JP2013184955A - Epoxy compound and method for production thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、工業的に有用な、新規エポキシ化合物およびその製造方法に関する。 The present invention relates to an industrially useful novel epoxy compound and a method for producing the same.
エポキシ化合物は、有機化学分野および高分子化学分野で広く用いられている化合物であり、ファインケミカル、医農薬原料および樹脂原料、さらには電子情報材料や光学材料など、工業用途として多岐にわたる分野で有用な化合物である。 Epoxy compounds are compounds widely used in the fields of organic chemistry and polymer chemistry, and are useful in a wide range of industrial applications such as fine chemicals, raw materials for medical and agricultural chemicals and resin materials, and electronic information materials and optical materials. A compound.
さらに多官能のエポキシ化合物は、種々の硬化剤で硬化させることにより、一般的に機械的性質、耐水性、耐薬品性、耐熱性および電気特性に優れた硬化物となり、接着剤、塗料、積層板および複合材料などの広い分野に利用されている。中でもグリシジルアミン型エポキシ化合物は、耐熱性に優れるため、複合材料や電子材料用途へ用途が広がっている(例えば、特許文献1〜3を参照)。その中でも、N,N,N′,N′−テトラグリシジルジアミノジフェニルエーテル類は複合材料、電子材料として有用なエポキシ樹脂原料である。
In addition, polyfunctional epoxy compounds are generally cured with various curing agents, resulting in cured products with excellent mechanical properties, water resistance, chemical resistance, heat resistance, and electrical properties. It is used in a wide range of fields such as plates and composite materials. Among these, glycidylamine-type epoxy compounds are excellent in heat resistance, and thus are used for composite materials and electronic materials (see, for example,
従来、N,N,N′,N′−テトラグリシジルジアミノジフェニルエーテル骨格を有するエポキシ化合物として、N,N,N′,N′−テトラグリシジル−4,4′−ジアミノジフェニルエーテル、N,N,N′,N′−テトラグリシジル−3,4′−ジアミノジフェニルエーテルおよびその類縁体が知られていた(例えば、特許文献4〜6、非特許文献1、2を参照)。これらのN,N,N′,N′−テトラグリシジルジアミノジフェニルエーテル類は、その硬化物の機械的性質(引張強さや硬度)や耐熱性が高いという優れた特徴がある。しかし、その用途によっては弾性率をより高くすることが求められることがあった。
Conventionally, as an epoxy compound having an N, N, N ′, N′-tetraglycidyldiaminodiphenyl ether skeleton, N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-4,4′-diaminodiphenyl ether, N, N, N ′ , N′-tetraglycidyl-3,4′-diaminodiphenyl ether and analogs thereof have been known (see, for example,
本発明の目的は、エポキシ樹脂硬化物の性能を向上可能にする、新規エポキシ化合物およびその製造方法を提供することにある。 The objective of this invention is providing the novel epoxy compound and its manufacturing method which make it possible to improve the performance of a cured epoxy resin.
本発明者らは、上記従来技術の現状に鑑み、鋭意検討の結果、エポキシ樹脂硬化物の性能を向上可能にする新規エポキシ化合物と、その製造方法を見出した。 As a result of intensive studies, the present inventors have found a novel epoxy compound capable of improving the performance of a cured epoxy resin and a method for producing the same.
本発明の新規エポキシ化合物は、下記式(1)で示されるエポキシ化合物である。
本発明の新規エポキシ化合物の製造方法は、下記式(2)で示される化合物とエピハロヒドリンとを反応させる付加反応工程と、該反応混合物をアルカリで処理する環化反応工程から得られる、上記式(1)で示されるエポキシ化合物を得ることを特徴とする。
本発明の前記式(1)で示されたN,N,N′,N′−テトラグリシジル−2,4′−ジアミノジフェニルエーテルは、新規のエポキシ化合物であり、硬化剤で硬化させることにより、高強度、高弾性率、高接着性、高靭性、耐熱性、耐候性、耐溶剤性および耐衝撃性などの高機能なエポキシ樹脂硬化物を得ることが出来る。とりわけこのエポキシ化合物を用いることで、従来のN,N,N′,N′−テトラグリシジルジアミノジフェニルエーテル類が有する高強度・高耐熱性という特徴はほぼ維持しながら、弾性率(5%ひずみ時の引張応力)をより高くすることができる。また、この新規エポキシ化合物と通常のエポキシ化合物とを混合し、アミンで硬化させると、例えば、接着剤や塗料などに使用することが出来る硬化物を得ることが出来る。 N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-2,4′-diaminodiphenyl ether represented by the above formula (1) of the present invention is a novel epoxy compound, and is cured by curing with a curing agent. A highly functional cured epoxy resin such as strength, high elastic modulus, high adhesiveness, high toughness, heat resistance, weather resistance, solvent resistance and impact resistance can be obtained. In particular, by using this epoxy compound, the elastic modulus (at 5% strain) is maintained, while maintaining the characteristics of conventional N, N, N ′, N′-tetraglycidyldiaminodiphenyl ethers such as high strength and high heat resistance. (Tensile stress) can be further increased. Moreover, when this novel epoxy compound and a normal epoxy compound are mixed and cured with an amine, a cured product that can be used for, for example, an adhesive or a paint can be obtained.
また、本発明の新規エポキシ化合物は、ファインケミカル、医農薬原料、樹脂原料、更には電子情報材料、光学材料など、工業用途として多岐にわたる分野で有用である。 In addition, the novel epoxy compound of the present invention is useful in a wide variety of industrial applications such as fine chemicals, medical and agricultural chemical raw materials, resin raw materials, electronic information materials, and optical materials.
本発明の新規エポキシ化合物の製造方法は、2,4′−ジアミノジフェニルエーテルにエピハロヒドリンを反応させ、N,N,N′,N′−テトラキス(3−ハロ−2−ヒドロキシプロピル)−2,4′−ジアミノジフェニルエーテルを生成する付加反応工程、及び生成したN,N,N′,N′−テトラキス(3−ハロ−2−ヒドロキシプロピル)−2,4′−ジアミノジフェニルエーテルをアルカリで処理する環化反応工程により、N,N,N′,N′−テトラグリシジル−2,4′−ジアミノジフェニルエーテルを効率よく製造することができる。 In the process for producing a novel epoxy compound of the present invention, 2,4′-diaminodiphenyl ether is reacted with epihalohydrin to produce N, N, N ′, N′-tetrakis (3-halo-2-hydroxypropyl) -2,4 ′. -Addition reaction step for producing diaminodiphenyl ether, and cyclization reaction for treating the produced N, N, N ', N'-tetrakis (3-halo-2-hydroxypropyl) -2,4'-diaminodiphenyl ether with alkali By the process, N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-2,4′-diaminodiphenyl ether can be efficiently produced.
また、2,4′−ジアミノジフェニルエーテルにエピハロヒドリンを反応させる付加反応工程において、好ましくはプロトン性溶媒を含む溶媒を使用することにより、2,4′−ジアミノジフェニルエーテルとエピハロヒドリンとの反応速度が向上し、生産性が向上する。プロトン性溶媒としては、好ましくは水、アルコール類、フェノール類から選ばれる少なくとも1種のヒドロキシ基含有化合物が好ましく、付加反応を速やかに進行させることが出来る。この付加反応の温度は40〜120℃にするとよく、反応効率を高くすると共に、副生物の生成を抑制することができる。 In addition, in the addition reaction step in which epihalohydrin is reacted with 2,4′-diaminodiphenyl ether, the reaction rate of 2,4′-diaminodiphenyl ether and epihalohydrin is preferably improved by using a solvent containing a protic solvent, Productivity is improved. The protic solvent is preferably at least one hydroxy group-containing compound selected from water, alcohols, and phenols, and can allow the addition reaction to proceed rapidly. The temperature of this addition reaction is preferably 40 to 120 ° C., which can increase the reaction efficiency and suppress the formation of by-products.
更に、環化反応工程は、好ましくは第四級アンモニウム塩および/または第四級ホスホニウム塩からなる相間移動触媒の存在下で行うことがよく、N,N,N′,N′−テトラグリシジル−2,4′−ジアミノジフェニルエーテルを効率的に生成させることができる。 Furthermore, the cyclization reaction step is preferably carried out in the presence of a phase transfer catalyst comprising a quaternary ammonium salt and / or a quaternary phosphonium salt, and N, N, N ′, N′-tetraglycidyl- 2,4'-diaminodiphenyl ether can be produced efficiently.
以下に、本発明の新規エポキシ化合物およびそのエポキシ化合物の製造方法について詳細に記載する。 Below, the novel epoxy compound of this invention and the manufacturing method of the epoxy compound are described in detail.
本発明における新規エポキシ化合物は、下記式(1)で示されるN,N,N′,N′−テトラグリシジル−2,4′−ジアミノジフェニルエーテルである。
N,N,N′,N′−テトラグリシジル−2,4′−ジアミノジフェニルエーテルは、エポキシ樹脂組成物の主剤に使用したとき、優れた特性を得ることができる。すなわち、高強度、高弾性率、高接着性、高靭性、耐熱性、耐候性、耐溶剤性および耐衝撃性などが優れたエポキシ樹脂硬化物を得ることができる。とりわけこのエポキシ化合物を主剤とすることで、従来のN,N,N′,N′−テトラグリシジルジアミノジフェニルエーテル類を主剤にしたエポキシ樹脂組成物の硬化物が有する高強度・高耐熱性という特徴はほぼ維持しながら、弾性率(5%ひずみ時の引張応力)をより高くすることができる。 When N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-2,4′-diaminodiphenyl ether is used as a main component of an epoxy resin composition, excellent characteristics can be obtained. That is, it is possible to obtain an epoxy resin cured product excellent in high strength, high elastic modulus, high adhesion, high toughness, heat resistance, weather resistance, solvent resistance, impact resistance, and the like. In particular, by using this epoxy compound as the main component, the cured product of the epoxy resin composition based on the conventional N, N, N ′, N′-tetraglycidyldiaminodiphenyl ethers has the characteristics of high strength and high heat resistance. The elastic modulus (tensile stress at 5% strain) can be further increased while maintaining substantially the same.
本発明のエポキシ化合物は、N,N,N′,N′−テトラグリシジル−2,4′−ジアミノジフェニルエーテルの化学純度が好ましくは70%以上、より好ましくは80〜100%である。このようにN,N,N′,N′−テトラグリシジル−2,4′−ジアミノジフェニルエーテルの化学純度を極めて高くすることにより、エポキシ樹脂組成物の主剤に使用したとき、高強度・高耐熱性と高弾性率とを優れたレベルで両立することができる。なお、本発明において、化学純度とは、エポキシ化合物中のN,N,N′,N′−テトラグリシジル−2,4′−ジアミノジフェニルエーテルの含有量をいい、高速液体クロマトグラフィー法で、後述する分析条件で分析したもの(HPLC area%)である。 In the epoxy compound of the present invention, the chemical purity of N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-2,4′-diaminodiphenyl ether is preferably 70% or more, more preferably 80 to 100%. As described above, when the chemical purity of N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-2,4′-diaminodiphenyl ether is made extremely high, when used as a main component of an epoxy resin composition, it has high strength and high heat resistance. And a high elastic modulus can be achieved at an excellent level. In the present invention, the chemical purity means the content of N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-2,4′-diaminodiphenyl ether in the epoxy compound, which will be described later by high performance liquid chromatography. Analyzed under analytical conditions (HPLC area%).
本発明のエポキシ化合物は、E型粘度計で測定した40℃における粘度が好ましくは50Pa・s以下、より好ましくは40Pa・s以下であるとよい。エポキシ化合物の粘度を50Pa・s以下にすることにより、これを含むエポキシ樹脂組成物を均一な組成にすることが容易であり、かつエポキシ樹脂組成物の取り扱い性および成形加工性を良好にすることができる。なお、エポキシ化合物の粘度は、E型粘度計を使用して後述する方法で測定したものである。 The epoxy compound of the present invention preferably has a viscosity at 40 ° C. measured with an E-type viscometer of 50 Pa · s or less, more preferably 40 Pa · s or less. By setting the viscosity of the epoxy compound to 50 Pa · s or less, it is easy to make the epoxy resin composition containing this uniform, and to improve the handling and molding processability of the epoxy resin composition. Can do. In addition, the viscosity of an epoxy compound is measured by the method mentioned later using an E-type viscometer.
本発明のエポキシ化合物は、上述した通り、N,N,N′,N′−テトラグリシジル−2,4′−ジアミノジフェニルエーテルの化学純度が高く、不純物含有量が少ないので貯蔵安定性に優れ、粘度が経時で増加することが少ない。 As described above, the epoxy compound of the present invention has a high chemical purity of N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-2,4′-diaminodiphenyl ether and a low impurity content, so that it has excellent storage stability and viscosity. Rarely increases over time.
また、N,N,N′,N′−テトラグリシジル−2,4′−ジアミノジフェニルエーテルからなるエポキシ化合物は、通常のエポキシ化合物と配合し、アミンで硬化させると、例えば、接着剤や塗料などに使用することが出来る硬化物を得ることが出来る。 An epoxy compound composed of N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-2,4′-diaminodiphenyl ether is blended with a normal epoxy compound and cured with an amine, for example, for an adhesive or a paint. A cured product that can be used can be obtained.
更に、N,N,N′,N′−テトラグリシジル−2,4′−ジアミノジフェニルエーテルからなるエポキシ化合物は、ファインケミカル、医農薬原料、樹脂原料、更には電子情報材料、光学材料など、工業用途として多岐にわたる分野で有用である。 Furthermore, epoxy compounds composed of N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-2,4′-diaminodiphenyl ether are used for industrial applications such as fine chemicals, medical and agrochemical raw materials, resin raw materials, electronic information materials, and optical materials. Useful in a wide variety of fields.
本発明の新規エポキシ化合物の製造方法は、下記式(2)で示される2,4′−ジアミノジフェニルエーテルにエピハロヒドリンを反応させ、下記式(3)で示されるN,N,N′,N′−テトラキス(3−ハロ−2−ヒドロキシプロピル)−2,4′−ジアミノジフェニルエーテルを生成する付加反応工程と、これに続き付加反応工程で得られたN,N,N′,N′−テトラキス(3−ハロ−2−ヒドロキシプロピル)−2,4′−ジアミノジフェニルエーテルをアルカリで処理し、脱ハロゲン化水素を行う環化反応工程を進行させる二つの工程で実施する。
すなわち、付加反応工程では、2,4′−ジアミノジフェニルエーテル1分子にエピハロヒドリン4分子が付加し、N,N,N′,N′−テトラキス(3−ハロ−2−ヒドロキシプロピル)−2,4′−ジアミノジフェニルエーテルが生成する。これに続く環化反応工程では、N,N,N′,N′−テトラキス(3−ハロ−2−ヒドロキシプロピル)−2,4′−ジアミノジフェニルエーテルをアルカリにより脱ハロゲン化水素し、四官能エポキシ体であるN,N,N′,N′−テトラグリシジル−2,4′−ジアミノジフェニルエーテルが生成する。 That is, in the addition reaction process, 4 molecules of epihalohydrin are added to 1 molecule of 2,4′-diaminodiphenyl ether, and N, N, N ′, N′-tetrakis (3-halo-2-hydroxypropyl) -2,4 ′. -Diaminodiphenyl ether is formed. In the subsequent cyclization reaction step, N, N, N ′, N′-tetrakis (3-halo-2-hydroxypropyl) -2,4′-diaminodiphenyl ether is dehydrohalogenated with an alkali to produce a tetrafunctional epoxy. N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-2,4′-diaminodiphenyl ether is produced.
本発明の付加反応工程において、エピハロヒドリンの使用量は、2,4′−ジアミノジフェニルエーテル1モルに対し、好ましくは5モル倍量〜40モル倍量であり、より好ましくは8モル倍量〜20モル倍量である。5モル倍量以上とすることで、付加反応工程において、高分子量化をはじめとした不純化を抑制することが出来、40モル倍量以下とすることで、エピハロヒドリンの除去に必要なエネルギーが少なくなり、廃棄物も少なくなるため、経済的である。 In the addition reaction step of the present invention, the amount of epihalohydrin used is preferably 5 mole times to 40 mole times, more preferably 8 mole times to 20 moles, per mole of 2,4'-diaminodiphenyl ether. Double the amount. By setting the amount to 5 mol times or more, it is possible to suppress impureness such as high molecular weight in the addition reaction step, and by setting the amount to 40 mol times or less, less energy is required for removing epihalohydrin. It is economical because waste is reduced.
本発明のエポキシ化合物の製造方法は、無溶媒で実施することも、溶媒存在下で実施することも可能である。特に、付加反応工程では、反応溶媒として、プロトン性溶媒が好ましく用いられる。 The method for producing an epoxy compound of the present invention can be carried out without a solvent or in the presence of a solvent. In particular, in the addition reaction step, a protic solvent is preferably used as the reaction solvent.
プロトン性溶媒としては、ヒドロキシル基含有化合物を挙げることが出来る。ヒドロキシル基含有化合物としては、好ましくは、水、アルコール、フェノール類を挙げることが出来る。ヒドロキシル基含有化合物を溶媒とすることで、エピハロヒドリンと、基質のアミノ基との間の付加反応が速やかに進行する。 An example of the protic solvent is a hydroxyl group-containing compound. Preferred examples of the hydroxyl group-containing compound include water, alcohols and phenols. By using the hydroxyl group-containing compound as a solvent, the addition reaction between the epihalohydrin and the amino group of the substrate proceeds rapidly.
水としては、特に限定されないが、一般的な工業用水を用いることができる。すなわち、河川、地下水、湖沼、海水、かん水等を水源とし、沈殿、凝析、ろ過、蒸留、イオン交換、限外ろ過、逆浸透法等で精製したものである。 Although it does not specifically limit as water, General industrial water can be used. That is, it is purified by precipitation, coagulation, filtration, distillation, ion exchange, ultrafiltration, reverse osmosis, etc. using rivers, groundwater, lakes, seawater, brine, etc. as water sources.
アルコールとしては、例えばメタノール、エタノール、1−プロパノール、1−ブタノール、1−ペンタノールおよび1−ヘキサノールなどの1級アルコール類、2−プロパノール、2−ブタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、2−ヘキサノール、シクロヘキサノール、2−ヘプタノールおよび3−ヘプタノールなどの2級アルコール類、tert−ブタノール、tert−ペンタノールなどの3級アルコール類、他にはエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、トリプロピレングリコール、トリプロピレングリコールモノメチルエーテルおよびトリプロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテルが挙げられる。 Examples of the alcohol include primary alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, 1-butanol, 1-pentanol and 1-hexanol, 2-propanol, 2-butanol, 2-pentanol, 3-pentanol, Secondary alcohols such as 2-hexanol, cyclohexanol, 2-heptanol and 3-heptanol, tertiary alcohols such as tert-butanol and tert-pentanol, and others, ethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol mono Ethyl ether, ethylene glycol mono-n-propyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, diethylene glycol, diethylene glycol monomethyl Ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol mono-n-propyl ether, diethylene glycol mono-n-butyl ether, triethylene glycol, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol mono-n-butyl ether, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene Glycol monoethyl ether, propylene glycol mono-n-propyl ether, propylene glycol mono-n-butyl ether, propylene glycol monophenyl ether, dipropylene glycol, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol mono- n-propyl ether, dipropylene Glycol mono -n- butyl ether, tripropylene glycol, tripropylene glycol monomethyl ether and tripropylene glycol mono -n- butyl ether.
フェノール類としては、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、キシレノールなどが挙げられる。 Examples of phenols include phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, xylenol and the like.
上記溶媒のうち、特に、水、メタノール、エタノール、1−プロパノール、1−ブタノール、2−プロパノール、2−ブタノール、tert−ブタノールおよびフェノールが好ましく用いられる。 Of the above solvents, water, methanol, ethanol, 1-propanol, 1-butanol, 2-propanol, 2-butanol, tert-butanol and phenol are particularly preferably used.
また、プロトン性溶媒は、単独で用いても良いし、2種類以上を混合して用いても良い。 Moreover, a protic solvent may be used independently and may be used in mixture of 2 or more types.
プロトン性溶媒の使用量は、2,4′−ジアミノジフェニルエーテルに対して、好ましくは0.05〜40重量倍であり、より好ましくは、0.1〜20重量倍である。0.05重量倍以上とすることで、2,4′−ジアミノジフェニルエーテルとエピハロヒドリンとの反応が速やかに進行する。40重量倍以下とすることで、プロトン性溶媒の除去に必要なエネルギーが少なくなり、廃棄物も少なくなるため、経済的である。 The amount of the protic solvent used is preferably 0.05 to 40 times by weight and more preferably 0.1 to 20 times by weight with respect to 2,4′-diaminodiphenyl ether. By making it 0.05 times weight or more, the reaction of 2,4′-diaminodiphenyl ether and epihalohydrin proceeds rapidly. By making the weight 40 times or less, energy required for removing the protic solvent is reduced and waste is also reduced, which is economical.
付加反応溶媒には、2,4′−ジアミノジフェニルエーテルとエピハロヒドリンとの反応を阻害しない限り、プロトン性溶媒以外の溶媒を含んでも良い。 The addition reaction solvent may contain a solvent other than the protic solvent as long as it does not inhibit the reaction between 2,4′-diaminodiphenyl ether and epihalohydrin.
プロトン性溶媒以外の溶媒の種類としては、炭化水素、ハロゲン化炭化水素、エーテル、エステル、ケトン、窒素化合物、硫黄化合物が挙げられる。 Examples of the solvent other than the protic solvent include hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, ethers, esters, ketones, nitrogen compounds, and sulfur compounds.
炭化水素としては、ヘキサン、2−メチルペンタン、2,2−ジメチルブタン、2,3−ジメチルブタン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、ノナン、トリメチルヘキサン、デカン、ドデカン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン、ジエチルベンゼン、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンおよびエチルシクロヘキサン等を挙げることが出来る。 As hydrocarbons, hexane, 2-methylpentane, 2,2-dimethylbutane, 2,3-dimethylbutane, heptane, octane, isooctane, nonane, trimethylhexane, decane, dodecane, benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, cumene , Mesitylene, cyclohexylbenzene, diethylbenzene, cyclopentane, methylcyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane, and ethylcyclohexane.
ハロゲン化炭化水素としては、塩化メチル、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、塩化エチル、1,1―ジクロロエタン、1,2−ジクロロエタン、1,1,1−トリクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、1,1,1,2−テトラクロロエタン、1,1,2,2−テトラクロロエタン、ペンタクロロエタン、ヘキサクロロエタン、塩化プロピル、塩化イソプロピル、1,2−ジクロロプロパン、1,2,3−トリクロロプロパン、塩化ブチル、塩化sec−ブチル、塩化イソブチル、塩化tert−ブチル、1−クロロペンタン、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン、m−ジクロロベンゼン、p−ジクロロベンゼン、1,2,4−トリクロロベンゼン、o−クロロトルエン、p−クロロトルエン、1−クロロナフタレン、塩素化ナフタレン、臭化メチル、ブロモホルム、臭化エチル、1,2−ジブロモエタン、1,1,2,2−テトラブロモエタン、臭化プロピル、臭化イソプロピル、ブロモベンゼン、o−ジブロモベンゼン、1−ブロモナフタレン、フルオロベンゼン、ベンゾトリフルオリド、ヘキサフルオロベンゼン、クロロブロモメタン、トリクロロフルオロメタン、1−ブロモ−2−クロロエタン1,1,2−トリクロロ−1,2,2−トリフルオロエタン、1,1,2,2−テトラクロロ−1,2−ジフルオロエタン等を挙げることが出来る。
Examples of the halogenated hydrocarbon include methyl chloride, dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, ethyl chloride, 1,1-dichloroethane, 1,2-dichloroethane, 1,1,1-trichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, 1, , 1,1,2-tetrachloroethane, 1,1,2,2-tetrachloroethane, pentachloroethane, hexachloroethane, propyl chloride, isopropyl chloride, 1,2-dichloropropane, 1,2,3-trichloropropane, chloride Butyl, sec-butyl chloride, isobutyl chloride, tert-butyl chloride, 1-chloropentane, chlorobenzene, o-dichlorobenzene, m-dichlorobenzene, p-dichlorobenzene, 1,2,4-trichlorobenzene, o-chlorotoluene , P-chlorotoluene, 1-chloronaphthalene , Chlorinated naphthalene, methyl bromide, bromoform, ethyl bromide, 1,2-dibromoethane, 1,1,2,2-tetrabromoethane, propyl bromide, isopropyl bromide, bromobenzene, o-dibromobenzene, 1-bromonaphthalene, fluorobenzene, benzotrifluoride, hexafluorobenzene, chlorobromomethane, trichlorofluoromethane, 1-bromo-2-
エーテルとしては、ジエチルエーテル、ジ−n−プロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジヘキシルエーテル、アニソール、フェネトール、ジフェニルエーテル、ジオキサン、トリオキサン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテルおよびジエチレングリコールジブチルエーテル等を挙げることが出来る。 Examples of ethers include diethyl ether, di-n-propyl ether, diisopropyl ether, dibutyl ether, dihexyl ether, anisole, phenetole, diphenyl ether, dioxane, trioxane, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, Examples include diethylene glycol diethyl ether and diethylene glycol dibutyl ether.
エステルとしては、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、ギ酸ブチル、ギ酸イソブチル、ギ酸ペンチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸sec−ブチル、酢酸ペンチル、酢酸イソペンチル、3−メトキシブチルアセタート、酢酸sec−ヘキシル、2−エチルブチルアセタート、2−エチルヘキシルアセタート、酢酸シクロヘキシル、酢酸ベンジル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸ブチル、プロピオン酸イソペンチル、イソ酪酸メチル、安息香酸メチル、エチレングリコールモノアセタート、二酢酸エチレン、エチレングリコールエステル、炭酸ジエチル等を挙げることが出来る。 Esters include methyl formate, ethyl formate, propyl formate, butyl formate, isobutyl formate, pentyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, sec-butyl acetate, pentyl acetate, isopentyl acetate 3-methoxybutyl acetate, sec-hexyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, cyclohexyl acetate, benzyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, butyl propionate, propionic acid Examples include isopentyl, methyl isobutyrate, methyl benzoate, ethylene glycol monoacetate, ethylene diacetate, ethylene glycol ester, and diethyl carbonate.
ケトンとしては、アセトン、2−ブタノン、2−ペンタノン、3−ペンタノン、2−ヘキサノン、メチルイソブチルケトン、2−ヘプタノン、4−ヘプタノン、ジイソブチルケトン、アセチルアセトン、アセトニルアセトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、アセトフェノン等を挙げることが出来る。 As ketones, acetone, 2-butanone, 2-pentanone, 3-pentanone, 2-hexanone, methylisobutylketone, 2-heptanone, 4-heptanone, diisobutylketone, acetylacetone, acetonylacetone, cyclopentanone, cyclohexanone, methyl Examples include cyclohexanone and acetophenone.
窒素化合物としては、ニトロメタン、ニトロエタン、1−ニトロプロパン、2−ニトロプロパン、ニトロベンゼン、アセトニトリル、プロピオニトリル、スクシノニトリル、ブチロニトリル、イソブチロニトリル、バレロニトリル、ベンゾニトリル、α−トルニトリル、ピリジン、α−ピコリン、β−ピコリン、γ−ピコリン、2,4−ルチジン、2,6−ルチジン、キノリン、イソキノリン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等を挙げることが出来る。 Nitrogen compounds include nitromethane, nitroethane, 1-nitropropane, 2-nitropropane, nitrobenzene, acetonitrile, propionitrile, succinonitrile, butyronitrile, isobutyronitrile, valeronitrile, benzonitrile, α-tolunitrile, pyridine, α-picoline, β-picoline, γ-picoline, 2,4-lutidine, 2,6-lutidine, quinoline, isoquinoline, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, N, N-dimethylacetamide, etc. I can list them.
硫黄化合物としては、二硫化炭素、ジメチルスルフィド、ジエチルスルフィド、チオフェン、テトラヒドロチオフェン、ジメチルスルホキシド、スルホラン等を挙げることが出来る。 Examples of the sulfur compound include carbon disulfide, dimethyl sulfide, diethyl sulfide, thiophene, tetrahydrothiophene, dimethyl sulfoxide, and sulfolane.
上記プロトン性溶媒以外の付加反応溶媒のうち、特に、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメン、メシチレンおよびジエチルベンゼンが好ましく用いられる。 Of the addition reaction solvents other than the protic solvents, cyclohexane, toluene, xylene, ethylbenzene, cumene, mesitylene, and diethylbenzene are particularly preferably used.
プロトン性溶媒以外の溶媒の使用量は、2,4′−ジアミノジフェニルエーテルに対し、10重量倍以下が好ましく、より好ましくは5重量倍以下である。このような範囲にすることで、プロトン性溶媒以外の溶媒の除去に必要なエネルギーが少なくなり、廃棄物も少なくなるため、経済的である。 The amount of the solvent other than the protic solvent is preferably 10 times by weight or less, more preferably 5 times by weight or less with respect to 2,4′-diaminodiphenyl ether. By setting it in such a range, energy required for removing a solvent other than the protic solvent is reduced and waste is reduced, which is economical.
原料の仕込み順序および方法としては、2,4′−ジアミノジフェニルエーテルにエピハロヒドリンとプロトン性溶媒を添加しても良いし、または2,4′−ジアミノジフェニルエーテルとプロトン性溶媒を含む溶液にエピハロヒドリンあるいはエピハロヒドリンとプロトン性溶媒を添加しても良い。逆にエピハロヒドリンに2,4′−ジアミノジフェニルエーテルとプロトン性溶媒を添加しも良いし、またはエピハロヒドリンとプロトン性溶媒とを含む溶媒に2,4′−ジアミノジフェニルエーテルとプロトン性溶媒を添加しても良い。 As the raw material charging order and method, epihalohydrin and a protic solvent may be added to 2,4′-diaminodiphenyl ether, or epihalohydrin or epihalohydrin may be added to a solution containing 2,4′-diaminodiphenyl ether and protic solvent. A protic solvent may be added. Conversely, 2,4'-diaminodiphenyl ether and a protic solvent may be added to epihalohydrin, or 2,4'-diaminodiphenyl ether and a protic solvent may be added to a solvent containing epihalohydrin and protic solvent. .
本発明における付加反応工程の温度としては、40〜120℃が好ましく、より好ましくは、50〜100℃である。40℃以上とすることで、速やかに反応が進行し、熟成時間が短縮できるので経済的である。120℃以下とすることで、3−ハロ−2−ヒドロキシプロピル基の環化に起因する不純化を抑制することが出来る。 As temperature of the addition reaction process in this invention, 40-120 degreeC is preferable, More preferably, it is 50-100 degreeC. By setting the temperature to 40 ° C. or higher, the reaction proceeds promptly and the aging time can be shortened, which is economical. By setting it as 120 degrees C or less, the impureness resulting from cyclization of 3-halo-2-hydroxypropyl group can be suppressed.
本発明では、好ましくは、反応混合物中に含まれるN,N,N′−トリス(3−ハロ−2−ヒドロキシプロピル)−2,4′−ジアミノジフェニルエーテルの残存量が最小になった時点を、反応終了の目安とすることができる。 In the present invention, preferably, when the residual amount of N, N, N′-tris (3-halo-2-hydroxypropyl) -2,4′-diaminodiphenyl ether contained in the reaction mixture is minimized, It can be used as a measure of completion of the reaction.
また、付加反応工程が完了した後、環化反応工程の開始前に、付加反応工程のプロトン性溶媒及びエピハロヒドリンの少なくとも一部を通常用いられる方法により除去しても良い。 Further, after completion of the addition reaction step, before the start of the cyclization reaction step, at least a part of the protic solvent and epihalohydrin in the addition reaction step may be removed by a commonly used method.
本発明では、環化反応工程において、N,N,N′,N′−テトラキス(3−ハロ−2−ヒドロキシプロピル)−2,4′−ジアミノジフェニルエーテルをアルカリと反応させ脱ハロゲン化水素を行う。 In the present invention, in the cyclization reaction step, N, N, N ′, N′-tetrakis (3-halo-2-hydroxypropyl) -2,4′-diaminodiphenyl ether is reacted with an alkali to perform dehydrohalogenation. .
アルカリとしては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、水素化リチウム、水素化ナトリウム、水素化カリウム、ナトリウムメトキシド、カリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムエトキシド、ナトリウムn−プロポキシド、カリウムn−プロポキシド、ナトリウムイソプロポキシド、カリウムイソプロポキシド、ナトリウムn−ブトキシド、カリウムn−ブトキシド、ナトリウムtert−ブトキシド、カリウムtert−ブトキシド、ナトリウムtert−アミラート、カリウムtert−アミラート、ナトリウムn−ヘキシラート、およびカリウムn−ヘキシラートおよびテトラメチルアンモニウムヒドロキシドなどが例示されるが、中でも、水酸化ナトリウムと水酸化カリウムが好ましく用いられる。これらのアルカリは、そのものを投入しても良いが、水またはアルコール溶液として滴下しても良い。 Examples of the alkali include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, barium hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, barium carbonate, magnesium carbonate, calcium carbonate, and hydrogen carbonate. Lithium, sodium bicarbonate, potassium bicarbonate, lithium hydride, sodium hydride, potassium hydride, sodium methoxide, potassium methoxide, sodium ethoxide, potassium ethoxide, sodium n-propoxide, potassium n-propoxide, Sodium isopropoxide, potassium isopropoxide, sodium n-butoxide, potassium n-butoxide, sodium tert-butoxide, potassium tert-butoxide, sodium tert-amylate, potassium Um tert- amylate, sodium n- Hekishirato, and potassium n- Hekishirato and tetramethylammonium hydroxide can be exemplified. Among them, potassium hydroxide and sodium hydroxide are preferably used. These alkalis may be added as such or may be dropped as water or an alcohol solution.
アルカリは、単独で用いても良いし、2種類以上を混合して用いても良い。アルカリの使用量は、2,4′−ジアミノジフェニルエーテルに対し、好ましくは4〜16モル倍量、より好ましくは5〜12モル倍量にすると良い。4モル倍以上とすることで、3−ハロ−2−ヒドロキシプロピル基の環化反応が完結する。16モル倍量以下とすることで、生成した塩や、余剰のアルカリを反応混合物から除去する際に過大なエネルギーを必要とせず、また廃棄物も少なくなるため、経済的である。 An alkali may be used independently and may mix and use two or more types. The amount of alkali used is preferably 4 to 16 mol times, more preferably 5 to 12 mol times the amount of 2,4'-diaminodiphenyl ether. By setting it to 4 mol times or more, the cyclization reaction of the 3-halo-2-hydroxypropyl group is completed. By adjusting the amount to 16 mol times or less, it is economical because excessive energy is not required when the generated salt and excess alkali are removed from the reaction mixture, and waste is reduced.
本発明における環化反応は、相間移動触媒の共存下で行うことが好ましい。相間移動触媒としてはクラウンエーテル、第四級アンモニウム塩、第四級ホスホニウム塩が挙げられる。 The cyclization reaction in the present invention is preferably performed in the presence of a phase transfer catalyst. Examples of the phase transfer catalyst include crown ethers, quaternary ammonium salts, and quaternary phosphonium salts.
本発明で用いられるクラウンエーテルとしては、ジベンゾ−18−クラウン−6、18−クラウン−6、15−クラウン−5、12−クラウン−4、ジシクロヘキサノ−18−クラウン−6、メチルベンゾ15−クラウン−5、ジ−tert−ブチルベンゾ−15−クラウン−5、メチルベンゾ−18−クラウン−6、tert−ブチルベンゾ−18−クラウン−6、ベンゾ−15−クラウン−5、シクロヘキサノ−15−クラウン−5、tert−ブチルベンゾ−15−クラウン−5、ニトロベンゾ−15−クラウン−5、ベンゾ−18−クラウン−6、ジベンゾ−24−クラウン−8、ニトロベンゾ18−クラウン−6、ベンゾ−12−クラウン−4、16−クラウン−5、2,2−ジメチル−1,3,6,9−テトラオキサ−2−シラシクロウンデカン、1−フェニル−4,7,10,13−テトラオキサ−1−アザシクロペンタデカン、21−クラウン−7、24−クラウン−8、15−(2,5−ジオキサヘキシル)−15−メチル−16−クラウン−5、13−クラウン−4、14−クラウン−4、15−クラウン−4、16−クラウン−4、ジメチルシラ−20−クラウン−7、ジベンゾ−20−クラウン−6、ジベンゾ−22−クラウン−6、ジベンジル−14−クラウン−4、ベンゾ−13−クラウン−4、15,15−ジメチル−16−クラウン−5、ドデシルオキシメチル−18−クラウン−6、1,4,7,10,13,ジベンゾ−30−クラウン−10、ジベンゾ−14−クラウン−4、ジシクロヘキサノ−27−クラウン−9、ジシクロヘキサノ−30−クラウン−10、ベンゾ−9−クラウン−3、ジベンゾ−16−クラウン−5、30−クラウン−10、ペルフルオロ−15−クラウン−5、ペルフルオロ−12−クラウン−4、ペルフルオロ−18−クラウン−6、ペルフルオロジシクロヘキサノ−24−クラウン−8、ナフト−15−クラウン−5、12−クラウン−3、60−クラウン−20、81−クラウン−27、ジ−tert−ブチルジベンゾ−24−クラウン−8、ジ−tert−ブチルジベンゾ−14−クラウン−4、ジ−tert−ブチルジベンゾ−18−クラウン−6、ジ−tert−ブチルジベンゾ−16−クラウン−5、18−クラウン−5、19−クラウン−6、ジ−tert−ブチルジベンゾ−21−クラウン−7、9−クラウン−3、フラノトリベンゾ−21−クラウン−7、N,N′−ジメチルシアノジアザ−18−クラウン−6、15−メチレン−16−クラウン−5、2,2−ジフェニル−11−クラウン−4、2,2−ジフェニル−14−クラウン−5、2,2−ジフェニル−17−クラウン−6、2,2−ジフェニル−20−クラウン−7、ジシクロヘキサノ−21−クラウン−7、1,5−ナフト−22−クラウン−6、デシル−18−クラウン−6、ベンジルオキシメチル−12−クラウン−3、ビス(m−フェニレン)−32−クラウン−10、ジベンゾ−15−クラウン−5、トリベンゾ−18−クラウン−6、トリベンゾ−21−クラウン−7、テトラベンゾ−24−クラウン−8、4′,5′−ジブロモベンゾ−15−クラウン−5、ベンゾ−24−クラウン−8、ベンゾ−21−クラウン−7、15−クラウン−3、20−クラウン−4、25−クラウン−5、30−クラウン−6、35−クラウン−7、40−クラウン−8、45−クラウン−9、50−クラウン−10、55−クラウン−11、60−クラウン−12、70−クラウン−14、メチル−18−クラウン−6、2,3−ジメチル−18−クラウン−6、1−メチル−1−アザ−18‐クラウン−6、1,10−ジメチル−1,10−ジアザ−18−クラウン−6、ジ−tert−ブチルジシクロヘキサノ−18−クラウン−6、36−クラウン−4、40−クラウン−4、ナフト−18−クラウン−6、ビス−4,4′(5′)−[tert−ブチルシクロヘキサノ]−18−クラウン−6、4,5′−ジ−tert−ブチルジシクロヘキサノ−18−クラウン−6、ナフト−9−クラウン−3、ナフト−12−クラウン−4、4,4′,4′′,5′′′−テトラ−tert−ブチルテトラベンゾ−24−クラウン−8、4,4′,4′′,5′′′−テトラ−tert−ブチルテトラベンゾ−24−クラウン−8、4,5′,4′′,5′′′テトラ−tert−ブチルテトラベンゾ−24−クラウン−8、ジベンゾ−27−クラウン−9、ジベンゾ−16−クラウン−4、ベンゾ−30−クラウン−10、[2,8]ジベンゾ−30−クラウン−10、ベンゾ−33−クラウン−11、ジベンゾ−48−クラウン−16、[4,7]ジベンゾ−33−クラウン−11、ベンゾ−27−クラウン−9、ビスナフト−9−クラウン−3、ジベンゾ−28−クラウン−6、ナフト−24−クラウン−8、4,5′−ジ−tert−ブチルジベンゾ−18−クラウン−6、ベンゾ−14−クラウン−4、ベンゾ−17−クラウン‐5、ベンゾ−20−クラウン−6、ジメチルジベンゾ−24−クラウン−8等を挙げることができる。 Examples of the crown ether used in the present invention include dibenzo-18-crown-6, 18-crown-6, 15-crown-5, 12-crown-4, dicyclohexano-18-crown-6, and methylbenzo15-crown. -5, di-tert-butylbenzo-15-crown-5, methylbenzo-18-crown-6, tert-butylbenzo-18-crown-6, benzo-15-crown-5, cyclohexano-15-crown-5, tert-Butylbenzo-15-crown-5, nitrobenzo-15-crown-5, benzo-18-crown-6, dibenzo-24-crown-8, nitrobenzo18-crown-6, benzo-12-crown-4, 16 -Crown-5,2,2-dimethyl-1,3,6,9-tetraoxa-2-sila Cloundecane, 1-phenyl-4,7,10,13-tetraoxa-1-azacyclopentadecane, 21-crown-7, 24-crown-8, 15- (2,5-dioxahexyl) -15-methyl -16-crown-5, 13-crown-4, 14-crown-4, 15-crown-4, 16-crown-4, dimethylsila-20-crown-7, dibenzo-20-crown-6, dibenzo-22 Crown-6, dibenzyl-14-crown-4, benzo-13-crown-4, 15,15-dimethyl-16-crown-5, dodecyloxymethyl-18-crown-6, 1,4,7,10 , 13, dibenzo-30-crown-10, dibenzo-14-crown-4, dicyclohexano-27-crown-9, dicyclohexano-3 -Crown-10, benzo-9-crown-3, dibenzo-16-crown-5, 30-crown-10, perfluoro-15-crown-5, perfluoro-12-crown-4, perfluoro-18-crown-6 Perfluorodicyclohexano-24-crown-8, naphth-15-crown-5, 12-crown-3, 60-crown-20, 81-crown-27, di-tert-butyldibenzo-24-crown-8 Di-tert-butyldibenzo-14-crown-4, di-tert-butyldibenzo-18-crown-6, di-tert-butyldibenzo-16-crown-5, 18-crown-5, 19-crown- 6, di-tert-butyldibenzo-21-crown-7, 9-crown-3, furanotribenzo- 21-crown-7, N, N'-dimethylcyanodiaza-18-crown-6, 15-methylene-16-crown-5, 2,2-diphenyl-11-crown-4, 2,2-diphenyl- 14-crown-5, 2,2-diphenyl-17-crown-6, 2,2-diphenyl-20-crown-7, dicyclohexano-21-crown-7, 1,5-naphth-22-crown- 6, Decyl-18-crown-6, benzyloxymethyl-12-crown-3, bis (m-phenylene) -32-crown-10, dibenzo-15-crown-5, tribenzo-18-crown-6, tribenzo -21-crown-7, tetrabenzo-24-crown-8, 4 ', 5'-dibromobenzo-15-crown-5, benzo-24-crown-8, ben -21-crown-7, 15-crown-3, 20-crown-4, 25-crown-5, 30-crown-6, 35-crown-7, 40-crown-8, 45-crown-9, 50 -Crown-10, 55-crown-11, 60-crown-12, 70-crown-14, methyl-18-crown-6, 2,3-dimethyl-18-crown-6, 1-methyl-1-aza -18-crown-6, 1,10-dimethyl-1,10-diaza-18-crown-6, di-tert-butyldicyclohexano-18-crown-6, 36-crown-4, 40-crown- 4, naphth-18-crown-6, bis-4,4 '(5')-[tert-butylcyclohexano] -18-crown-6,4,5'-di-tert-butyldicyclohexyl No-18-crown-6, naphth-9-crown-3, naphth-12-crown-4, 4,4 ', 4 ", 5" "-tetra-tert-butyltetrabenzo-24-crown- 8,4,4 ′, 4 ″, 5 ″ ″-tetra-tert-butyltetrabenzo-24-crown-8,4,5 ′, 4 ″, 5 ″ ″ tetra-tert-butyltetrabenzo -24-crown-8, dibenzo-27-crown-9, dibenzo-16-crown-4, benzo-30-crown-10, [2,8] dibenzo-30-crown-10, benzo-33-crown- 11, dibenzo-48-crown-16, [4,7] dibenzo-33-crown-11, benzo-27-crown-9, bisnaphtho-9-crown-3, dibenzo-28-crown-6, naphtho- 24-crown-8,4,5'-di-tert-butyldibenzo-18-crown-6, benzo-14-crown-4, benzo-17-crown-5, benzo-20-crown-6, dimethyldibenzo -24-crown-8 and the like.
本発明で用いられる第四級アンモニウム塩としては、テトラメチルアンモニウム、トリメチルエチルアンモニウム、ジメチルジエチルアンモニウム、トリエチルメチルアンモニウム、トリプロピルメチルアンモニウム、トリブチルメチルアンモニウム、トリオクチルメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、トリメチルプロピルアンモニウム、トリメチルフェニルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリエチルアンモニウム、ジアリルジメチルアンモニウム、n−オクチルトリメチルアンモニウム、ステアリルトリメチルアンモニウム、セチルジメチルエチルアンモニウム、テトラプロピルアンモニウム、テトラ−n−ブチルアンモニウム、β−メチルコリンおよびフェニルトリメチルアンモニウム等の臭化塩、塩化塩、ヨウ化塩、硫酸水素塩および水酸化物等を挙げることが出来る。 As the quaternary ammonium salt used in the present invention, tetramethylammonium, trimethylethylammonium, dimethyldiethylammonium, triethylmethylammonium, tripropylmethylammonium, tributylmethylammonium, trioctylmethylammonium, tetraethylammonium, trimethylpropylammonium, Trimethylphenylammonium, benzyltrimethylammonium, benzyltriethylammonium, diallyldimethylammonium, n-octyltrimethylammonium, stearyltrimethylammonium, cetyldimethylethylammonium, tetrapropylammonium, tetra-n-butylammonium, β-methylcholine and phenyltrimethylammonium Bromide etc. , Chloride salt, iodine Casio, can be mentioned hydrogen sulfate and hydroxide, and the like.
本発明で用いられる第四級ホスホニウム塩としては、テトラメチルホスホニウム、トリメチルエチルホスホニウム、ジメチルジエチルホスホニウム、トリエチルメチルホスホニウム、トリプロピルメチルホスホニウム、トリブチルメチルホスホニウム、トリオクチルメチルホスホニウム、テトラエチルホスホニウム、トリメチルプロピルホスホニウム、トリメチルフェニルホスホニウム、ベンジルトリメチルホスホニウム、ジアリルジメチルホスホニウム、n−オクチルトリメチルホスホニウム、ステアリルトリメチルホスホニウム、セチルジメチルエチルホスホニウム、テトラプロピルホスホニウム、テトラ−n−ブチルホスホニウム、フェニルトリメチルホスホニウム、メチルトリフェニルホスホニウム、エチルトリフェニルホスホニウムおよびテトラフェニルホスホニウム等の臭化塩、塩化塩、ヨウ化塩、硫酸水素塩および水酸化物等を挙げることが出来る。 As the quaternary phosphonium salt used in the present invention, tetramethylphosphonium, trimethylethylphosphonium, dimethyldiethylphosphonium, triethylmethylphosphonium, tripropylmethylphosphonium, tributylmethylphosphonium, trioctylmethylphosphonium, tetraethylphosphonium, trimethylpropylphosphonium, Trimethylphenylphosphonium, benzyltrimethylphosphonium, diallyldimethylphosphonium, n-octyltrimethylphosphonium, stearyltrimethylphosphonium, cetyldimethylethylphosphonium, tetrapropylphosphonium, tetra-n-butylphosphonium, phenyltrimethylphosphonium, methyltriphenylphosphonium, ethyltriphenyl Phosphonium And bromide salts, such as tetraphenylphosphonium, chloride salt, iodine Casio, can be mentioned hydrogen sulfate and hydroxide, and the like.
上記相間移動触媒のうち、第四級アンモニウム塩および/または第四級ホスホニウム塩が好ましく、とりわけ第四級アンモニウム塩が好ましく用いられる。特に、トリオクチルメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリエチルアンモニウム、テトラ−n−ブチルアンモニウムの臭化塩、塩化塩、硫酸水素塩および水酸化物がより好ましく用いられる。また、相間移動触媒は、単独で用いても良いし、2種類以上を混合して用いても良い。 Of the above phase transfer catalysts, quaternary ammonium salts and / or quaternary phosphonium salts are preferred, and quaternary ammonium salts are particularly preferred. In particular, trioctylmethylammonium, tetraethylammonium, benzyltrimethylammonium, benzyltriethylammonium, tetra-n-butylammonium bromide, chloride, hydrogensulfate and hydroxide are more preferably used. Moreover, a phase transfer catalyst may be used independently and may be used in mixture of 2 or more types.
相間移動触媒の添加量は、触媒量でよく、2,4′−ジアミノジフェニルエーテルに対して0.001〜0.5モル倍、より好ましくは、0.01〜0.1モル倍であるとよい。0.001モル倍以上とすることで、環化反応が速やかに進行する。0.5モル倍以下とすることで、触媒の使用量が少なく済むため、経済的である。 The addition amount of the phase transfer catalyst may be a catalytic amount, and is 0.001 to 0.5 mol times, more preferably 0.01 to 0.1 mol times with respect to 2,4′-diaminodiphenyl ether. . By setting it to 0.001 mol times or more, the cyclization reaction proceeds promptly. By making it 0.5 mol times or less, the amount of catalyst used can be reduced, which is economical.
環化反応の反応温度は、好ましくは0〜90℃であり、より好ましくは20〜60℃である。環化反応の温度を0℃以上とすることで、反応が速やかに進行する。また、90℃以下とすることで、加熱に必要なエネルギーを低減することが出来、経済的である。 The reaction temperature of the cyclization reaction is preferably 0 to 90 ° C, more preferably 20 to 60 ° C. By setting the temperature of the cyclization reaction to 0 ° C. or higher, the reaction proceeds promptly. Moreover, by setting it as 90 degrees C or less, the energy required for a heating can be reduced and it is economical.
また、反応時間は、アルカリの添加終了後、好ましくは0.5〜10時間、より好ましくは1〜6時間である。0.5時間以上とすることで、3−ハロ−2−ヒドロキシプロピル基が反応せずに残留することに起因する、易可けん化塩素含有量の増加を防ぐことができる。6時間以下とすることで、熟成時間が短縮出来、経済的である。 The reaction time is preferably 0.5 to 10 hours, more preferably 1 to 6 hours after completion of the addition of alkali. By setting it as 0.5 hours or more, the increase in easily saponifiable chlorine content resulting from 3-halo-2-hydroxypropyl group remaining without reacting can be prevented. By setting it to 6 hours or less, the aging time can be shortened and it is economical.
環化反応の溶媒として、アルコール、炭化水素、エーテルから選ばれるいずれかが好ましく用いられる。 As the solvent for the cyclization reaction, any selected from alcohols, hydrocarbons, and ethers is preferably used.
環化反応溶媒としてのアルコールは、メタノール、エタノール、1−プロパノール、1−ブタノール、1−ペンタノールおよび1−ヘキサノールなどの1級アルコール類、2−プロパノール、2−ブタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、2−ヘキサノール、シクロヘキサノール、2−ヘプタノールおよび3−ヘプタノールなどの2級アルコール類、tert−ブタノール、tert−ペンタノール、エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、トリプロピレングリコール、トリプロピレングリコールモノメチルエーテルおよびトリプロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル等を挙げることが出来る。 Alcohols as cyclization reaction solvents include primary alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, 1-butanol, 1-pentanol and 1-hexanol, 2-propanol, 2-butanol, 2-pentanol, 3 Secondary alcohols such as pentanol, 2-hexanol, cyclohexanol, 2-heptanol and 3-heptanol, tert-butanol, tert-pentanol, ethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol Mono-n-propyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, diethylene glycol, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene Glycol monoethyl ether, diethylene glycol mono-n-propyl ether, diethylene glycol mono-n-butyl ether, triethylene glycol, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol mono-n-butyl ether, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol mono Ethyl ether, propylene glycol mono-n-propyl ether, propylene glycol mono-n-butyl ether, propylene glycol monophenyl ether, dipropylene glycol, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol mono-n- Propyl ether, dipropylene glycol mono-n Butyl ether, tripropylene glycol, tripropylene glycol monomethyl ether and tripropylene glycol mono -n- butyl ether and the like.
炭化水素としては、ヘキサン、2−メチルペンタン、2,2−ジメチルブタン、2,3−ジメチルブタン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、ノナン、トリメチルヘキサン、デカン、ドデカン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン、ジエチルベンゼン、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンおよびエチルシクロヘキサン等を挙げることが出来る。 As hydrocarbons, hexane, 2-methylpentane, 2,2-dimethylbutane, 2,3-dimethylbutane, heptane, octane, isooctane, nonane, trimethylhexane, decane, dodecane, benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, cumene , Mesitylene, cyclohexylbenzene, diethylbenzene, cyclopentane, methylcyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane, and ethylcyclohexane.
また、エーテルとしては、ジエチルエーテル、ジ−n−プロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジヘキシルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、アニソール、フェネトール、ジフェニルエーテル、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテルおよびジエチレングリコールジブチルエーテル等を挙げることが出来る。 As ethers, diethyl ether, di-n-propyl ether, diisopropyl ether, dibutyl ether, dihexyl ether, cyclopentyl methyl ether, anisole, phenetol, diphenyl ether, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, ethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl Examples include ether and diethylene glycol dibutyl ether.
上記環化反応溶媒のうち、特に、メタノール、エタノール、1−プロパノール、1−ブタノール、2−プロパノール、2−ブタノール、tert−ブタノール、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメン、メシチレンおよびジエチルベンゼンが好ましく用いられる。 Among the cyclization reaction solvents, methanol, ethanol, 1-propanol, 1-butanol, 2-propanol, 2-butanol, tert-butanol, cyclohexane, toluene, xylene, ethylbenzene, cumene, mesitylene, and diethylbenzene are preferably used. It is done.
環化反応工程における溶媒の使用量は、2,4′−ジアミノジフェニルエーテルに対して好ましくは1〜20重量倍であり、より好ましくは、2〜10重量倍である。1重量倍以上とすることで、反応混合物の粘度が低減し、撹拌効率が良くなることで速やかに反応が完結する。20重量倍以下とすることで、溶媒の除去に必要なエネルギーが少なくなり、廃棄物も少なくなるため、経済的である。 The amount of the solvent used in the cyclization reaction step is preferably 1 to 20 times by weight, more preferably 2 to 10 times by weight with respect to 2,4′-diaminodiphenyl ether. By setting it to 1 weight times or more, the viscosity of the reaction mixture is reduced, and the stirring efficiency is improved, whereby the reaction is completed quickly. By making the weight 20 times or less, energy required for removing the solvent is reduced and waste is reduced, which is economical.
上述した環化反応工程で得られた反応混合物は、N,N,N′,N′−テトラグリシジル−2,4′−ジアミノジフェニルエーテル、脱ハロゲン化水素により生成した塩及び溶媒を含む。 The reaction mixture obtained in the cyclization reaction step described above contains N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-2,4′-diaminodiphenyl ether, a salt formed by dehydrohalogenation, and a solvent.
脱ハロゲン化水素により生成した塩は、例えば、反応混合物を水で洗浄し、水層を分離することで除去することが出来る。得られた油層を加熱減圧下で、溶媒を留去することにより、目的物を得ることが出来る。 The salt produced by dehydrohalogenation can be removed, for example, by washing the reaction mixture with water and separating the aqueous layer. The desired product can be obtained by distilling off the solvent under heating and reduced pressure of the obtained oil layer.
また、溶媒を留去する際には、薄膜蒸留を行うことが好ましい。薄膜蒸留とは、蒸発面と凝縮面との距離が分子の平均自由行程よりも短いような高真空中で、液体を薄膜状にして蒸留する操作をいう。高真空下では、気体分子どうしの衝突が無視出来、液を薄膜にすることで、液体分子どうしの衝突も通常の蒸留操作よりも抑制出来るため、高粘度の化合物から効率的に溶媒を留去するには有効な操作である。薄膜蒸留で用いられる装置としては、例えば、遠心式分子蒸留装置、流下膜式分子蒸留装置等が挙げられる。 Moreover, when distilling a solvent off, it is preferable to perform thin film distillation. Thin film distillation refers to an operation of distilling a liquid into a thin film in a high vacuum where the distance between the evaporation surface and the condensation surface is shorter than the mean free path of molecules. Under high vacuum, collisions between gas molecules can be ignored, and by making the liquid into a thin film, collisions between liquid molecules can be suppressed more than normal distillation operations. This is an effective operation. Examples of the apparatus used in the thin film distillation include a centrifugal molecular distillation apparatus and a falling film molecular distillation apparatus.
このようにして得られたN,N,N′,N′−テトラグリシジル−2,4′−ジアミノジフェニルエーテルは、ファインケミカル、医農薬原料、電気・電子部品の封止剤、電子情報材料、光学材料、絶縁材料や接着剤、ガラス繊維等の複合材料などを構成する樹脂原料等、多岐にわたる工業用途に好ましく用いられる。中でも、電気・電子部品の封止剤、絶縁材料や接着剤、ガラス繊維などとの複合材料に好ましく用いられる。 The N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-2,4′-diaminodiphenyl ether thus obtained is a fine chemical, a raw material for medical and agricultural chemicals, a sealant for electric / electronic parts, an electronic information material, and an optical material. In addition, it is preferably used for a wide variety of industrial applications such as resin raw materials constituting composite materials such as insulating materials, adhesives, and glass fibers. Among them, it is preferably used for a composite material with a sealant for electric / electronic parts, an insulating material, an adhesive, glass fiber, and the like.
本発明のN,N,N′,N′−テトラグリシジル−2,4′−ジアミノジフェニルエーテルを主剤に使用した組成物を、アミンなどの硬化剤で硬化させることにより、高強度、高弾性率、高接着性、高靭性、耐熱性、耐候性、耐溶剤性および耐衝撃性などの高機能なエポキシ樹脂硬化物を得ることができる。特に従来のN,N,N′,N′−テトラグリシジルジアミノジフェニルエーテル類からなるエポキシ樹脂硬化物とほぼ同等レベルの高強度・高耐熱性を維持しながら、弾性率(5%ひずみ時の引張応力)を、より高くすることができる。なお、本発明において、エポキシ化合物の弾性率は、その硬化物をJIS K 6911−1995 熱硬化性プラスチック一般試験方法、5.18引張強さに従って、引張強さを測定するとき、5%ひずみ時の引張応力(単位:MPa)を測定し、これを弾性率とする。 A composition using the N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-2,4′-diaminodiphenyl ether of the present invention as a main ingredient is cured with a curing agent such as an amine, whereby high strength, high elastic modulus, A highly functional cured epoxy resin such as high adhesiveness, high toughness, heat resistance, weather resistance, solvent resistance and impact resistance can be obtained. In particular, the modulus of elasticity (tensile stress at 5% strain) is maintained while maintaining high strength and high heat resistance at almost the same level as conventional epoxy resin cured products made of N, N, N ', N'-tetraglycidyldiaminodiphenyl ethers. ) Can be made higher. In the present invention, the elastic modulus of the epoxy compound is determined by measuring the cured product according to JIS K 6911-1995 thermosetting plastic general test method, 5.18 tensile strength, at 5% strain. The tensile stress (unit: MPa) is measured, and this is used as the elastic modulus.
また、本発明のN,N,N′,N′−テトラグリシジル−2,4′−ジアミノジフェニルエーテルと通常のエポキシ化合物を配合してアミンで硬化させると、例えば、接着剤や塗料などに使用することができる硬化物を得ることが出来る。これらの硬化物は、機械的特性や電気的特性が高く、耐久性や信頼性も高い硬化物である。 Further, when N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-2,4′-diaminodiphenyl ether of the present invention and a normal epoxy compound are blended and cured with an amine, it is used for, for example, an adhesive or a paint. The hardened | cured material which can be obtained can be obtained. These cured products are cured products having high mechanical properties and electrical properties, and high durability and reliability.
以下、実施例により具体的に説明するが、本発明は実施例のみに制限されるものではない。なお、以下の実施例において、「○○重量倍/ジアミノジフェニルエーテル」という記載は、それぞれの添加量が、2,4′−ジアミノジフェニルエーテル重量の○○重量倍であることを意味する。 Hereinafter, although an Example demonstrates concretely, this invention is not restrict | limited only to an Example. In the following Examples, the description “XX weight times / diaminodiphenyl ether” means that each added amount is XX weight times the weight of 2,4′-diaminodiphenyl ether.
本発明において、エポキシ化合物中のN,N,N′,N′−テトラグリシジル−2,4′−ジアミノジフェニルエーテルの含有量、すなわちN,N,N′,N′−テトラグリシジル−2,4′−ジアミノジフェニルエーテルの化学純度は、高速液体クロマトグラフィー法(以下、「HPLC」と略)で、以下の分析条件で分析したもの(HPLC area%)である。 In the present invention, the content of N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-2,4′-diaminodiphenyl ether in the epoxy compound, that is, N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-2,4 ′ -The chemical purity of diaminodiphenyl ether is the one analyzed by the high performance liquid chromatography method (hereinafter abbreviated as "HPLC") under the following analysis conditions (HPLC area%).
・カラム: YMC―Pack ODS−AM303 4.6φ×250mm
・カラム温度: 40℃
・移動相: メタノール:0.1%(v/v)リン酸水溶液=55:45(v/v)
・流量: 1ml/min
・注入量: 3μl
・検出: 紫外(UV)検出 波長254nm
・分析時間: 90分
・分析サンプル調製:サンプル0.02gを秤量し、エチレングリコールジメチルエーテル約20mlに溶解させた。
ただし、上記の分析条件に基づく分析結果と同じ結果が得られる限り、この分析条件に限定されるものではない。
Column: YMC-Pack ODS-AM303 4.6φ × 250mm
-Column temperature: 40 ° C
Mobile phase: Methanol: 0.1% (v / v) phosphoric acid aqueous solution = 55: 45 (v / v)
・ Flow rate: 1ml / min
・ Injection volume: 3μl
・ Detection: Ultraviolet (UV) detection, wavelength 254nm
Analysis time: 90 minutes Analysis sample preparation: 0.02 g of sample was weighed and dissolved in about 20 ml of ethylene glycol dimethyl ether.
However, as long as the same result as the analysis result based on the above analysis condition is obtained, the analysis condition is not limited to this.
本発明において、エポキシ化合物の粘度は、以下の方法で分析したものである。
・粘度計: RE85R(東機産業(株)製)、ローターコードNo.38
・温度: 40℃
・回転数: 1rpm
ただし、上記の分析条件に基づく分析結果と同じ結果が得られる限り、この分析条件に限定されるものではない。
In the present invention, the viscosity of the epoxy compound is analyzed by the following method.
Viscometer: RE85R (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.), rotor code No. 38
・ Temperature: 40 ℃
・ Rotation speed: 1rpm
However, as long as the same result as the analysis result based on the above analysis condition is obtained, the analysis condition is not limited to this.
(実施例1)
温度計、冷却管および撹拌機を取り付けた四つ口フラスコに、エピクロロヒドリン410.8g(4.44mol)、トルエン185.2g(2.5重量倍/ジアミノジフェニルエーテル)、水18.5g(0.25重量倍/ジアミノジフェニルエーテル)を仕込み、これに2,4′−ジアミノジフェニルエーテル74.1g(0.37mol)を添加した。この混合液を80℃の温度で15時間撹拌し、付加反応を行った。反応混合物に硫酸水素テトラブチルアンモニウム3.8g(0.01mol)を添加し、続いて48%水酸化ナトリウム水溶液185g(2.22mol)を30℃の温度で30分かけて滴下、さらに30℃の温度で4時間撹拌しながら熟成し、環化反応を行った。環化反応が終了した後、222.3g(3.0重量倍/ジアミノジフェニルエーテル)の水で、生成した塩を溶解し、水層と油層とを分離した。油層をさらに222.3g(3.0重量倍/ジアミノジフェニルエーテル)の水で洗浄し、水層と油層とを分離した。油層を濾過することにより不溶分を除去し、濾液からトルエンとエピクロロヒドリンとを減圧下留去した。濃縮物にトルエン444.6g(4.0重量倍/ジアミノジフェニルエーテル)を加えた後、希釈液に含まれる不溶分を濾過により除去した。濾液からトルエンを減圧下留去すると、N,N,N′,N′−テトラグリシジル−2,4′−ジアミノジフェニルエーテルを主成分とする褐色の粘性液体が得られた。このエポキシ化合物の収量は、124.8g(理論収量の80%)であった。また、エポキシ化合物の化学純度を、HPLCを使用して前述した方法で測定したところ84%(HPLC area%)であった。また、エポキシ当量は130g/eq、粘度は21Pa・sであった。
Example 1
In a four-necked flask equipped with a thermometer, a condenser tube and a stirrer, epichlorohydrin 410.8 g (4.44 mol), toluene 185.2 g (2.5 times by weight / diaminodiphenyl ether), water 18.5 g ( 0.25 weight times / diaminodiphenyl ether) was added, and 74.1 g (0.37 mol) of 2,4'-diaminodiphenyl ether was added thereto. This mixture was stirred at a temperature of 80 ° C. for 15 hours to carry out an addition reaction. 3.8 g (0.01 mol) of tetrabutylammonium hydrogen sulfate was added to the reaction mixture, followed by dropwise addition of 185 g (2.22 mol) of a 48% aqueous sodium hydroxide solution at a temperature of 30 ° C. over 30 minutes. The mixture was aged with stirring at temperature for 4 hours to carry out a cyclization reaction. After completion of the cyclization reaction, the formed salt was dissolved in 222.3 g (3.0 times by weight / diaminodiphenyl ether) of water, and the aqueous layer and the oil layer were separated. The oil layer was further washed with 222.3 g (3.0 times by weight / diaminodiphenyl ether) of water, and the water layer and the oil layer were separated. The oil layer was filtered to remove insolubles, and toluene and epichlorohydrin were distilled off from the filtrate under reduced pressure. After adding 444.6 g of toluene (4.0 times by weight / diaminodiphenyl ether) to the concentrate, insolubles contained in the diluted solution were removed by filtration. When toluene was distilled off from the filtrate under reduced pressure, a brown viscous liquid mainly composed of N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-2,4′-diaminodiphenyl ether was obtained. The yield of this epoxy compound was 124.8 g (80% of the theoretical yield). Moreover, when the chemical purity of the epoxy compound was measured by the method mentioned above using HPLC, it was 84% (HPLC area%). The epoxy equivalent was 130 g / eq, and the viscosity was 21 Pa · s.
(実施例2)
実施例1において得られたエポキシ化合物10.0gをトルエン100.0gに溶解させ、これをシリカゲル粉末(和光純薬工業(株)製、ワコーゲル(登録商標)FC−40)10.0gを濾過面に敷き詰めた桐山ロートを用いて濾過した。得られた濾液からトルエンを減圧下留去すると、N,N,N′,N′−テトラグリシジル−2,4′−ジアミノジフェニルエーテルを主成分とする褐色の粘性液体8.4gが得られた。このエポキシ化合物の化学純度を、HPLCを使用して前述した方法で測定したところ93%(HPLC area%)であった。また、エポキシ当量は117g/eq、粘度は5Pa・sであった。
(Example 2)
10.0 g of the epoxy compound obtained in Example 1 was dissolved in 100.0 g of toluene, and 10.0 g of silica gel powder (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Wakogel (registered trademark) FC-40) was filtered. It filtered using the Kiriyama funnel spread | overlaid in. When toluene was distilled off from the obtained filtrate under reduced pressure, 8.4 g of a brown viscous liquid mainly composed of N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-2,4′-diaminodiphenyl ether was obtained. When the chemical purity of this epoxy compound was measured by the method mentioned above using HPLC, it was 93% (HPLC area%). The epoxy equivalent was 117 g / eq, and the viscosity was 5 Pa · s.
下記に、実施例2で得られたエポキシ化合物の水素核磁気共鳴(1H−NMR)測定結果を示す。 Below, the hydrogen nuclear magnetic resonance (< 1 > H-NMR) measurement result of the epoxy compound obtained in Example 2 is shown.
1H−NMR(CDCl3、400MHz)δ2.52(m,2H),2.59(dd,2H),2.71(dd,2H),2.81(dd,2H),3.10(m,2H),3.18(m,2H),3.70(m,4H),3.57(m,2H),3.72(m,2H),6.78(d,2H),6.90(m,4H),7.00(t,1H),7.19(d,1H)。 1 H-NMR (CDCl 3 , 400 MHz) δ 2.52 (m, 2H), 2.59 (dd, 2H), 2.71 (dd, 2H), 2.81 (dd, 2H), 3.10 ( m, 2H), 3.18 (m, 2H), 3.70 (m, 4H), 3.57 (m, 2H), 3.72 (m, 2H), 6.78 (d, 2H), 6.90 (m, 4H), 7.00 (t, 1H), 7.19 (d, 1H).
図1、2、3に、実施例2で得られたエポキシ化合物の水素核磁気共鳴(1H−NMR)スペクトルチャート、図4に赤外(IR)吸収スペクトルチャートを示す。 1, 2 and 3 show a hydrogen nuclear magnetic resonance ( 1 H-NMR) spectrum chart of the epoxy compound obtained in Example 2, and FIG. 4 shows an infrared (IR) absorption spectrum chart.
以上の結果をもって、得られた化合物がN,N,N′,N′−テトラグリシジル−2,4′−ジアミノジフェニルエーテルであると同定した。 Based on the above results, the obtained compound was identified as N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-2,4′-diaminodiphenyl ether.
(参考例1)
実施例1において、2,4′−ジアミノジフェニルエーテルを4,4′−ジアミノジフェニルエーテルに変更した以外は、実施例1と同様に実施したところ、N,N,N′,N′−テトラグリシジル−4,4′−ジアミノジフェニルエーテルを主成分とする褐色の粘性液体が得られた。このエポキシ化合物の収量は、157.0g(理論収量の100%)であった。また、エポキシ化合物の化学純度を、HPLCを使用して前述した方法で測定したところ94%(HPLC area%)であった。また、エポキシ当量は115g/eq、粘度は9Pa・sであった。
(Reference Example 1)
The same procedure as in Example 1 was conducted except that 2,4′-diaminodiphenyl ether was changed to 4,4′-diaminodiphenyl ether in Example 1. N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-4 A brown viscous liquid mainly composed of 4,4'-diaminodiphenyl ether was obtained. The yield of this epoxy compound was 157.0 g (100% of the theoretical yield). Moreover, when the chemical purity of the epoxy compound was measured by the method mentioned above using HPLC, it was 94% (HPLC area%). The epoxy equivalent was 115 g / eq, and the viscosity was 9 Pa · s.
(参考例2)
実施例1において、2,4′−ジアミノジフェニルエーテルを3,4′−ジアミノジフェニルエーテルに変更した以外は、実施例1と同様に実施したところ、N,N,N′,N′−テトラグリシジル−3,4′−ジアミノジフェニルエーテルを主成分とする褐色の粘性液体が得られた。このエポキシ化合物の収量は、157.1g(理論収量の100%)であった。また、エポキシ化合物の化学純度を、HPLCを使用して前述した方法で測定したところ88%(HPLC area%)であった。また、エポキシ当量は118g/eq、粘度は28Pa・sであった。
(Reference Example 2)
The same procedure as in Example 1 was conducted except that 2,4′-diaminodiphenyl ether was changed to 3,4′-diaminodiphenyl ether in Example 1. N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-3 A brown viscous liquid mainly composed of 4,4'-diaminodiphenyl ether was obtained. The yield of this epoxy compound was 157.1 g (100% of the theoretical yield). Moreover, when the chemical purity of the epoxy compound was measured by the method mentioned above using HPLC, it was 88% (HPLC area%). The epoxy equivalent was 118 g / eq, and the viscosity was 28 Pa · s.
(参照例1)
実施例1で得られたエポキシ化合物100重量部に対し、硬化剤として、m−キシリレンジアミン(東京化成工業(株)製)60重量部を均一に混合して液状組成物を調製した。この液状組成物を、減圧下攪拌することで脱泡し、テフロン(登録商標)製の型に注入し、室温(0〜10℃)で16時間以上養生した後、60℃で2時間加熱して硬化させ、試験片とした。この試験片を用いて、引張り試験、硬さ測定を行った。試験方法はそれぞれ、JIS K 6911−1995熱硬化性プラスチック一般試験方法、5.18引張強さ、5.16硬さに従った。また、引張り試験において、上述した引張り強さを測定するとき、5%ひずみ時の引張り応力を弾性率(単位:MPa)として求めると共に、試験片が破断したときの伸び(単位:mm)を測定した。ただし、引張り試験に供した試験片は、JIS K6911−1955の5.18.2(2)図31記載の形状とし、硬度計には、ASKER TYPE D(高分子計器(株))を用いた。
(Reference Example 1)
A liquid composition was prepared by uniformly mixing 60 parts by weight of m-xylylenediamine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) as a curing agent with respect to 100 parts by weight of the epoxy compound obtained in Example 1. This liquid composition is defoamed by stirring under reduced pressure, poured into a Teflon (registered trademark) mold, cured at room temperature (0-10 ° C.) for 16 hours or more, and then heated at 60 ° C. for 2 hours. And cured to obtain a test piece. Using this test piece, a tensile test and a hardness measurement were performed. The test methods followed JIS K 6911-1995 thermosetting plastic general test method, 5.18 tensile strength, 5.16 hardness, respectively. Also, in the tensile test, when measuring the tensile strength described above, the tensile stress at 5% strain is obtained as an elastic modulus (unit: MPa), and the elongation (unit: mm) when the test piece is broken is measured. did. However, the test piece used for the tensile test had the shape described in 5.18.2 (2) FIG. 31 of JIS K6911-1955, and ASKER TYPE D (Polymer Keiki Co., Ltd.) was used as the hardness meter. .
参照例1の硬化物は、引張強さが59.3MPa、試験片が破断したときの伸びが3.0mm、弾性率(5%ひずみ時引張応力)が50.6MPa、硬度が83であった。 The cured product of Reference Example 1 had a tensile strength of 59.3 MPa, an elongation of 3.0 mm when the test piece broke, an elastic modulus (tensile stress at 5% strain) of 50.6 MPa, and a hardness of 83. .
(参照例2)
参照例1におけるエポキシ化合物を、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン(商品名:MY721、HUNTSMAN社製)に変更した以外は、参照例1と同様にして硬化物を作成し、その引張り試験および硬さ試験を行った。
(Reference Example 2)
A cured product was prepared in the same manner as in Reference Example 1 except that the epoxy compound in Reference Example 1 was changed to tetraglycidyl diaminodiphenylmethane (trade name: MY721, manufactured by HUNTSMAN), and a tensile test and a hardness test were performed. It was.
参照例2の硬化物は、引張強さが49.5MPa、試験片が破断したときの伸びが3.8mm、弾性率(5%ひずみ時引張応力)が31.0MPa、硬度が83であった。 The cured product of Reference Example 2 had a tensile strength of 49.5 MPa, an elongation of 3.8 mm when the test piece broke, an elastic modulus (tensile stress at 5% strain) of 31.0 MPa, and a hardness of 83. .
参照例1の硬化物は、硬度は参照例2と同等である一方、引張強さは約20%高く、試験片が破断したときの伸びは約20%低いが、弾性率(5%ひずみ時引張応力)が約63%高くなった。 While the cured product of Reference Example 1 has the same hardness as Reference Example 2, the tensile strength is about 20% higher and the elongation when the test piece breaks is about 20% lower, but the elastic modulus (at 5% strain) The tensile stress was increased by about 63%.
(参照例3)
参照例1におけるエポキシ化合物を、参考例1で得られたN,N,N′,N′−テトラグリシジル−4,4′−ジアミノジフェニルエーテルに変更した以外は、参照例1と同様にして硬化物を作成し、その引張り試験および硬さ試験を行った。
(Reference Example 3)
A cured product in the same manner as in Reference Example 1 except that the epoxy compound in Reference Example 1 was changed to N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-4,4′-diaminodiphenyl ether obtained in Reference Example 1. Were prepared and subjected to a tensile test and a hardness test.
参照例3の硬化物は、引張強さが55.8MPa、試験片が破断したときの伸びが3.3mm、弾性率(5%ひずみ時引張応力)が41.6MPa、硬度が85であった。
参照例1の硬化物は、硬度は参照例3と同等である一方、引張強さは約6%高く、試験片が破断したときの伸びは約9%低いが、弾性率(5%ひずみ時引張応力)が約22%高くなった。
The cured product of Reference Example 3 had a tensile strength of 55.8 MPa, an elongation when the test piece broke 3.3 mm, an elastic modulus (tensile stress at 5% strain) of 41.6 MPa, and a hardness of 85. .
While the cured product of Reference Example 1 has the same hardness as Reference Example 3, the tensile strength is about 6% higher and the elongation when the test piece breaks is about 9% lower, but the elastic modulus (at 5% strain) (Tensile stress) was increased by about 22%.
(参照例4)
参照例1におけるエポキシ化合物を、参考例2で得られたN,N,N′,N′−テトラグリシジル−3,4′−ジアミノジフェニルエーテルに変更した以外は、参照例1と同様にして硬化物を作成し、その引張り試験および硬さ試験を行った。
(Reference Example 4)
Cured product in the same manner as in Reference Example 1 except that the epoxy compound in Reference Example 1 was changed to N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-3,4′-diaminodiphenyl ether obtained in Reference Example 2. Were prepared and subjected to a tensile test and a hardness test.
参照例4の硬化物は、引張強さが59.9MPa、試験片が破断したときの伸びが3.8mm、弾性率(5%ひずみ時引張応力)が38.9MPa、硬度が81であった。
参照例1の硬化物は、硬度、引張強さは参照例4と同等である一方、試験片が破断したときの伸びは約20%低いが、弾性率(5%ひずみ時引張応力)が約30%高くなった。
The cured product of Reference Example 4 had a tensile strength of 59.9 MPa, an elongation of 3.8 mm when the test piece broke, an elastic modulus (tensile stress at 5% strain) of 38.9 MPa, and a hardness of 81. .
The cured product of Reference Example 1 has the same hardness and tensile strength as Reference Example 4, while the elongation when the specimen breaks is about 20% lower, but the elastic modulus (tensile stress at 5% strain) is about 30% higher.
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