JP2020143078A - Manufacturing method of high purity 1,3-dialkylcyclobutanoic-1,2,3,4-tetracarboxylic acid-1,2,3,4-dianhydride - Google Patents

Manufacturing method of high purity 1,3-dialkylcyclobutanoic-1,2,3,4-tetracarboxylic acid-1,2,3,4-dianhydride Download PDF

Info

Publication number
JP2020143078A
JP2020143078A JP2020079393A JP2020079393A JP2020143078A JP 2020143078 A JP2020143078 A JP 2020143078A JP 2020079393 A JP2020079393 A JP 2020079393A JP 2020079393 A JP2020079393 A JP 2020079393A JP 2020143078 A JP2020143078 A JP 2020143078A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dianhydride
dacbda
tetracarboxylic acid
dialkylcyclobutane
cbda
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2020079393A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6919745B2 (en
Inventor
近藤 光正
Mitsumasa Kondo
光正 近藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Chemical Corp
Original Assignee
Nissan Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Chemical Corp filed Critical Nissan Chemical Corp
Publication of JP2020143078A publication Critical patent/JP2020143078A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6919745B2 publication Critical patent/JP6919745B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D493/00Heterocyclic compounds containing oxygen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system
    • C07D493/02Heterocyclic compounds containing oxygen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D493/04Ortho-condensed systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D307/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D307/02Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
    • C07D307/34Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D307/56Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D307/60Two oxygen atoms, e.g. succinic anhydride
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08G73/1003Preparatory processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08G73/1003Preparatory processes
    • C08G73/1007Preparatory processes from tetracarboxylic acids or derivatives and diamines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08G73/1003Preparatory processes
    • C08G73/1007Preparatory processes from tetracarboxylic acids or derivatives and diamines
    • C08G73/101Preparatory processes from tetracarboxylic acids or derivatives and diamines containing chain terminating or branching agents
    • C08G73/1014Preparatory processes from tetracarboxylic acids or derivatives and diamines containing chain terminating or branching agents in the form of (mono)anhydrid

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (AREA)

Abstract

To provide an efficient manufacturing method of high purity 1,3-dialkyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic acid-1,2,3,4-dianhydride that is a raw material of polyimide or the like.SOLUTION: A mixture containing 1,3-dialkylcyclobutanoic-1,2,3,4-tetracarboxylic acid-1,2,3,4-dianhydride and 1,2-dialkylcyclobutanoic-1,2,3,4-tetracarboxylic acid-1,2,3,4-dianhydride at a mass ratio of 70:30 to 99.5 to 0.5 is heated in an organic solvent selected from the group consisting of acetic acid anhydride, acetonitrile and ethyl acetate, cooled, followed by filtering.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、光学材料用のポリイミド等の原料モノマーとなり得る、高純度の1,3−ジアルキルシクロブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸−1,2:3,4−二無水物の製造方法に関する。 The present invention is a high-purity 1,3-dialkylcyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid-1,2: 3,4-dianhydride that can be a raw material monomer such as polyimide for optical materials. Regarding the manufacturing method.

一般に、ポリイミド樹脂は、その特徴である、高い機械的強度、耐熱性、絶縁性、耐溶剤性等により、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。
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あわせもつことが期待されている。
In general, polyimide resin is widely used as an electronic material such as a protective material and an insulating material in a liquid crystal display element or a semiconductor because of its characteristics such as high mechanical strength, heat resistance, insulating property, and solvent resistance. Recently, it is also expected to be used as a material for optical communication such as a material for an optical waveguide.
In recent years, the development of this field has been remarkable, and in response to this, more and more advanced properties are required for the materials used. That is, it is expected that not only the heat resistance and the solvent resistance are excellent, but also a large number of performances according to the application.

しかし、芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンとを原料とする、全芳香族ポリイミド樹脂においては、濃い琥珀色を呈し着色するため、高い透明性が要求される用途において、課題を有している。一方、脂環式テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンとの重縮合反応によりポリイミド前駆体を形成し、該前駆体をイミド化したポリイミド樹脂は、比較的着色が少なく、高透明性であることが知られている(特許文献1、2参照)。 However, the total aromatic polyimide resin, which is made from aromatic tetracarboxylic dianhydride and aromatic diamine, exhibits a deep amber color and is colored, which poses a problem in applications requiring high transparency. are doing. On the other hand, a polyimide resin in which a polyimide precursor is formed by a polycondensation reaction between an alicyclic tetracarboxylic acid dianhydride and an aromatic diamine and the precursor is imidized is relatively less colored and highly transparent. It is known (see Patent Documents 1 and 2).

上記比較的着色が少なく、高透明性のポリイミドの原料である脂環式テトラカルボン酸二無水物の1種である、アルキルシクロブタン酸二無水物として、特許文献3には、下記のスキームで表されるように、シトラコン酸無水物(MMAと略す。)の光二量化反応によって、1,3−ジメチルシクロブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸−1,2:3,4−二無水物(1,3−DMCBDA)と1,2−ジメチルシクロブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸−1,2:3,4−二無水物(1,2−DMCBDA)の混合物が得られることが開示されている。 As an alkylcyclobutanoic acid dianhydride, which is one of the alicyclic tetracarboxylic dianhydrides which is a raw material of a highly transparent polyimide with relatively little coloring, Patent Document 3 shows the following scheme. 1,3-Dimethylcyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid-1,2: 3,4-dianhydride by photodimerization reaction of citraconic anhydride (abbreviated as MMA). A mixture of the substance (1,3-DMCBDA) and 1,2-dimethylcyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid-1,2: 3,4-dianhydride (1,2-DMCBDA) is obtained. It is disclosed that

Figure 2020143078
Figure 2020143078

一方、1,3−DMCBDAと1,2−DMCBDAとを対比した場合、対称性の高い構造を有する前者の1,3−DMCBDAが、後者の1,2−DMCBDAよりも分子量の高いポリイミドが製造でき、より有用性が高いことが知られている。
しかし、特許文献3には、1,3−DMCBDAと1,2−DMCBDAとの混合物が得られることは記載されているが、有用性の高い前者の1,3−DMCBDAを高純度で、かつ高効率で得ることについての記載はない。
On the other hand, when 1,3-DMCBDA and 1,2-DMCBDA are compared, the former 1,3-DMCBDA having a highly symmetric structure is produced, and the latter polyimide having a higher molecular weight than 1,2-DMCBDA is produced. It is known to be possible and more useful.
However, although Patent Document 3 describes that a mixture of 1,3-DMCBDA and 1,2-DMCBDA can be obtained, the former 1,3-DMCBDA, which is highly useful, can be obtained with high purity. There is no description about obtaining with high efficiency.

特公平2−24294号公報Special Fair 2-24294 Gazette 特開昭58−208322号公報JP-A-58-208322 特開平4−106127号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-106127 国際特許出願公開WO2010/092989号Publication of International Patent Application WO2010 / 092989

本発明の目的は、無水マレイン酸化合物の光二量化反応などにより得られる、1,3−ジアルキルシクロブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸−1,2:3,4−二無水物(以下、1,3−DACBDAともいう。)とともに、1,2−ジアルキルシクロブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸−1,2:3,4−二無水物(以下、1,2−DACBDAともいう。)を含む混合物から、前者の1,3−DACBDAを高純度で、かつ高効率で得る方法を提供することにある。 An object of the present invention is a 1,3-dialkylcyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid-1,2: 3,4-dianhydride obtained by a photodimerization reaction of a maleic anhydride compound or the like. Hereinafter, along with 1,3-DACBDA), 1,2-dialkylcyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid-1,2: 3,4-dianhydride (hereinafter, 1,2-). It is an object of the present invention to provide a method for obtaining the former 1,3-DACBDA with high purity and high efficiency from a mixture containing (also referred to as DACBDA).

本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意研究を行った結果、1,3−DACBDAと1,2−DACBDAとは、加熱状態の有機溶媒、特に、特定の有機溶媒に対する溶解度が大きく異なり、前者の溶解度が後者に対比して極めて小さいことを見出し、かかる溶解度の差を利用して両者を分離し、高純度の1,3−DACBDAを高効率で得る方法を見出し、本発明を完成させた。
本発明は、下記の要旨を有するものである。
As a result of diligent research to solve the above problems, the present inventors have found that 1,3-DACBDA and 1,2-DACBDA have a solubility in a heated organic solvent, particularly a specific organic solvent. We found that the solubility of the former was extremely small compared to that of the latter, and found a method of separating the two by utilizing the difference in solubility to obtain high-purity 1,3-DACBDA with high efficiency. Was completed.
The present invention has the following gist.

1.1,3−DACBDAと1,2−DACBDAとの混合物を有機溶媒中で加熱し、冷却し、次いで濾過することにより、高純度の1,3−ジアルキル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸−1,2:3,4−二無水物を固体として濾取することを特徴とする1,3−DACBDAの製造方法。
2.前記有機溶媒が、沸点50〜200℃を有する、有機カルボン酸のエステル若しくは無水物、又は炭酸エステルである、上記1に記載の製造方法。
3.前記有溶溶媒が、無水酢酸である上記1に記載の製造方法。
4.前記有溶溶媒が、11,3−DACBDAと1,2−DACBDAとの混合物のI質量部に対して2〜20質量部使用される上記1〜3のいずれか1項に記載の製造方法。
5.前記混合物の有機溶媒中での加熱が、10℃〜該有機溶媒の沸点の温度を行われる、上記1〜4のいずれか1項に記載の製造方法。
6.前記加熱後に、−10〜50℃まで冷却される、上記1〜5のいずれか1項に記載の製造方法。
7.前記混合物における1,3−DACBDAと1,2−DACBDAとの質量比率が、50:50〜99.5:0.5である上記1〜6のいずれか1項に記載の製造方法。
8.前記1,3−DACBDAと1,2−DACBDAとの混合物が、無水マレイン酸の光二量化反応により得られる上記1〜7のいずれか1項に記載の製造方法。
9.1,3−DACBDA及び1,2−DACBDAの有するアルキル基がメチル基である、上記1〜8のいずれか1項に記載の製造方法。
1. High-purity 1,3-dialkyl-1,3-dialkyl-1,2,3,4-by heating, cooling and then filtering a mixture of 1,3-DACBDA and 1,2-DACBDA in an organic solvent. A method for producing 1,3-DACBDA, which comprises filtering cyclobutanetetracarboxylic acid-1,2: 3,4-dianhydride as a solid.
2. 2. The production method according to 1 above, wherein the organic solvent is an ester or anhydride of an organic carboxylic acid or a carbonic acid ester having a boiling point of 50 to 200 ° C.
3. 3. The production method according to 1 above, wherein the soluble solvent is acetic anhydride.
4. The production method according to any one of 1 to 3 above, wherein the soluble solvent is used in an amount of 2 to 20 parts by mass with respect to I parts by mass of a mixture of 11,3-DACBDA and 1,2-DACBDA.
5. The production method according to any one of 1 to 4 above, wherein the mixture is heated in an organic solvent at a temperature of 10 ° C. to the boiling point of the organic solvent.
6. The production method according to any one of 1 to 5 above, wherein after the heating, the mixture is cooled to −10 to 50 ° C.
7. The production method according to any one of 1 to 6 above, wherein the mass ratio of 1,3-DACBDA and 1,2-DACBDA in the mixture is 50:50 to 99.5: 0.5.
8. The production method according to any one of 1 to 7 above, wherein the mixture of 1,3-DACBDA and 1,2-DACBDA is obtained by a photodimerization reaction of maleic anhydride.
9. The production method according to any one of 1 to 8 above, wherein the alkyl group of 1,3-DACBDA and 1,2-DACBDA is a methyl group.

本発明の製造方法によれば、高純度の1,3−ジアルキルシクロブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸−1,2:3,4−二無水物(1,3−DACBDA)を簡便に、効率よく、高回収率で得ることができる。 According to the production method of the present invention, high-purity 1,3-dialkylcyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid-1,2: 3,4-dianhydride (1,3-DACBDA) is produced. It can be obtained easily, efficiently, and with a high recovery rate.

本発明の製造方法における原料となる、1,3−DACBDAと1,2−DACBDAとの混合物は、典型的には、式(1)で表される無水マレイン酸化合物の光二量化反応により、下記の反応スキームで得ることができる。 The mixture of 1,3-DACBDA and 1,2-DACBDA, which is the raw material in the production method of the present invention, is typically obtained by the photodimerization reaction of the maleic anhydride compound represented by the formula (1) as follows. Can be obtained with the reaction scheme of.

Figure 2020143078
上記式中、Rは、炭素数が1〜20、好ましくは1〜12、より好ましくは1〜6のアルキル基を表す。特にメチルが好ましい。
Figure 2020143078
In the above formula, R represents an alkyl group having 1 to 20, preferably 1 to 12, more preferably 1 to 6 carbon atoms. Methyl is particularly preferable.

炭素数1〜20のアルキル基としては、直鎖状若しくは分岐状の飽和アルキル基、又はは直鎖状若しくは分岐状の不飽和アルキル基のいずれでもよい。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、n−ブチル、i−ブチル、s−ブチル、t−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、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、n−ヘプチル、n−オクチル、n−ノニル、n−デシル、n−ドデシル、n−エイコシル、1−メチルビニル、2−アリル、1−エチルビニル、2−メチルアリル、2−ブテニル、2−メチル−2−ブテニル、3−メチル−2−ブテニル、3−メチル−3−ブテニル、2−ヘキセニル、4−メチル−3−ペンテニル、4−メチル−4−ペンテニル、2,3−ジメチル−2−ブテニル、1−エチル−2−ペンテニル、3−ドデセニル、プロパルギル、3−ブチニル、3−メチル−2−プロピニル、9−デシニル等が挙げられる。
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、それぞれ表す。
The alkyl group having 1 to 20 carbon atoms may be either a linear or branched saturated alkyl group or a linear or branched unsaturated alkyl group. Specific examples thereof include methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, i-butyl, s-butyl, t-butyl, n-pentyl, 1-methyl-n-butyl, 2-methyl-. n-butyl, 3-methyl-n-butyl, 1,1-dimethyl-n-propyl, 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, n-heptyl, n-octyl, n-nonyl, n-decyl, n-dodecyl, n-eicosyl, 1-methylvinyl , 2-allyl, 1-ethylvinyl, 2-methylallyl, 2-butenyl, 2-methyl-2-butenyl, 3-methyl-2-butenyl, 3-methyl-3-butenyl, 2-hexenyl, 4-methyl-3 -Pentenyl, 4-methyl-4-pentenyl, 2,3-dimethyl-2-butenyl, 1-ethyl-2-pentenyl, 3-dodecenyl, propargyl, 3-butynyl, 3-methyl-2-propynyl, 9-decynyl And so on.
Note that n represents normal, i represents iso, s represents secondary, and t represents tertiary.

式(1)で表される無水マレイン酸化合物の一例としては、無水シトラコン酸、2−エチル無水マレイン酸、2−イソプロピル無水マレイン酸、2−n−ブチル無水マレイン酸、2−t−ブチル無水マレイン酸、2−n−ペンチルマレイン酸無水物、2−n−ヘキシルマレイン酸無水物、2−n−ヘプチルマレイン酸無水物、2−n−オクチルマレイン酸無水物、2−n−ノニルマレイン酸無水物、2−n−デシルマレイン酸無水物、2−n−ドデシルマレイン酸無水物、2−n−エイコシルマレイン酸無水物、2−(1−メチルビニル)マレイン酸無水物、2−(2−アリル)マレイン酸無水物、2−(1−エチルビニル)マレイン酸無水物、2−(2−メチルアリル)マレイン酸無水物、2−(2−ブテニル)マレイン酸無水物、2−(2−ヘキセニル)マレイン酸無水物、2−(1−エチル−2−ペンテニル)マレイン酸無水物、2−(3−ドデセニル)マレイン酸無水物、2−プロパルギルマレイン酸無水物、2−(3−ブチニル)マレイン酸無水物、2−(3−メチル−2−プロピニル)マレイン酸無水物、2−(9−デシニル)マレイン酸無水物などが挙げられる。 As an example of the maleic anhydride compound represented by the formula (1), citraconic anhydride, 2-ethylanhydride maleic acid, 2-isopropylanhydride maleic acid, 2-n-butylanhydride maleic acid, 2-t-butylanhydride Maleic acid, 2-n-pentylmaleic anhydride, 2-n-hexylmaleic anhydride, 2-n-heptylmaleic anhydride, 2-n-octylmaleic anhydride, 2-n-nonylmaleic acid Anhydride, 2-n-decylmaleic anhydride, 2-n-dodecylmaleic anhydride, 2-n-eicosylmaleic anhydride, 2- (1-methylvinyl) maleic anhydride, 2-( 2-allyl) maleic anhydride, 2- (1-ethylvinyl) maleic anhydride, 2- (2-methylallyl) maleic anhydride, 2- (2-butenyl) maleic anhydride, 2- (2-) Hexenyl) maleic anhydride, 2- (1-ethyl-2-pentenyl) maleic anhydride, 2- (3-dodecenyl) maleic anhydride, 2-propargylmaleic anhydride, 2- (3-butynyl) Examples thereof include maleic anhydride, 2- (3-methyl-2-propynyl) maleic anhydride, 2- (9-decynyl) maleic anhydride and the like.

無水マレイン酸化合物の光二量化反応による、1,3−DACBDAと1,2−DACBDAとの混合物の製造条件の例を下記に記載する。
光二量化反応で用いられる溶媒としては、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸n−プロピル、ギ酸i−プロピル、ギ酸n−ブチル、ギ酸i−ブチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸i−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸n−プロピル、プロピオン酸i−プロピル、エチレングリコールジホルメート、エチレングリコールジアセテート、エチレングリコールジプロピオネート、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル等を列記することができる。
An example of the production conditions of a mixture of 1,3-DACBDA and 1,2-DACBDA by a photodimerization reaction of a maleic anhydride compound is described below.
As the solvent used in the photodimerization reaction, methyl formate, ethyl formate, n-propyl formate, i-propyl formate, n-butyl formate, i-butyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, i-acetate Propyl, n-butyl acetate, i-butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, n-propyl propionate, i-propyl propionate, ethylene glycol diformate, ethylene glycol diacetate, ethylene glycol dipropionate, carbonic acid Dimethyl, diethyl carbonate and the like can be listed.

溶媒の使用量は、無水マレイン酸化合物に対して、3〜300質量倍が好ましく、3〜100質量倍が好ましい。
なお、反応溶媒の使用量は反応を速くしたい場合や、生成物の収量を多くしたい場合は少ない方が好ましく、例えば、無水マレイン酸化合物の濃度が濃くなると、反応が速くなり、得られる生成物の収量が多くなる。従って、反応を速くしたい場合や、生成物の収量を多くしたい場合は、溶媒の使用量は無水マレイン酸化合物に対して3〜10質量倍が好ましい。
The amount of the solvent used is preferably 3 to 300 times by mass, preferably 3 to 100 times by mass, that of the maleic anhydride compound.
The amount of the reaction solvent used is preferably small when the reaction is to be accelerated or when the yield of the product is to be increased. For example, when the concentration of the maleic anhydride compound is increased, the reaction is accelerated and the obtained product is obtained. Yield is high. Therefore, when it is desired to accelerate the reaction or increase the yield of the product, the amount of the solvent used is preferably 3 to 10 times by mass as compared with that of the maleic anhydride compound.

光二量化反応では、光の波長は、200〜400nmが好ましく、250〜350nmがより好ましく、280〜330nmが特に好ましい。光源としては、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノンランプ、無電極ランプ、発光ダイオード等が使用される。
特に、275〜500nmの波長を有する発光ダイオードが、改良された選択率で1,3−DACBDAを与えた。また、光源冷却管を石英ガラスからパイレックスガラスに変えることにより、光源冷却管への着色ポリマー付着や不純物が減少し、改良された選択率で1,3−DACBDAが得られる。
In the photodimerization reaction, the wavelength of light is preferably 200 to 400 nm, more preferably 250 to 350 nm, and particularly preferably 280 to 330 nm. As the light source, a low pressure mercury lamp, a medium pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, an ultrahigh pressure mercury lamp, a xenon lamp, an electrodeless lamp, a light emitting diode and the like are used.
In particular, light emitting diodes with wavelengths of 275-500 nm gave 1,3-DACBDA with improved selectivity. Further, by changing the light source cooling tube from quartz glass to Pyrex glass, adhesion of colored polymer and impurities to the light source cooling tube are reduced, and 1,3-DACBDA can be obtained with an improved selectivity.

反応温度は、高温になると重合物が副生し、一方、低温になると無水マレイン酸化合物の溶解度が低下し生産効率が減少することから、−20〜80℃で行うことが好ましい。更に好ましくは−10〜50℃であり、特に0〜20℃では、1,2−DACBDAなどの副生物の生成が抑制され、高い選択率及び収率で1,3−DACBDAが得られる。 The reaction temperature is preferably -20 to 80 ° C. because the polymer is by-produced when the temperature is high, while the solubility of the maleic anhydride compound is lowered and the production efficiency is lowered when the temperature is low. More preferably, it is −10 to 50 ° C., and particularly at 0 to 20 ° C., the production of by-products such as 1,2-DACBDA is suppressed, and 1,3-DACBDA can be obtained with high selectivity and yield.

反応時間は、無水マレイン酸化合物の仕込み量、光源の種類、照射量によっても変わるが、未反応の無水マレイン酸化合物が0〜40%、好ましくは0〜10%に達するまでの時間で行なうことができる。なお、転化率はガスクロマトグラフィーなどで反応液を分析することにより、容易に測定することができる。 The reaction time varies depending on the amount of the maleic anhydride compound charged, the type of the light source, and the irradiation amount, but the reaction time should be 0 to 40%, preferably 0 to 10% of the unreacted maleic anhydride compound. Can be done. The conversion rate can be easily measured by analyzing the reaction solution by gas chromatography or the like.

反応時間が長くなり無水マレイン酸化合物の転化率が上がると、1,3−DACBDAの析出量が多くなり、生成した1,3−DACBDAが光源冷却管の外壁(反応液側)に付着し始め、分解反応の併発による結晶の着色化、光効率(単位電力x時間当たりの収率)の低下がみられる。従って、無水マレイン酸化合物の転化率を上げるためには、1バッチで長時間かけることは、実用上生産効率の低下を伴い好ましくない。反応は、バッチ式又は流通式で行うことができ、また、常圧でも加圧でも行うことができる。 As the reaction time becomes longer and the conversion rate of the maleic anhydride compound increases, the amount of 1,3-DACBDA deposited increases, and the generated 1,3-DACBDA begins to adhere to the outer wall (reaction liquid side) of the light source cooling tube. , Crystal coloring due to the combined decomposition reaction, and decrease in light efficiency (yield per unit power x time) are observed. Therefore, in order to increase the conversion rate of the maleic anhydride compound, it is not preferable to spend a long time in one batch because the production efficiency is lowered in practice. The reaction can be carried out in batch or flow mode, and can also be carried out under normal pressure or pressure.

光二量化反応後は、反応液中の析出物をろ過し、ろ取物を有機溶媒にて洗浄後、減圧乾燥することにより、1,3−DACBDAと1,2−DACBDAとの混合物が得られる。
ろ取物の洗浄に使用する有機溶媒の量は、反応槽内に残存した析出物をろ過器へ移送できる量であればよいが、有機溶媒の量が多い場合には目的物がろ液へ移行してしまい回収率が低下しやすい。このため、ろ取物の洗浄に使用する有機溶媒の量は、反応に使用した無水マレイン酸化合物に対し、0.5〜10重量倍が好ましく、より好ましくは1〜2重量倍である。
After the photodimerization reaction, the precipitate in the reaction solution is filtered, the filtrate is washed with an organic solvent, and dried under reduced pressure to obtain a mixture of 1,3-DACBDA and 1,2-DACBDA. ..
The amount of the organic solvent used for washing the filtrate may be an amount that can transfer the precipitate remaining in the reaction vessel to the filter, but if the amount of the organic solvent is large, the target product is transferred to the filtrate. The recovery rate tends to decrease due to migration. Therefore, the amount of the organic solvent used for washing the filtrate is preferably 0.5 to 10 times by weight, more preferably 1 to 2 times by weight, that of the maleic anhydride compound used in the reaction.

ろ取物の洗浄に使用する溶媒は、特に限定されないが、目的物である1,3−DACBDAの溶解度の高い溶媒を用いると目的物がろ液へ移行してしまい回収率が低下しやすい。このため、ろ取物の洗浄に使用する有機溶媒は、光二量化反応に使用する溶媒であるギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸n−プロピル、ギ酸i−プロピル、ギ酸n−ブチル、ギ酸i−ブチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸i−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸n−プロピル、プロピオン酸i−プロピル、エチレングリコールジホルメート、エチレングリコールジアセテート、エチレングリコールジプロピオネート、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル等や生成物を溶解しない溶媒、例えばトルエン、ヘキサン、ヘプタン、アセトニトリル、アセトン、クロロホルム、無水酢酸等やこれらの混合溶媒などが挙げられる。中でも酢酸エチル、炭酸ジメチルが好ましく、より好ましくは酢酸エチル、炭酸ジメチル、無水酢酸が好ましい。 The solvent used for cleaning the filtrate is not particularly limited, but if a solvent having a high solubility of the target product 1,3-DACBDA is used, the target product is transferred to the filtrate and the recovery rate tends to decrease. Therefore, the organic solvents used for washing the filtrate are methyl formate, ethyl formate, n-propyl formate, i-propyl formate, n-butyl formate, i-butyl formate, which are the solvents used for the photodimerization reaction. Methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, i-propyl acetate, n-butyl acetate, i-butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, n-propyl propionate, i-propyl propionate, ethylene glycol diform Mates, ethylene glycol diacetate, ethylene glycol dipropionate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, etc. and solvents that do not dissolve products such as toluene, hexane, heptane, acetonitrile, acetone, chloroform, anhydrous acetic acid, etc., and mixed solvents thereof, etc. Can be mentioned. Of these, ethyl acetate and dimethyl carbonate are preferable, and ethyl acetate, dimethyl carbonate and acetic anhydride are more preferable.

なお、無水マレイン酸化合物の光二量化反応は、増感剤の存在下に行うこともできる。増感剤としては、ベンゾフェノン、アントラキノン、アセトフェノン、ベンズアルデヒドなどが好ましい。特に、電子求引性基が置換したベンゾフェノン、電子求引性基が置換したアセトフェノン又は電子求引性基が置換したベンズアルデヒドが、高光反応効率で、1,3−DACBDAと1,2−DACBDAとの混合物を生成するので好ましい。
使用する増感剤の量は、無水マレイン酸化合物に対し、好ましくは0.1〜20モル%、より好ましくは0.1〜5モル%である。
The photodimerization reaction of the maleic anhydride compound can also be carried out in the presence of a sensitizer. As the sensitizer, benzophenone, anthraquinone, acetophenone, benzaldehyde and the like are preferable. In particular, benzophenone substituted with an electron-attracting group, acetophenone substituted with an electron-attracting group, or benzaldehyde substituted with an electron-attracting group have high photoreaction efficiencies, and 1,3-DACBDA and 1,2-DACBDA It is preferable because it produces a mixture of.
The amount of the sensitizer used is preferably 0.1 to 20 mol%, more preferably 0.1 to 5 mol% with respect to the maleic anhydride compound.

本発明では、上記のようにして1,3−DACBDAと1,2−DACBDAとの混合物を含む反応混合物液が得られる。反応混合物液において、1,3−DACBDAと1,2−DACBDAとは、いずれも固体として存在するので、反応混合物液を濾過し、1,3−DACBDAと1,2−DACBDAと単離し、本発明における高純度の1,3−DACBDAを得るための原料とされる。 In the present invention, a reaction mixture solution containing a mixture of 1,3-DACBDA and 1,2-DACBDA is obtained as described above. In the reaction mixture solution, 1,3-DACBDA and 1,2-DACBDA are both present as solids. Therefore, the reaction mixture solution was filtered and isolated as 1,3-DACBDA and 1,2-DACBDA. It is used as a raw material for obtaining high-purity 1,3-DACBDA in the present invention.

なお、1,3−DACBDAと1,2−DACBDAとの混合物を含む反応混合物に含有される有機溶媒が、続いて行われる高純度の1,3−DACBDAを得る際に使用可能な有機溶媒である場合には、かかる1,3−DACBDAと1,2−DACBDAとの混合物を含む反応混合物をそのまま、原料とすることもできる。また、反応混合物液から、1,3−DACBDAと1,2−DACBDAとの混合物を単離し、好ましくは洗浄処理した場合には、高純度の1,3−DACBDAが容易に得られるので好ましい。 The organic solvent contained in the reaction mixture containing the mixture of 1,3-DACBDA and 1,2-DACBDA is an organic solvent that can be used to obtain the subsequent high-purity 1,3-DACBDA. In some cases, the reaction mixture containing the mixture of 1,3-DACBDA and 1,2-DACBDA can be used as a raw material as it is. Further, when a mixture of 1,3-DACBDA and 1,2-DACBDA is isolated from the reaction mixture solution and preferably washed, high-purity 1,3-DACBDA can be easily obtained, which is preferable.

本発明では、上記のようにして1,3−DACBDAと1,2−DACBDAとの混合物を有機溶媒中で加熱し、冷却し、次いで濾過することにより、高純度の1,3−ジアルキル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸−1,2:3,4−二無水物を固体として濾取することにより1,3−DACBDAを高回収率で、かつ高純度で得ることができる。 In the present invention, a mixture of 1,3-DACBDA and 1,2-DACBDA is heated in an organic solvent as described above, cooled, and then filtered to obtain a high-purity 1,3-dialkyl-1. , 2,3,4-Cyclobutanetetracarboxylic acid-1,3,3,4-dianhydride can be obtained by filtration as a solid to obtain 1,3-DACBDA with high recovery rate and high purity. ..

ここで用いられる有機溶媒としては、加熱状態では多くの有機溶媒が、1,3−DACBDAと1,2−DACBDAと反応せず、そして、1,3−DACBDAに対する溶解度が小さく、一方、1,2−DACBDAに対する溶解度は大きいために使用できる。
かかる有機溶媒としては、沸点が 好ましくは30〜200℃、より好ましくは50〜180℃を有するものが好ましい。かかる有機溶媒としては、ヘキサン、ヘプタン、アセトニトリル、アセトン、クロロホルム、トルエンなども使用できる。特に、有機溶媒としては、有機カルボン酸のエステル若しくは無水物、又は炭酸エステルが好ましい。
As the organic solvent used here, many organic solvents do not react with 1,3-DACBDA and 1,2-DACBDA in the heated state, and have low solubility in 1,3-DACBDA, while 1, It can be used because of its high solubility in 2-DACBDA.
The organic solvent preferably has a boiling point of preferably 30 to 200 ° C, more preferably 50 to 180 ° C. As such an organic solvent, hexane, heptane, acetonitrile, acetone, chloroform, toluene and the like can also be used. In particular, as the organic solvent, an ester or anhydride of an organic carboxylic acid or a carbonic acid ester is preferable.

有機カルボン酸のエステルとしては、式:RCOOR(但し、Rは水素、又は炭素数が好ましくは1〜4、より好ましくは1又は2のアルキル基であり、Rは炭素数が1〜4、より好ましくは1〜3のアルキル基である。)で表される脂肪酸アルキルエステルが好適である。
有機カルボン酸のエステルの好ましい例としては、ギ酸エチル、ギ酸n−プロピル、ギ酸i−プロピル、ギ酸n−ブチル、ギ酸i−ブチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸i−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸n−プロピル、プロピオン酸i−プロピル、プロピオン酸n−ブチル、プロピオン酸i−ブチルが挙げられる。更に、エチレングリコールジホルメート、エチレングリコールジアセテート、エチレングリコールジプロピオネートなども使用できる。
As the ester of the organic carboxylic acid, the formula: R 1 COOR 2 (where R 1 is hydrogen or an alkyl group having preferably 1 to 4 carbon atoms, more preferably 1 or 2 carbon atoms, and R 2 has carbon atoms. The fatty acid alkyl ester represented by 1 to 4, more preferably 1 to 3 alkyl groups) is preferable.
Preferred examples of esters of organic carboxylic acids include ethyl formate, n-propyl formate, i-propyl formate, n-butyl formate, i-butyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, i-propyl acetate, Examples thereof include n-butyl acetate, i-butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, n-propyl propionate, i-propyl propionate, n-butyl propionate and i-butyl propionate. Further, ethylene glycol diformate, ethylene glycol diacetate, ethylene glycol dipropionate and the like can also be used.

また、有機カルボン酸の無水物としては、式:(RCO)O(但し、Rは、好ましい態様も含めて上記と同義である。)で表されるものが好ましい。その好ましい具体例は、無水プロピオン酸、酪酸無水物、無水トリフルオロ酢酸、又は無水酢酸である。なかでも、より高回収率で1,3−DACBDAが得られる点から無水酢酸が好ましい。
また、炭酸エステルとしては、アルキルの炭素数が好ましくは1〜3、より好ましくは1又は2の炭酸ジアルキルエステルが好適である。その好ましい例としては、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、又はこれらの混合物が挙げられる。
The anhydrous organic carboxylic acid is preferably represented by the formula: (R 1 CO) 2 O (where R 1 is synonymous with the above, including preferred embodiments). Preferred specific examples are propionic anhydride, butyric anhydride, trifluoroacetic anhydride, or acetic anhydride. Of these, acetic anhydride is preferable because 1,3-DACBDA can be obtained with a higher recovery rate.
Further, as the carbonic acid ester, a carbonic acid dialkyl ester having an alkyl carbon number of preferably 1 to 3, more preferably 1 or 2 is preferable. Preferred examples thereof include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, or a mixture thereof.

また、1,3−DACBDAと1,2−DACBDAとの混合物の取り出し時や保管中に一部加水分解する可能性があるが、無水カルボン酸を使用した場合は、加熱攪拌することで、一部加水分解したものも無水物化することができ、高純度の1,3−DACBDAを安定して得ることできる点でも好ましい。 In addition, a mixture of 1,3-DACBDA and 1,2-DACBDA may be partially hydrolyzed during removal or storage, but when carboxylic acid anhydride is used, it can be heated and stirred. The partially hydrolyzed product can also be made anhydrous, which is also preferable in that high-purity 1,3-DACBDA can be stably obtained.

また、多くの溶媒では、溶媒中の水分が多いと精製時に一部加水分解するため、溶媒の水分調整が必要であるが、有機カルボン酸の無水物では、加水分解物を閉環させることができるため、溶媒の水分調整をすることなく高純度の1,3−DACBDAを得ることができる点でも好ましい。 Further, in many solvents, if the water content in the solvent is large, the hydrolyzate is partially hydrolyzed during purification, so that it is necessary to adjust the water content of the solvent. However, in the case of the anhydrous organic carboxylic acid, the hydrolyzate can be closed. Therefore, it is also preferable that high-purity 1,3-DACBDA can be obtained without adjusting the water content of the solvent.

有機溶媒の量は、1,3−DACBDAと1,2−DACBDAとの混合物の1質量部に対して2〜20質量部が好ましく、さらに精製効率や容積効率の観点から3.5〜6質量部がより好ましい。 The amount of the organic solvent is preferably 2 to 20 parts by mass with respect to 1 part by mass of the mixture of 1,3-DACBDA and 1,2-DACBDA, and 3.5 to 6 parts by mass from the viewpoint of purification efficiency and volumetric efficiency. More preferred.

有機溶媒中で加熱する際の温度は、通常10℃から使用する有機溶媒の沸点までの温度であるが、1,2−DACBDAを効率的に溶解させるという点で、50℃から使用する有機溶媒の沸点までの温度が好ましい。加熱時間は、30分〜10時間が好ましく、あまり短すぎると純度が低下するおそれがある。このため、1〜6時間が好ましい。
上記加熱後に、好ましくは−10〜50℃、より好ましくは−10〜20℃に冷却することにより、1,3−DACBDAの結晶が固体として析出する。かかる1,3−DACBDAの固体を含む液体を濾過し、1,3−DACBDAの結晶を濾取することにより、液体中に溶解する1,2−DACBDAと分離し、高純度の1,3−DACBDAを得ることができる。
The temperature when heating in an organic solvent is usually from 10 ° C. to the boiling point of the organic solvent used, but in terms of efficiently dissolving 1,2-DACBDA, the organic solvent used from 50 ° C. The temperature up to the boiling point of is preferable. The heating time is preferably 30 minutes to 10 hours, and if it is too short, the purity may decrease. Therefore, 1 to 6 hours is preferable.
After the above heating, the crystals of 1,3-DACBDA are precipitated as a solid by cooling to preferably −10 to 50 ° C., more preferably −10 to 20 ° C. The liquid containing the solid 1,3-DACBDA is filtered, and the crystals of 1,3-DACBDA are collected by filtration to separate from 1,2-DACBDA dissolved in the liquid, and the high-purity 1,3-DAC is separated. DACBDA can be obtained.

なお、上記で用いる1,3−DACBDAと1,2−DACBDAとの混合物の比は特に限定しないが、1,2−DACBDAの比率が多くなると純度が低下する可能性がある。このため、本発明において用いる混合物中における、1,3−DACBDAと1,2−DACBDAとの質量比は、好ましくは、50:50〜99.5:0.5であり、より好ましくは、70:30〜99.5:0.5である。 The ratio of the mixture of 1,3-DACBDA and 1,2-DACBDA used above is not particularly limited, but the purity may decrease as the ratio of 1,2-DACBDA increases. Therefore, the mass ratio of 1,3-DACBDA to 1,2-DACBDA in the mixture used in the present invention is preferably 50:50 to 99.5: 0.5, more preferably 70. : 30 to 99.5: 0.5.

以下に実施例を挙げ、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。尚、実施例で用いた分析法は以下の通りである。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. The analytical method used in the examples is as follows.

<GC分析条件>
装置 :GC−2010 Plus(SHIMADZU社)
カラム :DB−1(ジーエルサイエンス社)径0.25 mm×長さ30 m、膜厚0.25 um
キャリアガス :He
検出器 :FID
試料注入量 :1 um
注入口温度 :160℃
検出器温度 :220℃
カラム温度 :70℃(20min)−40℃/min−220℃(15min)
スプリット比 :1:50
内部標準物質 :乳酸ブチル
<GC analysis conditions>
Equipment: GC-2010 Plus (SHIMADZU)
Column: DB-1 (GL Sciences) Diameter 0.25 mm x Length 30 m, Film thickness 0.25 um
Carrier gas: He
Detector: FID
Sample injection volume: 1 um
Injection temperature: 160 ℃
Detector temperature: 220 ° C
Column temperature: 70 ℃ (20min) -40 ℃ / min-220 ℃ (15min)
Split ratio: 1:50
Internal standard substance: butyl lactate

1H NMR分析条件>
装置 :フーリエ変感型超伝導核磁気共鳴装置(FT−NMR)INOVA−400(Varian社) 400 MHz
溶媒 :DMSO−d6
内標準物質 :テトラメチルシラン(TMS)
<融点分析条件>
装置 :DSC1(メトラー・トレド社)
温度 :35℃−5℃/min−400℃
パン :Au(密閉)
< 1 H NMR analysis conditions>
Device: Fourier Transformed Superconducting Nuclear Magnetic Resonance Device (FT-NMR) INOVA-400 (Varian) 400 MHz
Solvent: DMSO-d6
Internal standard substance: Tetramethylsilane (TMS)
<Melting point analysis conditions>
Equipment: DSC1 (METTLER TOLEDO)
Temperature: 35 ℃ -5 ℃ / min-400 ℃
Bread: Au (sealed)

参考例1:1,3−DM−CBDA及び1,2−DM−CBDAの合成

Figure 2020143078
Reference example 1: Synthesis of 1,3-DM-CBDA and 1,2-DM-CBDA
Figure 2020143078

窒素雰囲気下、300 mLパイレックス(登録商標)ガラス製5口フラスコに、シトラコン酸無水物(CA)35.0 g (312 mmol)、酢酸エチル152 g(1720 mmol、シトラコン酸無水物(CA)に対して4.33 wt倍)を仕込み、マグネチックスターラーで攪拌させて溶解させた後、5−10℃で撹拌しながら100W高圧水銀灯を48時間照射した。反応液はガスクロマトグラフィー分析により原料残存率が16.4%であることを確認した後、析出した白色結晶を5−10℃にてろ過により取り出し、この結晶を酢酸エチル43.8 g(497 mmol、シトラコン酸無水物(CA)に対して1.25 wt倍)で2回洗浄した。これを減圧乾燥することで、白色結晶5.8 g(収率16.6%)を得た。 Under a nitrogen atmosphere, in a 300 mL Pyrex® glass 5-neck flask, with respect to 35.0 g (312 mmol) of citraconic anhydride (CA) and 152 g (1720 mmol) of ethyl acetate (CA). (4.33 wt times) was charged and dissolved by stirring with a magnetic stirrer, and then irradiated with a 100 W high-pressure mercury lamp for 48 hours while stirring at 5-10 ° C. After confirming that the residual ratio of the raw material of the reaction solution was 16.4% by gas chromatography analysis, the precipitated white crystals were taken out by filtration at 5-10 ° C., and the crystals were extracted from 43.8 g (497 mmol, citraconic acid) of ethyl acetate. It was washed twice with 1.25 wt times the anhydride (CA). This was dried under reduced pressure to obtain 5.8 g of white crystals (yield 16.6%).

この結晶は、1H NMR解析により、1,3−DM−CBDAと1,2−DM−CBDAを含む混合物(1,3−DM−CBDA:1,2−DM−CBDA = 92.2:7.8)であることを確認した。また、得られた結晶、ろ液、洗浄液をそれぞれ1H NMR解析およびガスクロマトグラフィーで定量分析し、仕込量に対するマスバランスは93.1%であった。 This crystal was obtained by 1 H NMR analysis in a mixture containing 1,3-DM-CBDA and 1,2-DM-CBDA (1,3-DM-CBDA: 1,2-DM-CBDA = 92.2: 7.8). I confirmed that there was. In addition, the obtained crystals, filtrate, and washing liquid were quantitatively analyzed by 1 H NMR analysis and gas chromatography, respectively, and the mass balance with respect to the charged amount was 93.1%.

実施例1:高純度1,3−DM−CBDAの製造(無水酢酸)

Figure 2020143078
Example 1: Production of high-purity 1,3-DM-CBDA (acetic anhydride)
Figure 2020143078

窒素気流下中、200mLの四つ口フラスコに、参考例1と同様の方法で得られた1,3−DM−CBDAと1,2−DM−CBDAを含む混合物(1,3−DM−CBDA:1,2−DM−CBDA = 85:15)18.3gを無水酢酸92gとともに仕込み、マグネチックスターラー攪拌下25℃にて懸濁させた後、4時間加熱還流(130℃)させた。その後、内温が20℃になるまで冷却し、1時間20℃で攪拌させた。 A mixture containing 1,3-DM-CBDA and 1,2-DM-CBDA obtained in the same manner as in Reference Example 1 in a 200 mL four-necked flask under a nitrogen stream (1,3-DM-CBDA). : 1,2-DM-CBDA = 85: 15) 18.3 g was charged with 92 g of acetic anhydride, suspended at 25 ° C. under stirring with a magnetic stirrer, and then heated to reflux (130 ° C.) for 4 hours. Then, the mixture was cooled to 20 ° C. and stirred at 20 ° C. for 1 hour.

その後、析出した白色結晶をろ過し、その結晶を酢酸エチル18gで2回洗浄した後、減圧乾燥することにより白色結晶14.4g(回収率92.6%)を得た。この結晶は、1H NMR解析により、1,3−DM−CBDAと1,2−DM−CBDAの比率が1,3−DM−CBDA:1,2−DM−CBDA = 99.5:0.5の組成を有することを確認した。
1H NMR ( DMSO−d6, δ ppm ) ( 1,3−DM−CBDA ): 1.38 ( s, 6H ), 3.89 ( s, 2H ).
1H NMR ( DMSO−d6, δ ppm ) ( 1,2−DM−CBDA ): 1.37 ( s, 6H ), 3.72 ( s, 2H ).
mp. ( 1,3−DM−CBDA ):316−317℃
Then, the precipitated white crystals were filtered, and the crystals were washed twice with 18 g of ethyl acetate and then dried under reduced pressure to obtain 14.4 g of white crystals (recovery rate: 92.6%). By 1 H NMR analysis, this crystal had a ratio of 1,3-DM-CBDA to 1,2-DM-CBDA of 1,3-DM-CBDA: 1,2-DM-CBDA = 99.5: 0. It was confirmed that it had a composition of 5.
1 1 H NMR (DMSO−d6, δ ppm) (1,3-DM−CBDA): 1.38 (s, 6H), 3.89 (s, 2H).
1 1 H NMR (DMSO−d6, δ ppm) (1,2-DM−CBDA): 1.37 (s, 6H), 3.72 (s, 2H).
mp. (1,3-DM-CBDA): 316-317 ℃

実施例2:高純度1,3−DM−CBDAの製造(無水酢酸)
窒素気流下中、100mLの四つ口フラスコに、参考例1と同様の方法で得られた1,3−DM−CBDAと1,2−DM−CBDAを含む混合物(1,3−DM−CBDA:1,2−DM−CBDA = 70:30)5gを無水酢酸25gとともに仕込み、マグネチックスターラー攪拌下25℃にて懸濁させた後、4時間加熱還流(130℃)させた。その後、内温が20℃になるまで冷却し、1時間20℃で攪拌させた。
Example 2: Production of high-purity 1,3-DM-CBDA (acetic anhydride)
A mixture containing 1,3-DM-CBDA and 1,2-DM-CBDA obtained in the same manner as in Reference Example 1 in a 100 mL four-necked flask under a nitrogen stream (1,3-DM-CBDA). : 1,2-DM-CBDA = 70:30) 5 g was charged with 25 g of acetic anhydride, suspended at 25 ° C. under stirring with a magnetic stirrer, and then heated to reflux (130 ° C.) for 4 hours. Then, the mixture was cooled to 20 ° C. and stirred at 20 ° C. for 1 hour.

その後、析出した白色結晶をろ過し、その結晶を酢酸エチル5gで2回洗浄した後、減圧乾燥することにより白色結晶3.3g(回収率94.3%)を得た。この結晶は、1H NMR解析により、含有する1,3−DM−CBDAと1,2−DM−CBDAの比率が1,3−DM−CBDA:1,2−DM−CBDA = 99.5:0.5であることを確認した。 Then, the precipitated white crystals were filtered, and the crystals were washed twice with 5 g of ethyl acetate and then dried under reduced pressure to obtain 3.3 g of white crystals (recovery rate: 94.3%). According to 1 H NMR analysis, the ratio of 1,3-DM-CBDA to 1,2-DM-CBDA contained in this crystal is 1,3-DM-CBDA: 1,2-DM-CBDA = 99.5 :. It was confirmed that it was 0.5.

実施例3:高純度1,3−DM−CBDAの製造(アセトニトリル)
窒素気流下中、500mLの四つ口フラスコに、参考例1と同様の方法で得られた1,3−DM−CBDAと1,2−DM−CBDAを含む混合物(1,3−DM−CBDA:1,2−DM−CBDA = 89:11)70g、アセトニトリル420gを仕込み、マグネチックスターラー攪拌下17℃にて懸濁させた後、32℃にて1時間攪拌した。その後、内温が10℃になるまで冷却し、10℃で1時間攪拌させた。
Example 3: Production of high-purity 1,3-DM-CBDA (acetonitrile)
A mixture containing 1,3-DM-CBDA and 1,2-DM-CBDA obtained in the same manner as in Reference Example 1 in a 500 mL four-necked flask under a nitrogen stream (1,3-DM-CBDA). : 1,2-DM-CBDA = 89: 11) 70 g and 420 g of acetonitrile were charged, suspended at 17 ° C. under stirring with a magnetic stirrer, and then stirred at 32 ° C. for 1 hour. Then, the mixture was cooled to an internal temperature of 10 ° C. and stirred at 10 ° C. for 1 hour.

その後、析出した白色結晶をろ過し、その結晶をアセトニトリル70gで2回洗浄した後、減圧乾燥することにより、白色結晶52.56g(回収率84.3%)を得た。この結晶は、1H NMR解析により、含有する1,3−DM−CBDAと1,2−DM−CBDAの比率が1,3−DM−CBDA:1,2−DM−CBDA = 99.5:0.5であることを確認した Then, the precipitated white crystals were filtered, the crystals were washed twice with 70 g of acetonitrile, and then dried under reduced pressure to obtain 52.56 g of white crystals (recovery rate: 84.3%). According to 1 H NMR analysis, the ratio of 1,3-DM-CBDA to 1,2-DM-CBDA contained in this crystal is 1,3-DM-CBDA: 1,2-DM-CBDA = 99.5 :. Confirmed to be 0.5

実施例4:高純度1,3−DM−CBDAの製造(酢酸エチル)
窒素気流下中、500mLの四つ口フラスコに、参考例1と同様の方法で得られた1,3−DM−CBDAと1,2−DM−CBDAを含む混合物(1,3−DM−CBDA:1,2−DM−CBDA = 89:11)80g、酢酸エチル800gを仕込み、マグネチックスターラー攪拌下17℃にて懸濁させた後、50℃にて1時間攪拌した。その後、内温が17℃になるまで冷却し、20℃で1時間攪拌させた。
その後、析出した白色結晶をろ過し、その結晶を酢酸エチル160gで2回洗浄した後、得られた白色結晶を減圧乾燥し、1,3−DM−CBDAと1,2−DM−CBDAの比率が1,3−DM−CBDA:1,2−DM−CBDA = 99.0:1の結晶を得た。なお、この結晶の1,3−DM−CBDAと1,2−DM−CBDAの比率は、1H NMR解析により確認した。その後、窒素気流下中、500mLの四つ口フラスコに得られた結晶全量、酢酸エチル800gを仕込み、マグネチックスターラー攪拌下17℃にて懸濁させた後、50℃にて1時間攪拌した。
その後、内温20℃以下まで冷却し、20℃以下で1時間攪拌させた。その後、析出した白色結晶をろ過し、その結晶を酢酸エチル160gで2回洗浄した後、減圧乾燥することにより、白色結晶53.32g(回収率74.9%)を得た。この結晶は、1H NMR解析により、1,3−DM−CBDAと1,2−DM−CBDAの比率が1,3−DM−CBDA:1,2−DM−CBDA = 99.3:0.7であることを確認した。
Example 4: Production of high-purity 1,3-DM-CBDA (ethyl acetate)
A mixture containing 1,3-DM-CBDA and 1,2-DM-CBDA obtained in the same manner as in Reference Example 1 in a 500 mL four-necked flask under a nitrogen stream (1,3-DM-CBDA). : 1,2-DM-CBDA = 89: 11) 80 g and 800 g of ethyl acetate were charged, suspended at 17 ° C. under stirring with a magnetic stirrer, and then stirred at 50 ° C. for 1 hour. Then, the mixture was cooled to 17 ° C. and stirred at 20 ° C. for 1 hour.
Then, the precipitated white crystals were filtered, the crystals were washed twice with 160 g of ethyl acetate, and the obtained white crystals were dried under reduced pressure to have a ratio of 1,3-DM-CBDA to 1,2-DM-CBDA. Obtained crystals of 1,3-DM-CBDA: 1,2-DM-CBDA = 99.0: 1. The ratio of 1,3-DM-CBDA and 1,2-DM-CBDA in this crystal was confirmed by 1 H NMR analysis. Then, 800 g of ethyl acetate, the total amount of the obtained crystals, was charged into a 500 mL four-necked flask under a nitrogen stream, suspended at 17 ° C. under stirring with a magnetic stirrer, and then stirred at 50 ° C. for 1 hour.
Then, the mixture was cooled to an internal temperature of 20 ° C. or lower and stirred at 20 ° C. or lower for 1 hour. Then, the precipitated white crystals were filtered, and the crystals were washed twice with 160 g of ethyl acetate and then dried under reduced pressure to obtain 53.32 g of white crystals (recovery rate 74.9%). By 1 H NMR analysis, this crystal had a ratio of 1,3-DM-CBDA to 1,2-DM-CBDA of 1,3-DM-CBDA: 1,2-DM-CBDA = 99.3: 0. It was confirmed that it was 7.

本発明で得られる高純度の1,3−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸−1,2:3,4−二無水物は、ポリイミド等の原料として有用な化合物であり、該ポリイミド等は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に用いられる樹脂組成物として広く使用される。
なお、2014年1月17日に出願された日本特許出願2014−007189号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
The high-purity 1,3-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic acid-1,2: 3,4-dianhydride obtained in the present invention is a useful compound as a raw material for polyimide and the like. , The polyimide and the like are widely used as resin compositions used for electronic materials such as protective materials and insulating materials in liquid crystal display elements and semiconductors.
The entire contents of the specification, claims, drawings and abstract of Japanese Patent Application No. 2014-007189 filed on January 17, 2014 are cited here as disclosure of the specification of the present invention. It is something to incorporate.

Claims (8)

1,3−ジアルキルシクロブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸−1,2:3,4−二無水物と1,2−ジアルキルシクロブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸−1,2:3,4−二無水物とを70:30〜99.5:0.5の質量比率で含む混合物を、無水酢酸、アセトニトリル及び酢酸エチルからなる群から選ばれる有機溶媒中で加熱し、冷却し、次いで濾過することにより、
1,3−ジアルキルシクロブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸−1,2:3,4−二無水物と1,2−ジアルキルシクロブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸−1,2:3,4−二無水物とを99以上:1以下の質量比率で含む高純度の1,3−ジアルキルシクロブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸−1,2:3,4−二無水物を固体として濾取することを特徴とする1,3−ジアルキルシクロブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸−1,2:3,4−二無水物の製造方法。
1,3-Dialkylcyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid-1,2: 3,4-dianhydride and 1,2-dialkylcyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid- A mixture containing 1,2: 3,4-dianhydride in a mass ratio of 70:30 to 99.5: 0.5 is heated in an organic solvent selected from the group consisting of anhydrous acetic acid, acetonitrile and ethyl acetate. By cooling, then filtering, and then filtering.
1,3-Dialkylcyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid-1,2: 3,4-dianhydride and 1,2-dialkylcyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid- High-purity 1,3-dialkylcyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid-1,2: 3 containing 1,2: 3,4-dianhydride in a mass ratio of 99 or more and 1 or less. A method for producing 1,3-dialkylcyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid-1,2: 3,4-dianhydride, which comprises collecting 4,5-dianhydride as a solid by filtration. ..
前記有機溶媒が、1,3−ジアルキルシクロブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸−1,2:3,4−二無水物と1,2−ジアルキルシクロブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸−1,2:3,4−二無水物との混合物の1質量部に対して2〜20質量部使用される、請求項1に記載の製造方法。 The organic solvents are 1,3-dialkylcyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid-1,2: 3,4-dianhydride and 1,2-dialkylcyclobutane-1,2,3,4. The production method according to claim 1, wherein 2 to 20 parts by mass is used with respect to 1 part by mass of a mixture of −tetracarboxylic acid-1,2: 3,4-dianhydride. 前記混合物の有機溶媒中での加熱が、10℃〜該有機溶媒の沸点の温度で行われる、請求項1又は2に記載の製造方法。 The production method according to claim 1 or 2, wherein the mixture is heated in an organic solvent at a temperature of 10 ° C. to the boiling point of the organic solvent. 前記混合物の有機溶媒中での加熱が、50℃〜該有機溶媒の沸点の温度で行われる、請求項1又は2に記載の製造方法。 The production method according to claim 1 or 2, wherein heating of the mixture in an organic solvent is performed at a temperature of 50 ° C. to the boiling point of the organic solvent. 前記加熱後に、−10〜50℃まで冷却される、請求項1〜4のいずれか1項に記載の製造方法。 The production method according to any one of claims 1 to 4, wherein the temperature is cooled to −10 to 50 ° C. after the heating. 前記加熱後に、−10〜20℃まで冷却される、請求項1〜4のいずれか1項に記載の製造方法。 The production method according to any one of claims 1 to 4, wherein the temperature is cooled to −10 to 20 ° C. after the heating. 前記1,3−ジアルキルシクロブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸−1,2:3,4−二無水物と1,2−ジアルキルシクロブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸−1,2:3,4−二無水物との混合物が、式(1)で表される無水マレイン酸化合物(式(1)中、Rはアルキル基を表す。)の光二量化反応により得られる、請求項1〜6のいずれか1項に記載の製造方法。
Figure 2020143078
The 1,3-dialkylcyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid-1,2: 3,4-dianhydride and 1,2-dialkylcyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid A mixture with -1,2: 3,4-dianhydride is obtained by a photodimerization reaction of a maleic anhydride compound represented by the formula (1) (in the formula (1), R represents an alkyl group). The production method according to any one of claims 1 to 6.
Figure 2020143078
1,3−ジアルキルシクロブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸−1,2:3,4−二無水物及び1,2−ジアルキルシクロブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸−1,2:3,4−二無水物の有するアルキル基がメチル基である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の製造方法。 1,3-Dialkylcyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid-1,2: 3,4-dianhydride and 1,2-dialkylcyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid- The production method according to any one of claims 1 to 7, wherein the alkyl group of the 1,2: 3,4-dianhydride is a methyl group.
JP2020079393A 2014-01-17 2020-04-28 Method for producing high-purity 1,3-dialkylcyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid-1,2: 3,4-dianhydride Active JP6919745B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014007189 2014-01-17
JP2014007189 2014-01-17
JP2015557905A JPWO2015108171A1 (en) 2014-01-17 2015-01-16 Method for producing high purity 1,3-dialkylcyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid-1,2: 3,4-dianhydride

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015557905A Division JPWO2015108171A1 (en) 2014-01-17 2015-01-16 Method for producing high purity 1,3-dialkylcyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid-1,2: 3,4-dianhydride

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020143078A true JP2020143078A (en) 2020-09-10
JP6919745B2 JP6919745B2 (en) 2021-08-18

Family

ID=53543054

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015557905A Pending JPWO2015108171A1 (en) 2014-01-17 2015-01-16 Method for producing high purity 1,3-dialkylcyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid-1,2: 3,4-dianhydride
JP2020079393A Active JP6919745B2 (en) 2014-01-17 2020-04-28 Method for producing high-purity 1,3-dialkylcyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid-1,2: 3,4-dianhydride

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015557905A Pending JPWO2015108171A1 (en) 2014-01-17 2015-01-16 Method for producing high purity 1,3-dialkylcyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid-1,2: 3,4-dianhydride

Country Status (5)

Country Link
JP (2) JPWO2015108171A1 (en)
KR (1) KR102324576B1 (en)
CN (1) CN105916863B (en)
TW (1) TWI650323B (en)
WO (1) WO2015108171A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6939263B2 (en) * 2017-08-29 2021-09-22 Jsr株式会社 Method for producing cyclobutane derivative

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58208322A (en) 1982-05-31 1983-12-05 Japan Synthetic Rubber Co Ltd Polyimide compound
JP2923007B2 (en) 1990-08-28 1999-07-26 チッソ株式会社 Solvent-soluble polyimide, method for producing the same, and material for color filter
JP2006131510A (en) * 2004-11-02 2006-05-25 Nissan Chem Ind Ltd Cyclobutanoic acid dianhydride and method for producing the same
JP2006347931A (en) * 2005-06-15 2006-12-28 Nissan Chem Ind Ltd Dialkylcyclobutanoic acid dianhydride and method for producing the same
JP5027556B2 (en) * 2006-07-28 2012-09-19 株式会社カネカ Polyimide resin, polyimide resin layer using the same, laminate, method for producing laminate, optical compensation member
KR100902159B1 (en) * 2007-06-13 2009-06-10 한국화학연구원 Low temperature processable substituted alicyclic polyimide photo-alignment layers and method for preparing liquid crystal cells
JP5609651B2 (en) * 2009-02-12 2014-10-22 日産化学工業株式会社 Tetracarboxylic acid derivative, method for producing the same, and liquid crystal aligning agent
KR101848962B1 (en) * 2011-06-21 2018-04-13 닛산 가가쿠 고교 가부시키 가이샤 Liquid crystal orientation agent for photo-orientation treatment method and liquid crystal orientation film using same

Also Published As

Publication number Publication date
CN105916863B (en) 2019-03-01
KR102324576B1 (en) 2021-11-09
TWI650323B (en) 2019-02-11
JPWO2015108171A1 (en) 2017-03-23
TW201542563A (en) 2015-11-16
KR20160108331A (en) 2016-09-19
CN105916863A (en) 2016-08-31
JP6919745B2 (en) 2021-08-18
WO2015108171A1 (en) 2015-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI649324B (en) Method for producing cyclobutane tetracarboxylic acid derivative
WO2021010363A1 (en) Method for producing binaphthyls
TWI648280B (en) Method for producing cyclobutane tetracarboxylic acid derivative
JP6919745B2 (en) Method for producing high-purity 1,3-dialkylcyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid-1,2: 3,4-dianhydride
JP6565686B2 (en) Method for producing cyclobutanetetracarboxylic acid derivative
TWI649323B (en) Method for producing cyclobutane tetracarboxylic acid derivative
JP6427787B2 (en) Method for producing dehydrolinalyl acetate (II)
JP2018123127A (en) Method for the synthesis and production of alkenyl compound
US20170197948A1 (en) Method for producing carboxylic anhydride
JP2007238460A (en) Method for producing cyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid compound
JP6464659B2 (en) (Meth) acryloyloxyadamantanecarboxylic acid compound and method for producing the same
JPH0768164B2 (en) Method for producing long-chain acyl tartrate derivative

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200514

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210309

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210427

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210622

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210705

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6919745

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151