JP2008163090A - Tetracarboxylic acid dianhydride, method for producing the same and polymer - Google Patents

Tetracarboxylic acid dianhydride, method for producing the same and polymer Download PDF

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Haruhiko Kusaka
晴彦 日下
Hisashi Yamanashi
尚志 山梨
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a high-purity tetracarboxylic acid dianhydride and a method for producing a polymer from the high-purity tetracarboxylic acid dianhydride. <P>SOLUTION: The method for producing an acid dianhydride represented by the general formula (1) (wherein, A is a bifunctional group; X<SP>1</SP>, X<SP>2</SP>, X<SP>3</SP>, X<SP>4</SP>, X<SP>5</SP>and X<SP>6</SP>are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a nitrile group, a nitro group, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group, an amino group or an amide group; the number of carbon atoms of a carbon-containing group is ≤10; and n is an integer of 0, 1 or 2) comprises carrying out recrystallization in the presence of an organic solvent having a solubility parameter δ (unit: MPa<SP>1/2</SP>) of ≥21.3 under measurement conditions at 1 atmospheric pressure at 25°C. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は高純度の酸二無水物の製造方法に係り、特に反応により得られたテトラカルボン酸二無水物を再結晶により反応副生成物を高度に除去して高純度のテトラカルボン酸二無水物を得る方法に関する。本発明はまた、この方法により製造されたテトラカルボン酸二無水物と、このテトラカルボン酸二無水物を用いて得られる重合物に関する。   The present invention relates to a method for producing high-purity acid dianhydride, and in particular, the reaction by-product is highly removed by recrystallization of tetracarboxylic dianhydride obtained by the reaction to highly purify tetracarboxylic dianhydride. It relates to a method for obtaining things. The present invention also relates to a tetracarboxylic dianhydride produced by this method and a polymer obtained using the tetracarboxylic dianhydride.

ポリイミドは優れた耐熱性のみならず、耐薬品性、耐放射線性、電気絶縁性、優れた機械的性質などの特性を併せ持つことから、フレキシブルプリント配線回路用基板、テープオートメーションボンディング用基材、半導体素子の保護膜、集積回路の層間絶縁膜等、様々な電子デバイスに現在広く利用されている。ポリイミドはまた製造方法の簡便さ、高い膜純度、物性改良のしやすさの点で、非常に有用な材料であり、近年様々な用途毎に適した機能性ポリイミドの材料設計がなされている。   Polyimide has not only excellent heat resistance but also chemical resistance, radiation resistance, electrical insulation, excellent mechanical properties, etc., so it can be used for flexible printed circuit boards, tape automation bonding substrates, and semiconductors. Currently, it is widely used in various electronic devices such as protective films for elements and interlayer insulating films for integrated circuits. Polyimide is also a very useful material in terms of simplicity of production method, high film purity, and ease of improving physical properties, and functional polyimide material designs suitable for various applications have been made in recent years.

多くのポリイミドは有機溶媒に不溶で、ガラス転移温度以上でも溶融しないため、ポリイミドそのものを成型加工することは通常容易ではない。そのため、ポリイミドは一般に、無水ピロメリット酸等の芳香族テトラカルボン酸二無水物とジアミノジフェニルエーテル等の芳香族ジアミンとをジメチルアセトアミド等の非プロトン性極性有機溶媒中で等モル反応させて、先ず高重合度のポリイミド前駆体を重合し、この溶液を膜などに成形し、250℃から350℃程度の温度をかけて加熱し、脱水閉環(イミド化)して製膜される。   Since many polyimides are insoluble in organic solvents and do not melt above the glass transition temperature, it is usually not easy to mold the polyimide itself. For this reason, polyimide is generally obtained by first reacting an aromatic tetracarboxylic dianhydride such as pyromellitic anhydride with an aromatic diamine such as diaminodiphenyl ether in an aprotic polar organic solvent such as dimethylacetamide to obtain a high molecular weight. A polyimide precursor having a polymerization degree is polymerized, this solution is formed into a film or the like, heated at a temperature of about 250 ° C. to 350 ° C., and dehydrated and closed (imidized) to form a film.

ポリイミド/金属基板積層体をイミド化温度から室温へ冷却する過程で発生する熱応力はしばしばカーリング、膜の剥離、割れ等の深刻な問題を引き起こす。最近では電子回路の高密度化に伴い、多層配線基板が採用されるようになってきたが、たとえ膜の剥離や割れにまで至らなくても、多層基板における応力の残留はデバイスの信頼性を著しく低下させる。このため、熱応力を低減することも検討されているが、これら熱応力の低い樹脂は溶媒に対する溶解性が低く操作性が悪いという問題がある。   Thermal stress generated in the process of cooling the polyimide / metal substrate laminate from the imidization temperature to room temperature often causes serious problems such as curling, film peeling and cracking. Recently, with the increase in the density of electronic circuits, multilayer wiring boards have come to be used. However, even if film peeling or cracking does not occur, the residual stress in the multilayer board can increase device reliability. Reduce significantly. For this reason, reduction of thermal stress has also been studied, but these low thermal stress resins have a problem of low solubility in solvents and poor operability.

一方、ポリイミドが有機溶媒に可溶である場合、熱イミド化工程を必要としないため、金属基板上にポリイミドの有機溶媒溶液(ワニス)を塗布後、熱イミド化温度よりずっと低い温度で溶媒を蒸発・乾燥するだけでよく、金属基板/絶縁膜積層体における熱応力を低減することが可能である。しかしながら、有機溶媒に可溶で実用化されたポリイミドはごく限られており、多様な物性を持つポリイミドで溶媒に可溶なものの開発が待ち望まれている。   On the other hand, when polyimide is soluble in an organic solvent, a thermal imidization step is not required. Therefore, after applying a polyimide organic solvent solution (varnish) on a metal substrate, the solvent is removed at a temperature much lower than the thermal imidization temperature. It is only necessary to evaporate and dry, and it is possible to reduce the thermal stress in the metal substrate / insulating film laminate. However, there are only a limited number of polyimides that are soluble in organic solvents and put into practical use, and development of polyimides having various physical properties that are soluble in solvents is awaited.

さらに、ポリイミドは一般に吸水率が高いことが知られている。絶縁層における吸水は絶縁膜の寸法変化や電気特性の低下等の深刻な問題を引き起こす。低吸水率を実現するための分子設計として、ポリイミド骨格へのエステル結合の導入が有効であると報告されている(非特許文献1)。
また、近年、特にマイクロプロセッサーの演算速度の高速化やクロック信号の立ち上がり時間の短縮化が情報処理・通信分野で重要な課題になってきているが、そのためには絶縁膜として使用されるポリイミド膜の誘電率を下げることが必要となる。また、電気配線長の短縮のための高密度配線および多層基板化にとっても、絶縁膜の誘電率が低いほど絶縁層を薄くできる等の点で有利である。
Furthermore, it is known that polyimide generally has a high water absorption rate. Water absorption in the insulating layer causes serious problems such as dimensional change of the insulating film and deterioration of electrical characteristics. It has been reported that the introduction of an ester bond into a polyimide skeleton is effective as a molecular design for realizing a low water absorption rate (Non-patent Document 1).
In recent years, increasing the calculation speed of microprocessors and shortening the rise time of clock signals have become important issues in the information processing and communication fields. To that end, polyimide films used as insulating films It is necessary to lower the dielectric constant. Also, for high-density wiring and a multilayer substrate for shortening the electrical wiring length, it is advantageous in that the insulating layer can be made thinner as the dielectric constant of the insulating film is lower.

ポリイミドの低誘電率化には骨格中へのフッ素置換基の導入が有効である(非特許文献2)。しかしながら、フッ素化モノマーの使用はコストの点で不利である。
また、芳香族単位を脂環族単位に置き換えてπ電子を減少することも低誘電率化に有効な手段である(非特許文献3)。
Introduction of a fluorine substituent into the skeleton is effective for lowering the dielectric constant of polyimide (Non-patent Document 2). However, the use of fluorinated monomers is disadvantageous in terms of cost.
In addition, replacing aromatic units with alicyclic units to reduce π electrons is an effective means for reducing the dielectric constant (Non-patent Document 3).

しかしながら、低誘電率(目標値として3.0以下)、低吸水性および溶媒可溶性を同時に有し、かつハンダ耐熱性を保持するポリイミドを得ることは分子設計上容易ではなく、このような要求特性を満足する実用的な材料は今のところ知られていない。ポリイミド以外の低誘電率高分子材料や無機材料も検討されているが、誘電率、耐熱性および靭性の点で要求特性が十分に満たされていないのが現状である。   However, it is not easy in terms of molecular design to obtain a polyimide having low dielectric constant (target value of 3.0 or less), low water absorption and solvent solubility at the same time, and maintaining solder heat resistance. No practical material is known so far. Low dielectric constant polymer materials and inorganic materials other than polyimide are also being studied, but at present the required characteristics are not sufficiently satisfied in terms of dielectric constant, heat resistance and toughness.

さらに近年、光学材料用途へ展開する要望から、可視光領域で高い透明性を示すポリイミドの要求が高まっている。この透明性に加えて、耐熱性、可溶性、適度な靭性を兼ね備えたポリイミドが得られれば、液晶ディスプレーやELディスプレー用フレキシブル基板や、内部に使用される各種光学特性部材として好適に使用することできるが、このような物性を兼ね備えた材料は知られていないのが現状である。   Furthermore, in recent years, the demand for a polyimide exhibiting high transparency in the visible light region is increasing due to the demand for development of optical material applications. In addition to this transparency, if a polyimide having heat resistance, solubility, and moderate toughness is obtained, it can be suitably used as a flexible substrate for liquid crystal displays and EL displays, and various optical property members used inside. However, at present, no material having such physical properties is known.

また、絶縁層としてのポリイミドにスルーホール形成や微細加工を施す目的で、ポリイミドあるいはその前駆体自身に感光性能を付与した感光性ポリイミドシステムが盛んに研究されている。一方、塩基性物質でポリイミドそのものにエッチングを施し、スルーホール形成等も行われている。しかしながら、後者ではアルカリによるポリイミド膜のエッチング速度が通常遅いために、エッチング液はエタノールアミン等特殊な塩基性物質に限られており、エタノールアミンを用いても全てのポリイミドに適用できるわけではない。上記要求特性を有し且つ、汎用の塩基性物質により容易にエッチングできるような材料が開発されれば、上記産業分野において極めて有益な材料を提供しうるが、そのような材料は現在のところ知られていない。   In addition, for the purpose of performing through-hole formation and fine processing on polyimide as an insulating layer, a photosensitive polyimide system in which photosensitive performance is imparted to polyimide or its precursor itself has been actively studied. On the other hand, etching is performed on polyimide itself with a basic substance to form through holes. However, in the latter, since the etching rate of the polyimide film with alkali is usually slow, the etching solution is limited to a special basic substance such as ethanolamine, and even if ethanolamine is used, it cannot be applied to all polyimides. If a material having the above-mentioned required characteristics and easily etched by a general-purpose basic substance is developed, a material that is extremely useful in the industrial field can be provided. However, such a material is currently known. It is not done.

このような従来の問題点を解決し、高ガラス転移温度、高透明性、低吸水率およびエッチング特性を併せ持ち、各種電子デバイスにおける電気絶縁膜や積層板、フレキシブルプリント配線基板などの電子材料分野、液晶ディスプレー用基板、有機エレクトロルミネッセンス(EL)ディスプレー用基板、電子ペーパー用基板などの表示装置分野、レンズや回折格子、光導波路などの光学材料分野、バッファーコート膜や層間絶縁膜などの半導体分野、この他太陽電池用基板、感光材料等において有益な脂環式ポリエステルイミドを提供し得るエステル基含有脂環式テトラカルボン酸二無水物として、本出願人は先に、後述の一般式(1)で表されるエステル基含有脂環式テトラカルボン酸二無水物を提案した(特許文献1)。   Solving such conventional problems, it has a high glass transition temperature, high transparency, low water absorption and etching characteristics, and the field of electronic materials such as electrical insulating films and laminates, flexible printed wiring boards in various electronic devices, Display devices such as liquid crystal display substrates, organic electroluminescence (EL) display substrates, electronic paper substrates, optical materials such as lenses, diffraction gratings and optical waveguides, semiconductors such as buffer coat films and interlayer insulation films, In addition, as an ester group-containing alicyclic tetracarboxylic dianhydride capable of providing a useful alicyclic polyesterimide in a solar cell substrate, photosensitive material, etc., the present applicant has previously described a general formula (1) described later. The ester group containing alicyclic tetracarboxylic dianhydride represented by these was proposed (patent document 1).

このテトラカルボン酸二無水物は、脂環式骨格を有する、エステル基を含有するなどの特徴があることから、この酸二無水物から合成されるポリイミド樹脂は、高い耐熱性を保ちつつ、高透明性、低誘電性、低吸水性、低熱膨張性、溶媒溶解性およびエッチング特性等の優れた特性を併せ持つ。このため、電気絶縁膜およびフレキシブルプリント配線基板などの電子材料用の樹脂や、液晶ディスプレー用基板、有機エレクトロルミネッセンス(EL)ディスプレー用基板、電子ペーパー用基板、太陽電池用基板、発光ダイオード用封止剤、光導波路等の光学材料用として利用可能である。   Since this tetracarboxylic dianhydride has characteristics such as having an alicyclic skeleton and containing an ester group, a polyimide resin synthesized from this acid dianhydride has high heat resistance while maintaining high heat resistance. It has excellent properties such as transparency, low dielectric property, low water absorption, low thermal expansion, solvent solubility and etching properties. For this reason, resins for electronic materials such as electrical insulation films and flexible printed wiring boards, substrates for liquid crystal displays, substrates for organic electroluminescence (EL) displays, substrates for electronic paper, substrates for solar cells, sealing for light emitting diodes It can be used for an optical material such as an agent and an optical waveguide.

一般に、ポリイミド樹脂の製造にあたっては、原料であるテトラカルボン酸二無水物とジアミンの純度が重合度に大きな影響を与えることが知られており、前記各用途に用いる際に充分な重合度のポリイミドを得るには、高純度の原料を使用することが必要である。   In general, in the production of polyimide resin, it is known that the purity of tetracarboxylic dianhydride and diamine as raw materials has a great influence on the degree of polymerization, and polyimide having a sufficient degree of polymerization when used in each of the above applications. It is necessary to use high-purity raw materials to obtain

しかしながら、一般式(1)で表される酸二無水物は、通常用いられる溶媒に対する溶解性が低いために最も簡便な精製法である再結晶法を適用できず、高純度の酸二無水物を得ることが出来なかった。このために重合度が充分に上がらず、高特性のポリイミド樹脂を得ることが出来なかった。重合度が上がらない主な要因として、酸二無水物中に含まれる一酸無水物の影響が挙げられる。
特願2006−308082 高分子討論会予稿集,53,4115(2004) Macromolecules,24,5001(1991) Macromolecules,32,4933(1999)
However, the acid dianhydride represented by the general formula (1) cannot be applied to the recrystallization method, which is the simplest purification method, because of its low solubility in a commonly used solvent. Could not get. For this reason, the degree of polymerization was not sufficiently increased, and a high-performance polyimide resin could not be obtained. The main factor that the degree of polymerization does not increase is the influence of monoacid anhydride contained in acid dianhydride.
Japanese Patent Application No. 2006-308082 Proceedings of Macromolecules Conference, 53, 4115 (2004) Macromolecules, 24,5001 (1991) Macromolecules, 32, 4933 (1999)

本発明は、高い耐熱性を保ちつつ、高透明性、低誘電性、低吸水性、低熱膨張性、溶媒溶解性およびエッチング特性等の優れた特性を併せ持つことが可能で、電気絶縁膜およびフレキシブルプリント配線基板などの電子材料用の樹脂や、液晶ディスプレー用基板、有機エレクトロルミネッセンス(EL)ディスプレー用基板、電子ペーパー用基板、太陽電池用基板、発光ダイオード用封止剤、光導波路等の光学材料用として利用可能な樹脂を製造するために有用な原料であるテトラカルボン酸二無水物の製造方法と、この製造方法によって製造されたテトラカルボン酸二無水物と、このテトラカルボン酸二無水物を原料とする重合物を提供するものである。   The present invention can have excellent properties such as high transparency, low dielectric property, low water absorption, low thermal expansion, solvent solubility, and etching properties while maintaining high heat resistance, and can be used as an electric insulating film and a flexible film. Optical materials such as resins for electronic materials such as printed wiring boards, substrates for liquid crystal displays, substrates for organic electroluminescence (EL) displays, substrates for electronic paper, substrates for solar cells, sealants for light emitting diodes, optical waveguides, etc. A method for producing tetracarboxylic dianhydride which is a useful raw material for producing a resin usable for use, a tetracarboxylic dianhydride produced by this production method, and this tetracarboxylic dianhydride A polymer obtained as a raw material is provided.

本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、溶解度パラメータδが所定値以上の溶解度パラメータを用いて再結晶を行うことにより、下記一般式(1)で表されるテトラカルボン酸二無水物を高度に精製することができることを見出した。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors recrystallized using a solubility parameter having a solubility parameter δ greater than or equal to a predetermined value, thereby producing a tetracarboxylic acid dicarboxylic acid represented by the following general formula (1). We have found that the anhydride can be highly purified.

本発明は、上記知見に基づいて達成されたものであり、以下を要旨とする。   The present invention has been achieved based on the above findings, and the gist thereof is as follows.

[1] 下記一般式(1)で表されるテトラカルボン酸二無水物を製造する方法であって、1気圧、25℃の測定条件における、下記式(2)で表される溶解度パラメータδ(単位:MPa1/2)が21.3以上の有機溶媒の存在下で再結晶を行うことを特徴とする高純度の酸二無水物の製造方法。

Figure 2008163090
(式(1)中、Aは2価の基を示す。
、X、X、X、X、およびXは各々独立に水素原子、ハロゲン原子、ニトリル基、ニトロ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アミノ基、またはアミド基を表す。ただし、これらの基は更に置換基を有していても良く、炭素含有基にあっては、その炭素数は10以下である。
nは0、1または2の整数を表す。)
δ=(ΔH/V)1/2 (2)
(式(2)において、ΔHおよびVは、それぞれ前記有機溶媒のモル蒸発熱(単位:J/mol)およびモル体積(単位:cm/mol)である。) [1] A method for producing a tetracarboxylic dianhydride represented by the following general formula (1), wherein the solubility parameter δ () represented by the following formula (2) under the measurement conditions of 1 atm and 25 ° C. A method for producing a high-purity acid dianhydride, characterized in that recrystallization is performed in the presence of an organic solvent having a unit of MPa 1/2 ) of 21.3 or more.
Figure 2008163090
(In the formula (1), A represents a divalent group.
X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 , and X 6 are each independently a hydrogen atom, halogen atom, nitrile group, nitro group, alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, amino group, or Represents an amide group. However, these groups may further have a substituent, and in the case of a carbon-containing group, the carbon number is 10 or less.
n represents an integer of 0, 1 or 2. )
δ = (ΔH / V) 1/2 (2)
(In the formula (2), ΔH and V are respectively the molar evaporation heat (unit: J / mol) and the molar volume (unit: cm 3 / mol) of the organic solvent.)

[2] [1]において、前記有機溶媒に酸無水物を添加して再結晶を行うことを特徴とする高純度の酸二無水物の製造方法。 [2] A method for producing a high-purity acid dianhydride according to [1], wherein an acid anhydride is added to the organic solvent and recrystallization is performed.

[3] [2]において、酸無水物が炭素数10以下のカルボン酸無水物であることを特徴とする高純度の酸二無水物の製造方法。 [3] A method for producing a high-purity acid dianhydride according to [2], wherein the acid anhydride is a carboxylic acid anhydride having 10 or less carbon atoms.

[4] [1]ないし[3]のいずれかにおいて、再結晶に用いる溶媒が一般式(1)で表されるテトラカルボン酸二無水物と実質的に反応しないことを特徴とする高純度の酸二無水物の製造方法。 [4] In any one of [1] to [3], the solvent used for recrystallization does not substantially react with the tetracarboxylic dianhydride represented by the general formula (1). Method for producing acid dianhydride.

[5] [1]ないし[4]のいずれかにおいて、再結晶に用いる溶媒の常圧における沸点が100℃以上であることを特徴とする高純度の酸二無水物の製造方法。 [5] The method for producing a high-purity acid dianhydride according to any one of [1] to [4], wherein the solvent used for recrystallization has a boiling point of 100 ° C. or higher at normal pressure.

[6] 下記一般式(1)で表されるテトラカルボン酸二無水物であって、下記一般式(3)で表される一酸無水物の含有量が該テトラカルボン酸二無水物に対して1モル%以下であることを特徴とするテトラカルボン酸二無水物。

Figure 2008163090
(式(1)中、Aは2価の基を示す。
、X、X、X、X、およびXは各々独立に水素原子、ハロゲン原子、ニトリル基、ニトロ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アミノ基、またはアミド基を表す。ただし、これらの基は更に置換基を有していても良く、炭素含有基にあっては、その炭素数は10以下である。
nは0、1または2の整数を表す。)
Figure 2008163090
(式(3)中、A、X、X、X、X、X、X、nは一般式(1)におけると同義である。) [6] A tetracarboxylic dianhydride represented by the following general formula (1), wherein the content of the monoacid anhydride represented by the following general formula (3) is relative to the tetracarboxylic dianhydride. Tetracarboxylic dianhydride, characterized in that it is 1 mol% or less.
Figure 2008163090
(In the formula (1), A represents a divalent group.
X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 , and X 6 are each independently a hydrogen atom, halogen atom, nitrile group, nitro group, alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, amino group, or Represents an amide group. However, these groups may further have a substituent, and in the case of a carbon-containing group, the carbon number is 10 or less.
n represents an integer of 0, 1 or 2. )
Figure 2008163090
(In the formula (3), A, X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 , X 6 , and n are as defined in the general formula (1).)

[7] [6]に記載のテトラカルボン酸二無水物を用いて製造された重合物。 [7] A polymer produced using the tetracarboxylic dianhydride according to [6].

本発明によれば、特定の有機溶媒を用いて再結晶を行うことにより、高純度のテトラカルボン酸二無水物を製造することができる。しかして、このようにして製造された、一酸無水物等の不純物の含有量の少ないテトラカルボン酸二無水物を用いて、高い耐熱性、高透明性、低誘電性、低吸水性、低熱膨張性、溶媒溶解性およびエッチング特性を併せ持つ重合物を製造することが可能となる。   According to the present invention, high-purity tetracarboxylic dianhydride can be produced by recrystallization using a specific organic solvent. Thus, using the tetracarboxylic dianhydride having a low content of impurities such as monoacid anhydride produced in this way, high heat resistance, high transparency, low dielectric property, low water absorption, low heat It becomes possible to produce a polymer having both expansibility, solvent solubility and etching characteristics.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、これらの内容に特定はされない。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the description of constituent elements described below is an example (representative example) of an embodiment of the present invention, and is not specified by these contents.

[テトラカルボン酸二無水物]
本発明で製造されるテトラカルボン酸二無水物(以下、「本発明の化合物」と称す場合がある。)は、下記一般式(1)で表されるものである。

Figure 2008163090
(式(1)中、Aは2価の基を示す。
、X、X、X、X、およびXは各々独立に水素原子、ハロゲン原子、ニトリル基、ニトロ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アミノ基、またはアミド基を表す。ただし、これらの基は更に置換基を有していても良く、炭素含有基にあっては、その炭素数は10以下である。
nは0、1または2の整数を表す。) [Tetracarboxylic dianhydride]
The tetracarboxylic dianhydride produced in the present invention (hereinafter sometimes referred to as “the compound of the present invention”) is represented by the following general formula (1).
Figure 2008163090
(In the formula (1), A represents a divalent group.
X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 , and X 6 are each independently a hydrogen atom, halogen atom, nitrile group, nitro group, alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, amino group, or Represents an amide group. However, these groups may further have a substituent, and in the case of a carbon-containing group, the carbon number is 10 or less.
n represents an integer of 0, 1 or 2. )

上記一般式(1)中のAの構造としては、2箇所で上記構造を形成するようにカルボキシル基と結合していればよく特に構造上の制限はない。
具体的には、一般式(1)中、Aは任意の2価の基であればよい。本発明の化合物は、2つの脂環構造とそれをつなぐ2つのエステル基を有するという構造が特徴であり、この構造を有することにより、脂環式ポリエステルイミド樹脂とした時に高い透明性、高い靭性、高い溶媒溶解性といった物性を得ることができる。つまり、Aの構造が任意の2価の基であっても、本化合物のこれらの物性に関しては大きくは影響を与えない傾向にある。従って、Aの構造は任意の2価の基であれば、特に制限されない。
The structure of A in the general formula (1) is not particularly limited as long as it is bonded to a carboxyl group so as to form the structure at two locations.
Specifically, in general formula (1), A may be any divalent group. The compound of the present invention is characterized by a structure having two alicyclic structures and two ester groups connecting the two alicyclic structures, and by having this structure, high transparency and high toughness when an alicyclic polyesterimide resin is obtained. , Physical properties such as high solvent solubility can be obtained. That is, even if the structure of A is an arbitrary divalent group, these physical properties of the present compound tend not to be greatly affected. Therefore, the structure of A is not particularly limited as long as it is an arbitrary divalent group.

この2価の基の中でも、好ましいものとしては、環状構造を有する基である。環状構造を有する構造とは、Aに芳香族基を含むものまたは脂環構造を含むものをさす。Aに環状構造があると脂環式ポリエステルイミド樹脂とした時の耐熱性および、寸法安定性の向上がもたらされる。また、脂環構造を含む場合には耐熱性を維持しつつ、UV領域の光吸収を低減させることができる、という特徴も得ることができる。具体的な構造として例を挙げると、芳香族基としてはいずれも2価の基であるフェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、ジフェニルエーテル基、ジフェニルスルホン基、4,4’−(9−フルオレニリデン)ジフェニル基、メチレンジフェニル基、イソプロピリデンジフェニル基、3,3’,5,5’−テトラメチル−(1,1’−ビフェニル)基などが上げられ、脂環構造としては、シクロヘキシレン基、シクロヘキサンジメチレン基、デカヒドロナフチレン基等が挙げられる。さらにこれらの基同士が、あるいは他の基と連結基で複数結合された構造となっていてもかまわない。ここで適用可能な連結基の具体的な例としては、メチレン基(−CH−)、エーテル基(−O−)、エステル基(−C(O)O−)、ケト基(−C(O)−)、スルホニル基(−SO−)、スルフィニル基(−SO−)、スルフェニル基(−S−)、9,9−フルオレニリデン基などを挙げることができる。なお、上記した2価の環状構造を含む基に関しては、特にその置換位置は問わない。例えばフェニレン基であれば1,4−位で置換すると−A−の構造が直線となるため耐熱性が向上し、線膨張係数が小さくなることが期待され好ましい。一方、フェニレン基において1,3−位で置換した場合には、−A−構造が屈曲するため溶媒に対する溶解性の向上が期待されるので好ましい。従って、置換位置については、必要とされる物性に応じて適宜ふさわしい構造のAを選択することが好ましい。 Among these divalent groups, a group having a cyclic structure is preferable. The structure having a cyclic structure means a structure containing an aromatic group in A or a structure containing an alicyclic structure. When A has a cyclic structure, the heat resistance and dimensional stability of the alicyclic polyesterimide resin are improved. Further, when the alicyclic structure is included, it is possible to obtain a feature that light absorption in the UV region can be reduced while maintaining heat resistance. Specific examples of the structure include phenylene group, naphthylene group, biphenylene group, diphenyl ether group, diphenylsulfone group, 4,4 ′-(9-fluorenylidene) diphenyl, which are all divalent groups as aromatic groups. Group, methylenediphenyl group, isopropylidenediphenyl group, 3,3 ′, 5,5′-tetramethyl- (1,1′-biphenyl) group and the like, and alicyclic structures include cyclohexylene group, cyclohexanediphenyl group, and the like. A methylene group, a decahydronaphthylene group, etc. are mentioned. Furthermore, a structure in which a plurality of these groups are bonded to each other or a linking group may be used. Specific examples of the linking group applicable here include a methylene group (—CH 2 —), an ether group (—O—), an ester group (—C (O) O—), a keto group (—C ( O)-), a sulfonyl group (—SO 2 —), a sulfinyl group (—SO—), a sulfenyl group (—S—), a 9,9-fluorenylidene group, and the like. In addition, regarding the group containing the above-mentioned divalent cyclic structure, the substitution position is not particularly limited. For example, a phenylene group is preferred when it is substituted at the 1,4-position, since the structure of -A- becomes a straight line, so that the heat resistance is improved and the linear expansion coefficient is expected to be small. On the other hand, substitution at the 1,3-position in the phenylene group is preferable because the -A- structure is bent, so that improvement in solubility in a solvent is expected. Therefore, as for the substitution position, it is preferable to select A having an appropriate structure according to the required physical properties.

更に好ましい構造としては、Aが芳香族基を含む基である。芳香族基が含有されると脂環式ポリエステルイミド樹脂としたときの耐熱性および、寸法安定性が一層向上する上に屈折率の向上も達成される。芳香族基の具体的なものとしては、上記したものが適用可能であるが、中でもフェニレン基、ビフェニレン基、ジフェニルエーテル基、ジフェニルスルホン基、4,4’−(9−フルオレニリデン)ジフェニル基、3,3’,5,5’−テトラメチル−(1,1’−ビフェニル)基等がより剛直な構造を持つ点で特に好ましい。さらには、フェニレン基、4,4’−(9−フルオレニリデン)ジフェニル基、3,3’,5,5’−テトラメチル−(1,1’−ビフェニル)基が原料の入手性、得られる樹脂の物性が良好な点で好ましい。   In a more preferred structure, A is a group containing an aromatic group. When the aromatic group is contained, the heat resistance and dimensional stability of the alicyclic polyesterimide resin are further improved, and the refractive index is improved. Specific examples of the aromatic group include those described above. Among them, phenylene group, biphenylene group, diphenyl ether group, diphenyl sulfone group, 4,4 ′-(9-fluorenylidene) diphenyl group, 3, The 3 ′, 5,5′-tetramethyl- (1,1′-biphenyl) group or the like is particularly preferable in that it has a more rigid structure. Furthermore, phenylene group, 4,4 ′-(9-fluorenylidene) diphenyl group, 3,3 ′, 5,5′-tetramethyl- (1,1′-biphenyl) group is a raw material, and the resulting resin This is preferable because of its good physical properties.

また、上記一般式(1)中のX、X、X、X、XおよびXはそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、ニトリル基、ニトロ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アミノ基、またはアミド基を表す。アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アミノ基、アミド基の炭素数は、1〜10が好ましい。より具体的には、アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基等が例示される。アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基などが挙げられる。また、ハロゲン原子の例としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。これらの例中でも上記一般式(1)中のX、X、X、X、XおよびXがそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子であることが、原料の入手のしやすさの点で好ましい。この場合、ハロゲン原子の数、置換位置については特に限定されない。さらに好ましくは上記一般式(1)中のX、X、X、X、XおよびXがすべて水素原子の場合である。 In the general formula (1), X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 and X 6 are each independently a hydrogen atom, halogen atom, nitrile group, nitro group, alkyl group, alkenyl group, alkynyl. Represents a group, an alkoxy group, an amino group, or an amide group. As for carbon number of an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group, an amino group, and an amide group, 1-10 are preferable. More specifically, examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, and an n-butyl group. Examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an i-propoxy group, and an n-butoxy group. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. Among these examples, it is easy to obtain raw materials that X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 and X 6 in the general formula (1) are each independently a hydrogen atom or a halogen atom. This is preferable. In this case, the number of halogen atoms and the substitution position are not particularly limited. More preferably, X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 and X 6 in the general formula (1) are all hydrogen atoms.

AとX、X、X、X、XおよびXの組み合わせとして好ましい構造としては、Aが環状構造を有する基であり、X、X、X、X、XおよびXがそれぞれ独立にハロゲン原子もしくは水素原子で構成されるものである。さらに好ましくはAが環状構造を有する基でX、X、X、X、XおよびXがすべて水素原子で構成されるものである。 As a preferred structure as a combination of A and X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 and X 6 , A is a group having a cyclic structure, and X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 and X 6 are each independently composed of a halogen atom or a hydrogen atom. More preferably, A is a group having a cyclic structure, and X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 and X 6 are all composed of hydrogen atoms.

一般式(1)においてnは0、1または2の整数を表すが、好ましくはn=0またはn=1であり、さらに好ましくはn=1である。なお、一般式(1)において、X〜Xが置換している環のnとX〜Xが置換している環のnとは必ずしも同一である必要はなく、異なっていても良い。 In the general formula (1), n represents an integer of 0, 1 or 2, preferably n = 0 or n = 1, more preferably n = 1. In general formula (1), n in the ring substituted by X 1 to X 3 and n in the ring substituted by X 3 to X 6 are not necessarily the same, and may be different. good.

[含有される不純物]
一般式(1)で表されるテトラカルボン酸二無水物は、対応する酸無水物とジオールとの反応により製造されるが、その製造工程由来の反応副生成物として、例えば、下記一般式(3)で表される一酸無水物や、下記一般式(4)で表されるモノエステルを含む。
[Contained impurities]
The tetracarboxylic dianhydride represented by the general formula (1) is produced by a reaction between a corresponding acid anhydride and a diol. As a reaction byproduct derived from the production process, for example, the following general formula ( The monoacid anhydride represented by 3) and the monoester represented by the following general formula (4) are included.

Figure 2008163090
(式(3)中、A、X、X、X、X、X、X、nは一般式(1)におけると同義である。)
Figure 2008163090
(In the formula (3), A, X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 , X 6 , and n are as defined in the general formula (1).)

Figure 2008163090
(式(4)中、A、X、X、X、nは一般式(1)におけると同義である。)
Figure 2008163090
(In the formula (4), A, X 1 , X 2 , X 3 and n have the same meaning as in the general formula (1).)

これらの不純物は、重合反応を阻害する要因となるため、本発明では、特定の有機溶媒を用いた再結晶により、これらの不純物を除去して精製する。   Since these impurities are factors that inhibit the polymerization reaction, in the present invention, these impurities are removed and purified by recrystallization using a specific organic solvent.

[再結晶に用いる有機溶媒]
本発明では、反応により得られた上述の不純物を含む一般式(1)で表されるテトラカルボン酸二無水物を、1気圧、25℃の測定条件における、下記式(2)で表される溶解度パラメータδ(単位:MPa1/2)が21.3以上の有機溶媒の存在下で再結晶を行うことにより精製する。
δ=(ΔH/V)1/2 (2)
(式(2)において、ΔHおよびVは、それぞれ前記有機溶媒のモル蒸発熱(単位:J/mol)およびモル体積(単位:cm/mol)である。)
有機溶媒のモル蒸発熱は、「実験化学講座第4版第4巻」(丸善)にあるように、カロリメトリーを用いて測定することができる。
尚、「ポリマーハンドブック(Polymer Handbook)第4版(4th Edition)」、(ワイリー・インターサイエンス(WILEY−INTERSCIENCE))に、各種溶媒の溶解度パラメータのデータが記載されている。
[Organic solvent used for recrystallization]
In the present invention, the tetracarboxylic dianhydride represented by the general formula (1) containing the above-described impurities obtained by the reaction is represented by the following formula (2) under the measurement conditions of 1 atm and 25 ° C. Purification is performed by recrystallization in the presence of an organic solvent having a solubility parameter δ (unit: MPa 1/2 ) of 21.3 or more.
δ = (ΔH / V) 1/2 (2)
(In the formula (2), ΔH and V are respectively the molar evaporation heat (unit: J / mol) and the molar volume (unit: cm 3 / mol) of the organic solvent.)
The heat of molar evaporation of the organic solvent can be measured using calorimetry as described in "Experimental Chemistry Course 4th Edition Volume 4" (Maruzen).
In addition, data of solubility parameters of various solvents are described in “Polymer Handbook 4th Edition” (WILEY-INTERSCIENCE).

再結晶に用いる有機溶媒の溶解度パラメータが21.3MPa1/2未満であると、目的物であるテトラカルボン酸二無水物の溶解度が低く、再結晶による精製を行うことが非常に困難である。溶解度パラメータは22MPa1/2以上であることが好ましく、さらに好ましくは24MPa1/2以上である。また、この溶解度パラメータの上限は特に制限は無いが、高すぎると溶解度が落ちる傾向にあるので40MPa1/2以下が好ましい。 If the solubility parameter of the organic solvent used for recrystallization is less than 21.3 MPa 1/2 , the solubility of the target tetracarboxylic dianhydride is low and it is very difficult to purify by recrystallization. Preferably the solubility parameter is 22 MPa 1/2 or more, further preferably 24 MPa 1/2 or more. The upper limit is not particularly limited in the solubility parameter, 40 MPa 1/2 or less is preferable because it tends to solubility too high fall.

このような溶解度パラメータを満足する有機溶媒としては、例えば次のようなものが挙げられる。   Examples of the organic solvent satisfying such a solubility parameter include the following.

γ−ブチロラクトン(溶解度パラメータ:25.8MPa1/2
ジメチルスルホキシド(溶解度パラメータ:29.7MPa1/2
N,N−ジメチルホルムアミド(溶解度パラメータ:24.8MPa1/2
N−メチルピロリドン(溶解度パラメータ:23.1MPa1/2
N,N−ジメチルアセトアミド(溶解度パラメータ:22.1MPa1/2
アセトフェノン(溶解度パラメータ:21.7MPa1/2
シクロペンタノン(溶解度パラメータ:21.3MPa1/2
これらの有機溶媒は1種を単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。
γ-butyrolactone (solubility parameter: 25.8 MPa 1/2 )
Dimethyl sulfoxide (solubility parameter: 29.7 MPa 1/2 )
N, N-dimethylformamide (solubility parameter: 24.8 MPa 1/2 )
N-methylpyrrolidone (solubility parameter: 23.1 MPa 1/2 )
N, N-dimethylacetamide (solubility parameter: 22.1 MPa 1/2 )
Acetophenone (solubility parameter: 21.7 MPa 1/2 )
Cyclopentanone (solubility parameter: 21.3 MPa 1/2 )
These organic solvents may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

またこれらの有機溶媒は、目的物であるテトラカルボン酸二無水物と実質的に反応しないことが好ましい。テトラカルボン酸二無水物と反応する有機溶媒の例としては、アルコール類、アミン類等が挙げられる。   These organic solvents preferably do not substantially react with the target tetracarboxylic dianhydride. Examples of the organic solvent that reacts with tetracarboxylic dianhydride include alcohols and amines.

これらの有機溶媒の常圧での沸点は100℃以上であることが好ましく、さらに好ましくは120℃以上である。沸点が低すぎると、粗テトラカルボン酸二無水物を溶解させる際に常圧では温度をあまり上げることが出来ないことから、多量の溶媒が必要となる、もしくは加圧する必要性が生じるという問題が生じる。沸点の上限に関しては特に制限は無いが、高すぎると再結晶後の精テトラカルボン酸二無水物に付着した溶媒を乾燥により除去することが困難になるので、300℃が好ましく、さらに好ましくは250℃である。 The boiling point of these organic solvents at normal pressure is preferably 100 ° C. or higher, more preferably 120 ° C. or higher. If the boiling point is too low, the temperature cannot be raised too much at normal pressure when dissolving the crude tetracarboxylic dianhydride, so a problem arises that a large amount of solvent is required or the need to pressurize arises. Arise. The upper limit of the boiling point is not particularly limited, but if it is too high, it becomes difficult to remove the solvent adhering to the purified tetracarboxylic dianhydride after recrystallization by drying, so 300 ° C. is preferable, more preferably 250 ° C.

このような有機溶媒の使用量は、粗テトラカルボン酸二無水物を十分に溶解させる量であれば良く、有機溶媒の溶解度パラメータによっても異なり特に制限はないが、通常、粗テトラカルボン酸二無水物1重量部に対して1〜30重量部、特に3〜15重量部である。この有機溶媒の使用量が少な過ぎると、テトラカルボン酸二無水物を溶解させるのに高温が必要となり、溶解中にテトラカルボン酸二無水物が副反応を起こし純度が低下する危険性が高くなる。多過ぎると、経済性に問題を生じる。   The amount of the organic solvent used is not particularly limited as long as it is sufficient to dissolve the crude tetracarboxylic dianhydride and varies depending on the solubility parameter of the organic solvent. 1 to 30 parts by weight, especially 3 to 15 parts by weight per 1 part by weight of the product. If the amount of the organic solvent used is too small, a high temperature is required to dissolve the tetracarboxylic dianhydride, and there is a high risk that the tetracarboxylic dianhydride causes a side reaction during the dissolution and the purity is lowered. . Too much causes a problem in economy.

[再結晶時に添加する酸無水物]
本発明においては、再結晶時に酸無水物を加えて再結晶を行うことが、再結晶時の酸無水物環の開環を防ぐために好ましい。このような酸無水物としては、再結晶に用いる溶媒に溶解し、目的物であるテトラカルボン酸二無水物と実質的に反応しないものであれば良く、特に制限はないが、通常、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水マレイン酸等の炭素数4〜10の酸無水物が用いられる。
これらは、1種を単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。
[Acid anhydride added during recrystallization]
In the present invention, it is preferable to perform recrystallization by adding an acid anhydride at the time of recrystallization in order to prevent the acid anhydride ring from being opened at the time of recrystallization. The acid anhydride is not particularly limited as long as it is dissolved in the solvent used for recrystallization and does not substantially react with the target tetracarboxylic dianhydride. Further, acid anhydrides having 4 to 10 carbon atoms such as propionic anhydride and maleic anhydride are used.
These may be used alone or in combination of two or more.

これらの酸無水物の使用量は、通常目的物であるテトラカルボン酸二無水物1モルに対して0.1〜2モル当量である。酸無水物の使用量が少な過ぎると、再結晶時の開環反応を十分に防止し得ず、多過ぎると、テトラカルボン酸二無水物中に残存する量が増加し、重合反応を阻害する要因となる。   The usage-amount of these acid anhydrides is 0.1-2 molar equivalent with respect to 1 mol of tetracarboxylic dianhydrides which are a target object normally. If the amount of acid anhydride used is too small, the ring-opening reaction during recrystallization cannot be sufficiently prevented, and if too much, the amount remaining in tetracarboxylic dianhydride increases and inhibits the polymerization reaction. It becomes a factor.

[再結晶操作]
再結晶の操作としては、具体的には、粗テトラカルボン酸二無水物に所定量の前述の有機溶媒と、好ましくは更に前述の酸無水物を加え、加熱して溶解させる。このときの加熱温度は高過ぎると溶解中にテトラカルボン酸二無水物が副反応を起こし純度が低下する危険性が高くなり、低過ぎると必要な溶媒量が多くなるので経済性に問題があることから、通常40〜200℃、特に60〜150℃である。
[Recrystallization operation]
Specifically, the recrystallization is performed by adding a predetermined amount of the above-mentioned organic solvent and, preferably, the above-mentioned acid anhydride to the crude tetracarboxylic dianhydride, and dissolving it by heating. If the heating temperature at this time is too high, there is a high risk that the tetracarboxylic dianhydride will cause a side reaction during the dissolution and the purity will decrease. Therefore, it is usually 40 to 200 ° C, particularly 60 to 150 ° C.

粗テトラカルボン酸二無水物を加熱溶解させた後は、テトラカルボン酸二無水物の貧溶媒を添加すると共に冷却し、目的物のテトラカルボン酸二無水物を析出させる。   After the crude tetracarboxylic dianhydride is dissolved by heating, a poor solvent of tetracarboxylic dianhydride is added and cooled to precipitate the target tetracarboxylic dianhydride.

ここで用いられるテトラカルボン酸二無水物の貧溶媒としては、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素類等が挙げられる。これらは1種を単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。   Examples of the poor solvent for tetracarboxylic dianhydride used here include aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, and aliphatic hydrocarbons such as hexane and heptane. These may be used alone or in combination of two or more.

貧溶媒の使用量は、通常再結晶溶媒に対して0.2〜5重量部である。この使用量が少な過ぎると目的物の析出効率が悪く、多過ぎると充分な純度が得られない。   The usage-amount of a poor solvent is 0.2-5 weight part normally with respect to a recrystallization solvent. If the amount used is too small, the precipitation efficiency of the target product is poor, and if it is too large, sufficient purity cannot be obtained.

なお、加熱溶解後の冷却は、放冷で良いが、必要に応じて冷媒等により加速冷却しても良い。
再結晶により析出した結晶は、常法に従って固液分離した後乾燥する。
In addition, although cooling after heating and melting may be allowed to cool, accelerated cooling with a refrigerant or the like may be performed as necessary.
Crystals precipitated by recrystallization are solid-liquid separated according to a conventional method and then dried.

固液分離された結晶の乾燥は、通常20〜200℃で行われ、この乾燥は、必要に応じて真空ないし減圧下で行われる。   Drying of the solid-liquid separated crystals is usually performed at 20 to 200 ° C., and this drying is performed under vacuum or reduced pressure as necessary.

<テトラカルボン酸二無水物の純度>
本発明の方法に従って得られる精製テトラカルボン酸二無水物は、通常、前記一般式(3)で表される一酸無水物の含有量が、一般式(1)で表される酸二無水物に対して1モル%以下、好ましくは0.5モル%以下であり、特に好ましくは、該一酸無水物を実質的に不検出のものである。なお、この一酸無水物の存在量は、H−NMRスペクトルのピークから検出することができる。
<Purity of tetracarboxylic dianhydride>
The purified tetracarboxylic dianhydride obtained according to the method of the present invention is usually an acid dianhydride in which the content of the monoacid anhydride represented by the general formula (3) is represented by the general formula (1). 1 mol% or less, preferably 0.5 mol% or less, and particularly preferably one in which the monoanhydride is substantially not detected. The abundance of this monoacid anhydride can be detected from the peak of the 1 H-NMR spectrum.

[重合物の製造]
上述のようにして製造された高純度のテトラカルボン酸二無水物は、脂環式ポリエステルイミド等の重合物の製造に好適に使用され、優れた重合反応性により、高特性の脂環式ポリエステルイミドを製造することができる。
[Production of polymer]
The high-purity tetracarboxylic dianhydride produced as described above is suitably used for the production of polymers such as alicyclic polyesterimides, and has excellent polymerization reactivity and high characteristics of alicyclic polyester. An imide can be produced.

脂環式ポリエステルイミドを製造するには、上述のようにして製造されたテトラカルボン酸二無水物を、重合溶媒中で実質的に等モルのジアミン類と反応させることで、脂環式ポリエステルイミド前駆体を製造する。ここで、テトラカルボン酸二無水物は、1種を単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。また、本発明の高純度のテトラカルボン酸二無水物の他に、他の構造の酸二無水物を混合して用いることも制限なく可能である。その際、エステル基含有脂環式テトラカルボン酸二無水物の他に用いるこのできる酸二無水物としては、例えば、ピロメリット酸などの1つのベンゼン環を有する芳香族酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)、2,3’,3,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(a-BPDA)、3,3’’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物(DSDA)、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)、2,2’,3,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−オキシジフタル酸無水物(ODPA)、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エ−テル二酸無水物(a−ODPA)、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エ−テル二酸無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二酸無水物、2,2’−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物(BDCP)、2,2’−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2’−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物(BDCF)、2,2’−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物等の2つのベンゼン環を有する芳香族酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物等のナフタレン骨格を有する芳香族酸二無水物、2,3,6,7−アントラセンテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6−アントラセンテトラカルボン酸二無水物などのアントラセン骨格を有する芳香族酸二無水物が例として挙げられる。   In order to produce an alicyclic polyesterimide, the tetracarboxylic dianhydride produced as described above is reacted with substantially equimolar diamines in a polymerization solvent to produce an alicyclic polyesterimide. A precursor is produced. Here, tetracarboxylic dianhydride may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. In addition to the high-purity tetracarboxylic dianhydride of the present invention, it is possible to mix and use acid dianhydrides having other structures without limitation. In this case, examples of the acid dianhydride that can be used in addition to the ester group-containing alicyclic tetracarboxylic dianhydride include aromatic dianhydrides having one benzene ring such as pyromellitic acid, 3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA), 2,3 ′, 3,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride (a-BPDA), 3,3 ″, 4 4'-diphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride (DSDA), 3,3 ', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride (BTDA), 2,2', 3,3'-benzophenone tetracarboxylic acid Dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-oxydiphthalic anhydride (ODPA), bis (2,3-dicarboxyphenyl) -terdioic anhydride (a-ODPA), bis (3,4 -Dicarboxyphenyl) ether Dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, 2,2′-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride (BDCP), 2,2′-bis (2,3-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 2,2′-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropane dianhydride (BDCF), 2,2′-bis (2,3- Aromatic dianhydrides having two benzene rings such as dicarboxyphenyl) hexafluoropropane dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,5,6-naphthalene Aromatic dianhydrides having a naphthalene skeleton such as tetracarboxylic dianhydride and 1,4,5,8-naphthalene tetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-anthracene tetracarboxylic dianhydride 1 Aromatic dianhydride having an anthracene skeleton such 2,5,6-anthracene tetracarboxylic acid dianhydride as an example.

一方、加えて使用できる脂環式の酸無水物の例としては、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物やエチレンテトラカルボン酸二無水物などの鎖状の脂肪族テトラカルボン酸二無水物や、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.2]オクタ−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、ジシクロヘキシル−3,4,3’,4’−テトラカルボン酸二無水物(BPDA水添物)、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、3,4−ジカルボキシ−1,2,3,4−テトラヒドロ−1−ナフタレンコハク酸二無水物、ビシクロ[3,3,0]オクタン−2,4,6,8−テトラカルボン酸二無水物などの脂環構造を有するテトラカルボン酸の二無水物などを挙げることができる。   On the other hand, examples of alicyclic acid anhydrides that can be additionally used include chained aliphatic tetracarboxylic acids such as 1,2,3,4-butanetetracarboxylic dianhydride and ethylenetetracarboxylic dianhydride. Acid dianhydride, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,3-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,4, 5-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, bicyclo [2.2. 2] octa-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, dicyclohexyl-3,4,3 ′, 4′-tetracarboxylic dianhydride (BPDA hydrogenated product), 2, 3,5-tricarboxycyclope Tylacetic dianhydride, 3,4-dicarboxy-1,2,3,4-tetrahydro-1-naphthalene succinic dianhydride, bicyclo [3,3,0] octane-2,4,6,8- And tetracarboxylic dianhydride having an alicyclic structure such as tetracarboxylic dianhydride.

これら酸二無水物と本発明の高純度のテトラカルボン酸無水物との使用割合は得ようとする樹脂の物性により任意に設定可能であるが、本発明の高純度のテトラカルボン酸無水物の使用量が5モル%以上が好ましく、さらに10モル%以上使用することがより好ましい。   The use ratio of these acid dianhydrides and the high purity tetracarboxylic acid anhydride of the present invention can be arbitrarily set depending on the physical properties of the resin to be obtained. The amount used is preferably 5 mol% or more, more preferably 10 mol% or more.

本発明に係る脂環式ポリエステルイミド前駆体を製造するために使用されるジアミンとしては、前駆体製造の際の重合反応性、脂環式ポリエステルイミドの要求特性を著しく損なわない範囲で自由に選択可能である。具体的に使用可能なジアミン類としては例えば、芳香族ジアミンでは、3,5−ジアミノベンゾトリフルオリド、2,5−ジアミノベンゾトリフルオリド、3,3’−ビストリフルオロメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ビストリフルオロメチル−5,5’−ジアミノビフェニル、ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノジフェニル、ビス(フッ素化アルキル)−4,4’−ジアミノジフェニル、ジクロロ−4,4’−ジアミノジフェニル、ジブロモ−4,4’−ジアミノジフェニル、ビス (フツ素化アルコキシ)−4,4’−ジアミノジフェニル、ジフェニル−,4’−ジアミノジフェニル、4,4’ビス(4−アミノテトラフルオロフェノキシ)テトラフルオロベンゼン、4,4’−ビス(4−アミノテトラフルオロフェキシ)オクタフルオロビフェニル、4,4’−ビナフチルアミン、o−、m−、p−フェニレンジアミン、2,4−ジアミノトルエン、2,5−ジアミノトルエン、2,4−ジアミノキシレン、2,4−ジアミノジュレン、ジメチル−4,4’−ジアミノジフェニル、ジアルキル−4,4’−ジアミノジフェニル、ジメトキシ−4,4’−ジアミノジフェニル、ジエトキシ−4,4’−ジアミノジフェニル、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフエニルスルフォン、3,3’−ジアミノジフエニルスルフォン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、1,3−ビス (3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ビス (4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス(4(3−アミノフェノキシ)フェニル)スルフォン、ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)スルフォン、2,2−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)へキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−(3−アミノフェノキジ)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−(3−アミノフェノキシ)フェニル)へキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−(4−アミノ−2−トリフルオロメチルフェノキシ)フェニル)へキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−(3−アミノ−5−トリフルオロメチルフェノキシ)フェニル)へキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル〉ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(3−アミノフェニル)へキサフルオロプロパン、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2一ビス(3−アミノ−4−メチルフェニル)へキサフルオロプロパン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)オクタフルオロビフェニル、4,4’−ジアミノベンズアニリド等が例示でき、これらを2種以上併用することもできる。   The diamine used for producing the alicyclic polyesterimide precursor according to the present invention is freely selected as long as the polymerization reactivity during the production of the precursor and the required characteristics of the alicyclic polyesterimide are not significantly impaired. Is possible. Specific examples of diamines that can be used include aromatic diamines such as 3,5-diaminobenzotrifluoride, 2,5-diaminobenzotrifluoride, 3,3′-bistrifluoromethyl-4,4′-diamino. Biphenyl, 3,3′-bistrifluoromethyl-5,5′-diaminobiphenyl, bis (trifluoromethyl) -4,4′-diaminodiphenyl, bis (fluorinated alkyl) -4,4′-diaminodiphenyl, dichloro -4,4'-diaminodiphenyl, dibromo-4,4'-diaminodiphenyl, bis (fluorinated alkoxy) -4,4'-diaminodiphenyl, diphenyl-, 4'-diaminodiphenyl, 4,4'bis ( 4-aminotetrafluorophenoxy) tetrafluorobenzene, 4,4′-bis (4-aminoteto) Fluorophen) octafluorobiphenyl, 4,4′-binaphthylamine, o-, m-, p-phenylenediamine, 2,4-diaminotoluene, 2,5-diaminotoluene, 2,4-diaminoxylene, 2, 4-diaminodurene, dimethyl-4,4′-diaminodiphenyl, dialkyl-4,4′-diaminodiphenyl, dimethoxy-4,4′-diaminodiphenyl, diethoxy-4,4′-diaminodiphenyl, 4,4 ′ -Diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 3,3'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminobenzophenone, 3, 3′-diaminobenzophenone, 1,3-bis (3-aminophen Noxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, bis (4 (3- Aminophenoxy) phenyl) sulfone, bis (4- (4-aminophenoxy) phenyl) sulfone, 2,2-bis (4- (4-aminophenoxy) phenyl) propane, 2,2-bis (4- (4- Aminophenoxy) phenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis (4- (3-aminophenoxy) phenyl) propane, 2,2-bis (4- (3-aminophenoxy) phenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis (4- (4-amino-2-trifluoromethylphenoxy) phenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis (4- (3-amino-5-trifluoromethylphenoxy) phenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis (4-aminophenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis (3-aminophenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, 2,2 bis (3-amino-4-methylphenyl) hexafluoropropane, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) ) Octafluorobiphenyl, 4,4′-diaminobenzanilide and the like can be exemplified, and two or more of these can be used in combination.

脂肪族ジアミンとしては例えば、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、イソホロンジアミン、トランス−1,4−ジアミノシクロヘキサン、シス−1,4−ジアミノシクロヘキサン、1,4−シクロヘキサンビス(メチルアミン)、2,5−ビス(アミノメチル)ビシクロ〔2.2.1〕ヘプタン、2,6−ビス(アミノメチル)ビシクロ〔2.2.1〕ヘプタン、3,8−ビス(アミノメチル)トリシクロ〔5.2.1.0〕デカン、1,3−ジアミノアダマンタン、2,2−ビス(4−アミノシクロヘキシル)プロパン、2,2−ビス(4−アミノシクロヘキシル)ヘキサフルオロプロパン、1,3−プロパンジアミン、1,4−テトラメチレンジアミン、1,5−ペンタメチレンジアミン、1,6−ヘキサメチレンジアミン、1,7−ヘプタメチレンジアミン、1,8−オクタメチレンジアミン、1,9−ノナメチレンジアミン等が挙げられる。またこれらを2種類以上併用することもできるし、先に挙げた芳香族ジアミンと併用することもできる。   Examples of the aliphatic diamine include 4,4′-methylenebis (cyclohexylamine), isophoronediamine, trans-1,4-diaminocyclohexane, cis-1,4-diaminocyclohexane, 1,4-cyclohexanebis (methylamine), 2,5-bis (aminomethyl) bicyclo [2.2.1] heptane, 2,6-bis (aminomethyl) bicyclo [2.2.1] heptane, 3,8-bis (aminomethyl) tricyclo [5 .2.1.0] decane, 1,3-diaminoadamantane, 2,2-bis (4-aminocyclohexyl) propane, 2,2-bis (4-aminocyclohexyl) hexafluoropropane, 1,3-propanediamine 1,4-tetramethylenediamine, 1,5-pentamethylenediamine, 1,6-hexamethylenedia Emissions, 1,7 heptamethylene diamine, 1,8-octamethylene diamine, 1,9-nonamethylenediamine, and the like. Two or more of these may be used in combination, or may be used in combination with the aromatic diamine listed above.

さらには、1,3−ビス(3−アミノプロピル)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンなどのシロキサン基含有のジアミンも使用することができる。
これらジアミンの中でも芳香族ジアミンとしては、o−、m−、p−フェニレンジアミンなどの単核のフェニレンジアミン化合物、4,4’−ジアミノジフェニル、4,4’−ジアミノジフエニルスルフォン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテルなどのジアミノジフェニル化合物が好ましく、中でも入手の容易性や得られる樹脂の物性が良好なことから、p−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルがより好ましい。脂肪族ジアミンとしては、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、トランス−1,4−ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミンなどの脂環式ジアミンが環構造を有し入手も容易なのでより好ましく、さらには、トランス−1,4−ジアミノシクロヘキサンが得られる樹脂の物性が良好なことからより好ましい。
これらは、1種を単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。
Furthermore, siloxane group-containing diamines such as 1,3-bis (3-aminopropyl) -1,1,3,3-tetramethyldisiloxane can also be used.
Among these diamines, aromatic diamines include mononuclear phenylenediamine compounds such as o-, m-, and p-phenylenediamine, 4,4'-diaminodiphenyl, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 4,4. Diaminodiphenyl compounds such as' -diaminodiphenylmethane and 4,4'-diaminodiphenyl ether are preferable. Among them, p-phenylenediamine, 4,4'-diaminodiphenyl ether, More preferred is 4,4′-diaminodiphenyl. As the aliphatic diamine, alicyclic diamines such as 4,4′-methylenebis (cyclohexylamine), trans-1,4-diaminocyclohexane, isophoronediamine and the like are preferable because they have a ring structure and are easily available. The resin from which trans-1,4-diaminocyclohexane is obtained is more preferable because of good physical properties.
These may be used alone or in combination of two or more.

テトラカルボン酸二無水物とジアミンの比率は、モル比で1:0.8〜1.2であることが好ましい。通常の重縮合反応と同様にこのモル比が1:1に近いほど得られるポリアミド酸の分子量は大きくなる。   The ratio of tetracarboxylic dianhydride and diamine is preferably 1: 0.8 to 1.2 in terms of molar ratio. As in the normal polycondensation reaction, the closer the molar ratio is to 1: 1, the higher the molecular weight of the polyamic acid obtained.

反応温度は、あまり低すぎると試剤の溶解性が低下することと十分な反応速度が得られないこと、高すぎると反応の進行をコントロールしにくくなることから好ましくない。下限が−20℃、好ましくは−10℃、さらに好ましくは0℃、上限が150℃、好ましくは100℃、さらに好ましくは60℃が採用される。   If the reaction temperature is too low, the solubility of the reagent is lowered, a sufficient reaction rate cannot be obtained, and if it is too high, it is difficult to control the progress of the reaction. The lower limit is −20 ° C., preferably −10 ° C., more preferably 0 ° C., and the upper limit is 150 ° C., preferably 100 ° C., more preferably 60 ° C.

反応時間は特に制限なく採用できるが十分な試剤の変換率を達成するためには、下限が10分、好ましくは30分、さらに好ましくは1時間、上限は特に制限はないが反応が終了すれば必要以上に反応時間を延ばす必要はない。例えば、100時間、好ましくは50時間、さらに好ましくは30時間が採用される。   Although the reaction time can be adopted without any particular limitation, in order to achieve a sufficient reagent conversion rate, the lower limit is 10 minutes, preferably 30 minutes, more preferably 1 hour, and the upper limit is not particularly limited, but the reaction is completed. There is no need to extend the reaction time more than necessary. For example, 100 hours, preferably 50 hours, and more preferably 30 hours are employed.

重合反応は、溶媒を用いて行う。この際使用される溶媒としては、原料モノマーであるジアミンと本発明の脂環式テトラカルボン酸が溶媒と反応せず、且つこれら原料が溶解する溶媒であれば問題はなく、特にその構造は限定されない。具体的に例示するならば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド溶媒、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、ε−カプロラクトン、α−メチル−γ−ブチロラクトン等の環状エステル溶媒、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート溶媒、カプロラクタム等のラクタム溶媒、ジオキサンなどのエーテル系溶媒、トリエチレングリコール等のグリコール系溶媒、m−クレゾール、p−クレゾール、3−クロロフェノ−ル、4−クロロフェノ−ル、4−メトキシフェノール、2,6−ジメチルフェノール等のフェノール系溶媒、アセトフェノン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、スルホラン、ジメチルスルホキシド、テトラメチルウレアなどが好ましく採用される.さらに、その他の一般的な有機溶剤、即ちフエノ−ル、o−クレゾール、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソブチル、プロピレングリコールメチルアセテート、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、2−メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、ジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロへキサノン、メチルエチルケトン、アセトン、ブタノール、エタノール、キシレン、トルエン、クロルベンゼン、ターペン、ミネラルスピリット、石油ナフサ系溶媒なども添加して使用できる。中でも原料の溶解性が高いことからN,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン等の非プロトン性溶媒が好ましい。   The polymerization reaction is performed using a solvent. As the solvent used in this case, there is no problem as long as the diamine as the raw material monomer and the alicyclic tetracarboxylic acid of the present invention do not react with the solvent, and these raw materials dissolve, and the structure is particularly limited. Not. Specifically, amide solvents such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, δ-valerolactone, γ-caprolactone, ε -Cyclic ester solvents such as caprolactone, α-methyl-γ-butyrolactone, carbonate solvents such as ethylene carbonate and propylene carbonate, lactam solvents such as caprolactam, ether solvents such as dioxane, glycol solvents such as triethylene glycol, m- Phenolic solvents such as cresol, p-cresol, 3-chlorophenol, 4-chlorophenol, 4-methoxyphenol, 2,6-dimethylphenol, acetophenone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, sulfolane , Dimethyl Sulfoxide, tetramethyl urea are preferably employed. In addition, other common organic solvents such as phenol, o-cresol, butyl acetate, ethyl acetate, isobutyl acetate, propylene glycol methyl acetate, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, 2-methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate , Tetrahydrofuran, dimethoxyethane, diethoxyethane, dibutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, methyl isobutyl ketone, diisobutyl ketone, cyclohexanone, methyl ethyl ketone, acetone, butanol, ethanol, xylene, toluene, chlorobenzene, terpene, mineral spirit, petroleum naphtha A solvent etc. can also be added and used. Of these, aprotic solvents such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide, and γ-butyrolactone are preferred because of the high solubility of the raw materials.

溶媒の使用量は、原料であるテトラカルボン酸二無水物とジアミンの総量の重量濃度が以下の範囲に入るような量の溶媒が使用されるのが好ましい。すなわち濃度は、0.1重量%以上、好ましくは1重量%以上、さらに好ましくは5重量%以上、上限は特に制限はないものの、テトラカルボン酸二無水物の溶解性の観点から、80重量%以下、好ましくは50重量%以下、さらに好ましくは30重量%以下が採用される。このテトラカルボン酸二無水物の濃度範囲で重合を行うことにより均一で高重合度のポリイミド前駆体溶液を得ることができる。目的とするポリエステルイミドに膜靭性を付与するためには、ポリエステルイミド前駆体の重合度はできるだけ高いことが好ましく、上記濃度範囲よりも低濃度で重合を行うと、ポリイミド前駆体の十分な重合度が得られず、最終的に得られるポリイミド膜が脆弱になる恐れがあり好ましくない。ジアミンとして脂環式ジアミンを用いた場合、より高濃度では形成された塩が溶解、消失するまでに長い重合時間を必要とし、生産性の低下を招く恐れがある。   The solvent is preferably used in such an amount that the weight concentration of the total amount of the tetracarboxylic dianhydride and diamine as raw materials falls within the following range. That is, the concentration is 0.1% by weight or more, preferably 1% by weight or more, more preferably 5% by weight or more, and the upper limit is not particularly limited, but 80% by weight from the viewpoint of solubility of tetracarboxylic dianhydride. Hereinafter, preferably 50 wt% or less, more preferably 30 wt% or less is employed. By carrying out polymerization in the concentration range of this tetracarboxylic dianhydride, a polyimide precursor solution having a uniform and high degree of polymerization can be obtained. In order to impart film toughness to the target polyesterimide, the degree of polymerization of the polyesterimide precursor is preferably as high as possible. When polymerization is performed at a concentration lower than the above concentration range, the degree of polymerization of the polyimide precursor is sufficient. Is not preferable, and the finally obtained polyimide film may be brittle. When an alicyclic diamine is used as the diamine, a higher polymerization concentration requires a longer polymerization time until the formed salt dissolves and disappears, which may lead to a decrease in productivity.

必要に応じて前駆体の製造の際に無機塩類を触媒として用いても良い。この際に用いられる無機塩類としては、たとえばLiCl、NaCl、LiBrなどのハロゲン化アルカリ金属塩、CaClなどのハロゲン化アルカリ土類金属、ZnClなどのハロゲン化金属類が挙げられる。これらのうち、LiCl、CaCl、ZnClなどの金属の塩化物が特に好ましい。
反応は、進行中攪拌しながら行うのが好ましい。
If necessary, inorganic salts may be used as a catalyst in the production of the precursor. The inorganic salts used in this, for example LiCl, NaCl, alkali metal halide such as LiBr, alkaline earth metal halides such as CaCl 2, metal halide such as ZnCl 2 and the like. Of these, LiCl, metal chlorides such as CaCl 2, ZnCl 2 is particularly preferred.
The reaction is preferably carried out with stirring during the process.

こうして得られる本発明の脂環式ポリエステルイミド前駆体の固有粘度は、特に限定されるものではないが、好ましい固有粘度としては、下限が0.3dL/g、好ましくは0.5dL/g、さらに好ましくは、0.7dL/gである。一方、上限は、5.0dL/gであり、好ましく3.0dL/gであり、より好ましくは2.0dL/gである。固有粘度は後述の実施例の項に記載される方法で測定される。   The intrinsic viscosity of the alicyclic polyesterimide precursor of the present invention thus obtained is not particularly limited, but as a preferred intrinsic viscosity, the lower limit is 0.3 dL / g, preferably 0.5 dL / g, Preferably, it is 0.7 dL / g. On the other hand, the upper limit is 5.0 dL / g, preferably 3.0 dL / g, more preferably 2.0 dL / g. Intrinsic viscosity is measured by the method described in the Examples section below.

脂環式ポリエステルイミドを合成する方法は、(i)脂環式ポリエステルイミド前駆体から得る方法、および(ii)脂環式ポリエステルイミド前駆体を介さずに得る方法が挙げられる。そして、(i)脂環式ポリエステルイミド前駆体から得る方法としては、加熱イミド化法および化学イミド化法がある。ただし、本発明の脂環式ポリエステルイミドの製造方法は、以下に記載される製法に特に制限されることはない。   Examples of the method for synthesizing the alicyclic polyesterimide include (i) a method obtained from an alicyclic polyesterimide precursor and (ii) a method obtained without using an alicyclic polyesterimide precursor. And (i) As a method obtained from an alicyclic polyesterimide precursor, there are a heating imidization method and a chemical imidization method. However, the production method of the alicyclic polyesterimide of the present invention is not particularly limited to the production method described below.

(i)脂環式ポリエステルイミド前駆体から得る方法
本発明の脂環式ポリエステルイミドは、上記の方法で得られた脂環式ポリエステルイミド前駆体を環化イミド化反応させることで製造することができる。
この際脂環式ポリエステルイミドの製造可能な形態は、フィルム、粉末、成型体および溶液である。
(I) Method Obtained from Alicyclic Polyesterimide Precursor The alicyclic polyesterimide of the present invention can be produced by subjecting the alicyclic polyesterimide precursor obtained by the above method to a cyclization imidization reaction. it can.
At this time, the manufacturable form of the alicyclic polyesterimide is a film, a powder, a molded body and a solution.

脂環式ポリエステルイミドのフィルムは、例えば以下の様にして製造を行うことができる。まず、該脂環式ポリエステルイミド前駆体の重合溶液(ワニス)をガラス、銅、アルミニウム、シリコン、石英板、ステンレス板、カプトンフィルム等の基板上に流延して塗布する。塗布の方法としては、前述のようにして得られた脂環式ポリエステルイミド溶液を、上記した基板上に滴下し高さを固定した支持体などの上をなぞり溶液を伸ばすことにより均一な高さに塗布することができる。この際、ドクターブレードなどの機器を使用して行ってもかまわない。またこの他の塗布方法としては、スピンコート法、印刷法、インクジェット法など、溶液を所定の厚みで塗布できる手法であれば制限なく採用できる。   An alicyclic polyesterimide film can be produced, for example, as follows. First, the polymerization solution (varnish) of the alicyclic polyesterimide precursor is cast and applied onto a substrate such as glass, copper, aluminum, silicon, a quartz plate, a stainless plate, or a Kapton film. As a method of coating, the alicyclic polyesterimide solution obtained as described above is dropped onto the above-mentioned substrate and the solution is stretched on a support having a fixed height, thereby extending the solution to a uniform height. Can be applied. At this time, it may be performed using a device such as a doctor blade. As other coating methods, any method capable of coating the solution with a predetermined thickness, such as a spin coating method, a printing method, and an ink jet method, can be employed without any limitation.

こうして塗布された塗膜には、溶媒が含まれているので、次に乾燥する。その際に採用される乾燥の温度は、通常下限が20℃、好ましくは40℃、さらに好ましくは、60℃である。一方、上限は、200℃、好ましくは150℃、さらに好ましくは100℃である。   Since the coating film thus applied contains a solvent, it is then dried. The lower limit of the drying temperature employed at that time is usually 20 ° C., preferably 40 ° C., more preferably 60 ° C. On the other hand, the upper limit is 200 ° C, preferably 150 ° C, more preferably 100 ° C.

乾燥の時間は、溶媒がある程度除去されるならば特に制限なく採用できるが、下限が10分、好ましくは30分、さらに好ましくは1時間、上限は特に制限はないが、50時間、好ましくは30時間、さらに好ましくは10時間が採用される。
乾燥は減圧下に行っても良い。その際に採用される減圧度は、通常0.05MPa以下、好ましくは0.01MPa以下、さらに好ましくは0.001MPa以下である。
The drying time can be used without particular limitation as long as the solvent is removed to some extent, but the lower limit is 10 minutes, preferably 30 minutes, more preferably 1 hour, and the upper limit is not particularly limited, but 50 hours, preferably 30 Time, more preferably 10 hours, is employed.
Drying may be performed under reduced pressure. The degree of reduced pressure employed at that time is usually 0.05 MPa or less, preferably 0.01 MPa or less, more preferably 0.001 MPa or less.

こうして得られた乾燥された脂環式ポリエステルイミド前駆体フィルムを基板上で真空中、窒素等の不活性ガス中、あるいは空気中高温度加熱してイミド化する。この方法を加熱イミド化と言う。   The dried alicyclic polyesterimide precursor film thus obtained is imidized by heating on a substrate in a vacuum, in an inert gas such as nitrogen, or in air at a high temperature. This method is called heat imidization.

この時採用される温度は、下限が180℃、好ましくは200℃、さらに好ましくは250℃である。一方、上限は500℃、好ましくは400℃、さらに好ましくは350℃で加熱する。加熱温度は180℃以下であると環化イミド化反応の環化反応が不完全であったりするため好ましくなく、また高すぎると生成した脂環式ポリイミドエステルフィルムが着色したりする可能性があるため好ましくない。またイミド化は真空中あるいは不活性ガス中で行うことが望ましいが、イミド化反応の温度が高すぎなければ空気中で行っても差し支えはない。加熱イミド化を減圧下に行う場合に採用される減圧度は、通常0.05MPa以下、好ましくは0.01MPa以下、さらに好ましくは0.001MPa以下である。   The lower limit of the temperature employed at this time is 180 ° C., preferably 200 ° C., more preferably 250 ° C. On the other hand, the upper limit is 500 ° C., preferably 400 ° C., more preferably 350 ° C. If the heating temperature is 180 ° C. or less, the cyclization reaction of the cyclization imidation reaction is incomplete, which is not preferable, and if it is too high, the produced alicyclic polyimide ester film may be colored. Therefore, it is not preferable. The imidization is preferably performed in a vacuum or in an inert gas, but may be performed in air if the temperature of the imidization reaction is not too high. The degree of reduced pressure employed when the heat imidization is performed under reduced pressure is usually 0.05 MPa or less, preferably 0.01 MPa or less, and more preferably 0.001 MPa or less.

加熱時間は環化イミド化が十分に進行する時間が採用されるが、通常、下限が5分、好ましくは10分、さらに好ましくは20分、上限は特に制限はないが、20時間、好ましくは10時間、さらに好ましくは5時間が採用される。   The time for which the cyclization imidation proceeds sufficiently is adopted as the heating time, but usually the lower limit is 5 minutes, preferably 10 minutes, more preferably 20 minutes, and the upper limit is not particularly limited, but 20 hours, preferably 10 hours, more preferably 5 hours are employed.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限りこれら実施例に限定されるものではない。
なお、以下において、テトラカルボン酸二無水物のNMRスペクトルおよびポリイミド前駆体の固有粘度の測定方法は次の通りである。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited to these Examples, unless the summary is exceeded.
In the following, the NMR spectrum of tetracarboxylic dianhydride and the method for measuring the intrinsic viscosity of the polyimide precursor are as follows.

H−NMRスペクトル>
生成物を重水素化ジメチルスルホキシドに溶解し、プロトンの共鳴周波数400MHzNMR分光計を用いてH−NMRスペクトルを測定した。
<1 H-NMR spectrum>
The product was dissolved in deuterated dimethyl sulfoxide, and a 1 H-NMR spectrum was measured using a proton resonance frequency 400 MHz NMR spectrometer.

<固有粘度>
0.5重量%のポリイミド前駆体溶液について、オストワルド粘度計を用いて30℃で測定した。
<Intrinsic viscosity>
The 0.5 wt% polyimide precursor solution was measured at 30 ° C. using an Ostwald viscometer.

[合成例1]
本発明のテトラカルボン酸二無水物の製造例として、下記構造式で表される1,4−ビス(4’−オキサ−3’、5’−ジオキソトリシクロ[5.2.1.02,6]−デカン−8’−イルカルボキシ)ベンゼンの合成を説明する。
[Synthesis Example 1]
As a production example of the tetracarboxylic dianhydride of the present invention, 1,4-bis (4′-oxa-3 ′, 5′-dioxotricyclo [5.2.1.0] represented by the following structural formula The synthesis of 2,6 ] -decan-8′-ylcarboxy) benzene will be described.

Figure 2008163090
Figure 2008163090

このものを合成する際の原料となるノルボルナン−2−exo,3−exo,5−exo−トリカルボン酸トリメチルエステルは、特許3342938号公報に記載の方法などで合成することができる。   Norbornane-2-exo, 3-exo, 5-exo-tricarboxylic acid trimethyl ester, which is a raw material for the synthesis of this product, can be synthesized by the method described in Japanese Patent No. 3342938.

(ノルボルナン−2−exo,3−exo,5−exo−トリカルボン酸の合成)
窒素導入菅およびコンデンサー付反応容器中に、ノルボルナン−2−exo,3−exo,5−exo−トリカルボン酸トリメチルエステル45.1g(167mmol)、スルフォラン45.0g、98%硫酸16.7gを水74.7gに溶解させた水溶液を仕込み、窒素雰囲気下、104℃で5時間加熱した。この間、1時間あたり25gの水を加えるとともに留出するメタノールと水を系外へ除去した。反応後冷却し、水225gを添加してトルエン(300mL×4回)で抽出した。水層に塩化ナトリウム95gを添加した後、テトラヒドロフラン/酢酸エチル(1/1)(体積比)の混合溶媒(300mL×2回、150mL×1回)で抽出を行った。得られたテトラヒドロフラン/酢酸エチル層を飽和食塩水(150mL×1回)で洗浄した後、溶媒を濃縮し、トルエン60mlで懸洗することで白色固体である粗ノルボルナン−2−exo,3−exo,5−exo−トリカルボン酸42.9gを得た。この粗生成物にテトラヒドロフラン40mlを加え、75℃に加熱し溶解させた後、トルエン100mlを加え20℃まで放冷した。析出した結晶を濾過し、真空下で80℃、5時間乾燥させ、精製されたノルボルナン−2−exo,3−exo,5−exo−トリカルボン酸21.7gを得た(収率57%)。
(Synthesis of norbornane-2-exo, 3-exo, 5-exo-tricarboxylic acid)
In a reaction vessel equipped with a nitrogen inlet and a condenser, 45.1 g (167 mmol) of norbornane-2-exo, 3-exo, 5-exo-tricarboxylic acid trimethyl ester, 45.0 g of sulfolane, and 16.7 g of 98% sulfuric acid were added to water 74. An aqueous solution dissolved in 0.7 g was charged and heated at 104 ° C. for 5 hours in a nitrogen atmosphere. During this time, 25 g of water was added per hour, and the distilled methanol and water were removed from the system. After the reaction, the reaction mixture was cooled, 225 g of water was added, and extraction was performed with toluene (300 mL × 4 times). After 95 g of sodium chloride was added to the aqueous layer, extraction was performed with a mixed solvent of tetrahydrofuran / ethyl acetate (1/1) (volume ratio) (300 mL × 2 times, 150 mL × 1 time). The obtained tetrahydrofuran / ethyl acetate layer was washed with saturated brine (150 mL × 1 time), and then the solvent was concentrated and washed with 60 ml of toluene to give crude norbornane-2-exo, 3-exo which is a white solid. , 5-2.9-tricarboxylic acid 42.9 g was obtained. To this crude product, 40 ml of tetrahydrofuran was added and heated to 75 ° C. to dissolve, then 100 ml of toluene was added and allowed to cool to 20 ° C. The precipitated crystals were filtered and dried under vacuum at 80 ° C. for 5 hours to obtain 21.7 g of purified norbornane-2-exo, 3-exo, 5-exo-tricarboxylic acid (yield 57%).

(5−exo−クロロホルミル−ノルボルナン−2−exo,3−exo−ジカルボン酸無水物の合成)
窒素導入菅およびコンデンサー付反応容器中に、ノルボルナン−2−exo,3−exo,5−exo−トリカルボン酸21.5g(94.2mmol) 、ジメチルホルムアミド38mg(0.52mmol;トリカルボン酸に対して0.005モル等量)、溶媒としてトルエン130mLを入れ、内温が70℃になるよう加熱した。これに塩化チオニル50.5g(424mmol;トリカルボン酸に対して4.5モル等量)を加え、窒素雰囲気中、3時間還流した。その後、減圧下で過剰分の塩化チオニルとトルエンを留去し、薄茶色の粗生成物を得た。これにヘプタン220mLを加え懸洗することで、白色固体である5−exo−クロロホルミル−ノルボルナン−2−exo,3−exo−ジカルボン酸無水物を20.5g(収率95%)得た。
(Synthesis of 5-exo-chloroformyl-norbornane-2-exo, 3-exo-dicarboxylic anhydride)
In a reaction vessel equipped with a nitrogen inlet and a condenser, 21.5 g (94.2 mmol) of norbornane-2-exo, 3-exo, 5-exo-tricarboxylic acid, 38 mg (0.52 mmol) of dimethylformamide, 0 with respect to the tricarboxylic acid 0.005 mol equivalent), 130 mL of toluene was added as a solvent, and the internal temperature was heated to 70 ° C. To this was added 50.5 g (424 mmol; 4.5 mol equivalent to tricarboxylic acid) of thionyl chloride, and the mixture was refluxed for 3 hours in a nitrogen atmosphere. Thereafter, excess thionyl chloride and toluene were distilled off under reduced pressure to obtain a light brown crude product. To this, 220 mL of heptane was added and washed to obtain 20.5 g (yield 95%) of 5-exo-chloroformyl-norbornane-2-exo, 3-exo-dicarboxylic acid anhydride as a white solid.

(粗1,4−ビス(4’−オキサ−3’、5’−ジオキソトリシクロ[5.2.1.02,6]−デカン−8’−イルカルボキシ)ベンゼンの合成)
窒素雰囲気下とした反応容器にハイドロキノン4.88g(44.3mmol)、ピリジン28.1g、およびテトラヒドロフラン100mLを入れて溶解させた。このものを氷浴中で4℃に冷却した後に、5−exo−クロロホルミル−ノルボルナン−2exo,3exo−ジカルボン酸無水物20.3g(88.8mmol;ハイドロキノンに対して2.0モル等量)にテトラヒドロフラン100mLを加えて溶解した溶液を、滴下ロートにて1時間かけて滴下し、更に5時間撹拌して白色沈殿を得た。生成した白色沈殿を濾別後、水250mLに懸濁して濾過し、さらに十分に水で洗浄して塩酸塩を完全に除去した。得られた生成物を100℃で6時間真空乾燥して、17.7g(収率80%)の白色粉末である粗1,4−ビス(4’−オキサ−3’、5’−ジオキソトリシクロ[5.2.1.02,6]−デカン−8’−イルカルボキシ)ベンゼン得た。このもののH−NMRチャートから、この粗生成物にはピリジンが目的物に対して5.4モル%含まれていることが分かった。さらに6〜7ppmの範囲に、目的物の水素原子1モルに対し、5.1モル%分のピークが観測された。
(Synthesis of crude 1,4-bis (4′-oxa-3 ′, 5′-dioxotricyclo [5.2.1.0 2,6 ] -decan-8′-ylcarboxy) benzene)
4.88 g (44.3 mmol) of hydroquinone, 28.1 g of pyridine, and 100 mL of tetrahydrofuran were dissolved in a reaction vessel under a nitrogen atmosphere. After cooling this to 4 ° C. in an ice bath, 20.3 g of 5-exo-chloroformyl-norbornane-2exo, 3exo-dicarboxylic acid anhydride (88.8 mmol; 2.0 molar equivalent to hydroquinone) A solution obtained by adding 100 mL of tetrahydrofuran to the solution was added dropwise with a dropping funnel over 1 hour, and further stirred for 5 hours to obtain a white precipitate. The produced white precipitate was filtered off, suspended in 250 mL of water and filtered, and further thoroughly washed with water to completely remove the hydrochloride. The resulting product was vacuum-dried at 100 ° C. for 6 hours to give 17.7 g (80% yield) of crude 1,4-bis (4′-oxa-3 ′, 5′-dioxo as white powder. Tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] -decan-8′-ylcarboxy) benzene was obtained. From the 1 H-NMR chart of this product, it was found that this crude product contained 5.4 mol% of pyridine with respect to the target product. Furthermore, a peak corresponding to 5.1 mol% was observed in the range of 6 to 7 ppm with respect to 1 mol of the target hydrogen atom.

[実施例1]
合成例1で得られた粗1,4−ビス(4’−オキサ−3’、5’−ジオキソトリシクロ[5.2.1.02,6]−デカン−8’−イルカルボキシ)ベンゼン2.00gにγ−ブチロラクトン(溶解度パラメータ:25.8MPa1/2)12.0gを加え、135℃まで加熱し溶解させた。これにトルエン12.0gを加え、20℃まで放冷した。析出した結晶を濾過し、真空下で150℃、6時間乾燥させ、精製された目的物を1.32g得た。このもののH−NMRチャートでは、ピリジン由来のピークおよび6〜7ppmの範囲にピークは観測されなかった。
[Example 1]
Crude 1,4-bis (4′-oxa-3 ′, 5′-dioxotricyclo [5.2.1.0 2,6 ] -decan-8′-ylcarboxy) obtained in Synthesis Example 1 12.0 g of γ-butyrolactone (solubility parameter: 25.8 MPa 1/2 ) was added to 2.00 g of benzene and heated to 135 ° C. to dissolve. To this was added 12.0 g of toluene, and the mixture was allowed to cool to 20 ° C. The precipitated crystals were filtered and dried under vacuum at 150 ° C. for 6 hours to obtain 1.32 g of the purified desired product. In the 1 H-NMR chart of this product, a peak derived from pyridine and a peak in the range of 6 to 7 ppm were not observed.

得られた精酸二無水物を用いてポリイミドを合成した。
窒素雰囲気下にした50mL三つ口フラスコ中にp−フェニレンジアミン0.109g(1.01mmol)をN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)2.01gに溶解し、この溶液に得られた酸二無水物0.500g(1.01mmol)を加え、室温で攪拌した。途中、反応液の粘度が上がってきたところで都度DMAcを追加し、粘度を調整した。合計6時間攪拌を継続して、透明で粘調な脂環式ポリエステルイミド前駆体溶液を得た。このものの最終的な濃度は、11.0重量%であり、また固有粘度は1.55dL/gであった。
A polyimide was synthesized using the resulting purified acid dianhydride.
In a 50 mL three-necked flask under nitrogen atmosphere, 0.109 g (1.01 mmol) of p-phenylenediamine was dissolved in 2.01 g of N, N-dimethylacetamide (DMAc), and the resulting acid dianhydride was obtained. 0.500 g (1.01 mmol) of the product was added and stirred at room temperature. On the way, when the viscosity of the reaction solution increased, DMAc was added each time to adjust the viscosity. Stirring was continued for a total of 6 hours to obtain a transparent and viscous alicyclic polyesterimide precursor solution. The final concentration of this was 11.0% by weight and the intrinsic viscosity was 1.55 dL / g.

この反応液をガラス基板に塗布し、60℃で0.5時間、窒素雰囲気下において乾燥した後、0.001MPaの減圧下、2.5℃/分の速度で150℃まで昇温して1時間保持、次いで2.5℃/分の速度で300℃まで昇温して1時間保持して、冷却後ガラス基板から剥がして無色透明なポリイミドフィルムを得た。   This reaction solution was applied to a glass substrate, dried at 60 ° C. for 0.5 hours in a nitrogen atmosphere, and then heated to 150 ° C. at a rate of 2.5 ° C./min under a reduced pressure of 0.001 MPa. The time was maintained, and then the temperature was raised to 300 ° C. at a rate of 2.5 ° C./minute and held for 1 hour.

[実施例2]
合成例1で得られた粗1,4−ビス(4’−オキサ−3’、5’−ジオキソトリシクロ[5.2.1.02,6]−デカン−8’−イルカルボキシ)ベンゼン2.00gにγ−ブチロラクトン(溶解度パラメータ:25.8MPa1/2)12.0g、無水酢酸0.42gを加え、135℃まで加熱し溶解させた。これにトルエン12.0gを加え、20℃まで放冷した。析出した結晶を濾過し、真空下で150℃、15時間乾燥させ、精製された目的物を1.48g得た。このもののH−NMRチャートでは、ピリジン由来のピークおよび6〜7ppmの範囲にピークは観測されなかった。
[Example 2]
Crude 1,4-bis (4′-oxa-3 ′, 5′-dioxotricyclo [5.2.1.0 2,6 ] -decan-8′-ylcarboxy) obtained in Synthesis Example 1 12.0 g of γ-butyrolactone (solubility parameter: 25.8 MPa 1/2 ) and 0.42 g of acetic anhydride were added to 2.00 g of benzene and heated to 135 ° C. to dissolve. To this was added 12.0 g of toluene, and the mixture was allowed to cool to 20 ° C. The precipitated crystals were filtered and dried under vacuum at 150 ° C. for 15 hours to obtain 1.48 g of the purified desired product. In the 1 H-NMR chart of this product, a peak derived from pyridine and a peak in the range of 6 to 7 ppm were not observed.

実施例1と同様に、得られた精酸二無水物を用いてポリイミドを合成したところ、ポリイミド前駆体の固有粘度は1.46dL/gであり、重合反応液を同様に熱処理したところ、無色透明なポリイミドフィルムを得た。   In the same manner as in Example 1, when polyimide was synthesized using the obtained purified dianhydride, the intrinsic viscosity of the polyimide precursor was 1.46 dL / g. When the polymerization reaction solution was similarly heat-treated, it was colorless. A transparent polyimide film was obtained.

[実施例3]
合成例1で得られた粗1,4−ビス(4’−オキサ−3’、5’−ジオキソトリシクロ[5.2.1.02,6]−デカン−8’−イルカルボキシ)ベンゼン0.800gにシクロペンタノン(溶解度パラメータ:21.3MPa1/2)12.0gを加え、129℃まで加熱し溶解させた。これにトルエン12.0gを加え、25℃まで放冷した。析出した結晶を濾過し、真空下で150℃、6時間乾燥させ、精製された目的物を0.60g得た。このもののH−NMRチャートでは、ピリジン由来のピークおよび6〜7ppmの範囲にピークは観測されなかった。
[Example 3]
Crude 1,4-bis (4′-oxa-3 ′, 5′-dioxotricyclo [5.2.1.0 2,6 ] -decan-8′-ylcarboxy) obtained in Synthesis Example 1 10.8 g of cyclopentanone (solubility parameter: 21.3 MPa 1/2 ) was added to 0.800 g of benzene, and the mixture was heated to 129 ° C. and dissolved. To this was added 12.0 g of toluene and the mixture was allowed to cool to 25 ° C. The precipitated crystals were filtered and dried under vacuum at 150 ° C. for 6 hours to obtain 0.60 g of the purified desired product. In the 1 H-NMR chart of this product, a peak derived from pyridine and a peak in the range of 6 to 7 ppm were not observed.

実施例1と同様に、得られた精酸二無水物を用いてポリイミドを合成したところ、ポリイミド前駆体の固有粘度は1.28dL/gであり、重合反応液を同様に熱処理したところ、無色透明なポリイミドフィルムを得た。   In the same manner as in Example 1, when polyimide was synthesized using the obtained purified dianhydride, the intrinsic viscosity of the polyimide precursor was 1.28 dL / g. When the polymerization reaction solution was similarly heat-treated, it was colorless. A transparent polyimide film was obtained.

[比較例1]
合成例1で得られた粗1,4−ビス(4’−オキサ−3’、5’−ジオキソトリシクロ[5.2.1.02,6]−デカン−8’−イルカルボキシ)ベンゼンを精製せずに用いて、実施例1と同様にポリイミドを合成したところ、ポリイミド前駆体の固有粘度は0.72dL/gと低い重合度にとどまった。
[Comparative Example 1]
Crude 1,4-bis (4′-oxa-3 ′, 5′-dioxotricyclo [5.2.1.0 2,6 ] -decan-8′-ylcarboxy) obtained in Synthesis Example 1 When benzene was used without purification and polyimide was synthesized in the same manner as in Example 1, the intrinsic viscosity of the polyimide precursor was as low as 0.72 dL / g.

[比較例2]
合成例1で得られた粗1,4−ビス(4’−オキサ−3’、5’−ジオキソトリシクロ[5.2.1.02,6]−デカン−8’−イルカルボキシ)ベンゼン0.502gに無水酢酸(溶解度パラメータ:21.1MPa1/2)15.1gを加え140℃まで加熱したが、完全には溶解せず、再結晶精製を行うことができなかった。
[Comparative Example 2]
Crude 1,4-bis (4′-oxa-3 ′, 5′-dioxotricyclo [5.2.1.0 2,6 ] -decan-8′-ylcarboxy) obtained in Synthesis Example 1 Acetic anhydride (solubility parameter: 21.1 MPa 1/2 ) 15.1 g was added to 0.502 g of benzene and heated to 140 ° C., but it was not completely dissolved and recrystallization purification could not be performed.

Claims (7)

下記一般式(1)で表されるテトラカルボン酸二無水物を製造する方法であって、1気圧、25℃の測定条件における、下記式(2)で表される溶解度パラメータδ(単位:MPa1/2)が21.3以上の有機溶媒の存在下で再結晶を行うことを特徴とする高純度の酸二無水物の製造方法。
Figure 2008163090
(式(1)中、Aは2価の基を示す。
、X、X、X、X、およびXは各々独立に水素原子、ハロゲン原子、ニトリル基、ニトロ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アミノ基、またはアミド基を表す。ただし、これらの基は更に置換基を有していても良く、炭素含有基にあっては、その炭素数は10以下である。
nは0、1または2の整数を表す。)
δ=(ΔH/V)1/2 (2)
(式(2)において、ΔHおよびVは、それぞれ前記有機溶媒のモル蒸発熱(単位:J/mol)およびモル体積(単位:cm/mol)である。)
A method for producing a tetracarboxylic dianhydride represented by the following general formula (1), wherein the solubility parameter δ (unit: MPa) represented by the following formula (2) under the measurement conditions of 1 atm and 25 ° C. A method for producing a high-purity acid dianhydride, wherein recrystallization is performed in the presence of an organic solvent having a 1/2 ) of 21.3 or more.
Figure 2008163090
(In the formula (1), A represents a divalent group.
X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 , and X 6 are each independently a hydrogen atom, halogen atom, nitrile group, nitro group, alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, amino group, or Represents an amide group. However, these groups may further have a substituent, and in the case of a carbon-containing group, the carbon number is 10 or less.
n represents an integer of 0, 1 or 2. )
δ = (ΔH / V) 1/2 (2)
(In the formula (2), ΔH and V are respectively the molar evaporation heat (unit: J / mol) and the molar volume (unit: cm 3 / mol) of the organic solvent.)
請求項1において、前記有機溶媒に酸無水物を添加して再結晶を行うことを特徴とする高純度の酸二無水物の製造方法。   The method for producing a high-purity acid dianhydride according to claim 1, wherein recrystallization is performed by adding an acid anhydride to the organic solvent. 請求項2において、酸無水物が炭素数10以下のカルボン酸無水物であることを特徴とする高純度の酸二無水物の製造方法。   The method for producing a high-purity acid dianhydride according to claim 2, wherein the acid anhydride is a carboxylic acid anhydride having 10 or less carbon atoms. 請求項1ないし3のいずれか1項において、再結晶に用いる溶媒が一般式(1)で表されるテトラカルボン酸二無水物と実質的に反応しないことを特徴とする高純度の酸二無水物の製造方法。   The high-purity acid dianhydride according to any one of claims 1 to 3, wherein the solvent used for recrystallization does not substantially react with the tetracarboxylic dianhydride represented by the general formula (1). Manufacturing method. 請求項1ないし4のいずれか1項において、再結晶に用いる溶媒の常圧における沸点が100℃以上であることを特徴とする高純度の酸二無水物の製造方法。   The method for producing a high-purity acid dianhydride according to any one of claims 1 to 4, wherein the solvent used for recrystallization has a boiling point at normal pressure of 100 ° C or higher. 下記一般式(1)で表されるテトラカルボン酸二無水物であって、下記一般式(3)で表される一酸無水物の含有量が該テトラカルボン酸二無水物に対して1モル%以下であることを特徴とするテトラカルボン酸二無水物。
Figure 2008163090
(式(1)中、Aは2価の基を示す。
、X、X、X、X、およびXは各々独立に水素原子、ハロゲン原子、ニトリル基、ニトロ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アミノ基、またはアミド基を表す。ただし、これらの基は更に置換基を有していても良く、炭素含有基にあっては、その炭素数は10以下である。
nは0、1または2の整数を表す。)
Figure 2008163090
(式(3)中、A、X、X、X、X、X、X、nは一般式(1)におけると同義である。)
A tetracarboxylic dianhydride represented by the following general formula (1), wherein the content of the monoacid anhydride represented by the following general formula (3) is 1 mol with respect to the tetracarboxylic dianhydride. % Tetracarboxylic dianhydride characterized by being less than or equal to%.
Figure 2008163090
(In the formula (1), A represents a divalent group.
X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 , and X 6 are each independently a hydrogen atom, halogen atom, nitrile group, nitro group, alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, amino group, or Represents an amide group. However, these groups may further have a substituent, and in the case of a carbon-containing group, the carbon number is 10 or less.
n represents an integer of 0, 1 or 2. )
Figure 2008163090
(In the formula (3), A, X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 , X 6 , and n are as defined in the general formula (1).)
請求項6に記載のテトラカルボン酸二無水物を用いて製造された重合物。   A polymer produced using the tetracarboxylic dianhydride according to claim 6.
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