JP2009030022A - Naphthalene polymer for high refractive index material and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
【課題】ジヒドロキシナフタレンを繰返し単位として有し、ヒドロキシナフタレンユニットとオキシナフタレンユニットとを有する低分子量の高屈折率材料用ナフタレン重合体、及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】ジヒドロキシナフタレン誘導体を原料として特定の条件下で重合反応を行い、得られた重合反応生成物を溶媒抽出等により取り出すことによる、低分子量であって、高屈折率材料として優れた性能を有するナフタレン重合体の製造方法の提供。
【選択図】なしTo provide a naphthalene polymer for low refractive index materials having a low molecular weight having dihydroxynaphthalene as a repeating unit and having a hydroxynaphthalene unit and an oxynaphthalene unit, and a method for producing the same.
A polymer having a low molecular weight and an excellent performance as a high refractive index material by conducting a polymerization reaction under specific conditions using a dihydroxynaphthalene derivative as a raw material and taking out the obtained polymerization reaction product by solvent extraction or the like. A method for producing a naphthalene polymer having
[Selection figure] None
Description
本発明は、ジヒドロキシナフタレンから由来する構造を繰返し単位として有する低分子量の高屈折率材料用ナフタレン重合体、及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a low molecular weight naphthalene polymer for high refractive index materials having a structure derived from dihydroxynaphthalene as a repeating unit, and a method for producing the same.
ナフタレン類を重合して得られるナフタレン重合体は、エンジニアリングプラスチック等として有用であり、他の重合体、添加剤等と混合することで、さらに機械的強度、耐熱性、電気的特性及び化学的特性に優れた樹脂とすることができる。このようにして得られた樹脂は、加工適性に優れており、電子部品材料、電気部品材料、機械部品材料等、広範な用途に用いられる。 Naphthalene polymers obtained by polymerizing naphthalenes are useful as engineering plastics, etc., and by mixing with other polymers, additives, etc., mechanical strength, heat resistance, electrical characteristics and chemical characteristics It is possible to make the resin excellent in. The resin thus obtained has excellent processability and can be used for a wide range of applications such as electronic component materials, electrical component materials, and mechanical component materials.
しかし、このようなナフタレン類を重合して得られる高屈折率材料はこれまでにも知られているが、十分な屈折率を有しないか、或いは、高分子量であるため溶解性に乏しい等の欠点を有するものが多かった。 However, high refractive index materials obtained by polymerizing such naphthalenes have been known so far. However, they do not have a sufficient refractive index, or have a high molecular weight and thus have poor solubility. Many had drawbacks.
一方、酵素を用いた化合物の重合は、酵素の高い基質特異性を利用した反応であることから目的物を効率よく製造でき、コスト低減に有利である。また、温和な条件下での反応であるため、消費するエネルギーが少なくてすみ、環境負荷を低くすることができるなど優れた方法である。 On the other hand, since the polymerization of a compound using an enzyme is a reaction utilizing the high substrate specificity of the enzyme, the target product can be efficiently produced, which is advantageous for cost reduction. Further, since the reaction is performed under mild conditions, it consumes less energy and is an excellent method that can reduce the environmental load.
そこで、酵素を用いてナフタレン重合体を製造する方法として、例えば、1−ナフトール又は2−ナフトールを、メタノールとリン酸緩衝液との混合溶媒中で重合する方法が提案されている(非特許文献1参照)。 Thus, as a method for producing a naphthalene polymer using an enzyme, for example, a method in which 1-naphthol or 2-naphthol is polymerized in a mixed solvent of methanol and a phosphate buffer has been proposed (Non-Patent Document). 1).
このようなナフトール重合体は、通常、モノマーであるナフトール類がその芳香環上の炭素原子間で結合し、その結果できた分子中にフェノール性水酸基を有するナフタレンユニット(以下、ヒドロキシナフタレンユニットと略記)と、モノマーである一方のナフトール類の芳香環上の炭素原子と他方のナフトール類のフェノール性水酸基との間で結合が生じて得られたオキシナフタレンユニット(以下、オキシナフタレンユニットと略記)の両方を構成単位とするものである。
分子中にヒドロキシナフタレンユニットとオキシナフタレンユニットとが存在するナフトール重合体は酵素法によってのみ特異的に生成されるもので、芳香族環同士が酸素原子を介して結合しているため柔軟性を有する重合体となる。
以上のように、本発明にかかるナフタレン重合物が、低分子量であって、高屈折率であるという優れた特性を有することは、これまで知られていなかった。
Such a naphthol polymer is usually a naphthol unit (hereinafter abbreviated as a hydroxy naphthalene unit) in which naphthols as monomers are bonded between carbon atoms on the aromatic ring and the resulting molecule has a phenolic hydroxyl group. ) And the oxynaphthalene unit (hereinafter abbreviated as oxynaphthalene unit) obtained by bonding between the carbon atom on the aromatic ring of one naphthol monomer and the phenolic hydroxyl group of the other naphthol Both are structural units.
A naphthol polymer in which a hydroxynaphthalene unit and an oxynaphthalene unit are present in the molecule is specifically produced only by an enzymatic method, and has flexibility because aromatic rings are bonded through oxygen atoms. It becomes a polymer.
As described above, it has not been known so far that the naphthalene polymer according to the present invention has excellent characteristics of low molecular weight and high refractive index.
非特許文献1に記載の方法で得られる1−ナフトールの重合反応生成物は、重量平均分子量が15000〜20000と大きく、また、2−ナフトールの重合反応生成物も、重量平均分子量が4500〜5000と比較的大きなものであった。その結果、溶媒溶解性や流動性が低い欠点を有していた。 The polymerization reaction product of 1-naphthol obtained by the method described in Non-Patent Document 1 has a large weight average molecular weight of 15000 to 20000, and the polymerization reaction product of 2-naphthol also has a weight average molecular weight of 4500 to 5000. And it was relatively big. As a result, the solvent solubility and fluidity were low.
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、ジヒドロキシナフタレンから由来する構造を繰返し単位として有し、ヒドロキシナフタレンユニットとオキシナフタレンユニットとを有する低分子量の高屈折率材料用ナフタレン重合体、及びその製造方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems, has a structure derived from dihydroxynaphthalene as a repeating unit, and has a hydroxynaphthalene unit and an oxynaphthalene unit, a low molecular weight naphthalene polymer for a high refractive index material, It is another object of the present invention to provide a manufacturing method thereof.
本発明者らは、鋭意検討の結果、ジヒドロキシナフタレン誘導体を原料として特定の条件下で重合反応を行い、得られた重合反応生成物を溶媒抽出等により取り出すことで、低分子量のナフタレン重合体を製造できること、及び得られたナフタレン重合体は高屈折率材料として優れた性能を有することを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies, the inventors conducted a polymerization reaction under specific conditions using a dihydroxynaphthalene derivative as a raw material, and by taking out the obtained polymerization reaction product by solvent extraction or the like, a low molecular weight naphthalene polymer was obtained. It has been found that it can be produced, and that the obtained naphthalene polymer has excellent performance as a high refractive index material, and the present invention has been completed.
即ち、本発明は、
一般式(1)、(2)、(3)又は(4)
That is, the present invention
General formula (1), (2), (3) or (4)
で表される構造を繰り返し単位として有する高屈折率材料用ナフタレン重合体を提供するものである。 A naphthalene polymer for a high refractive index material having a structure represented by the above formula as a repeating unit is provided.
本発明によれば、低分子量の高屈折率材料用ナフタレン重合体、及びその製造方法が提供できる。得られた該重合体は、低分子量であることから、有機溶媒等に対する溶解性も高く、また、水酸基を多く含有することから、他の重合体との架橋が容易である特徴を有する。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the low molecular weight high refractive index material naphthalene polymer for materials and its manufacturing method can be provided. Since the obtained polymer has a low molecular weight, it has high solubility in an organic solvent and the like, and since it contains a large amount of hydroxyl groups, it has a feature that it can be easily crosslinked with other polymers.
本発明のナフタレン重合体は、前記一般式(1)、(2)、(3)又は(4)で表される繰返し単位を有し、重量平均分子量が3000以下であることを特徴とする。本発明のナフタレン重合体は、一般式(1)又は(2)で表される繰返し単位の数と一般式(3)又は(4)で表される繰返し単位の数との比は、特に限定されない。 The naphthalene polymer of the present invention has a repeating unit represented by the general formula (1), (2), (3) or (4), and has a weight average molecular weight of 3000 or less. In the naphthalene polymer of the present invention, the ratio between the number of repeating units represented by the general formula (1) or (2) and the number of repeating units represented by the general formula (3) or (4) is particularly limited. Not.
また、重量平均分子量は、特に限定されることはないが、溶媒溶解性や流動性を考慮すると、300〜3000であることが好ましい。重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)は、その用途に応じて求められる比も異なることから、特にその範囲が限定されるものではないが、より均質な分子量を有するものとして、例えば、好ましいものは3.0以下の範囲のものが挙げられ、より好ましいものは1.05以上3.0以下の範囲のものが挙げられ、特に好ましいものとして1.05以上2.0未満のものが挙げられる。 Moreover, although a weight average molecular weight is not specifically limited, When solvent solubility and fluidity | liquidity are considered, it is preferable that it is 300-3000. The ratio (Mw / Mn) between the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) is not particularly limited because the ratio required according to the application is different. For example, those having an appropriate molecular weight include those in the range of 3.0 or less, more preferably those in the range of 1.05 to 3.0, and particularly preferably 1. The thing of 05 or more and less than 2.0 is mentioned.
本発明のナフタレン重合体が有する一般式(1)〜(4)で表される繰返し単位の、該重合体中における結合順序は、特に限定されない。また、他の重合体との共重合体であっても好ましく用いることができる。 The order in which the repeating units represented by the general formulas (1) to (4) of the naphthalene polymer of the present invention are bonded in the polymer is not particularly limited. Moreover, even if it is a copolymer with another polymer, it can use preferably.
本発明のナフタレン重合体においては、ジヒドロキシナフタレン同志が結合する位置は特に限定されず、繰り返し単位が前記一般式(1)又は(3)で表されるものである場合には、フェノール性水酸基の酸素原子と、フェノール性水酸基が結合していない1位〜8位のいずれか一つの炭素原子がモノマー同士の結合に関与する。また、繰り返し単位が前記一般式(2)又は(4)で表されるものである場合には、フェノール性水酸基が結合していない1位〜8位のいずれか二つの炭素原子がモノマー同士の結合に関与する。 In the naphthalene polymer of the present invention, the position at which dihydroxynaphthalene bonds is not particularly limited, and when the repeating unit is represented by the general formula (1) or (3), Any one carbon atom at the 1st to 8th positions where the oxygen atom and the phenolic hydroxyl group are not bonded participates in the bonding between the monomers. In addition, when the repeating unit is represented by the general formula (2) or (4), any two carbon atoms at the 1st to 8th positions to which no phenolic hydroxyl group is bonded are the monomers. Involved in binding.
以下、本発明のナフタレン重合体の製造方法について説明する。
◎製造方法1
本発明のナフタレン重合体の製造方法は、ジヒドロキシナフタレンを、水又は水溶液中で、あるいは水又は水溶液と有機溶媒との混合溶媒中で、酸化還元酵素の存在下に酸化重合する工程を有しており、得られるナフタレン重合体は、前記一般式(1)及び(2)又は一般式(3)及び(4)で表される繰返し単位を有し、重量平均分子量が3000以下であることを特徴とする。
(重合反応)
本製造方法においては、反応溶媒として、水又は水溶液、あるいは水又は水溶液と有機溶媒との混合溶媒を用いるが、水溶液としては緩衝液を好ましいものとして挙げることができる。
Hereinafter, the manufacturing method of the naphthalene polymer of this invention is demonstrated.
◎ Manufacturing method 1
The method for producing a naphthalene polymer of the present invention includes a step of oxidative polymerization of dihydroxynaphthalene in water or an aqueous solution or in a mixed solvent of water or an aqueous solution and an organic solvent in the presence of an oxidoreductase. The obtained naphthalene polymer has repeating units represented by the general formulas (1) and (2) or the general formulas (3) and (4), and has a weight average molecular weight of 3000 or less. And
(Polymerization reaction)
In this production method, water or an aqueous solution, or a mixed solvent of water or an aqueous solution and an organic solvent is used as a reaction solvent, and a buffer solution can be cited as a preferable aqueous solution.
緩衝液としては、例えば、クエン酸緩衝液、リン酸緩衝液、マロン酸緩衝液、シュウ酸緩衝液、酒石酸緩衝液、酢酸緩衝液及びコハク酸緩衝液等が挙げられるが、なかでも、クエン酸緩衝液、リン酸緩衝液が好ましい。 Examples of the buffer solution include citrate buffer solution, phosphate buffer solution, malonate buffer solution, oxalate buffer solution, tartaric acid buffer solution, acetate buffer solution and succinate buffer solution. A buffer solution and a phosphate buffer solution are preferable.
反応には、一種以上の有機溶媒を含んでもよい。このような有機溶媒としては、酸化還元酵素の活性を低下させるものでなければ、特に制限なく使用することができる。このような有機溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール等のアルコール系溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMA)等のアミド系溶媒、ジメチルスルホキシド(DMSO)等の有機溶媒を挙げることができる。これらの溶媒は、単独でも、或いは2種類以上の有機溶媒を混合しても用いることができる。
また、有機溶媒に含まれる水溶性有機溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール等の水溶性アルコール類が特に好ましい。これらの溶媒は、単独でも、或いは2種類以上の有機溶媒を混合しても用いることができる。
The reaction may include one or more organic solvents. Such an organic solvent can be used without particular limitation as long as it does not reduce the activity of the oxidoreductase. Examples of such organic solvents include ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone, alcohol solvents such as methanol and ethanol, ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran, N, N-dimethylformamide (DMF), and the like. Amide solvents such as N, N-dimethylacetamide (DMA), and organic solvents such as dimethyl sulfoxide (DMSO). These solvents can be used alone or in admixture of two or more organic solvents.
Further, as the water-soluble organic solvent contained in the organic solvent, water-soluble alcohols such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, and ethylene glycol are particularly preferable. These solvents can be used alone or in admixture of two or more organic solvents.
反応溶媒として水又は水溶液と有機溶媒との混合溶媒を用いる場合には、該混合溶媒中の有機溶媒の量がごく少量でも、モノマーの重合反応を行うことができる。前記混合溶媒中の有機溶媒の量は、1体積%以上75体積%以下が好ましい。 When water or a mixed solvent of an aqueous solution and an organic solvent is used as the reaction solvent, the monomer polymerization reaction can be carried out even with a very small amount of the organic solvent in the mixed solvent. The amount of the organic solvent in the mixed solvent is preferably 1% by volume to 75% by volume.
本製造方法で、酸化還元酵素の存在下にモノマーを酸化重合することで、重量平均分子量が3000以下である低分子量のナフタレン重合体を効率よく得ることができる。 In this production method, a low molecular weight naphthalene polymer having a weight average molecular weight of 3000 or less can be efficiently obtained by oxidative polymerization of a monomer in the presence of an oxidoreductase.
本製造方法で用いる酸化還元酵素は、酸化重合能を有する酵素であり、オキシダーゼ又はペルオキシダーゼが好ましい。これらオキシダーゼ、ペルオキシダーゼは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The oxidoreductase used in this production method is an enzyme having oxidative polymerization ability, and oxidase or peroxidase is preferable. These oxidases and peroxidases may be used alone or in combination of two or more.
オキシダーゼとしては、例えば、ラッカーゼ、カテコールオキシダーゼ、アスコルビン酸オキシダーゼ、ビリルビンオキシダーゼ、チロシナーゼ及びポリフェノールオキシダーゼ等を挙げることができ、これらの中でも、ラッカーゼが好ましい。本発明において、用いるオキシダーゼは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of the oxidase include laccase, catechol oxidase, ascorbate oxidase, bilirubin oxidase, tyrosinase, and polyphenol oxidase. Among these, laccase is preferable. In the present invention, the oxidase used may be used alone or in combination of two or more.
ラッカーゼは、植物、動物及び微生物に広く存在することが知られており、種々の起源のものを用いることができるが、植物由来、微生物由来のラッカーゼが好ましい。 Laccases are known to exist widely in plants, animals and microorganisms, and those of various origins can be used, but plant-derived and microorganism-derived laccases are preferred.
植物由来のラッカーゼとしては、漆の木由来のラッカーゼが好ましい。また、微生物由来のラッカーゼとしては、細菌、真菌(糸状菌及び酵母を含む)に由来するものが好ましいものとして挙げられるが、真菌のうち白色腐朽菌等の担子菌類や子のう菌類に由来するラッカーゼが、特に好ましいものとして挙げられる。 As plant-derived laccase, laccase derived from lacquer wood is preferred. Moreover, as microorganism-derived laccase, what is derived from bacteria and fungi (including filamentous fungi and yeast) is preferable, but among fungi, it originates from basidiomycetes such as white rot fungi, and fungi. Laccase is particularly preferred.
このような、特に好ましいラッカーゼとしては、アスペルギルス(Aspergillus)属;ニューロスポラ(Neurospora)属;ピリキュラリア・オリザエ(P.oryzae)等のピリキュラリア(Pyricularia)属;トラメテス・ビローサ(T.villosa)、トラメテス・バーシカラー(T.versicolor)等のホウロクタケ(Trametes)属;リゾクトニア・ソラニ(R.solani)等のリゾクトニア(Rhizoctonia)属;コプリヌス・シネレウス(C.cinereus)等のコプリヌス(Coprinus)属;コリオルス・ヒルスツス(C.hirsutus)、コリオルス・バーシカラー(C.versicolor)等のコリオルス(Coriolus)属に由来するものが挙げられる。
また、市販されているラッカーゼとしては、例えば、「ラッカーゼダイワ EC−Y120」(商品名;大和化成株式会社製)等が挙げられる。
Such particularly preferred laccases include the genus Aspergillus; the genus Neurospora; the genus Pyricularia such as P. oryzae; the T. villosa, Genus Trametes such as T. versicolor; genus Rhizotonia such as R. solani; genus Coprinus hill such as C. cinereus; C. hirstus), Corius versicolor and other Coriols genera Include those to come.
Examples of the commercially available laccase include “Laccase Daiwa EC-Y120” (trade name; manufactured by Daiwa Kasei Co., Ltd.).
本発明において、これらのラッカーゼは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ペルオキシダーゼとしては、前記と同様種々の起源のものを用いることできるが、植物由来、細菌由来あるいは担子菌由来のものが好ましく、西洋ワサビ由来又は担子菌由来のものが特に好ましい。このようなペルオキシダーゼとして、マンガンペルオキシダーゼ、西洋ワサビペルオキシダーゼ、大豆ペルオキシダーゼ、リグニンペルオキシダーゼが好ましく、マンガンペルオキシダーゼ、西洋ワサビペルオキシダーゼが特に好ましい。
In the present invention, these laccases may be used alone or in combination of two or more.
As the peroxidase, those of various origins as described above can be used, but those derived from plants, bacteria or basidiomycetes are preferable, and those derived from horseradish or basidiomycetes are particularly preferable. As such peroxidase, manganese peroxidase, horseradish peroxidase, soybean peroxidase, and lignin peroxidase are preferable, and manganese peroxidase and horseradish peroxidase are particularly preferable.
また、本発明において、これらのペルオキシダーゼは、単独で用いても、2種以上を併用してもよい。 Moreover, in this invention, these peroxidases may be used independently or may use 2 or more types together.
マンガンペルオキシダーゼとしては、例えば、ファネロカエテ・クリソスポリウム(Phanerochaete chrysosporium)、ファネロカエテ・ソルディダ(Phanerochaete sordida)、カイガラタケ(Lenzites betulinus)、ヒラタケ(Pleurotus ostreatus)、シイタケ(Lentinus edodes)等の担子菌類が生産するリグニン分解酵素を挙げることができる。これらのマンガンペルオキシダーゼは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of manganese peroxidase include Phanerochaete chrysosporium, Phanerochaete sordida, Lentus bethulinus, and lentil (us). Mention may be made of degrading enzymes. These manganese peroxidases may be used alone or in combination of two or more.
本製造方法において、酸化還元酵素としてマンガンペルオキシダーゼを用いる場合には、重合反応時に2価マンガンを用いる必要がある。 In this production method, when manganese peroxidase is used as the oxidoreductase, it is necessary to use divalent manganese during the polymerization reaction.
2価マンガンとしては、マンガンの酸化数が+2であるマンガン化合物であれば、特に限定されない。このようなものとして、例えば、硫酸マンガンを挙げることができる。 The divalent manganese is not particularly limited as long as it is a manganese compound in which the oxidation number of manganese is +2. As such a thing, manganese sulfate can be mentioned, for example.
また、2価マンガンの添加量は、用いる基質の種類に応じて適宜調整すればよい。 Moreover, what is necessary is just to adjust the addition amount of bivalent manganese suitably according to the kind of substrate to be used.
西洋ワサビペルオキシダーゼとしては、例えば、SIGMA−ALDRICH社製P6140,P9568,P2649,P2088等、Fluka社製77330,77332等、和光純薬株式会社製169−10791等を挙げることができる。これらの西洋ワサビペルオキシダーゼは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of horseradish peroxidase include P6140, P9568, P2649, P2088 manufactured by SIGMA-ALDRICH, 77330, 77332 manufactured by Fluka, and 169-10791 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. These horseradish peroxidases may be used alone or in combination of two or more.
これらの酸化還元酵素のなかで、より均質な分子量のナフタレン重合体が得られる点で、オキシダーゼが、さらにラッカーゼが好ましいものとして挙げられる。 Among these oxidoreductases, an oxidase and a laccase are preferable because a naphthalene polymer having a more uniform molecular weight can be obtained.
酸化還元酵素を用いた反応では、酸化剤を用いるが、酸化カップリングを生起させる酸化剤であればよく、一般的には過酸化物が用いられる。過酸化物は有機過酸化物および無機過酸化物のいずれでも良い。特に好ましいものとして、過酸化水素を挙げることができる。なお過酸化物の濃度は特に限定されない。この場合、過酸化物の使用量は、ジヒドロキシナフタレン1モル当たり0.3〜10倍モルであり、好ましく0.5〜5倍モルである。過酸化物は、反応混合物中に、一度に加えても良いが、酵素の活性を保持するために、分割して加える方が好ましい。
ラッカーゼなどのオキシダーゼを酸化還元酵素として使用する時には、酸化剤として分子状酸素を用いることができる。この場合の酸素としては、純酸素のほか、空気あるいは酸素と不活性ガスとの混合物の形で用いることができる。これらは、反応混合物中に吹き込んでも良いが、単に重合雰囲気中に存在させるだけでも良い。
In the reaction using an oxidoreductase, an oxidant is used, but any oxidant that causes oxidative coupling may be used, and a peroxide is generally used. The peroxide may be either an organic peroxide or an inorganic peroxide. Particularly preferred is hydrogen peroxide. The concentration of peroxide is not particularly limited. In this case, the usage-amount of a peroxide is 0.3-10 times mole with respect to 1 mol of dihydroxy naphthalene, Preferably it is 0.5-5 times mole. The peroxide may be added to the reaction mixture all at once, but it is preferable to add it in portions in order to maintain the activity of the enzyme.
When an oxidase such as laccase is used as an oxidoreductase, molecular oxygen can be used as an oxidizing agent. As oxygen in this case, in addition to pure oxygen, it can be used in the form of air or a mixture of oxygen and an inert gas. These may be blown into the reaction mixture or simply present in the polymerization atmosphere.
これら酸化還元酵素の使用量は、用いる該酵素の酵素活性により適宜調整すればよいが、原料であるモノマーに対して、過剰量使用することが、後述する工程2における抽出分が多くなるため好ましい。酸化還元酵素の反応液中での濃度は2μmol/L以上が好ましく、20μmol/L以上が特に好ましい。 The amount of these oxidoreductases used may be appropriately adjusted depending on the enzyme activity of the enzyme used. However, it is preferable to use an excessive amount with respect to the monomer as the raw material because the amount of extraction in Step 2 described later increases. . The concentration of oxidoreductase in the reaction solution is preferably 2 μmol / L or more, particularly preferably 20 μmol / L or more.
また、反応条件は、基質濃度、酸化還元酵素の種類及び濃度に応じて適宜調整すればよいが、反応温度は比較的低温に設定することができ、5〜70℃とすることが好ましく、20〜60℃とすることが特に好ましい。pHは酸化還元酵素の種類に応じて適宜調整すればよいが、pH3.0〜8.0が好ましく、pH3.5〜7.0がより好ましい。また反応時間は30分〜24時間が好ましく、1時間〜20時間がより好ましい。また、反応時の撹拌方法は特に限定されず、振盪、回転子又は攪拌翼を用いた攪拌のいずれでもよい。
本工程は、前記の条件を満たす攪拌条件であれば、水浴中又は気流中のいずれでおこなってもよい。
The reaction conditions may be appropriately adjusted according to the substrate concentration and the type and concentration of the oxidoreductase, but the reaction temperature can be set to a relatively low temperature, preferably 5 to 70 ° C., 20 It is especially preferable to set it as -60 degreeC. The pH may be appropriately adjusted according to the type of oxidoreductase, but is preferably pH 3.0 to 8.0, more preferably pH 3.5 to 7.0. The reaction time is preferably 30 minutes to 24 hours, more preferably 1 hour to 20 hours. Moreover, the stirring method at the time of reaction is not specifically limited, Any of shaking, stirring using a rotor or a stirring blade may be sufficient.
This step may be performed either in a water bath or in an air stream as long as the stirring conditions satisfy the above conditions.
本製造方法においては、重合反応後の反応液の後処理の方法は特に限定されず、従来公知の方法を適用すれば良い。即ち、例えば、不溶物を除去した後、溶媒を留去してナフタレン重合体を取り出しても良いし、反応液に新たに溶媒を添加してナフタレン重合体を析出させて取り出すこともできる。
◎製造方法2
本発明のナフタレン重合体の製造方法は、ジヒドロキシナフタレンを、水又は水溶液中で、あるいは水又は水溶液と有機溶媒との混合溶媒中で、酸化還元酵素の存在下に酸化重合する工程と、得られた重合反応生成物を溶媒抽出する工程とを有しており、得られるナフタレン重合体は、前記一般式(1)及び(3)又は一般式(2)及び(4)で表される繰返し単位を有し、重量平均分子量が3000以下であることを特徴とする。
In this production method, the method of post-treatment of the reaction solution after the polymerization reaction is not particularly limited, and a conventionally known method may be applied. That is, for example, after removing insoluble matter, the solvent may be distilled off to remove the naphthalene polymer, or the solvent may be newly added to the reaction solution to precipitate out the naphthalene polymer.
◎ Production method 2
The method for producing a naphthalene polymer of the present invention includes a step of subjecting dihydroxynaphthalene to oxidative polymerization in the presence of an oxidoreductase in water or an aqueous solution, or in a mixed solvent of water or an aqueous solution and an organic solvent. And a step of extracting the polymerization reaction product with a solvent, and the obtained naphthalene polymer is a repeating unit represented by the general formulas (1) and (3) or the general formulas (2) and (4). And having a weight average molecular weight of 3000 or less.
本製造方法では、酸化還元酵素の存在下にモノマーを酸化重合し、反応後に溶媒抽出を行うことにより、重量平均分子量が3000以下である低分子量のナフタレン重合体を、より効率よく得ることができる。 In this production method, a low molecular weight naphthalene polymer having a weight average molecular weight of 3000 or less can be obtained more efficiently by oxidative polymerization of a monomer in the presence of an oxidoreductase and performing solvent extraction after the reaction. .
重合工程の条件は、製造方法1で述べた条件を適用すれば良く、以下に抽出工程について述べる。
(抽出工程)
本製造方法においては、重合工程に続いて、該工程で得られた重合反応生成物を溶媒抽出する工程を行う。溶媒抽出を行うことにより、重量平均分子量が3000以下である低分子量のナフタレン重合体を効率よく得ることができる。
The conditions described in the production method 1 may be applied as the polymerization process conditions, and the extraction process will be described below.
(Extraction process)
In this production method, following the polymerization step, a step of solvent extraction of the polymerization reaction product obtained in the step is performed. By performing solvent extraction, a low molecular weight naphthalene polymer having a weight average molecular weight of 3000 or less can be efficiently obtained.
重合工程で得られた反応生成物は、目的物であるナフタレン重合体とその他の不純物との混合物である。抽出工程では、この混合物を含む反応液中からナフタレン重合体を溶媒抽出する。 The reaction product obtained in the polymerization step is a mixture of the target naphthalene polymer and other impurities. In the extraction step, the naphthalene polymer is solvent extracted from the reaction solution containing this mixture.
抽出工程で用いる抽出溶媒は、有機溶媒が好ましく、なかでも、酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢酸エステル系溶媒、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、n−ブタノール等のアルコール系溶媒が好ましいが、特に、酢酸エステル系溶媒が好ましい。 The extraction solvent used in the extraction step is preferably an organic solvent. Among them, an acetate solvent such as ethyl acetate and butyl acetate, a ketone solvent such as methyl isobutyl ketone and cyclohexanone, and an alcohol solvent such as n-butanol are preferable. In particular, an acetate solvent is preferable.
ナフタレン重合体の抽出は、例えば、重合工程終了後の反応生成物に、前記抽出溶媒を添加して撹拌し、有機層を分離することで行うことができる。 The extraction of the naphthalene polymer can be carried out, for example, by adding the extraction solvent to the reaction product after completion of the polymerization step and stirring it, and separating the organic layer.
この時の抽出溶媒の添加量は特に限定されるものではないが、通常、得られるナフタレン重合体に対して5〜100倍量(v/w)であることが好ましく、抽出温度は室温であることが好ましい。 The addition amount of the extraction solvent at this time is not particularly limited, but usually it is preferably 5 to 100 times (v / w) the obtained naphthalene polymer, and the extraction temperature is room temperature. It is preferable.
また、抽出溶媒添加後の溶液の撹拌方法は特に限定されず、振盪、回転子又は攪拌翼を用いた攪拌のいずれでもよい。 Moreover, the stirring method of the solution after addition of an extraction solvent is not specifically limited, Any of shaking, stirring using a rotor or a stirring blade may be sufficient.
一方、重合工程終了後に反応液が二層分離する場合は、有機層をそのまま抽出液としてもよい。即ち、反応に用いた有機溶媒をそのまま抽出溶媒とすることができる。 On the other hand, when the reaction solution is separated into two layers after completion of the polymerization step, the organic layer may be used as an extract as it is. That is, the organic solvent used for the reaction can be used as an extraction solvent as it is.
この場合の抽出温度、抽出時の撹拌方法等の抽出条件は、重合工程終了後に抽出溶媒を添加した場合と同じ条件を適用すればよい。 The extraction conditions such as the extraction temperature and the stirring method during extraction in this case may be the same as those when the extraction solvent is added after the polymerization step.
本発明の低分子量のナフタレン重合体は、有機溶媒への溶解度が大きいため、上記のように、重合工程で得られた反応生成物から溶媒抽出する際は、抽出溶媒として用いる有機溶媒量を少なくすることができ、低分子量のナフタレン重合体を効率よく抽出することができる。 Since the low molecular weight naphthalene polymer of the present invention has a high solubility in an organic solvent, as described above, when solvent extraction is performed from the reaction product obtained in the polymerization step, the amount of the organic solvent used as the extraction solvent is small. And a low molecular weight naphthalene polymer can be efficiently extracted.
また、前記一般式(1)又は(3)で表される繰返し単位を多く有するナフタレン重合体の方が、前記一般式(2)又は(4)で表される繰返し単位を多く有するナフタレン重合体よりも、前記抽出溶媒、特に酢酸エチルに対する溶解度が大きいため、低分子量のナフタレン重合体としてより効率よく得ることができる。 The naphthalene polymer having more repeating units represented by the general formula (1) or (3) is more naphthalene polymer having more repeating units represented by the general formula (2) or (4). Since the solubility in the extraction solvent, particularly ethyl acetate, is large, it can be obtained more efficiently as a low molecular weight naphthalene polymer.
また、本発明のナフタレン重合体の製造方法では、製造方法1〜2のいずれにおいても、重量平均分子量が3000以下である低分子量のナフタレン重合体が得られるが、前記ジヒドロキシナフタレンの重合体も好適に得られる。 In the method for producing a naphthalene polymer of the present invention, a low molecular weight naphthalene polymer having a weight average molecular weight of 3000 or less can be obtained in any of production methods 1 and 2, but the polymer of dihydroxynaphthalene is also suitable. Is obtained.
本発明で用いられるジヒドロキシナフタレンの好ましい化合物として、その重合体が、後述する高屈折率材料として好ましい特性を示すことから、1,5−ジヒドロキシナフタレン、又は2,7‐ジヒドロキシナフタレンを挙げることができるが、これらに限られない。 As a preferable compound of dihydroxynaphthalene used in the present invention, 1,5-dihydroxynaphthalene or 2,7-dihydroxynaphthalene can be mentioned because the polymer exhibits preferable characteristics as a high refractive index material described later. However, it is not limited to these.
次に、本発明で得られるナフタレン重合体は高屈折率材料として用いることができる。本発明のナフタレン重合体は、屈折率が1.550以上、好ましくは1.600以上である。ナフタレン重合体単体の屈折率が測定できない場合は、適当な溶媒に溶解した溶液状態での屈折率から、ナフタレン重合体単体の屈折率を外挿することができる。光学分野等で屈折率調整剤として使用するには、色相、光線透過率等の透明性に優れることが重要である。 Next, the naphthalene polymer obtained in the present invention can be used as a high refractive index material. The naphthalene polymer of the present invention has a refractive index of 1.550 or more, preferably 1.600 or more. When the refractive index of the naphthalene polymer alone cannot be measured, the refractive index of the naphthalene polymer alone can be extrapolated from the refractive index in a solution state dissolved in an appropriate solvent. In order to use as a refractive index adjusting agent in the optical field or the like, it is important to have excellent transparency such as hue and light transmittance.
本発明のナフタレン重合体は、屈折率調整剤として他の樹脂に配合して屈折率が高められた樹脂組成物とすることができる。上記他の樹脂としては、ナフタレン重合体に対し0.001以上、好ましくは0.01以上の屈折率の差がある樹脂が挙げられる。かかる樹脂としては、ナイロン66、ポリアセタール、ポリカーボネート、フッ素樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン、MMA樹脂、AS樹脂、石油樹脂等が挙げられる。ナフタレン重合体の配合量は1〜60質量%、好ましくは5〜50質量%程度である。
本発明の製造方法で得られるナフタレン重合体は、樹脂組成物によって様々な特性を有するが、その特性に応じて、光学材料をはじめとして各種成形品として広範な分野において有用である。
The naphthalene polymer of the present invention can be blended with other resins as a refractive index adjusting agent to obtain a resin composition having an increased refractive index. Examples of the other resin include resins having a difference in refractive index of 0.001 or more, preferably 0.01 or more, relative to the naphthalene polymer. Examples of such resins include nylon 66, polyacetal, polycarbonate, fluororesin, polyethylene, polypropylene, vinyl chloride resin, polystyrene, MMA resin, AS resin, petroleum resin, and the like. The blending amount of the naphthalene polymer is 1 to 60% by mass, preferably about 5 to 50% by mass.
The naphthalene polymer obtained by the production method of the present invention has various properties depending on the resin composition, but is useful in various fields as various molded articles including optical materials depending on the properties.
以下、具体的実施例により、本発明についてさらに詳しく説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
(実施例1)ラッカーゼを用いた製造方法1による2,7−ジヒドロキシナフタレン重合体の製造
反応溶媒として、50mmol/Lリン酸緩衝液(pH4.5)にイソプロピルアルコールを50体積%となるように混合した混合溶媒600mLを調製した。この混合溶媒に、原料として2,7−ジヒドロキシナフタレンを9.6g(100mmol/L)、ラッカーゼを18g添加して、通気量0.15L/minで空気を吹き込みながら反応温度30℃で8時間重合反応を行った。この時の2,7−ジヒドロキシナフタレンの反応率は99.8%であった。反応終了後、遠心分離により沈殿を回収し、酢酸エチル100mLに溶解させ、蒸留水で水洗後、酢酸エチルを留去して、目的物である2,7−ジヒドロキシナフタレン重合体を9.6g得た(収率100%)。
(Example 1) Production of 2,7-dihydroxynaphthalene polymer by production method 1 using laccase As a reaction solvent, 50 mmol / L phosphate buffer (pH 4.5) with isopropyl alcohol at 50% by volume A mixed solvent (600 mL) was prepared. To this mixed solvent, 9.6 g (100 mmol / L) of 2,7-dihydroxynaphthalene and 18 g of laccase were added as raw materials, and polymerization was performed at a reaction temperature of 30 ° C. for 8 hours while blowing air at an air flow rate of 0.15 L / min. Reaction was performed. The reaction rate of 2,7-dihydroxynaphthalene at this time was 99.8%. After completion of the reaction, the precipitate was collected by centrifugation, dissolved in 100 mL of ethyl acetate, washed with distilled water, and then ethyl acetate was distilled off to obtain 9.6 g of the desired 2,7-dihydroxynaphthalene polymer. (Yield 100%).
得られた2,7−ジヒドロキシナフタレン重合体をゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により分子量測定を行ったところ、重量平均分子量(Mw)が2100、重量平均分子量と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が1.33であった。水酸基当量は162g/eqであった。 When the molecular weight of the obtained 2,7-dihydroxynaphthalene polymer was measured by gel permeation chromatography (GPC), the weight average molecular weight (Mw) was 2100, and the ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (Mn) ( Mw / Mn) was 1.33. The hydroxyl equivalent was 162 g / eq.
(実施例2)ラッカーゼを用いた製造方法2による2,7−ジヒドロキシナフタレン重合体の製造
上記実施例1における製造方法1を製造方法2に変更して酢酸エチルで抽出する工程を、重合反応後に行った他は、実施例1と同様にして、目的物である2,7−ジヒドロキシナフタレン重合体を9.5g得た(収率99%)。
(Example 2) Production of 2,7-dihydroxynaphthalene polymer by production method 2 using laccase The production method 1 in Example 1 described above was changed to production method 2 and extracted with ethyl acetate after the polymerization reaction. 9.5 g of the target 2,7-dihydroxynaphthalene polymer was obtained in the same manner as in Example 1 except that the procedure was performed (yield 99%).
得られた2,7−ジヒドロキシナフタレン重合体をゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により分子量測定を行ったところ、重量平均分子量(Mw)が2100、重量平均分子量と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が1.33であった。水酸基当量は162g/eqであった。 When the molecular weight of the obtained 2,7-dihydroxynaphthalene polymer was measured by gel permeation chromatography (GPC), the weight average molecular weight (Mw) was 2100, and the ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (Mn) ( Mw / Mn) was 1.33. The hydroxyl equivalent was 162 g / eq.
(実施例3)ラッカーゼを用いた製造方法1による1,5−ジヒドロキシナフタレン重合体の製造
上記実施例1における2,7−ジヒドロキシナフタレンを、1,5−ジヒドロキシナフタレンに変更した他は、実施例1と同様にして、目的物である1,5−ジヒドロキシナフタレン重合体を9.5g得た(収率99%)。
(Example 3) Production of 1,5-dihydroxynaphthalene polymer by production method 1 using laccase Example 2 except that 2,7-dihydroxynaphthalene in Example 1 was changed to 1,5-dihydroxynaphthalene In the same manner as in Example 1, 9.5 g of the target 1,5-dihydroxynaphthalene polymer was obtained (yield 99%).
得られた1,5−ジヒドロキシナフタレン重合体をゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により分子量測定を行ったところ、重量平均分子量(Mw)が1320、重量平均分子量と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が1.58であった。水酸基当量は162g/eqであった。 When the obtained 1,5-dihydroxynaphthalene polymer was subjected to molecular weight measurement by gel permeation chromatography (GPC), the weight average molecular weight (Mw) was 1320, and the ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (Mn) ( Mw / Mn) was 1.58. The hydroxyl equivalent was 162 g / eq.
(実施例4)ラッカーゼを用いた製造方法2による2,7−ジヒドロキシナフタレン重合体の製造
上記実施例1における反応溶媒イソプロピルアルコールを、メタノールに変更した他は、実施例1と同様にして、目的物である2,7−ジヒドロキシナフタレン重合体を5.7g得た(収率59%)。
(Example 4) Production of 2,7-dihydroxynaphthalene polymer by production method 2 using laccase The same procedure as in Example 1 was carried out except that the reaction solvent isopropyl alcohol in Example 1 was changed to methanol. As a result, 5.7 g of 2,7-dihydroxynaphthalene polymer was obtained (yield 59%).
得られた2,7−ジヒドロキシナフタレン重合体をゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により分子量測定を行ったところ、重量平均分子量(Mw)が1300、重量平均分子量と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が1.30であった。水酸基当量は159g/eqであった。 When the molecular weight of the obtained 2,7-dihydroxynaphthalene polymer was measured by gel permeation chromatography (GPC), the weight average molecular weight (Mw) was 1300, and the ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (Mn) ( Mw / Mn) was 1.30. The hydroxyl equivalent was 159 g / eq.
(実施例5)ラッカーゼを用いた製造方法2による1,6−ジヒドロキシナフタレン重合体の製造
上記実施例1における2,7−ジヒドロキシナフタレンを、1,6−ジヒドロキシナフタレンに変更した他は、実施例1と同様にして、目的物である1,6−ジヒドロキシナフタレン重合体を9.5g得た(収率99%)。
得られた生成物をゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により分子量測定を行ったところ、重量平均分子量(Mw)が4400、重量平均分子量と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が2.44であった。水酸基当量は251g/eqであった。
(Example 5) Production of 1,6-dihydroxynaphthalene polymer by production method 2 using laccase Example 2, except that 2,7-dihydroxynaphthalene in Example 1 was changed to 1,6-dihydroxynaphthalene In the same manner as in Example 1, 9.5 g of the target 1,6-dihydroxynaphthalene polymer was obtained (yield 99%).
When the molecular weight of the obtained product was measured by gel permeation chromatography (GPC), the weight average molecular weight (Mw) was 4400, and the ratio (Mw / Mn) between the weight average molecular weight and the number average molecular weight (Mn) was 2. .44. The hydroxyl equivalent was 251 g / eq.
(実施例6)ラッカーゼを用いた製造方法2による1,7−ジヒドロキシナフタレン重合体の製造
上記実施例1における2,7−ジヒドロキシナフタレンを、1,7−ジヒドロキシナフタレンに変更した他は、実施例1と同様にして、目的物である1,7−ジヒドロキシナフタレン重合体を9.5g得た(収率99%)。
得られた1,7−ジヒドロキシナフタレン重合体をゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により分子量測定を行ったところ、重量平均分子量(Mw)が2800、重量平均分子量と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が2.99であった。水酸基当量は223g/eqであった。
(Example 6) Production of 1,7-dihydroxynaphthalene polymer by production method 2 using laccase Example 2, except that 2,7-dihydroxynaphthalene in Example 1 was changed to 1,7-dihydroxynaphthalene In the same manner as in Example 1, 9.5 g of the target 1,7-dihydroxynaphthalene polymer was obtained (yield 99%).
When the molecular weight of the obtained 1,7-dihydroxynaphthalene polymer was measured by gel permeation chromatography (GPC), the weight average molecular weight (Mw) was 2800, and the ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (Mn) ( Mw / Mn) was 2.99. The hydroxyl equivalent was 223 g / eq.
(実施例7)ラッカーゼを用いた製造方法2による2,3−ジヒドロキシナフタレン重合体の製造
上記実施例1における2,7−ジヒドロキシナフタレンを、2,3−ジヒドロキシナフタレンに変更した他は、実施例1と同様にして、目的物である2,3−ジヒドロキシナフタレン重合体を9.5g得た(収率99%)。
得られた2,3−ジヒドロキシナフタレン重合体をゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により分子量測定を行ったところ、重量平均分子量(Mw)が8800、重量平均分子量と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が1.97であった。水酸基当量は484g/eqであった。
(Example 7) Production of 2,3-dihydroxynaphthalene polymer by production method 2 using laccase Example 2, except that 2,7-dihydroxynaphthalene in Example 1 was changed to 2,3-dihydroxynaphthalene In the same manner as in Example 1, 9.5 g of the target 2,3-dihydroxynaphthalene polymer was obtained (yield 99%).
When the obtained 2,3-dihydroxynaphthalene polymer was subjected to molecular weight measurement by gel permeation chromatography (GPC), the weight average molecular weight (Mw) was 8800, and the ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (Mn) ( Mw / Mn) was 1.97. The hydroxyl equivalent was 484 g / eq.
(実施例8)ラッカーゼを用いた製造方法2による2,6−ジヒドロキシナフタレン重合体の製造
上記実施例1における2,7−ジヒドロキシナフタレンを、2,6−ジヒドロキシナフタレンに変更した他は、実施例1と同様にして、目的物である2,6−ジヒドロキシナフタレン重合体を9.5g得た(収率99%)。
得られた2,6−ジヒドロキシナフタレン重合体をゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により分子量測定を行ったところ、重量平均分子量(Mw)が4900、重量平均分子量と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が2.29であった。水酸基当量は144g/eqであった。
(Example 8) Production of 2,6-dihydroxynaphthalene polymer by production method 2 using laccase Example 2, except that 2,7-dihydroxynaphthalene in Example 1 was changed to 2,6-dihydroxynaphthalene In the same manner as in Example 1, 9.5 g of the target 2,6-dihydroxynaphthalene polymer was obtained (yield 99%).
When the molecular weight of the obtained 2,6-dihydroxynaphthalene polymer was measured by gel permeation chromatography (GPC), the weight average molecular weight (Mw) was 4900, and the ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (Mn) ( Mw / Mn) was 2.29. The hydroxyl equivalent was 144 g / eq.
(実施例9)2,7−ジヒドロキシナフタレンと2−ナフトールの共重合体の製造
反応溶媒として、50mmol/L酢酸緩衝液(pH4.5)にイソプロピルアルコールを50体積%となるように混合した混合溶媒600mLを調製した。この混合溶媒に、原料として2,7−ジヒドロキシナフタレンの4.8g(50mmol/L)と2−ナフトールの4.3g(50mmol/L)を仕込み、ラッカーゼを18g添加して、通気量0.15L/minで空気を吹き込みながら反応温度30℃で8時間重合反応を行った。この時の2,7−ジヒドロキシナフタレンと2−ナフトールの残存率はそれぞれ0.1%以下であった。反応終了後、遠心分離により沈殿を回収し、酢酸エチル100mLに溶解させ、蒸留水で水洗後、酢酸エチルを留去して、9.0gの固形物を得た(収率99%)。
得られた生成物をゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により分子量測定を行ったところ、重量平均分子量(Mw)が1400、重量平均分子量と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が1.27であった。
(Example 9) Production of a copolymer of 2,7-dihydroxynaphthalene and 2-naphthol As a reaction solvent, a mixture obtained by mixing 50 mmol / L acetate buffer (pH 4.5) with isopropyl alcohol to 50% by volume A solvent (600 mL) was prepared. Into this mixed solvent, 4.8 g (50 mmol / L) of 2,7-dihydroxynaphthalene and 4.3 g (50 mmol / L) of 2-naphthol were added as raw materials, 18 g of laccase was added, and the air flow rate was 0.15 L. The polymerization reaction was carried out at a reaction temperature of 30 ° C. for 8 hours while blowing air at / min. At this time, the residual ratios of 2,7-dihydroxynaphthalene and 2-naphthol were 0.1% or less, respectively. After completion of the reaction, the precipitate was collected by centrifugation, dissolved in 100 mL of ethyl acetate, washed with distilled water, and then ethyl acetate was distilled off to obtain 9.0 g of a solid (99% yield).
When the molecular weight of the obtained product was measured by gel permeation chromatography (GPC), the weight average molecular weight (Mw) was 1400, and the ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (Mn) was 1. .27.
(実施例10)2,7−ジヒドロキシナフタレンと5−ヒドロキシインダンの共重合体の製造
実施例9における2−ナフトールの4.3gを5−ヒドロキシインダンの4.0gに変更した他は、実施例9と同様にして、8.7g固形物を得た(収率99%)。
得られた生成物をゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により分子量測定を行ったところ、重量平均分子量(Mw)が1600、重量平均分子量と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が1.34であった。
(Example 10) Production of copolymer of 2,7-dihydroxynaphthalene and 5-hydroxyindane Example 4 was changed except that 4.3 g of 2-naphthol in Example 9 was changed to 4.0 g of 5-hydroxyindane. In the same manner as in 9, 8.7 g of a solid was obtained (yield 99%).
When the molecular weight of the obtained product was measured by gel permeation chromatography (GPC), the weight average molecular weight (Mw) was 1600, and the ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (Mn) (Mw / Mn) was 1. .34.
(実施例11)2,7−ジヒドロキシナフタレンと4−ヒドロキシフェニルメタクリルアミドの共重合体の製造
実施例9における2−ナフトールの4.3gを4−ヒドロキシフェニルメタクリルアミドの5.3gに変更した他は、実施例9と同様にして、10.1g固形物を得た(収率100%)。
得られた生成物をゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により分子量測定を行ったところ、重量平均分子量(Mw)が2700、重量平均分子量と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が1.41であった。
(Example 11) Production of copolymer of 2,7-dihydroxynaphthalene and 4-hydroxyphenylmethacrylamide Other than changing 4.3 g of 2-naphthol in Example 9 to 5.3 g of 4-hydroxyphenylmethacrylamide In the same manner as in Example 9, 10.1 g of a solid was obtained (yield 100%).
When the molecular weight of the obtained product was measured by gel permeation chromatography (GPC), the weight average molecular weight (Mw) was 2700, and the ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (Mn) was 1. .41.
(実施例12)2,7−ジヒドロキシナフタレンと4−ヒドロキシフェニルエチルアクリレートの共重合体の製造
実施例9における2−ナフトールの4.3gを4−ヒドロキシフェニルエチルアクリレートの5.8gに変更した他は、実施例9と同様にして、10.5g固形物を得た(収率99%)。
得られた生成物をゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により分子量測定を行ったところ、重量平均分子量(Mw)が2800、重量平均分子量と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が1.74であった。
(Example 12) Production of copolymer of 2,7-dihydroxynaphthalene and 4-hydroxyphenylethyl acrylate Other than changing 4.3 g of 2-naphthol in Example 9 to 5.8 g of 4-hydroxyphenylethyl acrylate In the same manner as in Example 9, 10.5 g of a solid was obtained (yield 99%).
When the molecular weight of the obtained product was measured by gel permeation chromatography (GPC), the weight average molecular weight (Mw) was 2800, and the ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (Mn) was 1. .74.
(実施例13)2,7−ジヒドロキシナフタレンとバニリルアルコールアクリル酸エステルの共重合体の製造
実施例9における2−ナフトールの4.3gをバニリルアルコールアクリル酸エステルの6.2gに変更した他は、実施例9と同様にして、10.9gの固形物を得た(収率99%)。
得られた生成物をゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により分子量測定を行ったところ、重量平均分子量(Mw)が1600、重量平均分子量と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が1.43であった。
(Example 13) Production of copolymer of 2,7-dihydroxynaphthalene and vanillyl alcohol acrylate ester In addition to changing 4.3 g of 2-naphthol in Example 9 to 6.2 g of vanillyl alcohol acrylate ester In the same manner as in Example 9, 10.9 g of a solid was obtained (yield 99%).
When the molecular weight of the obtained product was measured by gel permeation chromatography (GPC), the weight average molecular weight (Mw) was 1600, and the ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (Mn) (Mw / Mn) was 1. .43.
(実施例14)
実施例1で得られた2,7−ジヒドロキシナフタレン重合体をN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)に溶解させて、固形分含有率50wt%の2,7−ジヒドロキシナフタレン重合体/DMF溶液を調製した。アプリケータを使用してガラス板上に塗布し、加熱乾燥後、キャスト膜を得た。膜厚は3.6μmであった。屈折率(nD25)を測定した結果、1.610であった。
(Example 14)
The 2,7-dihydroxynaphthalene polymer obtained in Example 1 was dissolved in N, N-dimethylformamide (DMF) to prepare a 2,7-dihydroxynaphthalene polymer / DMF solution having a solid content of 50 wt%. did. The cast film | membrane was obtained after apply | coating on the glass plate using the applicator and heat-drying. The film thickness was 3.6 μm. The refractive index (nD 25 ) was measured and found to be 1.610.
(実施例15)
実施例3で得られた1,5−ジヒドロキシナフタレン重合体を実施例14と同様にして屈折率を測定したところ、膜厚は3.4μmであり、屈折率(nD25)を測定した結果、1.590であった。
(実施例16)〜(実施例24)
実施例5から13で得られたジヒドロキシナフタレン重合体および共重合体をN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)に溶解させて、固形分含有率50wt%のDMF溶液を調製した。アプリケータを使用してガラス板上に塗布し、加熱乾燥後、キャスト膜を得た。膜厚および屈折率(nD25)を測定した結果を表1に示す。
(Example 15)
When the refractive index of the 1,5-dihydroxynaphthalene polymer obtained in Example 3 was measured in the same manner as in Example 14, the film thickness was 3.4 μm, and the refractive index (nD 25 ) was measured. 1.590.
(Example 16) to (Example 24)
The dihydroxynaphthalene polymer and copolymer obtained in Examples 5 to 13 were dissolved in N, N-dimethylformamide (DMF) to prepare a DMF solution having a solid content of 50 wt%. The cast film | membrane was obtained after apply | coating on the glass plate using the applicator and heat-drying. Table 1 shows the results of measuring the film thickness and refractive index (nD 25 ).
(比較例1)非特許文献1による方法
◎西洋わさびペルオキシダーゼを用いた製造方法1による1−ナフトール重合体の製造
反応溶媒として、50mMリン酸緩衝液(pH7.0)にメタノールを50体積%となるように混合した混合溶媒1000mLを調製した。この混合溶媒に、原料として1−ナフトールを1.44g(10mM)、西洋わさびペルオキシダーゼを12g添加して、反応温度30℃で6時間重合反応を行った。その際、30%過酸化水素水をテフロン(登録商標)チューブで接合したシリンジにとり、シリンジポンプを用いて反応液に滴下した。
反応終了後、遠心分離により沈殿を回収、水洗の後、沈殿を凍結乾燥した後、酢酸エチル100mlに室温にて溶解し、酢酸エチルを留去して、目的物である1−ナフトールポリマーを1.44g得た(収率100%)。
(Comparative Example 1) Method according to Non-Patent Document 1 Production of 1-naphthol polymer by production method 1 using horseradish peroxidase As a reaction solvent, 50% by volume of methanol in 50 mM phosphate buffer (pH 7.0) A mixed solvent of 1000 mL was prepared. To this mixed solvent, 1.44 g (10 mM) of 1-naphthol and 12 g of horseradish peroxidase were added as raw materials, and a polymerization reaction was performed at a reaction temperature of 30 ° C. for 6 hours. At that time, 30% hydrogen peroxide solution was taken in a syringe joined with a Teflon (registered trademark) tube and dropped into the reaction solution using a syringe pump.
After completion of the reaction, the precipitate was collected by centrifugation, washed with water, freeze-dried, then dissolved in 100 ml of ethyl acetate at room temperature, and the ethyl acetate was distilled off to obtain 1-naphthol polymer as the target product. .44 g was obtained (yield 100%).
得られた1−ナフトール重合体をゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により分子量測定を行ったところ、重量平均分子量(Mw)が18000、重量平均分子量と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が1.20であった。
以上のように、本発明のジヒドロキシナフタレンを用いた本発明の製造方法により、重量平均分子量が3000以下であるナフタレン重合体を、簡便に製造できることが確認され、これらの重合体は高い屈折率を有することがわかった。
When the obtained 1-naphthol polymer was subjected to molecular weight measurement by gel permeation chromatography (GPC), the weight average molecular weight (Mw) was 18000, and the ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (Mn) (Mw / Mn). ) Was 1.20.
As described above, it was confirmed that the production method of the present invention using the dihydroxynaphthalene of the present invention can easily produce a naphthalene polymer having a weight average molecular weight of 3000 or less, and these polymers have a high refractive index. I found it.
本発明の製造方法により、重量平均分子量が3000以下であるナフタレン重合体を提供できる。また、当該ナフタレン重合体は、高屈折材料の原料として有用であり、各種光学材料としての用途がある。 The production method of the present invention can provide a naphthalene polymer having a weight average molecular weight of 3000 or less. In addition, the naphthalene polymer is useful as a raw material for highly refractive materials and has applications as various optical materials.
Claims (10)
一般式(1)〜(4)で表される繰り返し単位を構成するジヒドロキシナフタレンを、水中で、あるいは水と一種以上の有機溶媒との混合溶媒中で、酸化還元酵素の存在下に重合する工程を有する高屈折率材料用ナフタレン重合体の製造方法。 General formula (1), (2), (3) or (4)
A step of polymerizing dihydroxynaphthalene constituting the repeating unit represented by the general formulas (1) to (4) in water or in a mixed solvent of water and one or more organic solvents in the presence of an oxidoreductase. The manufacturing method of the naphthalene polymer for high refractive index materials which has this.
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