JP2013010897A - Tetrahydro pentalene type acid dianhydride, process for producing the same, and polyimide - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、テトラヒドロペンタレン型酸二無水物及びその製造法に関し、さらに詳述すると、例えば、電子材料用として好適なポリイミドおよびその原料モノマーであるテトラヒドロペンタレン型酸二無水物に関する。 The present invention relates to a tetrahydropentalene-type acid dianhydride and a method for producing the tetrahydropentalene-type acid dianhydride, and more specifically to, for example, a polyimide suitable for an electronic material and a tetrahydropentalene-type acid dianhydride that is a raw material monomer.
一般に、ポリイミド樹脂はその特長である高い機械的強度、耐熱性、絶縁性、耐溶剤性のために、液晶表示素子や半導体における保護材料、絶縁材料、カラーフィルターなどの電子材料として広く用いられている。また、最近では光導波路用材料等の光通信用材料としての用途も期待されている。 In general, polyimide resins are widely used as electronic materials such as protective materials, insulating materials, and color filters in liquid crystal display elements and semiconductors because of their high mechanical strength, heat resistance, insulation, and solvent resistance. Yes. Recently, the use as an optical communication material such as an optical waveguide material is also expected.
近年、この分野の発展は目覚ましく、それに対応して、用いられる材料に対しても益々高度な特性が要求される様になっている。即ち、単に耐熱性、耐溶剤性に優れるだけでなく、用途に応じた性能を多数合わせ有することが期待されている。
しかしながら、ポリイミド、特に全芳香族ポリイミド樹脂の代表例として多用されているピロメリット酸無水物(PMDA)と4,4’−ジオキシアニリン(ODA)から製造されるポリイミド(カプトン:商品名)においては、溶解性が乏しく溶液として用いることは出来ないため、ポリアミック酸と呼ばれる前駆体を経て、加熱し脱水反応を行うことで得ている。
また溶媒溶解性を有するポリイミド(以下可溶性ポリイミド)においては、従来多用されて来た溶解度の高いN−メチル−2−ピロリドン(NMP)やγ―ブチロラクトン等のアミド系やラクトン系有機溶媒は高沸点のため、溶媒を除去するためには高温焼成が避けられなかった。
液晶表示素子分野では、近年プラスチック基板を用いたフレキシブル液晶表示素子の研究開発が行われており、高温焼成になると素子構成成分の変質が問題になってくるため、近年低温焼成が望まれるようになった。
一方で、高い溶媒溶解性を示すポリアミック酸では十分な液晶表示特性が得られず、イミド化に起因した体積変化も起こりやすいという問題点もあり沸点の低い有機溶媒類に対して可溶であるポリイミドが望まれるようになってきた。
そこで、沸点の低い有機溶媒類に対しても可溶であるポリイミドが望まれていた。
一方、ある種のエステル基含有のテトラカルボン酸二無水物がいくつか知られている(例えば、特許文献1および2)。
In recent years, the development of this field has been remarkable, and correspondingly, higher and higher properties are required for the materials used. That is, it is expected not only to have excellent heat resistance and solvent resistance, but also to have a large number of performances depending on the application.
However, in polyimide (Kapton: trade name) produced from polyimide, particularly pyromellitic anhydride (PMDA) and 4,4′-dioxyaniline (ODA), which are widely used as representative examples of wholly aromatic polyimide resins. Since it has poor solubility and cannot be used as a solution, it is obtained by performing a dehydration reaction by heating through a precursor called polyamic acid.
In polyimides having solvent solubility (hereinafter soluble polyimides), amide-based and lactone-based organic solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and γ-butyrolactone, which have been widely used in the past, have high boiling points. Therefore, high-temperature firing was inevitable for removing the solvent.
In the field of liquid crystal display devices, research and development of flexible liquid crystal display devices using plastic substrates has been conducted in recent years. Deterioration of element constituents becomes a problem when firing at high temperatures. became.
On the other hand, polyamic acid that exhibits high solvent solubility does not provide sufficient liquid crystal display characteristics, and is susceptible to volume changes caused by imidization, and is soluble in organic solvents with low boiling points. Polyimide has become desirable.
Therefore, a polyimide that is soluble in organic solvents having a low boiling point has been desired.
On the other hand, some tetracarboxylic dianhydrides containing certain ester groups are known (for example, Patent Documents 1 and 2).
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、沸点の低い有機溶媒類に対しても溶解性に優れるポリイミドを与え得るそのモノマーとしてのテトラカルボン酸二無水物及びその製造法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a tetracarboxylic dianhydride as a monomer capable of providing a polyimide having excellent solubility even in an organic solvent having a low boiling point and a method for producing the tetracarboxylic dianhydride. The purpose is to provide.
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、ビシクロオクタジエン(テトラヒドロペンタレン)環に複数のエステル置換基を導入した酸二無水物モノマーの製造法を確立し、当該酸二無水物モノマーを用いて製造されたポリイミドは、各種有機溶媒に対する溶解性が改善されることを見出し、本発明を完成した。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors established a method for producing an acid dianhydride monomer in which a plurality of ester substituents are introduced into a bicyclooctadiene (tetrahydropentalene) ring, The polyimide manufactured using the said acid dianhydride monomer discovered that the solubility with respect to various organic solvents was improved, and completed this invention.
すなわち、本発明は、
1.式[1]
That is, the present invention
1. Formula [1]
(式中、Rは、炭素数1〜20のアルキル基を表す。)
で表されるテトラアルキル2,5−ビス(1,3−ジオキソ−1,3−ジハイドロイソベンゾフラン−5−カルボニルオキシ)−1,4,7,8−テトラハイドロペンタレン−1,3,4,6−テトラカルボキシレート、
2.前記Rが、メチル基またはエチル基である1記載のテトラアルキル2,5−ビス(1,3−ジオキソ−1,3−ジハイドロイソベンゾフラン−5−カルボニルオキシ)−1,4,7,8−テトラハイドロペンタレン−1,3,4,6−テトラカルボキシレート、
3.式[2]
(In the formula, R represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.)
Tetraalkyl 2,5-bis (1,3-dioxo-1,3-dihydroisobenzofuran-5-carbonyloxy) -1,4,7,8-tetrahydropentalene-1,3 4,6-tetracarboxylate,
2. 2. The tetraalkyl 2,5-bis (1,3-dioxo-1,3-dihydroisobenzofuran-5-carbonyloxy) -1,4,7,8 according to 1, wherein R is a methyl group or an ethyl group. -Tetrahydropentalene-1,3,4,6-tetracarboxylate,
3. Formula [2]
(式中、Rは、前記と同じ意味を表す。)
で表されるテトラアルキル2,5−ジハイドロオキシ−1,4,7,8−テトラハイドロペンタレン−1,3,4,6−テトラカルボキシレートを塩基の存在下、式[3]
(In the formula, R represents the same meaning as described above.)
In the presence of a base, a tetraalkyl 2,5-dihydroxy-1,4,7,8-tetrahydropentalene-1,3,4,6-tetracarboxylate represented by the formula [3]
(式中、Xはハロゲン原子を表す。)
で表される無水トリメリット酸ハライドと反応して、式[1]
(In the formula, X represents a halogen atom.)
Is reacted with a trimellitic anhydride halide represented by the formula [1]
(式中、Rは、前記と同じ意味を表す。)
で表されるテトラアルキル2,5−ビス(1,3−ジオキソ−1,3−ジハイドロイソベンゾフラン−5−カルボニルオキシ)−1,4,7,8−テトラハイドロペンタレン−1,3,4,6−テトラカルボキシレートを得ることを特徴とする製造法、
4.前記Rが、メチル基またはエチル基である3記載のテトラアルキル2,5−ビス(1,3−ジオキソ−1,3−ジハイドロイソベンゾフラン−5−カルボニルオキシ)−1,4,7,8−テトラハイドロペンタレン−1,3,4,6−テトラカルボキシレートを得ることを特徴とする製造法、
5.式[4]で表される繰り返し単位を含有するポリアミック酸、
(In the formula, R represents the same meaning as described above.)
Tetraalkyl 2,5-bis (1,3-dioxo-1,3-dihydroisobenzofuran-5-carbonyloxy) -1,4,7,8-tetrahydropentalene-1,3 A process characterized by obtaining 4,6-tetracarboxylate,
4). The tetraalkyl 2,5-bis (1,3-dioxo-1,3-dihydroisobenzofuran-5-carbonyloxy) -1,4,7,8 according to 3, wherein R is a methyl group or an ethyl group. A process characterized by obtaining tetrahydropentalene-1,3,4,6-tetracarboxylate,
5). A polyamic acid containing a repeating unit represented by the formula [4],
(式中、Rは、前記と同じ意味を表し、Aは、2価の有機基を表し、nは、2以上の整数を表す。)
6.前記Rが、メチル基またはエチル基である5記載のポリアミック酸、
7.式[5]で表される繰り返し単位を含有するポリイミド、
(In the formula, R represents the same meaning as described above, A represents a divalent organic group, and n represents an integer of 2 or more.)
6). 6. The polyamic acid according to 5, wherein R is a methyl group or an ethyl group,
7. A polyimide containing a repeating unit represented by the formula [5],
(式中、R、A及びnは、前記と同じ意味を表す。)
8.前記Rが、メチル基またはエチル基である7記載のポリイミドを提供する。
(In the formula, R, A and n represent the same meaning as described above.)
8). 8. The polyimide according to 7, wherein R is a methyl group or an ethyl group.
本発明によれば、各種有機溶媒に対する溶解性に優れるポリイミドへの誘導が期待されるエステル基置換テトラカルボン酸二無水物及びその製造法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an ester group-substituted tetracarboxylic dianhydride expected to be derived into a polyimide having excellent solubility in various organic solvents and a method for producing the same.
以下、本発明についてさらに詳しく説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
上記式[1]で表されるテトラアルキル2,5−ビス(1,3−ジオキソ−1,3−ジハイドロイソベンゾフラン−5−カルボニルオキシ)−1,4,7,8−テトラハイドロペンタレン−1,3,4,6−テトラカルボキシレート(以下、TAPCと略記する)の製造法は、下記の一連の反応スキームで表される。 Tetraalkyl 2,5-bis (1,3-dioxo-1,3-dihydroisobenzofuran-5-carbonyloxy) -1,4,7,8-tetrahydropentalene represented by the above formula [1] The production method of -1,3,4,6-tetracarboxylate (hereinafter abbreviated as TAPC) is represented by the following series of reaction schemes.
(式中、Rは、炭素数1〜20のアルキル基を表し、Xはハロゲン原子を表す。)
すなわち、テトラアルキル2,5−ジハイドロオキシ−1,4,7,8−テトラハイドロペンタレン−1,3,4,6−テトラカルボキシレート(以下、TAHPと略記する)を塩基の存在下、無水トリメリット酸ハライド(以下、TAHと略記する)と反応させて、TAPCを製造できる。
上記式において、炭素数1〜20のアルキル基としては、直鎖、分岐、環状のいずれでもよく、その具体例としては、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、c−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、s−ブチル、t−ブチル、c−ブチル、n−ペンチル、1−メチル−n−ブチル、2−メチル−n−ブチル、3−メチル−n−ブチル、1,1−ジメチル−n−プロピル、c−ペンチル、2−メチル−c−ブチル、n−ヘキシル、1−メチル−n−ペンチル、2−メチル−n−ペンチル、1,1−ジメチル−n−ブチル、1−エチル−n−ブチル、1,1,2−トリメチル−n−プロピル、c−ヘキシル、1−メチル−c−ペンチル、1−エチル−c−ブチル、1,2−ジメチル−c−ブチル、n−ヘプチル、n−オクチル、n−ノニル、n−デシル、n−ウンデシル、n−ドデシル、n−トリデシル、n−テトラデシル、n−ペンタデシル、n−ヘキサデシル、n−ヘプタデシル、n−オクタデシル、n−ノナデシル及びn−エイコシル基等が一例として挙げられる。
(In the formula, R represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and X represents a halogen atom.)
That is, tetraalkyl 2,5-dihydroxy-1,4,7,8-tetrahydropentalene-1,3,4,6-tetracarboxylate (hereinafter abbreviated as TAHP) in the presence of a base, TAPC can be produced by reacting with trimellitic anhydride halide (hereinafter abbreviated as TAH).
In the above formula, the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms may be linear, branched or cyclic, and specific examples thereof include methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, c-propyl, n- Butyl, i-butyl, s-butyl, t-butyl, c-butyl, n-pentyl, 1-methyl-n-butyl, 2-methyl-n-butyl, 3-methyl-n-butyl, 1,1- Dimethyl-n-propyl, c-pentyl, 2-methyl-c-butyl, n-hexyl, 1-methyl-n-pentyl, 2-methyl-n-pentyl, 1,1-dimethyl-n-butyl, 1- Ethyl-n-butyl, 1,1,2-trimethyl-n-propyl, c-hexyl, 1-methyl-c-pentyl, 1-ethyl-c-butyl, 1,2-dimethyl-c-butyl, n- Heptyl, n-octyl, n-no Examples of such groups include ru, n-decyl, n-undecyl, n-dodecyl, n-tridecyl, n-tetradecyl, n-pentadecyl, n-hexadecyl, n-heptadecyl, n-octadecyl, n-nonadecyl and n-eicosyl groups. Can be mentioned.
なお、nはノルマルを、iはイソを、sはセカンダリーを、tはターシャリーを、cはシクロをそれぞれ表す。 Here, n represents normal, i represents iso, s represents secondary, t represents tertiary, and c represents cyclo.
ここで、原料のTAHPは、Rがメチルの場合は、公知の次の反応スキームで表される製造法で合成される。(Organic Syntheses, 64, 27-38 (1986);Tetrahedron Letters, 49 (2008) 3056-3059) Here, the raw material TAHP is synthesized by a production method represented by the following known reaction scheme when R is methyl. (Organic Syntheses, 64, 27-38 (1986); Tetrahedron Letters, 49 (2008) 3056-3059)
即ち、ジメチル1,3−アセトンジカルボキシレート(DMAC)とグリオギザール(GO)を水酸化ナトリウム存在下で反応させて、テトラメチル2,5−ジソジウムオキシ−1,4,7,8−テトラハイドロペンタレン−1,3,4,6−テトラカルボキシレート(以下、TMSPと略記する)を得た後、塩酸で酸性にすることによりテトラメチル2,5−ジハイドロオキシ−1,4,7,8−テトラハイドロペンタレン−1,3,4,6−テトラカルボキシレート(以下、TMHPと略記する)が得られる。
また、Rがエチルの場合は、公知の次の反応スキームで表される製造法で合成される。(特開昭56−127328)
That is, dimethyl 1,3-acetone dicarboxylate (DMAC) and gliogizar (GO) are reacted in the presence of sodium hydroxide to give tetramethyl 2,5-disodiumoxy-1,4,7,8-tetrahydropenta. After obtaining len-1,3,4,6-tetracarboxylate (hereinafter abbreviated as TMSP), it is acidified with hydrochloric acid to give tetramethyl 2,5-dihydroxy-1,4,7,8. -Tetrahydropentalene-1,3,4,6-tetracarboxylate (hereinafter abbreviated as TMHP) is obtained.
When R is ethyl, it is synthesized by a production method represented by the following known reaction scheme. (Japanese Patent Laid-Open No. 56-127328)
即ち、ジエチル1,3−アセトンジカルボキシレートとグリオギザールから公知の製造法でテトラエチル2,5−ジハイドロオキシ−1,4,7,8−テトラハイドロペンタレン−1,3,4,6−テトラカルボキシレート(以下、TEHPと略記する)が合成される。
もう一方の原料は、無水トリメリット酸ハライド(TAH)であり、Xは、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素の各原子を表す。これらの中で市販の無水トリメリット酸クロライドがそのまま使用できる。
その使用量は、TAHPに対し、2.0〜3.0モル倍が好ましく、2.0〜2.5モル倍がより好ましい。
塩基としては、トリエチルアミン、トリプロピルアミン及びピリジン等の有機塩基または炭酸リチウム、炭酸ナトリウム及び炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩等を用いることができるが、特には、トリエチルアミンが好ましい。その使用量は、TAHPに対し、2.0〜3.0モル倍が好ましく、2.0〜2.5が好ましく、2.0〜2.3モル倍がより好ましい。
That is, tetraethyl 2,5-dihydroxy-1,4,7,8-tetrahydropentalene-1,3,4,6- is produced from diethyl 1,3-acetone dicarboxylate and glyogizal by a known production method. Tetracarboxylate (hereinafter abbreviated as TEHP) is synthesized.
The other raw material is trimellitic anhydride (TAH), and X represents each atom of fluorine, chlorine, bromine and iodine. Among these, commercially available trimellitic anhydride chloride can be used as it is.
The amount used is preferably 2.0 to 3.0 moles, more preferably 2.0 to 2.5 moles, relative to TAHP.
As the base, organic bases such as triethylamine, tripropylamine and pyridine or alkali metal carbonates such as lithium carbonate, sodium carbonate and potassium carbonate can be used, and triethylamine is particularly preferable. The amount used is preferably 2.0 to 3.0 moles, more preferably 2.0 to 2.5, and even more preferably 2.0 to 2.3 moles with respect to TAHP.
反応溶媒としては、テトラヒドロフラン(THF)、1,4−ジオキサン及びN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)等が好ましい。それらの使用量は、TAHPに対し3〜50質量倍が好ましく、5〜30質量倍がより好ましい。 As the reaction solvent, tetrahydrofuran (THF), 1,4-dioxane, N, N-dimethylformamide (DMF) and the like are preferable. Their use amount is preferably 3 to 50 times by mass, more preferably 5 to 30 times by mass with respect to TAHP.
反応温度は、−30〜150℃程度であるが、0〜120℃が好ましい。 The reaction temperature is about -30 to 150 ° C, preferably 0 to 120 ° C.
反応後は、ろ過後ろ液を濃縮して得られた残渣に、酢酸エチルと水を加えて溶解してから有機層を分液してから濃縮するとガム状物が得られる。この残渣に酢酸エチルを加えて溶解後、n−ヘプタンを加えてから氷冷下静置すると結晶が析出する。この結晶をろ過後
酢酸エチル/n−ヘプタン混合液で洗浄後減圧乾燥することにより、目的のTAPCが得られる。
本反応は、常圧または加圧下で行うことができ、また回分式でも連続式でもよい。
After the reaction, the residue obtained by concentrating the filtrate after filtration is dissolved by adding ethyl acetate and water, and the organic layer is separated and concentrated to obtain a gum. After adding ethyl acetate to this residue and dissolving it, adding n-heptane and then allowing to stand under ice cooling causes crystals to precipitate. The crystals are filtered, washed with an ethyl acetate / n-heptane mixture, and then dried under reduced pressure to obtain the desired TAPC.
This reaction can be carried out at normal pressure or under pressure, and may be batch or continuous.
以上説明した本発明のテトラカルボン酸二無水物であるTAPCは、ジアミンとの重縮合反応によりポリアミック酸とした後、熱または脱水剤を用いた脱水閉環反応により対応するポリイミドに導くことができる。 The TAPC, which is the tetracarboxylic dianhydride of the present invention described above, can be converted to a polyamic acid by a polycondensation reaction with a diamine, and then led to a corresponding polyimide by a dehydration ring-closing reaction using heat or a dehydrating agent.
本発明のテトラカルボン酸二無水物であるTAPCは、ジアミンの種類により有機溶媒溶解性が異なるポリイミドを与え、低沸点有機溶媒に対しても優れた溶解性を有するポリイミドを与える。 TAPC, which is a tetracarboxylic dianhydride of the present invention, gives polyimides having different organic solvent solubility depending on the type of diamine, and gives polyimides having excellent solubility even in low boiling point organic solvents.
ジアミンとしては、特に限定されるものではなく、従来ポリイミド合成に用いられている各種ジアミンを用いることができる。その具体例としては、p−フェニレンジアミン(以下、p−PDAと略記する)、m−フェニレンジアミン、2,5−ジアミノトルエン、2,6−ジアミノトルエン、4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ジアミノビフェニル、4,4’−メチレンジアニリン(以下、MDAと略記する)、4,4’−オキシジアニリン(以下、ODAと略記する)、2,2’−ジアミノジフェニルプロパン、ビス(3,5−ジエチル−4−アミノフェニル)メタン、ジアミノジフェニルスルホン、ジアミノベンゾフェノン、ジアミノナフタレン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェニル)ベンゼン、ビス(4−アミノフェノキシ)ペンタン、9,10−ビス(4−アミノフェニル)アントラセン、4,4’−(1,3−フェニレンジオキシ)ジアニリン(以下、PODAと略記する)、3,5−ジアミノ−1,6−ジメトキシベンゼン、3,5−ジアミノ−1,6−ジメトキシトルエン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ジフェニルスルホン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2’−トリフルオロメチル−4,4’−ジアミノビフェニル等の芳香族ジアミン;4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)(以下、MBCAと略記する)、4,4’−メチレンビス(2−メチルシクロヘキシルアミン)、ビス(4−アミノシクロヘキシル)エーテル、ビス(4−アミノ−3−メチルシクロヘキシル)エーテル、ビス(4−アミノシクロヘキシル)スルフィド、ビス(4−アミノ−3−メチルシクロヘキシル)スルフィド、ビス(4−アミノシクロヘキシル)スルホン、ビス(4−アミノ−3−メチルシクロヘキシル)スルホン、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−3−メチルシクロヘキシル)プロパン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)ジメチルシラン、ビス(4−アミノ−3−メチルシクロヘキシル)ジメチルシラン等の脂環式ジアミン;テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン及び3,3’−(ジメチルシランジイル)ビス(オキシ)ジプロパン−1−アミン(MSPA)等の脂肪族ジアミン等が挙げられる。これらのジアミンは、単独で、または2種類以上を混合して用いることができる。 The diamine is not particularly limited, and various diamines conventionally used for polyimide synthesis can be used. Specific examples thereof include p-phenylenediamine (hereinafter abbreviated as p-PDA), m-phenylenediamine, 2,5-diaminotoluene, 2,6-diaminotoluene, 4,4′-diaminobiphenyl, 3, 3'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dimethoxy-4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-methylenedianiline (hereinafter abbreviated as MDA), 4,4'- Oxydianiline (hereinafter abbreviated as ODA), 2,2′-diaminodiphenylpropane, bis (3,5-diethyl-4-aminophenyl) methane, diaminodiphenylsulfone, diaminobenzophenone, diaminonaphthalene, 1,4- Bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4-aminophenyl) benzene, bis (4-aminopheno) C) Pentane, 9,10-bis (4-aminophenyl) anthracene, 4,4 ′-(1,3-phenylenedioxy) dianiline (hereinafter abbreviated as PODA), 3,5-diamino-1,6 -Dimethoxybenzene, 3,5-diamino-1,6-dimethoxytoluene, 4,4'-bis (4-aminophenoxy) diphenyl sulfone, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, Aromatic diamines such as 2,2′-trifluoromethyl-4,4′-diaminobiphenyl; 4,4′-methylenebis (cyclohexylamine) (hereinafter abbreviated as MBCA), 4,4′-methylenebis (2- Methylcyclohexylamine), bis (4-aminocyclohexyl) ether, bis (4-amino-3-methylcyclohexyl) ether, (4-aminocyclohexyl) sulfide, bis (4-amino-3-methylcyclohexyl) sulfide, bis (4-aminocyclohexyl) sulfone, bis (4-amino-3-methylcyclohexyl) sulfone, 2,2-bis ( Fats such as 4-aminocyclohexyl) propane, 2,2-bis (4-amino-3-methylcyclohexyl) propane, bis (4-aminocyclohexyl) dimethylsilane, bis (4-amino-3-methylcyclohexyl) dimethylsilane Cyclic diamines; aliphatic diamines such as tetramethylene diamine, hexamethylene diamine and 3,3 ′-(dimethylsilanediyl) bis (oxy) dipropan-1-amine (MSPA). These diamines can be used alone or in admixture of two or more.
なお、上記式[4]および[5]におけるAは、使用したジアミンに由来する2価の有機基である。 In the above formulas [4] and [5], A is a divalent organic group derived from the diamine used.
本発明においては、使用されるテトラカルボン酸二無水物の全モル数のうち、少なくとも10mol%は式[1]のTAPCであることが好ましい。
さらに、本発明の目的である高い有機溶媒溶解性を達成するためには、テトラカルボン酸二無水物のうち、50mol%以上がTAPCであることが好ましく、70mol%以上がTAPCであることがより好ましく、90mol%以上がTAPCであることが最適である。
In the present invention, it is preferable that at least 10 mol% of the total number of moles of tetracarboxylic dianhydride used is TAPC of the formula [1].
Furthermore, in order to achieve high organic solvent solubility, which is the object of the present invention, it is preferable that 50 mol% or more of the tetracarboxylic dianhydride is TAPC, and more than 70 mol% is TAPC. It is preferable that 90 mol% or more is TAPC.
なお、TAPCが10モル%以上となる限りにおいて、通常のポリイミドの合成に使用されるテトラカルボン酸化合物およびその誘導体を同時に用いることもできる。 In addition, as long as TAPC becomes 10 mol% or more, the tetracarboxylic acid compound and its derivative used for the synthesis | combination of a normal polyimide can also be used simultaneously.
その具体例としては、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸、2,3,4,5−テトラヒドロフランテトラカルボン酸、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸、3,4−ジカルボキシ−1−シクロヘキシルコハク酸、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、ビシクロ[3.3.0]オクタン−2,4,6,8−テトラカルボン酸等の脂環式テトラカルボン酸およびこれらの酸二無水物、並びにこれらのジカルボン酸ジ酸ハロゲン化物等が挙げられる。 Specific examples thereof include 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic acid, 2,3,4,5-tetrahydrofuran tetracarboxylic acid, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic acid, 3,4-di Carboxy-1-cyclohexyl succinic acid, 3,4-dicarboxy-1,2,3,4-tetrahydro-1-naphthalene succinic acid, bicyclo [3.3.0] octane-2,4,6,8-tetra Examples thereof include alicyclic tetracarboxylic acids such as carboxylic acids and acid dianhydrides thereof, and dicarboxylic acid diacid halides thereof.
また、ピロメリット酸、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸、2,3,6,7−アントラセンテトラカルボン酸、1,2,5,6−アントラセンテトラカルボン酸、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸、2,3,3’,4−ビフェニルテトラカルボン酸、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ジメチルシラン、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ジフェニルシラン、2,3,4,5−ピリジンテトラカルボン酸、2,6−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ピリジン等の芳香族テトラカルボン酸およびこれらの酸二無水物、並びにこれらのジカルボン酸ジ酸ハロゲン化物等も挙げられる。なお、これらのテトラカルボン酸化合物は、それぞれ単独で用いても、2種以上混合して用いてもよい
本発明のポリアミック酸を得る方法は特に限定されるものではなく、テトラカルボン酸二無水物およびその誘導体とジアミンとを公知の手法によって反応、重合させればよい。
Also, pyromellitic acid, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic acid, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic acid, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic acid, 2,3,6 , 7-anthracenetetracarboxylic acid, 1,2,5,6-anthracenetetracarboxylic acid, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid, 2,3,3 ′, 4-biphenyltetracarboxylic acid, Bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic acid, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane, 2,2-bis (3,4-di Carboxyphenyl) propane, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane, bis (3,4-dicarboxyphenyl) dimethyl Aromatic tetracarboxylic acids such as silane, bis (3,4-dicarboxyphenyl) diphenylsilane, 2,3,4,5-pyridinetetracarboxylic acid, 2,6-bis (3,4-dicarboxyphenyl) pyridine And acid dianhydrides thereof, and dicarboxylic acid diacid halides thereof. These tetracarboxylic acid compounds may be used alone or in combination of two or more. The method for obtaining the polyamic acid of the present invention is not particularly limited, and tetracarboxylic dianhydride. And its derivative and diamine may be reacted and polymerized by a known method.
ポリアミック酸を合成する際の全テトラカルボン酸二無水物化合物のモル数と全ジアミン化合物のモル数との比は、カルボン酸化合物/ジアミン化合物=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に近いほど生成する重合体の重合度は大きくなる。重合度が小さすぎるとポリイミドを製膜した際の強度が不十分となり、また重合度が大きすぎるとポリイミド塗膜を形成する際の作業性が悪くなる場合がある。 The ratio of the number of moles of all tetracarboxylic dianhydride compounds to the number of moles of all diamine compounds when synthesizing the polyamic acid is preferably carboxylic acid compound / diamine compound = 0.8 to 1.2. Similar to the normal polycondensation reaction, the closer the molar ratio is to 1, the higher the degree of polymerization of the polymer produced. If the degree of polymerization is too small, the strength at the time of forming a polyimide film becomes insufficient, and if the degree of polymerization is too large, workability in forming a polyimide coating film may be deteriorated.
したがって、本反応における生成物の重合度は、ポリアミック酸溶液の還元粘度換算で、0.05〜5.0dl/g(30℃のN−メチル−2−ピロリドン中、濃度0.5g/dl)が好ましい。 Therefore, the degree of polymerization of the product in this reaction is 0.05 to 5.0 dl / g (in N-methyl-2-pyrrolidone at 30 ° C., concentration 0.5 g / dl) in terms of reduced viscosity of the polyamic acid solution. Is preferred.
ポリアミック酸合成に用いられる溶媒としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドン(以下、NMPと略記する)、N,N−ジメチルホルムアミド(以下、DMFと略記する)、N,N−ジメチルアセトアミド(以下、DMAcと略記する)、m−クレゾール、N−メチルカプトラクタム、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ピリジン、ジメチルスルホン、ヘキサメチルホスホルアミド、γ−ブチロラクトン等が挙げられる。これらは、単独で使用しても、混合して使用してもよい。さらに、ポリアミック酸を溶解しない溶媒であっても、均一な溶液が得られる範囲内で上記溶媒に加えて使用してもよい。 Examples of the solvent used for polyamic acid synthesis include N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter abbreviated as NMP), N, N-dimethylformamide (hereinafter abbreviated as DMF), N, N-dimethylacetamide ( (Hereinafter abbreviated as DMAc), m-cresol, N-methylcaptolactam, dimethylsulfoxide, tetramethylurea, pyridine, dimethylsulfone, hexamethylphosphoramide, γ-butyrolactone, and the like. These may be used alone or in combination. Furthermore, even if it is a solvent which does not melt | dissolve a polyamic acid, you may use it in addition to the said solvent within the range in which a uniform solution is obtained.
重縮合反応の温度は、−20〜150℃、好ましくは−5〜100℃の任意の温度を選択することができる。 The temperature of the polycondensation reaction can be selected from -20 to 150 ° C, preferably -5 to 100 ° C.
本発明のポリイミドは、以上のようにして合成したポリアミック酸を、加熱により脱水閉環(熱イミド化)して得ることができる。なお、この際、ポリアミック酸を溶媒中でイミドに転化させ、溶剤可溶性のポリイミドとして用いることも可能である。 The polyimide of the present invention can be obtained by subjecting the polyamic acid synthesized as described above to dehydration ring closure (thermal imidization) by heating. At this time, it is also possible to convert polyamic acid to imide in a solvent and use it as a solvent-soluble polyimide.
また、公知の脱水閉環剤を使用して化学的に閉環する方法も採用することができる。 Moreover, the method of chemically ring-closing using a well-known dehydration ring-closing agent is also employable.
加熱による方法は、100〜350℃、好ましくは120〜300℃の任意の温度で行うことができる。 The method by heating can be performed at an arbitrary temperature of 100 to 350 ° C, preferably 120 to 300 ° C.
化学的に閉環する方法は、例えば、ピリジンやトリエチルアミン等と、無水酢酸等との存在下で行うことができ、この際の温度は、−20〜200℃の任意の温度を選択することができる。 The method of chemically cyclizing can be performed, for example, in the presence of pyridine, triethylamine, and the like, and acetic anhydride, and the temperature at this time can be selected from -20 to 200 ° C. .
このようにして得られたポリイミド溶液は、そのまま使用することもでき、また、メタノール、エタノール及び水等の貧溶媒を加えてポリイミドを沈殿させ、これを単離してポリイミド粉末として、あるいはそのポリイミド粉末を適当な溶媒に再溶解させて使用することができる。 The polyimide solution thus obtained can be used as it is, and a polyimide is precipitated by adding a poor solvent such as methanol, ethanol and water, and this is isolated as a polyimide powder or the polyimide powder. Can be used by re-dissolving in a suitable solvent.
再溶解用溶媒は、得られたポリイミドを溶解させるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、m−クレゾール、2−ピロリドン、NMP、N−エチル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピロリドン、DMAc、DMF、γ−ブチロラクトン、1,4−ジオキサン及びTHF等が挙げられる。 The solvent for re-dissolution is not particularly limited as long as it can dissolve the obtained polyimide. For example, m-cresol, 2-pyrrolidone, NMP, N-ethyl-2-pyrrolidone, N-vinyl-2 -Pyrrolidone, DMAc, DMF, γ-butyrolactone, 1,4-dioxane, THF and the like.
また、単独ではポリイミドを溶解しない溶媒であっても、溶解性を損なわない範囲であれば上記溶媒に加えて使用することができる。その具体例としては、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、エチルカルビトールアセテート、エチレングリコール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール、1−ブトキシ−2−プロパノール、1−フェノキシ−2−プロパノール、プロピレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールジアセテート、プロピレングリコール−1−モノメチルエーテル−2−アセテート、プロピレングリコール−1−モノエチルエーテル−2−アセテート、ジプロピレングリコール、2−(2−エトキシプロポキシ)プロパノール、乳酸メチルエステル、乳酸エチルエステル、乳酸n−プロピルエステル、乳酸n−ブチルエステル、乳酸イソアミルエステル等が挙げられる。 Moreover, even if it is a solvent which does not melt | dissolve a polyimide independently, if it is a range which does not impair solubility, it can be used in addition to the said solvent. Specific examples thereof include ethyl cellosolve, butyl cellosolve, ethyl carbitol, butyl carbitol, ethyl carbitol acetate, ethylene glycol, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, and 1-butoxy-2-propanol. 1-phenoxy-2-propanol, propylene glycol monoacetate, propylene glycol diacetate, propylene glycol-1-monomethyl ether-2-acetate, propylene glycol-1-monoethyl ether-2-acetate, dipropylene glycol, 2- (2-Ethoxypropoxy) propanol, lactate methyl ester, lactate ethyl ester, lactate n-propyl ester, lactate n-butyl ester, lactate isoamyl ester and the like.
以上のようにして調製したポリアミック酸(ポリイミド前駆体)溶液を基板に塗布し、加熱により溶媒を蒸発させながら脱水閉環させることで、あるいは、ポリイミド溶液を基板に塗布して加熱により溶媒を蒸発させることで、ポリイミド膜を製造することができる。 The polyamic acid (polyimide precursor) solution prepared as described above is applied to the substrate and dehydrated and closed while the solvent is evaporated by heating, or the polyimide solution is applied to the substrate and the solvent is evaporated by heating. Thus, a polyimide film can be manufactured.
この際、加熱温度は、通常100〜300℃程度である。 Under the present circumstances, heating temperature is about 100-300 degreeC normally.
なお、ポリイミド膜と基板との密着性を更に向上させる目的で、ポリアミック酸溶液やポリイミド溶液に、カップリング剤等の添加剤を加えてもよい。 An additive such as a coupling agent may be added to the polyamic acid solution or the polyimide solution for the purpose of further improving the adhesion between the polyimide film and the substrate.
以下、参考例、実施例および比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。実施例における各物性の測定装置は以下のとおりである。 EXAMPLES Hereinafter, although a reference example, an Example, and a comparative example are given and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to the following Example. The measuring device for each physical property in the examples is as follows.
[1] [LC−MASS]
装置:Agilent1100MSD Trap (Agilent) カラム:Atlantis dC18, 2.1×20 mm(3 mm)
溶媒:アセトニトリル/H2O = 30/70 (0 min)-90/10 (0-5 min)-hold 15 min-30/70 (20-25 min)
流速:0.10 ml/min 温度:40℃ イオン化法:ESI(-)
[2] [1H NMR]
機種:Varian社製NMR System 400NB(400MHz)
測定溶媒:CDCl3、DMSO−d6
標準物質:tetramethylsilane(TMS)
[3][IR]
装置:Nicolet 6700 FT-IR(Thermo)
測定法:Diamond-ATR法 分解能:4 cm-1(測定範囲:400~4000 cm-1)
サンプルスキャン:50回 バックグラウンドスキャン:50回
[4] [融点(m.p.)][軟化点(PMT)]
機種:微量融点測定装置(MP−S3)(ヤナコ機器開発研究所社製))
[5]数平均分子量および重量平均分子量の測定:GPC(Gel Permeration Chromatography)法
ポリマーの重量平均分子量(以下Mwと略す)と分子量分布は、日本分光(株)製GPC装置(Shodex(登録商標)カラムKF803LおよびKF805L)を用い、溶出溶媒としてDMFを流量1mL/分、カラム温度50℃の条件で測定した。なお、Mwはポリスチレン換算値とした。
[1] [LC-MASS]
Instrument: Agilent 1100MSD Trap (Agilent) Column: Atlantis dC18, 2.1 x 20 mm (3 mm)
Solvent: Acetonitrile / H 2 O = 30/70 (0 min) -90/10 (0-5 min) -hold 15 min-30 / 70 (20-25 min)
Flow rate: 0.10 ml / min Temperature: 40 ° C Ionization method: ESI (-)
[2] [ 1 H NMR]
Model: NMR System 400NB (400MHz) manufactured by Varian
Measurement solvent: CDCl 3 , DMSO-d 6
Standard substance: tetramethylsilane (TMS)
[3] [IR]
Equipment: Nicolet 6700 FT-IR (Thermo)
Measurement method: Diamond-ATR method Resolution: 4 cm -1 (Measurement range: 400 to 4000 cm -1 )
Sample scan: 50 times Background scan: 50 times [4] [Melting point (mp)] [Softening point (PMT)]
Model: Micro melting point measuring device (MP-S3) (manufactured by Yanaco Instrument Development Laboratory Co., Ltd.))
[5] Measurement of number average molecular weight and weight average molecular weight: GPC (Gel Permeation Chromatography) method The weight average molecular weight (hereinafter abbreviated as Mw) and molecular weight distribution of a polymer are determined by a GPC apparatus (Shodex (registered trademark)) manufactured by JASCO Corporation. Columns KF803L and KF805L) were used, and DMF was measured as the elution solvent under conditions of a flow rate of 1 mL / min and a column temperature of 50 ° C. In addition, Mw was made into the polystyrene conversion value.
実施例1 TMPCの製造
Example 1 Production of TMPC
500mLの四つ口反応フラスコに公知の製法(Organic Syntheses, 64, 27-38 (1986))で得られたTMHP18.5g(50mmol)及びTHF185g(10質量倍)を仕込み、20℃で溶解後、氷冷5℃下でマグネティクスタラーで攪拌しながら無水トリメリット酸クロライド(TAC)22.1g(105mmol)を添加・溶解させた。 続いてトリエチルアミン12.2g(120mmol)を20分かけて滴下した。直ぐに沈殿が生成し始め、20℃に10分かけて戻してから、45℃で7時間攪拌し反応を停止させた。
続いて、ろ過後ろ液を濃縮するとペースト状固体45gが得られた。この粗物に酢酸エチル150gを加えて70℃で40分攪拌して溶解してから、氷冷後水100gを加えて水洗後、有機層を濃縮するとガム状固体34gが得られた。再び酢酸エチル100gを加えて溶解後、54gまで濃縮してから氷冷し一夜静置した。析出した結晶をろ過し、続いて酢酸エチル/ヘキサン=1/1(v/v)で5回洗浄した後減圧乾燥すると淡褐色結晶15.9g(収率44.3%)が得られた。
この結晶は、MASS、1H NMR及びIRから目的のTMPCであることを確認した。
LC-MASS ( MS-, m/z(%) ) : 753.1([M-H]- ,100)(M=TMPC+2H2O)
1H NMR ( DMSO-d6, δppm ) : 2.468-2.506 ( m, 3H ), 6.540 ( d, J=1.2 Hz, 1H ), 7.838 ( s, 1H ) , 8.140 ( s, 1H ), 8.207 ( t, J=7.2 Hz, 2H ), 8.478 ( s, 1H ), 8.528 ( t, J=8.0 Hz, 3H )
IR(cm-1):1782.7(環状酸無水物C=O), 1865.4(環状酸無水物C=O)
m.p.(℃):183−185
実施例2 TEPCの製造
A 500 mL four-necked reaction flask was charged with 18.5 g (50 mmol) of TMHP obtained by a known production method (Organic Syntheses, 64, 27-38 (1986)) and 185 g (10 times by mass) of THF, and dissolved at 20 ° C. 22.1 g (105 mmol) of trimellitic anhydride chloride (TAC) was added and dissolved while stirring with a magnetic stirrer at 5 ° C. on ice. Subsequently, 12.2 g (120 mmol) of triethylamine was added dropwise over 20 minutes. A precipitate started to form immediately and returned to 20 ° C. over 10 minutes, and then stirred at 45 ° C. for 7 hours to stop the reaction.
Subsequently, when the filtrate after filtration was concentrated, 45 g of a pasty solid was obtained. 150 g of ethyl acetate was added to the crude product and dissolved by stirring at 70 ° C. for 40 minutes. After cooling with ice, 100 g of water was added and washed with water, and the organic layer was concentrated to obtain 34 g of a gummy solid. 100 g of ethyl acetate was added again to dissolve, and the mixture was concentrated to 54 g, cooled on ice and allowed to stand overnight. The precipitated crystals were filtered, then washed 5 times with ethyl acetate / hexane = 1/1 (v / v) and then dried under reduced pressure to obtain 15.9 g (yield 44.3%) of light brown crystals.
This crystal was confirmed to be the target TMPC from MASS, 1 H NMR and IR.
LC-MASS (MS -, m / z (%)): 753.1 ([MH] -, 100) (M = TMPC + 2H 2 O)
1 H NMR (DMSO-d 6 , δppm): 2.468-2.506 (m, 3H), 6.540 (d, J = 1.2 Hz, 1H), 7.838 (s, 1H), 8.140 (s, 1H), 8.207 (t , J = 7.2 Hz, 2H), 8.478 (s, 1H), 8.528 (t, J = 8.0 Hz, 3H)
IR (cm -1 ): 1782.7 (cyclic acid anhydride C = O), 1865.4 (cyclic acid anhydride C = O)
m. p. (° C.): 183-185
Example 2 Production of TEPC
100mLの四つ口反応フラスコに公知の製法(特開昭56−127328)で得られたTEHP2.13g(5mmol)及びTHF22g(10質量倍)を仕込み、20℃で溶解後、氷冷5℃下でマグネティクスタラーで攪拌しながら無水トリメリット酸クロライド(TAC)2.21g(10.5mmol)を添加・溶解させた。 続いてトリエチルアミン1.22g(120mmol)を20分かけて滴下した。直ぐに沈殿が生成し始め、20℃に10分かけて戻してから、45℃で6時間攪拌し反応を停止させた。
続いて、ろ過後ろ液を濃縮するとペースト状固体が得られた。この粗物に酢酸エチルを加えて70℃で溶解してから、氷冷後水を加えて水洗後、有機層を濃縮するとガム状固体が得られた。再び酢酸エチルを加えて溶解後、n−ヘプタンを加えてから氷冷し一夜静置した。析出した結晶をろ過し、続いて酢酸エチル/ヘキサン=1/1(v/v)で2回洗浄した後減圧乾燥すると肌色結晶1.81g(収率46.7%)が得られた。
この結晶は、MASS、1H NMR及びIRから目的のTEPCであることを確認した。
LC-MASS ( MS-, m/z(%) ) : 773.0([M-H]- ,100)
1H NMR ( DMSO-d6, δppm ) : 2.468-2.506 ( m, 3H ), 6.540 ( d, J=1.2 Hz, 1H ), 7.838 ( s, 1H ) , 8.140 ( s, 1H ), 8.207 ( t, J=7.2 Hz, 2H ), 8.478 ( s, 1H ), 8.528 ( t, J=8.0 Hz, 3H )
IR(cm-1):1781.2(環状酸無水物C=O), 1765.7(環状酸無水物C=O)
m.p.(℃):172−174
実施例3 TMPC−PODAポリアミック酸およびポリイミドの合成
A 100 mL four-necked reaction flask was charged with 2.13 g (5 mmol) of TEHP obtained by a known production method (Japanese Patent Laid-Open No. Sho 56-127328) and 22 g of THF (10 times by mass), dissolved at 20 ° C., and then cooled at 5 ° C. with ice cooling. Then, 2.21 g (10.5 mmol) of trimellitic anhydride chloride (TAC) was added and dissolved while stirring with a magnetic stirrer. Subsequently, 1.22 g (120 mmol) of triethylamine was added dropwise over 20 minutes. A precipitate started to form immediately and returned to 20 ° C. over 10 minutes, and then stirred at 45 ° C. for 6 hours to stop the reaction.
Subsequently, the filtrate after filtration was concentrated to obtain a pasty solid. Ethyl acetate was added to this crude product and dissolved at 70 ° C., then ice-cooled, water was added and the mixture was washed with water, and the organic layer was concentrated to obtain a gummy solid. After dissolving again by adding ethyl acetate, n-heptane was added, and the mixture was cooled with ice and allowed to stand overnight. The precipitated crystals were filtered, then washed twice with ethyl acetate / hexane = 1/1 (v / v) and dried under reduced pressure to obtain 1.81 g (yield 46.7%) of flesh-colored crystals.
This crystal was confirmed to be the target TEPC from MASS, 1 H NMR and IR.
LC-MASS (MS -, m / z (%)): 773.0 ([MH] -, 100)
1 H NMR (DMSO-d 6 , δppm): 2.468-2.506 (m, 3H), 6.540 (d, J = 1.2 Hz, 1H), 7.838 (s, 1H), 8.140 (s, 1H), 8.207 (t , J = 7.2 Hz, 2H), 8.478 (s, 1H), 8.528 (t, J = 8.0 Hz, 3H)
IR (cm -1 ): 1781.2 (cyclic acid anhydride C = O), 1765.7 (cyclic acid anhydride C = O)
m. p. (C): 172-174
Example 3 Synthesis of TMPC-PODA polyamic acid and polyimide
20℃の室温に設置した攪拌機付き50mL四つ口反応フラスコに、4,4’−(1,3−フェニレンジオキシ)ジアニリン(PODA)0.698g(2.5mmol)およびNMP10gを仕込み、溶解させた。続いて、この溶液を攪拌中に、実施例1で得られたTMPC1.80g(2.5mmol)を溶解させながら分割添加した。更に、20℃で24時間攪拌して重合反応を行い、固形分20質量%のポリアミック酸溶液を得た。この重合液の粘度は、105mPa・sであった。 In a 50 mL four-necked reaction flask equipped with a stirrer set at a room temperature of 20 ° C., 0.698 g (2.5 mmol) of 4,4 ′-(1,3-phenylenedioxy) dianiline (PODA) and 10 g of NMP were charged and dissolved. It was. Subsequently, while this solution was stirred, 1.80 g (2.5 mmol) of TMPC obtained in Example 1 was added in portions while being dissolved. Furthermore, it stirred at 20 degreeC for 24 hours, the polymerization reaction was performed, and the polyamic acid solution with a solid content of 20 mass% was obtained. The viscosity of this polymerization liquid was 105 mPa · s.
この溶液に、NMP29gを加えて固形分6質量%のポリアミック酸溶液に希釈して、GPC測定した結果、数平均分子量(Mn)は6,009で、重量平均分子量(Mw)は11,783であり、Mw/Mnは1.96であった。
続いて、この固形分6質量%のポリアミック酸溶液に無水酢酸2.6g(25mmol)およびピリジン1.2g(15mmol)を加えて100℃で4時間攪拌した。室温に戻してから、水165mlの攪拌中に反応溶液を滴下し、さらに1時間攪拌して橙色固形物を析出させた。これを濾過後、水50mlで3回洗浄を繰り返してから、80℃で2時間減圧乾燥し、TMPC−PODAポリイミドの橙色粉末1.41g(収率59%)を得た。
PMT:240〜250℃
実施例4 TMPC−p−PDAポリアミック酸およびポリイミドの合成
To this solution, 29 g of NMP was added and diluted to a polyamic acid solution having a solid content of 6% by mass. As a result of GPC measurement, the number average molecular weight (Mn) was 6,009 and the weight average molecular weight (Mw) was 11,783. Yes, Mw / Mn was 1.96.
Subsequently, 2.6 g (25 mmol) of acetic anhydride and 1.2 g (15 mmol) of acetic anhydride were added to the polyamic acid solution having a solid content of 6% by mass and stirred at 100 ° C. for 4 hours. After returning to room temperature, the reaction solution was added dropwise while stirring 165 ml of water, and the mixture was further stirred for 1 hour to precipitate an orange solid. This was filtered, washed with 50 ml of water three times, and dried under reduced pressure at 80 ° C. for 2 hours to obtain 1.41 g (yield 59%) of TMPC-PODA polyimide orange powder.
PMT: 240-250 ° C
Example 4 Synthesis of TMPC-p-PDA polyamic acid and polyimide
20℃の室温に設置した攪拌機付き50ml四つ口反応フラスコに、p−フェニレンジアミン(p−PDA)0.270g(2.5mmol)およびNMP8.28gを仕込み、溶解させた。続いて、この溶液を攪拌中に、実施例1で得られたTMPC1.80g(2.5mmol)を溶解させながら分割添加した。更に、20℃で21時間攪拌して重合反応を行い、固形分20質量%のポリアミック酸溶液を得た。この重合液の粘度は、77mPa・sであった。 In a 50 ml four-necked reaction flask equipped with a stirrer placed at a room temperature of 20 ° C., 0.270 g (2.5 mmol) of p-phenylenediamine (p-PDA) and 8.28 g of NMP were charged and dissolved. Subsequently, while this solution was stirred, 1.80 g (2.5 mmol) of TMPC obtained in Example 1 was added in portions while being dissolved. Furthermore, it stirred at 20 degreeC for 21 hours, the polymerization reaction was performed, and the polyamic acid solution with a solid content of 20 mass% was obtained. The viscosity of this polymerization liquid was 77 mPa · s.
この溶液に、NMP24gを加えて固形分6質量%のポリアミック酸溶液に希釈して、GPC測定した結果、数平均分子量(Mn)は4,115で、重量平均分子量(Mw)は7,023であり、Mw/Mnは1.71であった。
続いて、この固形分6質量%のポリアミック酸溶液に無水酢酸2.6g(25mmol)およびピリジン1.2g(15mmol)を加えて100℃で4時間攪拌した。室温に戻してから、メタノール140ml攪拌中に反応溶液を滴下し、さらに2時間攪拌して灰色固形物を析出させた。これを濾過後、メタノール50mlで3回洗浄を繰り返してから、80℃で2時間減圧乾燥し、TMPC−p−PDAポリイミドの灰色粉末0.98g(収率50%)を得た。
PMT:>300℃
実施例5 TMPC−MDAポリアミック酸およびポリイミドの合成
To this solution, 24 g of NMP was added and diluted to a polyamic acid solution having a solid content of 6% by mass. As a result of GPC measurement, the number average molecular weight (Mn) was 4,115, and the weight average molecular weight (Mw) was 7,023. Yes, Mw / Mn was 1.71.
Subsequently, 2.6 g (25 mmol) of acetic anhydride and 1.2 g (15 mmol) of acetic anhydride were added to the polyamic acid solution having a solid content of 6% by mass and stirred at 100 ° C. for 4 hours. After returning to room temperature, the reaction solution was added dropwise while stirring 140 ml of methanol, and further stirred for 2 hours to precipitate a gray solid. This was filtered, washed three times with 50 ml of methanol, and then dried under reduced pressure at 80 ° C. for 2 hours to obtain 0.98 g (yield 50%) of TMPC-p-PDA polyimide gray powder.
PMT:> 300 ° C
Example 5 Synthesis of TMPC-MDA polyamic acid and polyimide
20℃の室温に設置した攪拌機付き50ml四つ口反応フラスコに、4,4’−メチレンジアニリン(MDA)0.397g(2.0mmol)およびNMP7.35gを仕込み、溶解させた。続いて、この溶液を攪拌中に、実施例1で得られたTMPC1.44g(2.0mmol)を溶解させながら分割添加した。更に、20℃で23時間攪拌して重合反応を行い、固形分20質量%のポリアミック酸溶液を得た。この重合液の粘度は、111mPa・sであった。 In a 50 ml four-necked reaction flask equipped with a stirrer set at a room temperature of 20 ° C., 0.397 g (2.0 mmol) of 4,4′-methylenedianiline (MDA) and 7.35 g of NMP were charged and dissolved. Subsequently, while stirring this solution, TMPC1.44 g (2.0 mmol) obtained in Example 1 was added in portions while being dissolved. Furthermore, it stirred at 20 degreeC for 23 hours, the polymerization reaction was performed, and the polyamic acid solution with a solid content of 20 mass% was obtained. The polymerization solution had a viscosity of 111 mPa · s.
この溶液に、NMP22gを加えて固形分6質量%のポリアミック酸溶液に希釈して、GPC測定した結果、数平均分子量(Mn)は5,896で、重量平均分子量(Mw)は11,052であり、Mw/Mnは1.87であった。
続いて、この固形分6質量%のポリアミック酸溶液に無水酢酸2.1g(20mmol)およびピリジン0.96g(12mmol)を加えて100℃で4時間攪拌した。室温に戻してから、水125ml攪拌中に反応溶液を滴下し、さらに1時間攪拌して灰色固形物を析出させた。これを濾過後、水50mlで3回洗浄を繰り返してから、80℃で2時間減圧乾燥し、TMPC−MDAポリイミドの灰色粉末1.10g(収率63%)を得た。
PMT:240〜245℃
実施例6 TMPC−ODAポリアミック酸およびポリイミドの合成
To this solution, 22 g of NMP was added and diluted to a polyamic acid solution having a solid content of 6% by mass. As a result of GPC measurement, the number average molecular weight (Mn) was 5,896, and the weight average molecular weight (Mw) was 11,052. Yes, Mw / Mn was 1.87.
Subsequently, 2.1 g (20 mmol) of acetic anhydride and 0.96 g (12 mmol) of acetic anhydride were added to the polyamic acid solution having a solid content of 6% by mass and stirred at 100 ° C. for 4 hours. After returning to room temperature, the reaction solution was added dropwise while stirring 125 ml of water, and further stirred for 1 hour to precipitate a gray solid. This was filtered, washed with 50 ml of water three times, and dried under reduced pressure at 80 ° C. for 2 hours to obtain 1.10 g (yield 63%) of TMPC-MDA polyimide gray powder.
PMT: 240-245 ° C
Example 6 Synthesis of TMPC-ODA polyamic acid and polyimide
20℃の室温に設置した攪拌機付き50mL四つ口反応フラスコに、実施例1で得られたTMPC1.44g(2.0mmol)およびNMP4.27gを仕込み、溶解させた。続いて、この溶液を攪拌中に、4,4’−オキシジアニリン(ODA)0.400g(2.0mmol)を溶解させながら分割添加した。更に、20℃で26時間攪拌して重合反応を行い、固形分30質量%のポリアミック酸溶液を得た。この重合液の粘度は、399mPa・sであった。 In a 50 mL four-neck reaction flask equipped with a stirrer placed at a room temperature of 20 ° C., 1.44 g (2.0 mmol) of TMPC obtained in Example 1 and 4.27 g of NMP were charged and dissolved. Subsequently, while the solution was stirred, 0.400 g (2.0 mmol) of 4,4′-oxydianiline (ODA) was added in portions while being dissolved. Furthermore, it stirred at 20 degreeC for 26 hours, the polymerization reaction was performed, and the polyamic acid solution with a solid content of 30 mass% was obtained. The polymerization solution had a viscosity of 399 mPa · s.
この溶液に、NMP25gを加えて固形分6質量%のポリアミック酸溶液に希釈して、GPC測定した結果、数平均分子量(Mn)は3,849で、重量平均分子量(Mw)は6,276であり、Mw/Mnは1.63であった。
続いて、この固形分6質量%のポリアミック酸溶液に無水酢酸2.1g(20mmol)およびピリジン1.0g(12mol)を加えて100℃で3時間攪拌した。室温に戻してから、水125mlの攪拌中に反応溶液を滴下し、さらに1時間攪拌して黄土色固形物を析出させた。これを濾過後、水50mlで3回洗浄を繰り返してから、80℃で2時間減圧乾燥し、TMPC−ODAポリイミドの黄土色粉末1.07g(収率61%)を得た。
PMT:230〜240℃
実施例7 TMPC−MSPAポリアミック酸およびポリイミドの合成
To this solution, 25 g of NMP was added and diluted to a polyamic acid solution having a solid content of 6% by mass. As a result of GPC measurement, the number average molecular weight (Mn) was 3,849, and the weight average molecular weight (Mw) was 6,276. Yes, Mw / Mn was 1.63.
Subsequently, 2.1 g (20 mmol) of acetic anhydride and 1.0 g (12 mol) of pyridine were added to the polyamic acid solution having a solid content of 6% by mass and stirred at 100 ° C. for 3 hours. After returning to room temperature, the reaction solution was added dropwise while stirring 125 ml of water, and further stirred for 1 hour to precipitate an ocherous solid. This was filtered, washed with 50 ml of water three times, and then dried under reduced pressure at 80 ° C. for 2 hours to obtain 1.07 g (yield 61%) of TMPC-ODA polyimide ocher powder.
PMT: 230-240 ° C
Example 7 Synthesis of TMPC-MSPA polyamic acid and polyimide
20℃の室温に設置した攪拌機付き50mL四つ口反応フラスコに、3,3’−(ジメチルシランジイル)ビス(オキシ)ジプロパン−1−アミン(MSPA)0.413g(2.0mmol)およびNMP5.6gを仕込み、溶解させた。続いて、この溶液を攪拌中に、実施例1で得られたTMPC1.44g(2.0mmol)を溶解させながら分割添加した。更に、20℃で22時間攪拌して重合反応を行い、固形分25質量%のポリアミック酸溶液を得た。この重合液の粘度は、40mPa・sであった。 In a 50 mL four-necked reaction flask equipped with a stirrer at room temperature of 20 ° C., 0.413 g (2.0 mmol) of 3,3 ′-(dimethylsilanediyl) bis (oxy) dipropan-1-amine (MSPA) and NMP5. 6 g was charged and dissolved. Subsequently, while stirring this solution, TMPC1.44 g (2.0 mmol) obtained in Example 1 was added in portions while being dissolved. Furthermore, it stirred at 20 degreeC for 22 hours, the polymerization reaction was performed, and the polyamic acid solution with a solid content of 25 mass% was obtained. The polymerization solution had a viscosity of 40 mPa · s.
この溶液に、NMP23gを加えて固形分6質量%のポリアミック酸溶液に希釈して、GPC測定した結果、数平均分子量(Mn)は2,216で、重量平均分子量(Mw)は3,459であり、Mw/Mnは1.56であった。
続いて、この固形分6質量%のポリアミック酸溶液に無水酢酸2.1g(20mmol)およびピリジン0.96g(12mmol)を加えて100℃で5時間攪拌した。室温に戻してから、水125ml攪拌中に反応溶液を滴下し、さらに1時間攪拌して褐色固形物を析出させた。これを濾過後、水50mlで3回洗浄を繰り返してから、80℃で2時間減圧乾燥し、TMPC−MSPAポリイミドの褐色粉末0.25g(収率14%)を得た。
PMT:65〜70℃
実施例8 TEPC−MDAポリアミック酸およびポリイミドの合成
To this solution, 23 g of NMP was added and diluted to a polyamic acid solution having a solid content of 6% by mass. As a result of GPC measurement, the number average molecular weight (Mn) was 2,216, and the weight average molecular weight (Mw) was 3,459. Yes, Mw / Mn was 1.56.
Subsequently, 2.1 g (20 mmol) of acetic anhydride and 0.96 g (12 mmol) of acetic anhydride were added to the polyamic acid solution having a solid content of 6% by mass and stirred at 100 ° C. for 5 hours. After returning to room temperature, the reaction solution was added dropwise while stirring 125 ml of water, and further stirred for 1 hour to precipitate a brown solid. This was filtered, washed with 50 ml of water three times, and then dried under reduced pressure at 80 ° C. for 2 hours to obtain 0.25 g (yield 14%) of TMPC-MSPA polyimide brown powder.
PMT: 65-70 ° C
Example 8 Synthesis of TEPC-MDA polyamic acid and polyimide
20℃の室温に設置した攪拌機付き50ml四つ口反応フラスコに、実施例2で得られたTEPC1.79g(2.3mmol)およびNMP6.67gを仕込み、溶解させた。続いて、この溶液を攪拌中に、4,4’−メチレンジアニリン(MDA)0.436g(2.2mmol)を溶解させながら分割添加した。更に、20℃で22時間攪拌して重合反応を行い、固形分25質量%のポリアミック酸溶液を得た。この重合液の粘度は、162mPa・sであった。 In a 50 ml four-necked reaction flask equipped with a stirrer placed at a room temperature of 20 ° C., 1.79 g (2.3 mmol) of TEPC obtained in Example 2 and 6.67 g of NMP were charged and dissolved. Subsequently, while the solution was stirred, 0.436 g (2.2 mmol) of 4,4′-methylenedianiline (MDA) was added in portions while being dissolved. Furthermore, it stirred at 20 degreeC for 22 hours, the polymerization reaction was performed, and the polyamic acid solution with a solid content of 25 mass% was obtained. The polymerization solution had a viscosity of 162 mPa · s.
この溶液に、NMP28gを加えて固形分6質量%のポリアミック酸溶液に希釈して、GPC測定した結果、数平均分子量(Mn)は4,729で、重量平均分子量(Mw)は8,643であり、Mw/Mnは1.83であった。
続いて、この固形分6質量%のポリアミック酸溶液に無水酢酸2.3g(22mmol)およびピリジン1.04g(13mmol)を加えて100℃で5時間攪拌した。室温に戻してから、水145ml攪拌中に反応溶液を滴下し、さらに2時間攪拌して肌色固形物を析出させた。これを濾過後、水50mlで3回洗浄を繰り返してから、80℃で2時間減圧乾燥し、TEPC−MDAポリイミドの肌色粉末1.25g(収率61%)を得た。
PMT:240〜250℃
実施例9 TEPC−ODAポリアミック酸およびポリイミドの合成
To this solution, 28 g of NMP was added and diluted to a polyamic acid solution having a solid content of 6% by mass. As a result of GPC measurement, the number average molecular weight (Mn) was 4,729, and the weight average molecular weight (Mw) was 8,643. Yes, Mw / Mn was 1.83.
Subsequently, 2.3 g (22 mmol) of acetic anhydride and 1.04 g (13 mmol) of pyridine were added to the polyamic acid solution having a solid content of 6% by mass and stirred at 100 ° C. for 5 hours. After returning to room temperature, the reaction solution was added dropwise while stirring 145 ml of water, and further stirred for 2 hours to precipitate a flesh-colored solid. This was filtered, washed with 50 ml of water three times, and then dried under reduced pressure at 80 ° C. for 2 hours to obtain 1.25 g of TEPC-MDA polyimide skin color powder (yield 61%).
PMT: 240-250 ° C
Example 9 Synthesis of TEPC-ODA polyamic acid and polyimide
20℃の室温に設置した攪拌機付き50mL四つ口反応フラスコに、実施例2で得られたTEPC1.79g(2.3mmol)およびNMP5.1gを仕込み、溶解させた。続いて、この溶液を攪拌中に、4,4’−オキシジアニリン(ODA)0.400g(2.0mmol)を溶解させながら分割添加した。更に、50℃で22時間攪拌して重合反応を行い、固形分30質量%のポリアミック酸溶液を得た。この重合液の粘度は、134mPa・sであった。 In a 50 mL four-necked reaction flask equipped with a stirrer placed at a room temperature of 20 ° C., 1.79 g (2.3 mmol) of TEPC obtained in Example 2 and 5.1 g of NMP were charged and dissolved. Subsequently, while the solution was stirred, 0.400 g (2.0 mmol) of 4,4′-oxydianiline (ODA) was added in portions while being dissolved. Furthermore, it stirred at 50 degreeC for 22 hours, the polymerization reaction was performed, and the polyamic acid solution with a solid content of 30 mass% was obtained. The polymerization solution had a viscosity of 134 mPa · s.
この溶液に、NMP29gを加えて固形分6質量%のポリアミック酸溶液に希釈して、GPC測定した結果、数平均分子量(Mn)は2,694で、重量平均分子量(Mw)は4,052であり、Mw/Mnは1.50であった。
続いて、この固形分6質量%のポリアミック酸溶液に無水酢酸2.3g(22mmol)およびピリジン1.1g(13mol)を加えて100℃で5時間攪拌した。室温に戻してから、水140mlの攪拌中に反応溶液を滴下し、さらに1時間攪拌して黄土色固形物を析出させた。これを濾過後、水50mlで3回洗浄を繰り返してから、80℃で2時間減圧乾燥し、TEPC−ODAポリイミドの黄土色粉末1.63g(収率87%)を得た。
To this solution, 29 g of NMP was added and diluted to a polyamic acid solution having a solid content of 6% by mass. As a result of GPC measurement, the number average molecular weight (Mn) was 2,694 and the weight average molecular weight (Mw) was 4,052. Yes, Mw / Mn was 1.50.
Subsequently, 2.3 g (22 mmol) of acetic anhydride and 1.1 g (13 mol) of pyridine were added to the polyamic acid solution having a solid content of 6% by mass and stirred at 100 ° C. for 5 hours. After returning to room temperature, the reaction solution was added dropwise while stirring 140 ml of water, and the mixture was further stirred for 1 hour to precipitate an ocherous solid. This was filtered, washed with 50 ml of water three times, and then dried under reduced pressure at 80 ° C. for 2 hours to obtain 1.63 g (yield 87%) of an ocher powder of TEPC-ODA polyimide.
実施例10 TEPC−PODAポリアミック酸およびポリイミドの合成
Example 10 Synthesis of TEPC-PODA polyamic acid and polyimide
20℃の室温に設置した攪拌機付き50mL四つ口反応フラスコに、実施例2で得られたTEPC1.79g(2.3mmol)およびNMP5.6gを仕込み、溶解させた。続いて、この溶液を攪拌中に、4,4’−(1,3−フェニレンジオキシ)ジアニリン(PODA)0.643g(2.2mmol)を溶解させながら分割添加した。更に、30℃で23時間攪拌して重合反応を行い、固形分30質量%のポリアミック酸溶液を得た。この重合液の粘度は、142mPa・sであった。 In a 50 mL four-necked reaction flask equipped with a stirrer placed at a room temperature of 20 ° C., 1.79 g (2.3 mmol) of TEPC obtained in Example 2 and 5.6 g of NMP were charged and dissolved. Subsequently, while stirring the solution, 0.643 g (2.2 mmol) of 4,4 ′-(1,3-phenylenedioxy) dianiline (PODA) was dissolved and added in portions. Furthermore, it stirred at 30 degreeC for 23 hours, the polymerization reaction was performed, and the polyamic acid solution with a solid content of 30 mass% was obtained. The polymerization solution had a viscosity of 142 mPa · s.
この溶液に、NMP33gを加えて固形分6質量%のポリアミック酸溶液に希釈して、GPC測定した結果、数平均分子量(Mn)は2,529で、重量平均分子量(Mw)は3,810であり、Mw/Mnは1.51であった。
続いて、この固形分6質量%のポリアミック酸溶液に無水酢酸2.3g(22mmol)およびピリジン1.1g(13mol)を加えて100℃で5時間攪拌した。室温に戻してから、水160mlの攪拌中に反応溶液を滴下し、さらに1時間攪拌して灰色固形物を析出させた。これを濾過後、水50mlで3回洗浄を繰り返してから、80℃で2時間減圧乾燥し、TEPC−PODAポリイミドの灰色粉末1.86g(収率82%)を得た。
To this solution, 33 g of NMP was added and diluted to a polyamic acid solution having a solid content of 6% by mass. As a result of GPC measurement, the number average molecular weight (Mn) was 2,529 and the weight average molecular weight (Mw) was 3,810. Yes, Mw / Mn was 1.51.
Subsequently, 2.3 g (22 mmol) of acetic anhydride and 1.1 g (13 mol) of pyridine were added to the polyamic acid solution having a solid content of 6% by mass and stirred at 100 ° C. for 5 hours. After returning to room temperature, the reaction solution was added dropwise while stirring 160 ml of water, and the mixture was further stirred for 1 hour to precipitate a gray solid. This was filtered, washed with 50 ml of water three times, and then dried under reduced pressure at 80 ° C. for 2 hours to obtain 1.86 g (yield 82%) of TEPC-PODA polyimide gray powder.
[比較例1]PMDA−ODAポリアミック酸およびポリイミドの合成
[Comparative Example 1] Synthesis of PMDA-ODA polyamic acid and polyimide
22℃の室温に設置した攪拌機付き50mL四つ口反応フラスコに、ODA1.00g(5.0mmol)およびNMP18.2gを仕込み溶解させた。続いて、この溶液を攪拌中、ピロメリット酸二無水物(PMDA)1.03g(4.75mmol)を溶解させながら分割添加した。さらに、20℃で23時間攪拌して重合反応を行い、固形分10質量%のポリアミック酸溶液を得た。この溶液に、NMP14gを加えて固形分6質量%のポリアミック酸溶液に希釈して、GPC測定した結果、数平均分子量(Mn)は2,173で、重量平均分子量(Mw)は4,310であり、Mw/Mnは1.98であった。
続いて、この固形分6質量%のポリアミック酸溶液に無水酢酸5.1g(50mmol)およびピリジン2.37g(30mmol)を加えて100℃で4時間攪拌した。室温に戻してから、メタノール147ml攪拌中に反応溶液を滴下し、さらに1時間攪拌して橙色固形物を析出させた。これを濾過後、メタノール50mlで3回洗浄を繰り返してから、80℃で2時間減圧乾燥し、PMDA−ODAポリイミドの橙色粉末1.55g(収率86%)を得た。
PMT: >300℃
上記実施例3〜7で得られたTMPC−各ジアミンポリイミド及び実施例8〜10で得られたTEPC−各ジアミンポリイミド、更に比較例1及び2で得られたPMDA−ODAポリイミドの有機溶媒溶解性を下記手法によって評価した。結果を表1に示す。
(測定法)
各ポリイミド5mgを、有機溶媒100mgに添加し、所定温度で撹拌し、その溶解性を確認した。
◎:20℃溶解、○:加温溶解、△:加温一部溶解、−:加温不溶(加温:60〜80℃)
(溶解性結果)
[表1]
ODA (1.00 g, 5.0 mmol) and NMP (18.2 g) were charged and dissolved in a 50 mL four-necked reaction flask equipped with a stirrer at a room temperature of 22 ° C. Subsequently, while the solution was stirred, 1.03 g (4.75 mmol) of pyromellitic dianhydride (PMDA) was added in portions while being dissolved. Furthermore, it stirred at 20 degreeC for 23 hours, the polymerization reaction was performed, and the polyamic acid solution with a solid content of 10 mass% was obtained. To this solution, 14 g of NMP was added and diluted to a polyamic acid solution having a solid content of 6% by mass. As a result of GPC measurement, the number average molecular weight (Mn) was 2,173, and the weight average molecular weight (Mw) was 4,310. Yes, Mw / Mn was 1.98.
Subsequently, 5.1 g (50 mmol) of acetic anhydride and 2.37 g (30 mmol) of pyridine were added to the polyamic acid solution having a solid content of 6% by mass and stirred at 100 ° C. for 4 hours. After returning to room temperature, the reaction solution was added dropwise while stirring 147 ml of methanol, and the mixture was further stirred for 1 hour to precipitate an orange solid. This was filtered, washed with 50 ml of methanol three times, and dried under reduced pressure at 80 ° C. for 2 hours to obtain 1.55 g of PMDA-ODA polyimide orange powder (yield 86%).
PMT:> 300 ° C
Organic solvent solubility of TMPC-each diamine polyimide obtained in Examples 3-7, TEPC-each diamine polyimide obtained in Examples 8-10, and PMDA-ODA polyimide obtained in Comparative Examples 1 and 2. Was evaluated by the following method. The results are shown in Table 1.
(Measurement method)
5 mg of each polyimide was added to 100 mg of an organic solvent and stirred at a predetermined temperature to confirm its solubility.
A: dissolved at 20 ° C., ○: dissolved by heating, Δ: partially dissolved by heating, −: insoluble by heating (warming: 60-80 ° C.)
(Solubility result)
[Table 1]
TMPC−各ジアミンポリイミド及びTEPC−各ジアミンポリイミドは、既知のPMDA−ODAポリイミドに比較し高い溶解性を示した。本発明ポリイミドは、ジオキサンやTHF等の低沸点溶媒にも溶解した。 TMPC-each diamine polyimide and TEPC-each diamine polyimide showed higher solubility than the known PMDA-ODA polyimide. The polyimide of the present invention was also dissolved in a low boiling point solvent such as dioxane or THF.
本発明のテトラヒドロペンタレン型酸二無水物を一原料として得られるポリイミドは、例えば、液晶表示素子や半導体における保護材料、絶縁材料などの電子材料、さらに光導波路等の光通信用材料として好適に用いることが期待される。 The polyimide obtained by using the tetrahydropentalene type acid dianhydride of the present invention as one raw material is suitable, for example, as an electronic material such as a protective material in a liquid crystal display element or a semiconductor, an insulating material, and an optical communication material such as an optical waveguide It is expected to be used.
Claims (8)
(式中、Rは、炭素数1〜20のアルキル基を表す。)
で表されるテトラアルキル2,5−ビス(1,3−ジオキソ−1,3−ジハイドロイソベンゾフラン−5−カルボニルオキシ)−1,4,7,8−テトラハイドロペンタレン−1,3,4,6−テトラカルボキシレート。 Formula [1]
(In the formula, R represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.)
Tetraalkyl 2,5-bis (1,3-dioxo-1,3-dihydroisobenzofuran-5-carbonyloxy) -1,4,7,8-tetrahydropentalene-1,3 4,6-tetracarboxylate.
(式中、Rは、炭素数1〜20のアルキル基を表す。)
で表されるテトラアルキル2,5−ジハイドロ−1,4,7,8−テトラハイドロペンタレン−1,3,4,6−テトラカルボキシレートを塩基の存在下、式[3]
(式中、Xはハロゲン原子を表す。)
で表される無水トリメリット酸ハライドと反応して、式[1]
(式中、Rは、前記と同じ意味を表す。)
で表されるテトラアルキル2,5−ビス(1,3−ジオキソ−1,3−ジハイドロイソベンゾフラン−5−カルボニルオキシ)−1,4,7,8−テトラハイドロペンタレン−1,3,4,6−テトラカルボキシレートを得ることを特徴とする製造法。 Formula [2]
(In the formula, R represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.)
In the presence of a base, a tetraalkyl 2,5-dihydro-1,4,7,8-tetrahydropentalene-1,3,4,6-tetracarboxylate represented by the formula [3]
(In the formula, X represents a halogen atom.)
Is reacted with a trimellitic anhydride halide represented by the formula [1]
(In the formula, R represents the same meaning as described above.)
Tetraalkyl 2,5-bis (1,3-dioxo-1,3-dihydroisobenzofuran-5-carbonyloxy) -1,4,7,8-tetrahydropentalene-1,3 A method for producing 4,6-tetracarboxylate.
(式中、Rは、炭素数1〜20のアルキル基を表し、Aは、2価の有機基を表し、nは、2以上の整数を表す。) A polyamic acid containing a repeating unit represented by the formula [4].
(In the formula, R represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, A represents a divalent organic group, and n represents an integer of 2 or more.)
(式中、Rは、炭素数1〜20のアルキル基を表し、Aは、2価の有機基を表し、nは、2以上の整数を表す。) A polyimide containing a repeating unit represented by the formula [5].
(In the formula, R represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, A represents a divalent organic group, and n represents an integer of 2 or more.)
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JP2013091747A (en) * | 2011-10-27 | 2013-05-16 | Nissan Chem Ind Ltd | Tetrahydropentalene-type dianhydride, method for producing the same, and polyimide |
WO2023228613A1 (en) * | 2022-05-24 | 2023-11-30 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Polyimide, method for producing imide compound, and method for producing recycled polyimide |
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