JP2009067937A - ポリアミック酸及びイミド化重合体 - Google Patents

Abstract

【課題】屈折率が高く、透明性に優れ、さらに耐熱性にも優れた特定の構造を有するイミド化重合体を与えるポリアミック酸を提供する。
【解決手段】下記一般式（１）で示される構造を有するポリアミック酸。

［式（１）中、Ｒは二価の有機基を示し、Ｒ^１はそれぞれ独立して炭素数１〜３のアルキル基を示し、ａはそれぞれ独立して０〜２の整数を示し、ｍは１〜１０００００の整数を示す。］
【選択図】図１

Description

本発明は、ポリアミック酸及びイミド化重合体に関する。さらに詳しくは、高屈折率かつ耐熱性に優れたポリアミック酸及びイミド化重合体に関する。

ポリイミドは複素環や芳香環等の環状構造からなる高次構造を多数有し、高温になっても分子鎖が動き難いこと、二重結合等の高次結合を多数有し、原子間結合エネルギーが大きいこと、複素環や芳香環がポリマー分子内、ポリマー分子間で相互に作用し合いＣＴ（Ｃｈａｒｇｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）錯体を形成し、凝集力が大きい等の理由から、ポリイミドの耐熱性は各種プラスチックの中でも最高位にランクされる。

さらに、ポリイミドは耐熱性に優れるだけではなく、高強度・高弾性で機械特性にも優れ、高絶縁・低誘電で電気特性にも優れ、さらには耐薬品性、耐放射線性、難燃性にも優れている。

近年では、感光性を有するポリイミドも開発され、超高集積半導体に、強靭で接着力の強いポリイミドは宇宙往還機に、透明性の高いポリイミドは光通信機器に、射出成型性の良いポリイミドは自動車部品を始めとする耐熱摺動部品に使用されている。

上記のような特性を有するポリイミドを光学的用途に用いた例として、硫黄原子を含有する二酸無水物と硫黄原子を含有しないジアミンを使用したポリイミドを光導波路として利用した例（特許文献１）；硫黄原子を含有しない二酸無水物と硫黄原子を含有するジアミンを使用したポリイミドを液晶配向膜として利用した例（特許文献２）；特定の構造を有するポリイミドと酸化チタン粒子の混合物を高屈折率材料として利用した例（特許文献３）；及び硫黄原子を含有しないポリアミック酸と酸化チタン粒子及び他の特定の化合物との混合物をポジ型感光性樹脂組成物として利用した例（特許文献４）等が知られている。

特開２００４−１３１６８４号公報 特開平５−２６３０７７号公報 特開２００１−３５４８５３号公報 特開２００５−２０８４６５号公報

二酸無水物に硫黄を導入した例（特許文献１）では、屈折率が１．６７〜１．７２であったが可視光（４００〜７００ｎｍ）での透明性が不十分であった。液晶配向膜として利用した例（特許文献２）は、ポリイミドの導電性に着目したものであり、屈折率については記載がない。特許文献３に記載の発明は、特定の構造を有する二酸無水物と特定の構造を有するジアミンとを反応させて得られたポリアミック酸を用いている。特許文献３記載の発明で用いているジアミンは、ベンゼン環の間が主としてエーテル基（−Ｏ−）によって結合されており、１つのチオエーテル基（−Ｓ−）を有するものが２種類のみ記載されている。

本発明は、屈折率が高く、透明性に優れ、さらに耐熱性にも優れた特定の構造を有するイミド化重合体を与えるポリアミック酸及びイミド化重合体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明者らは鋭意研究を行い、チアンスレン骨格を有するテトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミン化合物、特に、特定の位置に硫黄原子を導入した芳香族ジアミンとを組み合わせることにより、高屈折率と高透明性、そして耐熱性に優れたイミド化重合体が得られることを見出し、本発明を完成させた。

即ち、本発明は、下記のポリアミック酸及びイミド化重合体を提供する。
１．下記一般式（１）で示される構造を有するポリアミック酸。

［式（１）中、Ｒは二価の有機基を示し、Ｒ^１はそれぞれ独立して炭素数１〜３のアルキル基を示し、ａはそれぞれ独立して０〜２の整数を示し、ｍは１〜１０００００の整数を示す。］
２．下記一般式（２）で示される構造を有するイミド化重合体。

［式（２）中、Ｒは二価の有機基を示し、Ｒ^１はそれぞれ独立して炭素数１〜３のアルキル基を示し、ａはそれぞれ独立して０〜２の整数を示し、ｍは１〜１０００００の整数を示す。］

本発明によれば、硫黄原子を導入したチアンスレン骨格を有するテトラカルボン酸二無水物を使用することにより、高屈折率（波長６３３ｎｍにおける屈折率が、最高で１．７６３）と高耐熱性が達成される。
本発明によれば、高屈折率と高透明性、さらに高耐熱性が要求される光学用部材に適したイミド化重合体及びその製造原料であるポリアミック酸を提供することができる。

Ｉ．一般式（１）で示される構造を有するポリアミック酸
本発明のポリアミック酸は、下記一般式（１）で示される構造を有し、それ自体の屈折率（２５℃、波長４００〜７００ｎｍ）が非常に高く、高屈折率で、透明性及び耐熱性に優れた重合体を形成することができる。

式（１）中、Ｒは二価の有機基を示し、具体的には、ジアミン化合物から２つのアミノ基を除去した残基に相当し、得られる重合体が透明性に優れることから、芳香環を含むジアミン、複素環を含むジアミンを含むジアミン又は脂環式ジアミンの残基であることが好ましい。また、Ｒは、高屈折率が得られることから、硫黄原子を含んでいることが好ましい。
Ｒ^１はそれぞれ独立して炭素数１〜３のアルキル基であり、ａは基Ｒ^１の置換数であり、それぞれ独立して０〜２の整数を示す。ａは０であることが好ましい。
ｍは１〜１０００００の整数を示し、１０〜１００００の整数であることが好ましい。

（ａ）一般式（１）で示される構造を有するポリアミック酸の製造
本発明のポリアミック酸は、下記一般式（３）で示されるジアミンと、下記一般式（４）で示されるテトラカルボン酸二無水物を反応させて得られる。

上記式（３）及び（４）中、Ｒ、Ｒ^１及びａは、一般式（１）で説明した通りであるため、ここでは省略する。

（ｂ）一般式（３）で示されるジアミン
一般式（３）で示されるジアミンは特に限定されないが、芳香環を含むジアミン、複素環を含むジアミン又は脂環式ジアミンであることが好ましい。本発明で用いられるジアミンは、硫黄原子を含有するジアミンであってもよいし、硫黄原子を含有しないジアミンであってもよい。また、これらを併用することもできる。高屈折率のイミド化重合体が得られることから硫黄原子及びベンゼン環を有するジアミンが好ましい。

硫黄原子を含有しない芳香環を含むジアミンとしては、例えば、ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、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タン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、１，５−ジアミノナフタレン、３，３−ジメチル−４，４’−ジアミノビフェニル、４，４’−ジアミノベンズアニリド、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，３’−ジアミノベンゾフェノン、３，４’−ジアミノベンゾフェノン、４，４’−ジアミノベンゾフェノン、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］ヘ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［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、１，４−ビス（４−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、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、９，９−ビス（４−アミノフェニル）−１０−ヒドロアントラセン、９，９−ビス（４−アミノフェニル）フルオレン、４，４’−メチレン−ビス（２−クロロアニリン）、２，２’，５，５’−テトラクロロ−４，４’−ジアミノビフェニル、２，２’−ジクロロ−４，４’−ジアミノ−５，５’−ジメトキシビフェニル、３，３’−ジメトキシ−４，４’−ジアミノビフェニル、４，４’−（ｐ−フェニレンジイソプロピリデン）ビスアニリン、４，４’−（ｍ−フェニレンジイソプロピリデン）ビスアニリン等を挙げることができる。

硫黄原子を含有しない複素環を含むジアミンとしては、例えば、２，６−ジアミノピリジン、２，５−ジアミノピリダジン、２，５−ジアミノピリミジン等を挙げることができる。

硫黄原子を含有しない脂環式ジアミンとしては、例えば、１，４−ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミン、テトラヒドロジシクロペンタジエニレンジアミン、ヘキサヒドロ−４，７−メタノインダニレンジメチレンジアミン、トリシクロ［６，２，１，０^２．７］−ウンデシレンジメチルジアミン等を挙げることができる。また、上記のジアミンを併用することもできる。

硫黄原子を含有するジアミンとしては、ジアミノテトラフェニルチオフェン、４，４’−チオビス［（ｐ−フェニレンスルファニル）アニリン］、２，７−ビス（４−アミノフェニレンスルファニル）チアンスレン等が挙げられる。

（ｃ）一般式（４）で示されるテトラカルボン酸二無水物
一般式（４）で示されるテトラカルボン酸二無水物は公知化合物であり、公知の製造方法によって製造することができる。一般式（４）で示されるテトラカルボン酸二無水物はチアンスレン環を有することにより、高屈折率かつ高耐熱性を有するイミド化重合体を与えることができる。

一般式（４）で示されるテトラカルボン酸二無水物は、次のようにして製造することができる。即ち、４，５−ジハロゲン置換フタル酸無水物に、氷酢酸等の酸性溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）等の非プロトン性極性溶媒を加え、ここにアニリンを添加し、加熱、撹拌することによってイミド化し、Ｎ−フェニル−４，５−ジハロゲン置換フタルイミド誘導体を得る。これにチオベンズアミド、無水炭酸カリウム、ＤＭＡｃ等の混合溶液を加え、加熱、撹拌し、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルチアンスレン−２，３，７，８−テトラカルボキシビスイミドを得る。これに水酸化ナトリウムと蒸留水を加えて溶解させ、加熱還流し、チアンスレン−２，３，７，８−テトラカルボン酸誘導体を得る。これに無水酢酸を加え、加熱脱水することにより、一般式（４）で示されるテトラカルボン酸二無水物を得ることができる。

尚、本発明のポリアミック酸は、上記一般式（４）で示されるテトラカルボン酸二無水物以外のテトラカルボン酸二無水物を含んでいてもよい。即ち、上記一般式（４）で示されるテトラカルボン酸二無水物の他に、本発明の効果を損なわない範囲内で、硫黄原子を含有しないテトラカルボン酸二無水物を併用することができる。
本発明において上記一般式（４）で示されるテトラカルボン酸二無水物と併用できるテトラカルボン酸二無水物としては、脂肪族、脂環族又は芳香族テトラカルボン酸二無水物が挙げられ、脂肪族及び脂環族テトラカルボン酸二無水物が好ましく、得られるイミド化重合体が優れた透明性を有することから、脂環族テトラカルボン酸二無水物が特に好ましい。

脂肪族及び脂環族テトラカルボン酸二無水物の例としては、例えば、ブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−シクロブ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、４，１０−ジオキサトリシクロ［６．３．１．０^２，７］ドデカン−３，５，９，１１−テトラオン、１，２，４，５−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二水和物、３，５，６−トリカルボキシノルボルナン−２−酢酸二無水物、２，３，４，５−テトラヒドロフランテトラカルボン酸二無水物、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−５−テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］−フラン−１，３−ジオン、５−（２，５−ジオキソテトラヒドロフラル）−３−メチル−３−シクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸二無水物、ビシクロ［２，２，２］−オクト−７−エン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物等の脂肪族及び脂環族テトラカルボン酸二無水物を挙げることができる。これらのうちではブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、４，１０−ジオキサトリシクロ［６．３．１．０^２，７］ドデカン−３，５，９，１１−テトラオン、２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、５−（２，５−ジオキソテトラヒドロフラル）−３−メチル−３−シクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸二無水物及び１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−５−テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］−フラン−１，３−ジオンが好ましく、１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、４，１０−ジオキサトリシクロ［６．３．１．０^２，７］ドデカン−３，５，９，１１−テトラオン、１，２，４，５−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物が特に好ましい。

芳香族テトラカルボン酸二無水物の具体例としては、例えば、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルスルホ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、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ジメチルジフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−テトラフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−フランテトラカルボン酸二無水物、４，４’−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルスルフィド二無水物、４，４’−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルスルホン二無水物、４，４’−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルプロパン二無水物、４，４’−（ヘキサフルオロイソプロピリデン）ビス（フタル酸）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、ビス（フタル酸）フェニルホスフィンオキサイド二無水物、ｐ−フェニレン−ビス（トリフェニルフタル酸）二無水物、ｍ−フェニレン−ビス（トリフェニルフタル酸）二無水物、ビス（トリフェニルフタル酸）−４，４’−ジフェニルエーテル二無水物、ビス（トリフェニルフタル酸）−４，４’−ジフェニルメタン二無水物等の芳香族テトラカルボン酸二無水物を挙げることができる。これらのうちでは、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、４，４’−（ヘキサフルオロイソプロピリデン）ビス（フタル酸）二無水物及び３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物が好ましい。

また、より高屈折率のポリアミック酸が得られることから、硫黄原子を含むテトラカルボン酸二無水物を用いることも好ましい。硫黄原子含有酸無水物の例としては、例えば、４，４’−［ｐ−チオビス（フェニレン−スルファニル）］ジフタル酸無水物等が挙げられる。

本発明のポリアミック酸の製造に用いるテトラカルボン酸二無水物のうち、一般式（４）で示されるテトラカルボン酸二無水物の割合は、５０モル％以上であることが好ましく、８０モル％以上であることがより好ましく、高屈折率を達成するためには１００モル％であることが特に好ましい。

（ｄ）一般式（３）で示されるジアミンと一般式（４）で示されるテトラカルボン酸二無水物の反応
一般に、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の非プロトン性有機溶媒中において、ジアミン化合物と酸二無水物とを攪拌混合することによって、本発明のポリアミック酸を溶液として得ることができる。例えば、ジアミン化合物を有機溶媒に溶解し、これに酸二無水物を加えて、攪拌混合してもよく、また、ジアミン化合物と酸二無水物との混合物を有機溶媒に加えて、攪拌混合してもよい。反応は、通常、１００℃以下、好ましくは、８０℃以下の温度で、常圧下に行われる。しかし、反応は、必要に応じて、加圧下又は減圧下に行ってもよい。反応時間は、用いるジアミン化合物と酸二無水物や、有機溶媒、反応温度等によって異なるが、通常、４〜２４時間の範囲である。

本発明のポリアミック酸は、これをイミド化反応により脱水閉環させることにより、高い屈折率、優れた透明性及び優れた耐熱性を有する重合体（イミド化重合体）を与えるため、これらの特性を必要とする光学用部材の製造用材料として好適である。

ＩＩ．一般式（２）で示されるイミド化重合体
本発明のイミド化重合体は、下記一般式（２）で示される構造を有する。

式（２）中のＲ、Ｒ^１、ａ及びｍは、一般式（１）と同様であるためここでは説明を省略する。

本発明のイミド化重合体は、上記本発明のポリアミック酸を、窒素雰囲気下で８０〜３００℃の温度で、１〜５時間加熱することによって、ポリアミック酸がイミド化されて、上記一般式（２）で示される構造を有するイミド化重合体となる。

本発明のイミド化重合体は、波長６３３ｎｍにおける屈折率が、通常１．６０以上であり、好ましくは１．６８以上、より好ましくは１．７０以上である。

本発明のイミド化重合体は、高い屈折率、優れた透明性及び優れた耐熱性を必要とする光学用部材として好適である。本発明のイミド化重合体を用いた光学用部材としては、例えば、固体撮像素子の集光材料、記録用ディスクの集光材料等が挙げられる。

以下、本発明を実施例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら制限されるものではない。

合成例１
Ｎ−フェニル−４，５−ジクロロフタルイミド

攪拌機、還流冷却器、窒素導入管を備えた反応容器に、４，５−ジクロロフタル酸無水物（２１．７１ｇ、０．１ｍｏｌ）と氷酢酸（１５０ｍＬ）、そしてＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（以下、ＤＭＡｃという）（１２０ｍＬ）を加え、１０℃以下まで冷却した。アニリン（９．３４ｇ、０．１ｍｏｌ）のＤＭＡｃ（３０ｍＬ）溶液を滴下した。その後、反応溶液を１５０℃で８時間攪拌し、反応液を室温まで冷却すると白色の板状結晶が析出した。析出物を濾取し、得られた白色固体を水洗し、減圧乾燥した。
収量：２２ｇ
収率：７５％
融点：２１３．９℃（ＤＳＣ）
^１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ_６、ｐｐｍ）：７．４４−７．４９（ｍ、３Ｈ）、７．５２−７．５８（ｍ、２Ｈ）、８．２８（ｓ、２Ｈ）

合成例２
Ｎ，Ｎ’−ジフェニルチアンスレン−２，３，７，８−テトラカルボキシルビスイミド

攪拌機、還流冷却器、窒素導入管を備えた反応容器に、合成例１で合成したＮ−フェニル−４，５−ジクロロフタルイミド（１４．６１ｇ、０．０５ｍｏｌ）と、チオベンズアミド（７．５５ｇ、０．０５５ｍｏｌ）、無水炭酸カリウム（７．６０ｇ、０．０５５ｍｏｌ）にＤＭＡｃ（１００ｍＬ）を加え攪拌した。溶液を１５０℃で１２時間攪拌し、室温まで冷却後に反応液を蒸留水（５００ｍＬ）に注いだ。析出した黄色の固体を濾取した。濾取物は水洗し減圧乾燥した。
収量：１１ｇ
収率：９０％
融点：３６７．９℃（ＤＳＣ）
^１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ_６、ｐｐｍ）：７．３２−７．４６（ｍ、１０Ｈ）、８．０５（ｓ、４Ｈ）

合成例３
チアンスレン−２，３，７，８−テトラカルボン酸

攪拌機、還流冷却器、窒素導入管を備えた反応容器に、合成例３で合成したＮ，Ｎ’−ジフェニルチアンスレン−２，３，７，８−テトラカルボキシルビスイミド（２５．３２ｇ、０．０５ｍｏｌ）に水酸化ナトリウム（２４．１３ｇ、０．６０４ｍｏｌ）と蒸留水（３００ｍＬ）を加え溶解させた。反応溶液を２４時間加熱還流した。室温まで冷却後に不溶物を濾別し、１０％塩酸水を加え、白色の固体を析出させた。析出物を濾取、水洗し、１００℃で２４時間乾燥させた。
収量：１９．５ｇ
収率：９９％
融点：＞３６０℃（ＤＳＣ）
^１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ_６、ｐｐｍ）：７．８５（ｓ、４Ｈ）

合成例４
チアンスレン−２，３，７，８−テトラカルボン酸無水物

攪拌機、還流冷却器、窒素導入管を備えた反応容器に、合成例３で合成したチアンスレン−２，３，７，８−テトラカルボン酸（１．９６ｇ、０．００５ｍｏｌ）に無水酢酸（４０ｍＬ）を加え、１００℃で４時間加熱攪拌した。反応液を濃縮し、黄色の固体を濾取した。その後、石油エーテルで洗浄し、１００℃で２４時間減圧乾燥させた。析出した黄色の固体を濾取し、濾取物は塩酸水（１００ｍＬ）に溶解させ、不溶物を濾別した。
収量：１．２５ｇ
融点：３４８．０℃（ＤＳＣ）
^１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ_６、ｐｐｍ）：８．３８（ｓ、４Ｈ）

合成例５
４，４’−チオビス［（ｐ−フェニレンスルファニル）アニリン］

攪拌機、還流冷却器及び窒素導入管を備えた反応容器に、合成例４で合成した４，４’−ビス（４−ニトロフェニルスルファニル）ジフェニルスルフィド（１３．７ｇ、０．０２８ｍｏｌ）と脱水エタノール（１００ｍＬ）、そして１０％パラジウム活性炭（１．２０ｇ）、を加え、加熱還流した。その後、ヒドラジン・一水和物（６０ｍＬ）と脱水エタノール（２０ｍＬ）を１．５時間かけ滴下し、反応液を３〜２４時間加熱還流した。反応液を熱濾過し、黄色の析出物を濾取しエタノールで洗浄した。得られた黄色の個体はエタノールを用いて再結晶し精製した。

収量：１０．２ｇ
収率：８４．０％
融点：１４２〜１４３℃（ＤＳＣ）
ＦＴ−ＩＲ（ＫＢｒ、ｃｍ^−１）：３４２８．８、３３８２．５、１６１９．９、１５９２．９、１４９６．５、１４７３．３、１２９２．０、１１７６．４、１０９９．２、１０１０．５、８２５．４
^１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ_６、ｐｐｍ）：５．４６（ｓ、４Ｈ）、６．６２−６．６４（ｄ、４Ｈ）、６．９８−７．０１（ｄ、４Ｈ）、７．１５−７．１９（ｍ、８Ｈ）
元素分析：計算値：Ｃ_２４Ｈ_２０Ｎ_２Ｓ_３：Ｃ、６６．６３％；Ｈ、４．６６％；Ｎ、６．４８％
測定値：Ｃ、６６．５９％；Ｈ、４．７７％；Ｎ、６．３４％

合成例６
２，７−ビス（４−アミノフェニレンスルファニル）チアンスレン

攪拌機、還流冷却器、Ｄｅａｎ−Ｓｔａｒｋトラップ及び窒素導入管を備えた反応容器に、ｐ−アミノチオフェノール（９．３８９ｇ、７５ｍｍｏｌ）と無水炭酸カリウム（５．３９ｇ、３９ｍｍｏｌ）、そしてＮ−メチル−２−ピロリドン（３０ｍＬ、以下、ＮＭＰ）とトルエン（５０ｍＬ）を加え、１４０〜１４５℃で４時間反応させた。Ｄｅａｎ−Ｓｔａｒｋトラップで水を除去し、トルエンも減圧留去した。反応液を１２０℃まで冷却し、製造例２で製造した２，７−ジフルオロチアンスレン（７．５６９ｇ、３０ｍｍｏｌ）とＮＭＰ（１５ｍＬ）を加えた。その後、反応液を１７０℃で１２時間反応させた。反応液を室温まで戻し、反応液を冷水（５００ｍＬ）に注ぎ、黄色の析出物を濾取し水洗した。得られた黄色の個体はエタノールを用いて再結晶し精製した。

収量：１０．３４ｇ
収率：７４．５％
融点：１８５．２℃（ＤＳＣ）
ＦＴ−ＩＲ（ＫＢｒ、ｃｍ^−１）：３４２８．８、３３３２．４、２３６０．４、１６１９．９、１５９２．９、１５６５．９、１４９２．６、１４４２．５、１３６１．５、１２９２．１、１１７６．４、１１０３．１、８１７．７
^１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ_６、ｐｐｍ）：５．４９（ｓ、４Ｈ）、６．６１−６．６４（ｄ、４Ｈ）、６．９４−６．９８（ｄ、４Ｈ）、７．０６（ｓ、２Ｈ）、７．１４−７．１７（ｄ、４Ｈ）、７．３６−７．３８（ｄ、２Ｈ）
^１３Ｃ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ_６、ｐｐｍ）：１５１．２、１４２．２、１３７．５、１３６．７、１３１．０、１２９．９、１２６．２、１２５．９、１１５．８、１１４．３
元素分析：計算値：Ｃ_２４Ｈ_１８Ｎ_２Ｓ_４：Ｃ、６２．３１％；Ｈ、３．９２％；Ｎ、６．０５％
測定値：Ｃ、６２．２２％；Ｈ、３．９６％；Ｎ、６．０１％

＜ポリアミック酸の製造例＞
実施例１
窒素導入管を備えた反応容器に、合成例５で合成した４，４’−チオビス［（ｐ−フェニレンスルファニル）アニリン］（１７．３０ｇ、４０ｍｍｏｌ）（以下、３ＳＤＡという）にＮ−メチル−２−ピロリドン（８０ｇ）（以下、ＮＭＰという）を加え、室温で攪拌し完全に溶解させた。次に、合成例４で合成したチアンスレン−２，３，７，８−テトラカルボン酸無水物（１４．２５ｇ、４０ｍｍｏｌ）（以下、ＴＨＤＡｎという）とＮＭＰ（２５ｇ）を添加し、室温で２４時間攪拌して、ポリアミック酸のＮＭＰ溶液を得た。

実施例２
３ＳＤＡの代わりに、合成例６で合成した２，７−ビス（４−アミノフェニレンスルファニル）チアンスレン（１８．５１ｇ、４０ｍｍｏｌ）（以下、ＡＰＴＴという）を用いた以外は実施例１と同様にして、ポリアミック酸のＮＭＰ溶液を得た。

比較例１
ＴＨＤＡｎの代わりに、１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物（以下、ＣＢＤＡという）（７．８４ｇ、４０ｍｍｏｌ）を用いた以外は実施例１と同様にして、ポリアミック酸のＮＭＰ溶液を得た。

＜イミド化重合体からなる膜の製造例＞
３インチ径３ｍｍ厚の溶融石英基板上に、実施例１〜１２及び比較例１で製造したポリアミック酸のＮＭＰ溶液をディスペンスし、厚さ約１〜１０μｍになるようにスピンコート塗布し、窒素雰囲気下２８０℃、１．５時間加熱して膜を作製した。
図１に、実施例１のポリアミック酸をイミド化させて得られたイミド化重合体のＦＴ−ＩＲチャートを示す。

＜イミド化重合体からなる膜の特性評価＞
上記のようにして作製した膜について、下記特性を測定、評価した。結果を表１に示す。

（１）屈折率
Ｍｅｔｒｉｃｏｎ社のＰＣ−２０００型プリズムカプラーを使用して、波長６３３ｎｍにおける屈折率を測定した。

（２）透過率
日立製作所社製のＵ−３５００型自記分光光度計を使用して、上記で得られた膜の、膜厚１μｍ当たりの波長４００ｎｍ及び４５０ｎｍにおける透過率（％）をそれぞれ測定した。

（３）耐熱性
セイコーインスツルメンツ社製のＤＳＣ６３００（昇温速度１０℃／分、窒素気流下）を使用して、上記で得られた膜の５％重量減少温度を測定した。５％重量減少温度が４００℃以上の場合を耐熱性合格（○）と評価した。

表１中の略号は下記のものを表す。
（ジアミン類）
３ＳＤＡ：４，４’−チオビス［（ｐ−フェニレンスルファニル）アニリン］（合成例５）
ＡＰＴＴ：２，７−ビス（４−アミノフェニレンスルファニル）チアンスレン（合成例６）
（酸無水物類）
ＴＨＤＡｎ：チアンスレン−２，３，７，８−テトラカルボン酸無水物（合成例４）
ＣＢＤＡ：１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物

表１の結果から、一般式（１）で示されるポリアミック酸は波長６３３ｎｍにおける屈折率が１．７５２〜１．７６３と非常に高く、耐熱性に優れており、高い屈折率及び優れた耐熱性を必要とする光学用部材の製造材料として有用であることがわかる。

本発明のポリアミック酸は、高屈折率と高透明性、さらに高耐熱性が要求される光学用部材の製造原料として有用である。
本発明のイミド化重合体は、例えば、高反射材料及び反射防止膜の高屈折率材のコーティング材料や、光導波路、各種レンズ、固体撮像素子や記録用ディスクの感度向上材料として有用である。

実施例１で得られたポリアミック酸をイミド化させて得られたイミド化重合体のＦＴ−ＩＲチャートである。

Claims (2)

1. 下記一般式（１）で示される構造を有するポリアミック酸。
   

   

   ［式（１）中、Ｒは二価の有機基を示し、Ｒ^１はそれぞれ独立して炭素数１〜３のアルキル基を示し、ａはそれぞれ独立して０〜２の整数を示し、ｍは１〜１０００００の整数を示す。］
2. 下記一般式（２）で示される構造を有するイミド化重合体。
   

   

   ［式（２）中、Ｒは二価の有機基を示し、Ｒ^１はそれぞれ独立して炭素数１〜３のアルキル基を示し、ａはそれぞれ独立して０〜２の整数を示し、ｍは１〜１０００００の整数を示す。］
   

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