JP2022109969A - Diamine and polymer - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a diamine that can give a liquid crystal alignment film that can keep low ion density in a liquid crystal display device and can quickly relax accumulated charge and, in particular, can reduce a misalignment between a rubbing direction and a liquid crystal alignment direction, which causes a problem in the in-plane switching system, and a polymer obtainable from the diamine.
SOLUTION: The present invention discloses a diamine having a structure represented by formula (1) [R is H or the like; R1 is: H, an alkyl group or the like; W2 is a single bond or a divalent organic group; Ar1 is an aromatic ring; L1 is a single bond, a carbonyl, a sulfonyl or a C1-20 alkylene].
SELECTED DRAWING: None
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Description

本発明は、液晶配向膜に使用する重合体の原料として有用である新規なジアミン化合物(本明細書では、単に「ジアミン」とも称する)、該ジアミンを用いて得られる重合体(ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、及びポリイミド等)に関する。 The present invention provides a novel diamine compound (also referred to herein simply as "diamine") useful as a raw material for polymers used in liquid crystal alignment films, and polymers obtained using the diamine (polyamic acid, polyamic acid esters, polyimides, etc.).

液晶表示素子は、従来からパーソナルコンピュータや携帯電話、テレビジョン受像機等の表示部として幅広く用いられており、その駆動方式としては、TN方式、VA方式等の縦電界方式や、IPS方式、フリンジフィールドスィッチング(Fringe Field Switching:以下、「FFS」という)方式等の横電界方式が知られている。一般に、基板の片側のみに電極を形成させ、基板と平行方向に電界を印加して液晶を駆動させる横電界方式では、上下基板に形成された電極に電圧を印加して液晶を駆動させる縦電界方式と比べ、広い視野角特性を有する等、高品位な表示が可能な液晶表示素子が得られやすい。液晶を一定方向に配向させるための手法として、基板上にポリイミド等の高分子膜を形成し、この表面を布で擦る、いわゆるラビング処理を行う方法がある。 BACKGROUND ART Liquid crystal display elements have been widely used as display units of personal computers, mobile phones, television receivers, and the like. A lateral electric field method such as a field switching (Fringe Field Switching: hereinafter referred to as “FFS”) method is known. Generally, in the horizontal electric field method, in which electrodes are formed only on one side of the substrate and an electric field is applied parallel to the substrate to drive the liquid crystal, a vertical electric field is applied to the electrodes formed on the upper and lower substrates to drive the liquid crystal. Compared with the method, it is easy to obtain a liquid crystal display element capable of high-quality display, such as having wide viewing angle characteristics. As a technique for aligning liquid crystal in a certain direction, there is a method of forming a polymer film such as polyimide on a substrate and rubbing the surface with a cloth, which is called a rubbing treatment.

従来からの課題としては、アクティブマトリクス構造由来で印加される、直流電圧成分による電荷の蓄積等が挙げられる。液晶表示素子内に電荷が過度に蓄積すると、液晶配向の乱れや残像の発生により、表示に悪影響を与え、液晶表示素子の表示品位を低下させる。あるいは、電荷が蓄積された状態で液晶表示素子を駆動した場合、その駆動直後において、液晶分子の制御が正常に行われずにフリッカ(ちらつき)等を生じてしまう。 A conventional problem is the accumulation of charges due to the DC voltage component applied from the active matrix structure. Excessive accumulation of electric charges in the liquid crystal display element adversely affects display due to disturbance of liquid crystal alignment and generation of afterimages, thereby degrading the display quality of the liquid crystal display element. Alternatively, if the liquid crystal display element is driven in a state in which charges are accumulated, the liquid crystal molecules are not normally controlled immediately after the driving, resulting in flicker or the like.

また、液晶表示素子の表示品位を向上させるために液晶配向膜に要求される特性としては、イオン密度等が挙げられる。イオン密度が過度に高いと、フレーム期間中に液晶にかかる電圧が低下し、結果として輝度が低下して正常な諧調表示に支障をきたすことがある。また、たとえ初期のイオン密度が低くても、高温加速試験後のイオン密度が高くなってしまう場合もある。このような、残留電荷やイオン性不純物に伴う、長期信頼性の低下や残像の発生は、液晶の表示品位を低下させる原因になる。 In addition, properties required for the liquid crystal alignment film in order to improve the display quality of the liquid crystal display element include ion density and the like. If the ion density is excessively high, the voltage applied to the liquid crystal during the frame period will drop, resulting in a drop in brightness and a problem in normal gradation display. Moreover, even if the initial ion density is low, the ion density may become high after the high temperature accelerated test. The deterioration of long-term reliability and the generation of afterimages associated with such residual charges and ionic impurities cause deterioration of the display quality of liquid crystals.

ポリイミド系の液晶配向膜においては、上記のような要求にこたえるために、種々の提案がなされている。例えば、直流電圧によって発生する残像が消えるまでの時間の短い液晶配向膜として、ポリアミド酸やイミド基含有ポリアミド酸に加えて、所定の構造の3級アミンを含有する液晶配向剤を使用すること(例えば、特許文献1参照)や、ピリジン骨格等を有する所定のジアミン化合物を原料に使用した、可溶性ポリイミドを含有する液晶配向剤を使用すること(例えば、特許文献2参照)が提案されている。 Various proposals have been made for polyimide-based liquid crystal alignment films in order to meet the above demands. For example, in addition to polyamic acid and imide group-containing polyamic acid, a liquid crystal aligning agent containing a tertiary amine having a predetermined structure can be used as a liquid crystal alignment film with a short time until afterimages generated by DC voltage disappear ( For example, see Patent Document 1), and using a liquid crystal aligning agent containing a soluble polyimide using a predetermined diamine compound having a pyridine skeleton or the like as a raw material (see Patent Document 2, for example) has been proposed.

特開平9-316200号公報JP-A-9-316200 特開平10-104633号公報JP-A-10-104633

液晶を配向させる方法としてラビング処理は工業的に広く用いられているが、用いる液晶配向膜によってはラビング方向と液晶の配向方向が一致しない、いわゆるツイスト角が発現するという現象が起こりうる。すなわち、横電界素子においては電圧を印加していない状態で黒表示を示すが、本現象により電圧を印加していない状態でも輝度が上がってしまい、その結果表示コントラストが低下してしまうという問題があった。 Rubbing treatment is widely used industrially as a method for aligning liquid crystals, but depending on the liquid crystal alignment film used, a phenomenon may occur in which the rubbing direction and the alignment direction of the liquid crystal do not match, that is, a so-called twist angle occurs. In other words, the horizontal electric field element exhibits black display when no voltage is applied, but due to this phenomenon, the brightness increases even when no voltage is applied, resulting in a decrease in display contrast. there were.

本発明は、液晶表示素子中のイオン密度を低く抑えるとともに蓄積した電荷を速く緩和させることが可能であり、特に横電界駆動方式において問題となる、ラビング方向と液晶の配向方向のずれを抑制することができる液晶配向膜を提供することを目的とする。また、本発明は、そのような液晶配向膜が得られる、ジアミン、重合体、及び液晶配向剤を提供することを目的とする。更に、本発明は、そのような液晶配向膜を具備する液晶表示素子を提供することを目的とする。 The present invention can suppress the ion density in the liquid crystal display element to a low level and can quickly relax the accumulated charges, and suppresses the deviation between the rubbing direction and the alignment direction of the liquid crystal, which is a problem especially in the horizontal electric field driving method. An object of the present invention is to provide a liquid crystal alignment film capable of Another object of the present invention is to provide a diamine, a polymer, and a liquid crystal alignment agent from which such a liquid crystal alignment film can be obtained. A further object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having such a liquid crystal alignment film.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、液晶配向剤に含まれる重合体中に特定構造(「特定構造」については後述する)を導入することで、種々の特性が同時に改善されることを見出し、本発明を完成させた。本発明は、かかる知見に基づくものであり、下記を要旨とする。 The present inventors have made intensive studies to solve the above problems, and as a result, various The inventors have found that the properties are improved at the same time, and completed the present invention. The present invention is based on such knowledge, and has the following gist.

1. 下記式(1)で表される構造を有するジアミンから得られる重合体を含む液晶配向剤。 1. A liquid crystal aligning agent containing a polymer obtained from a diamine having a structure represented by the following formula (1).

Figure 2022109969000001

Rは水素原子又は一価の有機基を示し、Rは水素原子又は炭素数1~5の直鎖又は分岐してもよい、アルキル基若しくはアリール基を示し、同じマレイミド環上に2つあるRは互いに同一でも、異なっていてもよく、2つあるRが互いに結合して炭素数3~6のアルキレンを形成してもよく、Wは単結合又は2価の有機基を示し、Wは2価の有機基を示し、Arは芳香族環を示し、Lは単結合、カルボニル、スルホニル又は炭素数1~20のアルキレンを示す。
Figure 2022109969000001

R represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group or aryl group having 1 to 5 carbon atoms, which may be linear or branched, and two are present on the same maleimide ring. R 1 may be the same or different, two R 1 may be bonded together to form an alkylene having 3 to 6 carbon atoms, and W 1 represents a single bond or a divalent organic group. , W 2 represents a divalent organic group, Ar 1 represents an aromatic ring, and L 1 represents a single bond, carbonyl, sulfonyl or alkylene having 1 to 20 carbon atoms.

2. 前記Arが1,3-フェニレン基又は1,4-フェニレン基である1.に記載の液晶配向剤。 2. 1. Ar 1 is a 1,3-phenylene group or a 1,4-phenylene group; Liquid crystal aligning agent as described in .

3. 前記Wが単結合である1.又は2.に記載の液晶配向剤。 3. 1. W 1 is a single bond; or 2. Liquid crystal aligning agent as described in .

4. 前記重合体が、下記式(3)で表される構造単位を含むポリイミド前駆体、及びそのイミド化物であるポリイミドから選ばれる少なくとも1種である1.~3.のいずれか一つに記載の液晶配向剤。 4. 1. The polymer is at least one selected from a polyimide precursor containing a structural unit represented by the following formula (3) and a polyimide which is an imidized product thereof. ~3. The liquid crystal aligning agent according to any one of.

Figure 2022109969000002

はテトラカルボン酸誘導体に由来する4価の有機基を示し、Yは式(1)の構造を含むジアミンに由来する2価の有機基を示し、Rは水素原子又は炭素数1~5のアルキル基を示す。
Figure 2022109969000002

X 1 represents a tetravalent organic group derived from a tetracarboxylic acid derivative, Y 1 represents a divalent organic group derived from a diamine containing the structure of formula (1), and R 4 represents a hydrogen atom or 1 carbon atom. -5 alkyl groups.

5. 前記Xの構造が下記構造から選ばれる少なくとも1種である、4.に記載の液晶配向剤。 5. 4. The structure of X1 is at least one selected from the following structures; Liquid crystal aligning agent as described in .

Figure 2022109969000003
Figure 2022109969000003

6. 前記重合体が、下記式(4)で表される構造単位を更に含む、ポリイミド前駆体、及びそのイミド化物であるポリイミドから選ばれる少なくとも1種である1.~5.のいずれか一つに記載の液晶配向剤。 6. 1. The polymer is at least one selected from polyimide precursors and polyimides, which are imidized products thereof, further comprising a structural unit represented by the following formula (4). ~ 5. The liquid crystal aligning agent according to any one of.

Figure 2022109969000004

はテトラカルボン酸誘導体に由来する4価の有機基を示し、Yは式(1)の構造を主鎖方向に含まないジアミンに由来する2価の有機基を示し、R14は、それぞれ独立に水素原子又は炭素数1~5のアルキル基を示し、R15はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1~4のアルキル基を示す。
Figure 2022109969000004

X 2 represents a tetravalent organic group derived from a tetracarboxylic acid derivative, Y 2 represents a divalent organic group derived from a diamine that does not contain the structure of formula (1) in the main chain direction, and R 14 is Each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and each R 15 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

7.前記Yが下記式(11)で表される6.に記載の液晶配向剤。 7. 6. Y2 is represented by the following formula (11); Liquid crystal aligning agent as described in .

Figure 2022109969000005

32は単結合又は2価の有機基を示し、R33は-(CH-で表される構造を示し、rは2~10の整数を示し、任意の-CH-はそれぞれ隣り合わない条件でエーテル、エステル、アミド、ウレア、カルバメート結合に置き換えられてもよく、R34は単結合又は2価の有機基を示し、ベンゼン環上の任意の水素原子は1価の有機基で置き換えられてもよい。
Figure 2022109969000005

R 32 represents a single bond or a divalent organic group, R 33 represents a structure represented by -(CH 2 ) r -, r represents an integer of 2 to 10, and any -CH 2 - It may be replaced by an ether, ester, amide, urea, or carbamate bond under non-adjacent conditions, R 34 represents a single bond or a divalent organic group, and any hydrogen atom on the benzene ring is a monovalent organic group. may be replaced with

8.前記式(3)で表される構造単位が、前記重合体の全構造単位に対して10モル%以上である、4.~7.のいずれか一つに記載の液晶配向剤。 8. 3. The structural unit represented by the formula (3) is 10 mol % or more of the total structural units of the polymer; ~7. The liquid crystal aligning agent according to any one of.

9. 1.~8.のいずれか1つに記載の液晶配向剤から得られる液晶配向膜。 9. 1. ~8. The liquid crystal aligning film obtained from the liquid crystal aligning agent as described in any one of 1.

10. 9.に記載の液晶配向膜を具備する液晶表示素子。 10. 9. A liquid crystal display device comprising the liquid crystal alignment film according to 1.

11. 下記式(1)で表される構造を有するジアミンから得られる重合体。 11. A polymer obtained from a diamine having a structure represented by the following formula (1).

Figure 2022109969000006

Rは水素原子又は一価の有機基を示し、Rは水素原子又は炭素数1~5の直鎖又は分岐してもよい、アルキル基若しく又はアリール基を示し、同じマレイミド環上に2つあるRは互いに同一でも、異なっていてもよく、2つあるRが互いに結合して炭素数3~6のアルキレンを形成してもよく、Wは単結合又は2価の有機基を示し、Wは2価の有機基を示し、Arは芳香族環を示し、Lは単結合、カルボニル、スルホニル又は炭素数1~20のアルキレンを示す。
Figure 2022109969000006

R represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, R 1 represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group or aryl group having 1 to 5 carbon atoms, and 2 on the same maleimide ring. Two R 1s may be the same or different, two R 1s may combine with each other to form an alkylene having 3 to 6 carbon atoms, and W 1 is a single bond or a divalent organic group. , W 2 represents a divalent organic group, Ar 1 represents an aromatic ring, and L 1 represents a single bond, carbonyl, sulfonyl or alkylene having 1 to 20 carbon atoms.

12. 下記式(1)で表される構造を有するジアミンから得られるジアミン。 12. A diamine obtained from a diamine having a structure represented by the following formula (1).

Figure 2022109969000007

Rは水素原子又は一価の有機基を示し、Rは水素原子又は炭素数1~5の直鎖又は分岐してもよい、アルキル基若しく又はアリール基を示し、同じマレイミド環上に2つあるRは互いに同一でも、異なっていてもよく、2つあるRが互いに結合して炭素数3~6のアルキレンを形成してもよく、Wは単結合又は2価の有機基を示し、Wは2価の有機基を示し、Arは芳香族環を示し、Lは単結合、カルボニル、スルホニル又は炭素数1~20のアルキレンを示す。
Figure 2022109969000007

R represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, R 1 represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group or aryl group having 1 to 5 carbon atoms, and 2 on the same maleimide ring. Two R 1s may be the same or different, two R 1s may combine with each other to form an alkylene having 3 to 6 carbon atoms, and W 1 is a single bond or a divalent organic group. , W 2 represents a divalent organic group, Ar 1 represents an aromatic ring, and L 1 represents a single bond, carbonyl, sulfonyl or alkylene having 1 to 20 carbon atoms.

本発明の液晶配向剤を用いることにより、液晶表示素子中のイオン密度を低く抑えるとともに蓄積した電荷を速く緩和させることが可能であり、特に横電界駆動方式において問題となる、ラビング方向と液晶の配向方向のずれを抑制することができる液晶配向膜が得られる。本発明の、上記の課題を解決できるメカニズムについては、概ね次のように考えられる。本発明の重合体に含まれる上記式(1)の構造は、窒素原子を有する。これにより、例えば液晶配向膜中において、イオン性不純物を補足する能力を備えるとともに、電荷の移動を促進させることができ、蓄積電荷の緩和を促進させることができる。 By using the liquid crystal aligning agent of the present invention, it is possible to keep the ion density in the liquid crystal display element low and to relax the accumulated electric charge quickly. A liquid crystal alignment film that can suppress the deviation of the alignment direction is obtained. The mechanism by which the present invention can solve the above problems is generally considered as follows. The structure of formula (1) contained in the polymer of the present invention has a nitrogen atom. As a result, for example, in the liquid crystal alignment film, it has the ability to capture ionic impurities, promote the transfer of charges, and facilitate the relaxation of accumulated charges.

また、本発明のジアミンを用いることで、上記重合体及び上記液晶配向剤が得られる。また、本発明の上記液晶配向膜を具備することで、各種特性に優れたかかる液晶表示素子が得られる。 Moreover, the said polymer and said liquid crystal aligning agent are obtained by using the diamine of this invention. Moreover, by providing the liquid crystal alignment film of the present invention, such a liquid crystal display device having excellent various characteristics can be obtained.

本発明の液晶配向剤は、上記式(1)で表される構造(以下、特定構造ともいう)を有するジアミンから得られる重合体(以下、特定重合体ともいう)を含む。 The liquid crystal aligning agent of the present invention contains a polymer (hereinafter also referred to as a specific polymer) obtained from a diamine having a structure represented by the above formula (1) (hereinafter also referred to as a specific structure).

<特定構造を有するジアミン>
上記式(1)中、Rは水素原子又は一価の有機基を示し、Rは水素原子又は炭素数1~5の直鎖又は分岐してもよい、アルキル基若しくはアリール基を示し、同じマレイミド環上に2つあるRは互いに同一でも、異なっていてもよく、2つあるRが互いに結合して炭素数3~6のアルキレンを形成してもよく、Wは単結合又は2価の有機基を示し、Wは2価の有機基を示し、Arは芳香族環を示し、Lは単結合、カルボニル、スルホニル又は炭素数1~20のアルキレンを示す。
<Diamine having a specific structure>
In the above formula (1), R represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, R 1 represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group or aryl group having 1 to 5 carbon atoms, the same Two R 1's on the maleimide ring may be the same or different, two R 1 's may be bonded together to form an alkylene having 3 to 6 carbon atoms, and W 1 is a single bond or represents a divalent organic group, W 2 represents a divalent organic group, Ar 1 represents an aromatic ring, and L 1 represents a single bond, carbonyl, sulfonyl or alkylene having 1 to 20 carbon atoms.

Rとしては、好ましくは、水素原子又は炭素数1~3の直鎖アルキル基であり、より好ましくは水素原子、又はメチル基である。また、Rは熱により脱離反応を生じ水素原子に置き換わる保護基であってもよく、液晶配向剤の保存安定性の点から、室温において脱離せず、好ましくは、80℃以上の熱で脱離する保護基であり、より好ましくは100℃以上での熱で脱離する保護基である。この例としては1,1-ジメチル-2-クロロエトキシカルボニル基、1,1-ジメチル-2-シアノエトキシカルボニル基、tert-ブトキシカルボニル基が挙げられ、好ましくはtert-ブトキシカルボニル基である。 R is preferably a hydrogen atom or a linear alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom or a methyl group. Further, R may be a protective group that undergoes a desorption reaction by heat and is substituted with a hydrogen atom. It is a protective group that is released, more preferably a protective group that is released by heat at 100° C. or higher. Examples thereof include 1,1-dimethyl-2-chloroethoxycarbonyl group, 1,1-dimethyl-2-cyanoethoxycarbonyl group and tert-butoxycarbonyl group, preferably tert-butoxycarbonyl group.

は、好ましくは水素原子、メチル基、エチル基、iso-プロピル基、又はフェニル基であり、より好ましくは水素原子、メチル基、又はフェニル基である。また、2つあるRが互いに結合して形成する炭素数3~6のアルキレンとしては、好ましくは-(CH-、-(CH-、-(CH-であり、より好ましくは-(CH-である。 R 1 is preferably a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, an iso-propyl group or a phenyl group, more preferably a hydrogen atom, a methyl group or a phenyl group. The alkylene having 3 to 6 carbon atoms formed by bonding two R 1 to each other is preferably -(CH 2 ) 3 -, -(CH 2 ) 4 -, or -(CH 2 ) 5 -. and more preferably -(CH 2 ) 4 -.

は単結合、-O-、-COO-、-OCO-、-(CH-、-O(CHO-、-CONH-、又は-NHCO-から選ばれる2価の有機基が好ましく、pは1~10の自然数を示し、qは1~10の自然数を示す。Arとしては1,3-フェニレン基、又は1,4-フェニレン基であるのが好ましい。 W 1 is a single bond, -O-, -COO-, -OCO-, -(CH 2 ) p -, -O(CH 2 ) q O-, -CONH- or -NHCO- An organic group is preferred, p represents a natural number of 1-10, and q represents a natural number of 1-10. Ar 1 is preferably a 1,3-phenylene group or a 1,4-phenylene group.

は単結合、カルボニル、スルホニル又は炭素数1~20のアルキレンを示す。Lの炭素数1~20のアルキレンとしては、直鎖であっても分岐であってもよく、-(CH2-(ただし、nは1~20)で表される直鎖のアルキレンや、1-メチルメタン-1,1-ジイル、1-エチルメタン-1,1-ジイル、1-プロピルメタン-1,1-ジイル、1-メチルエタン-1,2-ジイル、1-エチルエタン-1,2-ジイル、1-プロピルエタン-1,2-ジイル、1-メチルプロパン-1,3-ジイル、1-エチルプロパン-1,3-ジイル、1-プロピルプロパン-1,3-ジイル、2-メチルプロパン-1,3-ジイル、2-エチルプロパン-1,3-ジイル、2-プロピルプロパン-1,3-ジイル、1-メチルブタン-1,4-ジイル、1-エチルブタン-1,4-ジイル、1-プロピルブタン-1,4-ジイル、2-メチルブタン-1,4-ジイル、2-エチルブタン-1,4-ジイル、2-プロピルブタン-1,4-ジイル、1-メチルペンタン-1,5-ジイル、1-エチルペンタン-1,5-ジイル、1-プロピルペンタン-1,5-ジイル、2-メチルペンタン-1,5-ジイル、2-エチルペンタン-1,5-ジイル、2-プロピルペンタン-1,5-ジイル、3-メチルペンタン-1,5-ジイル、3-エチルペンタン-1,5-ジイル、3-プロピルペンタン-1,5-ジイル、1-メチルへキサン-1,6-ジイル、1-エチルへキサン-1,6-ジイル、2-メチルへキサン-1,6-ジイル、2-エチルへキサン-1,6-ジイル、3-メチルへキサン-1,6-ジイル、3-エチルへキサン-1,6-ジイル、1-メチルヘプタン-1,7-ジイル、2-メチルヘプタン-1,7-ジイル、3-メチルヘプタン-1,7-ジイル、4-メチルヘプタン-1,7-ジイル、1-フェニルメタン-1,1-ジイル、1-フェニルエタン-1,2-ジイル、1-フェニルプロパン-1,3-ジイル等の分岐アルキレンが挙げられる。これら直鎖又は分岐のアルキレンは、酸素原子又は硫黄原子が互いに隣り合わない条件で、酸素原子又は硫黄原子により1~5回中断されていてもよい。 L 1 represents a single bond, carbonyl, sulfonyl or alkylene having 1 to 20 carbon atoms. The alkylene having 1 to 20 carbon atoms for L 1 may be linear or branched, and is a linear alkylene represented by —(CH 2 ) n — (where n is 1 to 20). and 1-methylmethane-1,1-diyl, 1-ethylmethane-1,1-diyl, 1-propylmethane-1,1-diyl, 1-methylethane-1,2-diyl, 1-ethylethane-1, 2-diyl, 1-propylethane-1,2-diyl, 1-methylpropane-1,3-diyl, 1-ethylpropane-1,3-diyl, 1-propylpropane-1,3-diyl, 2- Methylpropane-1,3-diyl, 2-ethylpropane-1,3-diyl, 2-propylpropane-1,3-diyl, 1-methylbutane-1,4-diyl, 1-ethylbutane-1,4-diyl , 1-propylbutane-1,4-diyl, 2-methylbutane-1,4-diyl, 2-ethylbutane-1,4-diyl, 2-propylbutane-1,4-diyl, 1-methylpentane-1, 5-diyl, 1-ethylpentane-1,5-diyl, 1-propylpentane-1,5-diyl, 2-methylpentane-1,5-diyl, 2-ethylpentane-1,5-diyl, 2- propylpentane-1,5-diyl, 3-methylpentane-1,5-diyl, 3-ethylpentane-1,5-diyl, 3-propylpentane-1,5-diyl, 1-methylhexane-1, 6-diyl, 1-ethylhexane-1,6-diyl, 2-methylhexane-1,6-diyl, 2-ethylhexane-1,6-diyl, 3-methylhexane-1,6- Diyl, 3-ethylhexane-1,6-diyl, 1-methylheptane-1,7-diyl, 2-methylheptane-1,7-diyl, 3-methylheptane-1,7-diyl, 4-methyl Branched alkylenes such as heptane-1,7-diyl, 1-phenylmethane-1,1-diyl, 1-phenylethane-1,2-diyl and 1-phenylpropane-1,3-diyl are included. These linear or branched alkylenes may be interrupted 1 to 5 times by oxygen atoms or sulfur atoms provided that the oxygen atoms or sulfur atoms are not adjacent to each other.

2価の有機基Wは、下記式[W-1]~式[W-152]で表される。 The divalent organic group W 2 is represented by the following formulas [W 2 -1] to [W 2 -152].

Figure 2022109969000008
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Figure 2022109969000009
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Figure 2022109969000023
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Figure 2022109969000024
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Figure 2022109969000025
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中でも、イオン密度抑制と液晶配向安定性の両立という観点で、W-7、W-20、W-21、W-23、W-26、W-39、W-51、W-52、W-53、W-54、W-55、W-59、W-60、W-61、W-64、W-65、W-67、W-68、W-69、W-70、W-71が好ましい。 Among them, W 2 -7, W 2 -20, W 2 -21, W 2 -23, W 2 -26, W 2 -39, W 2 -51 from the viewpoint of achieving both ion density suppression and liquid crystal alignment stability , W2-52 , W2-53 , W2-54 , W2-55 , W2-59 , W2-60 , W2-61 , W2-64 , W2-65 , W2-67 , W 2 -68, W 2 -69, W 2 -70, W 2 -71 are preferred.

<特定ジアミンの製造方法>
本発明の、特定構造を有するジアミン(本明細書では「特定ジアミン」と称することがある)を合成する方法は特に限定されないが、例えば、下記式(A1)で表されるニトロマレイミド化合物と、下記式(B1)で表されるジアミノ化合物とを反応させて下記式(C1)で表されるアミノニトロ化合物を得て、これを還元する方法を挙げることができる。
<Method for producing specific diamine>
Although the method for synthesizing the diamine having a specific structure (which may be referred to herein as a "specific diamine") of the present invention is not particularly limited, for example, a nitromaleimide compound represented by the following formula (A1), A method of reacting with a diamino compound represented by the following formula (B1) to obtain an aminonitro compound represented by the following formula (C1) and reducing it can be mentioned.

Figure 2022109969000026

R、R、L、Ar、W及びWの定義は、上記式(1)と同様である。
Figure 2022109969000026

The definitions of R, R 1 , L 1 , Ar 1 , W 1 and W 2 are the same as in formula (1) above.

式(B1)で表される化合物の使用量は、式(A1)で表される化合物の1モルに対して、1~2モルであるのが好ましく、1~1.2モルであるのが更に好ましい。式(B1)で表される化合物を過剰量とすることにより、反応を円滑に進行させ、なおかつ副生物を抑制することができる。 The amount of the compound represented by formula (B1) to be used is preferably 1 to 2 mol, preferably 1 to 1.2 mol, per 1 mol of the compound represented by formula (A1). More preferred. By using an excessive amount of the compound represented by formula (B1), the reaction can proceed smoothly and the production of by-products can be suppressed.

本反応は、好ましくは溶媒中で行われる。溶媒は、各原料と反応しない溶媒であれば、制限なく使用することができる。例えば、非プロトン性極性有機溶媒(DMF、DMSO、DMAc、NMP等);エーテル類(EtO、i-PrO、TBME、CPME、THF、ジオキサン等);脂肪族炭化水素類(ペンタン、へキサン、ヘプタン、石油エーテル等);芳香族炭化水素類(ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、テトラリン等);ハロゲン系炭化水素類(クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタン等);低級脂肪酸エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル等);ニトリル類(アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル等);が使用できる。 This reaction is preferably carried out in a solvent. Any solvent can be used without limitation as long as it does not react with each raw material. For example, aprotic polar organic solvents (DMF, DMSO, DMAc, NMP, etc.); ethers (Et 2 O, i-Pr 2 O, TBME, CPME, THF, dioxane, etc.); hexane, heptane, petroleum ether, etc.); aromatic hydrocarbons (benzene, toluene, xylene, mesitylene, chlorobenzene, dichlorobenzene, nitrobenzene, tetralin, etc.); etc.); lower fatty acid esters (methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, etc.); nitriles (acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, etc.);

これらの溶媒は、反応の起こり易さ等を考慮して適宜選択することができ、1種単独で又は2種以上混合して用いることができる。必要に応じて、適当な脱水剤や乾燥剤を用いて溶媒を乾燥し、非水溶媒として用いることもできる。溶媒の使用量(反応濃度)は特に限定されないが、ビスマレイミド化合物に対し、0.1~100質量倍である。好ましくは0.5~30質量倍であり、更に好ましくは1~10質量倍である。反応温度は特に限定されないが、-100℃から使用する溶媒の沸点までの範囲、好ましくは、-50~150℃である。反応時間は、通常0.05~350時間、好ましくは0.5~100時間である。 These solvents can be appropriately selected in consideration of the easiness of reaction and the like, and can be used singly or in combination of two or more. If necessary, the solvent can be dried using a suitable dehydrating agent or drying agent and used as a non-aqueous solvent. The amount (reaction concentration) of the solvent used is not particularly limited, but it is 0.1 to 100 times the weight of the bismaleimide compound. It is preferably 0.5 to 30 times by mass, more preferably 1 to 10 times by mass. The reaction temperature is not particularly limited, but is in the range from -100°C to the boiling point of the solvent used, preferably -50 to 150°C. The reaction time is usually 0.05 to 350 hours, preferably 0.5 to 100 hours.

本反応は必要に応じて、無機塩基や有機塩基の存在下において進行させることができる。反応に使用する塩基としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、燐酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、炭酸セシウム等の無機塩基;tert-ブトキシナトリウム、tert-ブトキシカリウム、水素化ナトリウム、水素化カリウム等の塩基;トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリイソプロピルアミン、トリブチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン、キノリン、コリジン等のアミンを使用できる。なかでも、トリエチルアミン、ピリジン、tert-ブトキシナトリウム、tert-ブトキシカリウム、水素化ナトリウム、水素化カリウム等が好ましい。塩基の使用量としては特に限定されないが、ビスマレイミド化合物に対し、0~100質量倍である。好ましくは0~30質量倍であり、更に好ましくは0~10質量倍である。 This reaction can be allowed to proceed in the presence of an inorganic base or an organic base, if necessary. The base used in the reaction includes inorganic bases such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, potassium phosphate, sodium carbonate, potassium carbonate, lithium carbonate, cesium carbonate; tert-butoxy; Bases such as sodium, tert-butoxypotassium, sodium hydride and potassium hydride; amines such as trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, triisopropylamine, tributylamine, diisopropylethylamine, pyridine, quinoline and collidine can be used. Among them, triethylamine, pyridine, tert-butoxysodium, tert-butoxypotassium, sodium hydride, potassium hydride and the like are preferable. The amount of the base used is not particularly limited, but it is 0 to 100 times the weight of the bismaleimide compound. It is preferably 0 to 30 times by mass, more preferably 0 to 10 times by mass.

式(C1)で表される化合物を還元して式(1)で表される特定ジアミンを製造する際の条件を以下に述べる。上記式(C1)で表される化合物の還元の方法としては、Fe、Sn、Znやこれらの塩とプロトンの共存下で行う還元反応がある。Fe、Sn、Znやこれらの塩の使用量は、好ましくは、上記式(1)で表される化合物に対して1~100当量であり、特に好ましくは3~50当量である。 Conditions under which the compound represented by formula (C1) is reduced to produce the specific diamine represented by formula (1) are described below. As a method for reducing the compound represented by the above formula (C1), there is a reduction reaction performed in the coexistence of Fe, Sn, Zn or salts thereof and protons. The amount of Fe, Sn, Zn and salts thereof used is preferably 1 to 100 equivalents, particularly preferably 3 to 50 equivalents, relative to the compound represented by formula (1) above.

この場合の反応溶媒としては、反応条件下において、目的とする反応を妨げない溶媒であればいずれも使用できる。例えば、水;メチルアルコール、エチルアルコール、tert-ブチルアルコール等のアルコール溶媒;ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン等の非プロトン性極性有機溶媒;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、tert-ブチルメチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル;ペンタン、へキサン、ヘプタン、石油エーテル等の脂肪族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリン等の芳香族炭化水素、クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタン等のハロゲン系炭化水素;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル等の低級脂肪酸エステル;アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル等のニトリルが使用できる。これらの溶媒は、反応の起こり易さ等を考慮して適宜選択することができ、1種単独で又は2種以上混合して用いることができる。また場合によっては、上記溶媒は、適当な脱水剤や乾燥剤を用いて水を含まない溶媒として用いることもできる。溶媒の使用量(反応濃度)は特に限定されないが、上記式(C1)で表される化合物に対して0.1~100質量倍である。好ましくは0.5~50質量倍であり、更に好ましくは3~30質量倍である。 As the reaction solvent in this case, any solvent can be used as long as it does not interfere with the intended reaction under the reaction conditions. For example, water; alcohol solvents such as methyl alcohol, ethyl alcohol and tert-butyl alcohol; aprotic polar organic solvents such as dimethylformamide, dimethylsulfoxide, dimethylacetamide and N-methylpyrrolidone; diethyl ether, diisopropyl ether, tert-butyl ethers such as methyl ether, cyclopentyl methyl ether, tetrahydrofuran and dioxane; aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane and petroleum ether; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, mesitylene and tetralin, chloroform, dichloromethane, Halogen hydrocarbons such as carbon tetrachloride and dichloroethane; lower fatty acid esters such as methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate and methyl propionate; and nitriles such as acetonitrile, propionitrile and butyronitrile. These solvents can be appropriately selected in consideration of the easiness of reaction and the like, and can be used singly or in combination of two or more. In some cases, the above solvent can also be used as a water-free solvent by using a suitable dehydrating agent or drying agent. The amount (reaction concentration) of the solvent used is not particularly limited, but it is 0.1 to 100 times the mass of the compound represented by the above formula (C1). It is preferably 0.5 to 50 times by mass, more preferably 3 to 30 times by mass.

更に、反応をより効果的に進行させるため、加圧下で反応を実施することもできる。この場合、ベンゼン核の還元を避けるため、好ましくは20気圧(kgf)程度の加圧範囲、より好ましくは10気圧までの範囲で反応を実施する。更に、塩酸、硫酸、蟻酸、酢酸等の酸、及びそれらの塩を共存させてもよい。これらの使用量は特に限定されないが、上記式(C1)で表される化合物に対して、0~10質量倍である。好ましくは0~5質量倍であり、更に好ましくは0~3質量倍である。 Furthermore, the reaction can be carried out under pressure in order to proceed the reaction more effectively. In this case, in order to avoid reduction of the benzene nucleus, the reaction is preferably carried out in a pressure range of about 20 atmospheres (kgf), more preferably up to 10 atmospheres. Furthermore, acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, formic acid, and acetic acid, and salts thereof may coexist. The amount of these to be used is not particularly limited, but is 0 to 10 times the mass of the compound represented by the above formula (C1). It is preferably 0 to 5 times by mass, more preferably 0 to 3 times by mass.

反応温度は、好ましくは、-100℃以上から使用する反応溶媒の沸点の温度までの温度範囲を選ぶことができるが、より好ましくは、-50~150℃、特に好ましくは0~100℃である。反応時間は、0.1~1000時間、より好ましくは1~200時間である。 The reaction temperature is preferably selected from a temperature range from -100°C or higher to the boiling point of the reaction solvent used, more preferably -50 to 150°C, particularly preferably 0 to 100°C. . The reaction time is 0.1 to 1000 hours, more preferably 1 to 200 hours.

また、上記式(C1)で表される化合物の還元の方法としては、触媒として、パラジウム-活性炭や白金-活性炭等を利用する水素添加反応、蟻酸を水素源とする還元反応、ヒドラジンを水素源とする反応等がある。また、これらの反応を組み合わせて実施することもできる。還元反応に用いられる触媒は、市販品として入手できる活性炭担持金属が好ましく、例えば、パラジウム-活性炭、白金-活性炭、ロジウム-活性炭等が挙げられる。また、水酸化パラジウム、酸化白金、ラネーニッケル等、必ずしも活性炭担持型の金属触媒でなくてもよい。一般的に広く使用されているパラジウム-活性炭や白金-活性炭が、良好な結果が得られるので好ましい。これら触媒の使用量は、いわゆる触媒量でよく、好ましくは、上記式(C1)で表される化合物に対して20モル%以下であり、特に好ましくは10モル%以下である。 Methods for reducing the compound represented by the above formula (C1) include hydrogenation reactions using palladium-activated carbon, platinum-activated carbon, etc. as catalysts, reduction reactions using formic acid as a hydrogen source, and hydrazine as a hydrogen source. There are reactions such as Moreover, these reactions can also be implemented in combination. The catalyst used for the reduction reaction is preferably a commercially available metal supported on activated carbon, such as palladium-activated carbon, platinum-activated carbon, and rhodium-activated carbon. Also, the metal catalyst such as palladium hydroxide, platinum oxide, Raney nickel and the like may not necessarily be supported on activated carbon. Palladium-activated charcoal and platinum-activated charcoal, which are generally and widely used, are preferable because good results can be obtained. The amount of these catalysts to be used may be a so-called catalytic amount, preferably 20 mol % or less, particularly preferably 10 mol % or less, relative to the compound represented by the formula (C1).

この場合の反応溶媒としては、反応条件下において、目的とする反応を妨げない溶媒であればいずれも使用できる。例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、tert-ブチルアルコール等のアルコール溶媒;ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン等の非プロトン性極性有機溶媒;ジエチルエーテル、イソプロピルエーテル、tert-ブチルメチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル;ペンタン、へキサン、ヘプタン、石油エーテル等の脂肪族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリン等の芳香族炭化水素、クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタン等のハロゲン系炭化水素;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル等の低級脂肪酸エステル;アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル等のニトリルが使用できる。これらの溶媒は、反応の起こり易さ等を考慮して適宜選択することができ、1種単独で又は2種以上混合して用いることができる。また場合によっては、上記溶媒は、適当な脱水剤や乾燥剤を用いて水を含まない溶媒として用いることもできる。溶媒の使用量(反応濃度)は特に限定されないが、上記式(C1)で表される化合物に対して、0.1~100質量倍である。好ましくは0.5~50質量倍であり、更に好ましくは3~30質量倍である。反応温度は特に限定されないが、-100℃から使用する溶媒の沸点までの範囲、好ましくは、-50~150℃である。反応時間は、通常0.05~350時間、好ましくは0.5~100時間である。 As the reaction solvent in this case, any solvent can be used as long as it does not interfere with the intended reaction under the reaction conditions. For example, alcohol solvents such as methyl alcohol, ethyl alcohol and tert-butyl alcohol; aprotic polar organic solvents such as dimethylformamide, dimethylsulfoxide, dimethylacetamide and N-methylpyrrolidone; diethyl ether, isopropyl ether and tert-butyl methyl ether. Ethers such as , cyclopentyl methyl ether, tetrahydrofuran, dioxane; aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, petroleum ether; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, mesitylene, tetralin, chloroform, dichloromethane, tetrachloride halogenated hydrocarbons such as carbon and dichloroethane; lower fatty acid esters such as methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate and methyl propionate; and nitriles such as acetonitrile, propionitrile and butyronitrile. These solvents can be appropriately selected in consideration of the easiness of reaction and the like, and can be used singly or in combination of two or more. In some cases, the above solvent can also be used as a water-free solvent by using a suitable dehydrating agent or drying agent. The amount (reaction concentration) of the solvent used is not particularly limited, but it is 0.1 to 100 times the mass of the compound represented by the above formula (C1). It is preferably 0.5 to 50 times by mass, more preferably 3 to 30 times by mass. The reaction temperature is not particularly limited, but is in the range from -100°C to the boiling point of the solvent used, preferably -50 to 150°C. The reaction time is usually 0.05 to 350 hours, preferably 0.5 to 100 hours.

還元反応をより効果的に進行させるため、活性炭の共存下で反応を実施することもできる。このとき、使用する活性炭の量は特に限定されないが、ジニトロ化合物(C1)に対して1~30質量%の範囲が好ましく、10~20質量%がより好ましい。同様な理由により、加圧下で反応を実施する場合もある。この場合、ベンゼン核の還元を避けるため、20気圧までの加圧範囲で行う。好ましくは10気圧までの範囲で反応を実施する。上記に例示の還元反応のうち、上記式(C1)で表される化合物の構造と還元反応の反応性を考慮すると、水素添加反応の使用が好ましい。 In order to proceed the reduction reaction more effectively, the reaction can be carried out in the presence of activated carbon. At this time, the amount of activated carbon used is not particularly limited, but it is preferably in the range of 1 to 30% by mass, more preferably 10 to 20% by mass, relative to the dinitro compound (C1). For similar reasons, the reaction may also be carried out under pressure. In this case, in order to avoid reduction of the benzene nucleus, the pressure range is up to 20 atmospheres. The reaction is preferably carried out in a range of up to 10 atmospheres. Among the reduction reactions exemplified above, the hydrogenation reaction is preferably used in consideration of the structure of the compound represented by the formula (C1) and the reactivity of the reduction reaction.

また、本発明の特定ジアミンを得るための方法としては、下記式(A1)で表されるマレイミド化合物と、下記式(B2)で表されるアミノニトロ化合物とを反応させて下記式(C2)で表されるジニトロ化合物を得て、これを還元する方法を挙げることができる。 Further, as a method for obtaining the specific diamine of the present invention, a maleimide compound represented by the following formula (A1) and an aminonitro compound represented by the following formula (B2) are reacted to obtain the following formula (C2). A method of obtaining a dinitro compound represented by and reducing it can be exemplified.

Figure 2022109969000027
Figure 2022109969000027

式(B2)で表される化合物と式(A1)で表される化合物との反応条件は、上記式(B1)で表される化合物と式(A1)で表される化合物との反応条件に準ずる。また、式(C2)で表されるジニトロ化合物を還元して式(1)で表されるジアミンを得る際の反応条件は、上記式(C1)で表される化合物を還元して式(1)で表される特定ジアミンを製造する際の条件に準ずる。 The reaction conditions for the compound represented by formula (B2) and the compound represented by formula (A1) are the same as the reaction conditions for the compound represented by formula (B1) and the compound represented by formula (A1). comply. Further, the reaction conditions for reducing the dinitro compound represented by formula (C2) to obtain the diamine represented by formula (1) are as follows: ) conforms to the conditions for producing the specific diamine represented by

また、本発明の特定ジアミンを得るための方法としては、下記式(A2)で表されるマレイミド化合物と、下記式(B2)で表されるアミノニトロ化合物とを反応させて下記式(C3)で表されるアミノニトロ化合物を得て、これを還元する方法を挙げることができる。 Further, as a method for obtaining the specific diamine of the present invention, a maleimide compound represented by the following formula (A2) and an aminonitro compound represented by the following formula (B2) are reacted to obtain the following formula (C3). A method of obtaining an aminonitro compound represented by and reducing it can be exemplified.

Figure 2022109969000028
Figure 2022109969000028

式(B2)で表される化合物と式(A2)で表される化合物との反応条件は、上記式(B1)で表される化合物と式(A1)で表される化合物との反応条件に準ずる。また、式(C3)で表されるアミノニトロ化合物を還元して式(1)で表されるジアミンを得る際の反応条件は、上記式(C1)で表される化合物を還元して式(1)で表される特定ジアミンを製造する際の条件に準ずる。 The reaction conditions for the compound represented by formula (B2) and the compound represented by formula (A2) are the same as the reaction conditions for the compound represented by formula (B1) and the compound represented by formula (A1). comply. Further, the reaction conditions for reducing the aminonitro compound represented by formula (C3) to obtain the diamine represented by formula (1) are as follows: It conforms to the conditions for producing the specific diamine represented by 1).

また、本発明の特定ジアミンを得るための方法としては、下記式(A2)で表されるマレイミド化合物と、下記式(B1)で表されるジアミノ化合物とを反応させて(1)を得る方法を挙げることができる。 Further, as a method for obtaining the specific diamine of the present invention, a method of obtaining (1) by reacting a maleimide compound represented by the following formula (A2) with a diamino compound represented by the following formula (B1). can be mentioned.

Figure 2022109969000029

式(B1)で表される化合物と式(A2)で表される化合物との反応条件は、式(B1)で表される化合物と式(A1)で表される化合物との反応条件に準ずる。
Figure 2022109969000029

The reaction conditions for the compound represented by formula (B1) and the compound represented by formula (A2) conform to the reaction conditions for the compound represented by formula (B1) and the compound represented by formula (A1). .

Rとして1価の有機基を導入したい場合は、上記式(C2)で表されるジニトロ化合物においてRが水素原子である化合物を、アミン類と反応が可能な化合物と反応させればよい。そのような化合物としては、例えば、酸ハライド、酸無水物、イソシアネート類、エポキシ類、オキセタン類、ハロゲン化アリール類、ハロゲン化アルキル類が挙げられ、また、アルコールの水酸基をOMs、OTf、OTs等の脱離基に置換したアルコール類等が利用できる。 When it is desired to introduce a monovalent organic group as R, a compound in which R is a hydrogen atom in the dinitro compound represented by the above formula (C2) may be reacted with a compound capable of reacting with amines. Examples of such compounds include acid halides, acid anhydrides, isocyanates, epoxies, oxetanes, aryl halides, and alkyl halides. can be used.

NH基に1価の有機基を導入する方法には、特に制限はないが、適当な塩基存在下で酸ハライドを反応させる方法が挙げられる。酸ハライドの例としては、アセチルクロリド、プロピオン酸クロリド、クロロギ酸メチル、クロロギ酸エチル、クロロギ酸n-プロピル、クロロギ酸i-プロピル、クロロギ酸n-ブチル、クロロギ酸i-ブチル、クロロギ酸t-ブチル、クロロギ酸ベンジル、及びクロロギ酸-9-フルオレニルが挙げられる。塩基の例としては前述の塩基を用いることができる。反応溶媒、反応温度は、前記の記載に準ずる。 The method of introducing a monovalent organic group into the NH group is not particularly limited, but examples include a method of reacting an acid halide in the presence of a suitable base. Examples of acid halides include acetyl chloride, propionyl chloride, methyl chloroformate, ethyl chloroformate, n-propyl chloroformate, i-propyl chloroformate, n-butyl chloroformate, i-butyl chloroformate, t-chloroformate butyl, benzyl chloroformate, and 9-fluorenyl chloroformate. Examples of bases that can be used include those described above. The reaction solvent and reaction temperature conform to those described above.

NH基に酸無水物を反応させて1価の有機基を導入してもよく、酸無水物の例としては、無水酢酸、無水プロピオン酸、二炭酸ジメチル、二炭酸ジエチル、二炭酸ジターシャリーブチル、二炭酸ジベンジル等が挙げられる。反応を促進させるために触媒を入れてもよく、ピリジン、コリジン、N,N-ジメチル-4-アミノピリジン等を使用してもよい。触媒量は上記式(C2)で表されるジニトロ化合物においてRが水素原子である化合物の1モルに対し、0.0001~1モルである。反応溶媒、反応温度は、前記の記載に準ずる。 A monovalent organic group may be introduced by reacting the NH group with an acid anhydride, and examples of the acid anhydride include acetic anhydride, propionic anhydride, dimethyl dicarbonate, diethyl dicarbonate, and ditertiary butyl dicarbonate. , dibenzyl dicarbonate and the like. A catalyst may be added to promote the reaction, and pyridine, collidine, N,N-dimethyl-4-aminopyridine and the like may be used. The catalyst amount is 0.0001 to 1 mol per 1 mol of the dinitro compound represented by the above formula (C2) in which R is a hydrogen atom. The reaction solvent and reaction temperature conform to those described above.

NH基にイソシアネート類を反応させて1価の有機基を導入してもよく、イソシアネート類の例としては、メチルイソシアネート、エチルイソシアネート、n-プロピルイソシアネート、フェニルイソシアネート等が挙げられる。反応溶媒、反応温度は、前記の記載に準ずる。 Monovalent organic groups may be introduced by reacting NH groups with isocyanates, and examples of isocyanates include methyl isocyanate, ethyl isocyanate, n-propyl isocyanate, and phenyl isocyanate. The reaction solvent and reaction temperature conform to those described above.

NH基にエポキシ化合物類やオキセタン化合物類を反応させて1価の有機基を導入してもよく、エポキシ類やオキセタン類の例としては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、1,2-ブチレンオキシド、トリメチレンオキシド等が挙げられる。反応溶媒、反応温度は、前記の記載に準ずる。 Epoxy compounds and oxetane compounds may be reacted with NH groups to introduce monovalent organic groups. Examples of epoxies and oxetanes include ethylene oxide, propylene oxide, 1,2-butylene oxide and trimethylene. oxide and the like. The reaction solvent and reaction temperature conform to those described above.

NH基へ金属触媒と配位子と塩基存在下、ハロゲン化アリール類を反応させて1価の有機基を導入してもよく、ハロゲン化アリールの例としては、ヨードベンゼン、ブロモベンゼン、クロロベンゼン等が挙げられる。金属触媒の例としては、酢酸パラジウム、塩化パラジウム、塩化パラジウム-アセトニトリル錯体、パラジウム-活性炭、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム、ビス(アセトニトリル)ジクロロパラジウム、ビス(ベンゾニトリル)ジクロロパラジウム、CuCl、CuBr、CuI、CuCN等が挙げられるが、これらに限定されない。配位子の例としては、トリフェニルホスフィン、トリ-o-トリルホスフィン、ジフェニルメチルホスフィン、フェニルジメチルホスフィン、1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン、1,3-ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン、1,4-ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン、1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン、トリメチルホスファイト、トリエチルホスファイト、トリフェニルホスファイト、トリ-tert-ブチルホスフィン等が挙げられるが、これらに限定されない。塩基の例としては前述の塩基を用いることができる。反応溶媒、反応温度は、前記の記載に準ずる。 A monovalent organic group may be introduced by reacting an aryl halide to the NH group in the presence of a metal catalyst, a ligand and a base, and examples of the aryl halide include iodobenzene, bromobenzene, chlorobenzene, and the like. is mentioned. Examples of metal catalysts include palladium acetate, palladium chloride, palladium chloride-acetonitrile complex, palladium-activated carbon, bis(dibenzylideneacetone)palladium, tris(dibenzylideneacetone)dipalladium, bis(acetonitrile)dichloropalladium, bis(benzo nitrile)dichloropalladium, CuCl, CuBr, CuI, CuCN, and the like, but are not limited to these. Examples of ligands include triphenylphosphine, tri-o-tolylphosphine, diphenylmethylphosphine, phenyldimethylphosphine, 1,2-bis(diphenylphosphino)ethane, 1,3-bis(diphenylphosphino)propane. , 1,4-bis(diphenylphosphino)butane, 1,1′-bis(diphenylphosphino)ferrocene, trimethylphosphite, triethylphosphite, triphenylphosphite, tri-tert-butylphosphine and the like. , but not limited to. Examples of bases that can be used include those described above. The reaction solvent and reaction temperature conform to those described above.

NH基へ適当な塩基存在下でアルコールの水酸基をOMs、OTf、OTs等の脱離基に置換したアルコール類を反応させて1価の有機基を導入してもよく、アルコール類の例としては、メタノール、エタノール、1-プロパノール等が挙げられ、これらのアルコール類と、メタンスルホニルクロリド、トリフルオロメタンスルホニルクロリド、パラトルエンスルホン酸クロリド等とを反応させることで、OMs、OTf、OTs等の脱離基に置換されたアルコールを得ることができる。塩基の例としては前述の塩基を用いることができる。反応溶媒、反応温度は、前記の記載に準ずる。 A monovalent organic group may be introduced by reacting the NH group with an alcohol in which the hydroxyl group of the alcohol is substituted with a leaving group such as OMs, OTf, or OTs in the presence of an appropriate base. , methanol, ethanol, 1-propanol, etc., and by reacting these alcohols with methanesulfonyl chloride, trifluoromethanesulfonyl chloride, p-toluenesulfonyl chloride, etc., elimination of OMs, OTf, OTs, etc. Group-substituted alcohols can be obtained. Examples of bases that can be used include those described above. The reaction solvent and reaction temperature conform to those described above.

NH基に適当な塩基存在下、ハロゲン化アルキルを反応させて1価の有機基を導入してもよく、ハロゲン化アルキル類の例としては、ヨウ化メチル、ヨウ化エチル、ヨウ化n-プロピル、臭化メチル、臭化エチル、臭化n-プロピル等が挙げられる。塩基の例としては前述の塩基に加え、カリウム-tert-ブトキシド、ナトリウム-tert-ブトキシド、等の金属アルコキシド類を用いることができる。反応溶媒、反応温度及び反応時間等の反応条件は、前記の記載に準ずる。 An alkyl halide may be reacted with an NH group in the presence of an appropriate base to introduce a monovalent organic group. Examples of alkyl halides include methyl iodide, ethyl iodide, and n-propyl iodide. , methyl bromide, ethyl bromide, n-propyl bromide and the like. Examples of bases that can be used include metal alkoxides such as potassium-tert-butoxide, sodium-tert-butoxide, and the like, in addition to the aforementioned bases. The reaction conditions such as the reaction solvent, reaction temperature and reaction time conform to those described above.

上記のアミン類と反応が可能な化合物の使用量は、上記式(C2)で表されるジニトロ化合物においてRが水素原子である化合物1.0モル当量に対して、1.0~3.0モル当量程度とすることができる。好ましくは2.0~2.5モル当量の範囲がよい。また、上記のアミン類と反応が可能な化合物は単独又は組み合わせて使用することができる。 The amount of the compound capable of reacting with the above amines is 1.0 to 3.0 per 1.0 molar equivalent of the dinitro compound represented by the above formula (C2) where R is a hydrogen atom. It can be about a molar equivalent. It is preferably in the range of 2.0 to 2.5 molar equivalents. In addition, the compounds capable of reacting with the above amines can be used alone or in combination.

なお、式(1)で表されるジアミン化合物に、不斉点に由来する異性体が存在する場合、本願においては、各異性体及びその混合物のいずれも式(1)で表されるジアミンに含まれる。また、式(1)の同じマレイミド環における2つのRが互いに異なっている場合、式(1)で表されるジアミン化合物にはRの置換位置が異なるが、本願においては異性体も、それらの混合物も全て式(1)で表されるジアミンに含まれる。 When the diamine compound represented by the formula (1) has isomers derived from an asymmetric point, in the present application, each isomer and a mixture thereof are both the diamine represented by the formula (1). included. Further, when two R 1 in the same maleimide ring of formula (1) are different from each other, the diamine compound represented by formula (1) differs in the substitution position of R 1 . All mixtures thereof are also included in the diamine represented by formula (1).

[式(A1)の製法]
式(A1)の化合物を合成する方法に特に制限はないが、例えば、下記式(D1)で表される市販のニトロアミンに、無水マレイン酸誘導体を反応させる方法が挙げられる。
[Manufacturing method of formula (A1)]
The method for synthesizing the compound of formula (A1) is not particularly limited, but examples include a method of reacting a commercially available nitroamine represented by formula (D1) below with a maleic anhydride derivative.

Figure 2022109969000030
Figure 2022109969000030

無水マレイン酸誘導体の使用量は、式(D1)で表されるニトロアミン化合物の1モルに対して、1~1.5モルであるのが好ましく、1~1.2モルであるのが更に好ましい。無水マレイン酸を過剰量とすることにより、反応を円滑に進行させ、なおかつ副生物を抑制することができる。本反応は、好ましくは溶媒中で行われる。好ましい溶媒や反応条件は、上記化合物(1)の製造条件と同様である。 The amount of the maleic anhydride derivative to be used is preferably 1 to 1.5 mol, more preferably 1 to 1.2 mol, per 1 mol of the nitroamine compound represented by formula (D1). . By using an excessive amount of maleic anhydride, the reaction can proceed smoothly and by-products can be suppressed. This reaction is preferably carried out in a solvent. Preferred solvents and reaction conditions are the same as those for the production of compound (1) above.

[式(A2)の製法]
式(A2)の化合物を合成する方法に特に制限はないが、例えば、下記式(D2)で表されるジアミンに、特開2003-321531号公報又は国際公開公報2004/012735号パンフレット等に記載されている条件下で、無水マレイン酸誘導体を反応させる方法が挙げられる。
[Manufacturing method of formula (A2)]
The method for synthesizing the compound of formula (A2) is not particularly limited. and a method of reacting a maleic anhydride derivative under the conditions described.

Figure 2022109969000031
Figure 2022109969000031

無水マレイン酸誘導体の使用量は、式(D2)で表されるジアミン化合物の1モルに対して、0.01~1モルであるのが好ましく、0.1~1.0モルであるのが更に好ましい。ジアミン(D2)を過剰量とすることにより、反応を円滑に進行させ、なおかつ副生物を抑制することができる。本反応は、好ましくは溶媒中で行われる。好ましい溶媒や反応条件は、上記化合物(1)の製造条件と同様である。 The amount of the maleic anhydride derivative used is preferably 0.01 to 1 mol, more preferably 0.1 to 1.0 mol, per 1 mol of the diamine compound represented by the formula (D2). More preferred. By using an excessive amount of the diamine (D2), the reaction can proceed smoothly and the production of by-products can be suppressed. This reaction is preferably carried out in a solvent. Preferred solvents and reaction conditions are the same as those for the production of compound (1) above.

また、下記式(A1)で表されるジアミンを還元する方法も挙げられる。 A method of reducing a diamine represented by the following formula (A1) is also included.

Figure 2022109969000032
Figure 2022109969000032

式(A1)で表されるニトロ化合物を還元して式(A2)で表されるアミンを得る際の反応条件は、上記式(C1)で表される化合物を還元して式(1)で表される特定ジアミンを製造する際の条件に記載の反応のうち、二重結合の還元を抑制する観点から、Fe、Sn、Znやこれらの塩とプロトンの共存下で行う還元反応が好ましい。 The reaction conditions for reducing the nitro compound represented by formula (A1) to obtain the amine represented by formula (A2) are as follows: Among the reactions described in the conditions for producing the specific diamine, the reduction reaction performed in the coexistence of Fe, Sn, Zn or a salt thereof and protons is preferable from the viewpoint of suppressing the reduction of the double bond.

また、本発明の特定ジアミンは、下記式(A1)で表されるマレイミド化合物と、下記式(E)で表される市販されているアミノ化合物で表されるアンモニア、アルキルアミン、ベンジルアミン等とを反応させて下記式(F)で表されるニトロ化合物を得て、更に市販されている下記式(G)で表されるニトロベンジルクロライド、ニトロベンゾイルクロライド、ニトロベンゼンスルホニルクロライド又はニトロベンゼンイソシアネート、4-フルオロニトロベンゼン、4-ヨードニトロベンゼン等と反応させて下記式(C2)を得て、これを還元する方法を挙げることができる。 Further, the specific diamine of the present invention includes a maleimide compound represented by the following formula (A1) and ammonia, an alkylamine, a benzylamine, etc. represented by a commercially available amino compound represented by the following formula (E). to obtain a nitro compound represented by the following formula (F), and a commercially available nitrobenzyl chloride, nitrobenzoyl chloride, nitrobenzenesulfonyl chloride or nitrobenzene isocyanate represented by the following formula (G), 4- A method of obtaining the following formula (C2) by reacting it with fluoronitrobenzene, 4-iodonitrobenzene or the like and reducing it can be mentioned.

Figure 2022109969000033

式(E)で表される化合物と式(A1)で表される化合物との反応条件は、上記式(B1)で表される化合物と式(A1)で表される化合物との反応条件に準ずる。
Figure 2022109969000033

The reaction conditions for the compound represented by formula (E) and the compound represented by formula (A1) are the reaction conditions for the compound represented by formula (B1) and the compound represented by formula (A1). comply.

上記式(G)においてZがOHでありLがカルボニルである化合物と上記式(F)で表される化合物とを、必要ならば該反応に対して不活性な溶媒を用い、必要ならば塩基の存在下、縮合剤を用いて反応させることにより、一般式(C2)においてLがカルボニルである化合物を得ることができる。反応基質の量は、式(G)で表される化合物1当量に対して0.5~2当量の一般式(F)で表される化合物を用いることができる。 A compound represented by the above formula (G) in which Z is OH and L1 is carbonyl, and a compound represented by the above formula (F) are combined, if necessary, using a solvent inert to the reaction, and if necessary A compound of general formula (C2) in which L1 is carbonyl can be obtained by reacting with a condensing agent in the presence of a base. As for the amount of the reaction substrate, 0.5 to 2 equivalents of the compound represented by the general formula (F) can be used with respect to 1 equivalent of the compound represented by the formula (G).

縮合剤は、通常のアミド合成に使用されるものであれば特に制限はないが、例えば向山試薬(2-クロロ-N-メチルピリジニウムアイオダイド)、DCC(1,3-ジシクロヘキシルカルボジイミド)、WSC(1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)-カルボジイミド塩酸塩)、CDI(カルボニルジイミダゾール)、ジメチルプロピニルスルホニウムブロマイド、プロパルギルトリフェニルホスホニウムブロマイド、DEPC(シアノ燐酸ジエチル)等を、上記式(G)においてZがOHでありLがカルボニルである化合物に対して1~4当量用いることができる。 The condensing agent is not particularly limited as long as it is commonly used in amide synthesis. 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)-carbodiimide hydrochloride), CDI (carbonyldiimidazole), dimethylpropynylsulfonium bromide, propargyltriphenylphosphonium bromide, DEPC (diethyl cyanophosphate), etc., the above formula (G ) in which Z is OH and L 1 is carbonyl.

溶媒を用いる場合、用いられる溶媒としては反応の進行を阻害しないものであれば特に制限はないが、例えばベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素類、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素類、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等の芳香族ハロゲン化炭化水素類、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2-ジクロロエタン、1,1,1-トリクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン等の脂肪族ハロゲン化炭化水素類、ジエチルエーテル、1,2-ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン等のエーテル類、酢酸エチル、プロピオン酸エチル等のエステル類、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン等のアミド類、トリエチルアミン、トリブチルアミン、N,N-ジメチルアニリン等のアミン類、ピリジン、ピコリン等のピリジン類、アセトニトリル及びジメチルスルホキシド等が挙げられる。これらの溶媒は単独で用いても、これらのうちの2種以上を混合して用いてもよい。 When a solvent is used, the solvent to be used is not particularly limited as long as it does not hinder the progress of the reaction. Examples include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, and aliphatic hydrocarbons such as hexane and heptane. , cyclohexane and other alicyclic hydrocarbons, chlorobenzene, dichlorobenzene and other aromatic halogenated hydrocarbons, dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, 1,2-dichloroethane, 1,1,1-trichloroethane, trichlorethylene, tetrachlorethylene aliphatic halogenated hydrocarbons such as diethyl ether, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane and other ethers, ethyl acetate, ethyl propionate and other esters, N,N-dimethylformamide, amides such as N,N-dimethylacetamide and N-methyl-2-pyrrolidone; amines such as triethylamine, tributylamine and N,N-dimethylaniline; pyridines such as pyridine and picoline; be done. These solvents may be used alone, or two or more of them may be mixed and used.

塩基の添加は必ずしも必要ではないが、塩基を用いる場合、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等のアルカリ金属重炭酸塩、トリエチルアミン、トリブチルアミン、N,N-ジメチルアニリン、ピリジン、4-(ジメチルアミノ)ピリジン、イミダゾール、1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]-7-ウンデセン等の有機塩基等を上記式(G)においてZがOHでありLがカルボニルである化合物に対して1~4当量用いることができる。反応温度は-60℃から反応混合物の還流温度までの任意の温度を設定することができ、反応時間は、反応基質の濃度、反応温度によって変化するが、通常5分~100時間の範囲で任意に設定できる。一般的には、例えば上記式(G)においてZがOHでありLがカルボニルである化合物1当量に対して1~20当量の上記式(F)で表される化合物及び1~4当量のWSC(1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)-カルボジイミド塩酸塩)、CDI(カルボニルジイミダゾール)等の縮合剤を用い、必要ならば1~4当量の炭酸カリウム、トリエチルアミン、ピリジン、4-(ジメチルアミノ)ピリジン等の塩基存在下にて、無溶媒か又はジクロロメタン、クロロホルム、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン等の溶媒を用い、0℃からこれらの溶媒の還流温度の範囲で、10分~24時間反応を行なうのが好ましい。 Addition of a base is not always necessary, but when a base is used, examples include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, alkali metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate, sodium hydrogen carbonate and potassium hydrogen carbonate. alkali metal bicarbonates such as triethylamine, tributylamine, N,N-dimethylaniline, pyridine, 4-(dimethylamino)pyridine, imidazole, 1,8-diazabicyclo[5,4,0]-7-undecene, etc. 1 to 4 equivalents of an organic base or the like can be used with respect to the compound in which Z is OH and L 1 is carbonyl in the above formula (G). The reaction temperature can be set at any temperature from -60°C to the reflux temperature of the reaction mixture, and the reaction time varies depending on the concentration of the reaction substrate and the reaction temperature, but is usually arbitrary in the range of 5 minutes to 100 hours. can be set to Generally, for example, 1 to 20 equivalents of the compound represented by the above formula (F) with respect to 1 equivalent of the compound in which Z is OH and L 1 is carbonyl in the above formula (G), and 1 to 4 equivalents of Using a condensing agent such as WSC (1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)-carbodiimide hydrochloride), CDI (carbonyldiimidazole), if necessary, 1 to 4 equivalents of potassium carbonate, triethylamine, pyridine, 4 -In the presence of a base such as (dimethylamino)pyridine, using no solvent or a solvent such as dichloromethane, chloroform, diethyl ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, etc., at a temperature range from 0°C to the reflux temperature of these solvents. , preferably for 10 minutes to 24 hours.

また、上記式(G)においてZがOHでありLがカルボニル若しくはスルホニルである化合物から文献記載の公知の方法、例えば、塩化チオニル、五塩化リン又はオキザリルクロライド等のクロル化剤と反応させる方法、塩化ピバロイル又はクロルギ酸イソブチル等の有機酸ハロゲン化物と、必要ならば塩基の存在下、反応させる方法、或いは、カルボニルジイミダゾール又はスルホニルジイミダゾール等と反応させる方法等を用いて合成することのできる上記式(G)においてZがClでありLがカルボニル若しくはスルホニルである化合物と上記式(F)で表される化合物とを、必要ならば該反応に対して不活性な溶媒を用い、必要ならば塩基の存在下、反応させることにより、一般式(C2)においてLがカルボニル若しくはスルホニルである化合物を合成することもできる。反応基質の量は、上記式(G)においてZがClでありLがカルボニル若しくはスルホニルである化合物1当量に対して0.5~2当量の上記式(F)で表される化合物を用いることができる。 In addition, a compound of the above formula (G) in which Z is OH and L1 is carbonyl or sulfonyl is reacted with a chlorinating agent such as thionyl chloride, phosphorus pentachloride or oxalyl chloride by a known method described in the literature. method, a method of reacting an organic acid halide such as pivaloyl chloride or isobutyl chloroformate in the presence of a base if necessary, or a method of reacting with carbonyldiimidazole, sulfonyldiimidazole, or the like. a compound represented by the above formula (G) wherein Z is Cl and L1 is carbonyl or sulfonyl and the compound represented by the above formula (F), if necessary using a solvent inert to the reaction, A compound of general formula (C2) in which L1 is carbonyl or sulfonyl can also be synthesized by reacting in the presence of a base, if necessary. The amount of the reaction substrate is 0.5 to 2 equivalents of the compound represented by the above formula (F) with respect to 1 equivalent of the compound in which Z is Cl and L 1 is carbonyl or sulfonyl in the above formula (G). be able to.

溶媒を用いる場合、用いられる溶媒としては反応の進行を阻害しないものであれば特に制限はないが、例えばベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素類、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素類、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等の芳香族ハロゲン化炭化水素類、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2-ジクロロエタン、1,1,1-トリクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン等の脂肪族ハロゲン化炭化水素類、ジエチルエーテル、1,2-ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン等のエーテル類、酢酸エチル、プロピオン酸エチル等のエステル類、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン等のアミド類、トリエチルアミン、トリブチルアミン、N,N-ジメチルアニリン等のアミン類、ピリジン、ピコリン等のピリジン類、アセトニトリル及び水等が挙げられる。これらの溶媒は単独で用いても、これらのうちの2種以上を混合して用いてもよい。 When a solvent is used, the solvent to be used is not particularly limited as long as it does not hinder the progress of the reaction. Examples include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, and aliphatic hydrocarbons such as hexane and heptane. , cyclohexane and other alicyclic hydrocarbons, chlorobenzene, dichlorobenzene and other aromatic halogenated hydrocarbons, dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, 1,2-dichloroethane, 1,1,1-trichloroethane, trichlorethylene, tetrachlorethylene aliphatic halogenated hydrocarbons such as diethyl ether, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane and other ethers, ethyl acetate, ethyl propionate and other esters, N,N-dimethylformamide, amides such as N,N-dimethylacetamide and N-methyl-2-pyrrolidone; amines such as triethylamine, tributylamine and N,N-dimethylaniline; pyridines such as pyridine and picoline; . These solvents may be used alone, or two or more of them may be mixed and used.

塩基の添加は必ずしも必要ではないが、塩基を用いる場合、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等のアルカリ金属重炭酸塩、トリエチルアミン、トリブチルアミン、N,N-ジメチルアニリン、ピリジン、4-(ジメチルアミノ)ピリジン、イミダゾール、1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]-7-ウンデセン等の有機塩基等を、上記式(G)においてZがClでありLがカルボニル若しくはスルホニルである化合物に対して1~4当量用いることができる。反応温度は-60℃から反応混合物の還流温度までの任意の温度を設定することができ、反応時間は、反応基質の濃度、反応温度によって変化するが、通常5分~100時間の範囲で任意に設定できる。一般的には、例えば上記式(G)においてZがClでありLがカルボニルである化合物1当量に対して1~10当量の上記式(F)で表される化合物を、必要ならば1~2当量の炭酸カリウム、トリエチルアミン、ピリジン、4-(ジメチルアミノ)ピリジン等の塩基存在下にて、無溶媒か又はジクロロメタン、クロロホルム、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、酢酸エチル、アセトニトリル等の溶媒を用い、0℃からこれらの溶媒の還流温度の範囲で、10分~48時間反応を行なうのが好ましい。 Addition of a base is not always necessary, but when a base is used, examples include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, alkali metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate, sodium hydrogen carbonate and potassium hydrogen carbonate. alkali metal bicarbonates such as triethylamine, tributylamine, N,N-dimethylaniline, pyridine, 4-(dimethylamino)pyridine, imidazole, 1,8-diazabicyclo[5,4,0]-7-undecene, etc. An organic base or the like can be used in an amount of 1 to 4 equivalents relative to the compound of formula (G) above wherein Z is Cl and L 1 is carbonyl or sulfonyl. The reaction temperature can be set at any temperature from -60°C to the reflux temperature of the reaction mixture, and the reaction time varies depending on the concentration of the reaction substrate and the reaction temperature, but is usually arbitrary in the range of 5 minutes to 100 hours. can be set to Generally, for example, 1 to 10 equivalents of the compound represented by the above formula (F) per equivalent of the compound in which Z is Cl and L 1 is carbonyl in the above formula (G) is added, if necessary, 1 To 2 equivalents of potassium carbonate, triethylamine, pyridine, 4-(dimethylamino)pyridine or the like in the presence of a base such as solvent-free or dichloromethane, chloroform, diethyl ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, ethyl acetate, acetonitrile, etc. It is preferable to carry out the reaction at a temperature in the range of 0° C. to the reflux temperature of the solvent for 10 minutes to 48 hours.

式(G)においてLとWがともに単結合であり、ZがF又はClであって、NO基がZに対して2位、又は4位にあるニトロ化合物を、適当な塩基の存在下、式(F)で表される化合物とを反応させ、上記式(C2)で表されるジニトロ体を得ることができる。使用する塩基は、例えば、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、燐酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、炭酸セシウム等の無機塩基;トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリイソプロピルアミン、トリブチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン、キノリン、コリジン等のアミン類;水素化ナトリウム、水素化カリウム等の塩基;を使用できる。 A nitro compound of formula (G) in which L 1 and W 1 are both single bonds, Z is F or Cl, and the NO 2 group is at the 2- or 4-position relative to Z, is treated with an appropriate base. The dinitro compound represented by the formula (C2) can be obtained by reacting with the compound represented by the formula (F) in the presence. The base used is, for example, inorganic bases such as sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, potassium phosphate, sodium carbonate, potassium carbonate, lithium carbonate, cesium carbonate; trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, triisopropylamine, tributylamine, diisopropyl Amines such as ethylamine, pyridine, quinoline and collidine; bases such as sodium hydride and potassium hydride; can be used.

溶媒に関しては、原料と反応しない溶媒であれば、いずれも使用することができる。例えば、非プロトン性極性有機溶媒(N,N-ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン等)、エーテル類(EtO,i-PrO,tert-ブチルメチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等)、脂肪族炭化水素類(ペンタン、へキサン、ヘプタン、石油エーテル等)、芳香族炭化水素類(ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、テトラリン等)、ハロゲン系炭化水素類(クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタン等)、低級脂肪酸エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル等)、ニトリル類(アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル等)が使用できる。これらの溶媒は、反応の起こり易さ等を考慮して、適宜選択することができる。この場合、上記溶媒は、1種単独で又は2種以上混合して用いることができる。場合によっては、適当な脱水剤や乾燥剤を用いて溶媒を脱水乾燥して用いることもできる。反応温度は-100℃から使用する溶媒の沸点までの範囲で、任意の温度を選択することができるが、好ましくは-50~150℃の範囲である。反応時間は0.1~1000時間の範囲で、任意に選択することができるが、好ましくは0.1~100時間である。 Any solvent can be used as long as it does not react with the raw material. For example, aprotic polar organic solvents (N,N-dimethylformamide, dimethylsulfoxide, N,N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, etc.), ethers (Et 2 O, i-Pr 2 O, tert -Butyl methyl ether, cyclopentyl methyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, etc.), aliphatic hydrocarbons (pentane, hexane, heptane, petroleum ether, etc.), aromatic hydrocarbons (benzene, toluene, xylene, mesitylene, chlorobenzene, dioxane, etc.) chlorobenzene, nitrobenzene, tetralin, etc.), halogenated hydrocarbons (chloroform, dichloromethane, carbon tetrachloride, dichloroethane, etc.), lower fatty acid esters (methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, etc.), nitriles (acetonitrile) , propionitrile, butyronitrile, etc.) can be used. These solvents can be appropriately selected in consideration of the easiness of reaction and the like. In this case, the above solvents may be used singly or in combination of two or more. In some cases, the solvent may be dehydrated and dried using a suitable dehydrating agent or drying agent. The reaction temperature can be selected arbitrarily in the range of -100°C to the boiling point of the solvent used, preferably in the range of -50 to 150°C. The reaction time can be arbitrarily selected in the range of 0.1 to 1000 hours, preferably 0.1 to 100 hours.

ZがBr又はI原子であれば、NO基がXに対して2位でも、3位でも、4位でもよく、適当な金属触媒と配位子を含み、塩基存在下でC-Nクロスカップリング反応を用いることで、ジニトロ体を得ることができる。金属触媒の例としては、酢酸パラジウム、塩化パラジウム、塩化パラジウム-アセトニトリル錯体、パラジウム-活性炭、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム、ビス(アセトニトリル)ジクロロパラジウム、ビス(ベンゾニトリル)ジクロロパラジウム、CuCl、CuBr、CuI、CuCN等が挙げられるが、これらに限定されない。配位子の例としては、トリフェニルホスフィン、トリ-o-トリルホスフィン、ジフェニルメチルホスフィン、フェニルジメチルホスフィン、1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン、1,3-ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン、1,4-ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン、1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン、トリメチルホスファイト、トリエチルホスファイト、トリフェニルホスファイト、トリ-tert-ブチルホスフィン等が挙げられるが、これらに限定されない。塩基の例としては、前述の塩基を用いることができる。反応溶媒及び反応温度は、前記の記載に準ずる。上記各反応により得られた各段階における目的物は、蒸留、再結晶、又はシリカゲル等のカラムクロマトグラフィーで精製してもよいし、精製せずに、反応液のまま次の段階に供することもできる。また、式(C2)で表されるジニトロ化合物を還元して式(1)で表されるジアミンを得る際の反応条件は、前記と同じ条件である。 If Z is a Br or I atom, the NO 2 group can be in the 2, 3 or 4 position with respect to X and includes a suitable metal catalyst and ligand to form a C—N cross in the presence of a base. A dinitro compound can be obtained by using a coupling reaction. Examples of metal catalysts include palladium acetate, palladium chloride, palladium chloride-acetonitrile complex, palladium-activated carbon, bis(dibenzylideneacetone)palladium, tris(dibenzylideneacetone)dipalladium, bis(acetonitrile)dichloropalladium, bis(benzo nitrile)dichloropalladium, CuCl, CuBr, CuI, CuCN, and the like, but are not limited to these. Examples of ligands include triphenylphosphine, tri-o-tolylphosphine, diphenylmethylphosphine, phenyldimethylphosphine, 1,2-bis(diphenylphosphino)ethane, 1,3-bis(diphenylphosphino)propane. , 1,4-bis(diphenylphosphino)butane, 1,1′-bis(diphenylphosphino)ferrocene, trimethylphosphite, triethylphosphite, triphenylphosphite, tri-tert-butylphosphine and the like. , but not limited to. Examples of bases that can be used include those described above. The reaction solvent and reaction temperature conform to those described above. The target product in each step obtained by each of the above reactions may be purified by distillation, recrystallization, or column chromatography using silica gel or the like, or the reaction solution may be directly subjected to the next step without purification. can. The reaction conditions for reducing the dinitro compound represented by formula (C2) to obtain the diamine represented by formula (1) are the same as those described above.

<重合体>
本発明の重合体は、上記ジアミンを用いて得られる。具体例としては、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、ポリイミド、ポリウレア、ポリアミド等が挙げられるが、液晶配向剤としての使用の観点から、下記式(3)で表される構造単位を含む、ポリイミド前駆体、及びそのイミド化物であるポリイミドから選ばれる少なくとも1種であるとより好ましい。
<Polymer>
The polymer of the present invention is obtained using the above diamine. Specific examples include polyamic acids, polyamic acid esters, polyimides, polyureas, and polyamides. From the viewpoint of use as liquid crystal aligning agents, polyimide precursors containing structural units represented by the following formula (3) and polyimide which is an imidized product thereof.

Figure 2022109969000034
Figure 2022109969000034

上記式(3)において、Xはテトラカルボン酸誘導体に由来する4価の有機基を示し、Yは式(1)の構造を含むジアミンに由来する2価の有機基を示し、Rは水素原子又は炭素数1~5のアルキル基を示す。Rは、加熱によるイミド化のしやすさの点から、水素原子、メチル基又はエチル基が好ましい。 In the above formula (3), X 1 represents a tetravalent organic group derived from a tetracarboxylic acid derivative, Y 1 represents a divalent organic group derived from a diamine containing the structure of formula (1), and R 4 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. R 4 is preferably a hydrogen atom, a methyl group, or an ethyl group from the viewpoint of ease of imidization by heating.

<テトラカルボン酸二無水物>
ポリイミド前駆体中のXは、重合体の溶媒への溶解性や液晶配向剤の塗布性、液晶配向膜とした場合における液晶の配向性、電圧保持率、蓄積電荷等、必要とされる特性の程度に応じて適宜選択され、同一重合体中に1種であってもよく、2種以上が混在していてもよい。Xの具体例をあえて示すならば、国際公開公報2015/119168の13頁~14頁に掲載される、式(X-1)~(X-46)の構造等が挙げられる。以下に、好ましいXの構造を示すが、本発明はこれらに限定されない。
<Tetracarboxylic dianhydride>
X 1 in the polyimide precursor is required properties such as solubility of the polymer in a solvent, applicability of a liquid crystal aligning agent, liquid crystal alignment when used as a liquid crystal alignment film, voltage holding ratio, accumulated charge, etc. may be selected as appropriate according to the degree of , one type may be used in the same polymer, or two or more types may be mixed. Specific examples of X 1 include structures of formulas (X-1) to (X-46) described on pages 13 to 14 of WO 2015/119168. Preferred structures of X 1 are shown below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 2022109969000035
Figure 2022109969000035

上記の構造のうち、(A-1)、(A-2)はラビング耐性の更なる向上という観点から特に好ましく、(A-4)は蓄積電荷の緩和速度の更なる向上という観点から特に好ましく、(A-15)~(A-17)等は、液晶配向性と蓄積電荷の緩和速度の更なる向上という観点から特に好ましい。 Among the above structures, (A-1) and (A-2) are particularly preferable from the viewpoint of further improving rubbing resistance, and (A-4) is particularly preferable from the viewpoint of further improving the relaxation rate of accumulated charges. , (A-15) to (A-17), etc. are particularly preferred from the viewpoint of further improving the liquid crystal orientation and the relaxation rate of accumulated charges.

<重合体(その他の構造単位)>
式(3)で表される構造単位を含むポリイミド前駆体は、本発明の効果を損なわない範囲において、下記式(4)で表される構造単位、及びそのイミド化物であるポリイミドから選ばれる少なくとも1種を含んでいてもよい。
<Polymer (other structural unit)>
The polyimide precursor containing the structural unit represented by the formula (3) is selected from the structural units represented by the following formula (4) and polyimides thereof as long as the effects of the present invention are not impaired. 1 type may be included.

Figure 2022109969000036
Figure 2022109969000036

式(4)において、Xはテトラカルボン酸誘導体に由来する4価の有機基を示し、Yは式(1)の構造を主鎖方向に含まないジアミンに由来する2価の有機基を示し、R14は、前記式(3)のRの定義と同じであり、R15はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1~4のアルキル基を示す。 In formula (4), X2 represents a tetravalent organic group derived from a tetracarboxylic acid derivative, and Y2 represents a divalent organic group derived from a diamine that does not contain the structure of formula (1) in the main chain direction. R 14 has the same definition as R 4 in formula (3) above, and each R 15 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

の具体例としては、好ましい例も含めて式(3)のXで例示したものと同じ構造を挙げることができる。また、ポリイミド前駆体中のYは式(1)の構造を主鎖方向に含まないジアミンに由来する二価の有機基であり、その構造は特に限定されない。また、Yは重合体の溶媒への溶解性や液晶配向剤の塗布性、液晶配向膜とした場合における液晶の配向性、電圧保持率、蓄積電荷等、必要とされる特性の程度に応じて適宜選択され、同一重合体中に1種であってもよく、2種以上が混在していてもよい。 Specific examples of X 2 include the same structures as those exemplified for X 1 in formula (3), including preferred examples. Moreover, Y2 in the polyimide precursor is a divalent organic group derived from a diamine that does not contain the structure of formula (1) in the main chain direction, and its structure is not particularly limited. In addition, Y 2 depends on the degree of required characteristics such as the solubility of the polymer in a solvent, the applicability of the liquid crystal alignment agent, the alignment of the liquid crystal when used as a liquid crystal alignment film, the voltage holding ratio, the accumulated charge, etc. It may be selected as appropriate in the same polymer, and may be of one type or two or more types may be mixed in the same polymer.

の具体例をあえて示すならば、上記式[W-1]~式[W-152]で表される基が挙げられる。また、国際公開公報2015/119168の4頁に掲載される式(2)の構造、及び、8頁~12頁に掲載される、式(Y-1)~(Y-97)、(Y-101)~(Y-118)の構造;国際公開公報2013/008906の6頁に掲載される式(2)からアミノ基を2つ除いた二価の有機基;国際公開公報2015/122413の8頁に掲載される式(1)からアミノ基を2つ除いた二価の有機基;国際公開公報2015/060360の8頁に掲載される式(3)の構造;日本国公開特許公報2012-173514の8頁に記載される式(1)からアミノ基を2つ除いた二価の有機基;国際公開公報2010-050523の9頁に掲載される式(A)~(F)からアミノ基を2つ除いた二価の有機基、等が挙げられる。好ましいYの構造としては、下記式(11)の構造が挙げられる。 Specific examples of Y 2 include groups represented by the above formulas [W 2 -1] to [W 2 -152]. Further, the structure of formula (2) published on page 4 of International Publication 2015/119168, and the formulas (Y-1) to (Y-97) and (Y- 101) to (Y-118) structure; divalent organic group obtained by removing two amino groups from formula (2) published on page 6 of WO 2013/008906; 8 of WO 2015/122413 Divalent organic group with two amino groups removed from formula (1) published on page; structure of formula (3) published on page 8 of International Publication 2015/060360; Japanese Patent Publication 2012- 173514 page 8 of the formula (1) from which two amino groups are removed from the divalent organic group; and divalent organic groups excluding two. A preferable structure of Y 2 includes the structure of the following formula (11).

Figure 2022109969000037
Figure 2022109969000037

式(11)中、R32は単結合又は2価の有機基であり、単結合が好ましい。R33は-(CH-で表される構造である。rは2~10の整数であり、3~7が好ましい。また、任意の-CH-はそれぞれ隣り合わない条件でエーテル、エステル、アミド、ウレア、カルバメート結合に置き換えられてもよい。R34は単結合又は2価の有機基を示す。ベンゼン環上の任意の水素原子は1価の有機基で置き換えられてもよく、フッ素原子又はメチル基が好ましい。式(11)で表される構造としては、具体的には以下のような構造が挙げられるが、これらに限定されない。 In formula (11), R 32 is a single bond or a divalent organic group, preferably a single bond. R 33 is a structure represented by —(CH 2 ) r —. r is an integer of 2-10, preferably 3-7. Any --CH 2 -- may be replaced with an ether, ester, amide, urea, or carbamate bond under the condition that they are not adjacent to each other. R34 represents a single bond or a divalent organic group. Any hydrogen atom on the benzene ring may be replaced with a monovalent organic group, preferably a fluorine atom or a methyl group. Specific examples of the structure represented by formula (11) include, but are not limited to, the following structures.

Figure 2022109969000038
Figure 2022109969000038

Figure 2022109969000039
Figure 2022109969000039

Figure 2022109969000040
Figure 2022109969000040

式(3)で表される構造単位を含むポリイミド前駆体が、式(4)で表される構造単位を同時に含む場合、蓄積した電荷を速く緩和させるとともに、ラビング方向と液晶の配向方向のずれを制御するという観点から、式(3)で表される構造単位は、式(3)と式(4)の合計に対して1~80モル%であることが好ましく、より好ましくは5~60モル%であり、特に好ましくは10~40モル%である。 When the polyimide precursor containing the structural unit represented by the formula (3) contains the structural unit represented by the formula (4) at the same time, the accumulated charges are quickly relaxed, and the rubbing direction and the alignment direction of the liquid crystal are misaligned. From the viewpoint of controlling, the structural unit represented by formula (3) is preferably 1 to 80 mol% with respect to the total of formula (3) and formula (4), more preferably 5 to 60 mol %, particularly preferably 10 to 40 mol %.

また、好ましいYの構造としては、アミノ基、イミノ基、及び含窒素複素環からなる群から選ばれる少なくとも1種を有する構造が挙げられる。このようなYの構造としては、アミノ基、イミノ基、及び含窒素複素環からなる群から選ばれる少なくとも1種の構造を有しているか、窒素原子上に熱脱離性基が置換したアミノ基、イミノ基及び含窒素複素環から選ばれる少なくとも1種の構造を有していれば、その構造は特に限定されない。あえて、その具体例を挙げるとするならば、下記式(YD-1)~(YD-5)で表されるアミノ基、イミノ基、及び含窒素複素環からなる群から選ばれる少なくとも1種の構造を有する2価の有機基が挙げられる。 A preferred structure of Y2 includes a structure having at least one selected from the group consisting of an amino group, an imino group, and a nitrogen-containing heterocyclic ring. Such a structure of Y 2 has at least one structure selected from the group consisting of an amino group, an imino group, and a nitrogen-containing heterocyclic ring, or a thermally eliminable group is substituted on the nitrogen atom. The structure is not particularly limited as long as it has at least one structure selected from an amino group, an imino group and a nitrogen-containing heterocyclic ring. If I dare to give a specific example, at least one selected from the group consisting of an amino group, an imino group, and a nitrogen-containing heterocyclic ring represented by the following formulas (YD-1) to (YD-5) A divalent organic group having a structure can be mentioned.

Figure 2022109969000041
Figure 2022109969000041

式(YD-1)において、Aは炭素数3~15の窒素原子含有複素環を示し、Zは、水素原子、又は置換基を有してよい炭素数1~20の炭化水素基を示す。式(YD-2)において、Vは、炭素数1~10の炭化水素基を示し、Aは窒素原子含有複素環を有する炭素数3~15の1価の有機基、又は炭素数1~6の脂肪族基で置換されたジ置換アミノ基を示す。式(YD-3)において、Vは炭素数6~15で、且つベンゼン環を1~2個有する2価の有機基を示し、Vは炭素数2~5のアルキレン又はビフェニレンを示し、Zは水素原子、炭素数1~5のアルキル基、ベンゼン環、又は熱脱離性基を示し、aは0~1の整数を示す。式(YD-4)において、Aは炭素数3~15の窒素原子含有複素環を示す。式(YD-5)において、Aは炭素数3~15の窒素原子含有複素環を示し、Vは炭素数2~5のアルキレンを示す。 In formula (YD-1), A 1 represents a nitrogen atom-containing heterocyclic ring having 3 to 15 carbon atoms, and Z 1 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. show. In formula (YD-2), V 1 represents a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, A 2 represents a monovalent organic group having 3 to 15 carbon atoms having a nitrogen atom-containing heterocyclic ring, or 1 carbon atom A disubstituted amino group substituted with ∼6 aliphatic groups is shown. In formula (YD-3), V 2 represents a divalent organic group having 6 to 15 carbon atoms and 1 to 2 benzene rings, V 3 represents alkylene or biphenylene having 2 to 5 carbon atoms, Z 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a benzene ring, or a thermally eliminable group; a represents an integer of 0 to 1; In formula (YD-4), A 3 represents a nitrogen atom-containing heterocyclic ring having 3 to 15 carbon atoms. In formula (YD-5), A 4 represents a nitrogen atom-containing heterocyclic ring having 3 to 15 carbon atoms, and V 5 represents alkylene having 2 to 5 carbon atoms.

式(YD-1)、(YD-2)、(YD-4)、及び(YD-5)のA、A、A、及びAの炭素数3~15の窒素原子含有複素環としては、公知の構造であれば、特に限定されない。中でも、ピロリジン、ピロール、イミダゾール、ピラゾール、オキサゾール、チアゾール、ピペリジン、ピペラジン、ピリジン、ピラジン、インドール、ベンゾイミダゾール、キノリン、イソキノリンが挙げられ、ピペラジン、ピペリジン、インドール、ベンゾイミダゾール、イミダゾール、カルバゾール、及びピリジンがより好ましい。また、熱脱離性基は、室温では脱離せず、配向膜を焼成した際に脱離して水素原子に置き換わる置換基であればよく、具体的には、tert-ブトキシカルボニル基及び9-フルオレニルメトキシカルボニル基が挙げられる。 A 1 , A 2 , A 3 , and A 4 of formulas (YD-1), (YD-2), (YD-4), and (YD-5), nitrogen atom-containing heterocycles having 3 to 15 carbon atoms is not particularly limited as long as it has a known structure. Among them are pyrrolidine, pyrrole, imidazole, pyrazole, oxazole, thiazole, piperidine, piperazine, pyridine, pyrazine, indole, benzimidazole, quinoline, isoquinoline, piperazine, piperidine, indole, benzimidazole, imidazole, carbazole, and pyridine. more preferred. Further, the thermally releasable group may be any substituent group that does not detach at room temperature but is detached and replaced by a hydrogen atom when the alignment film is baked. An olenylmethoxycarbonyl group is mentioned.

このようなYの具体例としては、下記式(YD-6)~(YD-52)で表される窒素原子を有する2価の有機基が挙げられ、交流駆動による電荷蓄積を抑制できるためから、式(YD-14)~式(YD-21)がより好ましく、(YD-14)及び(YD-18)が特に好ましい。 Specific examples of such Y 2 include divalent organic groups having a nitrogen atom represented by the following formulas (YD-6) to (YD-52), which can suppress charge accumulation due to AC drive. Therefore, formulas (YD-14) to (YD-21) are more preferred, and (YD-14) and (YD-18) are particularly preferred.

Figure 2022109969000042

式(YD-14)及び(YD-21)中、jは0~3の整数を示す。
Figure 2022109969000042

In formulas (YD-14) and (YD-21), j represents an integer of 0-3.

Figure 2022109969000043


式(YD-24)、(YD-25)、(YD-28)及び(YD-29)中、jは0~3の整数を示す。
Figure 2022109969000043


In formulas (YD-24), (YD-25), (YD-28) and (YD-29), j represents an integer of 0-3.

Figure 2022109969000044
Figure 2022109969000044

Figure 2022109969000045
Figure 2022109969000045

Figure 2022109969000046

式(YD-50)中、m、nはそれぞれ1~11の整数を示し、m+nは2~12の整数を示す。
Figure 2022109969000046

In formula (YD-50), m and n each represent an integer of 1-11, and m+n represents an integer of 2-12.

<ポリアミック酸の製造方法>
本発明に用いられるポリイミド前駆体であるポリアミック酸は、以下に示す方法により合成することができる。具体的には、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを有機溶媒の存在下で-20~150℃、好ましくは0~70℃において、30分~24時間、好ましくは1~12時間反応させることによって合成できる。上記の反応に用いる有機溶媒は、モノマー及び重合体の溶解性からN,N-ジメチルホルムアミド、N-メチル-2-ピロリドン、γ-ブチロラクトン等が好ましく、これらは1種又は2種以上を混合して用いてもよい。重合体の濃度は、重合体の析出が起こりにくく、かつ高分子量体が得やすいという観点から、1~30質量%が好ましく、5~20質量%がより好ましい。
<Method for producing polyamic acid>
Polyamic acid, which is a polyimide precursor used in the present invention, can be synthesized by the method shown below. Specifically, a tetracarboxylic dianhydride and a diamine are reacted in the presence of an organic solvent at −20 to 150° C., preferably 0 to 70° C., for 30 minutes to 24 hours, preferably 1 to 12 hours. can be synthesized by The organic solvent used in the above reaction is preferably N,N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, or the like from the viewpoint of the solubility of the monomer and polymer. may be used. The concentration of the polymer is preferably 1 to 30% by mass, more preferably 5 to 20% by mass, from the viewpoints that precipitation of the polymer hardly occurs and that a high molecular weight product is easily obtained.

上記のようにして得られたポリアミック酸は、反応溶液をよく撹拌させながら貧溶媒に注入することで、重合体を析出させて回収することができる。また、析出を数回行い、貧溶媒で洗浄後、常温あるいは加熱乾燥することで精製されたポリアミック酸の粉末を得ることができる。貧溶媒は、特に限定されないが、水、メタノール、エタノール、2-プロパノール、ヘキサン、ブチルセロソルブ、アセトン、トルエン等が挙げられ、水、メタノール、エタノール、2-プロパノール等が好ましい。 The polyamic acid obtained as described above can be collected by precipitating a polymer by injecting the reaction solution into a poor solvent while stirring well. Further, a purified polyamic acid powder can be obtained by performing precipitation several times, washing with a poor solvent, and drying at room temperature or by heating. The poor solvent is not particularly limited, but includes water, methanol, ethanol, 2-propanol, hexane, butyl cellosolve, acetone, toluene and the like, preferably water, methanol, ethanol, 2-propanol and the like.

<ポリイミドの製造方法>
本発明に用いられるポリイミドは、前記ポリアミック酸をイミド化することにより製造することができる。ポリアミック酸からポリイミドを製造する場合、ジアミン成分とテトラカルボン酸二無水物との反応で得られた前記ポリアミック酸の溶液に触媒を添加する化学的イミド化が簡便である。化学的イミド化は、比較的低温でイミド化反応が進行し、イミド化の課程で重合体の分子量低下が起こりにくいので好ましい。化学的イミド化は、イミド化させたい重合体を、有機溶媒中において塩基性触媒と酸無水物の存在下で攪拌することにより行うことができる。有機溶媒としては前述した重合反応時に用いる溶媒を使用することができる。塩基性触媒としてはピリジン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン等を挙げることができる。中でもピリジンは反応を進行させるのに適度な塩基性を持つので好ましい。また、酸無水物としては無水酢酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸等を挙げることができ、中でも無水酢酸を用いると反応終了後の精製が容易となるので好ましい。
<Method for producing polyimide>
The polyimide used in the present invention can be produced by imidating the polyamic acid. When producing a polyimide from a polyamic acid, chemical imidization by adding a catalyst to the solution of the polyamic acid obtained by the reaction of the diamine component and the tetracarboxylic dianhydride is convenient. Chemical imidization is preferable because the imidization reaction proceeds at a relatively low temperature and the molecular weight of the polymer is less likely to decrease during the imidization process. Chemical imidization can be carried out by stirring a polymer to be imidized in an organic solvent in the presence of a basic catalyst and an acid anhydride. As the organic solvent, the solvent used in the polymerization reaction described above can be used. Basic catalysts include pyridine, triethylamine, trimethylamine, tributylamine, trioctylamine and the like. Among them, pyridine is preferable because it has an appropriate basicity for advancing the reaction. Examples of the acid anhydride include acetic anhydride, trimellitic anhydride, and pyromellitic anhydride. Among them, acetic anhydride is preferred because it facilitates purification after the reaction is completed.

イミド化反応を行うときの温度は、-20~140℃、好ましくは0~100℃であり、反応時間は1~100時間で行うことができる。塩基性触媒の量はポリアミック酸基の0.5~30倍モル、好ましくは2~20倍モルであり、酸無水物の量はポリアミック酸基の1~50倍モル、好ましくは3~30倍モルである。得られる重合体のイミド化率は、触媒量、温度、反応時間を調節することで制御することができる。ポリアミック酸のイミド化反応後の溶液には、添加した触媒等が残存しているので、以下に述べる手段により、得られたイミド化重合体を回収し、有機溶媒で再溶解して、本発明の液晶配向剤とすることが好ましい。 The imidization reaction temperature is -20 to 140°C, preferably 0 to 100°C, and the reaction time is 1 to 100 hours. The amount of the basic catalyst is 0.5 to 30 times the moles of the polyamic acid groups, preferably 2 to 20 times the moles, and the amount of the acid anhydride is 1 to 50 times the moles of the polyamic acid groups, preferably 3 to 30 times the moles. Mole. The imidization rate of the resulting polymer can be controlled by adjusting the catalyst amount, temperature and reaction time. Since the added catalyst and the like remain in the solution after the imidization reaction of the polyamic acid, the obtained imidized polymer is recovered by the means described below, redissolved in an organic solvent, and the present invention It is preferable to set it as the liquid crystal aligning agent of this.

上記のようにして得られるポリイミドの溶液は、よく撹拌させながら貧溶媒に注入することで、重合体を析出させることができる。析出を数回行い、貧溶媒で洗浄後、常温あるいは加熱乾燥して精製された重合体の粉末を得ることができる。前記貧溶媒は、特に限定されないが、メタノール、2-プロパノール、アセトン、ヘキサン、ブチルセルソルブ、ヘプタン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、エタノール、トルエン、ベンゼン等が挙げられ、メタノール、エタノール、2-プロパノール、アセトン等が好ましい。 The polyimide solution obtained as described above is poured into a poor solvent while stirring well to precipitate a polymer. Precipitation is carried out several times, washed with a poor solvent, and dried at room temperature or by heating to obtain a purified polymer powder. The poor solvent is not particularly limited, but includes methanol, 2-propanol, acetone, hexane, butyl cellosolve, heptane, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, ethanol, toluene, benzene and the like, and methanol, ethanol, 2-propanol, Acetone and the like are preferred.

<ポリイミド前駆体-ポリアミック酸エステルの製造>
本発明に用いられるポリイミド前駆体であるポリアミック酸エステルは、以下に示す(1)、(2)又は(3)の製法で製造することができる。
<Polyimide Precursor - Production of Polyamic Acid Ester>
A polyamic acid ester, which is a polyimide precursor used in the present invention, can be produced by the following production methods (1), (2), or (3).

(1)ポリアミック酸から製造する場合
ポリアミック酸エステルは、前記のように製造されたポリアミック酸をエステル化することによって製造できる。具体的には、ポリアミック酸とエステル化剤を有機溶剤の存在下で-20℃~150℃、好ましくは0℃~50℃において、30分~24時間、好ましくは1~4時間反応させることによって製造することができる。エステル化剤としては、精製によって容易に除去できるものが好ましく、N,N-ジメチルホルムアミドジメチルアセタール、N,N-ジメチルホルムアミドジエチルアセタール、N,N-ジメチルホルムアミドジプロピルアセタール、N,N-ジメチルホルムアミドジネオペンチルブチルアセタール、N,N-ジメチルホルムアミドジ-t-ブチルアセタール、1-メチル-3-p-トリルトリアゼン、1-エチル-3-p-トリルトリアゼン、1-プロピル-3-p-トリルトリアゼン、4-(4,6-ジメトキシ-1,3,5-トリアジンー2-イル)-4-メチルモルホリニウムクロリド等が挙げられる。エステル化剤の添加量は、ポリアミック酸の繰り返し単位1モルに対して、2~6モル当量が好ましい。
(1) Production from polyamic acid A polyamic acid ester can be produced by esterifying the polyamic acid produced as described above. Specifically, a polyamic acid and an esterifying agent are reacted in the presence of an organic solvent at -20°C to 150°C, preferably 0°C to 50°C, for 30 minutes to 24 hours, preferably 1 to 4 hours. can be manufactured. As the esterifying agent, those that can be easily removed by purification are preferable, and include N,N-dimethylformamide dimethyl acetal, N,N-dimethylformamide diethyl acetal, N,N-dimethylformamide dipropyl acetal, and N,N-dimethylformamide. Dineopentyl butyl acetal, N,N-dimethylformamide di-t-butyl acetal, 1-methyl-3-p-tolyltriazene, 1-ethyl-3-p-tolyltriazene, 1-propyl-3-p -tolyltriazene, 4-(4,6-dimethoxy-1,3,5-triazin-2-yl)-4-methylmorpholinium chloride and the like. The amount of the esterifying agent to be added is preferably 2 to 6 molar equivalents per 1 mol of repeating units of the polyamic acid.

有機溶剤としては、例えば、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン又はγ-ブチロラクトン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド又は1,3-ジメチル-イミダゾリジノンが挙げられる。また、ポリイミド前駆体の溶媒溶解性が高い場合は、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン、又は後述する式[D-1]~式[D-3]で示される溶媒を用いることができる。 Examples of organic solvents include N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone or γ-butyrolactone, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide or 1,3-dimethyl- Imidazolidinones are mentioned. Further, when the polyimide precursor has high solvent solubility, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, or formulas [D-1] to [D-3] described later. A solvent represented by can be used.

これら溶媒は単独で使用しても、混合して使用してもよい。更に、ポリイミド前駆体を溶解させない溶媒であっても、生成したポリイミド前駆体が析出しない範囲で、前記溶媒に混合して使用してもよい。また、溶媒中の水分は重合反応を阻害し、更には生成したポリイミド前駆体を加水分解させる原因となるので、溶媒は脱水乾燥させたものを用いることが好ましい。上記の反応に用いる溶媒は、ポリマーの溶解性からN,N-ジメチルホルムアミド、N-メチル-2-ピロリドン、又はγ-ブチロラクトンが好ましく、これらは1種又は2種以上を混合して用いてもよい。製造時の濃度は、ポリマーの析出が起こりにくく、かつ高分子量体が得やすいという点から、1~30質量%が好ましく、5~20質量%がより好ましい。 These solvents may be used alone or in combination. Furthermore, even a solvent that does not dissolve the polyimide precursor may be mixed with the solvent and used as long as the resulting polyimide precursor does not precipitate. Moreover, water in the solvent inhibits the polymerization reaction and further causes hydrolysis of the formed polyimide precursor, so it is preferable to use a dehydrated and dried solvent. The solvent used in the above reaction is preferably N,N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, or γ-butyrolactone in view of the solubility of the polymer, and these may be used singly or in combination of two or more. good. The concentration at the time of production is preferably 1 to 30% by mass, more preferably 5 to 20% by mass, from the viewpoints that precipitation of the polymer is less likely to occur and a high molecular weight product can be easily obtained.

(2)テトラカルボン酸ジエステルジクロリドとジアミンとの反応により製造する場合
ポリアミック酸エステルは、テトラカルボン酸ジエステルジクロリドとジアミンから製造することができる。具体的には、テトラカルボン酸ジエステルジクロリドとジアミンとを塩基と有機溶剤の存在下で-20℃~150℃、好ましくは0℃~50℃において、30分~24時間、好ましくは1~4時間反応させることによって製造することができる。前記塩基には、ピリジン、トリエチルアミン、4-ジメチルアミノピリジン等が使用できるが、反応が穏和に進行するためにピリジンが好ましい。塩基の添加量は、除去が容易な量で、かつ高分子量体が得やすいという点から、テトラカルボン酸ジエステルジクロリドに対して、2~4倍モルであることが好ましい。
(2) Production by reaction of tetracarboxylic acid diester dichloride and diamine Polyamic acid ester can be produced from tetracarboxylic acid diester dichloride and diamine. Specifically, a tetracarboxylic acid diester dichloride and a diamine are mixed in the presence of a base and an organic solvent at -20°C to 150°C, preferably 0°C to 50°C, for 30 minutes to 24 hours, preferably 1 to 4 hours. It can be produced by reacting. Pyridine, triethylamine, 4-dimethylaminopyridine and the like can be used as the base, but pyridine is preferred because the reaction proceeds moderately. The amount of the base to be added is preferably 2 to 4 times the molar amount of the tetracarboxylic acid diester dichloride because it is an amount that can be easily removed and a high molecular weight product can be easily obtained.

上記の反応に用いる溶媒は、モノマー及びポリマーの溶解性からN-メチル-2-ピロリドン、又はγ-ブチロラクトンが好ましく、これらは1種又は2種以上を混合して用いてもよい。製造時のポリマー濃度は、ポリマーの析出が起こりにくく、かつ高分子量体が得やすいという点から、1~30質量%が好ましく、5~20質量%がより好ましい。また、テトラカルボン酸ジエステルジクロリドの加水分解を防ぐため、ポリアミック酸エステルの製造に用いる溶媒はできるだけ脱水されていることが好ましく、窒素雰囲気中で、外気の混入を防ぐのが好ましい。 The solvent used in the above reaction is preferably N-methyl-2-pyrrolidone or γ-butyrolactone in terms of solubility of the monomer and polymer, and these may be used alone or in combination of two or more. The polymer concentration during production is preferably 1 to 30% by mass, more preferably 5 to 20% by mass, from the viewpoints that precipitation of the polymer is less likely to occur and a high molecular weight product can be easily obtained. Moreover, in order to prevent hydrolysis of the tetracarboxylic acid diester dichloride, the solvent used in the production of the polyamic acid ester is preferably dehydrated as much as possible, and is preferably kept in a nitrogen atmosphere to prevent contamination with outside air.

(3)テトラカルボン酸ジエステルとジアミンから製造する場合
ポリアミック酸エステルは、テトラカルボン酸ジエステルとジアミンを重縮合することにより製造することができる。具体的には、テトラカルボン酸ジエステルとジアミンを縮合剤、塩基、及び有機溶剤の存在下で0~150℃、好ましくは0~100℃において、30分~24時間、好ましくは3~15時間反応させることによって製造することができる。前記縮合剤には、トリフェニルホスファイト、ジシクロヘキシルカルボジイミド、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩、N,N’-カルボニルジイミダゾール、ジメトキシ-1,3,5-トリアジニルメチルモルホリニウム、O-(ベンゾトリアゾール-1-イル)-N,N,N’,N’-テトラメチルウロニウム テトラフルオロボラート、O-(ベンゾトリアゾール-1-イル)-N,N,N’,N’-テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスファート、(2,3-ジヒドロ-2-チオキソ-3-ベンゾオキサゾリル)ホスホン酸ジフェニル等が使用できる。縮合剤の添加量は、テトラカルボン酸ジエステルに対して2~3倍モルが好ましい。
(3) Production from tetracarboxylic acid diester and diamine Polyamic acid ester can be produced by polycondensation of tetracarboxylic acid diester and diamine. Specifically, a tetracarboxylic acid diester and a diamine are reacted in the presence of a condensing agent, a base, and an organic solvent at 0 to 150°C, preferably 0 to 100°C, for 30 minutes to 24 hours, preferably 3 to 15 hours. It can be manufactured by The condensing agent includes triphenylphosphite, dicyclohexylcarbodiimide, 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride, N,N'-carbonyldiimidazole, dimethoxy-1,3,5-triazide Nylmethylmorpholinium, O-(benzotriazol-1-yl)-N,N,N',N'-tetramethyluronium Tetrafluoroborate, O-(benzotriazol-1-yl)-N,N , N′,N′-tetramethyluronium hexafluorophosphate, diphenyl (2,3-dihydro-2-thioxo-3-benzoxazolyl)phosphonate and the like can be used. The amount of the condensing agent to be added is preferably 2 to 3 times the molar amount of the tetracarboxylic acid diester.

前記塩基には、ピリジン、トリエチルアミン等の3級アミンが使用できる。塩基の添加量は、除去が容易な量で、かつ高分子量体が得やすいという点から、ジアミン成分に対して2~4倍モルが好ましい。また、上記反応において、ルイス酸を添加剤として加えることで反応が効率的に進行する。ルイス酸としては、塩化リチウム、臭化リチウム等のハロゲン化リチウムが好ましい。ルイス酸の添加量はジアミン成分に対して0~1.0倍モルが好ましい。上記3つのポリアミック酸エステルの製造方法の中でも、高分子量のポリアミック酸エステルが得られるため、上記(1)又は上記(2)の製法が特に好ましい。 Tertiary amines such as pyridine and triethylamine can be used as the base. The amount of the base to be added is preferably 2 to 4 times the molar amount of the diamine component because it is an amount that can be easily removed and a high molecular weight product can be easily obtained. Moreover, in the above reaction, the reaction proceeds efficiently by adding a Lewis acid as an additive. Preferred Lewis acids are lithium halides such as lithium chloride and lithium bromide. The amount of the Lewis acid to be added is preferably 0 to 1.0 times the molar amount of the diamine component. Among the above three methods for producing a polyamic acid ester, the above method (1) or (2) is particularly preferable because a high-molecular-weight polyamic acid ester can be obtained.

上記のようにして得られるポリアミック酸エステルの溶液は、よく撹拌させながら貧溶媒に注入することで、ポリマーを析出させることができる。析出を数回行い、貧溶媒で洗浄後、常温あるいは加熱乾燥して精製されたポリアミック酸エステルの粉末を得ることができる。貧溶媒は、特に限定されないが、水、メタノール、エタノール、ヘキサン、ブチルセロソルブ、アセトン、トルエン等が挙げられる。 The solution of the polyamic acid ester obtained as described above is poured into a poor solvent while stirring well to precipitate the polymer. Precipitation is carried out several times, washed with a poor solvent, and dried at room temperature or by heating to obtain a purified polyamic acid ester powder. Poor solvents include, but are not limited to, water, methanol, ethanol, hexane, butyl cellosolve, acetone, and toluene.

本発明の重合体を製造するには、上記の製造方法において、ジアミンとして式(1)で表されるジアミンを用いればよい。本発明の液晶配向剤に含まれる重合体であるポリイミド前駆体やポリイミドの分子量は、当該重合体を含む液晶配向剤から液晶配向膜が得られた場合に、その塗膜(液晶配向膜)の強度、塗膜形成時の作業性、及び塗膜の均一性を考慮して、GPC(Gel Permeation Chromatography)法で測定した重量平均分子量が2,000~500,000であることが好ましく、5,000~300,000であることがより好ましく、10,000~100,000であることが更に好ましい。 In order to produce the polymer of the present invention, the diamine represented by the formula (1) may be used as the diamine in the above production method. The molecular weight of the polyimide precursor or polyimide, which is the polymer contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention, is such that when a liquid crystal aligning film is obtained from the liquid crystal aligning agent containing the polymer, the coating film (liquid crystal aligning film) is Considering the strength, workability during coating film formation, and uniformity of the coating film, the weight average molecular weight measured by GPC (Gel Permeation Chromatography) method is preferably 2,000 to 500,000. 000 to 300,000, more preferably 10,000 to 100,000.

<液晶配向剤>
本発明の液晶配向剤は、式(1)で表される構造を有するジアミンから得られる重合体(特定重合体)を含む。また、本発明に記載の効果を奏する限度において、異なる構造の特定重合体を2種以上含んでいてもよい。また、特定重合体に加えて、その他の重合体、すなわち式(1)で表される2価の基を有さない重合体を含んでいてもよい。その他の重合体の種類としては、ポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミック酸エステル、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレア、ポリオルガノシロキサン、セルロース誘導体、ポリアセタール、ポリスチレン又はその誘導体、ポリ(スチレン-フェニルマレイミド)誘導体、ポリ(メタ)アクリレート等を挙げることができる。本発明の液晶配向剤がその他の重合体を含む場合、全重合体成分に対する特定重合体の割合は5質量%以上であることが好ましく、その一例として5~95質量%が挙げられる。
<Liquid crystal aligning agent>
The liquid crystal aligning agent of the present invention contains a polymer (specific polymer) obtained from a diamine having a structure represented by Formula (1). Moreover, two or more kinds of specific polymers having different structures may be included as long as the effects described in the present invention are exhibited. Moreover, in addition to the specific polymer, other polymers, that is, polymers having no divalent group represented by formula (1) may be included. Other polymer types include polyamic acid, polyimide, polyamic acid ester, polyester, polyamide, polyurea, polyorganosiloxane, cellulose derivative, polyacetal, polystyrene or its derivative, poly(styrene-phenylmaleimide) derivative, poly(meth) ) acrylates and the like. When the liquid crystal aligning agent of the present invention contains other polymer, the ratio of the specific polymer to the total polymer component is preferably 5% by mass or more, and an example thereof is 5 to 95% by mass.

液晶配向剤は、液晶配向膜を作製するために用いられ、均一な薄膜を形成させるという観点から、一般的には塗布液の形態をとる。本発明の液晶配向剤においても前記した重合体成分と、この重合体成分を溶解させる有機溶媒とを含む塗布液であることが好ましい。その際、液晶配向剤中の重合体の濃度は、形成させようとする塗膜の厚みの設定によって適宜変更することができる。均一で欠陥のない塗膜を形成させるという点からは、1質量%以上であることが好ましく、溶液の保存安定性の点からは、10質量%以下とすることが好ましい。特に好ましい重合体の濃度は、2~8質量%である。 A liquid crystal aligning agent is used to produce a liquid crystal alignment film, and generally takes the form of a coating liquid from the viewpoint of forming a uniform thin film. Also in the liquid crystal aligning agent of the present invention, it is preferable that the liquid crystal aligning agent is a coating liquid containing the above-described polymer component and an organic solvent for dissolving the polymer component. At that time, the concentration of the polymer in the liquid crystal aligning agent can be appropriately changed by setting the thickness of the coating film to be formed. From the point of forming a uniform and defect-free coating film, it is preferably 1% by mass or more, and from the point of storage stability of the solution, it is preferably 10% by mass or less. A particularly preferred polymer concentration is 2 to 8% by weight.

液晶配向剤に含まれる有機溶媒は、重合体成分が均一に溶解するものであれば特に限定されない。その具体例を挙げるならば、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、ジメチルスルホキシド、γ-ブチロラクトン、1,3-ジメチル-イミダゾリジノン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン等を挙げることができる。なかでも、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、又はγ-ブチロラクトンを用いることが好ましい。 The organic solvent contained in the liquid crystal aligning agent is not particularly limited as long as it uniformly dissolves the polymer component. Specific examples include N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, dimethylsulfoxide, γ-butyrolactone, 1,3-dimethyl - imidazolidinone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone and the like. Among them, it is preferable to use N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, or γ-butyrolactone.

また、液晶配向剤に含まれる有機溶媒は、上記のような溶媒に加えて液晶配向剤を塗布する際の塗布性や塗膜の表面平滑性を向上させる溶媒を併用した混合溶媒を使用することが一般的であり、本発明の液晶配向剤においてもこのような混合溶媒は好適に用いられる。併用する有機溶媒の具体例を下記に挙げるが、これらの例に限定されない。例えば、エタノール、イソプロピルアルコール、1-ブタノール、2-ブタノール、イソブチルアルコール、tert-ブチルアルコール、1-ペンタノール、2-ペンタノール、3-ペンタノール、2-メチル-1-ブタノール、イソペンチルアルコール、tert-ペンチルアルコール、3-メチル-2-ブタノール、ネオペンチルアルコール、1-ヘキサノール、2-メチル-1-ペンタノール、2-メチル-2-ペンタノール、2-エチル-1-ブタノール、1-ヘプタノール、2-ヘプタノール、3-ヘプタノール、1-オクタノール、2-オクタノール、2-エチル-1-ヘキサノール、シクロヘキサノール、1-メチルシクロヘキサノール、2-メチルシクロヘキサノール、3-メチルシクロヘキサノール、1,2-エタンジオール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジヘキシルエーテル、ジオキサン、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エチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、1,2-ブトキシエタン、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、4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、2-ペンタノン、3-ペンタノン、2-ヘキサノン、2-ヘプタノン、4-ヘプタノン、3-エトキシブチルアセタート、1-メチルペンチルアセタート、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、エチレングリコールモノアセタート、エチレングリコールジアセタート、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、2-(メトキシメトキシ)エタノール、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノイソアミルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、2-(ヘキシルオキシ)エタノール、フルフリルアルコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノブチルエーテル、1-(ブトキシエトキシ)プロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート、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ジメチルエーテル、トリプロピ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メチルエーテルアセタート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセタート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセタート、エチレングリコールモノアセタート、エチレングリコールジアセタート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセタート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセタート、2-(2-エトキシエトキシ)エチルアセタート、ジエチレングリコールアセタート、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エチルエーテル、乳酸メチル、乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n-ブチル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸メチルエチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸、3-メトキシプロピオン酸、3-メトキシプロピオン酸プロピル、3-メトキシプロピオン酸ブチル、乳酸メチルエステル、乳酸エチルエステル、乳酸n-プロピルエステル、乳酸n-ブチルエステル、乳酸イソアミルエステル、下記式[D-1]~[D-3]で表される溶媒等を挙げることができる。 In addition, the organic solvent contained in the liquid crystal aligning agent is to use a mixed solvent in which a solvent that improves the coatability and the surface smoothness of the coating film when applying the liquid crystal aligning agent in addition to the above solvents is used. is common, and such a mixed solvent is preferably used also in the liquid crystal aligning agent of the present invention. Specific examples of the organic solvent used in combination are listed below, but are not limited to these examples. For example, ethanol, isopropyl alcohol, 1-butanol, 2-butanol, isobutyl alcohol, tert-butyl alcohol, 1-pentanol, 2-pentanol, 3-pentanol, 2-methyl-1-butanol, isopentyl alcohol, tert-pentyl alcohol, 3-methyl-2-butanol, neopentyl alcohol, 1-hexanol, 2-methyl-1-pentanol, 2-methyl-2-pentanol, 2-ethyl-1-butanol, 1-heptanol , 2-heptanol, 3-heptanol, 1-octanol, 2-octanol, 2-ethyl-1-hexanol, cyclohexanol, 1-methylcyclohexanol, 2-methylcyclohexanol, 3-methylcyclohexanol, 1,2- ethanediol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, 1,5-pentane diol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, dipropyl ether, dibutyl ether, dihexyl ether, dioxane, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, 1,2-butoxyethane, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, diethylene glycol methyl ethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, 2-pentanone, 3-pentanone, 2-hexanone, 2-heptanone , 4-heptanone, 3-ethoxybutyl acetate, 1-methylpentyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, ethylene glycol monoacetate, ethylene glycol diacetate, propylene carbonate, ethylene carbonate, 2-(methoxymethoxy) ethanol, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monoisoamyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, 2-(hexyloxy) ethanol, furfuryl alcohol, diethylene glycol, propylene glycol, propylene glycol monobutyl ether, 1-( butoxyethoxy) propanol, propylene glycol monomethyl Ether acetate, dipropylene glycol, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol mono Butyl ether acetate, ethylene glycol monoacetate, ethylene glycol diacetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, 2-(2-ethoxyethoxy) ethyl acetate, diethylene glycol acetate, triethylene glycol, tri Ethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, methyl lactate, ethyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, n-butyl acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl 3-methoxypropionate , methyl ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, 3-ethoxypropionic acid, 3-methoxypropionic acid, propyl 3-methoxypropionate, butyl 3-methoxypropionate, lactic acid methyl ester, lactic acid ethyl ester, Examples include n-propyl lactate, n-butyl lactate, isoamyl lactate, solvents represented by the following formulas [D-1] to [D-3], and the like.

Figure 2022109969000047

式[D-1]中、Dは炭素数1~3のアルキル基を示し、式[D-2]中、Dは炭素数1~3のアルキル基を示し、式[D-3]中、Dは炭素数1~4のアルキル基を示す。
Figure 2022109969000047

In formula [D-1], D 1 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, in formula [D-2], D 2 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and formula [D-3] Among them, D3 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

なかでも、1-ヘキサノール、シクロヘキサノール、1,2-エタンジオール、1,2-プロパンジオール、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン、エチレングリコールモノブチルエーテル又はジプロピレングリコールジメチルエーテルを用いることが好ましい。このような溶媒の種類及び含有量は、液晶配向剤の塗布装置、塗布条件、塗布環境等に応じて適宜選択される。 Among them, 1-hexanol, cyclohexanol, 1,2-ethanediol, 1,2-propanediol, propylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol diethyl ether, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, ethylene glycol monobutyl ether or Preference is given to using dipropylene glycol dimethyl ether. The type and content of such a solvent are appropriately selected according to the liquid crystal aligning agent coating device, coating conditions, coating environment, and the like.

本発明の液晶配向剤は、本発明の効果を損なわない範囲において、重合体成分及び有機溶媒以外の成分を追加的に含んでもよい。このような追加成分としては、液晶配向膜と基板との密着性や液晶配向膜とシール材との密着性を高めるための密着助剤、液晶配向膜の強度を高めるための架橋剤、液晶配向膜の誘電率や電気抵抗を調整するための誘電体や導電物質等が挙げられる。これら追加成分の具体例としては、液晶配向剤に関する公知の文献に種々開示されているとおりであるが、その一例を示すなら、国際公開公報2015/060357号パンフレットの53頁[0105]~55頁[0116]に開示されている成分等が挙げられる。 The liquid crystal aligning agent of the present invention may additionally contain components other than the polymer component and the organic solvent as long as the effects of the present invention are not impaired. Such additional components include an adhesion aid for enhancing the adhesion between the liquid crystal alignment film and the substrate and the adhesion between the liquid crystal alignment film and the sealing material, a cross-linking agent for increasing the strength of the liquid crystal alignment film, and liquid crystal alignment. Examples include dielectrics and conductive substances for adjusting the dielectric constant and electrical resistance of the film. Specific examples of these additional components are as disclosed in various known documents related to liquid crystal aligning agents. One example is WO 2015/060357, page 53 [0105] to page 55. [0116] and the like.

<液晶配向膜>
本発明の液晶配向膜は、前記液晶配向剤から得られる。液晶配向剤から液晶配向膜を得る方法の一例を挙げるなら、塗布液形態の液晶配向剤を基板に塗布し、乾燥し、焼成して得られた膜に対してラビング処理法又は光配向処理法で配向処理を施す方法が挙げられる。液晶配向剤を塗布する基板としては、透明性の高い基板であれば特に限定されず、ガラス基板、窒化珪素基板とともに、アクリル基板やポリカーボネート基板等のプラスチック基板等を用いることもできる。その際、液晶を駆動させるためのITO電極等が形成された基板を用いると、プロセスの簡素化の点から好ましい。また、反射型の液晶表示素子では、片側の基板のみにならば、シリコンウエハー等の不透明な物でも使用でき、この場合の電極にはアルミニウム等の光を反射する材料も使用できる。
<Liquid crystal alignment film>
The liquid crystal alignment film of the present invention is obtained from the liquid crystal alignment agent. To give an example of a method of obtaining a liquid crystal alignment film from a liquid crystal alignment agent, a liquid crystal alignment agent in the form of a coating liquid is applied to a substrate, dried, and fired to obtain a film that is subjected to a rubbing treatment method or a photo-alignment treatment method. and a method of performing orientation treatment. The substrate to which the liquid crystal aligning agent is applied is not particularly limited as long as it is a highly transparent substrate, and a glass substrate, a silicon nitride substrate, a plastic substrate such as an acrylic substrate or a polycarbonate substrate, or the like can also be used. In this case, it is preferable to use a substrate on which an ITO electrode or the like for driving the liquid crystal is formed, from the viewpoint of simplification of the process. In addition, in a reflective liquid crystal display element, if only one substrate is used, an opaque material such as a silicon wafer can be used, and in this case, a light-reflecting material such as aluminum can be used for the electrodes.

液晶配向剤の塗布方法は、特に限定されないが、工業的には、スクリーン印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷、インクジェット法等が一般的である。その他の塗布方法としては、ディップ法、ロールコータ法、スリットコータ法、スピンナー法、スプレー法等があり、目的に応じてこれらを用いてもよい。液晶配向剤を基板上に塗布した後は、ホットプレート、熱循環型オーブン、IR(赤外線)型オーブン等の加熱手段により、溶媒を蒸発させ、焼成する。液晶配向剤を塗布した後の乾燥、焼成工程は、任意の温度と時間を選択することができる。通常は、含まれる溶媒を十分に除去するために、50~120℃で1~10分焼成し、その後、150~300℃で、5~120分焼成する条件が挙げられる。焼成後の液晶配向膜の厚みは、特に限定されないが、薄すぎると液晶表示素子の信頼性が低下する場合があるので、5~300nmであることが好ましく、10~200nmがより好ましい。本発明の液晶配向膜は、IPS方式やFFS方式等の横電界方式の液晶表示素子の液晶配向膜として好適であり、特に、FFS方式の液晶表示素子の液晶配向膜として有用である。 The method of applying the liquid crystal aligning agent is not particularly limited, but industrially, screen printing, offset printing, flexographic printing, ink jet method and the like are common. Other coating methods include a dipping method, a roll coater method, a slit coater method, a spinner method, a spray method, and the like, and these may be used depending on the purpose. After the liquid crystal aligning agent is applied onto the substrate, the solvent is evaporated by heating means such as a hot plate, a thermal circulation oven, an IR (infrared) oven, and baked. The drying after applying a liquid crystal aligning agent and a baking process can select arbitrary temperature and time. Usually, in order to sufficiently remove the contained solvent, the conditions include calcination at 50 to 120° C. for 1 to 10 minutes, followed by calcination at 150 to 300° C. for 5 to 120 minutes. The thickness of the liquid crystal alignment film after baking is not particularly limited, but if it is too thin, the reliability of the liquid crystal display element may be lowered. The liquid crystal alignment film of the present invention is suitable as a liquid crystal alignment film for horizontal electric field liquid crystal display elements such as IPS system and FFS system, and is particularly useful as a liquid crystal alignment film for FFS system liquid crystal display elements.

<液晶表示素子>
本発明の液晶表示素子は、上記液晶配向剤から得られる液晶配向膜付きの基板を得た後、既知の方法で液晶セルを作製し、該液晶セルを使用して得ることができる。液晶セルの作製方法の一例として、パッシブマトリクス構造の液晶表示素子を例にとり説明する。なお、画像表示を構成する各画素部分にTFT(Thin Film Transistor)等のスイッチング素子が設けられたアクティブマトリクス構造の液晶表示素子であってもよい。具体的には、透明なガラス製の基板を準備し、一方の基板の上にコモン電極を、他方の基板の上にセグメント電極を設ける。これらの電極は、例えばITO電極とすることができ、所望の画像表示ができるようパターニングされている。次いで、各基板の上に、コモン電極とセグメント電極を被覆するようにして絶縁膜を設ける。絶縁膜は、例えば、ゾル-ゲル法によって形成されたSiO-TiOからなる膜とすることができる。次に、前記のような条件で、各基板の上に液晶配向膜を形成する。
<Liquid crystal display element>
The liquid crystal display element of the present invention can be obtained by obtaining a substrate with a liquid crystal alignment film obtained from the above liquid crystal alignment agent, producing a liquid crystal cell by a known method, and using the liquid crystal cell. As an example of a method of manufacturing a liquid crystal cell, a liquid crystal display element having a passive matrix structure will be described as an example. A liquid crystal display element having an active matrix structure in which a switching element such as a TFT (Thin Film Transistor) or the like is provided in each pixel portion constituting an image display may be used. Specifically, transparent glass substrates are prepared, a common electrode is provided on one substrate, and a segment electrode is provided on the other substrate. These electrodes can be ITO electrodes, for example, and are patterned so as to display a desired image. Next, an insulating film is provided on each substrate so as to cover the common electrodes and the segment electrodes. The insulating film can be, for example, a film made of SiO 2 —TiO 2 formed by a sol-gel method. Next, a liquid crystal alignment film is formed on each substrate under the above conditions.

次いで、液晶配向膜を形成した2枚の基板のうちの一方の基板上の所定の場所に例えば紫外線硬化性のシール材を配置し、更に液晶配向膜面上の所定の数カ所に液晶を配置した後、液晶配向膜が対向するように他方の基板を貼り合わせて圧着することにより液晶を液晶配向膜前面に押し広げた後、基板の全面に紫外線を照射してシール材を硬化することで液晶セルを得る。又は、基板の上に液晶配向膜を形成した後の工程として、一方の基板上の所定の場所にシール材を配置する際に、外部から液晶を充填可能な開口部を設けておき、液晶を配置しないで基板を貼り合わせた後、シール材に設けた開口部を通じて液晶セル内に液晶材料を注入し、次いで、この開口部を接着剤で封止して液晶セルを得る。液晶材料の注入には、真空注入法でもよいし、大気中で毛細管現象を利用した方法でもよい。 Next, for example, a UV-curing sealing material is placed at a predetermined location on one of the two substrates on which the liquid crystal alignment film is formed, and liquid crystals are placed at several predetermined locations on the surface of the liquid crystal alignment film. After that, the other substrate is attached and pressed so that the liquid crystal alignment film faces each other, and the liquid crystal is spread to the front surface of the liquid crystal alignment film. get a cell Alternatively, as a step after the liquid crystal alignment film is formed on the substrates, when a sealing material is placed at a predetermined location on one of the substrates, an opening that can be filled with the liquid crystal from the outside is provided, and the liquid crystal is supplied. After the substrates are bonded together without disposing, a liquid crystal material is injected into the liquid crystal cell through an opening provided in the sealing material, and then the opening is sealed with an adhesive to obtain a liquid crystal cell. The injection of the liquid crystal material may be performed by a vacuum injection method or by a method utilizing capillary action in the air.

上記のいずれの方法においても、液晶セル内に液晶材料が充填される空間を確保する為に、一方の基板上に柱状の突起を設けるか、一方の基板上にスペーサーを散布するか、シール材にスペーサーを混入するか、又はこれらを組み合わせる等の手段を取ることが好ましい。上記の液晶材料としては、ネマチック液晶及びスメクチック液晶を挙げることができ、その中でもネマチック液晶が好ましく、ポジ型液晶材料やネガ型液晶材料のいずれを用いてもよい。次に、偏光板の設置を行う。具体的には、2枚の基板の液晶層とは反対側の面に一対の偏光板を貼り付けることが好ましい。なお、本発明の液晶配向膜及び液晶表示素子は、本発明の液晶配向剤を用いている限り上記の記載に限定されず、その他の公知の手法で作成されたものであってもよい。液晶配向剤から液晶表示素子を得るまでの工程は、例えば特開2015-135393号公報の17頁[0074]~19頁[0081]等の他、数多くの文献でも開示されている。 In any of the above methods, in order to secure a space for filling the liquid crystal material in the liquid crystal cell, a columnar projection is provided on one of the substrates, spacers are scattered on one of the substrates, or a sealing material is used. It is preferable to take measures such as mixing a spacer into the . Examples of the liquid crystal material include nematic liquid crystals and smectic liquid crystals. Among them, nematic liquid crystals are preferable, and either positive liquid crystal materials or negative liquid crystal materials may be used. Next, a polarizing plate is installed. Specifically, it is preferable to attach a pair of polarizing plates to the surfaces of the two substrates opposite to the liquid crystal layer. In addition, the liquid crystal aligning film and liquid crystal display element of this invention are not limited to said description, as long as the liquid crystal aligning agent of this invention is used, They may be created by another well-known method. The process of obtaining a liquid crystal display element from a liquid crystal aligning agent is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-135393, page 17 [0074] to page 19 [0081], and many other documents.

以下に実施例を挙げ、本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されない。
本実施例及び比較例で使用した化合物の略号、及び特性評価の方法は、以下のとおりである。
NMP:N-メチル-2-ピロリドン
BCS:ブチルセロソルブ
GBL:γ―ブチルラクトン
BCS:ブチルセロソルブ
DA-1-1:下記式DA-1-1で表される化合物
DA-2:下記式DA-2で表される化合物
DA-3:下記式DA-3で表される化合物
CA-1:下記式CA-1で表される化合物
CA-2:下記式CA-2で表される化合物
EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these.
The abbreviations of the compounds used in the Examples and Comparative Examples and the method of characterization are as follows.
NMP: N-methyl-2-pyrrolidone BCS: butyl cellosolve GBL: γ-butyl lactone
BCS: butyl cellosolve DA-1-1: compound represented by the following formula DA-1-1 DA-2: compound represented by the following formula DA-2 DA-3: compound CA represented by the following formula DA-3 -1: compound represented by the following formula CA-1 CA-2: compound represented by the following formula CA-2

Figure 2022109969000048
Figure 2022109969000048

[実施例1]
(DA-1-1)の合成
[Example 1]
Synthesis of (DA-1-1)

Figure 2022109969000049
Figure 2022109969000049

フラスコ内に、N-(4-ニトロフェニル)マレイミド15.00g(68.8mmol)とテロラヒドロフラン(以下、THF)300gを加えた後、氷冷した。その混合物中へ、4-(2-メチルアミノエチル)アニリン10.84g(72.2mmol)を加えた。その後、徐々に室温に戻した後、室温にて3時間、撹拌した。反応が終了したことを確認後、THFを減圧下、留去した。得られた残留物中にn-ヘキサンを加え、撹拌した。得られた析出物をろ過した。得られた結晶を50℃で乾燥したところ、目的とするニトロ体中間体(DA-1-1-1)21.7gを得た(得率84%)。
1H-NMR(D6-DMSO、δppm):8.36(d、2H)、7.61(d、2H)、6.88(d、2H)、6.49(d、2H)、4.84(brs、2H)、4.20-4.25(m、1H)、2.91-3.00(m、1H)、2.65-2.83(m、3H)、2.54-2.61(m、2H)、2.37(s、3H)
After adding 15.00 g (68.8 mmol) of N-(4-nitrophenyl)maleimide and 300 g of terorahydrofuran (hereinafter referred to as THF) into the flask, the mixture was ice-cooled. Into the mixture was added 10.84 g (72.2 mmol) of 4-(2-methylaminoethyl)aniline. Then, after gradually returning to room temperature, the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. After confirming the completion of the reaction, THF was distilled off under reduced pressure. n-Hexane was added to the resulting residue and stirred. The resulting precipitate was filtered. The obtained crystals were dried at 50° C. to obtain 21.7 g of the target nitro intermediate (DA-1-1-1) (yield 84%).
1H-NMR (D6-DMSO, δ ppm): 8.36 (d, 2H), 7.61 (d, 2H), 6.88 (d, 2H), 6.49 (d, 2H), 4.84 (brs, 2H), 4.20-4.25 (m, 1H), 2.91-3.00 (m, 1H), 2.65-2.83 (m, 3H), 2.54-2 .61 (m, 2H), 2.37 (s, 3H)

窒素置換したフラスコ内に、(DA1-1-1)10g(27.1mmol)、5%Pd-C 1g(STDタイプ、wet品、エヌ・イー ケムキャット(株)製)及びTHF250gを入れた後、フラスコ内を水素置換した。この反応混合物を、水素圧常圧の条件下、室温にて2日間撹拌した。反応が終了したことを確認後、ろ過により反応混合物からPd-Cを取り除き、ろ液を、減圧下、留去した。得られた残留物中に、ジイソプロピルアルコール(以下、IPA)50gを加え、撹拌した。得られた結晶をろ過後、50℃で乾燥したところ、目的物である(DA-1-1)7.9gを淡赤色結晶として得た(得率86%)。
1H-NMR(D6-DMSO、δppm):6.87(d、2H)、6.81(d、2H)、6.58(d、2H)、6.48(d、2H)、5.30(brs、2H)、4.83(brs、2H)、4.06-4.12(m、1H)、2.81-2.90(m、1H)、2.60-2.73(m、3H)、2.52-2.59(m、2H)、2.31(s、3H)
10 g (27.1 mmol) of (DA1-1-1), 1 g of 5% Pd—C (STD type, wet product, manufactured by NE Chemcat Co., Ltd.) and 250 g of THF were placed in a nitrogen-purged flask, The inside of the flask was replaced with hydrogen. The reaction mixture was stirred at room temperature for 2 days under normal hydrogen pressure. After confirming the completion of the reaction, Pd—C was removed from the reaction mixture by filtration, and the filtrate was evaporated under reduced pressure. 50 g of diisopropyl alcohol (hereinafter, IPA) was added to the resulting residue and stirred. The obtained crystals were filtered and dried at 50° C. to obtain 7.9 g of the desired product (DA-1-1) as pale red crystals (yield 86%).
1H-NMR (D6-DMSO, δ ppm): 6.87 (d, 2H), 6.81 (d, 2H), 6.58 (d, 2H), 6.48 (d, 2H), 5.30 (brs, 2H), 4.83 (brs, 2H), 4.06-4.12 (m, 1H), 2.81-2.90 (m, 1H), 2.60-2.73 (m , 3H), 2.52-2.59 (m, 2H), 2.31 (s, 3H)

[実施例2]
(DA-1-2)の合成
[Example 2]
Synthesis of (DA-1-2)

Figure 2022109969000050
Figure 2022109969000050

フラスコ内に、N-(4-ニトロフェニル)マレイミド10.00g(45.8mmol)とTHF200gを加えた後、氷冷した。その混合物中へ、7%-メチルアミン‐THF溶液22.4g(50.0mmol)を滴下した。その後、氷冷下にて3時間、撹拌した。反応が終了したことを確認後、THFを減圧下、留去したところ、目的とする中間体(DA-1-2-1)を白色結晶として定量的に得た。
1H-NMR(D6-DMSO、δppm):8.38(d、2H)、7.62(d、2H)、3.81-3.87(m、1H)、3.03-3.14(m、1H)、2.56-2.66(m、1H)、2.66(brs、1H)、2.42(s、3H)
After adding 10.00 g (45.8 mmol) of N-(4-nitrophenyl)maleimide and 200 g of THF into the flask, the mixture was ice-cooled. 22.4 g (50.0 mmol) of 7%-methylamine-THF solution was added dropwise into the mixture. After that, the mixture was stirred for 3 hours under ice-cooling. After confirming the completion of the reaction, THF was distilled off under reduced pressure to quantitatively obtain the desired intermediate (DA-1-2-1) as white crystals.
1H-NMR (D6-DMSO, δ ppm): 8.38 (d, 2H), 7.62 (d, 2H), 3.81-3.87 (m, 1H), 3.03-3.14 ( m, 1H), 2.56-2.66 (m, 1H), 2.66 (brs, 1H), 2.42 (s, 3H)

フラスコ内に、(DA-1-2-1)11.4g(45.7mmol)、THF200g及びトリエチルアミン5.10g(50.4mmol)を加えた後、氷冷した。その混合物中へ、4-ニトロベンゾイルクロライド8.08g(43.5mol)を加え、氷冷下にて3時間、撹拌した。反応が終了したことを確認後、析出物をろ過した。得られたろ液を減圧下、留去したところ、粗体の(DA-1-2-2)を得た。得られた粗体中に、IPA600gと純水100gを加え、撹拌した。得られた結晶をろ過後、45℃で減圧乾燥させたところ、目的とするジニトロ体(DA-1-2-2)を白色結晶として得た。
1H-NMR(D6-DMSO、δppm):8.32-8.44(m、4H)、7.73-7.81(m、2H)、7.58-7.68(m、2H)、4.93-5.13(m、1H)、3.00-3.37(m+s、2H+3H)
After adding 11.4 g (45.7 mmol) of (DA-1-2-1), 200 g of THF and 5.10 g (50.4 mmol) of triethylamine into the flask, the mixture was ice-cooled. 8.08 g (43.5 mol) of 4-nitrobenzoyl chloride was added to the mixture and stirred for 3 hours under ice-cooling. After confirming that the reaction was completed, the precipitate was filtered. The resulting filtrate was distilled off under reduced pressure to obtain crude (DA-1-2-2). 600 g of IPA and 100 g of pure water were added to the resulting crude product and stirred. The obtained crystals were filtered and dried under reduced pressure at 45° C. to obtain the objective dinitro compound (DA-1-2-2) as white crystals.
1H-NMR (D6-DMSO, δ ppm): 8.32-8.44 (m, 4H), 7.73-7.81 (m, 2H), 7.58-7.68 (m, 2H), 4.93-5.13 (m, 1H), 3.00-3.37 (m+s, 2H+3H)

窒素置換したフラスコ内に、(DA-1-2-2)2g(5.02mmol)、5%Pd-C 0.5g(STDタイプ、wet品、エヌ・イー ケムキャット(株)製)及びN、N-ジメチルホルムアミド(以下、DMF)20gを入れた後、フラスコ内を水素置換した。この反応混合物を、水素圧常圧の条件下、室温にて2日間撹拌した。反応が終了したことを確認後、ろ過により反応混合物からPd-Cを取り除き、ろ液を、減圧下、留去した。得られた残留物中に、メチルアルコール50gと活性炭(日本エンバイロケミカルズ(株)製、商品名:特製白鷺)2gを加え、ろ過した。ろ液を減圧下、留去し、得られた残留物中に、IPA50gを加え結晶化させた。得られた結晶をろ過後、45℃で減圧乾燥したところ、目的とする(DA-1-2)を白色結晶として1.2g得た(得率71%)
1H-NMR(D6-DMSO、δppm):7.19-7.25(m、2H)、6.83-6.88(m、2H)、6.53-6.62(m、4H)、5.93(brs、2H)、5.31(brs、2H)、4.50-4.90(m、1H)、2.98-3.20(m、3H)、2.71-2.96(m、2H)
In a nitrogen-purged flask, 2 g (5.02 mmol) of (DA-1-2-2), 0.5 g of 5% Pd-C (STD type, wet product, manufactured by NE Chemcat Co., Ltd.) and N, After adding 20 g of N-dimethylformamide (hereinafter referred to as DMF), the inside of the flask was replaced with hydrogen. The reaction mixture was stirred at room temperature for 2 days under normal hydrogen pressure. After confirming the completion of the reaction, Pd—C was removed from the reaction mixture by filtration, and the filtrate was evaporated under reduced pressure. 50 g of methyl alcohol and 2 g of activated carbon (manufactured by Nippon EnviroChemicals Co., Ltd., trade name: Tokusei Shirasagi) were added to the obtained residue and filtered. The filtrate was distilled off under reduced pressure, and 50 g of IPA was added to the obtained residue for crystallization. After filtering the obtained crystals, they were dried under reduced pressure at 45° C. to obtain 1.2 g of the desired (DA-1-2) as white crystals (yield 71%).
1H-NMR (D6-DMSO, δ ppm): 7.19-7.25 (m, 2H), 6.83-6.88 (m, 2H), 6.53-6.62 (m, 4H), 5.93 (brs, 2H), 5.31 (brs, 2H), 4.50-4.90 (m, 1H), 2.98-3.20 (m, 3H), 2.71-2. 96 (m, 2H)

[実施例3]
(DA-1-3)の合成
[Example 3]
Synthesis of (DA-1-3)

Figure 2022109969000051
Figure 2022109969000051

フラスコ内に、N-(4-ニトロフェニル)マレイミド15.66g(71.8mmol)とTHF300gを加えた後、氷冷した。その混合物中へ、7%-メチルアミン-THF溶液35.0g(78.9mmol)を滴下した。その後、氷冷下にて3時間、撹拌した。反応が終了したことを確認後、THFを減圧下、留去したところ、目的とする中間体(DA-1-2-1)を白色結晶として定量的に得た。 After adding 15.66 g (71.8 mmol) of N-(4-nitrophenyl)maleimide and 300 g of THF into the flask, the mixture was ice-cooled. Into the mixture, 35.0 g (78.9 mmol) of 7%-methylamine-THF solution was added dropwise. After that, the mixture was stirred for 3 hours under ice-cooling. After confirming the completion of the reaction, THF was distilled off under reduced pressure to quantitatively obtain the desired intermediate (DA-1-2-1) as white crystals.

フラスコ内に、上記で得られた(DA-1-2-1)17.8g(71.4mmol)、THF300g及びトリエチルアミン7.99g(79.0mmol)を加えた後、氷冷した。その混合物中へ、4-ニトロベンゼンスルホニルクロライド15.1g(68.1mol)を加え、40℃にて14時間、撹拌した。反応が終了したことを確認後、析出物をろ過した。得られたろ液を減圧下、留去したところ、粗体の(DA-1-3-1)を得た。得られた粗体中に、メタノール200gと純水30gを加え、50℃にて1時間、撹拌した。冷却後、得られた結晶をろ過した。得られた結晶を、メタノール250g中に加え、50℃にて1時間、撹拌した。本作業を2回繰り返した。得られた結晶を45℃で減圧乾燥させたところ、目的とするジニトロ体(DA-1-3-1)を紫色結晶として、19.5g得た。
1H-NMR(D6-DMSO、δppm):8.43-8.8.48(m、2H)、8.34-8.41(m、2H)、8.12-8.17(m、2H)、7.57-7.63(m、2H)、5.48-5.55(m、1H)、3.04-3.14(m、1H)、2.91-3.02(m、1H)、2.86(s、3H)
After adding 17.8 g (71.4 mmol) of (DA-1-2-1) obtained above, 300 g of THF and 7.99 g (79.0 mmol) of triethylamine into the flask, the mixture was ice-cooled. 15.1 g (68.1 mol) of 4-nitrobenzenesulfonyl chloride was added to the mixture and stirred at 40° C. for 14 hours. After confirming that the reaction was completed, the precipitate was filtered. The resulting filtrate was distilled off under reduced pressure to obtain crude (DA-1-3-1). 200 g of methanol and 30 g of pure water were added to the resulting crude product, and the mixture was stirred at 50° C. for 1 hour. After cooling, the crystals obtained were filtered. The obtained crystals were added to 250 g of methanol and stirred at 50° C. for 1 hour. This operation was repeated twice. The resulting crystals were dried under reduced pressure at 45° C. to obtain 19.5 g of the objective dinitro compound (DA-1-3-1) as purple crystals.
1H-NMR (D6-DMSO, δppm): 8.43-8.8.48 (m, 2H), 8.34-8.41 (m, 2H), 8.12-8.17 (m, 2H ), 7.57-7.63 (m, 2H), 5.48-5.55 (m, 1H), 3.04-3.14 (m, 1H), 2.91-3.02 (m , 1H), 2.86(s, 3H)

窒素置換したフラスコ内に、(DA-1-3-1)1g(2.30mmol)、5%Pd-C 0.5g(STDタイプ、wet品、エヌ・イー ケムキャット(株)製)及びN、N-ジメチルホルムアミド(以下、DMF)10g、メタノール5gを入れた後、フラスコ内を水素置換した。この反応混合物を、水素圧常圧の条件下、室温にて5日間、撹拌した。反応が終了したことを確認後、ろ過により反応混合物からPd-Cを取り除き、ろ液を、減圧下、留去した。得られた残留物中に、THF20gと活性炭(日本エンバイロケミカルズ(株)製、商品名:特製白鷺)1gを加え、ろ過した。ろ液を減圧下、留去し、得られた残留物中に、エチルアルコール10gを加え結晶化させた。得られた結晶をろ過後、45℃で減圧乾燥したところ、目的とする(DA-1-3)を黄色結晶として0.56g得た(得率65%)
1H-NMR(D6-DMSO、δppm):7.42-7.48(m、2H)、6.80-6.86(m、2H)、6.61-6.68(m、2H)、6.54-6.60(m、2H)、6.10(brs、2H)、5.32(brs、2H)、5.14-5.20(m、1H)、2.66-2.79(m、1H)、2.60(s、3H)、2.51-2.59(m、1H)
In a nitrogen-substituted flask, 1 g (2.30 mmol) of (DA-1-3-1), 0.5 g of 5% Pd-C (STD type, wet product, manufactured by NE Chemcat Co., Ltd.) and N, After adding 10 g of N-dimethylformamide (hereinafter referred to as DMF) and 5 g of methanol, the inside of the flask was replaced with hydrogen. The reaction mixture was stirred at room temperature for 5 days under normal hydrogen pressure. After confirming the completion of the reaction, Pd—C was removed from the reaction mixture by filtration, and the filtrate was evaporated under reduced pressure. 20 g of THF and 1 g of activated carbon (manufactured by Nippon EnviroChemicals Co., Ltd., trade name: Tokusei Shirasagi) were added to the resulting residue, followed by filtration. The filtrate was distilled off under reduced pressure, and 10 g of ethyl alcohol was added to the resulting residue for crystallization. After filtering the obtained crystals, they were dried under reduced pressure at 45° C. to obtain 0.56 g of the desired (DA-1-3) as yellow crystals (yield 65%).
1H-NMR (D6-DMSO, δ ppm): 7.42-7.48 (m, 2H), 6.80-6.86 (m, 2H), 6.61-6.68 (m, 2H), 6.54-6.60 (m, 2H), 6.10 (brs, 2H), 5.32 (brs, 2H), 5.14-5.20 (m, 1H), 2.66-2. 79 (m, 1H), 2.60 (s, 3H), 2.51-2.59 (m, 1H)

[粘度測定]
以下の実施例又は比較例において、ポリアミック酸溶液の粘度は、E型粘度計TVE-22H(東機産業社製)を用い、サンプル量1.1mL、コーンロータTE-1(1°34’、R24)で測定した。
[Viscosity measurement]
In the following examples and comparative examples, the viscosity of the polyamic acid solution was measured using an E-type viscometer TVE-22H (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.), a sample amount of 1.1 mL, a cone rotor TE-1 (1 ° 34', R24).

[実施例4]
ポリアミド酸溶液(PAA-1)の合成
撹拌装置付き及び窒素導入管付きの50ml四つ口フラスコに(DA-1-1)を2.36g(7mmol)を加えた後、NMP25.0gを加え、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながらCA-1 1.43g(6.58mmol)を加え、NMP2.8gを加えた後、更に50℃条件下にて12時間攪拌することでポリアミド酸溶液(PAA-1)を得た。このポリアミド酸溶液の25℃における粘度は250mPa・sであった。
[Example 4]
Synthesis of polyamic acid solution (PAA-1) After adding 2.36 g (7 mmol) of (DA-1-1) to a 50 ml four-necked flask equipped with a stirrer and a nitrogen inlet tube, add 25.0 g of NMP, The solution was dissolved by stirring while blowing nitrogen. While stirring this diamine solution, 1.43 g (6.58 mmol) of CA-1 was added, 2.8 g of NMP was added, and then the polyamic acid solution (PAA-1) was obtained by stirring for 12 hours under conditions of 50 ° C. got The viscosity of this polyamic acid solution at 25° C. was 250 mPa·s.

[実施例5]
ポリアミド酸溶液(PAA-2)の合成
撹拌装置付き及び窒素導入管付きの50ml四つ口フラスコに(DA-1-1)2.36g(7mmol)を加えた後、NMP24.6gを加え、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながらCA-1 0.61g(2.8mmol)、CA-2 0.75g(3.9mmol)を加え、NMP2.7gを加えた後、更に50℃条件下にて12時間攪拌することでポリアミド酸溶液(PAA-2)を得た。このポリアミド酸溶液の25℃における粘度は230mPa・sであった。
[Example 5]
Synthesis of polyamic acid solution (PAA-2) After adding 2.36 g (7 mmol) of (DA-1-1) to a 50 ml four-necked flask equipped with a stirrer and a nitrogen inlet tube, add 24.6 g of NMP, nitrogen was stirred while feeding to dissolve. While stirring this diamine solution, 0.61 g (2.8 mmol) of CA-1 and 0.75 g (3.9 mmol) of CA-2 were added, and after adding 2.7 g of NMP, the mixture was further stirred at 50° C. for 12 hours. A polyamic acid solution (PAA-2) was obtained by stirring. The viscosity of this polyamic acid solution at 25° C. was 230 mPa·s.

[比較例1]
ポリアミド酸溶液(PAA-3)の合成
撹拌装置付き及び窒素導入管付きの100ml四つ口フラスコに(DA-2)5.73g(20mmol)を加え、NMP65.1gを加え、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながらCA-1 4.14g(19mmol)を加えた後、NMP7.2gを加えた後、更に室温条件下にて18時間攪拌することでポリアミド酸溶液(PAA-3)を得た。このポリアミド酸溶液の25℃における粘度は500mPa・sであった。
[Comparative Example 1]
Synthesis of polyamic acid solution (PAA-3) Add 5.73 g (20 mmol) of (DA-2) to a 100 ml four-necked flask equipped with a stirring device and a nitrogen inlet tube, add NMP 65.1 g, and stir while sending nitrogen. and dissolved. After adding 4.14 g (19 mmol) of CA-1 while stirring this diamine solution, 7.2 g of NMP was added, and then the polyamic acid solution (PAA-3) was obtained by stirring for 18 hours under room temperature conditions. Obtained. The viscosity of this polyamic acid solution at 25° C. was 500 mPa·s.

[比較例2]
ポリアミド酸溶液(PAA-4)の合成
撹拌装置付き及び窒素導入管付きの50ml四つ口フラスコに(DA-3)1.98g(10mmol)を加えた後、NMP26.0gを加え、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながらCA-1 0.87g(4.0mmol)、CA-2 1.08g(5.5mmol)を加え、NMP2.9gを加えた後、更に50℃条件下にて12時間攪拌することでポリアミド酸溶液(PAA-4)を得た。このポリアミド酸溶液の25℃における粘度は300mPa・sであった。
[Comparative Example 2]
Synthesis of polyamic acid solution (PAA-4) After adding 1.98 g (10 mmol) of (DA-3) to a 50 ml four-neck flask equipped with a stirrer and a nitrogen inlet tube, 26.0 g of NMP was added, and nitrogen was sent. The solution was dissolved by stirring while stirring. While stirring this diamine solution, 0.87 g (4.0 mmol) of CA-1 and 1.08 g (5.5 mmol) of CA-2 were added, and after adding 2.9 g of NMP, the mixture was further stirred at 50° C. for 12 hours. A polyamic acid solution (PAA-4) was obtained by stirring. The viscosity of this polyamic acid solution at 25° C. was 300 mPa·s.

[実施例6]
液晶配向剤(Q-1)の作製
実施例4で得られたポリアミック酸溶液(PAA-1)7.5gを分取し、攪拌しながらNMP5.6g、BCS6.0g、3-アミノプロピルトリエトキシシランを1重量%含むNMP溶液0.9gを加え、更に室温で2時間撹拌し液晶配向剤(Q-1)を得た。
[Example 6]
Preparation of liquid crystal aligning agent (Q-1) 7.5 g of the polyamic acid solution (PAA-1) obtained in Example 4 was taken, and while stirring, NMP 5.6 g, BCS 6.0 g, 3-aminopropyltriethoxy 0.9 g of an NMP solution containing 1% by weight of silane was added and stirred at room temperature for 2 hours to obtain a liquid crystal aligning agent (Q-1).

[実施例7]
液晶配向剤(Q-2)の作製
実施例5で得られたポリアミック酸溶液(PAA-2)7.5gを分取し、攪拌しながらNMP5.6g、BCS6.0g、3-アミノプロピルトリエトキシシランを1重量%含むNMP溶液0.9gを加え、更に室温で2時間撹拌し液晶配向剤(Q-2)を得た。
[Example 7]
Preparation of liquid crystal aligning agent (Q-2) 7.5 g of the polyamic acid solution (PAA-2) obtained in Example 5 was separated, and while stirring, NMP 5.6 g, BCS 6.0 g, 3-aminopropyltriethoxy 0.9 g of an NMP solution containing 1% by weight of silane was added and stirred at room temperature for 2 hours to obtain a liquid crystal aligning agent (Q-2).

[比較例3]
液晶配向剤(Q-3)の作製
比較例1で得られたポリアミック酸溶液(PAA-3)7.5gを分取し、攪拌しながらNMP5.6g、BCS6.0g、3-アミノプロピルトリエトキシシランを1重量%含むNMP溶液0.9gを加え、更に室温で2時間撹拌し液晶配向剤(Q-3)を得た。
[Comparative Example 3]
Preparation of liquid crystal aligning agent (Q-3) 7.5 g of the polyamic acid solution (PAA-3) obtained in Comparative Example 1 was taken, and while stirring, NMP 5.6 g, BCS 6.0 g, 3-aminopropyltriethoxy 0.9 g of an NMP solution containing 1% by weight of silane was added, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours to obtain a liquid crystal aligning agent (Q-3).

[比較例4]
液晶配向剤(Q-4)の作製
比較例2で得られたポリアミック酸溶液(PAA-4)7.5gを分取し、攪拌しながらNMP5.6g、BCS6.0g、3-アミノプロピルトリエトキシシランを1重量%含むNMP溶液0.9gを加え、更に室温で2時間撹拌し液晶配向剤(Q-4)を得た。
[Comparative Example 4]
Preparation of liquid crystal aligning agent (Q-4) 7.5 g of the polyamic acid solution (PAA-4) obtained in Comparative Example 2 was taken, and while stirring, NMP 5.6 g, BCS 6.0 g, 3-aminopropyltriethoxy 0.9 g of an NMP solution containing 1% by weight of silane was added, and the mixture was further stirred at room temperature for 2 hours to obtain a liquid crystal aligning agent (Q-4).

[イオン密度測定用液晶セルの作製]
液晶配向剤を1.0μmのフィルターで濾過した後、電極付き基板(横30mm×縦40mmの大きさで、厚さが1.1mmのガラス基板。電極は幅10mm×長さ40mmの矩形で、厚さ35nmのITO電極)に、スピンコート法により塗布した。50℃のホットプレート上で5分間乾燥させた後、230℃のIR式オーブンで20分間焼成を行い、膜厚100nmの塗膜を形成させて液晶配向膜付き基板を得た。この液晶配向膜をレーヨン布(吉川化工製YA-20R)でラビング(ローラー直径:120mm、ローラー回転数:1000rpm、移動速度:20mm/sec、押し込み長:0.4mm)した後、純水中にて1分間超音波照射をして洗浄を行い、エアブローにて水滴を除去した後、80℃で15分間乾燥して液晶配向膜付き基板を得た。
[Production of liquid crystal cell for ion density measurement]
After filtering the liquid crystal aligning agent with a 1.0 μm filter, a substrate with electrodes (a glass substrate with a size of 30 mm wide × 40 mm long and a thickness of 1.1 mm. The electrodes are rectangular with a width of 10 mm × length of 40 mm, 35 nm thick ITO electrode) was applied by a spin coating method. After drying on a hot plate at 50° C. for 5 minutes, baking was performed in an IR oven at 230° C. for 20 minutes to form a coating film having a thickness of 100 nm to obtain a substrate with a liquid crystal alignment film. After rubbing this liquid crystal alignment film with a rayon cloth (Yoshikawa Kako YA-20R) (roller diameter: 120 mm, roller rotation speed: 1000 rpm, moving speed: 20 mm / sec, pushing length: 0.4 mm), in pure water After washing by ultrasonic irradiation for 1 minute, water droplets were removed by an air blow, the substrate was dried at 80° C. for 15 minutes to obtain a substrate with a liquid crystal alignment film.

上記の液晶配向膜付き基板を2枚用意し、その1枚の液晶配向膜面上に4μmのスペーサーを散布した後、その上からシール材を印刷し、もう1枚の基板をラビング方向が逆方向、かつ膜面が向き合うようにして張り合わせた後、シール材を硬化させて空セルを作製した。この空セルに減圧注入法によって、MLC-3019(メルク株式会社製)を注入し、注入口を封止して液晶セルを得た。その後、得られた液晶セルを110℃で1時間加熱し、23℃で一晩放置し、イオン密度測定用液晶セルを得た。 Prepare two substrates with the above liquid crystal alignment film, sprinkle a 4 μm spacer on the surface of one of the liquid crystal alignment films, then print a sealing material from above, and rub the other substrate in the opposite direction. After laminating in such a way that the directions and film surfaces face each other, the sealing material is cured to prepare an empty cell. MLC-3019 (manufactured by Merck Ltd.) was injected into this empty cell by a vacuum injection method, and the injection port was sealed to obtain a liquid crystal cell. After that, the obtained liquid crystal cell was heated at 110° C. for 1 hour and allowed to stand at 23° C. overnight to obtain a liquid crystal cell for ion density measurement.

[イオン密度測定]
上記[イオン密度測定用液晶セルの作製]に記載の方法で作製した液晶セルについて、イオン密度の測定を行った。イオン密度の測定においては、液晶セルに電圧±10V、周波数0.01Hzの三角波を印加した時のイオン密度を測定した。測定温度は60℃で行った。測定装置は、東陽テクニカ社製6256型液晶物性評価装置を用いた。イオン密度の測定は液晶セル作製後及び、液晶セルを60℃、90%の高温高湿条件下で120時間エージングした後にて実施した。なお、イオン密度は、実施例6の液晶配向剤(Q-1)を用いて作製した液晶セルと、比較例3の液晶配向剤(Q-3)を用いて作製した液晶セルと、について測定した。
[Ion density measurement]
The ion density was measured for the liquid crystal cell produced by the method described in [Preparation of liquid crystal cell for ion density measurement] above. In the measurement of the ion density, the ion density was measured when a triangular wave with a voltage of ±10 V and a frequency of 0.01 Hz was applied to the liquid crystal cell. The measurement temperature was 60°C. A 6256-type liquid crystal physical property evaluation device manufactured by Toyo Technica Co., Ltd. was used as a measuring device. The ion density was measured after the liquid crystal cell was produced and after the liquid crystal cell was aged for 120 hours under high temperature and high humidity conditions of 60° C. and 90%. The ion density was measured for the liquid crystal cell produced using the liquid crystal aligning agent (Q-1) of Example 6 and the liquid crystal cell produced using the liquid crystal aligning agent (Q-3) of Comparative Example 3. did.

[液晶表示素子の作製]
初めに電極付きの基板を準備した。基板は、30mm×35mmの大きさで、厚さが0.7mmのガラス基板である。基板上には第1層目として対向電極を構成する、ベタ状のパターンを備えたIZO電極が形成されている。第1層目の対向電極の上には第2層目として、CVD法により成膜されたSiN(窒化珪素)膜が形成されている。第2層目のSiN膜の膜厚は500nmであり、層間絶縁膜として機能する。第2層目のSiN膜の上には、第3層目としてIZO膜をパターニングして形成された櫛歯状の画素電極が配置され、第1画素及び第2画素の2つの画素を形成している。各画素のサイズは、縦10mmで横約5mmである。このとき、第1層目の対向電極と第3層目の画素電極とは、第2層目のSiN膜の作用により電気的に絶縁されている。
[Production of liquid crystal display element]
First, a substrate with electrodes was prepared. The substrate is a glass substrate with a size of 30 mm×35 mm and a thickness of 0.7 mm. An IZO electrode having a solid pattern is formed as a first layer on the substrate to form a counter electrode. A SiN (silicon nitride) film formed by a CVD method is formed as a second layer on the counter electrode of the first layer. The SiN film of the second layer has a film thickness of 500 nm and functions as an interlayer insulating film. On the SiN film of the second layer, a comb-shaped pixel electrode formed by patterning an IZO film is arranged as a third layer to form two pixels, a first pixel and a second pixel. ing. The size of each pixel is 10 mm long and about 5 mm wide. At this time, the counter electrode of the first layer and the pixel electrode of the third layer are electrically insulated by the action of the SiN film of the second layer.

第3層目の画素電極は、特開2014-77845号に記載の図と同様、中央部分が屈曲した、くの字形状の電極要素を複数配列して構成された櫛歯状の形状を有する。各電極要素の短手方向の幅は3μmであり、電極要素間の間隔は6μmである。各画素を形成する画素電極が、中央部分の屈曲した、くの字形状の電極要素を複数配列して構成されているため、各画素の形状は長方形状ではなく、電極要素と同様に中央部分で屈曲する、太字の、くの字に似た形状を備える。そして、各画素は、その中央の屈曲部分を境にして上下に分割され、屈曲部分の上側の第1領域と下側の第2領域を有する。 The pixel electrode of the third layer has a comb-like shape formed by arranging a plurality of V-shaped electrode elements with a bent central portion, as in the figure described in JP-A-2014-77845. . The width of each electrode element in the lateral direction is 3 μm, and the interval between electrode elements is 6 μm. Since the pixel electrode that forms each pixel is configured by arranging a plurality of V-shaped electrode elements with a bent central portion, the shape of each pixel is not rectangular, but the central portion is the same as the electrode element. It has a shape resembling a bold, Chinese character that bends at the . Each pixel is vertically divided by the curved portion in the center, and has a first region above the curved portion and a second region below the curved portion.

各画素の第1領域と第2領域とを比較すると、それらを構成する画素電極の電極要素の形成方向が異なっている。すなわち、後述する液晶配向膜のラビング方向を基準とした場合、画素の第1領域では画素電極の電極要素が+10°の角度(時計回り)をなすように形成され、画素の第2領域では画素電極の電極要素が-10°の角度(時計回り)をなすように形成されている。すなわち、各画素の第1領域と第2領域とでは、画素電極と対向電極との間の電圧印加によって誘起される液晶の、基板面内での回転動作(インプレーン・スイッチング)の方向が互いに逆方向となるように構成されている。 Comparing the first region and the second region of each pixel, the forming directions of the electrode elements of the pixel electrodes constituting them are different. That is, when the rubbing direction of the liquid crystal alignment film, which will be described later, is used as a reference, the electrode element of the pixel electrode is formed to form an angle of +10° (clockwise) in the first region of the pixel, and the pixel in the second region of the pixel. The electrode elements of the electrode are formed at an angle of -10° (clockwise). That is, in the first region and the second region of each pixel, the directions of the rotational movement (in-plane switching) of the liquid crystal induced by the voltage application between the pixel electrode and the counter electrode in the plane of the substrate are mutually different. It is configured to be in the opposite direction.

次に、得られた液晶配向剤を1.0μmのフィルターで濾過した後、準備された上記電極付き基板と対向基板として裏面にITO膜が成膜されており、かつ高さ4μmの柱状のスペーサーを有するガラス基板のそれぞれにスピンコートした。次いで、80℃のホットプレート上で5分間乾燥後、230℃で20分間焼成して膜厚60nmの塗膜として、各基板上にポリイミド膜を得た。このポリイミド膜上を、所定のラビング方向で、レーヨン布によりラビング(ロール径120mm、回転数500rpm、移動速度30mm/sec、押し込み量0.3mm)した後、純水中にて1分間超音波照射を行い、80℃で10分間乾燥した。 Next, after filtering the obtained liquid crystal aligning agent with a 1.0 μm filter, the prepared substrate with electrodes and a columnar spacer having a height of 4 μm on which an ITO film is formed on the back surface as a counter substrate. was spin-coated onto each of the glass substrates with Then, after drying on a hot plate at 80° C. for 5 minutes, it was baked at 230° C. for 20 minutes to obtain a polyimide film on each substrate as a coating film having a thickness of 60 nm. After rubbing the polyimide film with a rayon cloth in a predetermined rubbing direction (roll diameter 120 mm, rotation speed 500 rpm, moving speed 30 mm/sec, pushing amount 0.3 mm), ultrasonic irradiation in pure water for 1 minute. and dried at 80° C. for 10 minutes.

その後、上記液晶配向膜付きの2種類の基板を用いて、それぞれのラビング方向が逆平行になるように組み合わせ、液晶注入口を残して周囲をシールし、セルギャップが3.8μmの空セルを作製した。この空セルに液晶(MLC-3019、メルク社製)を常温で真空注入したのち、注入口を封止してアンチパラレル配向の液晶セルとした。得られた液晶セルは、FFSモード液晶表示素子を構成する。その後、得られた液晶セルを120℃で1時間加熱し、一晩放置してから各評価に使用した。 After that, using the above-described two types of substrates with liquid crystal alignment films, they were combined so that their rubbing directions were antiparallel, and the periphery was sealed except for the liquid crystal injection port, and an empty cell with a cell gap of 3.8 μm was formed. made. Liquid crystal (MLC-3019, manufactured by Merck & Co., Ltd.) was vacuum-injected into this empty cell at normal temperature, and then the injection port was sealed to form an anti-parallel aligned liquid crystal cell. The obtained liquid crystal cell constitutes an FFS mode liquid crystal display device. After that, the obtained liquid crystal cell was heated at 120° C. for 1 hour and allowed to stand overnight before being used for each evaluation.

[液晶配向の安定性評価]
この液晶セルを用い、60℃の恒温環境下、周波数30Hzで10VPPの交流電圧を168時間印加した。その後、液晶セルの画素電極と対向電極との間を短絡させた状態にし、そのまま室温に一日放置した。放置の後、液晶セルを偏光軸が直交するように配置された2枚の偏光板の間に設置し、電圧無印加の状態でバックライトを点灯させておき、透過光の輝度が最も小さくなるように液晶セルの配置角度を調整した。そして、第1画素の第2領域が最も暗くなる角度から第1領域が最も暗くなる角度まで液晶セルを回転させたときの回転角度を角度Δとして算出した。第2画素でも同様に、第2領域と第1領域とを比較し、同様の角度Δを算出した。そして、第1画素と第2画素の角度Δ値の平均値を液晶セルの角度Δとして算出した。この液晶セルの角度Δの値が0.15°以下のものを良好、0.15°より高いものを不良として評価した。
[Evaluation of stability of liquid crystal alignment]
Using this liquid crystal cell, an AC voltage of 10 VPP was applied at a frequency of 30 Hz for 168 hours in a constant temperature environment of 60°C. After that, the pixel electrode and the counter electrode of the liquid crystal cell were short-circuited and left at room temperature for one day. After standing, the liquid crystal cell was placed between two polarizing plates arranged so that the polarizing axes were perpendicular to each other, and the backlight was turned on with no voltage applied so that the brightness of the transmitted light was minimized. The arrangement angle of the liquid crystal cell was adjusted. Then, the rotation angle when the liquid crystal cell was rotated from the angle at which the second region of the first pixel was the darkest to the angle at which the first region was the darkest was calculated as the angle Δ. Similarly, for the second pixel, the second region and the first region were compared to calculate a similar angle Δ. Then, the average value of the angle Δ values of the first pixel and the second pixel was calculated as the angle Δ of the liquid crystal cell. A liquid crystal cell having an angle Δ of 0.15° or less was evaluated as good, and a liquid crystal cell having an angle Δ of more than 0.15° was evaluated as poor.

[蓄積電荷の緩和特性]
上記液晶セルを、偏光軸が直交するように配置された2枚の偏光板の間に設置し、画素電極と対向電極とを短絡して同電位にした状態で、2枚の偏光板の下からLEDバックライトを照射しておき、2枚の偏光板の上で測定するLEDバックライト透過光の輝度が最小となるように、液晶セルの角度を調節した。次に、この液晶セルに周波数30Hzの矩形波を印加しながら、23℃の温度下でのV-T特性(電圧-透過率特性)を測定し、相対透過率が23%となる交流電圧を算出した。この交流電圧は電圧に対する輝度の変化が大きい領域に相当するため、蓄積電荷を輝度を介して評価するのに都合がよい。
[Relaxation characteristics of accumulated charges]
The liquid crystal cell is placed between two polarizing plates arranged so that the polarization axes are orthogonal, and the pixel electrode and the counter electrode are shorted to the same potential. The backlight was illuminated, and the angle of the liquid crystal cell was adjusted so that the brightness of the light transmitted through the LED backlight measured on the two polarizing plates was minimized. Next, while applying a rectangular wave with a frequency of 30 Hz to this liquid crystal cell, the VT characteristic (voltage-transmittance characteristic) was measured at a temperature of 23° C., and an AC voltage at which the relative transmittance was 23% was applied. Calculated. Since this AC voltage corresponds to a region in which the change in luminance with respect to voltage is large, it is convenient for evaluating accumulated charges via luminance.

次に、相対透過率が23%となる交流電圧で、なおかつ周波数30Hzの矩形波を5分間印加した後、+1.0Vの直流電圧を重畳し30分間駆動させた。その後、直流電圧を切り、再び相対透過率が23%となる交流電圧で、なおかつ周波数30Hzの矩形波のみを30分間印加した。蓄積した電荷の緩和が速いほど、直流電圧を重畳したときの液晶セルへの電荷蓄積も速いことから、蓄積電荷の緩和特性は、直流電圧を重畳した直後の相対透過率が30%以上の状態から23%に低下するまでに要した時間で評価した。この時間が短いほど蓄積電荷の緩和特性が良好である。 Next, after applying a rectangular wave with a frequency of 30 Hz at an AC voltage with a relative transmittance of 23% for 5 minutes, a DC voltage of +1.0 V was superimposed and driven for 30 minutes. After that, the DC voltage was turned off, and only the AC voltage with the relative transmittance of 23% and the rectangular wave with the frequency of 30 Hz was applied for 30 minutes. The faster the relaxation of the accumulated charges, the faster the charge accumulation in the liquid crystal cell when the DC voltage is superimposed. It was evaluated by the time required to decrease from 23% to 23%. The shorter this time is, the better the relaxation characteristic of accumulated charge is.

<実施例1~4>
実施例6~7及び比較例3~4の液晶配向剤Q1~Q4を用いて、イオン密度測定、液晶配向の安定性評価及び蓄積電荷の緩和特性の評価を行った。結果を表1に示す。表中、液晶配向剤Q1~Q2を用いて作製した液晶セルを各々実施例8~9とし、液晶配向剤Q3~Q4を用いて作製した液晶セルを各々比較例5~6としてある。
<Examples 1 to 4>
Using the liquid crystal aligning agents Q1 to Q4 of Examples 6 to 7 and Comparative Examples 3 to 4, ion density measurement, stability evaluation of liquid crystal alignment, and evaluation of accumulated charge relaxation characteristics were performed. Table 1 shows the results. In the table, the liquid crystal cells produced using the liquid crystal aligning agents Q1 and Q2 are designated as Examples 8 and 9, respectively, and the liquid crystal cells produced using the liquid crystal aligning agents Q3 and Q4 are designated as Comparative Examples 5 and 6, respectively.

Figure 2022109969000052
Figure 2022109969000052

本発明の液晶配向膜は、特にラビング処理を必要とするIPS駆動方式やFFS駆動方式の液晶表示素子において、残像特性やコントラストに優れた表示性能を得ることができる。よって、IPS駆動方式やFFS駆動方式の液晶表示素子、多機能携帯電話(スマートフォン)、タブレット型パーソナルコンピュータ、液晶テレビジョン等に用いられる液晶配向膜として特に有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The liquid crystal alignment film of the present invention can provide display performance excellent in afterimage properties and contrast particularly in IPS drive system and FFS drive system liquid crystal display elements that require rubbing treatment. Therefore, it is particularly useful as a liquid crystal alignment film used for IPS drive system or FFS drive system liquid crystal display elements, multifunctional mobile phones (smartphones), tablet personal computers, liquid crystal televisions, and the like.

Claims (8)

下記式(1)で表される構造を有するジアミン。
Figure 2022109969000053
Rは水素原子又は一価の有機基を示し、Rは水素原子又は炭素数1~5の直鎖又は分岐してもよい、アルキル基若しくはアリール基を示し、同じマレイミド環上に2つあるRは互いに同一でも、異なっていてもよく、2つあるRが互いに結合して炭素数3~6のアルキレンを形成してもよく、Wは単結合又は2価の有機基を示し、Wは2価の有機基を示し、Arは芳香族環を示し、Lは単結合、カルボニル、スルホニル又は炭素数1~20のアルキレンを示す。
A diamine having a structure represented by the following formula (1).
Figure 2022109969000053
R represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group or aryl group having 1 to 5 carbon atoms, which may be linear or branched, and two are present on the same maleimide ring. R 1 may be the same or different, two R 1 may be bonded together to form an alkylene having 3 to 6 carbon atoms, and W 1 represents a single bond or a divalent organic group. , W 2 represents a divalent organic group, Ar 1 represents an aromatic ring, and L 1 represents a single bond, carbonyl, sulfonyl or alkylene having 1 to 20 carbon atoms.
前記式(1)におけるWが単結合である、請求項1に記載のジアミン。 2. The diamine according to claim 1, wherein W1 in formula ( 1 ) is a single bond. 前記Arが1,3-フェニレン基又は1,4-フェニレン基である請求項1又は2に記載のジアミン。 3. The diamine according to claim 1, wherein said Ar 1 is a 1,3-phenylene group or a 1,4-phenylene group. 前記Rが一価の有機基を示す、請求項1~3のいずれか一項に記載のジアミン。 A diamine according to any one of claims 1 to 3, wherein said R represents a monovalent organic group. 下記式(1)で表される構造を有するジアミンから得られる重合体。
Figure 2022109969000054
Rは水素原子又は一価の有機基を示し、Rは水素原子又は炭素数1~5の直鎖又は分岐してもよい、アルキル基若しくはアリール基を示し、同じマレイミド環上に2つあるRは互いに同一でも、異なっていてもよく、2つあるRが互いに結合して炭素数3~6のアルキレンを形成してもよく、Wは単結合又は2価の有機基を示し、Wは2価の有機基を示し、Arは芳香族環を示し、Lは単結合、カルボニル、スルホニル又は炭素数1~20のアルキレンを示す。
A polymer obtained from a diamine having a structure represented by the following formula (1).
Figure 2022109969000054
R represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group or aryl group having 1 to 5 carbon atoms, which may be linear or branched, and two are present on the same maleimide ring. R 1 may be the same or different, two R 1 may be bonded together to form an alkylene having 3 to 6 carbon atoms, and W 1 represents a single bond or a divalent organic group. , W 2 represents a divalent organic group, Ar 1 represents an aromatic ring, and L 1 represents a single bond, carbonyl, sulfonyl or alkylene having 1 to 20 carbon atoms.
前記式(1)におけるWが単結合である、請求項5に記載の重合体。 6. The polymer according to claim 5, wherein W1 in formula ( 1 ) is a single bond. 前記式(1)におけるArが1,3-フェニレン基又は1,4-フェニレン基である請求項5又は6に記載の重合体。 7. The polymer according to claim 5, wherein Ar 1 in formula (1) is a 1,3-phenylene group or a 1,4-phenylene group. 前記Rが一価の有機基を示す、請求項5~7のいずれか一項に記載の重合体。 A polymer according to any one of claims 5 to 7, wherein said R represents a monovalent organic group.
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