説明

ハロゲン化有機リン化合物の製造方法

【課題】オリゴマーやポリマーが有する本来の特性を損なうことなく、樹脂組成物の難燃性を向上できるハロゲン化有機リン化合物の製造方法を提供する。
【解決手段】一般式


(式中、Xはハロゲン原子を示し、R1、R2はそれぞれアミノ基を示し、R1、R2の少なくともいずれか一方は末端に不飽和二重結合基を有する。)で表されるハロゲン化有機リン化合物の製造方法であってトリハロゲン化ホスフィンオキシドと、一般式


で表されるアミン等とを反応させる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、オリゴマーやポリマーの末端水酸基を官能化するためのハロゲン化有機リン化合物の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来から、ポリウレタン(PU)その他のプラスチックにおいては、難燃剤として例えばリン含有化合物を添加すること(例えば、特許文献1参照。)が知られている。
【0003】
また、絶縁材料として好適なポリフェニレンエーテル(PPE)においては、耐熱性及び寸法安定性を向上させるためにエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を添加すること(例えば、特許文献2参照。)や、樹脂組成物の製造原料にするために末端水酸基を置換クロロトリアジンで官能化すること(例えば、特許文献3参照。)が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2009−149860号公報(請求項1、請求項10、段落〔0002〕、等)
【特許文献2】特許第2653608号公報(請求項1、等)
【特許文献3】特開平5−70588号明細書(請求項1、等)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、特許文献1のように、プラスチックにリン含有化合物を添加した場合には、ブリードアウトが発生し、人体に有害なリン含有化合物が環境中に徐々に放出されるという問題点がある。
【0006】
また、特許文献2のように、ポリフェニレンエーテルに熱硬化性樹脂を添加した場合には、誘電特性に優れたポリフェニレンエーテルの配合割合が小さくなることにより、誘電率や誘電正接が大きくなって誘電特性が悪くなるので、ポリフェニレンエーテルが有する本来の特性が損なわれるという問題点がある。
【0007】
更に、特許文献3のように、ポリフェニレンエーテルの末端水酸基を置換クロロトリアジンで官能化しても、官能化されたポリフェニレンエーテルを用いて製造される樹脂組成物の難燃性が不十分であるという問題点がある。
【0008】
本発明は、以上のような事情や問題点に鑑みてなされたものであり、オリゴマーやポリマーが有する本来の特性を損なうことなく、オリゴマーやポリマーの末端水酸基を官能化できると共に、人体に有害な化合物のブリードアウトを伴うことなく、官能化されたオリゴマーやポリマーを用いて製造される樹脂組成物の難燃性を向上できるハロゲン化有機リン化合物を効率良く製造可能な、ハロゲン化有機リン化合物の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前記目的を達成するための第1の発明は、一般式
【化1】

(式中、
Xはハロゲン原子を示し、
R1、R2はそれぞれアミノ基を示し、
R1、R2の少なくともいずれか一方は末端に不飽和二重結合基を有する。)
で表されるハロゲン化有機リン化合物の製造方法であって、一般式
【化2】

(式中、Xは、ハロゲン原子を示す。)
で表されるトリハロゲン化ホスフィンオキシドと、一般式
【化3】

(式中、R1は、アミノ基を示す。)
で表されるアミンと、一般式
【化4】

(式中、R2は、アミノ基を示す。)
〔但し、前記一般式(1B)中のR1、前記一般式(1C)中のR2の少なくともいずれか一方は、末端に不飽和二重結合基を有する。〕
で表されるアミンを反応させるものである。
【0010】
第2の発明は、一般式
【化5】

(式中、
Xはハロゲン原子を示し、
R3はアミノ基を示し、
R11はアルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、又はアリール基を示し、
R3、R11の少なくともいずれか一方は末端に不飽和二重結合基を有する。)
で表されるハロゲン化有機リン化合物の製造方法であって、一般式
【化6】

(式中、
Xはハロゲン原子を示し、
R11はアルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、又はアリール基を示す。)
で表されるジハロゲン化有機リン化合物と、一般式
【化7】

(式中、R3は、アミノ基を示す。)
〔但し、前記一般式(2A)中のR11、前記一般式(2B)中のR3の少なくともいずれか一方は、末端に不飽和二重結合基を有する。〕
で表されるアミンを反応させるものである。
【0011】
第3の発明は、一般式
【化8】

(式中、
Xはハロゲン原子を示し、
R4、R5はそれぞれアミノ基を示し、
R4、R5の少なくともいずれか一方は末端に不飽和二重結合基を有する。)
で表されるハロゲン化有機リン化合物の製造方法であって、一般式
【化9】

(式中、Xは、ハロゲン原子を示す。)
で表されるトリハロゲン化リンと、一般式
【化10】

(式中、R4は、アミノ基を示す。)
で表されるアミンと、一般式
【化11】

(式中、R5は、アミノ基を示す。)
〔但し、前記一般式(3B)中のR4、前記一般式(3C)中のR5の少なくともいずれか一方は、末端に不飽和二重結合基を有する。〕
で表されるアミンを反応させるものである。
【0012】
第4の発明は、一般式
【化12】

(式中、
Xはハロゲン原子を示し、
R6はアミノ基を示し、
R12はアルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、又はアリール基を示し、
R6、R12の少なくともいずれか一方は末端に不飽和二重結合基を有する。)
で表されるハロゲン化有機リン化合物の製造方法であって、一般式
【化13】

(式中、
Xはハロゲン原子を示し、
R12はアルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、又はアリール基を示す。)
で表されるジハロゲン化有機リン化合物と、一般式
【化14】

(式中、R6は、アミノ基を示す。)
〔但し、前記一般式(4A)中のR12、前記一般式(4B)中のR6の少なくともいずれか一方は、末端に不飽和二重結合基を有する。〕
で表されるアミンを反応させるものである。
【発明の効果】
【0013】
第1〜第4の発明によれば、オリゴマーやポリマーが有する本来の特性を損なうことなく、オリゴマーやポリマーの末端水酸基を官能化できると共に、人体に有害な化合物のブリードアウトを伴うことなく、官能化されたオリゴマーやポリマーを用いて製造される樹脂組成物の難燃性を向上できるハロゲン化有機リン化合物を効率良く製造可能である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の実施形態について説明する。
第1実施形態に係るハロゲン化有機リン化合物の製造方法は、一般式(1)で表されるハロゲン化有機リン化合物の製造方法であって、1,2−ジクロロエタン等の溶媒中、必要に応じてトリエチルアミン等の触媒の存在下で、一般式(1A)で表されるトリハロゲン化ホスフィンオキシドと、一般式(1B)で表されるアミンと、一般式(1C)で表されるアミンを反応させるものである。
【0015】
一般式(1)において、Xは、ハロゲン原子である。R1、R2はそれぞれアミノ基であり、R1、R2の少なくともいずれか一方は末端に不飽和二重結合基を有している。
【0016】
一般式(1A)中のX、一般式(1B)中のR1、一般式(1C)中のR2は、それぞれ一般式(1)中のX、R1、R2と同じである。なお、一般式(1B)で表されるアミンと、一般式(1C)で表されるアミンは、同じでもよいし、異なっていてもよい。
【0017】
ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、フッ素原子等が挙げられる。
【0018】
アミノ基の炭素数としては、0〜20、好ましくは0〜10が適当である。アミノ基としては、−NH2(アミノ基)、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジベンジルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基、ジアリルアミノ基、ジ(2−エチルヘキシル)アミノ基等が挙げられる。
【0019】
上記のような製造方法によれば、一般式(1)で表されるハロゲン化有機リン化合物を効率良く製造できるという利点がある。また、上記のようなハロゲン化有機リン化合物は、有機リン化合物のハロゲン化物であるので、オリゴマーやポリマーと反応させることにより、オリゴマーやポリマーの末端水酸基の水素原子の代わりに、すなわち、オリゴマーやポリマーの分子内に有機リン化合物を導入することができる。また、オリゴマーやポリマーの分子内に導入される有機リン化合物は、末端に不飽和二重結合基を有する反応型の基である。そのため、上記のようなハロゲン化有機リン化合物によれば、オリゴマーやポリマーが有する本来の特性を損なうことなく、オリゴマーやポリマーの末端水酸基を官能化できると共に、人体に有害な化合物のブリードアウトを伴うことなく、官能化されたオリゴマーやポリマーを用いて製造される樹脂組成物の難燃性を向上することができる。
【0020】
第2実施形態に係るハロゲン化有機リン化合物の製造方法は、一般式(2)で表されるハロゲン化有機リン化合物の製造方法であって、1,2−ジクロロエタン等の溶媒中、必要に応じてトリエチルアミン等の触媒の存在下で、一般式(2A)で表されるジハロゲン化有機リン化合物と、一般式(2B)で表されるアミンを反応させるものである。
【0021】
一般式(2)において、Xは、第1実施形態と同様のハロゲン原子である。R3は、第1実施形態と同様のアミノ基である。R11は、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、又はアリール基である。R3、R11の少なくともいずれか一方は、末端に不飽和二重結合基を有している。
【0022】
一般式(2A)中のX、R11、一般式(2B)中のR3は、それぞれ一般式(2)中のX、R11、R3と同じである。
【0023】
アルキル基の炭素数としては、1〜18、好ましくは1〜10が適当である。アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基、デシル基等が挙げられる。
【0024】
アルケニル基の炭素数としては、2〜18、好ましくは2〜10が適当である。アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、3−ブテニル基等が挙げられる。
【0025】
アルコキシ基の炭素数としては、1〜12、好ましくは1〜8が適当である。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、アリロキシ基、ブトキシ基、フェノキシ基、p−ビニルフェノキシ基等が挙げられる。
【0026】
アリール基の炭素数としては、6〜14、好ましくは6〜10が適当である。アリール基としては、フェニル基、ベンジル基、p−ビニルベンジル基、トリル基、ベンジルフェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
【0027】
上記のような製造方法によれば、一般式(2)で表されるハロゲン化有機リン化合物を効率良く製造できるという利点がある。また、上記のようなハロゲン化有機リン化合物も、有機リン化合物のハロゲン化物であるので、第1実施形態と同様の利点を有している。
【0028】
第3実施形態に係るハロゲン化有機リン化合物の製造方法は、一般式(3)で表されるハロゲン化有機リン化合物の製造方法であって、1,2−ジクロロエタン等の溶媒中、必要に応じてトリエチルアミン等の触媒の存在下で、一般式(3A)で表されるトリハロゲン化リンと、一般式(3B)で表されるアミンと、一般式(3C)で表されるアミンを反応させる。
【0029】
一般式(3)において、Xは、第1実施形態と同様のハロゲン原子である。R4、R5は、それぞれ第1実施形態と同様のアミノ基である。R4、R5の少なくともいずれか一方は、末端に不飽和二重結合基を有している。
【0030】
一般式(3A)中のX、一般式(3B)中のR4、一般式(3C)中のR5は、それぞれ一般式(3)中のX、R4、R5と同じである。なお、一般式(3B)で表されるアミンと、一般式(3C)で表されるアミンは、同じでもよいし、異なっていてもよい。
【0031】
上記のような製造方法によれば、一般式(3)で表されるハロゲン化有機リン化合物を効率良く製造できるという利点がある。また、上記のようなハロゲン化有機リン化合物も、有機リン化合物のハロゲン化物であるので、第1実施形態と同様の利点を有している。
【0032】
第4実施形態に係るハロゲン化有機リン化合物の製造方法は、一般式(4)で表されるハロゲン化有機リン化合物の製造方法であって、1,2−ジクロロエタン等の溶媒中、必要に応じてトリエチルアミン等の触媒の存在下で、一般式(4A)で表されるジハロゲン化有機リン化合物と、一般式(4B)で表されるアミンを反応させるものである。
【0033】
一般式(4)において、Xは、第1実施形態と同様のハロゲン原子である。R6は、第1実施形態と同様のアミノ基である。R12は、第2実施形態と同様のアルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、又はアリール基である。R6、R12の少なくともいずれか一方は、末端に不飽和二重結合基を有している。
【0034】
一般式(4A)中のX、R12、一般式(4B)中のR6は、それぞれ一般式(4)中のX、R12、R6と同じである。
【0035】
上記のような製造方法によれば、一般式(4)で表されるハロゲン化有機リン化合物を効率良く製造できるという利点がある。また、上記のようなハロゲン化有機リン化合物も、有機リン化合物のハロゲン化物であるので、第1実施形態と同様の利点を有している。
【0036】
以下、本発明を実施例に基づいて更に具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【実施例1】
【0037】
〔ハロゲン化有機リン化合物の製造〕
出発物質(トリハロゲン化ホスフィンオキシド)としては、塩化ホスホリルを用いた。アミンとしては、ジアリルアミンを用いた。そして、出発物質とアミンを反応させることにより、末端に不飽和二重結合基を有するハロゲン化有機リン化合物として、ビス(ジアリルアミノ)ホスホノクロリド〔一般式(1)において、Xが塩素原子(ハロゲン原子)、R1、R2がそれぞれジアリルアミノ基(アミノ基)である場合〕を製造した。
【0038】
具体的には、窒素置換したフラスコに、溶媒としての1,2−ジクロロエタン100mL、塩化ホスホリル9.36mL、触媒としてのトリエチルアミン41.58mLを仕込んだ後、ジアリルアミン24.63mLを滴下した。次いで、室温で約2時間撹拌して反応液H1とした。そして、ガスクロマトグラフィー(GC)により反応の終了を確認した後、反応液H1を濃縮し、溶媒及び未反応原料を除去したところ、薄黄白色の液体46.51g(収率:100%)が得られた。
【0039】
得られた液体について測定したNMR(核磁気共鳴。以下同じ。)スペクトルデータを以下に示す。
1H−NMR(400MHz、CDCl3)δ: 5.2(1H、d、5.8)、7.0(1H、s)
【実施例2】
【0040】
〔オリゴマー又はポリマーの末端水酸基の官能化〕
実施例1で調製されたハロゲン化有機リン化合物と、2つのポリフェニレンエーテル鎖及び2つの末端水酸基を有するポリフェニレンエーテルを反応させることにより、2つの末端水酸基がそれぞれ官能化(末端水酸基の水素原子の代わりに反応型の有機リン化合物が導入)された変性ポリフェニレンエーテルを製造した。
【0041】
具体的には、溶媒としての1,2−ジクロロエタン195mLにポリフェニレンエーテル(SABICイノベーティブプラスチックス株式会社製、数平均分子量:1500)65gを溶解させた後、この溶液を、実施例1で調製された反応液H1に滴下した。次いで、2時間撹拌した後、この反応液をメタノール500mL中に滴下し、沈殿物を析出させた。そして、沈殿物を濾過し、メタノール500mLで洗浄した後、減圧乾燥を行ったところ、薄黄色の粉体68.2g(収率:79.8%)が得られた。
【0042】
得られた粉体について測定したNMRスペクトルデータを以下に示す。
1H−NMR(400MHz、CDCl3)δ: 5.2(1H、d、5.8)、7.0(1H、s)
【実施例3】
【0043】
〔ハロゲン化有機リン化合物の製造〕
アミンとしてジ(2−エチルヘキシル)アミン及びジアリルアミンを用いた以外は、実施例1とほぼ同様の操作を行うことにより、末端に不飽和二重結合基を有するハロゲン化有機リン化合物として、ジ(2−エチルヘキシル)アミノジアリルアミノホスホノクロリド[一般式(1)において、Xが塩素原子(ハロゲン原子)、R1がジ(2−エチルヘキシル)アミノ基〔アミノ基〕、R2がジアリルアミノ基(アミノ基)である場合]を製造した。
【0044】
具体的には、窒素置換したフラスコに、溶媒としてのトルエン100mL、塩化ホスホリル8.04mL、触媒としてのトリエチルアミン36.56mLを仕込んだ後、ジ(2−エチルヘキシル)アミン24.14mL、ジアリルアミン10.82mLを滴下した。次いで、室温で約2時間撹拌して反応液H3とした。そして、ガスクロマトグラフィー(GC)により反応の終了を確認した後、反応液H3を濃縮し、溶媒及び未反応原料を除去したところ、薄黄白色の液体35.96g(収率:100%)が得られた。
【0045】
得られた液体について測定したNMRスペクトルデータを以下に示す。
1H−NMR(400MHz、CDCl3)δ: 0.9(3H、dd、5.8)、5.8(1H、dd、3.8、6.8)、7.0(1H、d、6.8)
【実施例4】
【0046】
〔オリゴマー又はポリマーの末端水酸基の官能化〕
ハロゲン化有機リン化合物として、実施例3で調製されたものを用いた他は、実施例2と同様の操作を行った。
【0047】
具体的には、溶媒としての1,2−ジクロロエタン200mLにポリフェニレンエーテル(SABICイノベーティブプラスチックス株式会社製、数平均分子量:1500)32gを溶解させた後、この溶液を、実施例3で調製された反応液H3に滴下した。次いで、2時間撹拌した後、この反応液をメタノール500mL中に滴下し、沈殿物を析出させた。そして、沈殿物を濾過し、メタノール500mLで洗浄した後、減圧乾燥を行ったところ、薄茶色の粉体34.9g(収率:72.3%)が得られた。
【0048】
得られた粉体について測定したNMRスペクトルデータを以下に示す。
1H−NMR(400MHz、CDCl3)δ: 0.9(3H、dd、5.8)、5.8(1H、dd、3.8、6.8)、7.0(1H、d、6.8)
【産業上の利用可能性】
【0049】
以上のように、本発明に係るハロゲン化有機リン化合物の製造方法は、オリゴマーやポリマーの末端水酸基の官能化剤として好適なハロゲン化有機リン化合物を効率良く製造するための方法として有用である。




【特許請求の範囲】
【請求項1】
一般式
【化1】

(式中、
Xはハロゲン原子を示し、
R1、R2はそれぞれアミノ基を示し、
R1、R2の少なくともいずれか一方は末端に不飽和二重結合基を有する。)
で表されるハロゲン化有機リン化合物の製造方法であって、
一般式
【化2】

(式中、Xは、ハロゲン原子を示す。)
で表されるトリハロゲン化ホスフィンオキシドと、一般式
【化3】

(式中、R1は、アミノ基を示す。)
で表されるアミンと、一般式
【化4】

(式中、R2は、アミノ基を示す。)
〔但し、前記一般式(1B)中のR1、前記一般式(1C)中のR2の少なくともいずれか一方は、末端に不飽和二重結合基を有する。〕
で表されるアミンを反応させることを特徴とするハロゲン化有機リン化合物の製造方法。
【請求項2】
一般式
【化5】

(式中、
Xはハロゲン原子を示し、
R3はアミノ基を示し、
R11はアルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、又はアリール基を示し、
R3、R11の少なくともいずれか一方は末端に不飽和二重結合基を有する。)
で表されるハロゲン化有機リン化合物の製造方法であって、
一般式
【化6】

(式中、
Xはハロゲン原子を示し、
R11はアルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、又はアリール基を示す。)
で表されるジハロゲン化有機リン化合物と、一般式
【化7】

(式中、R3は、アミノ基を示す。)
〔但し、前記一般式(2A)中のR11、前記一般式(2B)中のR3の少なくともいずれか一方は、末端に不飽和二重結合基を有する。〕
で表されるアミンを反応させることを特徴とするハロゲン化有機リン化合物の製造方法。
【請求項3】
一般式
【化8】

(式中、
Xはハロゲン原子を示し、
R4、R5はそれぞれアミノ基を示し、
R4、R5の少なくともいずれか一方は末端に不飽和二重結合基を有する。)
で表されるハロゲン化有機リン化合物の製造方法であって、
一般式
【化9】

(式中、Xは、ハロゲン原子を示す。)
で表されるトリハロゲン化リンと、一般式
【化10】

(式中、R4は、アミノ基を示す。)
で表されるアミンと、一般式
【化11】

(式中、R5は、アミノ基を示す。)
〔但し、前記一般式(3B)中のR4、前記一般式(3C)中のR5の少なくともいずれか一方は、末端に不飽和二重結合基を有する。〕
で表されるアミンを反応させることを特徴とするハロゲン化有機リン化合物の製造方法。
【請求項4】
一般式
【化12】

(式中、
Xはハロゲン原子を示し、
R6はアミノ基を示し、
R12はアルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、又はアリール基を示し、
R6、R12の少なくともいずれか一方は末端に不飽和二重結合基を有する。)
で表されるハロゲン化有機リン化合物の製造方法であって、
一般式
【化13】

(式中、
Xはハロゲン原子を示し、
R12はアルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、又はアリール基を示す。)
で表されるジハロゲン化有機リン化合物と、一般式
【化14】

(式中、R6は、アミノ基を示す。)
〔但し、前記一般式(4A)中のR12、前記一般式(4B)中のR6の少なくともいずれか一方は、末端に不飽和二重結合基を有する。〕
で表されるアミンを反応させることを特徴とするハロゲン化有機リン化合物の製造方法。




【公開番号】特開2013−23454(P2013−23454A)
【公開日】平成25年2月4日(2013.2.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−157432(P2011−157432)
【出願日】平成23年7月19日(2011.7.19)
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】(出願人による申告)平成20年度、独立行政法人科学技術振興機構(Japan Science and Technology Agency、略称:JST)、独創的シーズ展開事業「委託開発」、産業技術力強化法第19条の規定の適用を受ける特許出願
【出願人】(390016377)片山化学工業株式会社 (9)
【Fターム(参考)】