JP2011068830A - Method of manufacturing aromatic azomethine resin - Google Patents

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雅則 中村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing an aromatic azomethine resin at a low cost, the aromatic azomethine resin being capable of forming a sheet or film easily, having excellent heat resistance and dimensional stability and having characteristics as an N-type semiconductor. <P>SOLUTION: The method of manufacturing the aromatic azomethine resin includes a step of performing condensation reaction starting from an aromatic diamine and an aromatic dialdehyde using an aromatic azomethine as a solvent for the condensation reaction. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、芳香族アゾメチン樹脂の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an aromatic azomethine resin.

芳香族ジアミン及び芳香族ジアルデヒドを混合し、加熱することにより得られる芳香族アゾメチン樹脂は、硬くて耐熱性に優れているため、電子機器・電気機器用の材料としてだけでなく、宇宙分野、航空分野や電子通信分野など、幅広い分野での利用が期待されている樹脂である。   Aromatic azomethine resins obtained by mixing and heating aromatic diamines and aromatic dialdehydes are hard and excellent in heat resistance, so they are not only used as materials for electronic and electrical equipment, but also in the space field, This resin is expected to be used in a wide range of fields such as aviation and electronic communication.

一方において、芳香族アゾメチン樹脂は、溶媒への溶解性が低い。そのため、芳香族アゾメチン樹脂をキャストによってシート化やフィルム化することは困難であるという問題を有している。   On the other hand, the aromatic azomethine resin has low solubility in a solvent. For this reason, it is difficult to form an aromatic azomethine resin into a sheet or film by casting.

芳香族アゾメチン樹脂の溶媒への溶解性を高めるため、従来においては、側鎖にフッ素を導入した置換基を有する芳香族アゾメチン樹脂を合成する技術が開示されている(例えば、非特許文献1参照。)。   In order to enhance the solubility of the aromatic azomethine resin in a solvent, conventionally, a technique for synthesizing an aromatic azomethine resin having a substituent having fluorine introduced into the side chain has been disclosed (for example, see Non-Patent Document 1). .)

PNANAV KUMAR GUTCH,Journal of Polymer Science;PartA:Polymer Chemistry,Vol.39,p.383−388(2001)PNANAV KUMAR GUTCH, Journal of Polymer Science; Part A: Polymer Chemistry, Vol. 39, p. 383-388 (2001)

しかしながら、上記側鎖にフッ素を導入した置換基を有する芳香族アゾメチン樹脂合成の原料となる、フッ素を導入した置換基を有する芳香族ジアミン及び芳香族ジアルデヒドは、非常に高価であり、コスト高を招来するため、実用上適さないという問題がある。   However, aromatic diamines and aromatic dialdehydes having a fluorine-introduced substituent, which are raw materials for synthesizing aromatic azomethine resins having a substituent having fluorine introduced into the side chain, are very expensive and expensive. Therefore, there is a problem that it is not suitable for practical use.

そこで本発明においては、一般的な原料を用いて、シート化やフィルム化が容易で、耐熱性、寸法安定性に優れ、さらにはN型半導体としての性質を有する芳香族アゾメチン樹脂を、低コストで製造する方法を提供することを目的とする。   Therefore, in the present invention, an aromatic azomethine resin, which is easy to form into a sheet and film, is excellent in heat resistance and dimensional stability, and has properties as an N-type semiconductor, can be produced at low cost using general raw materials. It aims at providing the method of manufacturing by.

本発明者らは、上記従来技術の課題を解決するために鋭意研究を行った結果、従来から芳香族アゾメチン樹脂の合成に用いられていた溶媒であるジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジオキサン、クレゾール等に代えて、低分子量の芳香族アゾメチンを用いることにより、シート化やフィルム化が容易で、優れた耐熱性、寸法安定性を有する芳香族アゾメチン樹脂を、低コストで製造できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は以下の通りである。
As a result of diligent research to solve the above-described problems of the prior art, the present inventors have found that dimethylacetamide, dimethylformamide, dioxane, cresol, and the like, which have been conventionally used for the synthesis of aromatic azomethine resins, have been used. Instead, by using a low molecular weight aromatic azomethine, it was found that an aromatic azomethine resin having an excellent heat resistance and dimensional stability can be produced at low cost by being easily formed into a sheet or a film. Completed.
That is, the present invention is as follows.

〔1〕
芳香族ジアミン及び芳香族ジアルデヒドを原料として、縮合反応の溶媒として芳香族アゾメチンを用い、縮合反応を行う工程を含む、芳香族アゾメチン樹脂の製造方法。
[1]
A method for producing an aromatic azomethine resin, comprising a step of performing a condensation reaction using an aromatic diamine and an aromatic dialdehyde as raw materials and using aromatic azomethine as a solvent for the condensation reaction.

〔2〕
前記縮合反応の溶媒として、分子量300以下の芳香族アゾメチンを用いる前記〔1〕に記載の芳香族アゾメチン樹脂の製造方法。
[2]
The method for producing an aromatic azomethine resin according to [1], wherein an aromatic azomethine having a molecular weight of 300 or less is used as a solvent for the condensation reaction.

〔3〕
前記縮合反応の溶媒である芳香族アゾメチンは、分子構造が下記式(1)で表される前記〔1〕又は〔2〕に記載の芳香族アゾメチン樹脂の製造方法。
[3]
The aromatic azomethine, which is a solvent for the condensation reaction, is a method for producing an aromatic azomethine resin according to [1] or [2], wherein the molecular structure is represented by the following formula (1).

上記式(1)中、R1〜R4は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数5以下のアルキル基である。   In said formula (1), R1-R4 is respectively independently a hydrogen atom or a C5 or less alkyl group.

〔4〕
前記芳香族アゾメチンを溶媒とし、前記芳香族ジアミンと前記芳香族ジアルデヒドとを縮合反応させて芳香族アゾメチン樹脂の溶液を得、当該芳香族アゾメチン樹脂の溶液を加熱し、前記芳香族アゾメチンを除去する前記〔1〕乃至〔3〕のいずれか一に記載の芳香族アゾメチン樹脂の製造方法。
[4]
Using the aromatic azomethine as a solvent, the aromatic diamine and the aromatic dialdehyde are subjected to a condensation reaction to obtain an aromatic azomethine resin solution, and the aromatic azomethine resin solution is heated to remove the aromatic azomethine The method for producing an aromatic azomethine resin according to any one of [1] to [3].

本発明によれば、安価に入手可能な原料を用い、シート化やフィルム化が容易で、優れた耐熱性、寸法安定性を有する芳香族アゾメチン樹脂を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain an aromatic azomethine resin which is easy to form into a sheet or a film and has excellent heat resistance and dimensional stability, using raw materials available at low cost.

溶媒である芳香族アゾメチンの、核磁気共鳴(NMR)スペクトルを示す。The nuclear magnetic resonance (NMR) spectrum of aromatic azomethine which is a solvent is shown. 溶媒である芳香族アゾメチンの加熱揮発性及び熱分析の測定グラフを示す。The measurement volatility | heat volatility and thermal analysis of aromatic azomethine which is a solvent are shown. 実施例の芳香族アゾメチン樹脂のサイクリックボルタンメトリーによる測定グラフを示す。The measurement graph by the cyclic voltammetry of the aromatic azomethine resin of an Example is shown.

以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」と言う。)について、詳細に説明する。
なお、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “the present embodiment”) will be described in detail.
In addition, this invention is not restrict | limited to the following embodiment, A various deformation | transformation can be implemented within the range of the summary.

〔芳香族アゾメチン樹脂の製造方法〕
本実施形態においては、芳香族ジアミン及び芳香族ジアルデヒドを原料として、縮合反応の溶媒として、芳香族アゾメチンを用い、縮合反応を行い、芳香族アゾメチン樹脂の製造を行う。
[Method for producing aromatic azomethine resin]
In the present embodiment, an aromatic azomethine resin is produced by using an aromatic diamine and an aromatic dialdehyde as raw materials and using an aromatic azomethine as a solvent for the condensation reaction, performing a condensation reaction.

縮合反応に用いる原料について説明する。
(芳香族ジアミン)
芳香族ジアミンとしては、例えば、パラフェニレンジアミン、メタフェニレンジアミン、2,4−ジアミノトルエン、パラオキシジアニリン、ジアミノジフェニルエーテル等の、一般に使用される芳香族ジアミンが挙げられる。
The raw material used for the condensation reaction will be described.
(Aromatic diamine)
Examples of the aromatic diamine include commonly used aromatic diamines such as paraphenylene diamine, metaphenylene diamine, 2,4-diaminotoluene, paraoxydianiline, and diaminodiphenyl ether.

(芳香族ジアルデヒド)
芳香族ジアルデヒドとしては、例えば、テレフタルアルデヒド、イソフタルアルデヒド、2,2’−ビピリジン−4,4’−ジカルボキシアルデヒド等の、一般に使用される芳香族ジアルデヒドが挙げられる。
(Aromatic dialdehyde)
Examples of the aromatic dialdehyde include commonly used aromatic dialdehydes such as terephthalaldehyde, isophthalaldehyde, and 2,2′-bipyridine-4,4′-dicarboxaldehyde.

縮合溶媒について説明する。
(芳香族アゾメチン)
本実施形態の芳香族アゾメチン樹脂の製造方法においては、縮合溶媒として芳香族アゾメチンを用いる。
芳香族アゾメチンは、分子量300以下の、いわゆる低分子量の芳香族アゾメチンであることが好ましい。溶解性等の実用的な観点から、分子量181以上の芳香族アゾメチンが好ましい。
分子量を300以下の芳香族アゾメチンを用いることにより、目的とする芳香族アゾメチン樹脂の合成の際、加熱除去が容易となる。
分子量が300を超える芳香族アゾメチンを用いると、溶解性が低下し、かつ蒸発除去が困難となる。
The condensation solvent will be described.
(Aromatic azomethine)
In the method for producing an aromatic azomethine resin of the present embodiment, aromatic azomethine is used as a condensation solvent.
The aromatic azomethine is preferably a so-called low molecular weight aromatic azomethine having a molecular weight of 300 or less. From a practical viewpoint such as solubility, aromatic azomethine having a molecular weight of 181 or more is preferable.
Use of an aromatic azomethine having a molecular weight of 300 or less facilitates heat removal during the synthesis of the target aromatic azomethine resin.
If an aromatic azomethine having a molecular weight exceeding 300 is used, the solubility is lowered and it is difficult to remove by evaporation.

縮合溶媒である芳香族アゾメチンとしては、具体的には、下記式(1)で表される分子構造を有する化合物を用いることができる。   Specifically, as the aromatic azomethine that is the condensation solvent, a compound having a molecular structure represented by the following formula (1) can be used.

上記式(1)中、R1〜R4は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数5以下のアルキル基である。   In said formula (1), R1-R4 is respectively independently a hydrogen atom or a C5 or less alkyl group.

置換基が採り得る「炭素数5以下のアルキル基」としては、以下に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、シクロブチル基、シクロプロピルメチル基、n−ペンチル基、シクロペンチル基、シクロプロピルエチル基、及びシクロブチルメチル基が挙げられる。
上記式(1)で表される芳香族アゾメチンは分子量を小さくする方が好ましいので、置換基R1〜R4は、水素又はメチル基が好ましく、水素がより好ましく、置換基R1〜R4が、全て水素である場合、分子量は181となる。
Examples of the “alkyl group having 5 or less carbon atoms” that can be substituted include, but are not limited to, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, cyclopropyl group, n-butyl group, isobutyl group , S-butyl group, t-butyl group, cyclobutyl group, cyclopropylmethyl group, n-pentyl group, cyclopentyl group, cyclopropylethyl group, and cyclobutylmethyl group.
Since the aromatic azomethine represented by the above formula (1) preferably has a smaller molecular weight, the substituents R1 to R4 are preferably hydrogen or a methyl group, more preferably hydrogen, and the substituents R1 to R4 are all hydrogen. The molecular weight is 181.

溶媒として用いられる芳香族アゾメチンの製造方法について説明する。
上記式(1)に示す、溶媒として使用する芳香族アゾメチンは、下記式(2)に示す芳香族アルデヒドと、下記式(3)に示す芳香族アミンとの縮合反応によって得られる。
A method for producing aromatic azomethine used as a solvent will be described.
The aromatic azomethine used as a solvent represented by the above formula (1) is obtained by a condensation reaction of an aromatic aldehyde represented by the following formula (2) and an aromatic amine represented by the following formula (3).

上記式(2)に示す芳香族アルデヒドとしては、例えば、ベンズアルデヒド、p−メチルベンズアルデヒド、m−メチルベンズアルデヒド等が好ましく使用できる。
上記式(2)中、R1、R2は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数5以下のアルキル基である。
As the aromatic aldehyde represented by the above formula (2), for example, benzaldehyde, p-methylbenzaldehyde, m-methylbenzaldehyde and the like can be preferably used.
In the above formula (2), R1 and R2 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 5 or less carbon atoms.

上記式(3)に示す芳香族アミンとしては、例えば、アニリン、p−トルイジン、m−トルイジン等が好ましく使用できる。
上記式(3)中、R3、R4は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数5以下のアルキル基である。
As the aromatic amine represented by the above formula (3), for example, aniline, p-toluidine, m-toluidine and the like can be preferably used.
In the above formula (3), R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 5 or less carbon atoms.

芳香族アゾメチンを製造する際の、芳香族アルデヒドと芳香族アミンとの縮合反応の温度や時間については、特に限定されるものではないが、通常、窒素雰囲気下、50℃〜150℃程度で30分〜5時間反応させればよい。
また、縮合反応に用いる溶媒については、特に限定されるものではなく、例えば、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジオキサン等が使用できる。
例えば、溶媒としてジメチルホルムアミドを用いる場合には、140℃で約2時間反応させることで完全に反応を進行させることができる。
また、縮合反応という観点から、原料である上記式(2)で表される芳香族アルデヒド及び上記式(3)で表される芳香族アミンは、1:1(モル比)で配合することが好ましい。
The temperature and time of the condensation reaction between the aromatic aldehyde and the aromatic amine in producing the aromatic azomethine are not particularly limited, but are usually 30 to about 50 to 150 ° C. in a nitrogen atmosphere. What is necessary is just to make it react for minutes-5 hours.
Further, the solvent used in the condensation reaction is not particularly limited, and for example, dimethylacetamide, dimethylformamide, dioxane and the like can be used.
For example, when dimethylformamide is used as the solvent, the reaction can be allowed to proceed completely by reacting at 140 ° C. for about 2 hours.
Further, from the viewpoint of the condensation reaction, the aromatic aldehyde represented by the above formula (2) and the aromatic amine represented by the above formula (3), which are raw materials, may be blended at 1: 1 (molar ratio). preferable.

上記芳香族アルデヒドと芳香族アミンとの縮合反応により、副生成物として水が発生する。
かかる水を除去するためには、反応容器内に窒素を流して乾燥させる方法、縮合反応中にトルエンを滴下し共沸により除く方法等が適用できる。
By the condensation reaction of the aromatic aldehyde and the aromatic amine, water is generated as a by-product.
In order to remove such water, a method of drying by flowing nitrogen into the reaction vessel, a method of dropping toluene by azeotropic distillation during the condensation reaction, or the like can be applied.

上記芳香族アルデヒドと芳香族アミンとの縮合反応が完了した後、溶液を大量の冷水等に、攪拌しながら注ぎ入れることにより、本実施形態に用いる縮合溶媒である芳香族アゾメチンを析出させることができる。析出物をろ過した後に、真空乾燥を行うことにより、縮合溶媒である芳香族アゾメチンが得られる。   After the condensation reaction between the aromatic aldehyde and the aromatic amine is completed, the solution is poured into a large amount of cold water with stirring to precipitate aromatic azomethine, which is a condensation solvent used in this embodiment. it can. After the precipitate is filtered, vacuum drying is performed to obtain aromatic azomethine as a condensation solvent.

原料として上述した芳香族ジアルデヒド、芳香族ジアミンを用い、縮合溶媒として芳香族アゾメチンを用いて本実施形態の芳香族アゾメチン樹脂を製造する。
このとき、原料である芳香族ジアルデヒドと芳香族ジアミンとの合計重量を100質量部としたとき、前記芳香族アゾメチンの量は、原料を十分に溶解できる分量であればよく、特に限定されないが、例えば、100質量部〜3000質量部が好適である。
溶媒が100質量部未満であると、溶解性が十分に得られないおそれがあり、3000質量部を超える量を使用しても、溶解性は向上せず、次工程の溶媒除去の効率が低下する。
The aromatic dialdehyde and aromatic diamine described above are used as raw materials, and the aromatic azomethine resin of this embodiment is manufactured using aromatic azomethine as a condensation solvent.
At this time, when the total weight of the raw material aromatic dialdehyde and aromatic diamine is 100 parts by mass, the amount of the aromatic azomethine is not particularly limited as long as the raw material can be sufficiently dissolved. For example, 100 mass parts-3000 mass parts are suitable.
If the solvent is less than 100 parts by mass, sufficient solubility may not be obtained, and even if an amount exceeding 3000 parts by mass is used, the solubility does not improve and the efficiency of solvent removal in the next step decreases. To do.

芳香族ジアルデヒドと芳香族ジアミンとの縮合反応の温度や時間については、特に制限されるものではないが、通常、窒素雰囲気下、50℃〜200℃程度の温度条件下で、30分間〜5時間の反応を行う。
また、縮合反応という観点から、原料である芳香族ジアルデヒド及び芳香族ジアミンは、1:1(モル比)で配合することが好ましい。
The temperature and time of the condensation reaction between the aromatic dialdehyde and the aromatic diamine are not particularly limited, but are usually 30 minutes to 5 minutes in a nitrogen atmosphere under a temperature condition of about 50 ° C. to 200 ° C. Perform time reaction.
Moreover, it is preferable to mix | blend the aromatic dialdehyde and aromatic diamine which are raw materials by 1: 1 (molar ratio) from a viewpoint of a condensation reaction.

芳香族ジアルデヒドと芳香族ジアミンとの縮合反応により、副生成物として水が発生する。この水を除去する方法としては、反応容器内に窒素を流して乾燥させる方法、縮合反応中にトルエンを滴下し共沸により除く方法等が挙げられる。   Water is generated as a by-product by the condensation reaction between the aromatic dialdehyde and the aromatic diamine. Examples of the method for removing the water include a method of flowing nitrogen in a reaction vessel and drying, a method of dropping toluene during the condensation reaction and removing it by azeotropic distillation.

上記のように、縮合反応を行い、副生成物である水を除去した後、溶媒である芳香族アゾメチンを除去する。
溶媒を除去する方法としては、縮合反応後の芳香族アゾメチン樹脂の溶液をキャストし、フィルム状とした後に加熱乾燥することにより除去する方法が挙げられる。
なお、縮合反応中に析出が激しい場合には、ある程度縮合が進んだ反応中の溶液をキャストし、フィルム状とした後に、加熱乾燥することで溶媒を除去することができる。
As described above, a condensation reaction is performed to remove water as a by-product, and then aromatic azomethine as a solvent is removed.
Examples of the method for removing the solvent include a method in which a solution of the aromatic azomethine resin after the condensation reaction is cast, formed into a film, and then dried by heating.
In addition, when precipitation is intense during the condensation reaction, the solvent in the reaction where condensation has progressed to some extent is cast to form a film, and then the solvent can be removed by heating and drying.

キャスト方法としては、例えば、ポリエチレンテレフタレートシートやガラス板上に、ナイフコーター法やスピンコート法等を用いて均一に塗布し、次に、120〜250℃に制御された加熱オーブン中で10分間〜2時間加熱乾燥することによってフィルム状のまま、加熱乾燥させ溶媒を除去し、フィルム状の芳香族アゾメチン樹脂を得る方法が挙げられる。   As a casting method, for example, it is uniformly applied on a polyethylene terephthalate sheet or a glass plate by using a knife coater method, a spin coating method or the like, and then in a heating oven controlled at 120 to 250 ° C. for 10 minutes to A method of obtaining a film-like aromatic azomethine resin by heating and drying for 2 hours to remove the solvent by heating and drying is used.

本実施形態の製造方法により得られる芳香族アゾメチン樹脂は、原料として一般的な、安価に入手可能な材料を用いてフィルム状、シート状に成形でき、耐熱性、寸法安定性に優れている。   The aromatic azomethine resin obtained by the production method of the present embodiment can be formed into a film shape or a sheet shape using a commonly available material as a raw material, and has excellent heat resistance and dimensional stability.

以下、本発明の実施例と、これに対する比較例を挙げて具体的に説明するが、本発明は下記の例に限定されるものではない。なお、以下において「%」とは、質量%を意味する。   Hereinafter, although the Example of this invention and the comparative example with respect to this are given and demonstrated concretely, this invention is not limited to the following example. In the following, “%” means mass%.

溶媒として用いる芳香族アゾメチンの特性を下記のようにして測定した。
<核磁気共鳴スペクトル(NMRスペクトル)>
Varian Inova社製の1H−NMR(600MHz)を用いて測定した。
その際、重クロロホルムを測定に使用し、スペクトル積算回数は256回、緩和時間は10秒とした。
<加熱揮発性及び耐熱分解性>
熱重量分析装置TG/DTA6200(エスアイアイ・テクノロジー(株)製)を用いて、10℃/分の昇温速度で、加熱による重量減少を測定した。
また、同時に、2次的情報として、サンプルからの発熱及び吸熱を、DTA(示差熱分析)により検出した。
The characteristics of aromatic azomethine used as a solvent were measured as follows.
<Nuclear magnetic resonance spectrum (NMR spectrum)>
Measurement was performed using 1H-NMR (600 MHz) manufactured by Varian Inova.
At that time, deuterated chloroform was used for the measurement, the number of spectrum integrations was 256, and the relaxation time was 10 seconds.
<Heat volatility and heat decomposition resistance>
Using a thermogravimetric analyzer TG / DTA6200 (manufactured by SII Technology Co., Ltd.), the weight loss due to heating was measured at a temperature rising rate of 10 ° C./min.
At the same time, as secondary information, heat generation and endotherm from the sample were detected by DTA (differential thermal analysis).

下記実施例において製造した芳香族アゾメチン樹脂の特性を下記のようにして測定した。
<サイクリックボルタンメトリー>
後述する実施例に示すように、白金板上に塗布し、硬化させた芳香族アゾメチン樹脂の酸化還元特性を、北斗電工(株)製のポテンシオスタット(品番HABF-501F)を用いて測定した。
硬化させた芳香族アゾメチン樹脂を有する上記白金板を、テトラブチルアンモニウム6フッ化リンの0.1Mアセトニトリル溶液に入れ、参照電極は銀/塩化銀電極を用いた。
掃引速度は50mv/秒で、0ボルトから−2ボルトまでの間を測定した。
The characteristics of the aromatic azomethine resin produced in the following examples were measured as follows.
<Cyclic voltammetry>
As shown in the examples described later, the redox characteristics of the aromatic azomethine resin coated and cured on a platinum plate were measured using a potentiostat (part number HABF-501F) manufactured by Hokuto Denko Corporation. .
The platinum plate having the cured aromatic azomethine resin was put into a 0.1 M acetonitrile solution of tetrabutylammonium phosphorus hexafluoride, and a silver / silver chloride electrode was used as a reference electrode.
The sweep rate was 50 mV / second, and the measurement was performed between 0 and -2 volts.

〔実施例1〕
(溶媒の製造)
先ず、縮合反応の溶媒として用いる芳香族アゾメチンを下記のようにして製造した。
還流器を取り付けた容量1000mLの丸底フラスコに、原料として、ベンズアルデヒド(和光純薬・品番025-12206)106g(1モル)、及びアニリン(和光純薬・品番019-03996)93g(1モル)を加えた。さらに360gのジメチルホルムアミド(和光純薬・品番045−02916)を加えて、攪拌しながら、フラスコ内に窒素を5mL/分の速度で30分間流して窒素置換を行った。その後、130℃に設定したオイルバス中で加熱溶解した。
さらに、50mL/時の速度で、ゆっくりとトルエンをフラスコ内へ滴下した。
滴下したトルエンは、縮合反応中に発生した水分と共沸化合物を形成し、当該共沸化合物を窒素の気流によって系外へと排気した。
前記アニリンとベンズアルデヒドとの反応は、攪拌羽根を用いて120回転/分の速度で攪拌しながら行い、上記130℃に設定したオイルバス中で加熱溶解を開始してから1時間後に加熱を止め、攪拌しながら室温まで冷却を行った。
冷却後の反応溶液を、約2リットルの冷水中に攪拌しながら注ぎ込み、芳香族アゾメチンを沈殿させた。
上澄みの冷水を除去した後、さらに2リットルの水を用いて攪拌洗浄を行い、その後、沈殿した芳香族アゾメチンをろ過した。
その後、40℃で24時間真空乾燥することにより、縮合反応の溶媒として用いる芳香族アゾメチンを得た。
[Example 1]
(Production of solvent)
First, aromatic azomethine used as a solvent for the condensation reaction was produced as follows.
In a 1000 mL round bottom flask equipped with a reflux condenser, 106 g (1 mol) of benzaldehyde (Wako Pure Chemicals, product number 025-12206) and 93 g (1 mol) of aniline (Wako Pure Chemicals, product number 019-03996) were used as raw materials. Was added. Further, 360 g of dimethylformamide (Wako Pure Chemicals, product number 045-02916) was added, and nitrogen substitution was performed by flowing nitrogen into the flask at a rate of 5 mL / min for 30 minutes while stirring. Then, it melt | dissolved by heating in the oil bath set to 130 degreeC.
Further, toluene was slowly dropped into the flask at a rate of 50 mL / hour.
The dropped toluene formed an azeotropic compound with water generated during the condensation reaction, and the azeotropic compound was exhausted out of the system by a stream of nitrogen.
The reaction between the aniline and benzaldehyde is carried out with stirring at a speed of 120 revolutions / minute using a stirring blade, and heating is stopped in an oil bath set at 130 ° C., and heating is stopped after 1 hour. Cooling to room temperature with stirring.
The reaction solution after cooling was poured into about 2 liters of cold water with stirring to precipitate aromatic azomethine.
After removing the cold water from the supernatant, it was further washed with stirring using 2 liters of water, and then the precipitated aromatic azomethine was filtered off.
Then, the aromatic azomethine used as a solvent of a condensation reaction was obtained by vacuum-drying at 40 degreeC for 24 hours.

上記芳香族アゾメチンをNMR分析したところ、図1に示すスペクトルが得られた。
図1中の数値は積分比を示す。
図1に示すように、アゾメチンに特有な−HC=N−基を有することをNMRスペクトルにより確認できた。
−HC=N−基中の水素原子の化学シフトは、8.6ppmと他に比して特に高いため、芳香族中の水素原子と明確に区別することができた。
また、積分比も予想と一致していることから、目的の芳香族アゾメチンが得られたと判断した。
When the aromatic azomethine was analyzed by NMR, the spectrum shown in FIG. 1 was obtained.
The numerical value in FIG. 1 shows the integration ratio.
As shown in FIG. 1, it was confirmed by NMR spectrum that it has a —HC═N— group unique to azomethine.
Since the chemical shift of the hydrogen atom in the —HC═N— group is 8.6 ppm, which is particularly high compared to others, it can be clearly distinguished from the hydrogen atom in the aromatic.
Moreover, since the integration ratio was in agreement with the expectation, it was judged that the desired aromatic azomethine was obtained.

上述のようにして製造した芳香族アゾメチンを、後述する芳香族アゾメチン樹脂の製造工程における溶媒として用いるためには、揮発除去できることが必要である。そこで加熱揮発性及び熱分析を、熱重量分析装置を用いて測定した。
測定結果を図2に示す。
DTA曲線(縦軸左)は、測定サンプルからの発熱・吸熱を表している。
TG曲線(縦軸右)が、温度による重量変化を表している。
DTA曲線に示すように、約60℃にて大きな吸熱ピークが確認された。これにより、上記により得られた芳香族アゾメチンの融点が約60℃であることが分かった。
また、重量減少については、TG曲線に示すように、約120℃から始まり、240℃では0に達しているので、合成した芳香族アゾメチンが、極めて揮発性に優れていることが分かった。
In order to use the aromatic azomethine produced as described above as a solvent in an aromatic azomethine resin production process described later, it is necessary to be able to be volatilized and removed. Therefore, heat volatility and thermal analysis were measured using a thermogravimetric analyzer.
The measurement results are shown in FIG.
The DTA curve (vertical left) represents heat generation / endotherm from the measurement sample.
The TG curve (right vertical axis) represents the change in weight with temperature.
As shown in the DTA curve, a large endothermic peak was confirmed at about 60 ° C. Thereby, it turned out that melting | fusing point of the aromatic azomethine obtained by the above is about 60 degreeC.
In addition, as shown in the TG curve, the weight reduction started at about 120 ° C. and reached 0 at 240 ° C., so it was found that the synthesized aromatic azomethine was extremely excellent in volatility.

(芳香族アゾメチン樹脂の製造)
次に、上記のようにして得られた芳香族アゾメチンを溶媒として用い、下記のようにして芳香族アゾメチン樹脂を製造した。
マグネットスターラーバーを入れた50mLのビーカーに、原料として、パラフェニレンジアミン(和光純薬・品番164-01532)1.08g(0.01モル)、及びテレフタルアルデヒド(和光純薬・品番207-03595)1.34g(0.01モル)を加えた。
縮合溶媒として、上記のようにして作製した芳香族アゾメチンを20g、さらにトルエン(和光純薬・品番204-01866)3gを加えた。
攪拌機能を備えたホットプレート上に、上記ビーカーを載せて攪拌しながら加熱を行った。
ホットプレートの表面温度は、150℃となるようにダイヤルで調整を行った。
30分後に溶液は、アゾメチン特有の黄色となっていた。
この溶液を白金板状にスピンコートを用いて塗布し、さらに表面温度240℃に設定されたホットプレート上に配置し、溶媒である芳香族アゾメチンを完全に揮発除去させた。
この一連の操作により、白金板上に、約2μmの厚みの芳香族アゾメチン樹脂の緻密な膜が形成された。
(Manufacture of aromatic azomethine resin)
Next, using the aromatic azomethine obtained as described above as a solvent, an aromatic azomethine resin was produced as follows.
In a 50 mL beaker containing a magnetic stir bar, 1.08 g (0.01 mol) of paraphenylenediamine (Wako Pure Chemicals, product number 164-01532) and terephthalaldehyde (Wako Pure Chemicals, product number 207-03595) are used as raw materials. 1.34 g (0.01 mol) was added.
As a condensation solvent, 20 g of the aromatic azomethine prepared as described above and 3 g of toluene (Wako Pure Chemicals, product number 204-01866) were added.
The beaker was placed on a hot plate equipped with a stirring function and heated while stirring.
The surface temperature of the hot plate was adjusted with a dial so as to be 150 ° C.
After 30 minutes, the solution had a yellow color characteristic of azomethine.
This solution was applied to a platinum plate using a spin coat and placed on a hot plate set at a surface temperature of 240 ° C. to completely volatilize and remove aromatic azomethine as a solvent.
By this series of operations, a dense film of aromatic azomethine resin having a thickness of about 2 μm was formed on the platinum plate.

上述のようにして作製した芳香族アゾメチン樹脂膜の、酸化還元特性について、サイクリックボルタンメトリーによる測定を行った。
測定結果を図3に示す。なお、図3においては印加電位を横軸、応答電流値を縦軸とした。
その結果、還元波が−1.7V、酸化波が−1.4V付近に観測され、この芳香族アゾメチン樹脂が、N型半導体としての性質を持つことが明らかになった。
また、目視による観察においても、印加電位−1.5V付近で膜の色が黄色から赤褐色へと変化するエレクトロクロミズムが見られた。
この膜を白金板からかき取り、芳香族アゾメチン樹脂の粉末を得た。
この粉末の耐熱分解性を、熱重量分析装置TG/DTA6200(エスアイアイ・テクノロジー(株)製)を用いて、10℃/分の昇温速度で、加熱による重量減少を測定し、評価したところ、重量が1%減少する温度は480℃であった。このことから、本発明の芳香族アゾメチン樹脂は極めて高い耐熱性をもつことが明らかになった。
Cyclic voltammetry was used to measure the redox characteristics of the aromatic azomethine resin film produced as described above.
The measurement results are shown in FIG. In FIG. 3, the applied potential is plotted on the horizontal axis and the response current value is plotted on the vertical axis.
As a result, a reduction wave was observed at -1.7 V and an oxidation wave was observed at around -1.4 V, and it was revealed that this aromatic azomethine resin has properties as an N-type semiconductor.
Moreover, also in visual observation, electrochromism in which the color of the film changes from yellow to reddish brown at an applied potential of about −1.5 V was observed.
The membrane was scraped from a platinum plate to obtain an aromatic azomethine resin powder.
The thermal decomposition resistance of this powder was evaluated by measuring the weight loss due to heating at a heating rate of 10 ° C./min using a thermogravimetric analyzer TG / DTA6200 (manufactured by SII Technology). The temperature at which the weight decreased by 1% was 480 ° C. This revealed that the aromatic azomethine resin of the present invention has extremely high heat resistance.

〔比較例1〕
マグネットスターラーバーを入れた50mLのビーカーに、原料として、パラフェニレンジアミン(和光純薬・品番164-01532)1.08g(0.01モル)、及びテレフタルアルデヒド(和光純薬・品番207-03595)1.34g(0.01モル)を加えた。
さらに溶媒として、上記実施例1で用いた芳香族アゾメチンに代えて、20gのジメチルホルムアミド(和光純薬・品番045−02916)を加え、さらにトルエン(和光純薬・品番204-01866)3gを加えた。
攪拌機能を具備するホットプレート上に上記ビーカーを載せて攪拌しながら加熱を行った。
ホットプレートの表面温度は、150℃となるようにダイヤルで調整を行った。
しかし、約20分後には反応溶液全体が濁り、30分後にはほぼ全ての樹脂が沈殿してしまい、以後の操作を行うことができず、シート化又はフィルム化した芳香族アゾメチン樹脂を製造することができなかった。
[Comparative Example 1]
In a 50 mL beaker containing a magnetic stir bar, 1.08 g (0.01 mol) of paraphenylenediamine (Wako Pure Chemicals, product number 164-01532) and terephthalaldehyde (Wako Pure Chemicals, product number 207-03595) are used as raw materials. 1.34 g (0.01 mol) was added.
Further, 20 g of dimethylformamide (Wako Pure Chemicals, product number 045-02916) was added as a solvent in place of the aromatic azomethine used in Example 1 above, and 3 g of toluene (Wako Pure Chemicals, product number 204-01866) was further added. It was.
The beaker was placed on a hot plate having a stirring function and heated while stirring.
The surface temperature of the hot plate was adjusted with a dial so as to be 150 ° C.
However, after about 20 minutes, the whole reaction solution becomes cloudy, and after 30 minutes, almost all of the resin precipitates, and the subsequent operation cannot be performed, and an aromatic azomethine resin formed into a sheet or film is produced. I couldn't.

本発明の製造方法により得られる芳香族アゾメチン樹脂は、耐熱性が高く、エレクトロクロミズム等の電気特性を有するため、電子機器・電気機器用の材料、宇宙分野、航空分野や電子通信分野における導電性高分子として、産業上の利用可能性がある。   The aromatic azomethine resin obtained by the production method of the present invention has high heat resistance and electrical properties such as electrochromism, and therefore has conductivity in electronic equipment / electric equipment materials, space field, aviation field and electronic communication field. As a polymer, it has industrial applicability.

Claims (4)

芳香族ジアミン及び芳香族ジアルデヒドを原料として、
縮合反応の溶媒として芳香族アゾメチンを用い、縮合反応を行う工程を含む、芳香族アゾメチン樹脂の製造方法。
Using aromatic diamine and aromatic dialdehyde as raw materials,
A method for producing an aromatic azomethine resin, comprising a step of performing a condensation reaction using aromatic azomethine as a solvent for the condensation reaction.
前記縮合反応の溶媒として、分子量300以下の芳香族アゾメチンを用いる請求項1に記載の芳香族アゾメチン樹脂の製造方法。   The method for producing an aromatic azomethine resin according to claim 1, wherein an aromatic azomethine having a molecular weight of 300 or less is used as a solvent for the condensation reaction. 前記縮合反応の溶媒である芳香族アゾメチンは、分子構造が下記式(1)で表される請求項1又は2に記載の芳香族アゾメチン樹脂の製造方法。
(上記式(1)中、R1〜R4は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数5以下のアルキル基である。)
The method for producing an aromatic azomethine resin according to claim 1 or 2, wherein the aromatic azomethine, which is a solvent for the condensation reaction, has a molecular structure represented by the following formula (1).
(In the above formula (1), R1 to R4 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 5 or less carbon atoms.)
前記芳香族アゾメチンを溶媒とし、前記芳香族ジアミンと前記芳香族ジアルデヒドとを縮合反応させて芳香族アゾメチン樹脂の溶液を得、
当該芳香族アゾメチン樹脂の溶液を加熱し、前記芳香族アゾメチンを除去する請求項1乃至3のいずれか一項に記載の芳香族アゾメチン樹脂の製造方法。
Using the aromatic azomethine as a solvent, the aromatic diamine and the aromatic dialdehyde are subjected to a condensation reaction to obtain a solution of an aromatic azomethine resin,
The method for producing an aromatic azomethine resin according to any one of claims 1 to 3, wherein the aromatic azomethine resin is heated to remove the aromatic azomethine.
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