
る。
場合は、ビス(ジメチルアミノエチル)ベンゼン
の生成量は非常に少なく特に問題はないが、メタ
ジビニルベンゼンから出発した時は、かなりの量
のビス(ジメチルアミノエチル)ベンゼンが生ず
る。
ジメチルアミノエチルスチレンとビス(ジメチ
ルアミノエチル)ベンゼンは蒸溜で分離すること
は可能であるが、条件を選ぶことによりビス(ジ
メチルアミノエチル)ベンゼンの生成量を少量に
抑えることができる。そのためには、たとえばジ
メチルアミンの量を必要以上に多く用いないこと
が推奨される。すでに述べたように、ジビニルベ
ンゼンに対して等モル付近のジメチルアミンの使
用が好ましい。また反応温度は低いほどジメチル
アミノエチルスチレンのビス(ジメチルアミノエ
チル)ベンゼンに対する生成比は大きくなる。メ
タジビニルベンゼンを原料とする場合は、特にこ
れらの注意が必要となる。
ルアミノエチル)ベンゼンは蒸溜で分離すること
は可能であるが、条件を選ぶことによりビス(ジ
メチルアミノエチル)ベンゼンの生成量を少量に
抑えることができる。そのためには、たとえばジ
メチルアミンの量を必要以上に多く用いないこと
が推奨される。すでに述べたように、ジビニルベ
ンゼンに対して等モル付近のジメチルアミンの使
用が好ましい。また反応温度は低いほどジメチル
アミノエチルスチレンのビス(ジメチルアミノエ
チル)ベンゼンに対する生成比は大きくなる。メ
タジビニルベンゼンを原料とする場合は、特にこ
れらの注意が必要となる。
反応時間に制限はないが、1分ないし12時間が
好ましく、さらに5分ないし6時間が好ましい。
反応速度が温度、ジビニルベンゼンの濃度、リチ
ウムジメチルアミドの濃度、溶媒の種類等により
支配されるため、反応時間は条件により設定され
る。反応を行う場合は経時的にサンプリングを行
ない、ガスクロマトグラフイー等で原料や生成物
の定量を行ない、反応の終了時を決定すべきであ
る。この場合、サンプリングした液は直ちにエタ
ノール、プロパノール等のアルコールや、酢酸等
のカルボン酸等でリチウムジメチルアミドを失活
させることが必要である。反応を終了させる場合
も同様の操作を行えばよい。この場合、加えるべ
き失活剤の量は、用いたアルキルリチウムと等モ
ル以上である必要があるが、大過剰量の添加は好
ましくない。
好ましく、さらに5分ないし6時間が好ましい。
反応速度が温度、ジビニルベンゼンの濃度、リチ
ウムジメチルアミドの濃度、溶媒の種類等により
支配されるため、反応時間は条件により設定され
る。反応を行う場合は経時的にサンプリングを行
ない、ガスクロマトグラフイー等で原料や生成物
の定量を行ない、反応の終了時を決定すべきであ
る。この場合、サンプリングした液は直ちにエタ
ノール、プロパノール等のアルコールや、酢酸等
のカルボン酸等でリチウムジメチルアミドを失活
させることが必要である。反応を終了させる場合
も同様の操作を行えばよい。この場合、加えるべ
き失活剤の量は、用いたアルキルリチウムと等モ
ル以上である必要があるが、大過剰量の添加は好
ましくない。
反応液はそのまま蒸溜を行うこともできるが、
その場合には、固形物が蒸溜スチル内に析出して
きて収率が低下する可能性がある。これを防止す
るには、反応液を水で洗浄し、有機層を硫酸ナト
リウム、硫酸マグネシウム等で脱水した後、蒸溜
を行なえばよい。なお、ジメチルアミノエチルス
チレンは加熱しすぎると重合する加能性があるの
で減圧蒸溜が望ましく、また重合禁止剤の共存下
に蒸溜することも推奨される。
その場合には、固形物が蒸溜スチル内に析出して
きて収率が低下する可能性がある。これを防止す
るには、反応液を水で洗浄し、有機層を硫酸ナト
リウム、硫酸マグネシウム等で脱水した後、蒸溜
を行なえばよい。なお、ジメチルアミノエチルス
チレンは加熱しすぎると重合する加能性があるの
で減圧蒸溜が望ましく、また重合禁止剤の共存下
に蒸溜することも推奨される。
本発明によつて得られるジメチルアミノエチル
スチレンは、塩基性単量体として有用である。す
なわち、線状重合物を四級化したものは、高分子
電解質として使用されるほか、架橋重合性単量体
と共重合して得られた三次元共重合体は、イオン
交換樹脂や酸性物質の吸着剤として使用される。
スチレンは、塩基性単量体として有用である。す
なわち、線状重合物を四級化したものは、高分子
電解質として使用されるほか、架橋重合性単量体
と共重合して得られた三次元共重合体は、イオン
交換樹脂や酸性物質の吸着剤として使用される。
またジメチルアミノエチルスチレンはジエチル
アミノエチルスチレンと較べて分子量がより低い
ため、単位重量当りの窒素の数が多いこと、窒素
原子周囲の立体障害がより少なく、窒素の反応性
がより高められていること等の利点を有してお
り、特にこれらの単量体からなる高分子において
は、以上の特性がより拡大されている。
アミノエチルスチレンと較べて分子量がより低い
ため、単位重量当りの窒素の数が多いこと、窒素
原子周囲の立体障害がより少なく、窒素の反応性
がより高められていること等の利点を有してお
り、特にこれらの単量体からなる高分子において
は、以上の特性がより拡大されている。
以下、本発明の実施例を挙げて説明するが、こ
れらの実施例により本発明の範囲が制限されるも
のではない。
れらの実施例により本発明の範囲が制限されるも
のではない。
実施例1 (p―ジメチルアミノエチルスチレン
の合成) 蛇管式冷却器、温度計、滴下ロート2本を備
え、中に磁気回転子を入れた2の四口フラスコ
に、ナトリウム金属により乾燥後蒸溜をしたn―
ヘキサン100gを入れ、メタノールドライアイス
混合液で外部から十分冷却した。冷却器内にドラ
イアイス―メタノールを循環させた後、冷却器の
先端にジメチルアミンボンベ(東京化成工業株式
会社製)を接続し、バルブを開いてフラスコ内に
ジメチルアミンを導入した。導入前後のボンベの
重量変化からジメチルアミンが115.4g導入され
たことを確認した。磁気回転子によりジメチルア
ミンのn―ヘキサン溶液を撹拌しながら滴下ロー
トから、77gのn―ブチルリチウムの15%ヘキサ
ン溶液を混合液の温度がマイナス60℃を超えない
ような速度で滴下した。n―ブチルリチウムの滴
下により液は淡黄色となり、リチウムジメチルア
ミドが生成したことが認められた。
の合成) 蛇管式冷却器、温度計、滴下ロート2本を備
え、中に磁気回転子を入れた2の四口フラスコ
に、ナトリウム金属により乾燥後蒸溜をしたn―
ヘキサン100gを入れ、メタノールドライアイス
混合液で外部から十分冷却した。冷却器内にドラ
イアイス―メタノールを循環させた後、冷却器の
先端にジメチルアミンボンベ(東京化成工業株式
会社製)を接続し、バルブを開いてフラスコ内に
ジメチルアミンを導入した。導入前後のボンベの
重量変化からジメチルアミンが115.4g導入され
たことを確認した。磁気回転子によりジメチルア
ミンのn―ヘキサン溶液を撹拌しながら滴下ロー
トから、77gのn―ブチルリチウムの15%ヘキサ
ン溶液を混合液の温度がマイナス60℃を超えない
ような速度で滴下した。n―ブチルリチウムの滴
下により液は淡黄色となり、リチウムジメチルア
ミドが生成したことが認められた。
次に435gの乾燥ヘキサンと、下記の方法で調
整したパラジビニルベンゼン332gの混合液を第
2の滴下ロートから、内温が−60℃を超えない速
度で滴下した。反応液は淡緑色となつた。滴下が
終了した後、撹拌を3時間半続けたところ、内温
は−20℃まで上昇した。一部分サンプリングして
ガスクロマトグラフでジビニルベンゼンの定量を
行つたところ、出発時の15%であると測定された
ので、10mlのメタノールを加えて反応を終了し
た。
整したパラジビニルベンゼン332gの混合液を第
2の滴下ロートから、内温が−60℃を超えない速
度で滴下した。反応液は淡緑色となつた。滴下が
終了した後、撹拌を3時間半続けたところ、内温
は−20℃まで上昇した。一部分サンプリングして
ガスクロマトグラフでジビニルベンゼンの定量を
行つたところ、出発時の15%であると測定された
ので、10mlのメタノールを加えて反応を終了し
た。
1の水に反応混合物を加え、n―ヘキサンで
2回抽出を行なつた後、油相を硫酸マグネシウム
で一夜間乾燥し、硫酸マグネシウムを別した
後、減圧蒸溜を行つた。0.4mmHgで75℃から80℃
の沸点を示した溜分が250g得られた。ガスクロ
マトグラフイーによる分析では、純度は98%以上
で、他に若干の原料ジビニルベンゼンが含まれて
はいるが、主成分は単一ピークであつた(充填
剤;シリコンDC―550、カラム長;1m、カラム
温度;150℃、キヤリヤーガス;窒素、流量;136
ml/mm、保持時間;3.2分)。この溜分の比重は23
℃で0.913、屈折率は23℃で1.534(Na D線)と
測定された。
2回抽出を行なつた後、油相を硫酸マグネシウム
で一夜間乾燥し、硫酸マグネシウムを別した
後、減圧蒸溜を行つた。0.4mmHgで75℃から80℃
の沸点を示した溜分が250g得られた。ガスクロ
マトグラフイーによる分析では、純度は98%以上
で、他に若干の原料ジビニルベンゼンが含まれて
はいるが、主成分は単一ピークであつた(充填
剤;シリコンDC―550、カラム長;1m、カラム
温度;150℃、キヤリヤーガス;窒素、流量;136
ml/mm、保持時間;3.2分)。この溜分の比重は23
℃で0.913、屈折率は23℃で1.534(Na D線)と
測定された。
ガスクロマトグラフイにより分取をして得た高
純度サンプルを用いて、構造確認のための分析を
行つた。結果を次に示す。
純度サンプルを用いて、構造確認のための分析を
行つた。結果を次に示す。
元素分析;C;82.08%、H;9.86%、N;8.07
% 赤外吸収スペクトル;2920、2740、1620、
1500、1440、1250、1130、1030、980、890、820
cm-1 プロトン核磁気共嗚スペクトル;(測定溶媒;
四塩化炭素)δ値(基準物質;TMS重クロロホ
ルム溶液)2.07(一重線、6H);2.2〜2.7(4H)
5.00(二重線,J=11ヘルツ、1H);5.50(二重
線J=18ヘルツ、1H);6.55(二組の二重線,
J=11ヘルツおよび18ヘルツ,1H);6.8〜7.3
(4H) なお、ここでJとはカツプリング定数を示し、
また1Hとは水素1個分に相当することを表わし
ている。
% 赤外吸収スペクトル;2920、2740、1620、
1500、1440、1250、1130、1030、980、890、820
cm-1 プロトン核磁気共嗚スペクトル;(測定溶媒;
四塩化炭素)δ値(基準物質;TMS重クロロホ
ルム溶液)2.07(一重線、6H);2.2〜2.7(4H)
5.00(二重線,J=11ヘルツ、1H);5.50(二重
線J=18ヘルツ、1H);6.55(二組の二重線,
J=11ヘルツおよび18ヘルツ,1H);6.8〜7.3
(4H) なお、ここでJとはカツプリング定数を示し、
また1Hとは水素1個分に相当することを表わし
ている。
ここで用いたパラジビニルベンゼンは、市販の
粗製ジビニルベンゼン(純度57%、三共化成工業
株式会社製)をドライアイス―メタノール液で冷
却し、析出してきた結晶を別し、得られた結晶
についてさらにこの操作を行うことによつて調製
した。純度は約97%であつた(不純物はメタジビ
ニルベンゼン2%、エチルビニルベンゼン1%で
あつた)。
粗製ジビニルベンゼン(純度57%、三共化成工業
株式会社製)をドライアイス―メタノール液で冷
却し、析出してきた結晶を別し、得られた結晶
についてさらにこの操作を行うことによつて調製
した。純度は約97%であつた(不純物はメタジビ
ニルベンゼン2%、エチルビニルベンゼン1%で
あつた)。
実施例 2
磁気回転子の入つた容量200mlの耐圧ビンの口
に三方コツクのついた管を装備した。他の二本の
管は、それぞれ真空ポンプとジメチルアミンのボ
ンベに接続した。ジメチルアミンのボンベと三方
コツクの間には、水酸化カリウムを入れた乾燥管
が接続された。真空ポンプにより耐圧ビンの内部
を十分減圧にした後、ビン内を密閉系にした後、
−78℃のドライアイス―メタノール混合液に浸
け、十分冷却した。
に三方コツクのついた管を装備した。他の二本の
管は、それぞれ真空ポンプとジメチルアミンのボ
ンベに接続した。ジメチルアミンのボンベと三方
コツクの間には、水酸化カリウムを入れた乾燥管
が接続された。真空ポンプにより耐圧ビンの内部
を十分減圧にした後、ビン内を密閉系にした後、
−78℃のドライアイス―メタノール混合液に浸
け、十分冷却した。
次にジメチルアミンのボンベを開き、耐圧ビン
内に適当量の液体状ジメチルアミンが導入された
ことを確認した後、ジメチルアミンボンベの重量
を測定したところ27.5g減量していた。次に三方
管から真空ポンプをはずし、そこに窒素ボンベを
接続させ、さらにジメチルアミンボンベをはずし
た。三方コツクをすべて開放系にし、窒素を流
し、かつ撹拌を行いながら注射器を用いて、n―
ヘキサン53ml、さらにn―ブチルリチウムのヘキ
サン溶液(15%)9.0mlを加えたところ、反応液
は淡黄色となつた。得られたリチウムジメチルア
ミドとジメチルアミンの混合液に、パラジビニル
ベンゼン71.2mlを加えた。次に、三方コツクを閉
じた後、バスの温度を−78℃に保ち、5時間撹拌
を続けた。ジビニルベンゼンの90%以上が反応し
たことを確認した後、実施例1にしたがつて蒸溜
を行ない、パラジメチルアミノエチルスチレンを
52g得た。純度は93%であつた。
内に適当量の液体状ジメチルアミンが導入された
ことを確認した後、ジメチルアミンボンベの重量
を測定したところ27.5g減量していた。次に三方
管から真空ポンプをはずし、そこに窒素ボンベを
接続させ、さらにジメチルアミンボンベをはずし
た。三方コツクをすべて開放系にし、窒素を流
し、かつ撹拌を行いながら注射器を用いて、n―
ヘキサン53ml、さらにn―ブチルリチウムのヘキ
サン溶液(15%)9.0mlを加えたところ、反応液
は淡黄色となつた。得られたリチウムジメチルア
ミドとジメチルアミンの混合液に、パラジビニル
ベンゼン71.2mlを加えた。次に、三方コツクを閉
じた後、バスの温度を−78℃に保ち、5時間撹拌
を続けた。ジビニルベンゼンの90%以上が反応し
たことを確認した後、実施例1にしたがつて蒸溜
を行ない、パラジメチルアミノエチルスチレンを
52g得た。純度は93%であつた。
実施例 3
1容のステンレススチール製オートクレーブ
をドライアイス―メタノール混合液で十分に冷却
し、ジメチルアミンを36g導入した。次いで、実
施例1で用いたブチルリチウムのヘキサン溶液30
mlを加えた後、実施例1で用いたパラジビニルベ
ンゼン130gを570mlのトルエンに溶解した溶液を
加えた。反応系を密閉にした後、室温中で振とう
を1時間続けた。実施例1と同様に反応混合液を
処理、蒸溜して、70gのパラジメチルアミノエチ
ルスチレンを得た。
をドライアイス―メタノール混合液で十分に冷却
し、ジメチルアミンを36g導入した。次いで、実
施例1で用いたブチルリチウムのヘキサン溶液30
mlを加えた後、実施例1で用いたパラジビニルベ
ンゼン130gを570mlのトルエンに溶解した溶液を
加えた。反応系を密閉にした後、室温中で振とう
を1時間続けた。実施例1と同様に反応混合液を
処理、蒸溜して、70gのパラジメチルアミノエチ
ルスチレンを得た。
実施例 4
実施例2とまつたく同様に、次の順序で薬品を
導入した。(1)ジメチルアミン10.5g、(2)塩化カル
シウムを加えて蒸溜を行つたテトラヒドロフラン
46ml、(3)n―ブチルリチウムのヘキサン溶液(15
%)38ml、(4)パラジビニルベンゼン43g。実施例
2と同じ操作を行ない、24gのパラジメチルアミ
ノエチルスチレンを得た。
導入した。(1)ジメチルアミン10.5g、(2)塩化カル
シウムを加えて蒸溜を行つたテトラヒドロフラン
46ml、(3)n―ブチルリチウムのヘキサン溶液(15
%)38ml、(4)パラジビニルベンゼン43g。実施例
2と同じ操作を行ない、24gのパラジメチルアミ
ノエチルスチレンを得た。
実施例 5
実施例1と同様の装置に、同様の方法で原料試
料を次の順序で導入した。(1)ナトリウム金属を加
えて蒸溜したエチルエーテル420ml、(2)ジメチル
アミン45g、(3)メチルリチウムのエチルエーテル
溶液(10%)26g、(4)パラジビニルベンゼン130
gと(1)と同じ方法で調製したジエチルエーテル
1000mlの混合液。
料を次の順序で導入した。(1)ナトリウム金属を加
えて蒸溜したエチルエーテル420ml、(2)ジメチル
アミン45g、(3)メチルリチウムのエチルエーテル
溶液(10%)26g、(4)パラジビニルベンゼン130
gと(1)と同じ方法で調製したジエチルエーテル
1000mlの混合液。
滴下後3時間撹拌を行なつたところ、反応混合
物はマイナス10℃にまで上昇した。実施例1と同
様の処理、蒸溜を行ない、117gのパラジメチル
アミノエチルスチレンを得た。
物はマイナス10℃にまで上昇した。実施例1と同
様の処理、蒸溜を行ない、117gのパラジメチル
アミノエチルスチレンを得た。
実施例6 (m―ジメチルアミノエチルスチレン
の合成) 実施例2と同じ装置を用い、同様の方法で以下
の薬品を順に導入した。
の合成) 実施例2と同じ装置を用い、同様の方法で以下
の薬品を順に導入した。
(1)n―ヘキサン26ml、(2)ジメチルアミン5.4
g、(3)n―ブチルリチウムの15%n―ヘキサン溶
液3.4ml、(4)下記の方法で製造したm―ジビニル
ベンゼン26gと120mlのn―ヘキサンの混合溶
液。
g、(3)n―ブチルリチウムの15%n―ヘキサン溶
液3.4ml、(4)下記の方法で製造したm―ジビニル
ベンゼン26gと120mlのn―ヘキサンの混合溶
液。
この操作の間、内温は−50℃を超えないように
滴下速度を調節した。導入が終了してから撹拌を
2時間続けたところ、内温は−30℃であつた。ガ
スクロマトグラフイーによる定量では、仕込んだ
m―ジビニルベンゼンの52%が消費されているこ
とが確認された。ただちに0.6mlのイソプロパノ
ールを加えて反応を停止した。反応混合物を3%
食塩水1に投入し、よく振とうした後、油層を
分離した。水層を30mlのn―ヘキサンで2回抽出
し、油層と合わせた。油層を硫酸ナトリウムで一
夜間乾燥した後、減圧蒸溜を行つた。0.3mmHgで
73℃から78℃の沸点を示した溜分が15g得られ
た。ガスクロマトグラフイーでは純度は92%であ
り、若干の原料ジビニルベンゼンおよび高沸点物
が混入していた。主成分のガスクロマトグラフイ
ーでの保持時間は、実施例1に記載した条件で
2.9分であつた。なお、高沸点物は9.8分の保持時
間を示した。この溜分の屈折率は、24℃で1.525
(Na,D線)であつた。分取ガスクロマトグラフ
イーにより主成分を単離した。この物質の種々の
分析結果を次に示すが、これらのデーターは、こ
の物質がm―ジメチルアミノエチルスチレンであ
ると結論するに十分である。
滴下速度を調節した。導入が終了してから撹拌を
2時間続けたところ、内温は−30℃であつた。ガ
スクロマトグラフイーによる定量では、仕込んだ
m―ジビニルベンゼンの52%が消費されているこ
とが確認された。ただちに0.6mlのイソプロパノ
ールを加えて反応を停止した。反応混合物を3%
食塩水1に投入し、よく振とうした後、油層を
分離した。水層を30mlのn―ヘキサンで2回抽出
し、油層と合わせた。油層を硫酸ナトリウムで一
夜間乾燥した後、減圧蒸溜を行つた。0.3mmHgで
73℃から78℃の沸点を示した溜分が15g得られ
た。ガスクロマトグラフイーでは純度は92%であ
り、若干の原料ジビニルベンゼンおよび高沸点物
が混入していた。主成分のガスクロマトグラフイ
ーでの保持時間は、実施例1に記載した条件で
2.9分であつた。なお、高沸点物は9.8分の保持時
間を示した。この溜分の屈折率は、24℃で1.525
(Na,D線)であつた。分取ガスクロマトグラフ
イーにより主成分を単離した。この物質の種々の
分析結果を次に示すが、これらのデーターは、こ
の物質がm―ジメチルアミノエチルスチレンであ
ると結論するに十分である。
元素分析;C;82.12%、H;9.90%、N;8.09
% 赤外吸収スペクトル;2940,2760,1600,
1580,1440,1260,1140,1040,990,900,
790,700cm-1 核磁気共嗚スペクトル;(測定溶媒,重クロロ
ホルム)δ値(基準物質TMS)2.33(一重線,
6H);2.5〜3.0(4H);5.27(二重線,J=11ヘ
ルツ,1H);5.78(二重線,J=18ヘルツ
1H);6.8(二組の二重線,J=11ヘルツおよび
18ヘルツ,1H);7.08〜7.45(4H) ここで用いたm―ジビニルベンゼンは次の三工
程を経て合成した。(1)m―ジエチルベンゼンを液
相でm―ジアセチルベンゼンに酸化する工程、こ
の工程に関しては、特願昭51―126188号に詳しく
記載しているが、具体的操作はこれにしたがつ
た。(2),(1)で得られたm―ジアセチルベンゼン
を、ラニー・ニツケルを用いてオートクレーブ中
で、室温条件下に水素還元を行ない、m―ビス
(α―ヒドロキシエチル)ベンゼンを合成する工
程、(3),(2)で得られたm―ビス(α―ヒドロキシ
エチル)ベンゼンを脱水してm―ジビニルベンゼ
ンを得る工程、(2)および(3)の工程は特公昭42―
16612号に記載されており、その方法にしたがつ
た。得られたm―ジビニルベンゼンは97%の純度
を有していた。
% 赤外吸収スペクトル;2940,2760,1600,
1580,1440,1260,1140,1040,990,900,
790,700cm-1 核磁気共嗚スペクトル;(測定溶媒,重クロロ
ホルム)δ値(基準物質TMS)2.33(一重線,
6H);2.5〜3.0(4H);5.27(二重線,J=11ヘ
ルツ,1H);5.78(二重線,J=18ヘルツ
1H);6.8(二組の二重線,J=11ヘルツおよび
18ヘルツ,1H);7.08〜7.45(4H) ここで用いたm―ジビニルベンゼンは次の三工
程を経て合成した。(1)m―ジエチルベンゼンを液
相でm―ジアセチルベンゼンに酸化する工程、こ
の工程に関しては、特願昭51―126188号に詳しく
記載しているが、具体的操作はこれにしたがつ
た。(2),(1)で得られたm―ジアセチルベンゼン
を、ラニー・ニツケルを用いてオートクレーブ中
で、室温条件下に水素還元を行ない、m―ビス
(α―ヒドロキシエチル)ベンゼンを合成する工
程、(3),(2)で得られたm―ビス(α―ヒドロキシ
エチル)ベンゼンを脱水してm―ジビニルベンゼ
ンを得る工程、(2)および(3)の工程は特公昭42―
16612号に記載されており、その方法にしたがつ
た。得られたm―ジビニルベンゼンは97%の純度
を有していた。
実施例 7
実施例2と同様の装置、方法で合成を行つた。
加えた薬品は次の順である。(1)ジメチルアミン
7.2g、(2)n―ブチルリチウムの15%n―ヘキサ
ン溶液5.2ml、(3)57mlのテトラヒドロフランと実
施例6で用いたものと同じm―ジビニルベンゼン
26gの混合物、反応中は外部から十分量のドライ
アイス―メタノール液で冷却を行つた。4時間反
応後、常法にしたがい処理および蒸溜を行つたと
ころ、13.2gのm―ジメチルアミノエチルスチレ
ンを得ることができた。
加えた薬品は次の順である。(1)ジメチルアミン
7.2g、(2)n―ブチルリチウムの15%n―ヘキサ
ン溶液5.2ml、(3)57mlのテトラヒドロフランと実
施例6で用いたものと同じm―ジビニルベンゼン
26gの混合物、反応中は外部から十分量のドライ
アイス―メタノール液で冷却を行つた。4時間反
応後、常法にしたがい処理および蒸溜を行つたと
ころ、13.2gのm―ジメチルアミノエチルスチレ
ンを得ることができた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 下記の構造式で示される新規な塩基性単量
体。 2 ジビニルベンゼンとジメチルアミンをリチウ
ムジメチルアミドの共存下に反応させることを特
徴とする下記の構造式で示される新規な塩基性単
量体の製造法。 3 ジメチルアミンとアルキルリチウムから調製
したリチウムジメチルアミドを用いる特許請求の
範囲第2項記載の塩基性単量体の製造方法。 4 ジメチルアミンとリチウムジメチルアミドの
混合物にジビニルベンゼンを加える特許請求の範
囲第2項記載の塩基性単量体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4926278A JPS54141731A (en) | 1978-04-27 | 1978-04-27 | Novel basic monomer and its preparation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4926278A JPS54141731A (en) | 1978-04-27 | 1978-04-27 | Novel basic monomer and its preparation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54141731A JPS54141731A (en) | 1979-11-05 |
| JPS62902B2 true JPS62902B2 (ja) | 1987-01-10 |
Family
ID=12825904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4926278A Granted JPS54141731A (en) | 1978-04-27 | 1978-04-27 | Novel basic monomer and its preparation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS54141731A (ja) |
-
1978
- 1978-04-27 JP JP4926278A patent/JPS54141731A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54141731A (en) | 1979-11-05 |
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