КОМПОЗИЦИЯ
COMPOSITION

Область техники, к которой относится изобретение
[0001]
Настоящее изобретение относится к композиции (в частности, к композиции, содержащей производное акриловой кислоты), к способу стабилизации производного акриловой кислоты и т. д.
Уровень техники
[0002]
Производные акриловой кислоты широко используют, получая (1) материалы на основе абсорбирующих воду полимеров, (2) материалы на основе акриловых смол в качестве заместителей неорганического стекла, которые содержат оконные материалы для строений и транспортных средств, покрытия для осветительного оборудования, световые знаки, дорожные знаки, повседневные предметы, канцелярские принадлежности, промышленные изделия, ветровые стекла часов и т. д., и (3) покровные материалы на основе акриловой смолы. Среди производных акриловой кислоты фторсодержащие производные акриловой кислоты являются пригодными для использования как синтетические промежуточные вещества для фармацевтических изделий (например, антибиотиков), синтетические промежуточные вещества для оболочечных материалов оптических волокон, синтетические промежуточные вещества покровных материалов, синтетические промежуточные вещества полупроводниковых резистных материалов и мономеры функциональных полимеров.
Примеры известных способов получения производного акриловой кислоты включают способ получения производного акриловой кислоты посредством окисления изобутилена или пропилена и способ получения производного акриловой кислоты, в котором используется этилен, пропин или аналогичное вещество в качестве исходного материала, а также использование катализатор на основе переходного металла.
Кроме того, в качестве примерных способов получения фторсодержащего производного акриловой кислоты, например, патентный документ 1 описывает способ, согласно которому реагируют сложный эфир 2-фтопропионовой кислоты и бромирующее вещество, содержащее связь между атомами азота и брома, в присутствии радикального инициатора, и патентный документ 2 описывает способ превращения производного 3-гало-2-фторпропионовой кислоты в производное замещенной 2-фторакриловой кислоты, где присутствуют основание, по меньшей мере, одного типа и ингибитор полимеризации, по меньшей мере, одного типа.
Список цитируемой литературы
Патентные документы
[0003]
Патентный документ 1: JP2011-001340A
Патентный документ 2: JP2012-530756A
Сущность изобретения
Техническая проблема
[0004]
Поскольку производное акриловой кислоты содержит активную ненасыщенную связь вследствие своей структуры, оно является неустойчивым по отношению к внешним факторам, таким как тепло, свет и кислород, и может легко превращаться в олигомер или полимер посредством реакции полимеризации и. т. д.
Таким образом, требуются способ стабилизации производного акриловой кислоты, и композиция, содержащая производное акриловой кислоты, в которой производное акриловой кислоты является стабилизированным.
Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить способ стабилизации производного акриловой кислоты и композицию, содержащую производное акриловой кислоты, в которой производное акриловой кислоты является стабилизированным.
Решение проблемы
[0005]
Авторы настоящего изобретения провели всесторонние исследования для решения вышеупомянутой проблемы и обнаружили, что она может быть решена посредством композиции, включающей:
(A) производное акриловой кислоты, представленное формулой (I):
a
(в которой R представляет собой алкил, фторалкил, арил, который может иметь один или несколько заместителей, или водород; и X представляет собой фтор, алкил, перфторалкил или водород); и
(B) альдегид,
в которой содержание производного акриловой кислоты (A) составляет 30 мас.% или более.
Благодаря обнаружению данного факта, авторы выполнили настоящее изобретение.
[0006]
Настоящее изобретение включает следующие аспекты.
[0007]
Пункт 1.
Композиция, включающая:
(A) производное акриловой кислоты, представленное формулой (I):
a
(в которой R представляет собой алкил, фторалкил, арил, который может иметь один или несколько заместителей, или водород; и X представляет собой фтор, алкил, перфторалкил или водород); и
(B) альдегид,
в которой содержание производного акриловой кислоты (A) составляет 30 мас.% или более.
Пункт 2.
Композиция по п. 1, в которой количество альдегида (B) составляет 0,1 моль или менее на моль производного акриловой кислоты (A).
Пункт 3.
1-20
Композиция по п. 1 или 2, в которой альдегид (B) представляет собой линейный насыщенный C-альдегид.
Пункт 4.
a
1-20
Композиция по любому из пп. 1-3, в которой R представляет собой линейный C-алкил.
Пункт 5.
1-20
Композиция по любому из пп. 1-4, в которой X представляет собой C-фторалкил, фтор или хлор.
Пункт 6.
Композиция по любому из пп. 1-5, в которой X представляет собой фтор.
Пункт 7.
Способ стабилизации
(A) производного акриловой кислоты, представленного формулой (I):
a
(в которой R представляет собой алкил, фторалкил, арил, который может иметь один или несколько заместителей, или водород; и X представляет собой фтор, алкил, перфторалкил или водород, причем данный способ включает обеспечение сосуществования производного акриловой кислоты, представленного формулой (I), альдегидом.
Пункт 8.
Способ по п. 7, в котором количество альдегида составляет 0,1 моль или менее на моль производного акриловой кислоты, представленного формулой (I).
Пункт 9.
1-20
Способ по п. 7 или 8, в котором альдегид представляет собой линейный насыщенный C-альдегид.
Пункт 10.
a
1-20
Способ по любому из пп. 7-9, в котором R представляет собой линейный C-алкил.
Пункт 11.
1-20
Способ по любому из пп. 7-10, в котором X представляет собой C-фторалкил, фтор или хлор.
Пункт 12.
Способ по любому из пп. 7-11, в котором X представляет собой фтор.
Полезные эффекты изобретения
[0008]
Композиция согласно настоящему изобретению содержит производное акриловой кислоты; в данной композиции производное акриловой кислоты является стабилизированным.
Способ согласно настоящему изобретению стабилизирует производное акриловой кислоты.
Описание вариантов осуществления
[0009]
Термины
Символы и сокращения в настоящем описании должны истолковываться как имеющие обычные значения в соответствующей области техники, к которой относится настоящее изобретение, согласно контексту настоящего описания, если не определяются другие условия.
[0010]
В настоящем описании термин "включать/содержать" используется как означающий одновременно "состоять, в основном, из" и "состоять из ".
[0011]
В настоящем описании "стабилизация" производного акриловой кислоты означает предотвращение превращения производного акриловой кислоты в другое вещество, такое как полимер.
[0012]
В настоящем описании, "алкил" (термином "алкил" обозначается также "алкильная" группа, которую содержит "фторалкил" и т. д.) может представлять собой циклический, линейный или разветвленный алкил.
1-20
1-12
1-6
1-4
1-3
В настоящем описании, "алкил" может представлять собой, например, C, C, C, C или C-алкил.
В настоящем описании конкретные примерные "алкилы" представляют собой метил, этил, пропил, изопропил, бутил, изобутил, втор-бутил, трет-бутил, пентил, неопентил, гексил и другие линейные или разветвленные алкилы.
3-6
В настоящем описании конкретные примерные "алкилы" представляют собой циклопропил, циклобутил, циклопентил, циклогексил и другие циклические C-алкилы (циклоалкилы).
[0013]
В настоящем описании "фторалкил" означает алкил, в котором, по меньшей мере, один атом водорода замещен атомом фтора.
В настоящем описании число атомов фтора, которые содержит "фторалкил", может составлять один или несколько (максимальное число замещаемых атомов представляет собой число от 1; например, от 1 до 3, от 1 до 6 или от 1 до 12).
"Фторалкил" означает также перфторалкил. "Перфторалкил" означает алкил, в котором все атомы водорода замещены атомами фтора.
1-20
1-12
1-6
1-4
1-3
В настоящем описании примерные "фторалкилы" представляют собой C, C, C, C и C-фторалкилы.
В настоящем описании "фторалкил" может представлять собой линейный или разветвленный фторалкил.
2
2
2
3
2
2
2
2
2
2
В настоящем описании, конкретные примерные "фторалкилы" представляют собой фторметил, дифторметил, трифторметил, 2,2,2-трифторэтил, пентафторэтил, тетрафторпропил (например, HCFCFCH-), гексафторпропил (например, (CF)CH-), нонафторбутил, октафторпентил (например, HCFCFCFCFCH-) и тридекафторгексил.
[0014]
В настоящем описании примерные "арилы" представляют собой фенил и нафтил.
[0015]
В настоящем описании примерные "галогены" представляют собой фтор, хлор, бром и йод.
[0016]
В настоящем описании "алкокси" представляет собой алкил-O-группу.
[0017]
В настоящем описании примерный "ацил" представляет собой алканоил (т. е. алкил-CO-группу).
[0018]
В настоящем описании примерный "сложный эфир" представляет собой алкилкарбониокси (т. е. алкил-CO-O-группу), и алкоксикарбонил (т. е. алкил-O-CO-группу).
[0019]
Композиция
Композиция согласно настоящему изобретению включает:
(A) производное акриловой кислоты, представленное формулой (I):
a
(в которой R представляет собой алкил, фторалкил, арил, который может иметь один или несколько заместителей, или водород; и X представляет собой фтор, алкил, перфторалкил или водород); и
(B) альдегид,
в котором содержание производного акриловой кислоты (A) составляет 30 мас.% или более.
[0020]
Производное акриловой кислоты (A)
Каждый символ в формуле (1), представляющей производное акриловой кислоты (A), разъясняется ниже.
a
Предпочтительные примеры заместителей типа "арил, который может иметь один или несколько заместителей", представленных как R, включают фтор, алкил, алкокси, ацил, сложный эфир, циано, нитро и фторалкил. Более предпочтительные примеры включают фтор.
Число "заместителей" составляет предпочтительно 0 (для незамещенного вещества), 1, 2 или 3.
[0021]
a
1-20
1-12
1-6
1-4
1-3
1
2
R представляет собой предпочтительно C(предпочтительно C, предпочтительнее C, еще предпочтительно C, еще предпочтительнее C, особенно предпочтительно C или C) линейный алкил.
[0022]
1-20
1-12
1-6
1-4
1-3
1
2
X представляет собой C (предпочтительно C, предпочтительнее C, еще предпочтительнее C, еще предпочтительнее C, особенно предпочтительно C или C) фторалкил, фтор или хлор и предпочтительнее фтор.
[0023]
a
В формуле (I), предпочтительно R представляет собой метил или этил (предпочтительнее метил), и X представляет собой фтор или хлор (предпочтительнее фтор).
[0024]
Композиция согласно настоящему изобретению может включать производное акриловой кислоты (A) одного или нескольких типов; однако композиция согласно настоящему изобретению предпочтительно включает производное акриловой кислоты (A) только одного типа.
[0025]
Производное акриловой кислоты (A), используемое согласно настоящему изобретению, может быть получено известным способом или соответствующим аналогичным способом, или может быть получено от коммерческих поставщиков.
Производное акриловой кислоты (A), используемое согласно настоящему изобретению, может быть получено, например, способами получения, которые описывают международная публикация № 2014/034906, японский патент № JP2014-24755A, патент США № 3262968 и т. д., или соответствующими аналогичными способами.
Содержание производного акриловой кислоты (A) в композиции согласно настоящему изобретению составляет 30 мас.% или более.
Как правило, когда концентрация производного акриловой кислоты (A) является высоким, легче происходит нежелательная реакция полимеризации и т. д. Однако даже когда в композиции согласно настоящему изобретению содержание производного акриловой кислоты (A) является высоким, производное акриловой кислоты (A) является устойчивым.
Кроме того, содержание производного акриловой кислоты (A) в композиции согласно настоящему изобретению составляет предпочтительно 40 мас.% или более, 50 мас.% или более, 60 мас.% или более, 70 мас.% или более, 80 мас.% или более, или 90 мас.% или более.
Верхний предел содержания производного акриловой кислоты (A) в композиции согласно настоящему изобретению составляет, например, 98 мас.%, 95 мас.% или 90 мас.%, но не ограничивается этими конкретными значениями. Однако как является очевидным для специалистов в данной области техники, верхний предел содержания производного акриловой кислоты (A) в композиции согласно настоящему изобретению может быть ограниченным в зависимости от количества альдегида (B), содержащегося в композиции согласно настоящему изобретению.
[0026]
Альдегид (B)
Альдегид (B) может представлять собой, по меньшей мере, одно вещество, выбранное из группы, которую составляют алифатические альдегиды и ароматические альдегиды, которые могут быть замещенными и содержать, по меньшей мере, один заместитель.
[0027]
"Алифатический альдегид" может представлять собой линейный или разветвленный алифатический альдегид, и он может представлять собой насыщенный или ненасыщенный алифатический альдегид.
[0028]
1-20
1-12
1-6
1-4
1-3
1
2
Альдегид (B) представляет собой предпочтительно C (предпочтительно C, предпочтительнее C, еще предпочтительнее C, еще предпочтительнее C, особенно предпочтительно C или C) линейный насыщенный альдегид.
[0029]
В настоящем описании "алифатический альдегид" означает, например, соединение представленное формулой R-CHO (в которой R представляет собой алифатическую углеводородную группу). Алифатическая углеводородная группа, представленная как R, предпочтительно представляет собой алифатическую углеводородную группу.
В настоящем описании, "ароматический альдегид" означает, например, соединение представленный формулой R-CHO (в которой R представляет собой замещенный арил, содержащий, по меньшей мере, один заместитель).
В частности, альдегид (B) представляет собой предпочтительно один или несколько веществ (предпочтительно одно вещество), выбранных из группы, которую составляют формальдегид, ацетальдегид, н-пропилальдегид, изопропилальдегид, н-бутилальдегид, изобутилальдегид, пивалальдегид, н-пентилальдегид, н-гексилальдегид, н-гептилальдегид, н-октилальдегид, нонилальдегид, децилальдегид, ундецилальдегид, додецилальдегид, тридецилальдегид, бензальдегид, о-анизальдегид, м-анизальдегид, п-анизальдегид, о-толуальдегид, м-толуальдегид, п-толуальдегид и т. д., и предпочтительнее н-бутилальдегид.
[0030]
Альдегид (B), используемый согласно настоящему изобретению, может быть получен известным способом или аналогичным способом, или он может быть получен от коммерческих поставщиков.
[0031]
В композиции согласно настоящему изобретению содержание альдегида (B) составляет предпочтительно 0,1 моль или менее, предпочтительнее 0,05 моль или менее, и еще предпочтительнее 0,02 моль или менее на моль производного акриловой кислоты (A).
В композиции согласно настоящему изобретению даже очень малое количество альдегида (B) может стабилизировать производное акриловой кислоты (A); однако в композиции согласно настоящему изобретению содержание альдегида (B) составляет, например, 00005 моль или более на моль производного акриловой кислоты (A).
В композиции согласно настоящему изобретению молярное соотношение производного акриловой кислоты (A) и альдегида (B) составляет предпочтительно 1:0,1 или менее, предпочтительнее находится в интервале от 1:00005 до 1:0,05 и еще предпочтительнее находится в интервале от 1:00005 до 1:0,02.
[0032]
Необязательные компоненты
Композиция согласно настоящему изобретению может содержать необязательные компоненты, дополняющие производное акриловой кислоты (A) и альдегид (B). Необязательные компоненты могут представлять собой примеси, с которыми сосуществуют производное акриловой кислоты (A) или альдегид (B), подготовленные для получения композиции согласно настоящему изобретению.
Примерные необязательные компоненты представляют собой вода и органические растворители.
Поскольку в композиции согласно настоящему изобретению производное акриловой кислоты (A) является стабилизированным альдегидом (B), значение использования ингибитора полимеризации для цели стабилизации производное акриловой кислоты (A) является небольшим; однако композиция согласно настоящему изобретению может содержать ингибитор полимеризации в качестве необязательного компонента.
[0033]
В качестве способа предотвращения нежелательной реакции полимеризации и т. д., существует известный способ использования ингибитора полимеризации, такого как ингибитор полимеризации, который описан в патентном документе 2. Однако на производное акриловой кислоты (A) могут воздействовать разнообразные условия, например, в процессе хранения или использования. Поскольку температуры кипения универсальных ингибиторов полимеризации значительно отличаются от температуры кипения производного акриловой кислоты, часто оказывается затруднительным обеспечение их сосуществования с производным акриловой кислоты. В данном случае ингибиторы полимеризации не могут в полной мере проявлять свою функцию.
[0034]
Когда на композицию согласно настоящему изобретению воздействует газовая фаза, данная газовая фаза может представлять собой, но не ограничивается этим, например, инертный газ, такой как азот.
[0035]
Устойчивость композиции согласно настоящему изобретению
В композиции согласно настоящему изобретению производное акриловой кислоты (A) является стабилизированным. Более конкретно, производное акриловой кислоты (A), содержащееся в композиции согласно настоящему изобретению, имеет высокую устойчивость.
В частности, например, предотвращается превращение производного акриловой кислоты (A) в композиции согласно настоящему изобретению в полимер и т. д., по сравнению со случаем, в котором производное акриловой кислоты (A) не сосуществует с альдегидом (B).
Согласно настоящему изобретению, превращение производного акриловой кислоты (A) в различные вещество можно анализировать, например, используя анализ методом ЯМР и. т. д. Кроме того, например, превращение производного акриловой кислоты в полимер может быть легко обнаружено посредством наблюдения превращения бесцветного прозрачного раствора производного акрилового кислоты в твердое вещество и. т. д.
Когда композиция согласно настоящему изобретению выдерживается при 40°C в течение 90 минут, процентное уменьшение содержания производного акриловой кислоты, (A) определяемое приведенной ниже формулой, составляет предпочтительно менее чем 90%, предпочтительнее менее чем 70%, еще предпочтительнее менее чем 50%, еще предпочтительнее менее чем 40%.
0
1
0
Формула: процентное уменьшение содержания производного акриловой кислоты (A) (%)=(W-W)/W
0
1
В данной формуле W представляет собой содержание производного акриловой кислоты (A) (мас.%) до того, как производное акриловой кислоты (A) выдерживается при 40°C в течение 90 минут, и W представляет собой содержание (мас.%) производного акриловой кислоты (A) после того, как производное акриловой кислоты (A) выдерживается при 40°C в течение 90 минут.
В композиции согласно настоящему изобретению производное акриловой кислоты (A) является стабилизированным посредством сосуществования с альдегидом (B).
Способ обеспечения сосуществования производного акриловой кислоты с ингибитором полимеризации является известным как способ стабилизации производного акриловой кислоты.
Однако поскольку на производное акриловой кислоты (A) могут воздействовать разнообразные условия, например, в процессе хранения или использования, сосуществование ингибитора полимеризации с производным акриловой кислоты может оказываться затруднительным в некоторых случаях.
В данном случае ингибитор полимеризации не может в полной мере проявлять свою функцию.
С другой стороны, поскольку альдегид (B) может иметь температуру кипения, близкую к температуре кипения производного акриловой кислоты (A), легко обеспечивается сосуществование альдегида (B) с производным акриловой кислоты (A).
Таким образом, производное акриловой кислоты (A) в композиции согласно настоящему изобретению является устойчивым в разнообразных условиях.
[0036]
Способ получения
Композиция согласно настоящему изобретению может быть получена посредством смешивания производного акриловой кислоты (A), альдегида (B) и необязательных компонентов с использованием, например, обычного способа, такого как перемешивание.
Некоторое или все количество альдегида (B) может содержаться в качестве примеси или добавки в производном акриловой кислоты (A), подготовленном для получения композиции согласно настоящему изобретению.
[0037]
Способ стабилизации производного акриловой кислоты (A)
Способ стабилизации производного акриловой кислоты (производного акриловой кислоты (A)), представленного формулой (I), согласно настоящему изобретению, включает обеспечение сосуществования производного акриловой кислоты (A) и альдегидом (альдегидом (B)).
Способ обеспечения сосуществования производного акриловой кислоты (A) с альдегидом (B) не ограничивается определенным образом. Примеры данного способа включают:
[1] способ смешивания производного акриловой кислоты (A) и альдегида (B);
[2] способ получения альдегида (B) в системе, содержащей производное акриловой кислоты (A);
[3] способ получения производного акриловой кислоты (A) в системе, содержащей альдегид (B); и
[4] способ индивидуального получения производного акриловой кислоты (A) и альдегида (B) в единой системе.
[0038]
Такое же разъяснение для производного акриловой кислоты (A), как в отношении композиции согласно настоящему изобретению, может распространяться на производное акриловой кислоты (A), используемое в способе стабилизации производного акриловой кислоты (A) согласно настоящему изобретению.
[0039]
Такое же разъяснение для амида (B), как в отношении композиции согласно настоящему изобретению, может распространяться на альдегид (B), используемый в способе стабилизации производного акриловой кислоты (A) согласно настоящему изобретению.
[0040]
В способе стабилизации производного акриловой кислоты (A) согласно настоящему изобретению альдегид (B) предпочтительно используется в заданном молярном соотношении с производным акриловой кислоты (A). Молярное соотношение является таким, как описано выше в отношении композиции согласно настоящему изобретению.
Подробности способа стабилизации производного акриловой кислоты (A), включающего вышеупомянутые условия, можно понять из приведенного выше разъяснения в отношении композиции согласно настоящему изобретению.
Примеры
[0041]
Далее настоящее изобретение описано более подробно со ссылкой на примеры. Однако настоящее изобретение не ограничивается указанными примерами.
Приведенные ниже примеры ниже подтверждают, что метиловый эфир 2-фторакриловой кислоты, очищенный посредством дистилляции, не содержит н-бутилальдегид (более конкретно, содержание н-бутилальдегида составляло 0,0 мол.% по отношению к метиловому эфиру 2-фторакриловой кислоты).
[0042]
Пример 1
В качестве производного акриловой кислоты 1,1 г метилового эфира 2-фторакриловой кислоты, очищенного посредством дистилляции, помещали в воздухонепроницаемую закрываемую пробирку, имеющую внутренний объем 10 мл. После этого в пробирку добавляли 0,76 мг н-бутилальдегида, таким образом, что его количество составляло 0,1 мол.% по отношению к метиловому эфиру 2-фторакриловой кислоты, и в результате этого был получен образец примера 1. Что касается внешнего вида и характеристик образца композиции, образец композиции представлял собой бесцветную прозрачную жидкость.
Устойчивость образца оценивали, используя способ, приведенный ниже.
Способ оценки устойчивости композиции
19
Пробирку, содержащую образец, выдерживали при температуре 40°C в течение 90 минут, и количество (%) оставшегося метилового эфира 2-фторакриловой кислоты анализировали методом ЯМР F. Кроме того, наблюдали характеристики образца после выдерживания образца при 40°C в течение 90 минут. Таблица 1 представляет результаты.
[0043]
Пример 2
Образец примера 2 получали, используя такой же способ, как способ в примере 1, за исключением того, что количество н-бутилальдегида изменялось и составляло 1 мол.% по отношению к метиловому эфиру 2-фторакриловой кислоты. Что касается внешнего вида и характеристик образца композиции, образец композиции представлял собой бесцветную прозрачную жидкость.
Устойчивость метилового эфира 2-фторакриловой кислоты в данном образце оценивали, используя такой же способ, как в примере 1. Таблица 1 представляет результаты.
[0044]
Сравнительный пример 1
Образец сравнительного примера 1 получали, используя такой же способ, как способ в примере 1, за исключением того, что н-бутилальдегид не добавляли (более конкретно, количество н-бутилальдегида составляло 0,0 мол.% по отношению к метиловому эфиру 2-фторакриловой кислоты). Устойчивость метилового эфира 2-фторакриловой кислоты в данном образце оценивали, используя такой же способ, как в примере 1. Таблица 1 представляет результаты. Наблюдали образование твердого вещества; таким образом, было подтверждено, что образование полимера из метилового эфира 2-фторакриловой кислоты. В условиях данного примера (н-бутилальдегид не добавляли), метиловый эфир 2-фторакриловой кислоты очень легко полимеризовался. Таким образом, количество оставшегося метилового эфира 2-фторакриловой кислоты составляло 0%.
[0045]
Таблица 1
Метиловый эфир 2-фторакриловой кислоты:н-бутилальдегид (моль:моль)
Количество оставшегося метилового эфира 2-фторакриловой кислоты [%] (ЯМР <sup>19</sup>F)
Процентное сокращение метилового эфира 2-фторакриловой кислоты [%]
Характеристики образца (после выдерживания образца при 40°C в течение 90 минут)
Пример
1
1:0,001
64,2
35,8
Бесцветная прозрачная жидкость
2
1:0,01
25,1
74,9
Бесцветная прозрачная жидкость
Сравнительный пример
1
1:0
0
100
Твердое вещество