JP2002012662A - ポリシアノアリールエーテルおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 優れた耐熱性、耐加水分解性及び耐候性を有
する工業的に汎用性の高い新規なポリシアノアリールエ
ーテルおよびこの製造方法を提供する。 【解決手段】 下記式（１）： 【化１】 ただし、Ｒ¹は、置換基を有してもよい炭素原子数１〜
１２のアルキル基、置換基を有してもよい炭素原子数１
〜１２のアルコキシ基、置換基を有してもよい炭素原子
数１〜１２のアルキルアミノ基、置換基を有してもよい
炭素原子数１〜１２のアルキルチオ基、置換基を有して
もよい炭素原子数６〜２０のアリール基、置換基を有し
てもよい炭素原子数６〜２０のアリールオキシ基、置換
基を有してもよい炭素原子数６〜２０のアリールアミノ
基または置換基を有してもよい炭素原子数６〜２０のア
リールチオ基を表わし；Ｒ²は、２価の有機基を表わ
し；ならびにｎは重合度を表わす、で示されるポリシア
ノアリールエーテル。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、新規なポリシアノ
アリールエーテルおよびこの製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】現在、材料革命が全世界的な規模で進行
しているが、プラスチックをはじめとする合成高分子材
料がその中心を占め、その成形・加工性やコスト面から
いまや金属材料や無機材料を凌駕している。

【０００３】このようなプラスチックは、一般的に、身
の回りの日用品などに広く使われている汎用プラスチッ
ク；機械特性や耐熱性などの性能面で一段と優れた性能
を有するエンジニアリングプラスチック；ならびにこの
エンジニアリングプラスチックよりもう一段上の性能を
有するスーパーエンジニアリングプラスチックに分類さ
れる。これらのうち、エンジニアリングプラスチック
は、耐熱性（連続使用温度が約１００℃以上）及び高機
械特性（強度や弾性率など）を合わせ持つ高性能高分子
材料であり、自動車、電子情報、精密機械などの産業分
野に不可欠の材料として定着し、目覚しい発展を遂げつ
つあり、ポリアミド（ナイロン）、アセタール樹脂、ポ
リカーボネート、ポリエステル及び変性ポリフェニレン
エーテルが五大エンジニアリングプラスチックと呼ばれ
ている。

【０００４】また、スーパーエンジニアリングプラスチ
ックは、耐熱性及び機械特性の面で在来のエンジニアリ
ングプラスチックを上回る、より高度な性能を指向する
ことを目的としたものであり、旧来の汎用プラスチック
やエンジニアリングプラスチックに次いで、電子情報、
精密機械や宇宙航空などの広い産業分野における技術革
新の担い手となる素材として、注目されている。

【０００５】このスーパーエンジニアリングプラスチッ
クは、芳香族骨格からなる高分子を基本構造としてお
り、これらに関連する材料として、アラミド（芳香族ポ
リアミド）、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、
ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトンやポリ
エーテルイミドなどがあり、現在、続々と工業化されて
いる。

【０００６】一方、芳香族ポリエーテルニトリル類（Ｐ
ＥＮ）は、優れた耐熱性、耐加水分解性及び耐候性を有
するスーパーエンジニアリングプラスチックとして期待
される材料の一つである。この芳香族ポリエーテルニト
リル類（ＰＥＮ）は、上記特性に加えて、極性基である
シアノ基を有するため、ガラス繊維などとの接着性にも
優れ、複合材料用マトリックスとして使用されている。
しかしながら、現在製造されているＰＥＮは、可溶性に
乏しいため、フィルムなどへの展開が困難であるという
問題を抱えている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、優れた耐熱性、耐加水分解性及び耐候性を有す
る工業的に汎用性の高い新規なポリシアノアリールエー
テルおよびこの製造方法を提供することである。

【０００８】本発明の他の目的は、上記特性に加えて、
可溶性が改善されたポリシアノアリールエーテルおよび
この製造方法を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
を克服するために鋭意検討を行なった結果、芳香族ポリ
エーテルニトリルにフッ素原子を導入することによっ
て、主鎖間の凝集力が弱められ、これにより可溶性を付
与できることを知得した。また、本発明者らは、このよ
うにして得られたポリシアノアリールエーテルは低いＣ
−Ｆ結合の分極率を有するため、上述の諸性能の向上に
加え、透明性の向上や吸湿性の低下が期待でき、さら
に、Ｃ−Ｆ結合の結合解離エネルギーがＣ−Ｈ結合より
大きく、耐熱性や耐放射線性の向上も期待でき、ゆえ
に、フッ素原子を導入することにより、本来有している
性能を損なうことなく、可溶性を付与することが可能で
あり、従来のＰＥＮに優る新しい高性能材料の開発が期
待でき、加えて、フッ素原子を導入することによって、
材料の誘電率を低減させることが可能であり、電子材料
としての応用も期待できることをも知得した。

【００１０】上記知見に基づいて本発明を完成するに至
った。

【００１１】すなわち、これらの諸目的は、下記（１）
〜（８）により達成される。

【００１２】（１）下記式（１）：

【００１３】

【化４】

【００１４】ただし、Ｒ¹は、置換基を有してもよい炭
素原子数１〜１２のアルキル基、置換基を有してもよい
炭素原子数１〜１２のアルコキシ基、置換基を有しても
よい炭素原子数１〜１２のアルキルアミノ基、置換基を
有してもよい炭素原子数１〜１２のアルキルチオ基、置
換基を有してもよい炭素原子数６〜２０のアリール基、
置換基を有してもよい炭素原子数６〜２０のアリールオ
キシ基、置換基を有してもよい炭素原子数６〜２０のア
リールアミノ基または置換基を有してもよい炭素原子数
６〜２０のアリールチオ基を表わし；Ｒ²は、２価の有
機基を表わし；ならびにｎは重合度を表わす、で示され
るポリシアノアリールエーテル。

【００１５】（２）前記式（１）において、Ｒ¹は置換
基を有してもよい炭素原子数６〜２０のアリールオキシ
基を表わす、上記（１）に記載のポリシアノアリールエ
ーテル。

【００１６】（３）前記式（１）において、Ｒ¹は置換
基を有してもよいフェノキシを表わす、上記（２）に記
載のポリシアノアリールエーテル。

【００１７】（４）前記式（１）において、Ｒ²は下記
式：

【００１８】

【化５】

【００１９】のいずれかを表わす、上記（１）〜（３）
のいずれか一に記載のポリシアノアリールエーテル。

【００２０】（５）下記式（２）：

【００２１】

【化６】

【００２２】ただし、Ｒ¹は、置換基を有してもよい炭
素原子数１〜１２のアルキル基、置換基を有してもよい
炭素原子数１〜１２のアルコキシ基、置換基を有しても
よい炭素原子数１〜１２のアルキルアミノ基、置換基を
有してもよい炭素原子数１〜１２のアルキルチオ基、置
換基を有してもよい炭素原子数６〜２０のアリール基、
置換基を有してもよい炭素原子数６〜２０のアリールオ
キシ基、置換基を有してもよい炭素原子数６〜２０のア
リールアミノ基または置換基を有してもよい炭素原子数
６〜２０のアリールチオ基を表わす、で示されるテトラ
フルオロベンゾニトリル誘導体を、下記式（３）：

【００２３】

【化７】

【００２４】ただし、Ｒ²は、２価の有機基を表わす、
で示されるジヒドロキシ化合物と塩基性触媒の存在下で
重合することからなる、上記（１）または（２）に記載
のポリシアノアリールエーテルの製造方法。

【００２５】（６）前記テトラフルオロベンゾニトリル
誘導体とジヒドロキシ化合物との重合を２００℃以下の
温度で重合する、上記（５）に記載の方法。

【００２６】（７）前記塩基性触媒は炭酸カリウム、炭
酸カルシウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウムまた
はフッ化カリウムからなる群より選ばれる少なくとも１
種である、上記（５）または（６）に記載の方法。

【００２７】（８）前記ジヒドロキシ化合物は下記式：

【００２８】

【化８】

【００２９】のいずれかである、上記（５）〜（７）の
いずれか一に記載の方法。

【００３０】

【発明の実施の形態】本発明のポリシアノアリールエー
テルは、下記式（１）：

【００３１】

【化９】

【００３２】で示される新規な化合物である。

【００３３】上記式（１）において、Ｒ¹は、置換基を
有してもよい炭素原子数１〜１２のアルキル基、例え
ば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチ
ル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、
ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ヘキシル、ヘ
プチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデ
シル及び２−エチルヘキシル、好ましくはメチル、エチ
ル、プロピル及びブチル；置換基を有してもよい炭素原
子数１〜１２のアルコキシ基、例えば、メトキシ、エト
キシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、ペンチ
ルオキシ、ヘキシルオキシ、２−エチルヘキシルオキ
シ、オクチルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ、ウ
ンデシルオキシ、ドデシルオキシ、フルフリルオキシ及
びアリルオキシ、好ましくはメトキシ、エトキシ、プロ
ポキシ、イソプロポキシ及びブトキシ；置換基を有して
もよい炭素原子数１〜１２のアルキルアミノ基、例え
ば、メチルアミノ、エチルアミノ、ジメチルアミノ、ジ
エチルアミノ、プロピルアミノ、ｎ−ブチルアミノ、ｓ
ｅｃ−ブチルアミノ及びｔｅｒｔ−ブチルアミノ、好ま
しくはメチルアミノ、エチルアミノ、ジメチルアミノ及
びジエチルアミノ；置換基を有してもよい炭素原子数１
〜１２のアルキルチオ基、例えば、メチルチオ、エチル
チオ、プロピルチオ及びｎ−ブチルチオ、ｓｅｃ−ブチ
ルチオ、ｔｅｒｔ−ブチルチオ及びｉｓｏ−プロピルチ
オ、好ましくは、メチルチオ、エチルチオ及びプロピル
チオ；置換基を有してもよい炭素原子数６〜２０のアリ
ール基、例えば、フェニル、ベンジル、フェネチル、ｏ
−，ｍ−若しくはｐ−トリル、２，３−若しくは２，４
−キシリル、メシチル、ナフチル、アントリル、フェナ
ントリル、ビフェニリル、ベンズヒドリル、トリチル及
びピレニル、好ましくはフェニルならびにｏ−，ｍ−及
びｐ−トリル；置換基を有してもよい炭素原子数６〜２
０のアリールオキシ基、例えば、フェノキシ、ベンジル
オキシ、ヒドロキシ安息香酸及びそのエステル類（例え
ば、メチルエステル、エチルエステル、メトキシエチル
エステル、エトキシエチルエステル、フルフリルエステ
ル及びフェニルエステルなど；以下、同様）由来の基、
ナフトキシ、ｏ−，ｍ−若しくはｐ−メチルフェノキ
シ、ｏ−，ｍ−若しくはｐ−フェニルフェノキシ、フェ
ニルエチニルフェノキシ、ならびにクレソチン酸及びそ
のエステル類由来の基、好ましくはフェノキシ及びナフ
トキシ；置換基を有してもよい炭素原子数６〜２０のア
リールアミノ基、例えば、アニリノ、ｏ−，ｍ−若しく
はｐ−トルイジノ、１，２−若しくは１，３−キシリジ
ノ、ｏ−，ｍ−若しくはｐ−メトキシアニリノならびに
アントラニル酸及びそのエステル類由来の基、好ましく
はアニリノ及びｏ−，ｍ−若しくはｐ−トルイジノ；ま
たは置換基を有してもよい炭素原子数６〜２０のアリー
ルチオ基、例えば、フェニルチオ、フェニルメタンチ
オ、ｏ−，ｍ−若しくはｐ−トリルチオならびにチオサ
リチル酸及びそのエステル類由来の基、好ましくはフェ
ニルチオを表わす。これらのうち、置換基を有してもよ
いアリールオキシ基、アリールチオ基およびアリールア
ミノ基が好ましく、さらに、フェノキシ、フェニルチオ
及びアニリノがＲ¹として最も好ましい。

【００３４】また、上記式（１）において、Ｒ¹が置換
基を有するアルキル基、アルコキシ基、アルキルアミノ
基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、
アリールアミノ基またはアリールチオ基を表わす際に使
用できる置換基としては、目的物の所望の特性に応じて
適宜選択でき、特に制限されるものではないが、例え
ば、炭素原子数１〜１２のアルキル基、例えば、メチ
ル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブ
チル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、
イソペンチル、ネオペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オ
クチル、ノニル、デシル、ウンデシル及びドデシル；ハ
ロゲン原子、例えば、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素；
シアノ基、ニトロ基ならびにカルボキシエステル基など
が挙げられる。これらのうち、好ましくはメチル及びカ
ルボキシエステル基である。

【００３５】さらに、上記式（１）において、Ｒ²は、
２価の有機基を表わし、例えば、下記式で示される基が
挙げられる。

【００３６】

【化１０】

【００３７】これらのうち、下記式：

【００３８】

【化１１】

【００３９】で示される２価の有機基がＲ²として好ま
しく、特に下記式：

【００４０】

【化１２】

【００４１】で示される２価の有機基がＲ²として好ま
しい。

【００４２】さらに、上記式（１）において、ｎは重合
度を表わし、具体的には、５〜１０００、好ましくは１
０〜５００である。なお、本発明のポリシアノアリール
エーテルは、上記式（１）の構成単位の同一の繰り返し
単位からなるものであったもまたは異なる繰り返し単位
からなるものであってもよく、後者の場合には、その繰
り返し単位はブロック状であったもまたはランダム状で
あってもよい。

【００４３】また、本発明のポリシアノアリールエーテ
ルの製造方法については以下に詳述するが、この記載か
ら、式（１）で示されるポリシアノアリールエーテルの
末端は、フッ素原子を含むベンゼン環側がフッ素であ
り、酸素原子（Ｒ²）側が水素原子であると、即ち、式
（１）で示されるポリシアノアリールエーテルは下記式
（４）：

【００４４】

【化１３】

【００４５】で示されるポリマーであると考えられる。

【００４６】本発明のポリシアノアリールエーテルは、
下記式（２）：

【００４７】

【化１４】

【００４８】で示されるテトラフルオロベンゾニトリル
誘導体を、下記式（３）：

【００４９】

【化１５】

【００５０】で示されるジヒドロキシ化合物と塩基性触
媒の存在下で重合することによって、製造される。この
際、上記式（２）におけるＲ¹及び上記式（３）におけ
るＲ²の定義は、上記式（１）におけるＲ¹及びＲ²の定
義と同様である。

【００５１】本発明において、式（２）のテトラフルオ
ロベンゾニトリル誘導体は、公知の方法によって製造で
きるが、例えば、式：Ｒ¹Ｈ［式中、Ｒ¹は上記式（１）
における定義と同様である］で示される化合物を有機溶
媒中で塩基性化合物の存在下で２，３，４，５，６−ペ
ンタフルオロベンゾニトリル（本明細書中、「ＰＦＢ
Ｎ」とも称する）と反応させることによって得られる。

【００５２】上記反応において、式：Ｒ¹Ｈで示される
化合物およびＰＦＢＮは、それぞれ、単一の化合物とし
て使用されてもあるいは２種以上の式：Ｒ¹Ｈで示され
る化合物および／またはＰＦＢＮの混合物の形態で使用
されてもよいが、精製工程やポリマーの物性などを考慮
すると、単一の化合物として使用されることが好まし
い。なお、後者の場合には、使用される複数または単一
のＰＦＢＮのモル数の合計が、複数または単一の式：Ｒ
¹Ｈで示される化合物のモル数の合計に等しいまたはほ
ぼ等しいことが好ましいが、具体的には、式：Ｒ¹Ｈで
示される化合物の使用量が、ＰＦＢＮ １モルに対し
て、好ましくは０．１〜５モル、より好ましくは０．５
〜２モルである。

【００５３】上記反応において使用できる有機溶媒とし
ては、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリジノン、Ｎ，Ｎ
−ジメチルアセトアミド、アセトニトリル、ベンゾニト
リル、ニトロベンゼン、ニトロメタン及びメタノール等
の極性溶媒；ならびにこれらの極性溶媒とトルエンやキ
シレン等の非極性溶媒との混合溶媒などが挙げられる。
これらの有機溶媒は、単独でまたは２種以上の混合物の
形態で使用されてもよい。また、有機溶媒におけるＰＦ
ＢＮの濃度は、１〜４０質量％、好ましくは、５〜３０
質量％である。この際、トルエンや他の同様の溶媒を反
応の初期段階に使用する際には、反応中に副生する水
を、重合溶媒に関係なく、トルエンの共沸物として除去
できる。

【００５４】また、上記反応において使用される塩基性
化合物は、反応を促進させるために生成するフッ化水素
を捕集するよう作用するものであることが望ましい。こ
のような塩基性化合物としては、例えば、炭酸カリウ
ム、炭酸カルシウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウ
ム、フッ化カリウム、トリエチルアミン、トリブチルア
ミン及びピリジンなどが挙げられる。この際、塩基性化
合物の使用量は、使用されるＰＦＢＮ １モルに対し
て、０．１〜５モル、好ましくは０．５〜２モルであ
る。

【００５５】さらに、上記反応における反応条件は、Ｒ
¹Ｈで示される化合物とＰＦＢＮとの反応が効率よく進
行するものであれば特に制限されるものではないが、例
えば、反応は、好ましくは反応系を撹拌状態に保ちなが
ら、通常、２０〜１８０℃、好ましくは４０〜１６０℃
の温度で行なわれる。また、反応時間は、他の反応条件
や使用する原料などにより異なるが、通常、１〜４８時
間、好ましくは２〜２４時間である。さらに、反応は、
常圧下または減圧下いずれで行ってもよいが、設備面か
ら、常圧下で行うことが望ましい。このような反応によ
って得られる生成物は、反応混合物に蒸留水を注加し、
ジクロロメタン、ジクロロエタンまたは四塩化炭素等の
抽出剤で抽出した後、有機層を抽出物から分離し、抽出
剤を留去することにより得られる。さらに、この生成物
を、必要であれば、メタノールまたはエタノール等で再
結晶化することによって、結晶として得てもよい。

【００５６】このようにして合成された式（２）のテト
ラフルオロベンゾニトリル誘導体は、上述したように、
さらに式（３）のジヒドロキシ化合物と塩基性触媒の存
在下で重合に供されることによって、目的の式（１）の
ポリシアノアリールエーテルが製造される。この際、式
（２）のテトラフルオロベンゾニトリル誘導体は、上記
したような抽出、再結晶化、クロマトグラフィー及び蒸
留等の精製工程をへた後使用されてもまたは精製工程を
行なわずにそのまま使用してもよいが、次工程の収率な
どを考慮すると精製された後使用することが好ましい。

【００５７】上記反応において使用される式（３）のジ
ヒドロキシ化合物は、目的産物である式（１）のポリシ
アノアリールエーテルの構造に従って選択される。本発
明において好ましく使用される式（３）のジヒドロキシ
化合物としては、以下にしめされるように、２，２−ビ
ス（４−ビドロキシフェニル）−１，１，１，３，３，
３−へキサフルオロプロパン（以下、「６ＦＢＡ」とい
う）、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（以
下、「ＤＰＥ」という）、ハイドロキノン（以下、「Ｈ
Ｑ」という）、ビスフェノールＡ（以下、「ＢＡ」とい
う）、９，９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオ
レン（以下、「ＨＦ」という）、フェノールフタレイン
（以下、「ＰＰ」という）、９，９−ビス（３−メチル
−４−ヒドロキシフェニル）フルオレン（以下、「ＭＨ
Ｆ」という）、１，４−ビス（ヒドロキシフェニル）シ
クロヘキサン（以下、「ＣＨＢ」という）、および４，
４’−ジヒドロキシビフェニル（以下、「ＢＰ」とい
う）が挙げられる。

【００５８】

【化１６】

【００５９】上記反応において、式（２）のテトラフル
オロベンゾニトリル誘導体および式（３）のジヒドロキ
シ化合物は、それぞれ、単一の化合物として使用されて
もあるいは２種以上の式（２）のテトラフルオロベンゾ
ニトリル誘導体および／または式（３）のジヒドロキシ
化合物の混合物の形態で使用されてもよいが、精製工程
やポリマーの物性などを考慮すると、単一の化合物とし
て使用されることが好ましい。なお、後者の場合には、
使用される複数または単一の式（２）のテトラフルオロ
ベンゾニトリル誘導体のモル数の合計が、複数または単
一の式（３）のジヒドロキシ化合物のモル数の合計に等
しいまたはほぼ等しいことが好ましいが、具体的には、
式（３）のジヒドロキシ化合物の使用量は、式（２）の
テトラフルオロベンゾニトリル誘導体１モルに対して、
０．１〜５モル、好ましくは１〜２モルである。

【００６０】上記反応は、有機溶剤中で行なわれてまた
は無溶剤下で行なわれてもよいが、有機溶剤中に行われ
ることが好ましい。前者の場合、使用できる有機溶剤と
しては、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリジノン、Ｎ，
Ｎ−ジメチルアセトアミド、アセトニトリル、ベンゾニ
トリル、ニトロベンゼン、ニトロメタン及びメタノール
等の極性溶媒；ならびにこれらの極性溶媒とトルエンや
キシレン等の非極性溶媒との混合溶媒などが挙げられ
る。これらの有機溶剤は、単独でまたは２種以上の混合
物の形態で使用されてもよい。また、有機溶剤における
式（２）のテトラフルオロベンゾニトリル誘導体の濃度
は、１〜５０質量％、好ましくは、５〜２０質量％であ
る。この際、トルエンや他の同様の溶剤を反応の初期段
階に使用する際には、反応中に副生する水を、重合溶剤
に関係なく、トルエンの共沸物として除去できる。

【００６１】また、本発明において、式（２）のテトラ
フルオロベンゾニトリル誘導体および式（３）のジヒド
ロキシ化合物の反応は、塩基性触媒の存在下で行なうこ
とを必須とする。塩基性触媒は、式（３）のジヒドロキ
シ化合物による重縮合反応を促進するよう、式（３）の
ジヒドロキシ化合物をより反応性の高いアニオンに変え
る作用を有するものが好ましく、具体的には、炭酸カリ
ウム、炭酸カルシウム、水酸化カリウム、水酸化カルシ
ウムまたはフッ化カリウムなどが挙げられる。また、塩
基性触媒の使用量は、式（２）のテトラフルオロベンゾ
ニトリル誘導体と式（３）のジヒドロキシ化合物との反
応が良好に進行できる量であれば特に制限されるもので
はないが、式（２）のテトラフルオロベンゾニトリル誘
導体 １モルに対して、通常、０．１〜５モル、好まし
くは０．５〜２モルである。

【００６２】さらに、上記重合反応における反応条件
は、式（２）のテトラフルオロベンゾニトリル誘導体と
式（３）のジヒドロキシ化合物との反応が効率よく進行
するものであれば特に制限されるものではないが、例え
ば、重合温度は、好ましくは２００℃以下、より好まし
くは２０〜１５０℃、最も好ましくは４０〜１００℃で
ある。このように低温度で反応することで、特別の設備
を必要とすることなく、副反応を抑制し、ポリマーのゲ
ル化を防止することができる。また、重合時間は、他の
反応条件や使用する原料などにより異なるが、好ましく
は、１〜４８時間、より好ましくは２〜２４時間であ
る。さらに、重合反応は、常圧下または減圧下いずれで
行ってもよいが、設備面から、常圧下で行うことが望ま
しい。

【００６３】上記重合反応終了後は、反応溶液より蒸発
等により溶媒の除去を行ない、必要により留出物を洗浄
することによって、所望のポリマーが得られる。また
は、反応溶液をポリマーの溶解度が低い溶媒中に加える
ことにより、ポリマーを固体として沈殿させ、沈殿物を
濾過により分離することによって、ポリマーを得てもよ
い。

【００６４】

【実施例】つぎに、実施例を参照しながら、本発明をさ
らに詳細に説明する。

【００６５】なお、下記実施例において、物性の評価
は、つぎのようにして行なった。

【００６６】下記実施例で合成されたモノマー及びポリ
マーの化学構造は、ＦＴ−ＩＲ（日本分光社製、ＦＴ−
ＩＲ３５０）、ならびに¹Ｈ−及び¹⁹Ｆ−ＮＭＲ（Ｖａ
ｒｉａｎ社製、Ｕｎｉｔｙ ５００、操作条件は、¹Ｈ
−ＮＭＲでは５００ＭＨｚ；および¹⁹Ｆ−ＮＭＲでは４
７０ＭＨｚであった）を用いて、ＣＤＣｌ₃を溶媒とし
て測定・確認した。なお、４，４’−ジフルオロベンゾ
フェノンを、¹⁹Ｆ−ＮＭＲ測定用の内部標準として使用
した。

【００６７】還元粘度の測定は、Ｏｓｔｗａｌｄ−Ｆｅ
ｎｓｋｅ粘度計を用い、０．５ｇ／１００ｍｌの濃度で
かつ２５℃の温度でジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）
中で行なった。

【００６８】ガラス転移温度（Ｔｇ）および溶融温度
（Ｔｍ）は、窒素雰囲気中、２０℃／分の昇温速度で、
示差走査型熱量計（Ｐｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ社製、Ｄ
ＳＣ７）を用いて測定した。

【００６９】熱安定性は、窒素雰囲気中、２０℃／分の
昇温速度で、熱重量測定装置（Ｐｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅ
ｒ社製、ＴＧＡ７）を用いて測定した。

【００７０】分子量は、ポリスチレンを標準物質として
用いて、ゲル透過クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によっ
て測定した。この際、１０ｍＭ／リットル ＬｉＢｒを
含むＮＭＰ溶液を展開溶媒として使用し、流速は０．７
ｍｌ／分、およびカラム温度は４０℃にて測定した。

【００７１】溶解性は、試料ポリマーを溶媒中に２０質
量％の濃度となるように仕込み、その溶解性の違いを観
察し、その溶解性によって以下のように分類した。＋
＋：室温で溶解、＋：一部溶解、±：膨潤、−：不溶。

【００７２】フィルム形成性は、試料ポリマーをトルエ
ン中に２０質量％の濃度となるように仕込み、２０質量
％トルエン溶液（ポリマーによっては、分散液）をガラ
ス基板上にバーコートし、そのフィルム形成性、剛性及
び色相を観察した。なお、そのフィルム形成性について
は、以下のように分類した。＋＋：優秀、＋：良好、
±：悪い、−：極めて悪い。

【００７３】合成例１：４−フェノキシ−２，３，５，
６−テトラフルオロベンゾニトリル（ＰｔＦＢＮ）の合
成 下記反応を以下のようにして行なった。

【００７４】

【化１７】

【００７５】詳しくは、還流管及びディーンスタークト
ラップ(Dean-Stark trap)を備えた１００ｍｌ容のフラ
スコに、５．０ｇ（５３．２ミリモル）のフェノール、
３．６７ｇ（２６．６ミリモル）の炭酸カリウム（Ｋ₂
ＣＯ₃）、６０ｍｌのＮ−メチル−２−ピロリジノン
（ＮＭＰ）および１５ｍｌのトルエンを仕込んだ。この
混合液を、窒素気流下、１３０℃で２時間、共沸脱水を
行ない、フェノールのカリウム塩を合成した。量論量
（約１ｍｌ）の水を確認した後、トルエンを留去し、除
冷した。反応液の温度が１００℃に到達したところで、
１０．２６ｇ（５３．２ミリモル）の２，３，４，５，
６−ペンタフルオロベンゾニトリルを反応液に添加し、
この温度を維持しながら８時間反応させた。反応終了
後、蒸留水を５０ｍｌ加えた後、ジクロロメタンを用い
て抽出した。さらに、有機層を集めて、水洗し、硫酸ナ
トリウムで乾燥し、ジクロロメタンを留去することによ
って、褐色の油状粗生成物を得た。

【００７６】つぎに、この粗生成物を１０２℃／０．４
ｍｍＨｇで減圧蒸留した後、エタノールで再結晶化して
白色結晶を得た。この際の収率は４０％であった。ま
た、得られた生成物の溶融温度は６８℃であり、そのＩ
Ｒ（ＫＢｒ）スペクトル、¹Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃）ス
ペクトル及び¹⁹Ｆ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃）スペクトル
を、それぞれ、図１、図２及び図３に示す。なお、¹⁹Ｆ
−ＮＭＲスペクトルにおいて、¹⁹Ｆ化学シフトは、４，
４’−ジフルオロベンゾフェノン＝−１１０．１ｐｐｍ
に相当するｐｐｍで示される。

【００７７】実施例１：２Ｆ−ＰＥＮ−６ＦＢＡの合成 下記重合反応を以下のようにして行なった。

【００７８】

【化１８】

【００７９】詳しくは、還流管及びディーンスタークト
ラップ(Dean-Stark trap)を備えた２５ｍｌ容のフラス
コに、０．３７７ｇ（１．１２ミリモル）の２，２−ビ
ス（４−ビドロキシフェニル）−１，１，１，３，３，
３−へキサフルオロプロパン（６ＦＢＡ）、０．１７１
ｇ（１．２４ミリモル）の炭酸カリウム、２．５ｍｌの
Ｎ−メチル−２−ピロリジノン（ＮＭＰ）および２．５
ｍｌのトルエンを仕込んだ。この混合液を、窒素気流
下、１３０℃で２時間、共沸脱水を行ない、６ＦＢＡの
カリウム塩を合成した。量論量（約０．０４ｍｌ）の水
を確認した後、トルエンを留去し、放冷した。反応液の
温度が８０℃に到達したところで、０．３００ｇ（１．
１２ミリモル）の合成例１で得られたＰｔＦＢＮを反応
液に添加し、この温度を維持しながら２０時間反応させ
た。

【００８０】反応終了後、この溶液を、ブレンダーで激
しく撹拌しながら、１％酢酸水溶液中に注加した。析出
したポリマーを濾別し、蒸留水及びメタノールで洗浄し
た後、減圧乾燥した。このようにして回収されたポリマ
ーを、３０ｗｔ／ｖｏｌ％の濃度になるように、ジメチ
ルアセトアミド（ＤＭＡｃ）に溶解し、この溶液をメタ
ノール中に攪拌下でゆっくり注加し、再沈殿法により精
製した。完全に固化するまで放置した後、沈殿・固化し
たポリマーを濾過し、減圧乾燥した。この際の収率は８
６．０％であった。また、得られた生成物のガラス転移
温度は１６３．０℃であり、そのＩＲ（フィルム）スペ
クトル、¹Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃）スペクトル及び¹⁹Ｆ
−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃）スペクトルを、それぞれ、図
４、図５及び図６に示す。なお、¹⁹Ｆ−ＮＭＲスペクト
ルにおいて、¹⁹Ｆ化学シフトは、４，４’−ジフルオロ
ベンゾフェノン＝−１１０．１ｐｐｍに相当するｐｐｍ
で示される。

【００８１】実施例２ 実施例１において、０．３７７ｇ（１．１２ミリモル）
の６ＦＢＡの代わりに０．３５８ｇ（１．１２ミリモ
ル）のＰＰを使用する以外は、実施例１と同様にして反
応を行なうことによって、２Ｆ−ＰＥＮ−ＰＰを生成物
として得た。この際の収率は９４．９％であり、また、
得られた生成物のガラス転移温度は２３５．０℃であっ
た。

【００８２】実施例３ 実施例１において、０．３７７ｇ（１．１２ミリモル）
の６ＦＢＡの代わりに０．２５６ｇ（１．１２ミリモ
ル）のＢＡを使用する以外は、実施例１と同様にして反
応を行なうことによって、２Ｆ−ＰＥＮ−ＢＡを生成物
として得た。この際の収率は８６．８％であり、また、
得られた生成物のガラス転移温度は１４３．６℃であっ
た。

【００８３】実施例４ 実施例１において、０．３７７ｇ（１．１２ミリモル）
の６ＦＢＡの代わりに０．３９４ｇ（１．１２ミリモ
ル）のＨＦを使用する以外は、実施例１と同様にして反
応を行なうことによって、２Ｆ−ＰＥＮ−ＨＦを生成物
として得た。この際の収率は９３．５％であり、また、
得られた生成物のガラス転移温度は２３２．２℃であっ
た。

【００８４】実施例５ 実施例１において、０．３７７ｇ（１．１２ミリモル）
の６ＦＢＡの代わりに０．１２３ｇ（１．１２ミリモ
ル）のＨＱを使用する以外は、実施例１と同様にして反
応を行なうことによって、２Ｆ−ＰＥＮ−ＨＱを生成物
として得た。この際の収率は８５．５％であり、また、
得られた生成物のガラス転移温度は１４５．９℃であっ
た。

【００８５】実施例６ 実施例１において、０．３７７ｇ（１．１２ミリモル）
の６ＦＢＡの代わりに０．３９４ｇ（１．１２ミリモ
ル）のＣＨＢを使用する以外は、実施例１と同様にして
反応を行なうことによって、２Ｆ−ＰＥＮ−ＣＨＢを生
成物として得た。この際の収率は８７．４％であり、ま
た、得られた生成物のガラス転移温度は１５１．８℃で
あった。

【００８６】実施例７ 実施例１において、０．３７７ｇ（１．１２ミリモル）
の６ＦＢＡの代わりに０．３０１ｇ（１．１２ミリモ
ル）のＤＰＥを使用する以外は、実施例１と同様にして
反応を行なうことによって、２Ｆ−ＰＥＮ−ＤＰＥを生
成物として得た。この際の収率は８７．１％であり、ま
た、得られた生成物のガラス転移温度は１４２．０℃で
あった。

【００８７】実施例８ 実施例１において、０．３７７ｇ（１．１２ミリモル）
の６ＦＢＡの代わりに０．２０９ｇ（１．１２ミリモ
ル）のＢＰを使用する以外は、実施例１と同様にして反
応を行なうことによって、２Ｆ−ＰＥＮ−ＢＰを生成物
として得た。この際の収率は９０．７％であり、また、
得られた生成物のガラス転移温度は１７９．４℃であっ
た。

【００８８】また、実施例１〜８で得られた各生成物の
還元粘度、分子量およびガラス転移温度を表１に示し、
熱物性特性を表２に示す。

【００８９】

【表１】

【００９０】

【表２】

【００９１】実施例９ 実施例１〜８で得られたポリマーについて、溶解性を評
価したところ、表３に示す結果が得られた。

【００９２】

【表３】

【００９３】実施例１０ 実施例１、３、５及び７で得られたポリマーについて、
フイルム形成性を評価したところ、表４に示す結果が得
られた。

【００９４】

【表４】

【００９５】

【発明の効果】上述したように、本発明のポリシアノア
リールエーテルは、高い機械的強度及び強靭性、優れた
電気的特性を有し、通常使用される種々の溶媒に対して
優れた溶解性、ならびに耐熱性、耐炎性等の優れた熱安
定性、ならびに優れた被覆形成性を有するので、耐熱性
材料、航空宇宙複合材料マトリックス、原子炉用複合材
料マトリックス、電気絶縁材料、電磁シールド用複合材
料マトリックス、燃料電池用高分子電解質（セパレータ
ー）前駆体および導波路等の光学材料など工業的に汎用
性の高い材料である。

【００９６】また、本発明のポリシアノアリールエーテ
ルは、テトラフルオロベンゾニトリル誘導体をジヒドロ
キシ化合物との共重縮合反応に供することによって、特
別な設備を必要とすることなく、容易にかつ効率よく製
造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、合成例１で得られたＰｔＦＢＮのＩＲスペ
クトルである。

【図２】は、合成例１で得られたＰｔＦＢＮの¹Ｈ−Ｎ
ＭＲスペクトルである。

【図３】は、合成例１で得られたＰｔＦＢＮの¹⁹Ｆ−Ｎ
ＭＲスペクトルである。

【図４】は、実施例１で得られた２Ｆ−ＰＥＮ−６ＦＢ
ＡのＩＲスペクトルである。

【図５】は、実施例１で得られた２Ｆ−ＰＥＮ−６ＦＢ
Ａの¹Ｈ−ＮＭＲスペクトルである。

【図６】は、実施例１で得られた２Ｆ−ＰＥＮ−６ＦＢ
Ａの¹⁹Ｆ−ＮＭＲスペクトルである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 正自 茨城県つくば市観音台１丁目25番地12 株 式会社日本触媒内 Ｆターム(参考） 4J005 AA24 BA00 BB02

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記式（１）： 【化１】 ただし、Ｒ¹は、置換基を有してもよい炭素原子数１〜
   １２のアルキル基、置換基を有してもよい炭素原子数１
   〜１２のアルコキシ基、置換基を有してもよい炭素原子
   数１〜１２のアルキルアミノ基、置換基を有してもよい
   炭素原子数１〜１２のアルキルチオ基、置換基を有して
   もよい炭素原子数６〜２０のアリール基、置換基を有し
   てもよい炭素原子数６〜２０のアリールオキシ基、置換
   基を有してもよい炭素原子数６〜２０のアリールアミノ
   基または置換基を有してもよい炭素原子数６〜２０のア
   リールチオ基を表わし；Ｒ²は、２価の有機基を表わ
   し；ならびにｎは重合度を表わす、で示されるポリシア
   ノアリールエーテル。
2. 【請求項２】 該式（１）において、Ｒ¹は置換基を有
   してもよい炭素原子数６〜２０のアリールオキシ基を表
   わす、請求項１に記載のポリシアノアリールエーテル。
3. 【請求項３】 下記式（２）： 【化２】 ただし、Ｒ¹は、置換基を有してもよい炭素原子数１〜
   １２のアルキル基、置換基を有してもよい炭素原子数１
   〜１２のアルコキシ基、置換基を有してもよい炭素原子
   数１〜１２のアルキルアミノ基、置換基を有してもよい
   炭素原子数１〜１２のアルキルチオ基、置換基を有して
   もよい炭素原子数６〜２０のアリール基、置換基を有し
   てもよい炭素原子数６〜２０のアリールオキシ基、置換
   基を有してもよい炭素原子数６〜２０のアリールアミノ
   基または置換基を有してもよい炭素原子数６〜２０のア
   リールチオ基を表わす、で示されるテトラフルオロベン
   ゾニトリル誘導体を、下記式（３）： 【化３】 ただし、Ｒ²は、２価の有機基を表わす、で示されるジ
   ヒドロキシ化合物と塩基性触媒の存在下で重合すること
   からなる、請求項１に記載のポリシアノアリールエーテ
   ルの製造方法。
4. 【請求項４】 該テトラフルオロベンゾニトリル誘導体
   とジヒドロキシ化合物との重合を２００℃以下の温度で
   重合する、請求項３に記載の方法。