CN1592764A - 有机化合物的制造方法、环氧树脂组合物、该环氧树脂的固化物以及使用该环氧树脂形成的半导体装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及在特定的三芳香膦取代化合物存在下,制造有机化合物的方法,特别涉及通过使有机环氧化合物与羧酸酯类、羧酸酐类、磺酸酯类或碳酸酯类发生反应,使用活性高、易处理的该化合物以高收率制造氧化烯衍生物的方法,以及将特定的三芳基膦取代化合物用作固化促进剂的环氧树脂组合物、其固化物和使用该固化物的半导体装置。
Description
技术领域
本发明涉及以三芳基膦取代化合物为催化剂制造有机化合物的方法(第1发明),以及以三芳基膦取代化合物为固化促进剂的环氧树脂组合物和该组合物的固化物,以及使用该组合物形成的半导体装置(第2发明)。
即,第1发明是一种有效的在式(1)所示的膦化合物存在下,使原料有机化合物发生反应而制造有机化合物方法。
式中,X1~X9和Y1~Y6各自独立,分别为氢原子、碳原子数1~10的脂肪族或脂环族烃基、碳原子数6~10的芳香族烃基、碳原子数1~10的烷氧基或碳原子数6~10的芳氧基。而X1~X9中至少有3个为碳原子数1~10的烷氧基。
而且,第1发明涉及通过使环氧化合物与羧酸酯类、羧酸酐类、磺酸酯类或碳酸酯类反应制造氧化烯衍生物的有效方法。这些氧化烯衍生物作为农、医药品的合成中间体和高分子材料等是极为重要的化合物。
另外,第2发明涉及由于固化性能、机械强度、耐吸湿性好,而在耐钎焊回焊裂缝性方面具有优良性能,且具有优良的可靠电性能,所以足以用于密封半导体集成电路的目的,并在工业生产中显示出优良固化性能的环氧树脂组合物。另外,还涉及用该环氧树脂组合物的固化物和该环氧树脂组合物对半导体集成电路进行密封而形成的半导体装置。
背景技术
已知,在使环氧化合物与羧酸酯类、羧酸酐类、磺酸酯类、或碳酸酯类反应而制造氧化烯衍生物时,将叔胺、季铵盐和膦鎓盐等碱用作催化剂,可促进该反应进行(K.FUNABASHI;Bulletin of the ChemicalSociety of Japan,52卷,第1488页,1979年;以及西久保忠臣,有机合成化学协会志,49卷,3号,第219页,1991年)。然而,叔胺、季铵盐、和膦鎓盐等碱的催化活性不够充分。
因此,存在的问题是,在任何情况下,为了充分完成反应,都必需提高这些催化剂的用量和浓度,或不得不在严格条件下实施反应,由此引起副反应;或产生原料、生成物等发生分解等问题。
本申请人鉴于上述情况,提出了一项氧化烯衍生物制造方法的在先申请(日本特开2000-80049号公报),它是在存在以式(11)表示的膦氧化物的情况下,使有机化合物,尤其是环氧化合物与醇类、硫醇类、酚类、硫酚类、羧酸类、磺酸类、羧酸酯类、羧酸酐类、磺酸酯类、或碳酸酯类相接触。
((R2N)3P=N)3PO·x(H2O) (11)
式(11)中,18个R为同种或不同种的氢原子、碳原子数1~10的烃基。X为以摩尔比表示的所含的水分子量,其值为0~5.0。
然而,通常,以式(11)表示的膦氧化物具有吸湿性,易于变成含水物或水合物。为此,在保存和使用时,有时需要注意对其的处理方式。
本申请人还提出过一种制造1,2-二羟基乙烷衍生物的方法(日本特开2000-128830号公报),它是在存在以式(12)表示的磷腈盐化合物的情况下,使环氧化合物与羧酸酯类、羧酸酐类或碳酸酯类相接触。 [((R′2N)3P=N)4P]+·Z- (12)
式(12)中,24个R′为同种或不同种的碳原子数1~10的烃基。Z-为卤素阴离子,羟基阴离子、烷氧阴离子、芳氧阴离子或羧基阴离子。
然而,以上述式(12)表示的磷腈盐化合物,是由磷腈盐阳离子与其对阴离子组合而成的离子化合物,它有时会残留在制品中。为此,在电子信息材料制造等特性会受到离子化合物的不良影响的领域中,使用制得的1,2-二羟基乙烷衍生物时,有时需要必须确实除去所用的离子化合物等的复杂操作。
因此,人们渴盼开发研制出一种可显示出极高的反应促进效果的非离子化合物。
另一方面,近年来,和田等人揭示了作为向叔膦类的三苯基膦等代表性碱导入甲氧基等供电子基团得到的膦化合物,三(2,6-二甲氧基苯基)膦和三(2,4,6-三甲氧基苯基)膦具有很高的碱性,是在空气中性质稳定、保存和使用时处理容易的非离子化合物(MASANORI WADA、SHOGO HIGASHIZAKI,Journal of the Chemical Society,ChemicalCommunications,482页,1984年)。
和田等人指出,当这些膦化合物与环氧化合物反应时,就可制成2-羟烷基膦盐(和田正德,有机合成化学协会志,44卷,10号,957页,1986年),以及可将这些膦化合物用作催化剂进行硝基烷烃的迈克尔加成反应(和田正德、坪井亚纪、西村久美子、撰达夫,日本化学会志,7号,1284页,1987年)等。
然而,未对在三(2,6-二甲氧基苯基)膦和三(2,4,6-三甲氧基苯基)膦的存在下,通过使环氧化合物与羧酸酯类、羧酸酐类、磺酸酯类或碳酸酯类接触制造氧化烯衍生物的情况进行研究。
下面叙述第2发明的背景技术。
集成电路(IC)和大规模集成电路(LSI)利用密封材料保护其免受外部环境等的不良影响。该密封材料正由金属、陶瓷制向近年的树脂密封转变,目前以环氧树脂密封为主流。尤其为兼顾成本和物性两方面,多使用以酚醛树脂为固化剂的环氧树脂组合物,其中,环氧树脂多使用以邻甲酚-线型酚醛环氧树脂和双酚型环氧树脂为固化剂、采用可溶(熔)酚醛树脂和苯酚芳烷树脂的环氧树脂组合物。
然而,尽管该树脂组合物在用作密封材料时所要求的性能中的耐热性好,却存在防潮性差的缺点。尽管针对这一问题研究了各种改进方案,但不言而喻,其中任一方案,不仅因酚羟基引发环氧基的固化反应,且因如下式所示的生成羟基的反应,产生由羟基引发的吸湿性,所以降低吸湿性的效果有限。
另一方面,由于当前电器、电子产业领域的发展惊人,所以对密封材料的性能要求一年比一年严格。
尤其是对回流焊时抗裂性的要求更为严格,这主要是因为来自树脂吸湿的水分较多。
反之,一直以来人们的精力集中于通过增大酚间的连接基团或将酚的种类换成萘酚等来增大羟基当量,来抑制如上所述的固化后的羟基密度,以遏制吸湿性。
然而,在这样的方法中,尽管通过增大羟基当量可在某种程度上抑制吸湿性,但不能满足其水准,此外,由于交联密度降低,所以,产生的问题是牺牲了耐热性、机械强度等其它物性。
作为解决此类问题的一种方法,日本特开昭62-53327号公报中揭示了一种使环氧基与酯基反应的方案,但在该公报中未揭示有实用性的高效固化催化剂。
而且,日本特开平8-143642号公报、特开平9-235451号公报中还揭示了通过将酚醛树脂的羟基酯化,用作环氧树脂的固化剂,以用作半导体用密封材料的技术。
然而,在这些公报中,任一份文献都未发现对固化促进剂的研究后的描述,而是指出固化促进剂可广泛使用现有的固化促进剂,如膦系化合物、咪唑系化合物、重氮二环系化合物。
反之,第2发明揭示仅在特定位置上具有以供电基的芳基为骨架的三芳基膦可使环氧基与酯基以有实用性的效率发生反应。
其不同之处在于,在日本特开平8-143642号公报、特开平9-235451号公报等中,在含有形成固化剂的酯基的树脂中,酯化的酚醛树脂酚羟基被调整到残留10摩尔%以上,而在实施例的具体说明中,实现了将酯化率控制至75%为止。由此,发明人推测,在现在常用的固化促进剂中,不能进行有实效的固化反应,所得固化产物,是通过部分残留的酚羟基进行的固化反应或由环氧树脂的自聚合而形成的。
即,现用于环氧树脂与酚醛树脂的固化反应中的固化促进剂,在环氧树脂与含酯基的树脂的固化反应中不具备有效的催化能力。
此外,已由本发明人查明,现用于环氧-酚醛固化的有代表性的固化促进剂,例如三苯基膦等膦系化合物、2-甲基咪唑等咪唑系化合物等,在环氧-酯加成反应中不具备有效的促进作用(日本特开2000-327751号公报等)。
即,将酚醛树脂的羟基酰化得到的酯化酚醛树脂与普通环氧树脂,由通常的三苯基膦等环氧树脂-酚醛树脂固化促进剂不能得到固化物。
因此,在由环氧树脂酯化的酚醛树脂而实现固化的技术中,优选利用工业上易得的催化剂实现赋予充分固化活性的技术。
发明内容
因此,第1发明的课题是找出一种在环氧化合物与羧酸酯类、羧酸酐类、磺酸酯类、或碳酸酯类的反应中,可形成活性高、易处理的非离子化合物催化剂,并提供一种使用该催化剂以高收率制造氧化烯衍生物的有效方法。
第2发明的课题是找出一种在使用作为针对环氧树脂的固化剂的酯化酚醛树脂时,具有充分固化性,且具有一般骨架的固化促进剂,并提供一种使用该固化促进剂的固化物和半导体装置。
本发明人等为达到上述第1课题而持续进行深入研究后,发现具有特定取代基的特殊的膦化合物,在环氧化合物与羧酸酯类、羧酸酐类、磺酸酯类或碳酸酯类的反应中,呈现出极高的催化活性,能以极高的收率得到氧化烯衍生物,由此完成第1发明。
第1发明具有如下结构。
(1-1)一种有机化合物的制造方法,其特征在于,在存在以式(1)表示的膦化合物的情况下进行有机反应。
式中,X1~X9和Y1~Y6各自独立,分别为氢原子、碳原子数1~10的脂肪族或脂环族烃基、碳原子数6~10的芳香族烃基、碳原子数1~10的烷氧基或碳原子数6~10的芳氧基。但是,X1~X9中至少3个是碳原子数1~10的烷氧基。
(1-2)一种上述(1-1)的有机化合物的制造方法,其特征在于,在存在式(1)表示的膦化合物的情况下进行有机反应,该有机反应是环氧化合物与以式(2)表示的羧酸酯、以式(3)表示的羧酸酐、以式(4)表示的磺酸酯类或以式(5)表示的碳酸酯类的反应。
式(2)~(5)中,R1是氢原子或含有1~35个碳原子的有机基团,R2是碳原子数1~35的脂肪族烃基或碳原子数6~35的芳香族烃基。且,OZ1表示由醇类或酚类消去活化氢而形成的有机基团,OZ2表示由羧酸类消去活化氢而形成的有机基团。
(1-3)上述(1-1)和(1-2)的有机化合物的制造方法,其特征在于,以式(1)表示的膦化合物中的X1~X9,至少3个为甲氧基,其它各自独立,分别选自氢原子、甲基和甲氧基。
(1-4)上述(1-1)~(1-3)的有机化合物的制造方法,其特征在于,以式(1)表示的膦化合物中的Y1~Y6各自独立,分别选自氢原子、甲基和甲氧基。
(1-5)上述(1-1)和(1-2)的有机化合物的制造方法,其特征在于,以式(1)表示的膦化合物是三(2,4-二甲氧基苯基)膦、三(2,6-二甲氧基苯基)膦、三(2,4,6-三甲氧基苯基)膦中的任一种。
(1-6)上述(1-2)~(1-5)的有机化合物的制造方法,其特征在于,环氧化合物是只由碳原子、氢原子和环氧基的氧原子构成的脂肪族、脂环族或芳香族环氧化合物,或是具有醚键的脂肪族、脂环族或芳香族环氧化合物。
(1-7)上述(1-2)~(1-6)的有机化合物的制造方法,其特征在于,式(2)~(4)中的R1是碳原子数1~35的烷基、碳原子数2~35的烯基或碳原子数6~35的芳基、具有1个以上含有3~35个碳原子的羧酸酯基的脂肪族烃基、具有1个以上含有8~35个碳原子的羧酸酯基的芳香族烃基或具有1个以上含有8~35个碳原子的羧酸酐基的芳香族烃基。
(1-8)上述(1-2)~(1-7)的有机化合物的制造方法,其特征在于,式(2)、(4)和(5)中的OZ1是由仅由碳原子、氢原子以及醇羟基中的氧原子形成的脂肪族醇类,具有醚键的脂肪族醇类,仅由碳原子、氢原子以及酚羟基中的氧原子形成的酚类或具有卤原子的酚类衍生出的有机基团。
(1-9)上述(1-2)~(1~7)中任一项所述的有机化合物的制造方法,其特征在于,式(3)中的OZ2是由仅由碳原子、氢原子以及羧基的氧原子形成的脂肪族或芳香族羧酸类衍生出的有机基团。
(1-10)如上述(1-2)~(1-6)和(1-8)的有机化合物的制造方法,其特征在于,式(5)中的R2是碳原子数1~35的烷基或碳原子数6~12的芳香族烃基。
(1-11)上述(1-2)~(1-8)的有机化合物的制造方法,其特征在于,式(2)表示的羧酸酯类是将R1,即,碳原子数1~6的烷基、碳原子数2~4的烯基、碳原子数6~10的芳基、具有1个以上含有3~13个碳原子的羧酸酯基的脂肪族烃基或具有1个以上含有8~16个碳原子的羧酸酯基的芳香族烃基,和OZ1,即,由仅由碳原子、氢原子和醇羟基中的氧原子形成的碳原子数1~20的脂肪族醇类或仅由碳原子、氢原子和酚羟基中的氧原子形成的碳原子数6~27的酚类衍生出的有机基团组合形成的羧酸酯类。
并且,本发明人等为解决上述第2课题进行深入研究后,结果发现,具有某种取代基的三芳基膦类对环氧树脂与酯化酚醛树脂的固化反应特别有效,至此完成第2发明。
前文所述的日本特开昭62-53327号公报与本说明书中的第2发明的不同在于,前者没有提供可有效地用作半导体密封材料的固化促进剂,而本说明书中的第2发明提出,在特定位置导入了某种取代基的三芳基膦呈现出充分的固化活性。
而日本特开平8-143642号公报、特开平9-235451号公报等与本申请的不同在于,前者的特开平8-143642号公报、特开平9-235451号公报等中的固化促进剂可广泛使用例如膦系化合物、咪唑系化合物、重氮二环系化合物等现在常用的固化促进剂,反之,第2发明则如上所述,显示出仅是以特定位置具有供电基的芳基为骨架的三芳基膦,尤其是对于环氧基与酯基的反应,可使该反应以具有实用性的效率进行。
即,特开平8-143642号公报、特开平9-235451号公报等不是本质上显示出环氧-酯固化反应的发明,而是关于利用了由部分残存的羟基引发环氧树脂的固化反应的环氧树脂组合物。
下面说明第2发明的构成。
(2-1)一种环氧树脂组合物,其特征在于,含有:(A)2个以上官能团的环氧化合物或2个以上官能团的环氧树脂,(B)固化剂,使用2个以上官能团的酚化合物或2个以上官能团的酚醛树脂的羟基被酰化的含酯基化合物或含酯基树脂,和(C)固化促进剂的环氧树脂组合物,全部的(C)固化促进剂中的30~100重量%为以式(1)表示的膦化合物。
式(1)中,X1~X9和Y1~Y6各自独立,分别是氢原子、碳原子数1~10的脂肪族或脂环族烃基、碳原子数6~10的芳香族烃基、碳原子数1~10的烷氧基或碳原子数6~10的芳氧基。而X1~X9中至少3个为碳原子数1~10的烷氧基。
(2-2)一种环氧树脂组合物,其特征在于,在含有:(A)2个以上官能团的环氧化合物或2个以上官能团的环氧树脂,(B)固化剂,使用2个以上官能团的酚化合物或2个以上官能团的酚醛树脂的羟基被酰化的含酯基的化合物或含酯基树脂,和(C)固化促进剂的环氧树脂组合物中,全部的(C)固化促进剂的30~100重量%为以通式(I)表示的膦化合物。
式中,G1~G3各自独立,分别是氢原子和碳原子数1~6的烷氧基。而G1和G2不同时为氢原子。
另外,用作(B)固化剂的2个以上官能团的酚化合物或2个以上官能团的酚醛树脂的羟基被酰化的含酯基化合物或含酯基树脂,可表示为以通式(II)表示的含酯基化合物或含酯基树脂。
式(II)中,W表示碳原子数1~7的脂肪族或芳香族醛残基,碳原子数8~14的苯二甲基衍生物残基或碳原子数10~15的脂肪族二烯残基;L1表示氢原子,碳原子数1~6的直链、支链或环状的烷基、芳基、烷氧基;n表示1~3的整数。A表示氢原子或碳原子数2~10的芳香族和/或脂肪族酰基,氢原子/酰基的摩尔比在90/10~0/100的范围。重复单元数m分布在1~50的范围内,其平均值在1~20的范围内。
(2-3)上述(2-1)~(2-2)的环氧树脂组合物,其特征在于,以式(1)或通式(I)表示的膦化合物,是三(2,4-二甲氧基苯基)膦、三(2,6-二甲氧基苯基)膦、或三(2,4,6-三甲氧基苯基)膦。
(2-4)上述(2-1)~(2-3)的环氧树脂组合物,其特征在于,(A)环氧树脂必须在环氧树脂成份中含有20~100重量%的下述任一种:由通式(III)表示的二羟基萘得到的环氧树脂,
式(III)中,2,3-环氧丙基的取代位置为1,5位、1,6位、1,7位、2,6位、或2,7位;
由通式(IV)表示的双酚类得到的环氧树脂,
式(IV)中,L2表示氢原子或甲基,可以完全相同,也可以不同;由通式(V)表示的可溶(熔)酚醛树脂得到的环氧树脂,
式(V)中,L3表示氢原子或甲基,重复单元数m分布在1~50的范围内,其平均在1~20的范围内;
由通式(VI)表示的苯酚芳烷树脂得到的环氧树脂,
式(VI)中,L4表示氢原子或甲基,重复单元数m分布在1~50的范围内,其平均在1~20的范围内;或由通式(VII)表示的酚-二环戊二烯树脂得到的环氧树脂,
式(VII)中,L5表示氢原子或甲基,重复单元数m分布在1~50的范围内,其平均在1~20的范围内。
(2-5)上述(2-1)~(2-4)的环氧树脂组合物,其特征在于,(B)固化剂成份的20~100重量%为:由通式(VIII)表示的可溶(熔)酚醛树脂衍生的含酯基化合物或含酯基树脂,
式(VIII)中,L6表示氢原子,碳原子数1~6的直链、支链或环状的烷基、芳基、烷氧基,A表示氢原子或碳原子数2~10的芳香族和/或脂肪族酰基,氢原子/酰基的摩尔比为90/10~0/100的范围,重复单元数m分布在1~50的范围内,其平均在1~20的范围内;
由通式(IX)的苯酚芳烷树脂衍生的含酯基化合物或含酯基树脂,
式(IX)中,L7表示氢原子,碳原子数1~6的直链、支链或环状的烷基、芳基、烷氧基,A表示氢原子或碳原子数2~10的芳香族和/或脂肪族酰基,氢原子/酰基的摩尔比为90/10~0/100的范围,重复单元数m分布在1~50的范围内,其平均在1~20的范围内;或,
由通式(X)的酚-双环戊二烯树脂衍生的含酯基化合物或含酯基树脂,
式(X)中, L8表示氢原子、碳原子数1~6的直链、支链或环状的烷基、芳基、烷氧基,A表示氢原子或碳原子数2~10的芳香族和/或脂肪族酰基,氢原子/酰基的摩尔比为90/10~0/100的范围,重复单元数m分布在1~50的范围内,其平均在1~20的范围内。
(2-6)上述(2-1)~(2-5)的环氧树脂组合物,其特征在于,2个以上官能团的酚化合物或2个以上官能团的酚醛树脂的羟基被酰化的含酯基化合物或含酯基树脂的酰基为乙酰基或苯酰基。
(2-7)上述(2-1)~(2-5)的环氧树脂组合物,其特征在于,2个以上官能团的酚化合物或2个以上官能团的酚醛树脂的羟基被酰化的含酯基化合物或含酯基树脂的酰基为乙酰基和苯酰基,乙酰基/苯酰基的摩尔比为99/1~1/99的范围。
(2-8)上述(2-1)~(2-7)的环氧树脂组合物,其特征在于,以(A)2个以上官能团的环氧化合物或2个以上官能团的环氧树脂和(B)固化剂的合计为100重量份,可添加100~1900重量份的(D)有机和/或无机填料。
(2-9)将上述(2-1)~(2-8)的环氧树脂组合物热固化而得到的环氧树脂固化物。
(2-10)使用上述(2-1)~(2-8)的环氧树脂组合物密封半导体集成电路而得到的半导体装置。
具体实施方式
首先对第1发明进行说明。
在第1发明的方法中,在存在式(1)表示的膦化合物的情况下进行的有机反应,是通过除式(1)表示的膦化合物之外的同种有机化合物彼此之间、或除式(1)表示的膦化合物之外的有机化合物与除式(1)表示的膦化合物之外的不同种的有机化合物的组合,而进行的低分子合成反应和高分子合成反应。作为生成物的有机化合物通常含有低分子合成反应生成物和聚合物。
式(1)表示的膦化合物中的X1~X9和Y1~Y6各自独立,分别是氢原子、碳原子数1~10的脂肪族或脂环族烃基、碳原子数6~10的芳香族烃基、碳原子数1~10的烷氧基或碳原子数6~10的芳氧基。具体可以选自氢原子;甲基、乙基、乙烯基、正丙基、异丙基、异丙烯基、烯丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、2-丁烯基、1-戊基、2-戊基、3-戊基、2-甲基-1-丁基、异戊基、叔戊基、3-甲基-2-丁基、新戊基、正己基、4-甲基-2-戊基、环戊基、环己基、1-庚基、3-庚基、1-辛基、2-辛基、2-乙基-1-己基、1,1-二甲基-3,3-二甲基丁基(俗称叔辛基)、壬基、癸基等脂肪族或脂环族烃基;苯基、4-甲基苯基、苄基、1-苯乙基、2-苯乙基等芳香族烃基;甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、烯丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、2-丁烯氧基、1-戊氧基、2-戊氧基、3-戊氧基、2-甲基-1-丁氧基、异戊氧基、叔戊氧基、3-甲基-2-丁氧基、新戊氧基、正己氧基、4-甲基-2-戊氧基、环戊氧基、1-庚氧基、3-庚氧基、1-辛氧基、2-辛氧基、2-乙基-1-己氧基、1,1-二甲基-3,3-二甲基丁氧基(俗称叔辛氧基)、壬氧基、癸氧基等碳原子数1~10的烷氧基和酚氧基;4-甲苯氧基、苄氧基、1-苯乙氧基、2-苯乙氧基等碳原子数6~10的芳氧基。其中,优选为氢原子;甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基、叔戊基、1,1-二甲基-3,3-二甲基丁基等碳原子数1~8的脂肪族烃基;甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、叔丁氧基、叔戊氧基、1,1-二甲基-3,3-二甲基丁氧基等碳原子数1~8的烷氧基;以及苯氧基、苄氧基等碳原子数6~8的芳氧基,更优选为氢原子、甲基、乙基、甲氧基和乙氧基。
并且,式(1)表示的膦化合物中的X1~X9中至少有3个是选自上述例示的碳原子数1~10的烷氧基,所选数目越多越好,更优选为6个以上。具体为三(2,4-二甲氧基苯基)膦、三(2,6-二甲氧基苯基)膦、三(2,6-二甲氧基-4-甲基苯基)膦、三(2,6-二甲氧基-4-乙基苯基)膦、三(2,4,6-三甲氧基苯基)膦、三(2,4-二乙氧基苯基)膦、三(2,6-二乙氧基苯基)膦、三(2,6-二乙氧基-4-甲基苯基)膦、三(2,6-二乙氧基-4-乙基苯基)膦、三(2,4,6-三乙氧基苯基)膦、三(2,4-二甲氧基-3,5,6-三甲基苯基)膦、三(2,6-二甲氧基-3,4,5-三甲基苯基)膦、三(2,4,6-三甲氧基-3,5-二甲基苯基)膦、三(2,4-二乙氧基-3,5,6-三甲基苯基)膦、三(2,6-二乙氧基-3,4,5-三甲基苯基)膦、三(2,4,6-三乙氧基-3,5-二甲基苯基)膦、三(2,3,5,6-四甲氧基苯基)膦、三(2,3,5,6-四甲氧基-4-甲基苯基)膦、三(2,3,4,5,6-五甲氧基苯基)膦、三(2,3,5,6-四乙氧基苯基)膦、三(2,3,5,6-四乙氧基-4-甲基苯基)膦、三(2,3,4,5,6-五乙氧基苯基)膦等,其中,特别优选为三(2,4-二甲氧基苯基)膦、三(2,6-二甲氧基苯基)膦、三(2,4,6-三甲氧基苯基)膦。这些以式(1)表示的膦化合物,可单独使用,也可多种并用。
这些以式(1)表示的膦化合物,例如可用MASANORI WADA、SHOGO HIGASHIZAKI,Journal of the Chemical Society,ChemicalCommunications,482页、1984年;和MASANORI WADA、SHOGOHIGASHIZAKI、AKI TSUBOI,Journal of Chemical Research (M),467页,1985年等所述的方法或类似的方法合成。
第1发明的方法中的环氧化合物是具有3元环的环氧基的有机化合物,其具体例可以举出:环氧乙烷、环氧丙烷、1,2-环氧丁烷、2,3-环氧丁烷、1,2-环氧己烷、1,2-环氧辛烷、1,2-环氧癸烷、1,2-环氧十二烷、1,2-环氧十四烷、1,2-环氧十六烷、1,2-环氧十八烷、7,8-环氧-2-甲基十八烷、乙烯基环氧乙烷、2-甲基-2-乙烯基环氧乙烷、1,2-环氧-5-己烷、1,2-环氧-7-辛烷、1-苯基-2,3-环氧丙烷、1-(1-萘基)-2,3-环氧丙烷、1-环己基-3,4-环氧丁烷、1,3-二氧化丁二烯、1,2,7,8-二环氧辛烷、环氧戊烯、3-甲基-1,2-环氧戊烯、环氧己烯、环氧辛烯、α-蒎烯氧化物、2,3-环氧降冰片烷、柠檬烯氧化物、环氧环十二烷、2,3,5,6-二环氧降冰片烷、氧化苯乙烯、3-甲基氧化苯乙烯、1,2-环氧丁基苯、1,2-环氧辛基苯、氧化茋、3-乙烯基氧化苯乙烯、1-(1-甲基-1,2-环氧乙基)-3-(1-甲基乙烯基)苯、1,4-二(1,2-环氧丙基)苯、1,3-二(1-甲基-1,2-环氧乙基)苯、1,4-二(1-甲基-1,2-环氧乙基)苯等仅由碳原子、氢原子和环氧基的氧原子形成的脂肪族、脂环族或芳香族环氧化合物;表氟醇、表氯醇、表溴醇、六氟环氧丙烷、1,2-环氧-4-氟丁烷、1-(2,3-环氧丙基)-4-氟苯、1-(3,4-环氧丁基)-2-氟苯、1-(2,3-环氧丙基)-4-氯苯、1-(3,4-环氧丁基)-3-氯苯、4-氟-1,2-氧化环己烯、6-氯-2,3-环氧二环[2.2.1]庚烷、4-氟氧化苯乙烯、1-(1,2-环氧丙基)-3-三氟苯等含有卤原子的脂肪族、脂环族或芳香族环氧化合物;3-乙酰-1,2-环氧丙烷、4-苯酰-1,2-环氧丁烷、4-(4-苯酰)苯基-1,2-环氧丁烷、4,4′-二(3,4-环氧丁基)苯酰苯、3,4-环氧-1-环己酮、2,3-环氧-5-氧代二环[2.2.1]庚烷、3-乙酰氧化苯乙烯、4-(1,2-环氧丙基)苯酰苯等具有酮基的脂肪族、脂环族或芳香族环氧化合物;缩水甘油甲醚、丁基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、乙基-3,4-环氧丁醚、缩水甘油苯基醚、缩水甘油4-叔丁基苯基醚、缩水甘油4-氯苯基醚、缩水甘油4-甲氧基苯基醚、缩水甘油2-苯基苯基醚、缩水甘油1-萘基醚、缩水甘油4-吲哚醚、缩水甘油N-甲基-α-喹啉酮-4-基醚、乙二醇二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,2-二缩水甘油苯酚、2,2-二(4-缩水甘油羟苯基)丙烷、三(4-缩水甘油羟苯基)甲烷、聚(氧丙烯)三醇三缩水甘油醚、可溶(熔)酚醛树脂的甘油醚、1,2-环氧-4-甲氧基环己烷、2,3-环氧-5,6-二甲氧基二环[2.2.1]庚烷、4-甲氧基氧化苯乙烯、1-(1,2-环氧丁基)2-苯氧基苯等具有醚键的脂肪族、脂环族或芳香族环氧化合物;甲酸缩水甘油酯、乙酸缩水甘油酯、乙酸2,3-环氧丁酯、丁酸缩水甘油酯、苯甲酸缩水甘油酯、对苯二甲酸缩水甘油酯、聚(甲基丙烯酸缩水甘油酯)、1,2-环氧-4-甲氧基羧基环己酯、2,3-环氧-5-丁氧基羧基二环[2.2.1]庚酯、4-(1,2-环氧乙基)苯甲酸乙酯、3-(1,2-环氧丁基)苯甲酸甲酯、3-(1,2-环氧丁基)-5-苯基苯甲酸甲酯等具有酯键的脂肪族、脂环族或芳香族环氧化合物;N,N-缩水甘油甲基乙酰胺、N,N-乙基缩水甘油丙酰胺、N,N-缩水甘油甲基苯甲酰胺、N-(4,5-环氧戊基)-N-甲基苯甲酰胺、聚(N-缩水甘油丙烯酰胺)、聚(N,N-缩水甘油甲基丙烯酰胺)、1,2-环氧-3-(二苯基氨基甲酰)环己烷、2,3-环氧-6-(二甲基氨基甲酰)二环[2.2.1]庚烷、2-(二甲基氨基甲酰)氧化苯乙烯、4-(1,2-环氧丁基)-4′-(二甲基氨基甲酰)联苯等具有酰胺键的脂肪族、脂环族或芳香族环氧化合物,以及4-氰基-1,2-环氧丁烷、1-(3-氰苯基)-2,3-环氧丁烷、5-氰基-2,3-环氧二环[2.2.1]庚烷、2-氰基氧化苯乙烯、6-氰基-1-(1,2-环氧-2-苯基乙基)萘等具有氰基的脂肪族、脂环族或芳香族环氧化合物等。只要无损于第1发明方法,它们还可以具有其它任何取代基。且这些环氧化合物既可单独使用,也可数种组合使用。
其中优选为例如环氧乙烷、环氧丙烷、1,2-环氧丁烷、2,3-环氧丁烷、1,2-环氧己烷、1,2-环氧辛烷、1,2-环氧癸烷、1,2-环氧十二烷、1,2-环氧十四烷、1,2-环氧十六烷、1,2-环氧十八烷、7,8-环氧-2-甲基十八烷、乙烯基环氧乙烷、2-甲基-2-乙烯基环氧乙烷、1,2-环氧-5-己烷、1,2-环氧-7-辛烷、1-苯基-2,3-环氧丙烷、1-(1-萘基)-2,3-环氧丙烷、1-环己基-3,4-环氧丁烷、1,3-二氧化丁二烯、1,2,7,8-二环氧辛烷、环氧戊烯、3-甲基-1,2-环氧戊烯、环氧己烯、环氧辛烯、α-蒎烯氧化物、2,3-环氧降冰片烷、柠檬烯氧化物、环氧环十二烷、2,3,5,6-二环氧降冰片烷、氧化苯乙烯、3-甲基氧化苯乙烯、1,2-环氧丁基苯、1,2-环氧辛基苯、氧化茋、3-乙烯基氧化苯乙烯、1-(1-甲基-1,2-环氧乙基)-3-(1-甲基乙烯基)苯、1,4-二(1,2-环氧丙基)苯、1,3-二(1,2-环氧-1-甲基乙基)苯、1,4-二(1,2-环氧-1-甲基乙基)苯等仅由碳原子、氢原子和环氧基的氧原子形成的脂肪族、脂环族或芳香族环氧化合物;以及例如缩水甘油甲醚、丁基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、乙基-3,4-环氧丁醚、缩水甘油苯基醚、缩水甘油4-叔丁苯基醚、缩水甘油4-氯苯基醚、缩水甘油4-甲氧基苯基醚、缩水甘油2-苯基苯基醚、缩水甘油1-萘基醚、缩水甘油4-吲哚醚、缩水甘油N-甲基-α-喹啉酮-4-基醚、乙二醇二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,2-二缩水甘油苯酚、2,2-二(4-缩水甘油羟苯基)丙烷、三(4-缩水甘油羟苯基)甲烷、聚(氧丙烯)三醇三缩水甘油醚、可溶(熔)酚醛树脂的甘油醚、1,2-环氧-4-甲氧基环己烷、2,3-环氧-5,6-二甲氧基二环[2.2.1]庚烷、4-甲氧基氧化苯乙烯、1-(1,2-环氧丁基)2-苯氧基苯等具有醚键的脂肪族、脂环族或芳香环氧化合物。
更优选为例如环氧乙烷、环氧丙烷、1,2-环氧丁烷、2,3-环氧丁烷、1,2-环氧己烷、1,2-环氧辛烷、1,2-环氧癸烷、1,2-环氧十二烷、乙烯基环氧乙烷、2-甲基-2-乙烯基环氧乙烷、1,2-环氧-5-己烷、1,2-环氧-7-辛烷、1-苯基-2,3-环氧丙烷、1-(1-萘基)-2,3-环氧丙烷、1-环己基-3,4-环氧丁烷、1,3-二氧化丁二烯、1,2,7,8-二环氧辛烷等仅由碳原子、氢原子和环氧基的氧原子形成的碳原子数2~13的脂肪族环氧化合物;以及例如缩水甘油甲醚、丁基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、乙基-3,4-环氧丁基醚、缩水甘油苯基醚、缩水甘油4-叔丁基苯基醚、缩水甘油4-氯苯基醚、缩水甘油4-甲氧基苯基醚、缩水甘油2-苯基苯基醚、缩水甘油1-萘基醚、缩水甘油4-吲哚醚、缩水甘油N-甲基-α-喹啉酮-4-基醚、乙二醇二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,2-二缩水甘油苯酚、2,2-二(4-缩水甘油羟苯基)丙烷等具有醚键的碳原子数4~21的脂肪族环氧化合物。
第1发明的方法,在存在式(1)表示的膦化合物的情况下,使上述的环氧化合物与式(2)表示的羧酸酯类、式(3)表示的羧酸酐类、式(4)表示的磺酸酯类或式(5)表示的碳酸酯类进行接触。
式(2)~(5)中,R1是氢原子或含有1~35个碳原子的有机基团,R2是碳原子数1~35的脂肪族烃基或碳原子数6~35的芳香族烃基。并且,OZ1表示由醇类或酚类消去活化氢而形成的有机基团,OZ2表示由羧酸类消去活化氢而形成的有机基团。
根据该反应,分别对应地用于制造具有部分结构式(6)、部分结构式(7)、部分结构式(8)或部分机构式(9)和/或部分结构式(10)的氧化烯衍生物。
在部分结构式(6)~(10)中,R1、R2、OZ1和OZ2分别表示与式(2)~(5)中所示的相同意义。
即,使环氧化合物与式(2)表示的羧酸酯类接触,制造具有部分结构式(6)的氧化烯衍生物;使环氧化合物与式(3)表示的羧酸酐类接触,制造具有部分结构式(7)的氧化烯衍生物;使环氧化合物与式(4)表示的磺酸酯类接触,制造具有部分结构式(8)的氧化烯衍生物;使环氧化合物与式(5)表示的碳酸酯类接触,制造部分结构式(9)和/或部分结构式(10)的氧化烯衍生物。
第1发明的方法中的式(2)表示的羧酸酯类、式(3)表示的羧酸酐类和式(4)表示的磺酸酯类中的R1是氢原子或含有1~35个碳原子的有机基团。而此处所说的含有1~35个碳原子的有机基团是指;例如,碳原子数1~35的烃基,具有1个以上含有2~35个碳原子的羧酸酯基的有机基团、具有1个以上含有2~35个碳原子的羧酸酐基的有机基团或具有1个以上含有3~35个碳原子的磺酸酯基的有机基团。
碳原子数1~35的烃基可以举出例如,甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、二十一烷基、二十二烷基、二十三烷基、二十四烷基、二十五烷基、二十六烷基、二十七烷基、二十八烷基、二十九烷基、三十烷基、三十一烷基、三十二烷基、三十三烷基、三十四烷基、三十五烷基等碳原子数1~35的直链或支链烷基;环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基、环十一烷基、环十二烷基、环十三烷基、环十四烷基、环十五烷基、环十六烷基、环十七烷基、环十八烷基、环十九烷基、环二十烷基、2,3,4,5,6,7-六氢茚基、2-降冰片基、5-降冰片烷-2-基、金刚烷基等碳原子数3~35的环烷基;乙烯基、异丙烯基、烯丙基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、壬烯基、癸烯基、十一碳烯基、十二碳烯基、十三碳烯基、十四碳烯基、十五碳烯基、十六碳烯基、十七碳烯基、十八碳烯基、十九碳烯基、二十碳烯基等碳原子数2~35的直链或支链烯基;乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基、己炔基、庚炔基、辛炔基、壬炔基、癸炔基、十一炔基、十二炔基、十三炔基、十四炔基、十五炔基、十六炔基、十七炔基、十八炔基、十九炔基、二十炔基等碳原子数2~35的直链或支链炔基;和苯基、甲苯基、2-乙基苯基、4-叔丁基苯基、4-壬基苯基、2-环己基苯基、4-乙烯基苯基、4-异丙烯基苯基、3-苯基苯基、1-萘基、2-萘基、5-甲基-1-萘基、6-乙烯基-2-萘基、蒽-1-基、菲-1-基、1-(1-萘基)-2-萘基、4-氯苯基、五氟苯基、2,6-二溴苯基、2,4-二碘苯基、5-氟-1-萘基、6-溴-2-萘基等碳原子数6~35的芳基等。
具有1个以上含有2~35个碳原子的羧酸酯基的有机基团可以举出例如,甲氧羰甲基、2-(4-氯苯氧羰)乙基、10-甲氧羰癸基、4-(正辛氧羰)丁基、2-(4-苯氧基苯氧羰)-1-甲基乙基、8-(环己氧基羰)辛基、10-(苯氧基羰)癸基、10-(正辛氧基羰)癸基、2,3-二(1-萘氧基羰)-1-甲基丙基、2,3,4-三(正壬氧基羰)-丁基、2-(甲氧羰)环丙基、4-(异丙羰)环己基、3-(苯氧基羰)环戊基、3,5-二(乙氧基羰)环己基、4-(4-甲氧羰苯基)环己基、3-环己氧基基羰-二环[2.2.1]庚烷-2-基、5-(4-氟苯氧基羰)-二环[2.2.1]庚烷-2-基、5-(4-氟苯氧基羰)-二环[2.2.1]庚烷-3-基、3,4-二(4-甲氧基丁氧基羰)环己基、3,5-二(正辛氧基羰)环己基、4-(正二十烷氧基羰)环己基、2,3,4-三(正壬氧基羰)环戊基等具有1个以上含有3~35个碳原子数的羧酸酯基的脂肪族烃基;4~甲氧基羰苯基、3-乙氧基羰-5-甲基苯基、4-(4-甲氧基羰苯基)苯基、4-(2-苯氧基羰乙烯基)苯基、6-正丁氧基羰-2-基、3,4,5-三(乙氧基羰)苯基、3,4-二(正丁氧基羰)苯基、3,5-二(正辛氧基羰)苯基、4-[3,5-二(正癸氧基羰)苯基]苯基、3,4-二(4-苯基苯基)苯基等具有1个以上含有8~35个碳原子的羧酸酯基的芳香族烃基;甲氧羰基羰基、4-乙氧基丁氧羰基、环己氧基羰基、苯氧基羰基、正癸氧基羰基、1-萘氧基羰基、8-苯酰氧基辛氧基羰基、1-癸酰氧甲基-2-癸酰氧乙氧基羰基等含有2~35个碳原子的取代羰基等。
具有1个以上含有2~35个碳原子的羧酸酐基的有机基团,可以举出例如,甲酰氧羰甲基、2-乙酰氧羰乙烯基、四氢呋喃-2,5-二酮-3-基甲基、环己烷-3,4-二羧酸酐-1-基、二环[2.2.1]庚烷-2,3-二羧酸酐-5-基、二环[2.2.1]庚烷-7-氧杂-2,3二羧酸酐-5-基、4-(正辛酰氧羰)丁基、10-(苯酰氧羰)癸基、3,4-二(环己氧羰)-2-乙基丁基、3,4-二(癸酰氧羰)环己基、2,3,4-三(正辛酰氧羰)丁基、2,3,5-三(正辛酰氧羰)环戊基等具有1个以上含有3~35个碳原子的羧酸酐基的脂肪族烃基;4-甲酰氧羰苯基、富马酸酐-5-基、4-(2-正丁酰氧羰乙烯基)苯基、萘-5,6-二羧酸酐-1-基、4-辛酰氧羰苯基、6-(正二十酰氧羰)-1-氯-2-基等具有1个以上含8~35个碳原子的羧酸酐基的芳香族烃基;甲酰氧羰甲基、环己酰氧羰基、苯酰氧羰基或1-萘酰氧羰基等含有2~35个碳原子的取代酰氧羰基等。
具有1个以上含有3~35个碳原子的磺酸酯基的有机基团例如可以举出,2~甲氧磺酰乙基、4~(正丁氧磺酰)丁基、4-(正辛氧磺酰)环己基、4-苯氧磺酰苯基或6-(正辛氧磺酰)环己基等。
而且,只要无损于第1发明的方法,含有1~35个碳原子的有机基团,还可具有上述以外的任何取代或杂原子。
其中优选为,例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、二十一烷基、二十二烷基、二十三烷基、二十四烷基、二十五烷基、二十六烷基、二十七烷基、二十八烷基、二十九烷基、三十烷基、三十一烷基、三十二烷基、三十三烷基、三十五烷基等碳原子数1~35的直链或支链烷基;乙烯基、异丙烯基、烯丙基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、壬烯基、癸烯基、十一碳烯基、十二碳烯基、十三碳烯基、十四碳烯基、十五碳烯基、十六碳烯基、十七碳烯基、十八碳烯基、十九碳烯基、二十碳烯基等碳原子数2~35的直链或支链烯基;苯基、甲苯基、2-乙基苯基、4-叔丁苯基、4-壬苯基、2-环己苯基、4-乙烯基苯基、4-异丙烯苯基、3-苯基苯基、1-萘基、2-萘基、5-甲基-1-萘基、6-乙烯基-2-萘基、蒽-1-基、菲-1-基、1-(1-萘基)-2-萘基、4-氯苯基、五氟苯基、2,6-二溴苯基、2,4-二碘苯基、5-氟-1-萘基、6-溴-2-萘基等碳原子数6~35的芳基;甲氧羰甲基、2-(4-氯苯氧羰)乙基、10-(甲氧羰)癸基、4-(正辛氧羰)丁基、2-(4-苯氧苯氧羰)-1-甲基乙基、8-(环己氧羰)辛基、10-(苯氧羰)癸基、10-(正辛氧羰)癸基、2,3-二(1-萘氧羰)-1-甲基丙基、2,3,4-三(正壬氧羰)丁基、2-(甲氧羰)环丙基、4-(异丙氧羰)环己基、3-(苯氧羰)环戊基、3,5-二(乙氧羰)环己基、4-(4-甲氧羰苯基)环己基、3-环己氧羰基-二环[2.2.1]庚烷-2-基、5-(4-氟苯氧羰基)-二环[2.2.1]庚烷-2-基、5-(4-氟苯氧羰基)-二环[2.2.1]庚烷-3-基、3,4-二(4-甲氧基丁氧羰基)环己基、3,5-二(正辛氧羰基)环己基、4-(正二十烷氧羰基)环己基、2,3,4-三(正壬氧羰基)环戊基等具有1个以上含3~35个碳原子的羧酸酯基的脂肪族烃基;4-甲氧羰苯基、3-乙氧羰基-5-甲基苯基、4-(4-甲氧羰苯基)苯基、4-(2-苯氧羰乙烯基)苯基、6-正丁氧羰基-2-基、3,4,5-三(乙氧羰)苯基、3,4-二(正丁氧羰)苯基、3,5-二(正辛氧羰)苯基、4-[3,5-二(正癸氧羰)苯基]苯基、3,4-二(4-苯基苯基)苯基等具有1个以上含8~35个碳原子的羧酸酯基的芳香族烃基;和4-甲酰氧羰苯基、富马酸酐-5-基、4-(2-正丁酰氧羰乙烯基)苯基、萘-5,6-二羧酸酐-1-基、4-辛酰氧羰苯基、6-(正二十酰氧羰基)-1-氯-2-基等具有1个以上含8~35个碳原子的羧酸酐基的芳香族烃基。
更优选为例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基等碳原子数1~6的直链或支链烷基;乙烯基、异丙烯基、烯丙基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基等碳原子数2~4的直链或支链烯基;苯基、甲苯基、2-乙基苯基、4-叔丁苯基、4-乙烯基苯基、4-异丙烯苯基、1-萘基、2-萘基、4-氯苯基、五氟苯基、2,6-二溴苯基、2,4-二碘苯基、5-氟-1-萘基、6-溴-2-萘基等碳原子数6~10的芳基;甲氧羰甲基、2-(4-氯苯氧羰)乙基、10-(甲氧羰)癸基、4-(正辛氧羰)丁基、2-(甲氧羰)环丙基、4-(异丙氧羰)环己基、3-(苯氧羰)环戊基、3,5-二(乙氧羰)环己基等具有1个以上含3~13个碳原子的羧酸酯基的脂肪族烃基;4-甲氧羰苯基、3-乙氧羰基-5-甲基苯基、4-(4-甲氧羰苯基)苯基、4-(2-苯氧羰乙烯基)苯基、6-正丁氧羰基-2-基、3,4,5-三(乙氧羰)苯基、3,4-二(正丁氧羰)苯基等具有1个以上含8~16个碳原子的羧酸酯基的芳香族烃基;和4-甲酰氧羰苯基、富马酸酐-5-基、4-(2-正丁酰氧羰乙烯基)苯基、萘-5,6-二羧酸酐-1-基、4-辛酰氧羰苯基等具有1个以上含8~16个碳原子的羧酸酐基的芳香族烃基。
第1发明方法中的式(2)所示的羧酸酯类、式(4)表示的磺酸酯类和式(5)表示的碳酸酯类中的OZ1表示由醇类或酚类消去活化氢而形成的有机基团。
作为衍生出这些有机基团OZ1的醇类,可以举出,甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇、十一烷醇、十二烷醇、十三烷醇、十四烷醇、十五烷醇、十六烷醇、十七烷醇、十八烷醇、十九烷醇、二十烷醇、二十二烷醇、二十六烷醇、三十烷醇、烯丙醇、2-甲基-2-丙烷-1-醇、丁烯醇、3-丁烯-1-醇、3-甲基-2-丁烯-1-醇、2-戊烯-1-醇、4-甲基-3-戊烯-1-醇、2-己烯-1-醇、6-甲基-5-庚烯-2-醇、1-辛烯-3-醇、β-香茅醇、二氢香叶醇、油醇、橙花叔醇、1,6-戊二烯-4-醇、2,4-二甲基-2,6-庚二烯-1-醇、橙花醇、香叶醇、沉香醇、8,10-十二碳二烯-1-醇、法呢醇、苄醇、苯乙醇、二苯丙醇、苯丁醇、乙二醇、丙二醇、甘油、聚(乙烯醇)、环丁醇、环戊醇、环己醇、2-甲基环乙醇、薄荷醇、环庚醇、环辛醇、环十二醇、降冰片醇、冰片、十氢-1-萘酚、1-金刚烷醇、2-环己烯-1-醇、萜烯-4-醇、香芹醇、5-降冰片烯-2-醇、麦角钙化醇等仅由碳原子、氢原子和醇羟基的氧原子形成的直链或支链的脂肪族或脂环醇类;2-氟乙醇、2-氯丙醇、3-氯-2,2-二甲基丙醇、6-氯-1-己醇、2,2,3,3-四氟丙醇、2-氯-2-丙烷-1-醇、4-氯苄醇、3-(6-氯-1-萘)丙醇、2-氯环己醇等具有卤原子的直链或支链的脂肪族或脂环醇类;2-甲氧乙醇、1-甲氧基-2-丙醇、3-环己氧基-1-丙醇、二乙二醇单甲醚、二丙二醇单甲醚、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、聚(氧丙烯)三醇、2-乙氧基苄醇、3-苯氧基苄醇、6-甲氧基-2-萘乙醇、四氢-4H-呋喃-4-醇、1,4-二噁烷-2,3-二醇等具有醚键的直链或支链的脂肪族或脂环醇类;3-乙酰氧基-1-丙醇、2-(3-甲基苯酰氧基)-1-乙醇、甲基丙烯酸4-羟丁基、3-乙酰氧基桂皮醇、3-(2-羟乙氧基)苯甲酸2-羟乙基、琥珀酸二(2-羟丙基)、3-甲氧羰基环己醇、4-乙烯氧羰基环己醇、对苯二甲酸二(2-羟乙基)等具有酯键的直链或支链的脂肪族或脂环醇类;N-(2-羟乙基)乙酰胺、3-(二甲基氨基甲酰基)-1-丙醇、N-(3-羟丙基)丙烯酰胺、N-(4-羟基环己基)苯甲酰胺、二-N-(2-羟乙基)邻苯二甲酰胺等具有酰胺键的直链或支链的脂肪族或脂环醇类等,在无损于第1发明的方法的限度内,它们也可具有其它的任意取代基。
其中,优选为例如,甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇、十一烷醇、十二烷醇、十三烷醇、十四烷醇、十五烷醇、十六烷醇、十七烷醇、十八烷醇、十九烷醇、二十烷醇、二十二烷醇、二十六烷醇、三十烷醇、烯丙醇、2-甲基-2-丙烷-1-醇、丁烯醇、3-丁烯-1-醇、3-甲基-2-丁烯-1-醇、2-戊烯-1-醇、4-甲基-3-戊烯-1-醇、2-己烯-1-醇、6-甲基-5-庚烯-2-醇、1-辛烯-3-醇、β-香茅醇、二氢香叶醇、油醇、橙花叔醇、1,6-戊二烯-4-醇、2,4-二甲基-2,6-庚二烯-1-醇、橙花醇、香叶醇、沉香醇、8,10-十二碳二烯-1-醇、法呢醇、苄醇、苯乙醇、二苯丙醇、苯丁醇、乙二醇、丙二醇、甘油、聚(乙烯基醇)等仅由碳原子、氢原子和醇羟基的氧原子形成的直链或支链的脂肪族醇类;和2-甲氧乙醇、1-甲氧基-2-丙醇、3-环己氧基-1-丙醇、二乙二醇单甲醚。二丙二醇单甲醚、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、聚(氧丙烯)三醇、2-乙氧基苄醇、3-苯氧基苄醇、6-甲氧基-2-萘乙醇等具有醚键的直链或支链的脂肪族醇类。
更优选为例如,甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇、十一烷醇、十二烷醇、十三烷醇、十四烷醇、十五烷醇、十六烷醇、十七烷醇、十八烷醇、十九烷醇、二十烷醇、烯丙醇、2-甲基-2-丙烷-1-醇、丁烯醇、3-丁烯-1-醇、3-甲基-2-丁烯-1-醇、2-戊烯-1-醇、4-甲基-3-戊烯-1-醇、2-己烯-1-醇、6-甲基-5-庚烯-2-醇、1-辛烯-3-醇、1,6-戊二烯-4-醇、2,4-二甲基-2,6-庚二烯-1-醇、橙花醇、香叶醇、沉香醇、8,10-十二碳二烯-1-醇、法呢醇、苄醇、苯乙醇、二苯丙醇、苯丁醇、乙二醇、丙二醇、甘油等仅由碳原子、氢原子和醇羟基的氧原子形成的碳原子数1~20的直链或支链的脂肪族醇类。
作为衍生出这些有机基团OZ1的酚类,可以举出例如,苯酚、甲酚、3-异丙酚、4-丁酚、2-环戊酚、2,3-二甲酚、2,3,6-三甲酚、2,6-二异丙酚、3,5-二叔丁酚、2,6-二叔丁基-4-甲酚、5-茚满醇、5,6,7,8-四氢-1-萘酚、萘酚、壬酚、4-羟基苯乙烯、4-羟基-α-甲基苯乙烯、1,1′-双-2-萘酚、邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、2-甲基间苯二酚、4-己基间苯二酚、2,6-二羟基萘、二(4-羟苯基)甲烷、2,2-二(4-羟苯基)丙烷、2,2-二(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷、2,2′-双酚、4,4′-双酚、苯基对苯二酚、1,3,5-三羟基苯、2,4,-二(4-羟苯基)-4-甲基-1-戊烯、2,4,6-三(4-羟苯基)-2,6-二甲基-3-己烯、5-羟基-3-(4-羟苯基)-1,1,3-三甲基-2,3-二氢茚,5-羟基-3-(4-羟苯基)-2,6-二甲基-3-己烯、三(4-羟苯基)甲烷、可溶(熔)酚醛树脂、聚(4-羟基苯乙烯)、聚(4-羟基-α-甲基苯乙烯)等仅由碳原子、氢原子和酚羟基的氧原子形成的酚类;3-氟苯酚、2-三氟甲酚、4-氯苯酚、2-溴苯酚、2,6-二氟苯酚、4-氟-2-甲酚、2,3,4-三氯酚、2,2-二(4-羟基-3,5-二氯苯基)丙烷、2,2-二(4-羟苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、八氟-4,4′-双酚、6,6′-二溴-1,1′-双-2-萘酚等具有卤原子的酚类;2-乙氧酚、4-(苯氧甲基)酚、3,4,5-三甲氧酚、7-甲氧基-2-萘酚、4-苄氧基-3-甲氧酚、3,3′-(乙基二氧)二酚等具有醚键的酚类;3-羟基乙酰苯酮、2-(2-氧代丙基)酚、4-羟基二苯甲酮、1-羟基-2-乙酰萘酮、4,4′-二羟基二苯甲酮、2,6-二羟基乙酰苯酮、根皮素等具有酮基的酚类;4-乙酰氧甲酚、水杨酸甲酯、丙烯酸4-羟苄基酯、4-羟基-3-甲氧基桂皮酸乙酯、2-甲氧羰基-6-甲基-3-萘酚、1,2-二(4-羟苯酰氧)乙烷、3,4,5-三羟基苯甲酸乙酯等具有酯键的酚类;4-乙酰胺基苯酚、3-(N,N-二甲基氨基甲酰基)苯酚、4-(N,N-二甲基氨基甲酰基)-3-甲酚、N-(3-羟基-5-甲基)苯基丙烯酰胺、N-(5-羟基-8-甲基-2-萘基)甲基丙烯酰胺、N-(4-羟苄基)苯酰胺、N,N′-二(4-羟苯基)-5-甲基-1,3-苯二羧酸酰胺等具有酰胺键的酚类等,在无损于第1发明的方法的限度内,它们也可具有其它的任意取代基。
其中优选为例如,苯酚、甲酚、3-异丙酚、4-丁酚、2-环戊酚、2,3-二甲酚、2,3,6-三甲酚、2,6-二异丙酚、3,5-二叔丁酚、2,6-二叔丁基-4-甲酚、5-茚满醇、5,6,7,8-四氢-1-萘酚、萘酚、壬酚、4-羟基苯乙烯、4-羟基-α-甲基苯乙烯、1,1′-双-2-萘酚、邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、2-甲基间苯二酚、4-己基间苯二酚、2,6-二羟基萘、二(4-羟苯基)甲烷、2,2-二(4-羟苯基)丙烷、2,2-二(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷、2,2′-双酚、4,4′-双酚、苯基对苯二酚、1,3,5-三羟基苯、2,4-二(4-羟苯基)-4-甲基-1-戊烯、2,4,6-三(4-羟苯基)-2,6-二甲基-3-己烯、5-羟基-3-(4-羟苯基)-1,1,3-三甲基-2,3-二氢茚、5-羟基-3-(4-羟苯基)-2,6-二甲基-3-己烯、三(4-羟苯基)丙烷、可溶(熔)酚醛树脂、聚(4-羟基苯乙烯)、聚(4-羟基-α-甲苯乙烯)等仅由碳原子、氢原子和酚羟基的氧原子形成的酚类;和3-氟苯酚、2-三氟甲酚、4-氯苯酚、2-溴苯酚、2,6-二氟苯酚、4-氟-2-甲酚、2,3,4-三氯酚、2,2-二(4-羟基-3,5-二氯苯基)丙烷、2,2-二(4-羟苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、八氟-4,4′-双酚、6,6′-二溴-1,1′-双-2-萘酚等具有卤原子的酚类。
更优选为例如,苯酚,甲酚、3-异丙酚、4-丁酚、2-环戊酚、2,3-二甲酚、2,3,6-三甲酚、2,6-二异丙酚、3,5-二叔丁酚、2,6-二叔丁基-4-甲酚、5-茚满醇、5,6,7,8-四氢-1-萘酚、萘酚、壬酚、4-羟基苯乙烯、4-羟基-α-甲基苯乙烯、1,1′-双-2-萘酚、邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、2-甲基间苯二酚、4-己基间苯二酚、2,6-二羟基萘、二(4-羟苯基)甲烷、2,2-二(4-羟苯基)丙烷、2,2-二(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷、2,2′-双酚、4,4′-双酚、苯基对苯二酚、1,3,5-三羟基苯、2,4-二(4-羟苯基)-4-甲基-1-戊烯、2,4,6-三(4-羟苯基)-2,6-二甲基-3-己烯、5-羟基-3-(4-羟苯基)-1,1,3-三甲基-2,3-二氢茚、5-羟基-3-(4-羟苯基)-2,6-二甲基-3-己烯、三(4-羟苯基)甲烷等仅由碳原子、氢原子和酚羟基的氧原子形成的碳原子数6~27的酚类。
第1发明方法中的式(3)所示的羧酸酐中的OZ2,表示由羧酸类消去活化氢而形成的有机基团。
作为衍生出这些有机基团OZ2的羧酸类,可以举出例如,甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、月桂酸、硬脂酸、油酸、苯乙酸、环己酸、苯甲酸、对甲苯酸、2-萘酸、2-降冰片烷酸、2-降冰片烯酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、马来酸、富马酸、肥酸、衣康酸、丁烷四羧酸、苯二酸、间苯二酸、对苯二甲酸、偏苯三酸、均苯四甲酸、聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)等仅由碳原子、氢原子和羧基的氧原子形成的直链和支链的脂肪族、脂环族或芳香族羧酸类;4-氯丁酸、5-氟-2-己酸、五氟苯乙酸、4-氯苯甲酸、3-溴环己酸、5-氯-2-双环[2.2.1]庚烷酸、6-碘-1-萘酸等具有卤原子的直链或支链的脂肪族、脂环族或芳香族羧酸类;甲氧乙酸、4-(4-甲基苯氧)丁酸、3-苯氧基苯乙酸、2,2′-乙二氧撑二乙酸、3-苄氧环己酸、5,6-二甲氧基-2-双环[2.2.1]庚烷酸、3-苯氧基桂皮酸、5-甲氧基间苯二酸、4,4′-乙二氧撑苯甲酸等具有醚键的直链或支链的脂肪族、脂环族或芳香族羧酸类;4-乙酸基丁酸、琥珀酸单异丙酯、富马酸单甲酯、1,3-环己二酸单乙酯、2,6-降冰片二酸单己酯、丙烯酸4-羟基羰苄酯、5-甲基-1,3-苯二酸环己酯、1,2-二(4-羟基羰苯酰氧)乙烷、聚(乳酸)、聚(ε-己内酯)等具有酯键的直链或支链脂肪族、脂环族或芳香族羧酸类;N-乙酰苯胺、3-(N,N-二甲基氨基甲酰基)丙酸、N-甲基丙烯酰基苯胺基乙酸、N-(4-羟基环己基)苯酰胺、5-(N,N-二乙基氨基甲酰基)-1-萘酸、N,N′-(4-羟苯基)对苯二甲酰胺等具有酰胺键的直链或支链的脂肪族、脂环族或芳香族羧酸类等,在无损于本明的方法的限度内,它们也可具有其它任意取代基。
其中优选为例如,甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、月桂酸、硬脂酸、油酸、苯乙酸、苯甲酸、对甲苯酸、2-萘酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、马来酸、富马酸、肥酸、衣康酸、丁烷四羧酸、苯二酸、异苯二酸、对苯二甲酸、偏苯三酸、均苯四甲酸、聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)等仅由碳原子、氢原子和羧基的氧原子形成的直链或支链的脂肪族或芳香族羧酸类。
更优选为甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、月桂酸、苯乙酸、苯甲酸、对甲苯酸、2-萘酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、马来酸、富马酸、肥酸、衣康酸、丁烷四羧酸、苯二酸、间苯二酸、对苯二甲酸、偏苯三酸、均苯四甲酸等仅由碳原子、氢原子和羧基的氧原子形成的碳原子数1~12的直链或支链的脂肪族羧酸或碳原子数7~12的芳香族羧酸类。
式(2)所示的羧酸酯类中更优选为,R1为碳原子数1~6的直链或支链烷基、碳原子数2~4的直链或支链烯基、碳原子数6~10的芳基、具有1个以上含3~13个碳原子的羧酸酯基的直链或支链的脂肪族烃基或具有1个以上含8~16个碳原子的羧酸酯基的芳香族烃基,OZ1是仅由碳原子、氢原子和醇羟基的氧原子形成的碳原子数1~20的直链或支链的脂肪族醇类或仅由碳原子、氢原子和酚羟基的氧原子形成的碳原子数6~27的酚类衍生出的有机基团组合而成的羧酸酯类。
式(3)表示的羧酸酐类中更优选为,R1为碳原子数1~6的直链或支链烷基、碳原子数6~10的芳基或具有1个以上含8~16个碳原子的羧酸酐基的芳香族烃基,OZ2为仅由碳原子、氢原子和羧基的氧原子形成的碳原子数1~12的直链或支链的脂肪族或芳香族羧酸类衍生出的有机基团组合形成的羧酸酐类。
式(4)表示的磺酸酐类中更优选为,R1为碳原子数1~6的直链或支链烷基、或碳原子数6~10的芳基、OZ1是仅由碳原子、氢原子、醇羟基的氧原子形成的碳原子数1~20的直链或支链脂肪族醇类,或仅由碳原子、氢原子和酚羟基的氧原子形成的碳原子数6~27的酚类衍生出的有机基团组合形成的磺酸酯类。
在式(2)表示的羧酸酯类或式(4)表示的磺酸酯类中,衍生出式(2)和式(4)中的OZ1的醇类或酚类中的1个活化氢以分别由R1CO-基或R1SO2-基取代的形式表现,但该醇类或该酚类中实际上具有多个活化氢。这些醇类或酚类中的部分或全部的活化氢由R1CO-基或R1SO2-基取代的化合物也包括在第1发明的方法中的式(2)表示的羧酸酯类或式(4)表示的磺酸酯类中。
并且,在式(3)表示的羧酸酐类中,衍生出式(3)中的OZ2的羧酸类中的1个羧基的活化氢以分别由R1CO-基取代的形式表现,但该羧酸类中实际上具有多个活化氢。这些羧酸类中的部分或全部的羧基中的活化氢由R1CO-基取代的化合物,也包括在第1发明的方法中的式(3)表示的羧酸酐类中。
环氧化合物与式(5)表示的碳酸酯类相接触时,可得到具有部分结构式(9)和部分结构式(10)的氧化烯衍生物中之一或两者,其生成比例,随式(5)表示的碳酸酯类中的R2种类和OZ1种类的组合的不同而不同。
即,当式(5)表示的碳酸酯类中的R2为碳原子数1~35的脂肪族烃基时,在OZ1是由醇类衍生出的有机基团时,可同等程度地得到具有部分结构式(9)和部分结构式(10)两者的氧化烯衍生物,在OZ1是由酚类衍生出的有机基团时,可得到以具有部分结构式(9)为主产物的氧化烯衍生物。
而当式(5)表示的碳酸酯类中的R2为碳原子数6~35的芳香族烃基时,在OZ1是由醇类衍生出的有机基团时,可得到以具有部分结构式(10)为主产物的氧化烯衍生物,在OZ1是由酚类衍生出的有机基团时,可同等程度地得到具有部分结构式(9)和部分结构式(10)两者的氧化烯衍生物。
在式(5)表示的碳酸酯类中的R2中,碳原子数1~35的脂肪族烃基,例如可以举出甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、二十一烷基、二十二烷基、二十三烷基、二十四烷基、二十五烷基、二十六烷基、二十七烷基、二十八烷基、二十九烷基、三十烷基、三十一烷、三十二烷基、三十三烷基或三十五烷基等碳原子数1~35的直链或支链烷基;环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基、环十一烷基、环十二烷基、环十三烷基、环十四烷基、环十五烷基、环十六烷基、环十七烷基、环十八烷基、环十九烷基、环二十烷基、2,3,4,5,6,7-六氢茚基、2-降冰片基、5-降冰片基-2-基或金刚烷基等碳原子数3~35的环烷基以及乙烯基、异丙烯基、烯丙基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、壬烯基、癸烯基、十一碳烯基、十二碳烯基、十三碳烯基、十四碳烯基、十五碳烯基、十六碳烯基、十七碳烯基、十八碳烯基、十九碳烯基、二十碳烯基等碳原子数2~35的直链或支链烯基。
其中优选为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、二十一烷基、二十二烷基、二十三烷基、二十四烷基、二十五烷基、二十六烷基、二十七烷基、二十八烷基、二十九烷基、三十烷基、三十一烷基、三十二烷基、三十三烷基、三十五烷基等碳原子数1~35的直链或支链烷基。
更优选为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基等碳原子数1~6的直链或支链烷基。
在式(5)表示的碳酸酯类中的R2中,碳原子数6~35的芳香族烃基例如可以举出,苯基、甲苯基、2-乙基苯基、4-叔丁苯基、4-壬苯基、2-环己基苯基、4-乙烯基苯基、4-异丙烯苯基、3-苯基苯基、1-萘基、2-萘基、5-甲基-1-萘基、6-乙烯基-2-萘基、蒽-1-基、菲-1-基、1-(1-萘基)-2-萘基、4-氯苯基、五氟苯基、2,6-二溴苯基、2,4-二碘苯基、5-氟-1-萘基、6-溴-2-萘基等,在无损于第1发明的方法的限度下,还可具有其它任意取代基。
其中优选为苯基、甲苯基、2-乙基苯基、4-叔丁苯基、2-环己基苯基、4-乙烯基苯基、4-异丙烯苯基、3-苯基苯基、1-萘基、2-萘基、5-甲基-1-萘基、6-乙烯基-2-萘基、4-氯苯基、五氟苯基、2,6-二溴苯基、2,4-二碘苯基、5-氟-1-萘基、6-溴-2-萘基等碳原子数6~12的芳香族烃基。
更优选为苯基、甲苯基、2-乙基苯基、4-乙烯基苯基、4-异丙苯基、4-氯苯基、五氟苯基、2,6-二溴苯基、2,4-二碘苯基等碳原子数6~9的芳香族烃基。
在式(5)表示的碳酸酯类中,更优选为,R2为碳原子数1~6的直链或支链烷基或碳原子数6~9的芳香族烃基,OZ1为仅由碳原子、氢原子和醇羟基的氧原子形成的碳原子数1~20的直链或支链的脂肪族醇类,或仅由碳原子、氢原子和酚羟基的氧原子形成的碳原子数6~27的酚类衍生出的有机基团组合形成的式(5)表示的碳酸酯类。
在式(5)表示的碳酸酯类中,衍生出式(5)中的OZ1的醇类或酚类中的1个活化氢由R2OCO-基取代的形式表现,但该醇类或酚类中实际上具有多个活化氢。存在于这些醇类或酚类中的部分或全部的活化氢由R2OCO-基取代的化合物,也包括在第1发明的方法中的式(5)表示的碳酸酯类中。
在第1发明的方法中,环氧化合物所举例中,具有酯键的环氧化合物可用作分成环氧化合物和式(2)表示的羧酸酯两类的这两种物质的反应原料。并且,当使具有这种酯键的环氧化合物与以式(2)、式(3)、式(4)或式(5)表示的化合物反应时,该环氧化合物中的环氧基是与该环氧化合物中的酯的部位反应,还是与式(2)、式(3)、式(4)或式(5)表示的化合物反应,是根据所用化合物的反应性的差异而不同的。并且,在将式(2)、式(3)、式(4)或式(5)表示的化合物中的两种以上并用时,或将所用的以式(2)、式(3)、式(4)、或式(5)表示的化合物分类成式(2)、式(3)、式(4)或式(5)表示的化合物中的任两种以上时,生成具有哪一部分结构式的氧化烯衍生物是随所用各个化合物的反应性差异而不同。
在第1发明的方法中,在式(1)表示的膦化合物存在下,使环氧化合物与式(2)表示的羧酸酯类、式(3)表示的羧酸酐类、式(4)表示的磺酸酯类、或式(5)表示的碳酸酯类接触。
在第1发明的方法中,优选为通过使用溶剂形成均匀的反应体系,但也可形成不均匀的多层或形成含固-液相的多层。
对反应形式无特殊限制,在使用式(1)表示的膦化合物、环氧化合物,式(2)、式(3)、式(4)、或式(5)表示的化合物和溶剂时,只要可与该溶剂有效接触,则采用间歇式、半间歇式或连续流通式均可。根据需要,还可使用高压釜。通常采用向式(1)表示的膦化合物和式(2)、式(3)、式(4)或式(5)表示的化合物的混合物中,在使用溶剂时还包括该溶剂的混合物中,一次性加入环氧化合物的方法,间断地或连续地加入方法;或向环氧化合物和式(2)、式(3)、式(4)或式(5)表示化合物的混合物中,在使用溶剂时还包括该溶剂的混合物中,加入式(1)表示膦化合物的方法等。
式(2)表示的羧酸酯类、式(3)表示的羧酸酐类、式(4)表示的磺酸酯类、或式(5)表示的碳酸酯类相对于环氧化合物的用量通常为,相对于环氧化合物中的1摩尔环氧基,使这些化合物中的R1CO-基、R1SO2-基或R2OCO-基在0.5~1.5摩尔的范围内,优选在0.7~1.3摩尔的范围内。
式(1)表示的膦化合物的用量,在任何情况下,都无特殊限制,相对于环氧化合物中的1摩尔环氧基,通常在0.5摩尔以下,优选为1×10-5~0.1摩尔,更优选为1×10-4~0.05摩尔。
反应温度根据任一情况所用原料或式(1)表示的膦化合物的种类而不同,通常在200℃以下,优选为10~180℃,更优选为30~150℃。反应时的压力根据任一情况所用原料的种类和反应温度而不同,通常在3.0MPa(绝对压力,下同)以下,优选为0.01~1.5MPa,更优选为0.1~1.0MPa的范围。反应时间,通常在48小时以内,优选为0.01~24小时,更优选为0.02~10小时。还可根据需要,使反应在存在氮气或氩气等不活泼气体的情况下进行。
在第1发明方法中,还可将作为反应基质的羧酸酯类、羧酸酐类、磺酸酯类或碳酸酯类用作溶剂,也可根据需要使用其它溶剂。此时所用的溶剂,例如可以举出正戊烷、正己烷、环己烷等脂肪族或脂环族烃基;二甲醚、二乙醚、二异丙醚、二丁醚、四氢呋喃、1,4-二噁烷、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、苯甲醚、邻二甲氧基苯、乙苯醚、丁苯醚、邻二乙氧基苯等醚类;苯、甲苯、二甲苯、乙苯、异丙苯、_、四氢化萘、丁苯、对甲基异丙基苯、二乙苯、二异丙苯、三乙苯、环己苯、二戊苯、十二烷基苯等芳香烃类;氯苯、邻二氯苯、间二氯苯、1,2,4-三氯苯、溴苯、邻二溴苯、溴氯苯、邻氯甲苯、对氯甲苯、对氯乙苯、1-氯萘等卤化芳香烃类;和二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、六甲基磷酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N′-二甲基咪唑烷酮等质子惰性极性溶剂。只要无损于第1发明方法的目的,还可使用其它任何溶剂。这些溶剂可单独使用,也可多种并用。溶剂用量通常是反应基质的环氧化合物1000重量倍以下,优选为0~500重量倍、更优选为0~100重量倍。
从该反应液中离析出目的氧化烯衍生物的方法可使用通常所用的任一种离析方法,根据任一情况下所用原料的种类、目的氧化烯衍生物的种类或所用溶剂的种类和用量等而不同。通常可从反应液或在使用溶剂时从馏去溶剂后的溶液中,利用蒸馏、再结晶、结晶析出、萃取或色谱柱等分离法,获得目的氧化烯衍生物。
在第1发明的方法中,在实际上不含具有活化氢的化合物的体系内进行反应,从无损于本发明反应方面看,是一种优选反应形式。
如上所述,在存在式(1)表示的膦化合物的情况下,使环氧化合物与式(2)表示的羧酸酯类、式(3)表示的羧酸酐类、式(4)表示的磺酸酯类或式(5)表示的碳酸酯进行接触,
式(2)~(5)中,R1、R2、OZ1、OZ2如上所述,以极高催化活性和极高收率制造出分别对应于部分结构式(6)、(7)、(8)、(9)和/或(10)的氧化烯衍生物,
部分结构式(6)~(10)中的R1、R2、OZ1和OZ2的意义与上述式(2)~(5)相同。
以下对构成第2发明的(A)、(B)、(C)和(D)成份作详细说明。
首先,对第2发明中具有最重要意义的固化促进剂(C)进行说明。
第2发明中的环氧树脂组合物中重要的组成因素为(C)固化促剂。
即,式(1)表示的膦化合物,优选是以通式(I)表示的膦化合物在固化促进剂总量中的含量为30~100重量%。
式(1)中,X1~X9和Y1~Y6各自独立,分别为氢原子、碳原子数1~10的脂肪族或脂环族烃基、碳原子数6~10的芳香族烃基、碳原子数1~10的烷氧基或碳原子数6~10的芳氧基。且X1~X9中至少3个是碳原子数1~10的烷氧基。
式(I)中,G1~G3各自独立,分别是氢原子、碳原子数1~6的烷氧基。且G1和G2不能同时为氢原子。
膦化合物中,更优选的具体例,可举出如下化合物。即,三(2-甲氧基苯基)膦、三(2,4-二甲氧基苯基)膦、三(2,6-二甲氧基苯基)膦,三(2,4,6-三甲氧基苯基)膦。这些膦化合物的用量在固化促进剂的总量中,为30~100重量%。
在第2发明的环氧树脂组合物中,在无损于本发明特征的范围内,还可以使用其它的一般常用的公知的固化促进剂,例如2-甲基咪唑等咪唑类;三苯基膦、三丁基膦、三环己基苯基膦、三(4-甲氧基苯基)膦、三(2-甲基苯基)膦、三(2,4-二甲基苯基)膦、三(2,4,6-三甲基苯基)膦、三(氰乙基)膦、三(羟丙基)膦等膦类;三乙胺等叔胺类、1,8-二氮二环[5.4.0]十一烯-7等二氮二环类;4-N,N-二甲基氨基吡啶等吡啶类等。
只要是在1分子中有两个以上环氧基的物质就都可用作成份(A)的两个以上官能团的环氧化合物或两个以上官能团的环氧树脂。
具体例,可列举如下。
即,通过烯烃类的氧化、羟基的缩水甘油醚化、伯、仲胺类的缩水甘油酰胺化、羧酸的缩水甘油酯化等得到的具有环氧基的物质。
这些环氧化得到的原料可以举出,邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚等二羟基苯类;2,6-二羟基萘、2,7-二羟基萘、1,6-二羟基萘、1,7-二羟基萘、2,2-二(4-羟苯基)丙烷(双酚A)、2-(3-羟苯基)-2-(4′-羟苯基)丙烷、二(4-羟苯基)甲烷(双酚F)、二(4-羟苯基)砜(双酚S)、二(4-羟苯基)硫醚、二(4-羟苯基)甲基环己烷、二(4-羟苯基)甲基苯、4,4′-二羟基联苯、4,4′-二羟基-2,2′,6,6′-四甲基联苯、4,4′-二羟基二苯基醚、6,6′-二羟基-3,3,3′,3′-四甲基-1,1-螺环二茚满、1,3,3-三甲基-1-(4-羟苯基)-1-茚满-6-醇等双酚类;四苯酚乙烷,萘酚-甲酚可溶酚醛树脂缩合物等低聚酚类,以通式(XI)表示的可溶(熔)酚醛树脂类和从该酚醛树脂类中除去双酚体的残余物[三酚体以上;以下简写成VR],
式(XI)中,L9表示碳原子数1~6的直链、支链或环状的烷基、芳基、烷氧基、重复单元数m分布在1~50的范围内、其平均为1~20的范围,
通式(XII)表示的苯酚芳烷类、
式(XII)中、L10表示碳原子数1~6的直链、支链或环状的烷基、芳基、烷氧基、重复单元数m分布在1~50的范围内、其平均为1~20的范围,
通式(XIII)表示的萘酚芳烷类、
式(XIII)中、重复单元数n分布在1~20的范围内、其平均为1~5的范围,
通式(XIV)表示的酚-二环戊二烯共聚树脂(DPR树脂)、
式(XIV)中L11表示碳原子数1~6的直链、支链或环状的烷基、芳基、烷氧基、重复单元数m分布在1~50的范围内、其平均为1~20的范围的等酚醛树脂类;
乙二胺、丙二胺、六甲撑二胺、苯胺、4,4′-二氨基苯甲烷(MDA)、4,4′-二氨基联苯醚、4,4′-二氨基二苯砜、2,2′-二(4,4′-二氨基苯)丙烷、间二甲苯二胺、对二甲苯二胺、1,2-二氨基环己烷、以通式(XV)表示的苯胺芳香烃树脂[商品名:Anilix、三井化学(株)社制]
式中R11表示碳原子数1~6的直链、支链或环状的烷基、芳基、烷氧基,重复单元数m分布在1~50的范围内,其平均为1~20的范围等的脂肪族或芳香族胺类;
间氨基苯酚、对氨基苯酚、2-(4-氨基苯基)-2-(4′-羟苯基)丙烷、4-氨基苯基-4-羟苯基甲烷等氨基酚类;
邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、四氢化邻苯二甲酸、六氢化邻苯二甲酸、二聚酸、1,3-二羧基环己烷等羧酸类;水杨酸、4-羟基苯甲酸等羟酸类等。
对这些具有活化氢的化合物缩水甘油基化可利用公知方法进行,最普通的是在卤化氢受体的存在下,使表氯醇反应。另外,在制造甘油酯时,已知的优选方法是,在金属催化剂,尤其是TlNO3、Tl(OCOCF3)3等铊化合物作为催化剂的情况下,使羧酸甲酯与缩水甘油反应。
其中,作为本发明主要目的的半导体集成电路密封材料,优选为由酚化合物、酚醛树脂类衍生出的缩水甘油醚类,具体为由二羟基萘类衍生出的环氧化合物、由双酚类得到的环氧树脂、由通式(X)所示的可溶(熔)酚醛树脂得到的环氧树脂、由通式(XI)所示的苯酚芳烷树脂得到的环氧树脂、由通式(XIII)表示的酚-双环戊二烯树脂得到的环氧树脂等。
(B)固化剂成份的由2个以上官能团的酚化合物或2个以上官能团的酚醛树脂的羟基酰化而得的含有酯基的化合物或含有酯基的树脂,是酯化率为10~100摩尔%、优选为50~100摩尔%、更优选为75~100摩尔%、进一步优选为90~100摩尔%、最优选为91.0~100摩尔%的物质。酯化率越大,所得固化物的吸湿率越小。另外,兼顾到其它物性后,可任意确定酯化率。
另外,酯化率可按照原料酚化合物或酚醛树脂的羟基酰化前后的羟基当量,以下述计算式求出。在此,羟基当量(单位:g/eq)以JISK-0070的操作法为标准进行测定。
X={(B-A)/(B+M-1))×100
式中,X为酯化率,A和B为酰化前后的原料酚化合物或酚醛树脂的羟基当量(g/eq),M为酰基的分子量。
具体而言,使形成上述所举出的环氧树脂的原料的酚化合物或酚醛树脂酯化的物质优选为,以通式(VIII)表示的可溶(熔)酚醛树脂衍生出的含酯基树脂,
式(VIII)中,L6表示氢原子、碳原子数1~6的直链、支链或环状的烷基、芳基、烷氧基,A表示氢原子或碳原子数2~10的芳香族或脂肪族酰基,氢原子/酰基的摩尔比为90/10~0/100的范围,重复单元数m分布在1~50的范围内,其平均为1~20的范围;
以通式(IX)表示的苯酚芳烷树脂衍生出的含酯基树脂,
式(IX)中,L7表示氢原子、碳原子数1~6的直链、支链或环状的烷基、芳基、烷氧基,A表示氢原子或碳原子数2~10的芳香族或脂肪族酰基,氢原子/酰基的摩尔比为10/90~0/100的范围,重复单元数m分布在1~50的范围内,其平均为1~20的范围;以及
以通式(X)表示的酚-二环戊二烯型树脂衍生出的含酯基树脂,
式(X)中,L8表示氢原子、碳原子数1~6的直链、支链或环状的烷基、芳基、烷氧基,A表示氢原子或碳原子数2~10的芳香族或脂肪族酰基,氢原子/酰基的摩尔比为10/90~0/100的范围,重复单元数m分布在1~50的范围内,其平均为1~20的范围。
对这些酚醛树脂进行酯化的方法可使用公知的方法,具体如下。即,用在将上述羟基酯化时的酯化剂,优选为有机酸酐、有机羧酸卤化物、有机羧酸中的任一种,还可根据希望衍生出的酯的碳原子数的酯化剂的特征适当选择,该酯化剂的具体例,可以举出乙酸酐、乙酰氯、乙酰溴、乙酸、丙酸酐、丙酸氯化物、丙酸溴化物、丙酸、丁酸酐、丁酸氯化物、丁酸、戊酸酐、戊酸氯化物、戊酸溴化物、戊酸、三甲基乙酸氯化物、三甲基乙酸、苯乙酸、苯乙酸氯化物、2-苯丙酸、3-苯丙酸、邻甲苯乙酸、间甲苯乙酸、对甲苯乙酸、异丙苯酸、苯甲酸酐、苯甲酸氯化物、苯甲酸溴化物、苯甲酸、邻甲苯甲酸氯化物、间甲苯甲酸氯化物、对甲苯甲酸氯化物、邻甲苯甲酸、间甲苯酸、对甲苯酸、2,3-二甲苯酸、2,4-二甲苯酸、2,5-二甲苯酸、2,6-二甲苯酸、3,4-二甲苯酸、3,5-二甲基苯甲酸等。其中,优选为乙酸酐、乙酰氯、苯甲酸酐、苯甲酸氯化物。这些酯化剂可单独使用,也可任意两种以上并用。
其用量,对于羟基,优选使用10摩尔%以上,上限没有特殊限定,在过量使用进行充分酯化时,过量的酯化剂可在反应结束后除去,在现实中,从反应容积效率、成本等方面考虑,对羟基可在10摩尔倍以下,优选在5摩尔倍以下,更优选在3摩尔倍以下。
具体方法根据酯化剂的种类而不同,分述而言,对有机酸酐可用常用的方法。即,使羟基与可使之完全酯化的任意量的有机酸酐反应后,可通过常压蒸馏、减压蒸馏、水洗、用含碳酸盐的水等弱碱性水洗涤等任意方法或其组合方法除去有机酸、过量的有机酸酐等副产物,得到目的酯化合物。在进行部分酯化时,由于相对于羟基使用任意量,即,在本发明的树脂组合物中,使用酯化10摩尔%以上的酯化物,所以在使用10摩尔%以上的有机酸酐进行完全酯化时,只要相对于羟基在等摩尔以上,若兼用溶剂,则其上限无特殊限制,但考虑到经济效益、反应容积效率时,优选使用10摩尔倍以下。另外,在使用下述有机羧酸进行反应时,用量与此相同。
一般,在酯化反应中,多在存在有与吡啶、哌嗪、三乙胺等反应呈惰性有机碱的情况下进行,在半导体集成电路的密封材料等电器、电子领域中使用上述第2发明的环氧树脂组合物时,必须避免残留这些含氮的有机碱。为此,优选在最终时引入水洗工序。然而,由于不使用这些有机碱反应也可充分进行,所以优选不使用有机碱。
反应温度优选为60~200℃,更优选为80~180℃,进一步优选为100~160℃。反应时间受反应物的种类和反应温度的影响很大,大致为1~25小时,在现实中,优选使用高速液相色谱法、气相色谱法等在跟踪酯化剂的消失和羟基的消失的同时确定反应终点。
反应中使用溶剂与否均可,在具有作为原料的羟基的物质在反应温度下充分熔融、且酯化剂为液体时,或在反应温度下熔融、或溶于树脂对反应无妨碍时,反应可在无溶剂的条件下进行。
当溶剂为必需时,只要是对反应呈惰性的溶剂均可使用。举例而言,可单独或任意组合使用如下溶剂。即,苯、甲苯、二甲苯、氯苯、邻二氯苯、二苯醚等芳香烃类;N,N-二甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基-2-咪唑烷酮、二甲亚砜、环丁砜等质子惰性极性溶剂类;四氧呋喃、二噁烷、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚等醚类;丙酮、甲乙酮、甲基异丁酮等酮类等。
反应可在常压、加压(高压釜)、减压任一种情况下进行,且反应体系的环境可为空气中、氮气、氩气、氦气等不活泼气体中的任一环境下,优选为在氮气环境下进行。
下面,对将有机羧酸卤化物用作酯化剂时进行反应的情况进行说明。此时也可使用常用的方法。即,优选使羟基与将其酯化时应使用的任意量的有机羧酸卤化物进行反应。此时,副产物卤化氢优选采用使体系内存在必要量的吡啶、哌嗪、三乙胺等对反应呈惰性的碱进行捕集的方法;和考虑到在反应中以气体状态依次快速排向体系之外,用设在反应体系外的水或碱性捕集器捕集时,根据上述理由,为避免混入含氮化物和离子化合物,使卤化氢气快速地排放到体系外的方法。这时,当然更优选为在对反呈惰性的气体气流下进行反应。
有机羧酸卤化物的用量在进行部分酯化时为相对羟基的任意量,优选使用10摩尔%以上的有机羧酸卤化物;在完全进行酯化时,优选使用与羟基等摩尔或稍过量的有机羧酸卤化物。尽管对有机羧酸卤化物较多过量地使用没有特殊限制,但考虑到经济效益、反应的容积效率、以及反应后的处理工艺的繁杂,优选为羟基的10摩尔倍以下、更优选为5摩尔倍以下、进一步优选为3摩尔倍以下的范围。反应温度、反应中的溶剂使用、反应的形态等优选以上述有机酸酐的情况为准。
并且,在将有机羧酸用作酯化剂时,可大致依照有机酸酐的情况,但反应时需要酸催化剂,举例而言,有,盐酸、硫酸、磷酸、多磷酸等无机酸类;对甲苯磺酸、甲磺酸、乙磺酸、二甲基琥珀酰磺酸、二乙基琥珀酰磺酸等有机磺酸类;以三氟甲磺酸为代表的超强酸;以链烷磺酸型为代表的酸性离子交换树脂;以全氟链烷磺酸型为代表的超强酸型离子交换树脂等。
其用量相对于原料的重量,在为超强酸时为0.00001~5重量%,优选为0.0001~1重量%,更优选为0.001~0.1重量%的范围;在为离子交换树脂类时,为1~100重量%,优选为10~50重量%的范围;其它情况下为0.01~10重量%,优选为0.1~5重量%的范围。当低于该范围时,反应速度会降低,在现实反应时间内不能结束反应。而当大于该范围时,就不能忽视副反应,包括繁杂的去催化剂工艺等,导致成本增加。
以上对3种酯化剂及其反应进行了说明,在任一情况下需要得到更高纯度的酯化物时,优选在反应结束后引入水洗工序。此时,使用甲苯、二甲苯、甲基异丁酮、甲乙酮、乙酸乙酯等可水洗溶剂,洗涤至洗涤废水中不再含有酸性成份、离子杂质。
环氧树脂和固化剂的配比为,对于1摩尔当量的环氧基,酯基或酯基与羟基的合计量,也即相对于环氧基的活性基量,为0.5~1.5摩尔当量,优选为0.7~1.3摩尔当量的范围,更优选为使用调至固化物可获得最适物性的摩尔比。
而且,在第2发明的环氧树脂组合物中,固化促进剂膦化合物的用量为,相对于树脂成份(环氧树脂和固化剂的合计)为0.1~25重量%(0.1~25g/100g)的范围,优选为0.5~15重量%,更优选为0.5~8重量%的范围。
在本发明的环氧树脂组合物中,可根据需要使用(D)有机和/或无机填料及其它添加剂。尤其是在用于半导体集成电路的密封材料时,优选使用用于提高其机械特性和降低总成本的有机和/或无机填料,和用于防止光引发的误动的碳黑等着色剂,以及脱模剂、偶联剂、阻燃剂等。
有机和/或无机填料的用量,以(A)环氧树脂和(B)固化剂的合计量为100重量份,则为100~1900重量份的范围,优选为250重量份以上,更优选为550重量份以上。
可用于本发明的有机和/或无机填料可以举出,氧化硅、氧化铝、氮化硅、碳化硅、滑石、硅酸钙、碳酸钙、云母、粘土、钛白等粉体;玻璃纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维等纤维。其中,用于密封材料的优选物质是结晶氧化硅和/或熔融氧化硅,再考虑到该树脂组合物成型时的流动性,其形状优选为球状或球形-无定形混合物。
再考虑到机械强度和耐热性等方面,优选添加各种添加剂。例如,为提高树脂和无机填料的结合性,优选使用偶联剂,该偶联剂可举出硅烷类、酞酸酯类、铝酸酯类、锆铝酸酯类等。其中,优选为硅烷类偶联剂,特别优选为具有可与环氧基反应的官能团的硅烷偶联剂。
作为这样的偶联剂,可以举出乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、N-(2-氨甲基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-苯胺基丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油基丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷等。它们既可单独使用,也可两种以上组合使用。这些偶联剂优选预先吸附或通过反应固定在无机填料表面上。
在第2发明的环氧树脂组合物的制造中,采用任何方法均可。例如,可预先在固化剂中充分熔融混炼(C)固化促进剂后,再与环氧树脂混合;也可同时将全部物质一起进行混练。只要能充分均匀,还可均以粉末状态进行干混。
第2发明的环氧树脂固化物,是将第2发明的环氧树脂组合物热固化而得到的固化物。
第2发明的半导体装置,是使用第2发明的环氧树脂组合物密封半导体集成电路得到的装置。制造半导体装置的方法,最常用的是低压连续送进成型法,还可使用其它方法,如,注射成型、压制成型、铸塑成型等方法。并且,还可以是使用溶剂等的特殊方法。
实施例
用下述实施例更详细说明本发明,但不限定于此,仅用于说明和加强理解。
实施例101
将0.442g(1.00mmol)三(2,6-二甲氧基苯基)膦(以下简称为“2,6-DMPP”)和14.3g(105mmol)乙酸苯基酯(式(2)中的R1为甲基,OZ1为由酚形成的有机基团的羧酸酯)放入100ml的烧瓶内,升温到90℃后,用10分钟向其中滴加15.0g(100mol)的苯基缩水甘油醚(简称为“PGE”)。滴加结束后,在该温度下搅拌5小时后,经过约10分钟回复至室温。取部分该反应液,以1,3,5-三氯苯为内部标准,用气相色谱进行了定量分析,原料PGE几乎完全消耗掉,目的物乙酸1,3-二苯氧基-2-丙酯的生成收率为95%(以PGE为基准),反应大体上定量进行。将该反应液直接加入色谱柱内,得到25.8g乙酸1,3-二苯氧基-2-丙酯无色液体。离析收率为90%。对该物质的各种分析数据与标准物质相同。2,6-DMPP的催化活性(每1摩尔的催化剂在单位时间内生成目的物的摩尔数,下同)为20mol/mol·h。该催化剂的活性是惊人的,相对于下述比较例102、103、104和105中的N-甲基咪唑、四丁基氯化铵、叔丁氧化钾、三苯基膦等的催化活性,分别是14.5倍、5.8倍、4.8倍、33.3倍。
实施例102
除了使用等摩尔的三(2,4,6-三甲氧基苯基)膦(简称为“TMPP”)代替实施例101中的2,6-DMPP之外,其它完全与实施例101一样进行反应。和实施例101一样,原料PGE几乎完全消耗掉,乙酸1,3-二苯氧基-2-丙酯的生成收率为97%,离析收率为91%。催化活性非常高,达到20mol/mol·h。
比较例101
除了不使用实施例101中的2,6-DMPP之外,其它完全和实施例101一样进行反应。反应几乎不进行,乙酸1,3-二苯氧基-2-丙酯的生成收率为2%。
比较例102
除了使用0.821g(10.0mmol)N-甲基咪唑(简称为“NMI”)代替实施例101中的2,6-DMPP之外,其它完全和实施例101一样进行反应。乙酸1,3-二苯氧基-2-丙酯的生成收率为66%,离析收率为61%。且催化活性只有1.3mol/mol·h。
比较例103
除了使用0.695g(2.50mmol)四丁基氯化铵(简称为“TBAC”)代替实施例101中的2,6-DMPP之外,其它完全和实施例101一样进行反应。乙酸1,3-二苯氧基-2-丙酯的生成收率为42%,离析收率为35%。且催化活性仅为3.4mol/mol·h。
比较例104
除了使用0.23g(2.50mmol)钾叔丁氧化物(简称为t-BuOK)代替实施例101中的2,6-DMPP之外,其它完全和实施例101一样进行反应。乙酸1,3-二苯氧基-2-丙酯的生成收率为48%,离析收率为37%,且催化活性仅为3.9/mol·h。
比较例105
除了使用等摩尔的三苯基膦(简称为“TPP”)代替实施例101中的2,6-DMPP之外,其它完全和实施例101一样进行反应。反应几乎不进行,乙酸1,3-二苯氧基-2-丙酯的生成收率为3%,且催化活性仅有0.6mol/mol·h。
实施例101,102比较例101~105的结果示于表1。
表1
催化剂* | 催化剂量(摩尔比)(催化剂/PGE) | 反应收率(%) | 催化活性(mol/mol·h) | |
实施例101 | 2,6-DMPP | 1.0×10-2 | 95 | 20 |
实施例102 | TMPP | 1.0×10-2 | 97 | 20 |
比较例101 | 未使用 | - | 2 | - |
比较例102 | NMI | 10.0×10-2 | 66 | 1.3 |
比较例103 | TBAC | 2.5×10-2 | 42 | 3.4 |
比较例104 | t-BuOK | 2.5×10-2 | 48 | 3.9 |
比较例105 | TPP | 1.0×10-2 | 3 | 0.6 |
*)2,6-DMPP:三(2,6-二甲氧基苯基)膦。
TMPP:三(2,4,6-三甲氧基苯基)膦
NMI:N-甲基咪唑
TBAC:四丁基氯化铵
t-BuOK:叔丁基氧化钾
TPP:三苯基膦
实施例103
除了使用等摩尔的三(2,4-二甲氧基苯基)膦代替实施例101中的2,6-DMPP之外,其它和实施例101完全一样反应,目的物乙酸1,3-二苯氧基-2-丙酯的生成收率高达95%,且离析收率为89%。
实施例104
除了使用等摩尔的三(2,6-二-正辛氧基苯基)膦代替实施例101中的2,6-DMPP之外,其它和实施例101一样进行反应,目的物乙酸1,3-二苯氧基-2-丙酯的生成收率为91%,离析收率为85%。
实施例105
除了使用等摩尔的三(2,4,6-三甲氧基-3,5-二甲基苯基)膦代替实施例101中的2,6-DMPP之外,其它和实施例101一样进行反应,目的物乙酸1,3-二苯氧基-2-丙酯的生成收率为96%,离析收率为90%。
实施例106
除了使用等摩尔的三(2,6-二甲氧基-4-苯氧基苯基)膦代替实施例101中的2,6-DMPP之外,其它和实施例101一样进行反应,目的物乙酸1,3-二苯氧基-2-丙酯的生成收率为92%,离析收率为86%。
实施例107
向300ml的烧瓶内加入18.9g(105mmol)苯甲酸2-甲氧基乙酯(式(2)中的R1是苯基,OZ1是由2-甲氧基乙醇衍生出的有机基团的羧酸酯)和0.177g(0.4mmol)2,6-DMPP,再向其中加入25.0g二甘醇二甲醚,形成均匀溶液。将该均匀溶液升温到110℃后,用30分钟向其中滴加25.0g二甘醇二甲醚中溶解有18.5g(100mmol)4-氯苯基缩水甘油醚的溶液。滴加结束后,在该温度下搅拌5小时,然后经约10分钟回复至室温。取部分该反应液,以联苯为内部标准,用液相色谱仪进行定量分析,形成目的物苯甲酸1-(4′-氯苯氧甲基)-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯生成收率为90%(以4-氯苯基缩水甘油醚基准)。该反应也可很好地进行。将该反应液直接供入色谱柱内,得到30.6g苯甲酸1-(4′-氯苯氧甲基)-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯。离析收率为84%。
实施例108
除了使用等摩尔的乙酸酐(式(3)中的R1是甲基,OZ2是由乙酸衍生出的有机基团的酸酐)代替实施例107中的苯甲酸2-甲氧基乙酯,使用等摩尔的PGE代替4-氯苯基缩水甘油醚之外,其它完全和实施例107一样进行反应。目的物2,3-二乙酰氧丙基苯基醚生成收率为88%,离析收率为83%。
实施例109
除了使用等摩尔的碳酸二苯酯(式(5)中的R2是苯基,OZ1是由酚衍生出的有机基团的碳酸酯)代替实施例107中的苯甲酸2-甲氧基乙酯,使用等摩尔的PGE代替4-氯苯基缩水甘油醚之外,其它完全和实施例107一样进行反应。目的物碳酸苯基1,3-二苯氧基-2-丙酯的生成收率为87%,离析收率为80%。
实施例110
除了使用等摩尔的碳酸甲基对氯苯基酯(式(5)中的R2为甲基,OZ1为从对氯酚衍生出的有机基团的碳酸酯)代替实施例107中的苯甲酸2-甲氧基乙酯,使用等摩尔的PGE代替4-氯苯基缩水甘油醚之外,其它完全和实施例107一样进行反应。生成物是只具有部分结构式(9)的碳酸甲基-1-苯氧基-3-(对氯苯氧基)-2-丙酯,其生成收率为91%,离析收率为83%。
实施例111
除了使用等摩尔的碳酸甲基2-甲氧基乙酯代替实施例107中的苯甲酸2-甲氧基乙酯(式(5)中的R2为甲基,OZ1为由2-甲氧基乙酯衍生出的有机基团的碳酸酯)和使用等摩尔的PGE代替4-氯苯基缩水甘油醚之外,其它完全和实施例107一样进行反应。生成物是具有部分结构式(9)的碳酸甲基-1-苯氧基-3-(2-甲氧基乙氧基)-2-丙酯和具有部分结构式(10)的碳酸2-甲氧乙基-3-甲氧基-1-苯氧基-2-丙酯。它们的生成比率为1∶1。其合计生成收率为93%,离析收率为88%。
实施例112
除了使用等摩尔的碳酸甲基乙酯(式(5)中的R2是甲基,OZ1是由乙醇衍生出的有机基团的碳酸酯)代替实施例107中的苯甲酸2-甲氧基乙酯,和使用等摩尔的PGE代替4-氯苯基缩水甘油醚之外,其它完全和实施例107一样进行反应。生成物是部分结构式(9)的碳酸甲基1-苯氧基-3-乙氧基-2-丙酯和部分结构式(10)的碳酸乙基3-甲氧基-1-苯氧基-2-丙酯。它们的生成比率为1∶1。其合计生成收率为93%,离析收率为88%。
实施例113
除了使用等摩尔的苯甲酸酐(式(3)中的R1是苯基,OZ2是由苯甲酸衍生出的有机基团的羧酸酐)代替实施例107中的苯甲酸2-甲氧基乙酯,和使用等摩尔的PGE代替4-氯苯基缩水甘油醚之外,其它完全和实施例107一样进行反应。目的物1,2-二苯酰氧-3-苯氧丙烷的生成收率为97%,离析收率为92%。
实施例114
除了使用等摩尔的对甲苯磺酸2-萘酯(式(4)中的R1是对甲苯基,OZ1是由2-萘酚衍生出的有机基团的磺酸酯)代替实施例107中的苯甲酸2-甲氧基乙酯,和使用等摩尔的PGE代替4-氯苯基缩水甘油醚之外,其它完全和实施例107一样进行反应。目的物对甲苯磺酸1-(2-萘氧基)-3-苯氧基-2-丙酯的生成收率为93%,离析收率为89%。
实施例115
除了使用等摩尔的甲基丙烯酸4-氯苯酯(式(2)中的R1是异丙烯基,OZ1是由4-氯酚衍生出的有机基团的羧酸酯)20.6g(105mmol)代替实施例107中的苯甲酸2-甲氧基乙酯,和使用等摩尔的PGE代替4-氯苯基缩水甘油醚之外,其它完全和实施例107一样进行反应。目的物甲基丙烯酸1-(4-氯苯氧基)-3-苯氧基-2-丙酯的生成收率为95%,离析收率为90%。
实施例116
除了使用等摩尔的甲基丙烯酸酐(式(3)中的R1是异丙烯基,OZ2是从甲基丙烯酸衍生出的有机基团的羧酸酯)代替实施例107中的苯甲酸2-甲氧基乙酯,和使用等摩尔的PGE代替4-氯苯基缩水甘油醚之外,其它完全和实施例107一样进行反应。目的物2,3-二(异丙烯羰氧)丙基苯醚的生成收率为89%,离析收率为85%。
实施例117
除了使用等摩尔的丙磺酸甲酯(式(4)中的R1是丙基,OZ1是由甲醇衍生出的有机基团的磺酸酯)代替实施例107中的苯甲酸2-甲氧基乙酯,和使用等摩尔的PGE代替4-氯苯基缩水甘油醚之外,其它完全和实施例107一样进行反应。目的物丙磺酸1-甲氧基-3-苯氧基-2-丙酯的生成收率为92%,离析收率为86%。
实施例118
除了使用等摩尔的乙烯基磺酸4-三氟甲基苯基酯(式(4)中的R1是乙烯基,OZ1是由4-三氟甲酚衍生出的有机基团的磺酸酯)代替实施例107中的苯甲酸2-甲氧基乙酯,和使用等摩尔的PGE代替4-氯苯基缩水甘油醚之外,其它完全和实施例107一样进行反应。目的物乙烯基磺酸1-苯氧基-3-(4-三氟甲基)苯氧基-2-丙酯的生成收率为87%,离析收率为83%。
实施例119
除了使用等摩尔的甲磺酸3-苄氧丙酯(式(4)中的R1是甲基,OZ1是从3-苄氧丙醇衍生出的有机基团的磺酸酯)代替实施例107中的苯甲酸2-甲氧基乙酯,和使用等摩尔的PGE代替4-氯苯基缩水甘油醚之外,其它完全和实施例107一样进行反应。目的物甲磺酸1-(3-苄氧基)丙氧基-3-苯氧基-丙酯的生成收率为94%,离析收率为90%。
实施例120
将72.3g(420mmol)乙酸辛酯(式(2)中的R1为甲基,OZ1是由辛醇衍生出的有机基团的羧酸酯)和0.442g(1.0mmol)2,6-DMPP加入到200ml的高压釜内,升温到90℃后,间断性加入23.2g(400mmol)环氧丙烷,并保持反应时压力为0.3MPa(绝对压力),同时在该温度下反应15小时。经过约30分钟,将内容物冷却至室温。取一部分用气相色谱仪进行定量分析,目的物乙酸-2-辛氧基-1-甲基乙酯的生成收率为73%。将该反应液加入色谱柱中,得到60.8g乙酸2-辛氧基-1-甲基乙酯,离析收率为66%。
实施例121
除了使用等摩尔的己二酸二苯酯(式(2)中的R1是4-(苯氧羰)丁基,OZ1是由酚衍生出的有机基团的羧酸酯)代替实施例107中的苯甲酸2-甲氧基乙酯,和使用等摩尔的PGE代替4-氯苯基缩水甘油醚之外,其它完全和实施例107一样进行反应。目的物己二酸二1-苯氧甲基-2-苯氧乙酯的生成收率为90%,离析收率为85%。
实施例122
除了使用等摩尔的对苯二甲酸二甲酯(式(2)中的R1是4-(甲氧羰)苯基,OZ1是由甲醇衍生出的有机基团的羧酸酯)代替实施例107中的苯甲酸2-甲氧基乙酯,和使用两倍摩尔量的PGE代替4-氯苯基缩水甘油醚之外,其它完全和实施例107一样进行反应。目的物对苯二甲酸二1-苯氧甲基-2-甲氧基乙酯的生成收率为88%,离析收率为84%。
实施例123
除了使用等摩尔的1,4-二(乙酰氧羰)苯(式(3)中的R1是4-(乙酰氧羰)苯基,OZ1是由乙酸衍生出的有机基团的羧酸酐)代替实施例107中的苯甲酸2-甲氧基乙酯,和使用两倍摩尔的PGE代替4-氯苯基缩水甘油醚之外,其它完全和实施例107一样进行反应。目的物对苯二甲酸二(1-苯氧甲基-2-乙酰氧)乙酯的生成收率为96%,离析收率为91%。
合成例201
向具有温度计、滴加漏斗、回流冷却器、氮气导入管、搅拌装置、减压装置(简易抽气装置)和碱收集器的玻璃制反应容器内加入214.0g(2.0mol=羟基)可溶(熔)酚醛树脂(商品名:PSM4261、群荣化学工业(株)制,羟基当量107.0g/eq,平均分子量940(以聚苯乙烯换算)),并升温到120℃。一边保持120~125℃的温度,一边经3小时滴加281.1g(2.0mol)苯酰氯。滴加结束后,经1小时升温到160℃,在该温度下熟化12小时。
另外,在滴加与熟化的过程中,利用回流冷却器的顶部进行少量减压,使系统内保持70~100kpa的程度,使产生的氯化氢气体迅速排出系统外。排出到系统外的氯化氢气体,利用设在回流冷却器顶部和减压装置之间的碱收集器而几乎完全中和。在熟化结束后,利用气相色谱确认树脂中的苯酰氯完全消失,反应结束。
随后,解除减压,以5ml/min的流速由氮气管导入氮气,并冷却至120℃。在该温度下继续搅拌,为使残留附着在反应容器壁上的苯酰氯完全消失,用30分钟一面滴加50g异丙醇,一面进行了反应。一面在常压下使馏出的异丙醇直接馏出到系统外,一面持续搅拌30分钟,然后,再次升温到160℃,最后减压至最高压力为70kpa,馏去挥发成份,再后,排出到SUS制桶内,得到401.9g几乎完全苯酰化的树脂(收率95%)。
另外,在测定所得树脂的羟基当量时,在3000g/eq以上,实际上检测不出。
合成例202
向同于合成例201的反应装置中,加入336g(2.0mol=羟基)苯酚芳烷树脂(商品名:Milex XLC-4L,三井化学(株)制,羟基当量168g/eq,平均分子量1276(以聚苯乙烯换算)),与合成例201一样,与281.1g(2.0mol)苯酰氯反应,得到苯酰化树脂511.4g(收率94%)。
另外,在测定所得树脂的羟基当量时,在3000g/eq以上,实际上检测不出。
合成例203
向同于合成例201的反应装置中,加入370g(2.0mol=羟基)酚-二环戊二烯树脂(商品名:DPR2000,三井化学(株)制、羟基当量185g/eq,平均分子量810(以聚苯乙烯换算)),与合成例201一样,与281.1g(2.0mol)苯酰氯反应,得到苯酰化树脂543.4g(收率94%)。
另外,在测定所得树脂的羟基当量时,在3000g/eq以上,实际上检测不出。
合成例204
向具有与合成例201一样的装备的反应装置中,加入214.0g(2.0mol=羟基)可溶(熔)酚醛树脂(商品名:PSM4261,群荣化学工业(株)制,羟基当量107.0g/eq,平均分子量940(以聚苯乙烯换算)),750g甲苯和152.8g(1.932mol)吡啶,在室温下搅拌。形成均匀溶液后,用3小时滴加258.7g(1.84mol)苯酰氯。反应中,观察到有一定程度的放热现象,所以在反应过程中,一面冷却,一面调节至内部温度30~40℃。滴加结束后,再一面保持该温度,一面进行3小时熟化,使反应结束。
在反应结束后,加入500g水,将析出的盐溶解,进行分液,再反复进行水洗,使排出水的pH值达到7,并利用硝酸银水溶液确认排出水中无氟离子时,结束水洗。随后,在最高温度为150℃、减压度70kpa的条件下,馏去甲苯,得到384.5g(收率95%)的约92%的羟基被苯酰化的可溶(熔)酚醛树脂。
该树脂的羟基当量为2535g/eq。由羟基当量算出的苯酰化率为91.98%。
实施例201
(A)环氧树脂使用0.1克当量(19.3g)的通式(IV)中L2为甲基的双酚型环氧树脂[商品名:YX4000H,油化Shell Epoxy社制,环氧当量193g/eq],(B)固化剂使用0.1克当量(21.1g)的合成例201的可溶(熔)酚醛树脂的苯酰化物[官能团当量211.0g/eq:计算值],和(C)固化促进剂使用0.808g(2重量份*)通式(I)中的G1和G2为甲氧基、G3为氢原子的膦化合物的三(2,4-二甲氧基苯基)膦(以下简称为BMPP)预先在100℃/5分钟的条件下进行熔融混炼,再在80℃下进行充分熔融混炼,形成均匀的树脂混合物。测定该环氧树脂组合物的凝胶化时间为,在175℃下为42秒(*:以环氧树脂和固化剂的合计重量为100重量份的相对量)。
利用硫化仪(日合商事社制CURELASTOMETER V型,模具:P-200(树脂用),测定温度:175℃,频率:100转/分、振幅角:±1℃,样品量:4.5g),测定该树脂组合物的固化状况。将固化达到10%的时间取为t′c(10),固化达到90%的时间取为t′c(90),结果示于表1。
实施例202~203
除了用合成例202或203的苯酰化树脂0.1克当量代替实施例201中的固化剂,将固化促进剂调整为2重量份之外,其它和实施例201一样,得到环氧树脂组合物,测定凝胶化时间和由硫化仪测定的固化状况,结果示于表I。
另外,合成例202的官能团当量为272.0g/eq(计算值),合成例203的官能团当量为289.0g/eq(计算值)。
实施例204~206
除了用2重量份的通式(I)中G1~G3全部为甲氧基的三(2,4,6-三甲氧基苯基)膦(以下称为TMPP)代替实施例201~203中的固化促进剂之外,其它分别与实施例201~203一样,得到环氧树脂组合物,测定凝胶化时间和由硫化仪测定的固化状况。结果示于表I。
实施例207~212
除将邻甲酚酚醛环氧树脂[商品名:EOCN102S,日本化药(株)社制,环氧当量210g/eq]0.1克当量代替实施例201~206中的环氧树脂之外,其它分别与实施例201~206一样,得到环氧树脂组合物,测定凝胶化时间和由硫化仪测定的固化状况,结果示于表I。
实施例213~218
除将苯酚芳烷树脂型环氧树脂[商品名:E-XLC-3L,三井化学(株)社制,环氧当量238g/eq]0.1克当量代替实施例201~206中的环氧树脂之外,其它分别和实施例201~206一样,得到了环氧树脂组合物,测定凝胶化时间和由硫化仪测定的固化状况,结果示于表II。
比较例201
将三苯基膦(以下简称为TPP)2重量份代替实施例201中的固化促进剂,其它和实施例201一样得到环氧树脂组合物,对其测定了凝胶化时间,但其未凝胶化,凝胶化时间不可测定,且用硫化仪测定时,也未观察到扭矩上升,结果示于表II。
比较例202
将2重量份TPP代替实施例207中的固化促进剂,其它和实施例207一样得到环氧树脂组合物,对其测定了凝胶化时间,但其未凝胶化,凝胶化时间不可测定,且用硫化仪测定时,也未观察到扭矩上升,结果示于表II。
比较例203
将2重量份2-甲基咪唑(以下简称为2MZ)代替实施例207中的固化促进剂,其它和实施例207一样得到环氧树脂组合物,对其测定了凝胶化时间,但其未凝胶化,凝胶化时间不可测定,且用硫化仪测定时,也未观察到扭矩上升,结果示于表II。
实施例219
除用合成例204中92%被苯酰化的可溶(熔)酚醛树脂[官能团当量203.0g/eq:计算值]0.1克当量(20.3g)代替实施例201中的固化剂,将固化促进剂调整为2重量份之外,其它和实施例201一样,得到环氧树脂组合物,测定凝胶化时间和由硫化仪测定的固化状况,结果示于表II。
实施例220
除用合成例204中92%被苯酰化的可溶(熔)酚醛树脂0.1克当量代替实施例210中的固化剂,将固化促进剂调整为2重量份之外,其它和实施例210一样,得到环氧树脂组合物,测定凝胶化时间和由硫化仪测定的固化状况,结果示于表II。
比较例204
用2重量份2MZ代替实施例219中的固化促进剂,其它和实施例219一样,得到环氧树脂组合物,测定其凝胶化时间后,见到凝胶化征兆,但未达到明确的凝胶化转台,(测定20分钟终止)。结果示于表II。
比较例205
用2重量份2MZ代替实施例220中的固化促进剂,其它和实施例220一样,得到环氧树脂组合物,测定其凝胶化时间后,见到凝胶化征兆,但未达到明确的凝胶化转台,(测定20分钟终止)。结果示于表II。
实施例221
环氧树脂使用YX4000H,固化剂使用合成例201的可溶(熔)酚醛树脂的苯酰化树脂,固化促进剂使用2重量份BMPP,与填料和其它添加剂相配合,用辊进行加热混练,得到表III所示比率的密封材料用成型材料。
另外,填料使用氧化硅(龙森(株)社制,商品名:YXK-35R)。
使用上述所得的成型材料,在175℃、150kg/cm2、10min的条件下,利用连续送进成型机得到固化物后,在175℃/8Hr(氮气环境)的条件下进行后固化,使固化充分进行。使用该固化物测定各种物性。结果示于表III。
另外,各种物性的测试方法如下。
凝胶化时间:按照热板式凝胶化时间测定法,将试料置于175℃的热平板上,测定从试料在热平板上开始熔融的时刻到固化为止的时间,以该测定时间为凝胶化时间。
脱模时肖氏D硬度:在175℃×300秒的条件下成型后,立刻使用肖氏D硬度计,测定热时的硬度。
旋流值:使用旋流测定用模具,在175℃×压力6.9MPa的条件下,按照EMMI 1-66标准测定旋流值。
Tg(玻璃化转移温度):利用TMA针进入法(岛津TMA-DRWDT-30)进行测定。
挠曲强度和弹性模量:利用连续送进成型机(成型条件:175℃×300秒),加工成长80mm×宽10mm×厚4mm的样片,再将其在175℃下进行8小时固化,制作挠曲试验样品,用该样品,按JIS K-7171标准进行测定。
吸湿率:将试验片在85℃、85%的恒温恒湿槽内放置168小时后,测定其重量。
抗裂试验:将试验用半导体装置在85℃、85%的恒温恒湿槽内放置168小时后,立刻放入240℃的氟酸盐溶液中(住友3M(株)社制、商品名:FC-70)中,计算出外包树脂上产生裂痕的半导体装置的数量。将试验值以分数表示,分子为产生裂痕的半导体装置数目,分母为测试体数目。
实施例222~223
用合成例202和合成例203代替实施例221中的固化剂,组成比率如表III所示,除此之外与实施例221一样,得到密封材料用成型材料,其它与实施例221一样制成固化物。用这些固化物测定各种物性,结果示于表III。
实施例224~226
用TMPP代替实施例221~223中的固化促进剂,组成比率如表III所示,除此之外分别与实施例221~223一样,得到密封材料用成型材料,其它与实施例221~223一样制成固化物,用这些固化物测定各种物性,结果示表III。
实施例227~232
用邻甲酚可溶(熔)酚醛树脂[商品名:EOCN102S,日本化药(株)社制,环氧当量210g/eq]代替实施例221~226中的环氧树脂,组成比率如表III所示,除此之外分别与实施例221~226一样,得到密封材料用成型材料,其它与实施例221~226一样制成固化物,用这些固化物测定各种物性,结果示于表III。
实施例233~238
用苯酚芳烷树脂型环氧树脂[商品名:E-XLC-3L,三井化学(株)社制、环氧当量238g/eq]代替实施例221~226中的环氧树脂,组成比率如表IV所示,除此之外分别与实施例221~226一样,得到密封材料用成型材料,其它与实施例221~226一样制成固化物,用这些固化物测定各种物性,结果示于表IV。
实施例239~240
用合成例204的苄化树脂代替实施例221、227中的固化剂,组成比率如表IV所示,除此之外分别与实施例221、227一样,得到密封材料用成型材料,其它与实施例221、227一样制成固化物。用这些固化物测定各种物性,结果示于表IV。
比较例206
用酯化前的可溶(熔)酚醛树脂(商品名:PSM4261,群荣化学工业(株)制,羟基当量107.0g/eq,平均分子量940(以聚苯乙烯换算)代替实施例227中的固化剂,用2重量份2MZ代替固化促进剂,组成比率如表IV所示,除此之外其它与实施例227一样,得到密封材料用成型材料,与实施例227一样制成固化物,用该固化物测定各种物性,结果示于表IV。
如上述实施例201~240所述,第2发明中将酯化酚醛树脂用作固化剂的环氧树脂组合物,具有适用于IC密封材料的低吸湿性,与比较例201~206不同,使用三苯基膦和咪唑等现用的固化剂不能固化。
即,如第2发明所示,某些特殊的三芳基膦化合物能特别地促进环氧基与酯基的反应,因发现这一情况而完成了本发明。
如实施例201~220所示,使用具有特定取代基的膦化合物时具有充分的固化性,而使用现在广泛使用的代表性的固化剂三苯基膦和咪唑不固化。
如实施例221~240所示,将含有酯基的树脂用作环氧树脂的固化剂时,可得到足以用作密封材料的成型体。该成型体中任一个吸湿率都很低,在抗裂试验中均合格,发挥了极大的效果。与比较例206中将未酯化的可溶(熔)酚醛树脂用作固化剂的情况相比,其差异明显的。且第2发明的环氧树脂组合物用作半导体用密封材料的性能差异也很明显。
表I
(A)环氧树脂 | (B)固化剂 | (C)固化促进剂 | 凝胶化时间(175℃) | 固化度 | ||||||
种类 | 用量g | 种类 | 酯化率% | 用量g | 种类 | 用量phr | T’c(10)(min) | T’c(90)(min) | ||
sec | ||||||||||
实施例201 | YX4000 | 19.3 | 合成例201 | 100 | 21.1 | BMPP | 2 | 76 | 0.92 | 4.48 |
实施例202 | YX4000 | 19.3 | 合成例202 | 100 | 27.2 | BMPP | 2 | 80 | 1.21 | 5.77 |
实施例203 | YX4000 | 19.3 | 合成例203 | 100 | 28.9 | BMPP | 2 | 83 | 1.22 | 5.80 |
实施例204 | YX4000 | 19.3 | 合成例201 | 100 | 21.1 | TMPP | 2 | 75 | 0.91 | 4.44 |
实施例205 | YX4000 | 19.3 | 合成例202 | 100 | 27.2 | TMPP | 2 | 78 | 1.20 | 5.70 |
实施例206 | YX4000 | 19.3 | 合成例203 | 100 | 28.9 | TMPP | 2 | 80 | 1.20 | 5.69 |
实施例207 | EOCN102S | 21.0 | 合成例201 | 100 | 21.1 | BMPP | 2 | 35 | 0.48 | 2.35 |
实施例208 | EOCN102S | 21.0 | 合成例202 | 100 | 27.2 | BMPP | 2 | 40 | 0.50 | 2.40 |
实施例209 | EOCN102S | 21.0 | 合成例203 | 100 | 28.9 | BMPP | 2 | 42 | 0.52 | 2.41 |
实施例210 | EOCN102S | 21.0 | 合成例201 | 100 | 21.1 | TMPP | 2 | 37 | 0.45 | 2.30 |
实施例211 | EOCN102S | 21.0 | 合成例202 | 100 | 27.2 | TMPP | 2 | 40 | 0.49 | 2.35 |
实施例212 | EOCN102S | 21.0 | 合成例203 | 100 | 28.9 | TMPP | 2 | 44 | 0.50 | 2.44 |
表II
(A)环氧树脂 | (B)固化剂 | (C)固化促进剂 | 凝胶化时间(175℃) | 固化度 | ||||||
种类 | 用量g | 种类 | 酯化率% | 用量g | 种类 | 用量phr | T’c(10)(min) | T’c(90)(min) | ||
sec | ||||||||||
实施例213 | E-XLC-3L | 23.8 | 合成例201 | 100 | 21.1 | BMPP | 2 | 38 | 0.51 | 2.55 |
实施例214 | E-XLC-3L | 23.8 | 合成例202 | 100 | 27.2 | BMPP | 2 | 46 | 0.59 | 2.87 |
实施例215 | E-XLC-3L | 23.8 | 合成例203 | 100 | 28.9 | BMPP | 2 | 46 | 0.58 | 2.83 |
实施例216 | E-XLC-3L | 23.8 | 合成例201 | 100 | 21.1 | TMPP | 2 | 39 | 0.50 | 2.62 |
实施例217 | E-XLC-3L | 23.8 | 合成例202 | 100 | 27.2 | TMPP | 2 | 48 | 0.59 | 2.80 |
实施例218 | E-XLC-3L | 23.8 | 合成例203 | 100 | 28.9 | TMPP | 2 | 49 | 0.59 | 2.82 |
实施例219 | YX4000 | 19.3 | 合成例204 | 92 | 20.3 | BMPP | 2 | 77 | 0.93 | 4.51 |
实施例220 | EOCN102S | 21.0 | 合成例204 | 92 | 20.3 | TMPP | 2 | 44 | 0.50 | 2.51 |
比较例201 | YX4000 | 19.3 | 合成例201 | 100 | 21.1 | TPP | 2 | 无凝胶化、固化征兆 | ||
比较例202 | EOCN102S | 21.0 | 合成例201 | 100 | 21.1 | TPP | 2 | ″ | ||
比较例203 | EOCN102S | 21.0 | 合成例201 | 100 | 21.1 | 2MZ | 2 | ″ | ||
比较例204 | YX4000 | 19.3 | 合成例204 | 92 | 20.3 | TPP | 2 | 凝胶化慢、20分钟中断测定 | ||
比较例205 | EOCN102S | 21.0 | 合成例204 | 92 | 20.3 | 2MZ | 2 | ″ |
表III(A)
(A)环氧树脂 | (B)固化剂 | 氧化硅(YXK-35R) | 巴西棕榈蜡 | Hoechst E | (C)固化促进剂 | 凝胶化时间(175℃) | |||||
种类 | 用量wt% | 种类 | 酯化率% | 用量wt% | 种类 | phr | |||||
wt% | Wt% | Wt% | sec | ||||||||
实施例221 | YX4000 | 5.97 | 合成例201 | 100 | 6.53 | 87 | 0.25 | 0.25 | BMPP | 2 | 59 |
实施例222 | YX4000 | 5.19 | 合成例202 | 100 | 7.31 | 87 | 0.25 | 0.25 | BMPP | 2 | 64 |
实施例223 | YX4000 | 5.01 | 合成例203 | 100 | 7.49 | 87 | 0.25 | 0.25 | BMPP | 2 | 66 |
实施例224 | YX4000 | 5.97 | 合成例201 | 100 | 6.53 | 87 | 0.25 | 0.25 | TMPP | 2 | 60 |
实施例225 | YX4000 | 5.19 | 合成例202 | 100 | 7.31 | 87 | 0.25 | 0.25 | TMPP | 2 | 64 |
实施例226 | YX4000 | 5.01 | 合成例203 | 100 | 7.49 | 87 | 0.25 | 0.25 | TMPP | 2 | 68 |
实施例227 | EOCN102S | 6.24 | 合成例201 | 100 | 6.26 | 87 | 0.25 | 0.25 | BMPP | 2 | 33 |
实施例228 | EOCN102S | 5.45 | 合成例202 | 100 | 7.05 | 87 | 0.25 | 0.25 | BMPP | 2 | 35 |
实施例229 | EOCN102S | 5.26 | 合成例203 | 100 | 7.24 | 87 | 0.25 | 0.25 | BMPP | 2 | 38 |
实施例230 | EOCN102S | 6.24 | 合成例201 | 100 | 6.26 | 87 | 0.25 | 0.25 | TMPP | 2 | 33 |
实施例231 | EOCN102S | 5.45 | 合成例202 | 100 | 7.05 | 87 | 0.25 | 0.25 | TMPP | 2 | 36 |
实施例232 | EOCN102S | 5.26 | 合成例203 | 100 | 7.24 | 87 | 0.25 | 0.25 | TMPP | 2 | 37 |
注)巴西棕榈蜡:巴西棕榈蜡、Hoechst E:Hoechst Wax E(商品名)
表III(B)
旋流值 | 脱模时肖氏D硬度 | 挠曲强度(23℃) | 挠曲模量(23℃) | 吸湿率(85℃/85%/168hr) | Tg | 抗裂试验 | |
cm | N/mm2 | N/mm2 | % | ℃ | 个/10 | ||
实施例221 | 127 | 85 | 150 | 23800 | 0.153 | 110 | 0/10 |
实施例222 | 131 | 85 | 147 | 23800 | 0.147 | 102 | 0/10 |
实施例223 | 132 | 85 | 140 | 23800 | 0.148 | 103 | 0/10 |
实施例224 | 127 | 85 | 150 | 23800 | 0.153 | 110 | 0/10 |
实施例225 | 130 | 85 | 147 | 23800 | 0.147 | 102 | 0/10 |
实施例226 | 130 | 85 | 140 | 23800 | 0.148 | 103 | 0/10 |
实施例227 | 52 | 90 | 148 | 21000 | 0.158 | 121 | 0/10 |
实施例228 | 52 | 90 | 145 | 21000 | 0.152 | 117 | 0/10 |
实施例229 | 54 | 90 | 146 | 21000 | 0.153 | 117 | 0/10 |
实施例230 | 52 | 90 | 147 | 21000 | 0.159 | 120 | 0/10 |
实施例231 | 53 | 90 | 145 | 21000 | 0.153 | 117 | 0/10 |
实施例232 | 53 | 90 | 146 | 21000 | 0.153 | 117 | 0/10 |
表IV(A)
(A)环氧树脂 | (B)固化剂 | 氧化硅(YXK-35R) | 巴西棕榈蜡 | Hoechst E | (C)固化促进剂 | 凝胶化时间(175℃) | |||||
种类 | 用量wt% | 种类 | 酯化率% | 用量wt% | 种类 | phr | |||||
wt% | Wt% | Wt% | sec | ||||||||
实施例233 | E-XLC-3L | 6.63 | 合成例201 | 100 | 5.87 | 87 | 0.25 | 0.25 | BMPP | 2 | 59 |
实施例234 | E-XLC-3L | 5.83 | 合成例202 | 100 | 6.67 | 87 | 0.25 | 0.25 | BMPP | 2 | 64 |
实施例235 | E-XLC-3L | 5.65 | 合成例203 | 100 | 6.85 | 87 | 0.25 | 0.25 | BMPP | 2 | 66 |
实施例236 | E-XLC-3L | 6.63 | 合成例201 | 100 | 5.87 | 87 | 0.25 | 0.25 | TMPP | 2 | 60 |
实施例237 | E-XLC-3L | 5.83 | 合成例202 | 100 | 6.67 | 87 | 0.25 | 0.25 | TMPP | 2 | 64 |
实施例238 | E-XLC-3L | 5.65 | 合成例203 | 100 | 6.85 | 87 | 0.25 | 0.25 | TMPP | 2 | 68 |
实施例239 | YX4000 | 6.10 | 合成例204 | 92 | 6.40 | 87 | 0.25 | 0.25 | TMPP | 2 | 33 |
实施例240 | EOCN102S | 6.38 | 合成例204 | 92 | 6.12 | 87 | 0.25 | 0.25 | TMPP | 2 | 35 |
比较例206 | EOCN102S | 8.27 | PSM4261 | 0 | 4.23 | 87 | 0.25 | 0.25 | 2MZ | 2 | 24 |
注)巴西棕榈蜡:巴西棕榈蜡、Hoechst E:Hoechst Wax E(商品名)
表IV(B)
旋流值 | 脱模时肖氏D硬度 | 挠曲强度(23℃) | 挠曲模量(23℃) | 吸湿率(85℃/85%/168hr) | Tg | 抗裂试验 | |
cm | N/mm2 | N/mm2 | % | ℃ | 个/10 | ||
实施例233 | 127 | 85 | 150 | 23800 | 0.153 | 110 | 0/10 |
实施例234 | 131 | 85 | 147 | 23800 | 0.147 | 102 | 0/10 |
实施例235 | 132 | 85 | 140 | 23800 | 0.148 | 103 | 0/10 |
实施例236 | 127 | 85 | 150 | 23800 | 0.153 | 110 | 0/10 |
实施例237 | 130 | 85 | 147 | 23800 | 0.147 | 102 | 0/10 |
实施例238 | 130 | 85 | 140 | 23800 | 0.148 | 103 | 0/10 |
实施例239 | 52 | 90 | 148 | 21000 | 0.158 | 121 | 0/10 |
实施例240 | 52 | 90 | 145 | 21000 | 0.152 | 117 | 0/10 |
比较例206 | 28 | 95 | 150 | 20000 | 0.252 | 158 | 10/10 |
产业应用性
根据第1发明的方法,环氧化合物与羧酸酯类、羧酸酐类、磺酸酯类或碳酸酯类的反应,与现有方法相比,可在更温和的条件下实施,而且能以高收率根据所对应的目的制造氧化烯衍生物。
第2发明的环氧树脂组合物,可用于现有环氧树脂组合物的产业领域,尤其是用作半导体的密封材料时,可得到生产率高的环氧树脂组合物。且该环氧树脂组合物作为固化后的密封剂的性能充分,抗裂性好。且固化物的耐吸湿性也很好。
Claims (19)
3.如权利要求1或2所述的有机化合物的制造方法,其特征在于,以式(1)表示的膦化合物中的X1~X9,至少3个为甲氧基,其它各自独立,分别选自氢原子、甲基和甲氧基。
4.如权利要求1~3中任一项所述的有机化合物的制造方法,其特征在于,以式(1)表示的膦化合物中的Y1~Y6各自独立,分别选自氢原子、甲基和甲氧基。
5.如权利要求1或2所述的有机化合物的制造方法,其特征在于,以式(1)表示的膦化合物是三(2,4-二甲氧基苯基)膦、三(2,6-二甲氧基苯基)膦、三(2,4,6-三甲氧基苯基)膦中的任一化合物。
6.如权利要求2~5中任一项所述的有机化合物的制造方法,其特征在于,环氧化合物是仅由碳原子、氢原子和环氧基的氧原子构成的脂肪族、脂环族或芳香族环氧化合物。
7.如权利要求2~6中任一项所述的有机化合物的制造方法,其特征在于,式(2)~(4)中的R1是碳原子数1~35的烷基、碳原子数2~35的烯基或碳原子数6~35的芳基、具有1个以上含3~35个碳原子的羧酸酯基的脂肪族烃基、具有1个以上含8~35个碳原子的羧酸酯基的芳香族烃基或具有1个以上含8~35个碳原子的羧酸酐基的芳香族烃基。
8.如权利要求2~7中任一项所述的有机化合物的制造方法,其特征在于,式(2)、(4)和(5)中的OZ1是由仅由碳原子、氢原子和醇羟基的氧原子形成的脂肪族醇类,具有醚键的脂肪族醇类,仅由碳原子、氢原子和酚羟基的氧原子形成的酚类,或具有卤原子的酚类衍生出的有机基团。
9.如权利要求2~7中任一项所述的有机化合物的制造方法,其特征在于,式(3)中的OZ2是由仅由碳原子、氢原子以及羧基的氧原子形成的脂肪族或芳香族羧酸类衍生出的有机基团。
10.如权利要求2~6或8中任一项所述的有机化合物的制造方法,其特征在于,式(5)中的R2是碳原子数1~35的烷基或碳原子数6~12的芳香族烃基。
11.如权利要求2~8中任一项所述的有机化合物的制造方法,其特征在于,式(2)表示的羧酸酯类是将下述R1和OZ1组合形成的羧酸酯类:
R1:碳原子数1~6的烷基、碳原子数2~4的烯基、碳原子数6~10的芳基、具有1个以上含有3~13个碳原子的羧酸酯基的脂肪族烃基或具有1个以上含有8~16个碳原子的羧酸酯基的芳香族烃基;和
OZ1:由仅由碳原子、氢原子和醇羟基中的氧原子形成的碳原子数1~20的脂肪族醇类或仅由碳原子、氢原子和酚羟基中的氧原子形成的碳原子数6~27的酚类衍生出的有机基团。
12.一种环氧树脂组合物,其特征在于,在含有:
(A)2个以上官能团的环氧化合物或2个以上官能团的环氧树脂、
(B)固化剂,它使用2个以上官能团的酚化合物或2个以上官能团的酚醛树脂的羟基被酰化的含酯基的化合物或含酯基的树脂、和
(C)固化促进剂的环氧树脂组合物中,全部的(C)固化促进剂中的30~100重量%为以式(1)表示的膦化合物,
式(1)中,X1~X9和Y1~Y6各自独立,分别是氢原子、碳原子数1~10的脂肪族或脂环族烃基、碳原子数6~10的芳香族烃基、碳原子数1~10的烷氧基或碳原子数6~10的芳氧基,而X1~X9中至少3个为碳原子数1~10的烷氧基。
13.一种环氧树脂组合物,其特征在于,在含有:
(A)2个以上官能团的环氧化合物或2个以上官能团的环氧树脂、
(B)固化剂,它使用2个以上官能团的酚化合物或2个以上官能团的酚醛树脂的羟基被酰化的含酯基的化合物或含酯基的树脂、和
(C)固化促进剂的环氧树脂组合物中,全部的(C)固化促进剂中的30~100重量%为以通式(I)表示的膦化合物,
式中,G1~G3各自独立,分别是氢原子和碳原子数1~6的烷氧基,而G1和G2不同时为氢原子。
14.如权利要求12或13所述的环氧树脂组合物,其特征在于,式(1)或通式(I)所示的膦化合物是:三(2,4-二甲氧基苯基)膦、三(2,6-二甲氧基苯基)膦或三(2,4,6-三甲氧基苯基)膦。
15.如权利要求12~14中任一项所述的环氧树脂组合物,其特征在于,2个以上官能团的酚化合物或2个以上官能团的酚醛树脂的羟基被酰化的含酯基的化合物或含酯基的树脂的酰基是乙酰基或苯酰基。
16.如权利要求12~14中任一项所述的环氧树脂组合物,其特征在于,2个以上官能团的酚化合物或2个以上官能团的酚醛树脂的羟基被酰化的含酯基的化合物或含酯基的树脂的酰基是乙酰基和苯酰基,乙酰基/苯酰基的摩尔比为99/1~1/99的范围。
17.如权利要求12~16中任一项所述的环氧树脂组合物,其特征在于,以(A)2个以上官能团的环氧化合物或2个以上官能团的环氧树脂和(B)固化剂的合计为100重量份,可添加100~1900重量份的(D)有机和/或无机填料。
18.将权利要求12~17中任一项所述的环氧树脂组合物加热固化得到的环氧树脂固化物。
19.使用权利要求12~17中任一项所述的环氧树脂组合物密封半导体集成电路而得到的半导体装置。
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