JP2000510174A - ポリマー用光安定剤としての新規な立体障害ピペリジン誘導体 - Google Patents
ポリマー用光安定剤としての新規な立体障害ピペリジン誘導体Info
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、光化学反応の結果として分子量が増加する合成樹脂用安定剤に関する。該安定剤は一般式(I)で表される化合物であり、ただし各置換基は明細書に規定する意味を有する。この新規安定剤は特にポリマー用光安定剤として適している。
Description
【発明の詳細な説明】
ポリマー用光安定剤としての新規な立体障害ピペリジン誘導体
高エネルギー線の有害な影響に対してポリマー物質を安定化することは集中的
に研究することが求められる対象である。この場合、このテーマに関する沢山の
特許出願からわかる通り、基本骨格の2,2,6,6−テトラメチルピペリジン
をベースとする光安定剤が特に重要である。この種類の物質の低分子量安定剤は
、ポリマー物質から抽出され易く、かつ揮発性が高いという欠点を有しているの
で、長期間使用する場合に安定剤が著しく損失される。
それ故に過去には、低分子量HALS−安定剤を色々な操作によってポリマー
中に係留させる沢山の試みがされた。それの例としては、α−オレフィンとHA
LS−変性された無水マレイン酸誘導体との共重合あるいは遊離の酸無水物基を
持つポリマーとHALS−分子との反応を開示するドイツ特許出願公開(A)第
3024525号明細書およびヨーロッパ特許出願公開(A1)第303、28
1号明細書がある。例えばヨーロッパ特許出願公開(A1)第218、298号
明細書またはヨーロッパ特許出願公開(A1)第406、230号明細書に記載
されている様に“グラフト”させることによってHALS−安定剤を固定するこ
とも、HALSをポリマー中に係留させることを可能とする。他の特許出願には
光化学的に活性のHALS−誘導体をポリマー中に固定することに関するものも
ある。それの代表的な出願としてはヨーロッパ特許出願公開(A1)第389、
429号明細書、ドイツ特許出願公開(A)第3412227号明細書および同
(A)第4,327,297号明細書がある。この場合、光反応性ジアゾカップ
リング成分または桂皮酸残基によって光化学的に固定すると、安定剤は紫外線照
射後にポリマーと結合して存在し、耐抽出性となる。
しかしながらポリマーに強く結合したHALS−誘導体は、ポリマー中を自由
に移動する分子状安定剤よりも光安定化効果において明らかに効力が小さく(こ
のことについてはChmela,P.Hrdlovic,Polymer Degradation and Stability 11
(1985),第339-348頁参照)、紫外線照射がそれによる有害なポリマー分解作用
を明らかに速まる可能性がある。
更にF.Nakanishi,M.Hasegawa,Journal of Polymer Science Part A-1、7
、第2151-2160頁(1970)およびM.Hasegawa,Advances in Polymer Science 42
,第1-50頁(1982)なる刊行物からα,α’−ジシアノ−p−ベンゾールジアクリ
ル酸誘導体をベースとする光反応性化合物が公知であるが、光安定剤の関係では
もちろん知られていない。
従って本発明の課題は、改善された耐抽出性およびポリマー中での改善された
安定性に特徴を有するが、ポリマー表面に強固に固定することによる光安定化効
果の低下という欠点を生ずることのない新規の光反応性HALS−安定剤を提供
することである。
驚くべきことに本発明者は、α−シアノ−β−アリールアクリル酸−およびα
、α’−ジシアノ−p−アリールジアクリル酸誘導体をベースとする新規のHA
LS−安定剤が日光の作用下にポリマー中で光化学的に反応しそして紫外線照射
により引き起こされる分子量変化によって、ポリマー表面に強固に固定すること
による光安定化効果の低下という欠点を生ずることなしに、改善された耐抽出性
およびポリマーにおける改善された安定性を示すという長所を有することを見出
した。
従って本発明の対象は、式(I)で表される化合物であり、
式中、zは0または1であり(そしてAの数であり)、
mは1、2または3であり、z=0の場合に1の数を意味し(そしてAの結
合手数であり)、
Bは、z=1の場合には一般式(II)の化合物を意味しそして
z=0の場合には一般式(III)の化合物を意味し:そしてnは0または1であり、
Aは、m=1の場合には、水素原子、炭素原子数1〜4、好ましくは1〜2の
アルキル基、特に好ましくはメチル基、トリフルオロメチル基、炭素原子1〜4
、好ましくは1〜2のアルコキシ基、特に好ましくはメトキシ基、ハロゲン原子
、シアノ基、カルボキシル基、ニトロ基、アミノ基、炭素原子数1〜4、好まし
くは1〜2のアルキルアミノ基、特に好ましくはメチルアミノ基、各アルキル基
中炭素原子数1〜4、好ましくは1〜2のジアルキルアミノ基、特に好ましくは
ジメチルアミノ基、アシル基またはアシルオキシ基で1ケ所以上置換された、環
構造中炭素原子数6〜20の芳香族残基またはヘテロ芳香族残基であり、ヘテロ
芳香族残基としては例えばピリジン、フラン、チオフェン、ピリミジン、ピロー
ル、イミダゾールおよびピラゾール、好ましくはピリジン、チオフェンおよびフ
ラン、特にフランまたはチオフェンであり、そして芳香族残基についてその片側
または両側がベンゾ融合されていてもよく、
Aは、m=2の場合には、例えば下記式(III)〜(XII)、好ましくは(V)、(VIII
)、(IX)または(X)、特に好ましくは(V)または(VIII)
で表される如きそれ自体が二価である、環状構造部の炭素原子数6〜20の二価
の芳香族残基または例えば下記式(XIII)〜(XIX)、好ましくは(XIII)、(XV)また
は(XVII)、特に好ましくは式(XIII)
で表される如きそれ自体が二価である、ブリッジによって二つの残基が連結され
た二価の芳香族残基であり、その際にこれらの残基は水素原子、炭素原子数1〜
4のアルキル基、好ましくは1〜2のアルキル基、特に好ましくはメチル基、ト
リフルオロメチル基、炭素原子1〜4のアルコキシ基、好ましくはメトキシ基、
ハロゲン原子、シアノ基、カルボキシル基、ニトロ基、アミノ基、炭素原子数1
〜4、好ましくは1〜2のアルキルアミノ基、特に好ましくはメチルアミノ基、
各アルキル基中炭素原子数1〜4、好ましくは1〜2のジアルキルアミノ基、特
に好ましくはジメチルアミノ基、アシル基またはアシルオキシ基で1ケ所以上置
換されいてもよく、
Aは、m=3の場合には、例えば式(XX)〜(XXIV)、好ましくは式(XX)、(XXI)
または(XXII)、特に好ましくは式(XX)または(XXI)
で表される炭素原子数6〜20の三価の芳香族残基であり、その際にこれらの残
基は水素原子、炭素原子数1〜4のアルキル基、好ましくは1〜2のアルキ
ル基、特に好ましくはメチル基、トリフルオロメチル基、炭素原子1〜4のアル
コキシ基、好ましくは1〜2のアルコキシ基、特に好ましくはメトキシ基、ハロ
ゲン原子、シアノ基、カルボキシル基、ニトロ基、アミノ基、炭素原子数1〜4
、好ましくは1〜2のアルキルアミノ基、特にメチルアミノ基、各アルキル基中
炭素原子数1〜4、好ましくは1〜2のジアルキルアミノ基、特に好ましくはジ
メチルアミノ基、アシル基またはアシルオキシ基で追加的に1ケ所以上置換され
いてもよく、
R1は水素原子、炭素原子数1〜20のアルキル基、好ましくは炭素原子数1
〜5のアルキル基、特にメチル基、酸素残基O、−OH、−NO、−CH2CN
、ベンジル基、アリル基、炭素原子数1〜30、好ましくは1〜10のアルキル
オキシ基、炭素原子数5〜12、好ましくは5〜6のシクロアルキルオキシ基、
炭素原子数3〜10、好ましくは3〜6のアルケニル基、炭素原子数3〜6のア
ルキニル基、炭素原子数1〜10、好ましくは1〜5のアシル基、ハロゲン原子
、非置換のまたはフェニル環の所で炭素原子数1〜4、好ましくは1〜2のアル
キル基またはアルコキシ基で置換された炭素原子数7〜10のフェニルアルキル
基であり、
R2は水素原子、炭素原子数1〜12、好ましくは1〜4のアルキル基、特に
好ましくはメチル基であり、そして
R3は酸素原子、−NR8または−NYを意味し、その際にR8は水素原子、炭
素原子数1〜12、好ましくは1〜5のアルキル基、特にメチル−またはブチル
基、炭素原子数5〜10、好ましくは5〜6のシクロアルキル基、好ましくはシ
クロヘキシル基または炭素原子数6〜9のアリール基、好ましくは炭素原子数6
〜7のアリール基でありそしてYは式
(式中、R1およびR2は上述の意味を有する。)
で表される残基であり、
R4は残基−C(=O)−または−NHC(=O)−であり、
R5は、z=1で、n=0で、m=1でR4が−C(=O)−である場合には、
R1は炭素原子数1〜18のアルカノイル基、炭素原子数5〜12のシクロアル
カノイル基、炭素原子数2〜18のアルケノイル基、炭素原子数5〜12のシク
ロアルケノイル基または炭素原子数7〜15のアリールアルカノイル基でないと
いう条件のもとで、シアノ基または残基−C(=O)R9、−C(=O)OR9ま
たはR10であり、その際にR9は炭素原子数1〜12、好ましくは1〜6のアル
キル基、特に好ましくはメチル基でありそしてR10は水素原子、炭素原子数1〜
4、好ましくは1〜2のアルキル基、特に好ましくはメチル基、トリフルオロメ
チル基、炭素原子1〜4、好ましくは1〜2のアルコキシ基、特に好ましくはメ
トキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、カルボキシル基、ニトロ基、アミノ基、炭
素原子数1〜4、好ましくは1〜2のアルキルアミノ基、特に好ましくはメチル
アミノ基、各アルキル基中炭素原子数1〜4、好ましくは1〜2のジアルキルア
ミノ基、特に好ましくはジメチルアミノ基、アシル基またはアシルオキシ基で1
ケ所以上置換された、環構造中炭素原子数5〜14の芳香族残基であり、
R5は、z=1で、m=1、2または3で、n=0でそしてR4が−NHC(=
O)−である場合には、シアノ基または残基−C(=O)R9、−C(=O)O
R9、R10または−C(=O)R11、好ましくはシアノ基であり、その際にR11
は式
(式中、R1、R2およびR3は上述の意味を有する。)
で表される残基であり、
R5は、z=1で、n=0で、m=2または3でそしてR4が−C(=O)−で
ある場合には、シアノ基または−C(=O)R9、−C(=O)OR9またはR10
、好ましくはシアノ基または−C(=O)R9を意味し、
R5は、z=1で、n=0で、m=2でそしてR4が−C(=O)−である場合
には、m=2の場合にAが上述の式(IV)、(V)または(X)の残基を同時に意味せず
そしてm=3の場合にAが同時に上記の式(XX)の残基を意味しないという条件の
もとで、残基−C(=O)R11であり、
R5は、z=1で、m=1、2または3でそしてn=1である場合に、シアノ基
または−C(=O)R9、−C(=O)OR9、R10または−C(=O)R11、好
ましくはシアノ基または−C(=O)R11を意味し、
R6は水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜4、好ましくは1〜2のアル
キル基、特に好ましくはメチル基、シアノ基またはニトロ基を意味する。
式(III)中、R7は水素原子、炭素原子数1〜4、好ましくは1〜2のアルキル
基、特に好ましくはメチル基、トリフルオロメチル基、炭素原子1〜4のアルコ
キシ基、好ましくは1〜2のアルコキシ基、特に好ましくはメトキシ基、ハロゲ
ン原子、シアノ基、カルボキシル基、ニトロ基、アミノ基、炭素原子数1〜4、
好ましくは1〜2のアルキルアミノ基、特に好ましくはメチルアミノ基、各アル
キル基中炭素原子数1〜4、好ましくは1〜2のジアルキルアミノ基、特に好ま
しくはジメチルアミノ基、アシル基およびアシルオキシ基の群から選ばれる1以
上の置換基であり、
Xは酸素原子または−NR12、好ましくは酸素原子であり、その際に
R12は式(I)におけるR8またはYの意味を有する。
式(III)中の残基R1、R2、R3およびR4の意味は式(I)中の同じ残基の規
定に相当する。
以下に規定する安定剤が特に適することがわかっている:
Aが水素原子、炭素原子数1〜2のアルキル基、1〜2のアルコキシ基、ニト
ロ基、炭素原子数1〜2のアルキルアミノ基、各アルキル基中炭素原子数1〜2
のジアルキルアミノ基で1ケ所以上置換された、環状構造部の炭素原子数
6〜20の一価または二価の芳香族残基を意味し、その際に該残基は片側または
両側でベンゾ融合していてもよく、
R1は水素原子、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数1〜10のアル
キルオキシ基、炭素原子数5〜6のシクロアルキルオキシ基、炭素原子数3〜6
のアルケニル基、炭素原子数1〜5のアシル基、非置換のまたはフェニル環の所
で炭素原子数1〜2のアルキル基で置換された炭素原子数7〜8のフェニルアル
キル基を意味し、
R2は水素原子または炭素原子数1〜4のアルキル基であり、
R3は酸素原子または−NR8であり、
R6は水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜2のアルキル基、シアノ基ま
たはニトロ基を意味し、
R8は水素原子、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数5〜6のシクロ
アルキル基または炭素原子数6〜7のアリール基であり、
R9は炭素原子数1〜6のアルキル基であり、
R10は水素原子、炭素原子数1〜2のアルキル基、1〜2のアルコキシ基、炭
素原子数1〜2のアルキルアミノ基、各アルキル基中炭素原子数1〜2のジアル
キルアミノ基、アシル基またはアシルオキシ基で1ケ所以上置換された、環状構
造部の炭素原子数5〜14の芳香族残基を意味し、その際に該式(III)中、R7は
水素原子、炭素原子数1〜2のアルキル基、炭素原子数1〜2のアルコキシ基、
アミノ基、各アルキル基中炭素原子数1〜2のジアルキルアミノ基の1つ以上の
置換基を意味する。
中でも特に有利な安定剤は、
Aがフェニル基、メチルフェニル基、p−メトキシフェニル基、p−ニトロフ
ェニル基、3,4−ジメトキシフェニル基、3,4,5−トリメトキシフェニル
基、p−フェニレン基、9,10−アントリル基、クマリル基、2−フラニル基
(furyl)または2−チエニル基であり、
mが1または2であり、
R1が水素原子またはメチル基であり、
R2がはメチル基であり、
R3が酸素原子または−NR8であり、その際にR8が水素原子またはブチル
基であり、
R5がシアノ基、−C(=O)R9または−C(=O)R11を意味し、その際
にR9がメチル基であり、
R6が水素原子、メチル基または塩素原子であり、そしてその際に式(III)
中、R7が水素原子でありそして
Xが酸素原子
である化合物である。
本発明は、式(I)の化合物の一般的な製法および有機物質、特に合成樹脂、
油および塗料を安定化するのに用いることにも関する。
z=1でそしてR4が−C(=O)−である式(I)の化合物は、一般式(XXV)
の化合物と式(XXVI)のアルデヒドとを結合させることによって製造される。
式(XXV)の化合物は、一般式(XXVII)の化合物と式(XXVIII)の化合物との公知の
反応によって得られる。
この反応のために、専門文献から公知の通例のあらゆる触媒が使用できれ、例
えばアルカリ金属アミド、周期律表の(IV)-主族の金属のジアルキル金属酸化物
または周期律表第(IV)副族の金属の金属(IV)テトラアルキルアルコラートが特に
適している。この反応は高沸点の非プロトン性溶剤、例えばトルエン、キシレン
またはミリスチレン中で実施される。その際に低沸点アルコールR’OHを反応
混合物から蒸留によって継続的に除く。式(XXV)と(XXVI)との縮合のために、例
えばC.Ferri,Reaktionen der Organischen Synthese,Georg Thieme Verlag St
uttgart,1978または他の通例の教科書に掲載されている様な典型的な縮合反応
を使用する。この関係での選択の方法としては高沸点有機溶剤、例えばトルエン
、キシレンまたはメシチレン中で縮合反応を行なえるかである。即ち、この場合
、選択される温度は20℃と溶剤の沸騰温度との間である。適する補助塩基とし
ては専門文献から公知の化合物、特に例えばピリジン、トリエチルアミン、ピペ
リジンまたはモルホリンである。ピペリジンまたはピリジンを用いるのが特に有
利である。分離される反応水は水分離器を使用して反応混合物から連続的に除く
。反応が静まった後に式(XXV)の化合物を適当な溶剤,例えばアルコール、ジメチ
ルホルムアミドまたはエーテルで再結晶処理する。
z=1でそしてR4が−NHC(=O)−である式(I)の化合物は、原則と
して3つの適当な方法で製造される。ただし方法Bが特に有利な変法である。
A)式(XXX)の化合物と式(XXVIII)の化合物との直接的反応:
B)式(XXX)の化合物を加熱して式(XXIX)の化合物とする:
しかしこの化合物を単離せずに、その場で直接的に(XXVIII)と反応させて式(I
)の化合物とする。
C)意図して製造し、単離された式(XXIX)の化合物を(XXVII)の化合物と反応させ
る。
式(XXIX)および(XXX)の化合物を例えばI.Jaafar,G.Francis,R.Danion-Boug
ot,D.Danionの"Synthesis"(1994)、第56頁と同様にして製造できる。
式(I)の化合物は、選択された製法に無関係に特に好ましくは高沸点で非プ
ロトン性の有機溶剤、例えばトルエンまたはキシレン中で特に有利に製造される
。反応温度は20℃とその有機溶剤の沸点との間で選択する。
z=0である式(I)の化合物は、式(XXXI)の化合物と式(XXVIII)の化合物と
を反応させることによって製造される。
反応条件は一般式(XXV)の化合物を製造するために説明した条件に一致する。
z=1である式(I)の本発明の化合物はその遊離の塩基の状態かまたは酸付
加塩として存在し得る。適するアニオンは例えば無機酸またはスルホン酸から誘
導される。無機系アニオンとしては例えば塩化物、臭化物、硫酸塩、四フッ化硼
酸塩、燐酸塩およびチオシアナートがある。カルボン酸アニオンとしてはホルマ
ート、アセテート、プロピオナート、ヘキサノエート、シクロヘキサノエート、
ラクテート、ステアレート、アクリレート、メタクリレート、シトラート、マロ
ナートまたはスクシナート並びに100個までのCOOH基を持つポリカルボン
酸のアニオンが適している。スルホン酸アニオンは例えばベンゾスルホナートま
たはトシレートである。
本発明の化合物は、光、酸素および熱の作用に対して有機物質を安定化するの
に非常に適している。このものは好ましくは、安定化すべき上記物質にその製造
前、間または後に該有機物質を基準として0.001〜5重量%、好ましくは0
.02〜1重量%の濃度で単独でまたは他の添加物と組み合わせて添加する。有
機物質とは、例えば合成樹脂、塗料または油のそれぞれの前駆体も意味するが、
特に合成樹脂、塗料および油それ自身を意味する。
本発明は更に、上述の濃度で式(I)の化合物を含有する、光、酸素および熱
の作用に対して安定化された有機物質、特に合成樹脂、塗料および油にも関する
。かゝる物質の例はヨーロッパ特許出願公開(A1)第705、836号明細書
に掲載されている。
本発明の化合物で安定化された有機物質は、場合によっては別の添加物、例え
ば酸化防止剤、光安定剤、金属不活剤、帯電防止剤、難燃剤、顔料およびフィラ
ーを含有してもよい。酸化防止剤、および本発明の化合物の他に添加される光安
定剤は例えば、立体障害アミン類または立体障害フェノール類をベースとする化
合物、または硫黄−または燐含有共安定剤である。適する追加的添加物の例には
ヨーロッパ特許出願公開(A1)第705、836号明細書に記載されている如
き化合物がある。別の適する添加物としては追加的に以下のものがある:
2,2’,2”−ニトリロ[トリエチル−トリス(3,3’,5,5’−テトラ
第三ブチル−1,1’−ビフェニル−2,2’−ジイル)ホスフィット]、ビス
[2−メチル−4,6−ビス(1,1−ジメチルエチル)フェノール]亜燐酸エ
チル;第二ヒドロキシアミン類、例えばジステアリルヒドロキシアミンまたはジ
ラウリルステアリルアミン;ゼオライト、例えばDHT44;Zn−ステアレー
ト、Mg−ステアレート、Ca−ステアレート(個々の用途にとって特別な微細
な物質が特に適している);N,N’−ビス[4,6−ジ(4−n−ブチルアミ
ノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジド−4−イル)1,3,5−トリア
ジン−2−イル]−3−アミノプロピルエチレン−1,2−ジアミンおよび2,
4−ジクロロ−6−(4−n−ブチルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピ
ペリジド−4−イル)1,3,5−トリアジン;1,3−2,4−ジ(ベンジリ
デン)−D−ソルビトール;1,3−2,4−ジ(4−トルイデン)−D−ソル
ビトール並びに1,3−2,4−ジ(4−エチルベンジリデン)−D−ソルビト
ール。
これらの添加物は慣用の方法で有機ポリマー中に混入する。この混入は該化合
物および場合によっては別の添加物を重合直後に重合体中にまたは重合体に、ま
たは成形工程の前または間に溶融物中に混入または適用することによって行なう
ことができる。この混入は溶解したまたは分散した化合物をポリマーに直接的に
適用することによってまたはポリマーの溶液、懸濁物または乳化物中に混入しそ
して次いで溶剤を場合によっては蒸発させることによって行なうこともできる。
これら化合物は、既に顆粒化したポリマー中に後から別の加工段階で混入する場
合にも有効である。本発明の化合物は安定化すべきポリマーにマスーバッチの状
態で添加してもよく、該マスターバッチは、該化合物を1〜75%、好ましくは
2.5〜30%の濃度で含有している。
実施例:
以下の実施例によって本発明を更に詳細に説明する。本発明の全ての化合物は
それの1H−および13C−NMR−スペクトルによって明瞭に同定することがで
きた。以下の実施例において略字のA、m、n、R1、R3、R4、R5、R6およ
びR7は明細書に説明した通りであり、その際にR2はいずれの場合にもメチル基
である。収量に関する%表示はモル%を意味する。
実施例1:
100mLの無水トルエン中に14.6g(0.01モル)のα−メチルシナ
ムアルデヒドおよび38.2g(0.1モル)のマロン酸−ジ(2,2,6,6
−テトラメチルピペリジル)エステルを溶解した溶液に、0.9g(0.01モ
ル)のピペリジンおよび0.6モル(0.01モル)の氷酢酸を添加する。この
反応混合物を還流下に3時間煮沸状態に加熱し、発生する反応水を反応混合物か
ら継続的に除く。冷却した後に反応混合物を各50mLの水で3度抽出処理し、
有機相を分離し、硫酸ナトリウムで乾燥し、濾過しそして蒸留によって濃縮する
。残る残留物をイソプロパノールで結晶化させて融点112℃の白色粉末として
所望の生成物35.2g(69%)を得る。UV/VIS(DSMO)=330
nm。
実施例2:
100mLの氷冷した水不含のテトラヒドロフラン中に、50mLの四塩化炭
素に溶解した19.0g(0.1モル)の塩化チタン(IV)をゆっくり導入する。
11.7g(0.05モル)の9,10−アントラセンジカルバルデヒド、およ
び7.9g(0.1モル)のピリジンおよび40mLの無水テトラヒドロフラン
の混合物を添加した後に、反応混合物に更に氷冷しながら、100mLのジメチ
ルホルムアミドに38.2g(0.1モル)のマロン酸ジ(2,2,6,6−テ
トラメチルピペリド−4−イル)エステルを溶解した溶液を滴加する。暗褐色の
懸濁物を室温で3日間、更に攪拌しそしてその後に全部の反応混合物に2Lの水
を注ぐ。水性相のpH値を約15gの固体苛性ソーダでpH11に調整し、次い
で各500mLのメチレンクロライドで3度抽出処理する。一緒にした有機相を
硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過し、濃縮しそして残留物をアセトンで再結晶処
理する。結晶質化合物の収量は16.1g(34%)であり、その融点は203
〜205℃であり、UV/VIS(DSMO)=364nmである。
表1の実施例3〜48は、実施例1および2に説明した両方の縮合法の一方に
従って製造した。各化合物の特徴として融点並びにジメチルスルホキシド中で測
定された長波長での吸収極大(λmax)を示す。 実施例49:
100mLの無水キシレン中に21.8g(0.1モル)のクマリン−3−カ
ルボン酸エチルエステルおよび15.6g(0.1モル)の4−アミノ−2,2
,6,6−テトラメチルピペリジンを懸濁させそしてスパチュラで2杯の固体リ
チウムアミドを添加する。この反応混合物を還流下に沸点まで加熱しそして反応
の間に生じるエタノールをビグロー(Vigreux)カラムを通して留去する。全部で
10時間の反応時間の後に反応生成物を吸引濾過し、キシレンで良く洗浄しそし
て乾燥する。この黄色の結晶(12.7g;39%)の融点は188〜190℃
であり、UV/VIS(DSMO)=357nm。
実施例50:
実施例49と同様に21.8g(0.1モル)のクマリン−3−カルボン酸エ
チルエステルおよび15.7g(0.1モル)の2,2,6,6−テトラメチル
−4−ピペリジノールを反応させる。収量は25.5g(78%)である。この
淡黄色の生成物は168℃で溶融し、UV/VIS(DSMO)=361nm。
実施例51:
100mLの無水トルエン溶液中で19.8g(0.1モル)のα−シアノ−
β−フェニルアクリル酸アジドを100℃に2時間加熱する。その間にガスが激
しく発生する。このオレンジ色の溶液に室温で15.6g(0.1モル)の4−
アミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジンを滴加しそして約2時間更に
攪拌する。生成物をアセトンで再結晶処理し、171℃の融点を有する13.1
g(40%)のベージュ色の結晶が得られる。UV/VIS(DSMO)=30
0nm。
表2に総括した実施例51〜54を実施例51に記載の方法に従って製造する
。* 表中の略字Pipは式(式中、いずれの場合にもR1は水素原子であり、R2はメチル基を意味する)
で表される残基である。
実施例55:
100mLの無水アセトニトリル中で21.5g(0.1モル)のクマリン−
3−カルボン酸アジドを懸濁させそして100℃に約1時間加熱する。その間に
ガスが激しく発生する。室温に冷却した後に15.6g(0.1モル)の4−ア
ミノ−2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジンを滴加しそして約3時間、更
に攪拌する。この反応混合物から固体を吸引濾過し、その固体をアセトニトリル
で洗浄しそして乾燥する。収量:22.3g(65%)。この淡黄色の粉末の融
点は246℃である。UV/VIS(DSMO)=348nm。
実施例56:
実施例55と同様に21.5gのクマリン−3−カルボン酸アジドおよび21
.2g(0.1モル)の4−N−ブチルアミノ−2,2,6,6−テトラメチル
−ピペリジンと反応させる。この黄色の粉末(31.7g;79%)の融点は1
18℃である。UV/VIS(DSMO)=344nm。
実施例57:ポリプロピレン−フィルムにおける光安定化効果
100重量部の安定化されていないポリプロピレン((R)Hostalen PPK)を、ブ
ラベンダー(Brabender)-ミキサーで0.1重量部のステアリン酸カルシウム、0.
05重量部のペンタエリスリチル−3−(3、5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキ
シフェニル)プロピオナートおよび0.1重量部の試験用安定剤と一緒に200℃
で20回転/分で10分混練する。この混合物から190℃でプレス成形して1
00μmの厚さのフィルムに加工し、この様にして得られた試験体を耐候性試
験装置((R)Xenotest 1200)で曝露する。試験体を次いで更に耐候性試験装置((R)
Xenotest 1200)に146時間曝露する。フィルムの安定性の判断基準として1.
0単位だけカルボニル指数COが増加するまでの時間を採用する。この場合、カ
ルボニル指数COは、式CO=E1720/E2020(Eはそれぞれの波長での吸光を
意味する)に従って測定する。比較する目的で、フィルムに本発明の安定剤を添
加せずに同じ条件で試験する。比較の結果を表3に総括掲載する。
表3:1.0単位までカルボニル指数が増加するまでの曝露時間
表3は本発明に従って製造した安定剤の非常に良好な光安定化効果を明らかに
示している。
実施例58:曝露後のポリプロピレンフィルム中の安定剤の抽出法
実施例57と同様に製造した試験体を耐候性試験装置((R) Xenotest 1200)に
200時間曝露する。その後で試験体を徹底的に熱間抽出に付し、フィルム中に
残る抽出不能の安定剤残留物含有量を(化学的発光法によって)窒素測定するこ
とによって測定する。曝露開始前には、用いた抽出条件のもとで試験体から全量
の安定剤を抽出できた。抽出可能な量を示す試験結果を表4に総括掲載する。
表4:200時間予備曝露した後にメチレンクロライドによるPPフィルムか
らの徹底的な熱間抽出
本発明の安定剤は、200時間曝露した後にその際に生じる分子量変化によっ
て曝露前よりも著しく僅かしか抽出されない。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項
【提出日】平成10年5月13日(1998.5.13)
【補正内容】
明細書
ポリマー用光安定剤としての新規な立体障害ピペリジン誘導体
高エネルギー線の有害な影響に対してポリマー物質を安定化することは集中的
に研究することが求められる対象である。この場合、このテーマに関する沢山の
特許出願からわかる通り、基本骨格の2,2,6,6−テトラメチルピペリジン
をベースとする光安定剤が特に重要である。この種類の物質の低分子量安定剤は
、ポリマー物質から抽出され易く、かつ揮発性が高いという欠点を有しているの
で、長期間使用する場合に安定剤が著しく損失される。
それ故に過去には、低分子量HALS−安定剤を色々な操作によってポリマー
中に係留させる沢山の試みがされた。それの例としては、α−オレフィンとHA
LS−変性された無水マレイン酸誘導体との共重合あるいは遊離の酸無水物基を
持つポリマーとHALS−分子との反応を開示するドイツ特許出願公開(A)第
3024525号明細書およびヨーロッパ特許出願公開(A1)第303、28
1号明細書がある。例えばヨーロッパ特許出願公開(A1)第218、298号
明細書またはヨーロッパ特許出願公開(A1)第406、230号明細書に記載
されている様に“グラフト”させることによってHALS−安定剤を固定するこ
とも、HALSをポリマー中に係留させることを可能とする。他の特許出願には
光化学的に活性のHALS−誘導体をポリマー中に固定することに関するものも
ある。それの代表的な出願としてはヨーロッパ特許出願公開(A1)第389、
429号明細書、ドイツ特許出願公開(A)第3412227号明細書および同
(A)第4,327,297号明細書がある。この場合、光反応性ジアゾカップ
リング成分または桂皮酸残基によって光化学的に固定すると、安定剤は紫外線照
射後にポリマーと結合して存在し、耐抽出性となる。
しかしながらポリマーに強く結合したHALS−誘導体は、ポリマー中を自由
に移動する分子状安定剤よりも光安定化効果において明らかに効力が小さく(こ
のことについてはChmela,P.Hrdlovic,Polymer Degradation and Stability 11
(1985),第339-348頁参照)、紫外線照射がそれによる有害なポリマー分解作用
を明らかに速まる可能性がある。
更にF.Nakanishi,M.Hasegawa,Journal of Polymer Science Part A-1、7
、第2151-2160頁(1970)およびM.Hasegawa,Advances in Polymer Science 42
,第1-50頁(1982)なる刊行物からα,α’−ジシアノ−p−ベンゾールジアクリ
ル酸誘導体をベースとする光反応性化合物が公知であるが、光安定剤の関係では
もちろん知られていない。
従って本発明の課題は、改善された耐抽出性およびポリマー中での改善された
安定性に特徴を有するが、ポリマー表面に強固に固定することによる光安定化効
果の低下という欠点を生ずることのない新規の光反応性HALS−安定剤を提供
することである。
驚くべきことに本発明者は、α−シアノ−β−アリールアクリル酸−およびα
、α’−ジシアノ−p−アリールジアクリル酸誘導体をベースとする新規のHA
LS−安定剤が日光の作用下にポリマー中で光化学的に反応しそして紫外線照射
により引き起こされる分子量変化によって、ポリマー表面に強固に固定すること
による光安定化効果の低下という欠点を生ずることなしに、改善された耐抽出性
およびポリマーにおける改善された安定性を示すという長所を有することを見出
した。
従って本発明の対象は、式(I)で表される化合物であり、
式中、zは0または1であり(そしてAの数であり)、
mは1、2または3であり、z=0の場合に1の数を意味し(そしてAの結合
手数であり)、
Bは、z=1の場合には一般式(II)の化合物を意味しそして
z=0の場合には一般式(III)の化合物を意味し:
そしてnは1であり、
Aは、m=1の場合には、水素原子、炭素原子数1〜4、好ましくは1〜2の
アルキル基、特に好ましくはメチル基、トリフルオロメチル基、炭素原子1〜4
、好ましくは1〜2のアルコキシ基、特に好ましくはメトキシ基、ハロゲン原子
、シアノ基、カルボキシル基、ニトロ基、アミノ基、炭素原子数1〜4、好まし
くは1〜2のアルキルアミノ基、特に好ましくはメチルアミノ基、各アルキル基
中炭素原子数1〜4、好ましくは1〜2のジアルキルアミノ基、特に好ましくは
ジメチルアミノ基、アシル基またはアシルオキシ基で1ケ所以上置換された、環
構造中炭素原子数6〜20の芳香族残基またはヘテロ芳香族残基であり、ヘテロ
芳香族残基としては例えばピリジン、フラン、チオフェン、ピリミジン、ピロー
ル、イミダゾールおよびピラゾール、好ましくはピリジン、チオフェンおよびフ
ラン、特にフランまたはチオフェンであり、そして芳香族残基についてその片側
または両側がベンゾ融合されていてもよく、
Aは、m=2の場合には、例えば下記式(III)〜(XII)、好ましくは(V)、(VIII
)、(IX)または(X)、特に好ましくは(V)または(VIII)
で表される如きそれ自体が二価である、環状構造部の炭素原子数6〜20の二価
の芳香族残基または例えば下記式(XIII)〜(XIX)、好ましくは(XIII)、(XV)また
は(XVII)、特に好ましくは式(XIII)
で表される如きそれ自体が二価である、ブリッジによって二つの残基が連結され
た二価の芳香族残基であり、その際にこれらの残基は水素原子、炭素原子数1〜
4のアルキル基、好ましくは1〜2のアルキル基、特に好ましくはメチル基、ト
リフルオロメチル基、炭素原子1〜4のアルコキシ基、好ましくはメトキシ基、
ハロゲン原子、シアノ基、カルボキシル基、ニトロ基、アミノ基、炭素原子数1
〜4、好ましくは1〜2のアルキルアミノ基、特に好ましくはメチルアミノ基、
各アルキル基中炭素原子数1〜4、好ましくは1〜2のジアルキルアミノ基、特
に好ましくはジメチルアミノ基、アシル基またはアシルオキシ基で1ケ所以上置
換されいてもよく、
Aは、m=3の場合には、例えば式(XX)〜(XXIV)、好ましくは式(XX)、(XXI)
または(XXII)、特に好ましくは式(XX)または(XXI)
で表される炭素原子数6〜20の三価の芳香族残基であり、その際にこれらの残
基は水素原子、炭素原子数1〜4のアルキル基、好ましくは1〜2のアルキ
ル基、特に好ましくはメチル基、トリフルオロメチル基、炭素原子1〜4のアル
コキシ基、好ましくは1〜2のアルコキシ基、特に好ましくはメトキシ基、ハロ
ゲン原子、シアノ基、カルボキシル基、ニトロ基、アミノ基、炭素原子数1〜4
、好ましくは1〜2のアルキルアミノ基、特にメチルアミノ基、各アルキル基中
炭素原子数1〜4、好ましくは1〜2のジアルキルアミノ基、特に好ましくはジ
メチルアミノ基、アシル基またはアシルオキシ基で追加的に1ケ所以上置換され
いてもよく、
R1は水素原子、炭素原子数1〜20のアルキル基、好ましくは炭素原子数1
〜5のアルキル基、特にメチル基、酸素残基O、−OH、−NO、−CH2CN
、ベンジル基、アリル基、炭素原子数1〜30、好ましくは1〜10のアルキル
オキシ基、炭素原子数5〜12、好ましくは5〜6のシクロアルキルオキシ基、
炭素原子数3〜10、好ましくは3〜6のアルケニル基、炭素原子数3〜6のア
ルキニル基、炭素原子数1〜10、好ましくは1〜5のアシル基、ハロゲン原子
、非置換のまたはフェニル環の所で炭素原子数1〜4、好ましくは1〜2のアル
キル基またはアルコキシ基で置換された炭素原子数7〜10のフェニルアルキル
基であり、
R2は水素原子、炭素原子数1〜12、好ましくは1〜4のアルキル基、特に
好ましくはメチル基であり、そして
R3は酸素原子、−NR8または−NYを意味し、その際にR8は水素原子、炭
素原子数1〜12、好ましくは1〜5のアルキル基、特にメチル−またはブチル
基、炭素原子数5〜10、好ましくは5〜6のシクロアルキル基、好ましくはシ
クロヘキシル基または炭素原子数6〜9のアリール基、好ましくは炭素原子数6
〜7のアリール基でありそしてYは式
(式中、R1およびR2は上述の意味を有する。)
で表される残基であり、
R4は残基−C(=O)−または−NHC(=O)−であり、
R5は、z=1である場合には、シアノ基、−C(=O)R9、−C(=O)O
R9、R10または−C(=O)R11、好ましくはシアノ基であり、その際に
R11は式
(式中、R1およびR2は上述の意味を有する。)
で表される残基であり、
R9は炭素原子数1〜12、好ましくは1〜6のアルキル基、特に好ましくは
メチル基でありそして
R10は水素原子、炭素原子数1〜4、好ましくは1〜2のアルキル基、特に好
ましくはメチル基、トリフルオロメチル基、炭素原子1〜4、好ましくは1〜2
のアルコキシ基、特に好ましくはメトキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、カルボ
キシル基、ニトロ基、アミノ基、炭素原子数1〜4、好ましくは1〜2のアルキ
ルアミノ基、特に好ましくはメチルアミノ基、各アルキル基中炭素原子数1〜4
、好ましくは1〜2のジアルキルアミノ基、特に好ましくはジメチルアミノ基、
アシル基またはアシルオキシ基で1ケ所以上置換された、環構造中炭素原子数5
〜14の芳香族残基であり、
R6は水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜4、好ましくは1〜2のアル
キル基、特に好ましくはメチル基、シアノ基またはニトロ基を意味する。
式(III)中、R7は水素原子、炭素原子数1〜4、好ましくは1〜2のアルキル
基、特に好ましくはメチル基、トリフルオロメチル基、炭素原子1〜4のアルコ
キシ基、好ましくは1〜2のアルコキシ基、特に好ましくはメトキシ基、
ハロゲン原子、シアノ基、カルボキシル基、ニトロ基、アミノ基、炭素原子数1
〜4、好ましくは1〜2のアルキルアミノ基、特に好ましくはメチルアミノ基、
各アルキル基中炭素原子数1〜4、好ましくは1〜2のジアルキルアミノ基、特
に好ましくはジメチルアミノ基、アシル基およびアシルオキシ基の群から選ばれ
る1以上の置換基であり、
Xは酸素原子または−NR12、好ましくは酸素原子であり、その際に
R12は式(I)におけるR8またはYの意味を有する。
式(III)中の残基R1、R2、R3およびR4の意味は式(I)中の同じ残基の規
定に相当する。
以下に規定する安定剤が特に適することがわかっている:
Aが水素原子、炭素原子数1〜2のアルキル基、1〜2のアルコキシ基、ニト
ロ基、炭素原子数1〜2のアルキルアミノ基、各アルキル基中炭素原子数1〜2
のジアルキルアミノ基で1ケ所以上置換された、環状構造部の炭素原子数6〜2
0の一価または二価の芳香族残基を意味し、その際に該残基は片側または両側で
ベンゾ融合していてもよく、
R1は水素原子、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数1〜10のアル
キルオキシ基、炭素原子数5〜6のシクロアルキルオキシ基、炭素原子数3〜6
のアルケニル基、炭素原子数1〜5のアシル基、非置換のまたはフェニル環の所
で炭素原子数1〜2のアルキル基で置換された炭素原子数7〜8のフェニルアル
キル基を意味し、
R2は水素原子または炭素原子数1〜4のアルキル基であり、
R3は酸素原子または−NR8であり、
R6は水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜2のアルキル基、シアノ基ま
たはニトロ基を意味し、
R8は水素原子、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数5〜6のシクロ
アルキル基または炭素原子数6〜7のアリール基であり、
R9は炭素原子数1〜6のアルキル基であり、
R10は水素原子、炭素原子数1〜2のアルキル基、1〜2のアルコキシ基、炭
素原子数1〜2のアルキルアミノ基、各アルキル基中炭素原子数1〜2のジ
アルキルアミノ基、アシル基またはアシルオキシ基で1ケ所以上置換された、
環状構造部の炭素原子数5〜14の一価または二価の芳香族残基を意味し、そ
の際に該式(III)中、R7は水素原子、炭素原子数1〜2のアルキル基、炭素
原子数1〜2のアルコキシ基、アミノ基、各アルキル基中炭素原子数1〜2の
ジアルキルアミノ基の1つ以上の置換基を意味する。
中でも特に有利な安定剤は、
Aがフェニル基、メチルフェニル基、p−メトキシフェニル基、p−ニトロ
フェニル基、3,4−ジメトキシフェニル基、3,4,5−トリメトキシフェ
ニル基、p−フェニレン基、9,10−アントリル基、クマリル基、2−フラ
ニル基(furyl)または2−チエニル基であり、
mが1または2であり、
R1が水素原子またはメチル基であり、
R2がはメチル基であり、
R3が酸素原子または−NR8であり、その際にR8が水素原子またはブチル
基であり、
R5がシアノ基、−C(=O)R9または−C(=O)R11を意味し、その際
にR9がメチル基であり、
R6が水素原子、メチル基または塩素原子であり、そしてその際に式(III)
中、R7が水素原子でありそして
Xが酸素原子
である化合物である。
本発明は、式(I)の化合物の一般的な製法および有機物質、特に合成樹脂、
油および塗料を安定化するのに用いることにも関する。
z=1でそしてR4が−C(=O)−である式(I)の化合物は、一般式(XXV)
の化合物と式(XXVI)のアルデヒドとを結合させることによって製造される。
式(XXV)の化合物は、一般式(XXVII)の化合物と式(XXVIII)の化合物との公知の
反応によって得られる。 この反応のために、専門文献から公知の通例のあらゆる触媒が使用できれ、例
えばアルカリ金属アミド、周期律表の(IV)-主族の金属のジアルキル金属酸化物
または周期律表第(IV)副族の金属の金属(IV)テトラアルキルアルコラートが特に
適している。この反応は高沸点の非プロトン性溶剤、例えばトルエン、キシレン
またはミリスチレン中で実施される。その際に低沸点アルコールR’OHを反応
混合物から蒸留によって継続的に除く。式(XXV)と(XXVI)との縮合のために、例
えばC.Ferri,Reaktionen der Organischen Synthese,Georg Thieme Verlag St
uttgart,1978または他の通例の教科書に掲載されている様な典型的な縮合反応
を使用する。この関係での選択の方法としては高沸点有機溶剤、例えばトルエン
、キシレンまたはメシチレン中で縮合反応を行なえるかである。即ち、この場合
、選択される温度は20℃と溶剤の沸騰温度との間である。適する補助塩基とし
ては専門文献から公知の化合物、特に例えばピリジン、トリエチルアミン、ピペ
リジンまたはモルホリンである。ピペリジンまたはピリジンを用いるのが特に有
利である。分離される反応水は水分離器を使用して反応混合物から連続的に除く
。反応が静まった後に式(XXV)の化合物を適当な溶剤,例えばアルコール、ジメチ
ルホルムアミドまたはエーテルで再結晶処理する。
z=1でそしてR4が−NHC(=O)−である式(I)の化合物は、原則と
して3つの適当な方法で製造される。ただし方法Bが特に有利な変法である。
A)式(XXX)の化合物と式(XXVIII)の化合物との直接的反応:
B)式(XXX)の化合物を加熱して式(XXIX)の化合物とする:
しかしこの化合物を単離せずに、その場で直接的に(XXVIII)と反応させて式(I
)の化合物とする。
C)意図して製造し、単離された式(XXIX)の化合物を(XXVII)の化合物と反応させ
る。
式(XXIX)および(XXX)の化合物を例えばI.Jaafar,G.Francis,R.Danion-Boug
ot,D.Danionの"Synthesis"(1994)、第56頁と同様にして製造できる。
式(I)の化合物は、選択された製法に無関係に特に好ましくは高沸点で非プ
ロトン性の有機溶剤、例えばトルエンまたはキシレン中で特に有利に製造される
。反応温度は20℃とその有機溶剤の沸点との間で選択する。
z=0である式(I)の化合物は、式(XXXI)の化合物と式(XXVIII)の化合物と
を反応させることによって製造される。
反応条件は一般式(XXV)の化合物を製造するために説明した条件に一致する。
z=1である式(I)の本発明の化合物はその遊離の塩基の状態かまたは酸付
加塩として存在し得る。適するアニオンは例えば無機酸またはスルホン酸から誘
導される。無機系アニオンとしては例えば塩化物、臭化物、硫酸塩、四フッ化硼
酸塩、燐酸塩およびチオシアナートがある。カルボン酸アニオンとしてはホルマ
ート、アセテート、プロピオナート、ヘキサノエート、シクロヘキサノエート、
ラクテート、ステアレート、アクリレート、メタクリレート、シトラート、マロ
ナートまたはスクシナート並びに100個までのCOOH基を持つポリカルボン
酸のアニオンが適している。スルホン酸アニオンは例えばベンゾスルホナートま
たはトシレートである。
本発明の化合物は、光、酸素および熱の作用に対して有機物質を安定化するの
に非常に適している。このものは好ましくは、安定化すべき上記物質にその製造
前、間または後に該有機物質を基準として0.001〜5重量%、好ましくは0
.02〜1重量%の濃度で単独でまたは他の添加物と組み合わせて添加する。有
機物質とは、例えば合成樹脂、塗料または油のそれぞれの前駆体も意味するが、
特に合成樹脂、塗料および油それ自身を意味する。
本発明は更に、上述の濃度で式(I)の化合物を含有する、光、酸素および熱
の作用に対して安定化された有機物質、特に合成樹脂、塗料および油にも関する
。かゝる物質の例はヨーロッパ特許出願公開(A1)第705、836号明細書
に掲載されている。
本発明の化合物で安定化された有機物質は、場合によっては別の添加物、例え
ば酸化防止剤、光安定剤、金属不活剤、帯電防止剤、難燃剤、顔料およびフィラ
ーを含有してもよい。酸化防止剤、および本発明の化合物の他に添加される光安
定剤は例えば、立体障害アミン類または立体障害フェノール類をベースとする化
合物、または硫黄−または燐含有共安定剤である。適する追加的添加物の例には
ヨーロッパ特許出願公開(A1)第705、836号明細書に記載されている如
き化合物がある。別の適する添加物としては追加的に以下のものがある:
2,2’,2”−ニトリロ[トリエチル−トリス(3,3’,5,5’−テトラ
第三ブチル−1,1’−ビフェニル−2,2’−ジイル)ホスフィット]、ビス
[2−メチル−4,6−ビス(1,1−ジメチルエチル)フェノール]亜燐酸エ
チル;第二ヒドロキシアミン類、例えばジステアリルヒドロキシアミンまたはジ
ラウリルステアリルアミン;ゼオライト、例えばDHT44;Zn−ステアレー
ト、Mg−ステアレート、Ca−ステアレート(個々の用途にとって特別な微細
な物質が特に適している);N,N’−ビス[4,6−ジ(4−n−ブチルアミ
ノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジド−4−イル)1,3,5−トリア
ジン−2−イル]−3−アミノプロピルエチレン−1,2−ジアミンおよび2,
4−ジクロロ−6−(4−n−ブチルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピ
ペリジド−4−イル)1,3,5−トリアジン;1,3−2,4−ジ(ベンジリ
デン)−D−ソルビトール;1,3−2,4−ジ(4−トルイデン)−D−ソル
ビトール並びに1,3−2,4−ジ(4−エチルベンジリデン)−D−ソルビト
ール。
これらの添加物は慣用の方法で有機ポリマー中に混入する。この混入は該化合
物および場合によっては別の添加物を重合直後に重合体中にまたは重合体に、ま
たは成形工程の前または間に溶融物中に混入または適用することによって行なう
ことができる。この混入は溶解したまたは分散した化合物をポリマーに直接的に
適用することによってまたはポリマーの溶液、懸濁物または乳化物中に混入しそ
して次いで溶剤を場合によっては蒸発させることによって行なうこともできる。
これら化合物は、既に顆粒化したポリマー中に後から別の加工段階で混入する場
合にも有効である。本発明の化合物は安定化すべきポリマーにマスーバッチの状
態で添加してもよく、該マスターバッチは、該化合物を1〜75%、好ましくは
2.5〜30%の濃度で含有している。
実施例:
以下の実施例によって本発明を更に詳細に説明する。本発明の全ての化合物は
それの1H−および13C−NMR−スペクトルによって明瞭に同定することがで
きた。以下の実施例において略字のA、m、n、R1、R3、R4、R5、R6およ
びR7は明細書に説明した通りであり、その際にRZはいずれの場合にもメチル基
である。収量に関する%表示はモル%を意味する。
実施例1:
100mLの無水トルエン中に14.6g(0.01モル)のα−メチルシナ
ムアルデヒドおよび38.2g(0.1モル)のマロン酸−ジ(2,2,6,6
−テトラメチルピペリジル)エステルを溶解した溶液に、0.9g(0.01モ
ル)のピペリジンおよび0.6モル(0.01モル)の氷酢酸を添加する。この
反応混合物を還流下に3時間煮沸状態に加熱し、発生する反応水を反応混合物か
ら継続的に除く。冷却した後に反応混合物を各50mLの水で3度抽出処理し、
有機相を分離し、硫酸ナトリウムで乾燥し、濾過しそして蒸留によって濃縮する
。残る残留物をイソプロパノールで結晶化させて融点112℃の白色粉末として
所望の生成物35.2g(69%)を得る。UV/VIS(DSMO)=330
nm。
表1の実施例2〜14は、上記の縮合法の一方に従って製造した。各化合物の
特徴として融点並びにジメチルスルホキシド中で測定された長波長での吸収極大
(λmax)を示す。 実施例15:ポリプロピレン-フィルムにおける光安定化効果
100重量部の安定化されていないポリプロピレン((R)Hostalen PPK)を、ブ
ラベンダー(Brabender)-ミキサーで0.1重量部のステアリン酸カルシウム、0
.05重量部のペンタエリスリチル−3−(3、5−ジ第三ブチル−4−ヒドロ
キシフェニル)プロピオナートおよび0.1重量部の試験用安定剤と一緒に200
℃で20回転/分で10分混練する。この混合物から190℃でプレス成形して
100μmの厚さのフィルムに加工し、この様にして得られた試験体を耐候性試
験装置((R)Xenotest 1200)で曝露する。試験体を次いで更に耐候性試験装置((R)
Xenotest 1200)に146時間曝露する。フィルムの安定性の判断基準として1.
0単位だけカルボニル指数COが増加するまでの時間を採用する。この場合、カ
ルボニル指数COは、式CO=E1720/E2020(Eはそれぞれの波長での吸光を
意味する)に従って測定する。比較する目的で、フィルムに本発明の安定剤を添
加せずに同じ条件で試験する。比較の結果を表3に総括掲載する。
表2:1.0単位だけカルボニル指数が増加するまでの曝露時間
表2は本発明に従って製造した安定剤の非常に良好な光安定化効果を明らかに
示している。
実施例16:曝露後のポリプロピレンフィルム中の安定剤の抽出法
実施例15と同様に製造した試験体を耐候性試験装置((R)Xenotest 1200)に2
00時間曝露する。その後で試験体を徹底的に熱間抽出に付し、フィルム中に残
る抽出不能の安定剤残留物含有量を(化学的発光法によって)窒素測定すること
によって測定する。曝露開始前には、用いた抽出条件のもとで試験体から全量の
安定剤を抽出できた。抽出可能な量を示す試験結果を表4に総括掲載する。
表3:200時間予備曝露した後にメチレンクロライドによるPPフィルムか
らの徹底的な熱間抽出
本発明の安定剤は、200時間曝露した後にその際に生じる分子量変化によっ
て曝露前よりも著しく僅かしか抽出されない。
請求の範囲
1.式(I)
式中、zは0または1であり、
mは1、2または3であり、z=0の場合に1の数を意味し、
Bは、z=1の場合には一般式(II)の化合物を意味しそして
z=0の場合には一般式(III)の化合物を意味し:そしてnは1であり、
Aは、水素原子、炭素原子数1〜4のアルキル基、トリフルオロメチル基、炭
素原子1〜4のアルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、カルボキシル基、ニト
ロ基、アミノ基、炭素原子数1〜4のアルキルアミノ基、各アルキル基中炭素原
子数1〜4のジアルキルアミノ基、アシル基またはアシルオキシ基で1ケ所以上
置換された、環構造中炭素原子数6〜20の一価−、二価−または三価の芳香族
残基であり、その際にこの残基は片側または両側でベンゾ融合していてもよく、
R1は水素原子、炭素原子数1〜20のアルキル基、酸素残基O、−OH、−
NO、−CH2CN、ベンジル基、アリル基、炭素原子数1〜30のアルキルオ
キシ基、炭素原子数5〜12のシクロアルキルオキシ基、炭素原子数3〜10の
アルケニル基、炭素原子数3〜6のアルキニル基、炭素原子数1〜10のアシル
基、ハロゲン原子、非置換のまたはフェニル環の所で炭素原子数1〜4のアルキ
ル基またはアルコキシ基で置換された炭素原子数7〜10のフェニルアルキル基
であり、
R2は水素原子または炭素原子数1〜12のアルキル基であり、
R3は酸素原子、−NR8または−NYを意味し、その際にR8は水素原子、炭
素原子数1〜12のアルキル基、炭素原子数5〜10のシクロアルキル基または
炭素原子数6〜9のアリール基でありそしてYは式(式中、R1およびR2は上述の意味を有する。)
で表される残基であり、
R4は残基−C(=O)−または−NHC(=O)−であり、
R5は、z=1である場合には、シアノ基、−C(=O)R9、−C(=O)O
R9、R10または−C(=O)R11であり、その際にR11は式
(式中、R1、R2およびR3は上述の意味を有する。)
で表される残基であり、
R9は炭素原子数1〜12のアルキル基でありそして
R10は水素原子、炭素原子数1〜4のアルキル基、トリフルオロメチル基、
炭素原子1〜4のアルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、カルボキシル基、
ニトロ基、アミノ基、炭素原子数1〜4のアルキルアミノ基、各アルキル基中
炭素原子数1〜4のジアルキルアミノ基、アシル基またはアシルオキシ基で1
ケ所以上置換された、環構造中炭素原子数5〜14の芳香族残基であり、
R6は水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜4のアルキル基、シアノ基ま
たはニトロ基を意味し、そしてその際に式(III)中、
R7は水素原子、炭素原子数1〜4のアルキル基、トリフルオロメチル基、
炭素原子1〜4のアルコキシ基、ハロゲン原子、−CN、カルボキシル基、ニ
トロ基、アミノ基、炭素原子数1〜4のアルキルアミノ基、各アルキル基中炭
素原子数1〜4のジアルキルアミノ基、アシル基およびアシルオキシ基の群か
ら選ばれる1以上の置換基であり、
Xは酸素原子または−NR12であり、その際にR12は式(I)におけるR8
またはYの意味を有しそして
式(III)中の残基R1、R2、R3およびR4の意味は式(I)中の同じ残基の
規定と同じである
で表される請求項1に記載の新規の安定剤。
2.Aは、水素原子、炭素原子数1〜2のアルキル基、炭素原子1〜2のアル
コキシ基、ニトロ基、炭素原子数1〜2のアルキルアミノ基、各アルキル基中
炭素原子数1〜2のジアルキルアミノ基で1ケ所以上置換された、環構造中炭
素原子数6〜20の一価−または二価の芳香族残基であり、その際にこの残基
は片側または両側でベンゾ融合していてもよく、
R1は水素原子、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数1〜10のア
ルキルオキシ基、炭素原子数5〜6のシクロアルキルオキシ基、炭素原子数3
〜6のアルケニル基、炭素原子数1〜5のアシル基、非置換のまたはフェニル
環の所で炭素原子数1〜2のアルキル基で置換された炭素原子数7〜8のフェ
ニルアルキル基であり、
R2は水素原子または炭素原子数1〜4のアルキル基であり、
R3は酸素原子または−NR8を意味し、
R6は水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜2のアルキル基、シアノ基
またはニトロ基を意味し、
R8は水素原子、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数5〜6のシク
ロアルキル基または炭素原子数6〜7のアリール基であり、
R9は炭素原子数1〜6のアルキル基であり、
R10は水素原子、炭素原子数1〜2のアルキル基、炭素原子1〜2のアルコ
キシ基、炭素原子数1〜2のアルキルアミノ基、各アルキル基中炭素原子数1
〜2のジアルキルアミノ基、アシル基またはアシルオキシ基で1ケ所以上置換
された、環構造中炭素原子数5〜14の芳香族残基であり、
そして式(III)中、
R7は水素原子、炭素原子数1〜2のアルキル基、炭素原子1〜2のアルコ
キシ基、アミノ基、各アルキル基中炭素原子数1〜2のアルキルアミノ基の群
から選ばれる1以上の置換基である
で表される請求項1に記載の安定剤。
3.Aがフェニル基、メチルフェニル基、p−メトキシフェニル基、p−ニト
ロフェニル基、3,4−ジメトキシフェニル基、3,4,5−トリメトキシフ
ェニル基、p−フェニレン基、9,10−アントリル基、クマリル基、2−フ
ラニル基(furyl)または2−チエニル基であり、
mは1または2であり、
R1は水素原子またはメチル基であり、
R2はメチル基であり、
R3は酸素原子または−NR8であり、その際にR8は水素原子またはブチル
基であり、
R5はシアノ基、−C(=O)R9または−C(=O)R11を意味し、その際
にR9はメチル基であり、
R6は水素原子、メチル基または塩素原子であり、そしてその際に式(III)
中R7は水素原子でありそして
Xは酸素原子である
で表される請求項1または2に記載の安定剤。
4.上記式(I)の化合物を製造する方法において、
z=1でそしてR4が−C(=O)−である場合には、一般式(XXV) で表される化合物と式(XXVI)
で表されるアルデヒドとを反応させ、
z=1でそしてR4が−NHC(=O)−である場合には、式(XXX)
で表される化合物と式(XXVIII)
で表される化合物とを直接に反応させるかまたは式(XXX)
で表される化合物の加熱後に、式(XXVIII)
で表される化合物とその場で反応させるかまたは式(XXIX)
で表される化合物を意図的に製造し、単離しそして式(XXVIII)
で表される化合物と反応させ、そして
z=0である場合には、式(XXXI)
で寿される化合物を式(XXVIII)
で表されるの化合物と反応させることを特徴とする、上記方法。
5.有機系物質を安定化するために、特にプラスチック、塗料、被覆剤および
油の光安定剤として請求項1の式(I)の化合物を用いる方法。
6.光および熱による分解劣化に対してポリマー物質を安定化する方法におい
て、安定化すべき物質に請求項1の式(I)で表される化合物を有機系物質
を基準として0.001〜5重量%、好ましくは0.02〜1重量%の濃度
で該有機物質の製造前、製造中または製造後に添加することを特徴とする上
記方法。
7.請求項1の式(I)で表される少なくとも1種類の化合物を含有する安定
化有機系物質。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 メーラー・マティアス
ドイツ連邦共和国、D―86456 ガブリン
ゲン、ローゼッガーストラーセ、4
(72)発明者 プファーレル・ゲルハルト
ドイツ連邦共和国、D―86169 アウグス
ブルク、カールスバーデル・ストラーセ、
27
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.安定剤の分子量が光化学反応によって増加することを特徴とする、合成樹脂 用安定剤。 2.式(I) 式中、zは0または1であり、 mは1、2または3であり、z=0の場合に1の数を意味し、 Bは、z=1の場合には一般式(II)の化合物を意味しそして z=0の場 合には一般式(III)の化合物を意味し: そしてnは0または1であり、 Aは、水素原子、炭素原子数1〜4のアルキル基、トリフルオロメチル基、 炭素原子1〜4のアルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、カルボキシル基、 ニトロ基、アミノ基、炭素原子数1〜4のアルキルアミノ基、各アルキル基中 炭素原子数1〜4のジアルキルアミノ基、アシル基またはアシルオキシ基で1 ケ所以上置換された、環構造中炭素原子数6〜20の一価−、二価−または三 価の芳香族残基であり、その際にこの残基は片側または両側でベンゾ融合して いてもよく、 R1は水素原子、炭素原子数1〜20のアルキル基、酸素残基O、−OH、 −NO、−CH2CN、ベンジル基、アリル基、炭素原子数1〜30のアルキ ルオキシ基、炭素原子数5〜12のシクロアルキルオキシ基、炭素原子数3〜 10のアルケニル基、炭素原子数3〜6のアルキニル基、炭素原子数1〜10 のアシル基、ハロゲン原子、非置換のまたはフェニル環の所で炭素原子数1〜 4のアルキル基またはアルコキシ基で置換された炭素原子数7〜10のフェニ ルアルキル基であり、 R2は水素原子または炭素原子数1〜12のアルキル基であり、 R3は酸素原子、−NR8または−NYを意味し、その際にR8は水素原子、 炭素原子数1〜12のアルキル基、炭素原子数5〜10のシクロアルキル基ま たは炭素原子数6〜9のアリール基でありそしてYは式 (式中、R1およびR2は上述の意味を有する。) で表される残基であり、 R4は残基−C(=O)−または−NHC(=O)−であり、 R5は、z=1で、n=0で、m=1でR4が−C(=O)−である場合には 、R1は炭素原子数1〜18のアルカノイル基、炭素原子数5〜12のシクロ アルカノイル基、炭素原子数2〜18のアルケノイル基、炭素原子数5〜12 のシクロアルケノイル基または炭素原子数7〜15のアリールアルカノイル基 でないという条件のもとで、シアノ基、−C(=O)R9、−C(=O)OR9 またはR10であり、その際にR9は炭素原子数1〜12のアルキル基でありそ してR10は水素原子、炭素原子数1〜4のアルキル基、トリフルオロメチル基 、炭素原子1〜4のアルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、カルボキシル基 、ニトロ基、アミノ基、炭素原子数1〜4のアルキルアミノ基、各アルキル基 中炭素原子数1〜4のジアルキルアミノ基、アシル基またはアシルオキシ基で 1ケ所以上置換された、環構造中炭素原子数5〜14の芳香族残基であり、 R5は、z=1で、m=1、2または3で、n=0でそしてR4が−NHC( =O)−である場合には、シアノ基、−C(=O)R9、−C(=O)OR9, R10または−C(=O)R11であり、その際にR11は式 (式中、R1、R2およびR3は上述の意味を有する。) で表される残基であり、 R5は、z=1で、n=0で、m=2または3でそしてR4が−C(=O)− である場合には、シアノ基、−C(=O)R9、−C(=O)OR9またはR10 を意味し、 R5は、z=1で、n=0で、m=2でそしてR4が−C(=O)−である場 合には、m=0の場合にAが上述の式(IV)、(V)または(X)の残基と同じ意味 を有さずそしてm=3の場合にAが同時に上記の式(XX)の意味を有さないとい う条件のもとで、残基−C(=O)R11であり、 R5は、z=1で、m=1、2または3でそしてn=1である場合に、シアノ 基、−C(=O)R9、−C(=O)OR9、R10または−C(=O)R11を意 味し、 R6は水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜4のアルキル基、シアノ基 またはニトロ基を意味し、 R7は水素原子、炭素原子数1〜4のアルキル基、トリフルオロメチル基、 炭素原子1〜4のアルコキシ基、ハロゲン原子、−CN、カルボキシル基、ニ トロ基、アミノ基、炭素原子数1〜4のアルキルアミノ基、各アルキル基中炭 素原子数1〜4のジアルキルアミノ基、アシル基およびアシルオキシ基の群か ら選ばれる1以上の置換基であり、 Xは酸素原子または−NR12であり、その際にR12は式(I)におけるR8 またはYの意味を有しそして 式(III)中の残基R1、R2、R3およびR4はの意味は式(I)中の同じ残基 の規定に一致する で表される請求項1に記載の新規の安定剤。 3.Aは、水素原子、炭素原子数1〜2のアルキル基、炭素原子1〜2のアル コキシ基、ニトロ基、炭素原子数1〜2のアルキルアミノ基、各アルキル基中 炭素原子数1〜2のジアルキルアミノ基で1ケ所以上置換された、環構造中炭 素原子数6〜20の一価−または二価の芳香族残基であり、その際にこの残基 は片側または両側でベンゾ融合していてもよく、 R1は水素原子、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数1〜10のア ルキルオキシ基、炭素原子数5〜6のシクロアルキルオキシ基、炭素原子数3 〜6のアルケニル基、炭素原子数1〜5のアシル基、非置換のまたはフェニル 環の所で炭素原子数1〜2のアルキル基で置換された炭素原子数7〜8のフェ ニルアルキル基であり、 R2は水素原子または炭素原子数1〜4のアルキル基であり、 R3は酸素原子または−NR8を意味し、 R6は水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜2のアルキル基、シアノ基 またはニトロ基を意味し、 R8は水素原子、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数5〜6のシク ロアルキル基または炭素原子数6〜7のアリール基であり、 R9は炭素原子数1〜6のアルキル基であり、 R10は水素原子、炭素原子数1〜2のアルキル基、炭素原子1〜2のアルコ キシ基、炭素原子数1〜2のアルキルアミノ基、各アルキル基中炭素原子数1 〜2のジアルキルアミノ基、アシル基またはアシルオキシ基で1ケ所以上置換 された、環構造中炭素原子数5〜14の芳香族残基であり、 そして式(III)中、 R7は水素原子、炭素原子数1〜2のアルキル基、炭素原子1〜2のアルコ キシ基、アミノ基、各アルキル基中炭素原子数1〜2のアルキルアミノ基の群 から選ばれる1以上の置換基である で表される請求項1または2に記載の安定剤。 4.Aがフェニル基、メチルフェニル基、p−メトキシフェニル基、p−ニト ロフェニル基、3,4−ジメトキシフェニル基、3,4,5−トリメトキシフ ェニル基、p−フェニレン基、9,10−アントリル基、クマリル基、2−フ ラニル基(fury1)または2−チエニル基であり、 mは1または2であり、 R1は水素原子またはメチル基であり、 R2はメチル基であり、 R3は酸素原子または−NR6であり、その際にR8は水素原子またはブチル 基であり、 R5はシアノ基、−C(=O)R9または−C(=O)R11を意味し、その際 にR9はメチル基であり、 R6は水素原子、メチル基または塩素原子であり、そしてその際に式(III) 中R7は水素原子でありそして Xは酸素原子である で表される請求項1〜3のいずれか一つに記載の安定剤。 5.上記式(I)の化合物を製造する方法において、 z=1でそしてR4が−C(=O)−である場合には、一般式(XXV) で表される化合物と式(XXVI)で表されるアルデヒドとを反応させ、 z=1でそしてR4が−NHC(=O)−である場合には、式(XXX) で表される化合物と式(XXVIII) で表される化合物とを直接的反応させるかまたは式(XXX) で表される化合物の加熱後に式(XXVIII) で表される化合物と一緒にその場で反応させるかまたは式(XXIX) で表される化合物を意図的に製造し、単離しそして式(XXVIII) で表される化合物と反応させ、そして z=0である場合には、式(XXXI) で表される化合物を式(XXVIII) で表されるの化合物と反応させることを特徴とする、上記方法。 6.有機系物質を安定化するために、特にプラスチック、塗料、被覆剤および 油の光安定剤として式(I)の化合物を用いる方法。 7.光および熱による分解劣化に対してポリマー物質を安定化する方法におい て、安定化すべき物質に請求項1に記載の式(I)で表される化合物を有 機系物質を基準として0.001〜5重量%、好ましくは0.02〜1重量 %の濃度で該有機物質の製造前、製造中または製造後に添加することを特徴 とする上記方法。 8.式(I)で表される少なくとも1種類の化合物を含有する安定化有機系 物質。
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