JP2023034768A - reaction accelerator - Google Patents

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JP2023034768A
JP2023034768A JP2021141163A JP2021141163A JP2023034768A JP 2023034768 A JP2023034768 A JP 2023034768A JP 2021141163 A JP2021141163 A JP 2021141163A JP 2021141163 A JP2021141163 A JP 2021141163A JP 2023034768 A JP2023034768 A JP 2023034768A
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reaction accelerator
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貴大 長谷川
Takahiro Hasegawa
大輔 渡部
Daisuke Watabe
亜紗子 京武
Asako Kyobu
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Eneos Corp
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors

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Abstract

To provide a reaction accelerator capable of further accelerating a polymerization reaction involving a condensation reaction.SOLUTION: There is provided a reaction accelerator used for a polymerization reaction involving a condensation reaction which comprises: at least one compound (A) selected from the group consisting of a basic compound having a 5-membered nitrogen-containing heterocyclic ring containing a nitrogen atom to which an alkyl group is bonded as a substituent as a constituent atom of the heterocyclic ring and a basic compound having a six-membered nitrogen-containing heterocyclic ring containing a nitrogen atom to which an alkyl group is bonded as a substituent as a constituent atom of the heterocyclic ring; and at least one compound (B) selected from the group consisting of acetic acid, γ-valerolactone and δ-valerolactone.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、反応促進剤に関し、より詳しくは、縮合反応を伴う重合反応を促進させるために利用する反応促進剤に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a reaction accelerator, and more particularly to a reaction accelerator used for promoting a polymerization reaction accompanied by a condensation reaction.

縮合反応を伴う重合反応に、従来より様々な反応促進剤が利用されている。このような反応促進剤として、例えば、特開2017-133027号公報(特許文献1)においては、テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンとを溶液中で加熱して重合せしめてポリイミドを得る重合反応(このようなポリイミド製造時の重合反応は縮合反応を伴うものである)に三級アミンを好適に利用できることが開示されており、実際に、実施例の欄においてはトリエチルアミンを反応促進剤として利用している。なお、このような反応促進剤の分野においては、より反応を促進させることが可能な新たな反応促進剤の出現が望まれている。 BACKGROUND ART Conventionally, various reaction accelerators have been used in polymerization reactions involving condensation reactions. As such a reaction accelerator, for example, in JP-A-2017-133027 (Patent Document 1), a tetracarboxylic dianhydride and an aromatic diamine are heated in a solution and polymerized to obtain a polyimide. It is disclosed that a tertiary amine can be suitably used in the reaction (polymerization reaction in such polyimide production involves condensation reaction). We are using. In the field of such reaction accelerators, the appearance of new reaction accelerators capable of further accelerating the reaction is desired.

特開2017-133027号公報JP 2017-133027 A

本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、縮合反応を伴う重合反応をより促進させることが可能な反応促進剤を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a reaction accelerator capable of further promoting a polymerization reaction that accompanies a condensation reaction.

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、縮合反応を伴う重合反応に利用する反応促進剤を、置換基としてアルキル基が結合する窒素原子を複素環の構成原子として含む5員環の含窒素複素環を有する塩基性の化合物、及び、置換基としてアルキル基が結合する窒素原子を複素環の構成原子として含む6員環の含窒素複素環を有する塩基性の化合物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物(A)と;酢酸、γ-バレロラクトン及びδ-バレロラクトンからなる群から選択される少なくとも1種の化合物(B)と;含むものとすることにより、驚くべきことに、従来の反応促進剤を利用した場合と比較して、縮合反応を伴う重合反応を同じ時間行った場合に、得られる重合物の対数粘度をより増大させることが可能となり、かかる重合反応をより促進させることが可能となることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that the reaction accelerator used in the polymerization reaction that accompanies the condensation reaction is A basic compound having a 5-membered nitrogen-containing heterocyclic ring containing at least one compound (A) selected from the group consisting of; at least one compound (B) selected from the group consisting of acetic acid, γ-valerolactone and δ-valerolactone; Surprisingly, when the polymerization reaction accompanied by the condensation reaction is carried out for the same time as compared with the case of using a conventional reaction accelerator, it is possible to further increase the logarithmic viscosity of the resulting polymer. The inventors have found that the polymerization reaction can be further accelerated, and have completed the present invention.

すなわち、本発明の反応促進剤は、
縮合反応を伴う重合反応に利用する反応促進剤であって、
置換基としてアルキル基が結合する窒素原子を複素環の構成原子として含む5員環の含窒素複素環を有する塩基性の化合物、及び、置換基としてアルキル基が結合する窒素原子を複素環の構成原子として含む6員環の含窒素複素環を有する塩基性の化合物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物(A)と、
酢酸、γ-バレロラクトン及びδ-バレロラクトンからなる群から選択される少なくとも1種の化合物(B)と、
を含むことを特徴とするものである。
That is, the reaction accelerator of the present invention is
A reaction accelerator used in a polymerization reaction involving a condensation reaction,
A basic compound having a 5-membered nitrogen-containing heterocyclic ring containing a nitrogen atom to which an alkyl group is bonded as a substituent, and a heterocyclic ring composed of a nitrogen atom to which an alkyl group is bonded as a substituent. at least one compound (A) selected from the group consisting of basic compounds having a 6-membered nitrogen-containing heterocycle as an atom;
at least one compound (B) selected from the group consisting of acetic acid, γ-valerolactone and δ-valerolactone;
It is characterized by including

上記本発明の反応促進剤においては、前記化合物(A)が、置換基としてアルキル基が結合する窒素原子を環の構成原子として含むイミダゾール環を有する塩基性の化合物及び置換基としてアルキル基が結合する窒素原子を環の構成原子として含むピペリジン環を有する塩基性の化合物からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。 In the reaction accelerator of the present invention, the compound (A) is a basic compound having an imidazole ring containing, as a ring-constituting atom, a nitrogen atom to which an alkyl group is bonded as a substituent, and an alkyl group as a substituent. is preferably at least one selected from the group consisting of basic compounds having a piperidine ring containing a nitrogen atom as a ring-constituting atom.

また、上記本発明の反応促進剤においては、前記アルキル基がメチル基、エチル基及びプロピル基からなる群から選択される1種であることが好ましい。 Moreover, in the reaction accelerator of the present invention, the alkyl group is preferably one selected from the group consisting of methyl, ethyl and propyl groups.

さらに、上記本発明の反応促進剤においては、前記化合物(A)が、1,2-ジメチルイミダゾール及び1-エチルピペリジンからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。 Furthermore, in the reaction accelerator of the present invention, the compound (A) is preferably at least one selected from the group consisting of 1,2-dimethylimidazole and 1-ethylpiperidine.

本発明によれば、縮合反応を伴う重合反応をより促進させることが可能な反応促進剤を提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the reaction accelerator which can accelerate the polymerization reaction accompanying a condensation reaction more.

以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will now be described in detail with reference to its preferred embodiments.

本発明の反応促進剤は、縮合反応を伴う重合反応に利用する反応促進剤であって、
置換基としてアルキル基が結合する窒素原子を複素環の構成原子として含む5員環の含窒素複素環を有する塩基性の化合物、及び、置換基としてアルキル基が結合する窒素原子を複素環の構成原子として含む6員環の含窒素複素環を有する塩基性の化合物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物(A)と、
酢酸、γ-バレロラクトン及びδ-バレロラクトンからなる群から選択される少なくとも1種の化合物(B)と、
を含むことを特徴とするものである。
The reaction accelerator of the present invention is a reaction accelerator used for a polymerization reaction involving a condensation reaction,
A basic compound having a 5-membered nitrogen-containing heterocyclic ring containing a nitrogen atom to which an alkyl group is bonded as a substituent, and a heterocyclic ring composed of a nitrogen atom to which an alkyl group is bonded as a substituent. at least one compound (A) selected from the group consisting of basic compounds having a 6-membered nitrogen-containing heterocycle as an atom;
at least one compound (B) selected from the group consisting of acetic acid, γ-valerolactone and δ-valerolactone;
It is characterized by including

本発明にかかる化合物(A)は、置換基としてアルキル基が結合する窒素原子を複素環の構成原子として含む5員環の前記含窒素複素環を有する塩基性の化合物、及び、置換基としてアルキル基が結合する窒素原子を複素環の構成原子として含む6員環の前記含窒素複素環を有する塩基性の化合物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物(塩基性の化合物)である。このような化合物(A)として選択され得る化合物は、その構造中に5員環又は6員環の含窒素複素環を有し、かつ、その含窒素複素環の構成原子として含まれる窒素原子のうちの少なくとも1つが、置換基としてアルキル基が結合している構造を有する化合物(塩基性の化合物)である。このように、化合物(A)として選択され得る化合物は、前記含窒素複素環を構成する窒素原子に置換基としてアルキル基が結合してなる構造部分(前記含窒素複素環を構成する窒素原子に結合していた水素原子がアルキル基に置換されてなる構造部分)を含む化合物である。 The compound (A) according to the present invention is a basic compound having, as a substituent, the nitrogen-containing heterocyclic ring of a five-membered ring containing, as a constituent atom of the heterocyclic ring, a nitrogen atom to which an alkyl group is bonded, and an alkyl At least one compound (basic compound) selected from the group consisting of basic compounds having a 6-membered nitrogen-containing heterocyclic ring containing a nitrogen atom to which a group is bonded as a constituent atom of the heterocyclic ring. A compound that can be selected as such a compound (A) has a 5- or 6-membered nitrogen-containing heterocyclic ring in its structure, and the nitrogen atom contained as a constituent atom of the nitrogen-containing heterocyclic ring At least one of them is a compound (basic compound) having a structure in which an alkyl group is bonded as a substituent. Thus, the compound that can be selected as the compound (A) is a structural portion in which an alkyl group is bonded as a substituent to the nitrogen atom that constitutes the nitrogen-containing heterocycle (the nitrogen atom that constitutes the nitrogen-containing heterocycle It is a compound containing a structural portion in which a bonded hydrogen atom is substituted with an alkyl group).

前記5員環の含窒素複素環及び前記6員環の含窒素複素環としては、特に制限されず、例えば、ピロリドン環、ピペリドン環、イミダゾール環、ピリジン環、ピロール環、ピリミジン環、モルホリン環、ピロリジン環、ピペリジン環、ピペラジン環、ピラジン環等が挙げられる。このような5員環及び6員環の含窒素複素環としては、塩基性、入手性などの観点から、中でも、イミダゾール環、ピペリジン環、ピリジン環がより好ましく、イミダゾール環、ピペリジン環が特に好ましい。 The 5-membered nitrogen-containing heterocyclic ring and the 6-membered nitrogen-containing heterocyclic ring are not particularly limited, and examples thereof include pyrrolidone ring, piperidone ring, imidazole ring, pyridine ring, pyrrole ring, pyrimidine ring, morpholine ring, Pyrrolidine ring, piperidine ring, piperazine ring, pyrazine ring and the like are included. From the viewpoint of basicity, availability, etc., the 5-membered and 6-membered nitrogen-containing heterocyclic rings are more preferably imidazole rings, piperidine rings, and pyridine rings, and particularly preferably imidazole rings and piperidine rings. .

また、前記化合物(A)としては、比較的高温(例えば130℃~220℃)の条件下においても使用することが可能な、適度な沸点を有しているといった観点から、置換基としてアルキル基が結合する窒素原子を環の構成原子として含むイミダゾール環を有する塩基性の化合物及び置換基としてアルキル基が結合する窒素原子を環の構成原子として含むピペリジン環を有する塩基性の化合物からなる群から選択される少なくとも1種であることがより好ましい。 In addition, the compound (A) has an alkyl group as a substituent from the viewpoint of having a moderate boiling point that can be used even under relatively high temperature conditions (for example, 130 ° C. to 220 ° C.) from the group consisting of a basic compound having an imidazole ring containing as a ring-constituting atom a nitrogen atom to which More preferably, at least one is selected.

また、前記化合物(A)として選択され得る化合物の構造中の5員環又は6員環の前記含窒素複素環は、置換基としてアルキル基が結合する窒素原子を複素環の構成原子として含んでいる。このような化合物(A)において、前記アルキル基としては、炭素数が1~7(より好ましくは1~3、さらに好ましくは1~2)のアルキル基が好ましい。このようなアルキル基の炭素数が前記上限以下である場合には、前記上限を超えた場合と比較して、得られる重合物を成形加工する場合に、重合物の成形品(例えば、フィルム)中に化合物(A)が残存することをより容易に防止でき、残存物による重合物の物性低下をより高い水準で抑制できる傾向にある。 In addition, the 5- or 6-membered nitrogen-containing heterocyclic ring in the structure of the compound that can be selected as the compound (A) contains, as a constituent atom of the heterocyclic ring, a nitrogen atom to which an alkyl group is bonded as a substituent. there is In such a compound (A), the alkyl group preferably has 1 to 7 carbon atoms (more preferably 1 to 3 carbon atoms, more preferably 1 to 2 carbon atoms). When the number of carbon atoms in such an alkyl group is equal to or less than the upper limit, compared with the case where the upper limit is exceeded, when molding the resulting polymer, a molded product of the polymer (e.g., film) It tends to be possible to more easily prevent the compound (A) from remaining inside, and to suppress deterioration of the physical properties of the polymer due to the residue at a higher level.

また、前記化合物(A)において、前記アルキル基は、入手性および沸点の観点から、メチル基、エチル基、プロピル基が好ましく、メチル基、エチル基であることがより好ましい。なお、前記化合物(A)として選択され得る化合物中の前記含窒素複素環は、置換基としてアルキル基が結合する窒素原子を複数有していてもよい。 In the compound (A), the alkyl group is preferably a methyl group, an ethyl group, or a propyl group, more preferably a methyl group or an ethyl group, from the viewpoint of availability and boiling point. The nitrogen-containing heterocyclic ring in the compound that can be selected as the compound (A) may have a plurality of nitrogen atoms to which alkyl groups are bonded as substituents.

前記化合物(A)として利用可能な化合物は、特に制限されるものではないが、1,2-ジメチルイミダゾール、1-エチルピペリジン(別名:N-エチルピペリジン)、1-メチルピペリジン、2-メチルピペリジン、4-メチルピペリジン、1-メチルイミダゾール、2-メチルイミダゾール、1-ブチルイミダゾール、1-(4-メトキシフェニル)-1H-イミダゾール、1-フェニルイミダゾールを好適に利用することができる。また、このような化合物の中でも、より高い反応促進効果が得られることから、前記化合物(A)としては、1,2-ジメチルイミダゾール、1-エチルピペリジン、1-フェニルイミダゾールがより好ましく、1,2-ジメチルイミダゾール、1-エチルピペリジンが特に好ましい。 Compounds that can be used as the compound (A) are not particularly limited, but 1,2-dimethylimidazole, 1-ethylpiperidine (also known as N-ethylpiperidine), 1-methylpiperidine, 2-methylpiperidine , 4-methylpiperidine, 1-methylimidazole, 2-methylimidazole, 1-butylimidazole, 1-(4-methoxyphenyl)-1H-imidazole, and 1-phenylimidazole can be preferably used. Further, among such compounds, 1,2-dimethylimidazole, 1-ethylpiperidine, and 1-phenylimidazole are more preferable as the compound (A), since a higher reaction promoting effect can be obtained. 2-dimethylimidazole and 1-ethylpiperidine are particularly preferred.

また、前記化合物(B)は、酢酸、γ-バレロラクトン及びδ-バレロラクトンからなる群から選択される少なくとも1種の化合物である。このような化合物(B)を前記化合物(A)と組み合わせて利用することで、その反応機構等は必ずしも定かではないが、縮合反応を伴う重合反応をより促進させることが可能となる。また、反応機構等は必ずしも定かではないが、前記化合物(B)のうち、γ-バレロラクトン及びδ-バレロラクトンは、縮合反応中に水と反応して酸を形成して反応に寄与するものと本発明者らは推察している。 The compound (B) is at least one compound selected from the group consisting of acetic acid, γ-valerolactone and δ-valerolactone. By using such a compound (B) in combination with the compound (A), the polymerization reaction accompanied by the condensation reaction can be further accelerated, although the reaction mechanism and the like are not necessarily clear. In addition, although the reaction mechanism and the like are not necessarily clear, among the compounds (B), γ-valerolactone and δ-valerolactone contribute to the reaction by reacting with water during the condensation reaction to form an acid. The present inventors are inferring that.

このような化合物(B)としては、入手性及び作業性の観点からは、中でも、γ-バレロラクトンがより好ましい。 From the viewpoint of availability and workability, γ-valerolactone is more preferable as such a compound (B).

また、本発明の反応促進剤は、前記化合物(A)と前記化合物(B)を含むものである。このような本発明の反応促進剤中の化合物(A)と化合物(B)のモル比([化合物(A)]:[化合物(B)])は、0.9:1.1~1.1:0.9(より好ましくは0.95:1.05~1.05:0.95)であることが好ましい。なお、化合物(A)の含有量が前記下限以上である場合には、下限未満である場合と比較して、反応促進の点でより高い効果が得られる傾向にあり、他方、前記上限以下である場合には、上限を超えた場合と比較して、反応促進の点でより高い効果が得られる傾向にある。 Further, the reaction accelerator of the present invention contains the compound (A) and the compound (B). The molar ratio of compound (A) to compound (B) ([compound (A)]:[compound (B)]) in the reaction accelerator of the present invention is 0.9:1.1 to 1.9:1.1. It is preferably 1:0.9 (more preferably 0.95:1.05 to 1.05:0.95). When the content of the compound (A) is at least the lower limit, there is a tendency to obtain a higher effect in promoting the reaction than when it is less than the lower limit. In some cases, there is a tendency to obtain a higher effect in promoting the reaction than when the upper limit is exceeded.

また、本発明の反応促進剤を用いる重合反応の種類は、縮合反応を伴うものであればよく、それ以外は特に制限されない。縮合反応を伴う重合反応に本発明の反応促進剤を利用することで、従来の反応促進剤を利用した場合と比較して、同じ時間反応させた場合に、得られる重合物(重合体)の対数粘度をより向上させることが可能となる。また、このような本発明の反応促進剤によれば、従来の反応促進剤を利用した場合と比較して、得られる重合物(重合体)の分子量を所望の大きさにするために必要となる時間(所要時間)を、より短時間とすること(より早く反応を進行せしめること)も可能である。 The type of polymerization reaction using the reaction accelerator of the present invention is not particularly limited as long as it involves a condensation reaction. By using the reaction accelerator of the present invention in a polymerization reaction involving a condensation reaction, the resulting polymer (polymer) can be obtained when the reaction is carried out for the same time as compared with the case where a conventional reaction accelerator is used. It becomes possible to further improve the logarithmic viscosity. Further, according to such a reaction accelerator of the present invention, compared with the case of using a conventional reaction accelerator, the amount of polymer necessary for making the molecular weight of the obtained polymer (polymer) a desired size is required. It is also possible to make the time (required time) shorter (make the reaction proceed faster).

このような縮合反応を伴う重合反応としては、特に制限されないが、例えば、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを溶液中で加熱することにより重合反応を進行せしめてポリイミドを得る場合の重合反応(ポリイミドを得るための重合反応)を好適なものとして挙げることができる。なお、このようなポリイミドを得るための重合反応においては、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを溶液中で加熱することで、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとの間の付加重合反応(ポリアミック酸を形成する反応)と、その後の縮合反応(前記ポリアミック酸からポリイミドを形成する反応)が一連の反応としてほぼ同時に進行してポリイミドが形成されることとなる。なお、ポリイミドを得るための重合反応において、その反応機構等は必ずしも定かではないが、本発明の反応促進剤は、テトラカルボン酸二無水物とジアミンが反応してポリアミック酸を形成する過程、および、ポリアミック酸が分子内縮合反応してポリイミドを形成する過程のいずれにも関与するものと本発明者らは推察している。 The polymerization reaction that accompanies such a condensation reaction is not particularly limited, but for example, a polymerization reaction in which a polyimide is obtained by heating a tetracarboxylic dianhydride and a diamine in a solution to proceed with the polymerization reaction ( Polymerization reaction for obtaining polyimide) can be mentioned as a suitable one. In addition, in the polymerization reaction for obtaining such a polyimide, by heating the tetracarboxylic dianhydride and the diamine in a solution, the addition polymerization reaction between the tetracarboxylic dianhydride and the diamine (polyamic A reaction to form an acid) and a subsequent condensation reaction (reaction to form a polyimide from the polyamic acid) proceed almost simultaneously as a series of reactions to form a polyimide. In addition, in the polymerization reaction for obtaining polyimide, the reaction mechanism and the like are not necessarily clear, but the reaction accelerator of the present invention is a process in which tetracarboxylic dianhydride and diamine react to form a polyamic acid, and , polyamic acid undergoes an intramolecular condensation reaction to form a polyimide.

以下、縮合反応を伴う重合反応の好適な一例である「テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを溶液中で加熱することにより重合反応を進行せしめてポリイミドを得る場合の重合反応(以下、場合により、単に「ポリイミドを得るための重合反応」と称する)」に反応促進剤を利用した場合を例に挙げて、本発明の反応促進剤の好適な利用方法について説明する。 Hereinafter, a suitable example of a polymerization reaction accompanied by a condensation reaction, "a polymerization reaction in which a polyimide is obtained by heating a tetracarboxylic dianhydride and a diamine in a solution to proceed with the polymerization reaction (hereinafter, sometimes referred to as , simply referred to as “polymerization reaction for obtaining polyimide”)”, a preferred method of using the reaction accelerator of the present invention will be described.

前記ポリイミドを得るための重合反応を行う場合、その具体的な方法や、その反応の条件は、反応促進剤として本発明の反応促進剤を利用する以外は、特に制限されず、公知の方法及び公知の条件(例えば、特開2017-133027号公報に記載されている方法や条件)を採用することができる。このようなポリイミドを得るための重合反応を行う場合、中でも、溶媒と、テトラカルボン酸二無水物と、ジアミンと、本発明の反応促進剤との混合液を準備して、かかる混合液を130℃~220℃(特に好ましくは150℃~200℃)に加熱することにより、溶媒中において縮合反応を伴う重合反応を進行せしめる方法を採用することが好ましい。 When the polymerization reaction for obtaining the polyimide is performed, the specific method and the reaction conditions are not particularly limited except for using the reaction accelerator of the present invention as a reaction accelerator. Known conditions (for example, methods and conditions described in JP-A-2017-133027) can be employed. When performing a polymerization reaction for obtaining such a polyimide, among others, a mixed solution of a solvent, a tetracarboxylic dianhydride, a diamine, and the reaction accelerator of the present invention is prepared, and the mixed solution is added to 130 C. to 220.degree. C. (particularly preferably 150.degree. C. to 200.degree. C.) to allow the polymerization reaction accompanied by the condensation reaction to proceed in a solvent.

このような溶媒としては、ポリイミドの重合に利用可能な公知の溶媒を適宜利用できる。このような溶媒としては、ポリイミドの溶解性をより向上させることが可能であるといった観点から、γ-ブチロラクトン、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルアミド、テトラメチレンスルホン、p-クロルフェノール、m-クレゾール、2-クロル-4-ヒドロキシトルエンを好適なものとして挙げることができる。このような溶媒は1種を単独で、あるいは、2種以上を組み合わせて利用することができる。 As such a solvent, a known solvent that can be used for polyimide polymerization can be appropriately used. As such a solvent, γ-butyrolactone, N,N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylformamide, from the viewpoint of being able to further improve the solubility of the polyimide, Dimethylsulfoxide, hexamethylphosphoramide, tetramethylenesulfone, p-chlorophenol, m-cresol, 2-chloro-4-hydroxytoluene can be mentioned as suitable. Such solvents can be used singly or in combination of two or more.

また、前記ポリイミドを得るための重合反応に利用するテトラカルボン酸二無水物及びジアミンとしては特に制限されず、ポリイミドの設計に応じて公知の化合物を適宜選択して利用できる。このようなテトラカルボン酸二無水物及びジアミンとしては、例えば、脂肪族構造を有する化合物(例えば、脂環式構造を有するテトラカルボン酸二無水物、鎖式の脂肪族構造を有するジアミン、脂環式構造を有するジアミン等)、芳香族構造を有する化合物(例えば、芳香族構造を有するテトラカルボン酸二無水物、芳香族構造を有するジアミン)を利用してもよい。なお、このようなテトラカルボン酸二無水物及びジアミンとしては、溶媒に溶解可能なポリイミドを製造できるように適宜選択することが好ましい。また、このようなテトラカルボン酸二無水物及びジアミンとしては、得られるポリイミドの溶媒可溶性がより高いものとなることから、テトラカルボン酸二無水物及びジアミンのうちのどちらか一方が脂環式構造を有する化合物であるか、あるいは、テトラカルボン酸二無水物及びジアミンの双方が脂環式構造を有する化合物であることが好ましく、テトラカルボン酸二無水物が脂環式構造を有する化合物(脂環式構造を有するテトラカルボン酸二無水物)でありかつジアミンが芳香族系の化合物(芳香族ジアミン)であることがより好ましい。 Moreover, the tetracarboxylic dianhydride and diamine used in the polymerization reaction for obtaining the polyimide are not particularly limited, and known compounds can be appropriately selected and used according to the design of the polyimide. Examples of such tetracarboxylic dianhydrides and diamines include compounds having an aliphatic structure (e.g., tetracarboxylic dianhydrides having an alicyclic structure, diamines having a chain aliphatic structure, alicyclic Diamines having a formula structure, etc.), compounds having an aromatic structure (eg, tetracarboxylic dianhydrides having an aromatic structure, diamines having an aromatic structure) may be utilized. The tetracarboxylic dianhydride and diamine are preferably selected appropriately so that a polyimide that can be dissolved in a solvent can be produced. In addition, as such a tetracarboxylic dianhydride and diamine, since the resulting polyimide has a higher solvent solubility, either one of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine has an alicyclic structure. Alternatively, both the tetracarboxylic dianhydride and the diamine are preferably compounds having an alicyclic structure, and the tetracarboxylic dianhydride is a compound having an alicyclic structure (alicyclic tetracarboxylic acid dianhydride having the formula structure) and the diamine is an aromatic compound (aromatic diamine).

なお、前記テトラカルボン酸二無水物に関して、脂環式構造を有するテトラカルボン酸二無水物は、芳香族構造を有するテトラカルボン酸二無水物と比較して反応性は低いものと考えられる。また、芳香族ジアミンの中でも、例えば、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(略称「TFMB」)のような電子求引性を有する芳香族ジアミンは反応性が低いものであると考えられる。本発明の反応促進剤は、そのような反応性の低いモノマー同士を組み合わせてポリイミドを製造する場合(脂環式構造を有するテトラカルボン酸二無水物と、電子求引性を有する芳香族ジアミン(例えばTFMB)とを組み合わせて利用した場合)であっても、重合反応を効率よく進行させることが可能である。そのため、本発明の反応促進剤は、脂環式構造を有するテトラカルボン酸二無水物と、芳香族ジアミンとを反応させてポリイミドを製造する重合反応に対しても好適に利用できるものであるといえる。 Regarding the tetracarboxylic dianhydrides, tetracarboxylic dianhydrides having an alicyclic structure are considered to have lower reactivity than tetracarboxylic dianhydrides having an aromatic structure. Among aromatic diamines, electron-withdrawing aromatic diamines such as 2,2′-bis(trifluoromethyl)benzidine (abbreviated as “TFMB”) are considered to have low reactivity. be done. The reaction accelerator of the present invention is used when producing a polyimide by combining such monomers with low reactivity (a tetracarboxylic dianhydride having an alicyclic structure and an aromatic diamine having an electron-withdrawing property ( For example, even when used in combination with TFMB), the polymerization reaction can proceed efficiently. Therefore, the reaction accelerator of the present invention can be suitably used for a polymerization reaction in which a polyimide is produced by reacting a tetracarboxylic dianhydride having an alicyclic structure with an aromatic diamine. I can say.

また、このようなテトラカルボン酸二無水物として好適に利用可能な、前記脂環式構造を有するテトラカルボン酸二無水物としては、特に制限されるものではないが、中でも、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロペンタノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物(略称「CpODA」)、下記式(1)~(2): Moreover, the tetracarboxylic dianhydride having the alicyclic structure, which can be suitably used as such a tetracarboxylic dianhydride, is not particularly limited, but among them, norbornane-2-spiro -α-cyclopentanone-α'-spiro-2''-norbornane-5,5'',6,6''-tetracarboxylic dianhydride (abbreviation "CpODA"), the following formula (1) ~ ( 2):

Figure 2023034768000001
Figure 2023034768000001

で表される化合物(上記式(1)で表される化合物(略称「BNBDA」)、上記式(2)で表される化合物(略称「BzDA」))、ビシクロ[2.2.2]オクト-7-エン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.2]オクタン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物、テトラヒドロフラン-2,3,4,5-テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ-3,3’,4,4’-テトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物を好適なものとして挙げることができる。 (the compound represented by the above formula (1) (abbreviation “BNBDA”), the compound represented by the above formula (2) (abbreviation “BzDA”)), bicyclo[2.2.2]octo -7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, bicyclo[2.2.2]octane-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, tetrahydrofuran-2,3 ,4,5-tetracarboxylic dianhydride, bicyclo-3,3′,4,4′-tetracarboxylic dianhydride, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, 1,2 ,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride and 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride can be mentioned as suitable examples.

また、前記芳香族構造を有するテトラカルボン酸二無水物(芳香族テトラカルボン酸二無水物)としては、例えば、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,2’-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)プロパン酸二無水物、ハイドロキノンビス(トリメリテートアンハイドライド)、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。 Further, the tetracarboxylic dianhydride having an aromatic structure (aromatic tetracarboxylic dianhydride), for example, pyromellitic dianhydride, 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride, 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3,3',4,4'-biphenyl ether tetracarboxylic dianhydride, 3,3',4,4' -biphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, 2,2'-bis(3,4-dicarboxyphenyl)propanoic dianhydride, hydroquinone bis(trimellitate anhydride), 1,4,5,8-naphthalene Examples include tetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, and the like.

また、前記ジアミンとして好適な、芳香族系の化合物(芳香族ジアミン)としては、特に制限されず、公知のものを適宜利用可能であり、例えば、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(略称「TFMB」)のような反応性の低い芳香族ジアミンであっても適宜利用可能である。このような芳香族ジアミンとしては、例えば、TFMB、p-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、2,4-ジアミノトルエン、2,5-ジアミノトルエン、2,4-ジアミノキシレン、2,4-ジアミノデュレン、4,4’-メチレンジアニリン、4,4’-メチレンビス(3-メチルアニリン)、4,4’-メチレンビス(3-エチルアニリン)、4,4’-メチレンビス(2-メチルアニリン)、4,4’-メチレンビス(2-エチルアニリン)、4,4’-メチレンビス(3,5-ジメチルアニリン)、4,4’-メチレンビス(3,5-ジエチルアニリン)、4,4’-メチレンビス(2,6-ジメチルアニリン)、4,4’-メチレンビス(2,6-ジエチルアニリン)、4,4’-オキシジアニリン、3,4’-オキシジアニリン、3,3’-オキシジアニリン、2,4’-オキシジアニリン、2,2’-オキシジアニリン、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、4,4’-ジアミノベンゾフェノン、3,3’-ジアミノベンゾフェノン、4,4’-ジアミノベンズアニリド、ベンジジン、3,3’-ジヒドロキシベンジジン、3,3’-ジメトキシベンジジン、o-トリジン、m-トリジン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス(4-(3-アミノフェノキシ)フェニル)スルホン、ビス(4-(4-アミノフェノキシ)フェニル)スルホン、2,2-ビス(4-(4-アミノフェノキシ)フェニル)プロパン、2,2-ビス(4-(4-アミノフェノキシ)フェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、p-ターフェニレンジアミン等が挙げられる。 In addition, the aromatic compound (aromatic diamine) suitable as the diamine is not particularly limited, and known compounds can be used as appropriate. For example, 2,2′-bis(trifluoromethyl)benzidine (abbreviated as “TFMB”) can also be used as appropriate. Examples of such aromatic diamines include TFMB, p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 2,4-diaminotoluene, 2,5-diaminotoluene, 2,4-diaminoxylene and 2,4-diaminodurene. , 4,4′-methylenedianiline, 4,4′-methylenebis(3-methylaniline), 4,4′-methylenebis(3-ethylaniline), 4,4′-methylenebis(2-methylaniline), 4 , 4′-methylenebis(2-ethylaniline), 4,4′-methylenebis(3,5-dimethylaniline), 4,4′-methylenebis(3,5-diethylaniline), 4,4′-methylenebis(2 ,6-dimethylaniline), 4,4′-methylenebis(2,6-diethylaniline), 4,4′-oxydianiline, 3,4′-oxydianiline, 3,3′-oxydianiline, 2 ,4'-oxydianiline, 2,2'-oxydianiline, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 3,3'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminobenzophenone, 3,3'-diaminobenzophenone , 4,4′-diaminobenzanilide, benzidine, 3,3′-dihydroxybenzidine, 3,3′-dimethoxybenzidine, o-tolidine, m-tolidine, 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene, 1 ,4-bis(3-aminophenoxy)benzene, 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene, 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene, 4,4′-bis(4-aminophenoxy) biphenyl, bis(4-(3-aminophenoxy)phenyl)sulfone, bis(4-(4-aminophenoxy)phenyl)sulfone, 2,2-bis(4-(4-aminophenoxy)phenyl)propane, 2, 2-bis(4-(4-aminophenoxy)phenyl)hexafluoropropane, 2,2-bis(4-aminophenyl)hexafluoropropane, p-terphenylenediamine and the like.

また、前記脂環式構造を有するジアミンや前記鎖式の脂肪族構造を有するジアミン等のような、脂肪族構造を有するジアミンとしては、例えば、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、4,4’-メチレンビス(3-メチルシクロヘキシルアミン)、4,4’-メチレンビス(3-エチルシクロヘキシルアミン)、4,4’-メチレンビス(3,5-ジメチルシクロヘキシルアミン)、4,4’-メチレンビス(3,5-ジエチルシクロヘキシルアミン)、イソホロンジアミン、トランス-1,4-シクロヘキサンジアミン、シス-1,4-シクロヘキサンジアミン、1,4-シクロヘキサンビス(メチルアミン)、2,5-ビス(アミノメチル)ビシクロ〔2.2.1〕ヘプタン、2,6-ビス(アミノメチル)ビシクロ〔2.2.1〕ヘプタン、3,8-ビス(アミノメチル)トリシクロ〔5.2.1.0〕デカン、1,3-ジアミノアダマンタン、2,2-ビス(4-アミノシクロヘキシル)プロパン、2,2-ビス(4-アミノシクロヘキシル)ヘキサフルオロプロパン、1,3-プロパンジアミン、1,4-テトラメチレンジアミン、1,5-ペンタメチレンジアミン、1,6-ヘキサメチレンジアミン、1,7-ヘプタメチレンジアミン、1,8-オクタメチレンジアミン、1,9-ノナメチレンジアミン等が挙げられる。 Examples of diamines having an aliphatic structure, such as the diamines having an alicyclic structure and the diamines having a chain aliphatic structure, include 4,4′-methylenebis(cyclohexylamine), 4, 4′-methylenebis(3-methylcyclohexylamine), 4,4′-methylenebis(3-ethylcyclohexylamine), 4,4′-methylenebis(3,5-dimethylcyclohexylamine), 4,4′-methylenebis(3 ,5-diethylcyclohexylamine), isophoronediamine, trans-1,4-cyclohexanediamine, cis-1,4-cyclohexanediamine, 1,4-cyclohexanebis(methylamine), 2,5-bis(aminomethyl)bicyclo [2.2.1] heptane, 2,6-bis(aminomethyl)bicyclo[2.2.1]heptane, 3,8-bis(aminomethyl)tricyclo[5.2.1.0]decane, 1 ,3-diaminoadamantane, 2,2-bis(4-aminocyclohexyl)propane, 2,2-bis(4-aminocyclohexyl)hexafluoropropane, 1,3-propanediamine, 1,4-tetramethylenediamine, 1 ,5-pentamethylenediamine, 1,6-hexamethylenediamine, 1,7-heptamethylenediamine, 1,8-octamethylenediamine, 1,9-nonamethylenediamine and the like.

また、前記ポリイミドを得るための重合反応において、本発明の反応促進剤の使用量は特に制限されるものではないが、前記テトラカルボン酸二無水物1モルに対して、反応促進剤中の化合物(A)の量が0.05~2モル(より好ましくは0.1~1モル)となるような量とすることが好ましい。また、本発明の反応促進剤の使用量は、テトラカルボン酸二無水物1モルに対して、反応促進剤中の化合物(B)の使用量が0.05~2モル(より好ましくは0.1~1モル)となるような量とすることが好ましい。このような化合物(A)及び(B)の量がそれぞれ、前記下限以上である場合には、下限未満である場合と比較して、反応促進の点でより高い効果が得られる傾向にあり、他方、前記上限以下である場合には、上限を超えた場合と比較して、副反応の抑制の点でより高い効果が得られる傾向にある。また、前記ポリイミドを得るための重合反応に利用する前記テトラカルボン酸二無水物の量は特に制限されないが、重合反応性の観点から、前記ジアミン中のアミノ基1モル当量に対して反応に用いられるテトラカルボン酸二無水物中の全ての酸無水物基の量が0.9~1.1モル当量(より好ましくは0.95~1.05モル当量)となる量とすることが好ましい。 Further, in the polymerization reaction for obtaining the polyimide, the amount of the reaction accelerator of the present invention is not particularly limited. The amount of (A) is preferably 0.05 to 2 mol (more preferably 0.1 to 1 mol). The amount of the reaction accelerator used in the present invention is such that the amount of compound (B) used in the reaction accelerator is 0.05 to 2 mol (more preferably 0.05 to 1 mol of tetracarboxylic dianhydride). 1 to 1 mol). When the amount of each of the compounds (A) and (B) is equal to or higher than the lower limit, there is a tendency to obtain a higher effect in promoting the reaction than when the amount is less than the lower limit. On the other hand, when it is equal to or less than the upper limit, there is a tendency that a higher effect in terms of suppressing side reactions can be obtained compared to when the upper limit is exceeded. Further, the amount of the tetracarboxylic dianhydride used in the polymerization reaction for obtaining the polyimide is not particularly limited, but from the viewpoint of polymerization reactivity, The amount of all acid anhydride groups in the resulting tetracarboxylic dianhydride is preferably 0.9 to 1.1 molar equivalents (more preferably 0.95 to 1.05 molar equivalents).

さらに、前記ポリイミドを得るための重合反応において、前記溶媒の使用量は特に制限されないが、ポリイミドの溶解性および重合反応性の観点から、前記溶媒中の前記テトラカルボン酸二無水物及び前記ジアミンの合計量が10~50質量%(より好ましくは15~35質量%)となるような量とすることが好ましい。 Furthermore, in the polymerization reaction for obtaining the polyimide, the amount of the solvent used is not particularly limited, but from the viewpoint of the solubility and polymerization reactivity of the polyimide, the tetracarboxylic dianhydride and the diamine It is preferable that the total amount is 10 to 50% by mass (more preferably 15 to 35% by mass).

このようにして、前記ポリイミドを得るための重合反応を行うことにより、ポリイミドを効率よく製造でき、ポリイミドの分子量の指標となる対数粘度を十分に高い値とすることが可能となる。なお、このようにして得られるポリイミドの種類は、特に制限されず、モノマーの種類に応じて、いわゆる全脂肪族ポリイミドとしてもよく、脂肪族系のモノマーと芳香族系モノマーとを組み合わせて製造されるような半芳香族系ポリイミド(半脂肪族系ポリイミド)としてもよく、あるいは、全芳香族系ポリイミドとしてもよい。なお、このようにして得られるポリイミドは、成形加工性の高いものとなるといった観点から、溶媒に溶解することが可能なものであることが好ましい。なお、このような溶媒に溶解するポリイミドは、公知のモノマーの中から利用するモノマー(テトラカルボン酸二無水物及びジアミン)を適宜選択することにより調製することができる。 By carrying out the polymerization reaction for obtaining the polyimide in this way, the polyimide can be produced efficiently, and the logarithmic viscosity, which is an index of the molecular weight of the polyimide, can be made sufficiently high. The type of polyimide obtained in this way is not particularly limited, and depending on the type of monomer, it may be a so-called all-aliphatic polyimide, which is produced by combining an aliphatic monomer and an aromatic monomer. It may be a semi-aromatic polyimide (semi-aliphatic polyimide), or a wholly aromatic polyimide. The polyimide thus obtained is preferably soluble in a solvent from the viewpoint of high moldability. A polyimide dissolved in such a solvent can be prepared by appropriately selecting monomers (tetracarboxylic dianhydride and diamine) to be used from known monomers.

以上、本発明の反応促進剤の好適な利用方法について、ポリイミドを得るための重合反応に利用する場合を好適な例として挙げて説明したが、本発明の反応促進剤を利用可能な重合反応(縮合反応を伴う重合反応)は、前述のポリイミドを得るための重合反応に制限されるものではなく、縮合反応を伴う重合反応であれば適宜応用することが可能である。 As described above, the preferred method of using the reaction accelerator of the present invention has been described by citing a case where it is used in a polymerization reaction for obtaining a polyimide as a suitable example, but the polymerization reaction ( Polymerization reaction accompanied by condensation reaction) is not limited to the polymerization reaction for obtaining the aforementioned polyimide, and any polymerization reaction accompanied by condensation reaction can be appropriately applied.

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below based on examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.

<化合物の略称について>
各実施例等において利用した化合物の略称を以下に示す。
・BzDA:上記式(2)で表される化合物
・TFMB:2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン
・GBL :γ-ブチロラクトン
<About compound abbreviations>
The abbreviations of the compounds used in each example are shown below.
・BzDA: a compound represented by the above formula (2) ・TFMB: 2,2′-bis(trifluoromethyl)benzidine ・GBL: γ-butyrolactone

<各実施例等で得られたポリイミドの特性の評価>
〈ポリイミドの対数粘度の測定〉
各実施例等で得られたポリイミド溶液からサンプリングして、濃度が0.5g/dLとなる測定用試料(溶媒:N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc))をそれぞれ準備し、30℃の恒温槽中でオストワルド型粘度計(CANNON社製の自動粘度測定装置(商品名「mini-PV-HX」))を用いて粘度(対数粘度)を測定した。得られた結果を表1及び表2に示す。
<Evaluation of properties of polyimide obtained in each example>
<Measurement of logarithmic viscosity of polyimide>
Sampling from the polyimide solution obtained in each example etc., prepare a measurement sample (solvent: N,N-dimethylacetamide (DMAc)) with a concentration of 0.5 g / dL, and keep it in a constant temperature bath at 30 ° C. Viscosity (logarithmic viscosity) was measured using an Ostwald type viscometer (an automatic viscosity measuring device manufactured by CANNON (trade name: "mini-PV-HX")). The results obtained are shown in Tables 1 and 2.

〈ポリイミドの重量平均分子量(Mw)の測定〉
実施例1~4及び比較例1で得られたポリイミド溶液中のポリイミドの重量平均分子量(Mw)はそれぞれ以下のようにして測定した。すなわち、各実施例等で得られたポリイミド溶液からサンプリングして、DMAcにて希釈した測定用試料をそれぞれ準備し、かつ、測定装置としてゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定装置(東ソー株式会社製、商品名:HLC-8320GPC/カラム4本:東ソー株式会社製、商品名:TSK gel SuperAW4000,3000,2500,SuperH-RC)を用いて、GPC測定を行い、得られたデータをポリスチレンで換算することによりポリイミドの重量平均分子量(Mw)を求めた。得られた結果を表1及び表2に示す。
<Measurement of weight average molecular weight (Mw) of polyimide>
The weight average molecular weights (Mw) of the polyimides in the polyimide solutions obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 were measured as follows. That is, by sampling from the polyimide solution obtained in each example etc., preparing a sample for measurement diluted with DMAc, and using a gel permeation chromatography (GPC) measurement device (manufactured by Tosoh Corporation) as a measurement device , Product name: HLC-8320GPC / 4 columns: manufactured by Tosoh Corporation, product name: TSK gel SuperAW4000, 3000, 2500, SuperH-RC), GPC measurement is performed, and the obtained data is converted with polystyrene. Thus, the weight average molecular weight (Mw) of polyimide was obtained. The results obtained are shown in Tables 1 and 2.

(実施例1)
窒素気流下、50mLの2口フラスコに、ジアミンであるTFMB0.9607g(3mmol)、化合物(B)である酢酸0.1802g(3mmol)、溶媒であるGBL7.1gを添加し、105℃まで加熱して溶媒中に固形分を溶解せしめた後、105℃の温度条件で30分間撹拌して溶液(I)を得た。次いで、前記溶液(I)に対して、化合物(A)である1-エチルピペリジン0.3396g(3mmol)、テトラカルボン酸二無水物であるBzDA1.2193g(3mmol)を添加して混合液を得た後、195℃まで昇温し、窒素雰囲気下、前記混合液の液量が一定となるようにGBLを適宜追加しながら195℃の温度条件で5時間反応させることにより重合反応を進行せしめて、ポリイミドを含む樹脂溶液(ポリイミド溶液:ポリイミドワニス)を得た。
(Example 1)
Under a nitrogen stream, 0.9607 g (3 mmol) of diamine TFMB, 0.1802 g (3 mmol) of acetic acid as compound (B), and 7.1 g of GBL as a solvent were added to a 50 mL two-necked flask and heated to 105°C. After dissolving the solid content in the solvent, the mixture was stirred at a temperature of 105°C for 30 minutes to obtain a solution (I). Next, 0.3396 g (3 mmol) of 1-ethylpiperidine as compound (A) and 1.2193 g (3 mmol) of BzDA as tetracarboxylic dianhydride are added to solution (I) to obtain a mixed solution. After that, the temperature is raised to 195° C., and the polymerization reaction is allowed to proceed by reacting at a temperature of 195° C. for 5 hours under a nitrogen atmosphere while appropriately adding GBL so that the liquid volume of the mixed solution is constant. , to obtain a resin solution containing polyimide (polyimide solution: polyimide varnish).

(実施例2~5)
溶媒であるGBLの使用量、化合物(A)の種類、並びに、化合物(B)の種類を、表1に記載のように変更した以外は、実施例1と同様にしてポリイミドを含む樹脂溶液(ポリイミド溶液)を得た。なお、各実施例において、化合物(A)の使用量及び化合物(B)の使用量はそれぞれ表1に記載のように3mmolとした。
(Examples 2-5)
A resin solution containing polyimide ( Polyimide solution) was obtained. In each example, the amount of compound (A) used and the amount of compound (B) used were set to 3 mmol as shown in Table 1, respectively.

(比較例1)
1-エチルピペリジンの代わりに化合物(A)の比較用成分としてトリエチルアミンを3mmol用い、化合物(B)を使用せず、溶媒であるGBLの使用量を表2記載のように変更した以外は、実施例1と同様にしてポリイミドを含む樹脂溶液(ポリイミド溶液)を得た。
(Comparative example 1)
Except that 3 mmol of triethylamine was used as a comparative component of compound (A) instead of 1-ethylpiperidine, compound (B) was not used, and the amount of GBL used as a solvent was changed as shown in Table 2. A resin solution containing polyimide (polyimide solution) was obtained in the same manner as in Example 1.

(比較例2~4)
1-エチルピペリジンの代わりに化合物(A)の比較用成分としてトリエチルアミンを3mmol用い、溶媒であるGBLの使用量、及び、化合物(B)の種類を、表2に記載のように変更した以外は実施例1と同様にしてポリイミドを含む樹脂溶液(ポリイミド溶液)を得た。なお、各比較例において、化合物(B)の使用量は表2に記載のように3mmolとした。
(Comparative Examples 2-4)
Except that 3 mmol of triethylamine was used as a comparative component of compound (A) instead of 1-ethylpiperidine, and the amount of GBL used as a solvent and the type of compound (B) were changed as shown in Table 2. A resin solution containing polyimide (polyimide solution) was obtained in the same manner as in Example 1. In each comparative example, the amount of compound (B) used was 3 mmol as shown in Table 2.

(比較例5~6)
1-エチルピペリジンの代わりに化合物(A)の比較用成分としてピリジンを3mmol用い、溶媒であるGBLの使用量、及び、化合物(B)の種類を、表2に記載のように変更した以外は実施例1と同様にしてポリイミドを含む樹脂溶液(ポリイミド溶液)を得た。なお、各比較例において、化合物(B)の使用量は表2に記載のように3mmolとした。
(Comparative Examples 5-6)
Except that 3 mmol of pyridine was used as a comparative component of compound (A) instead of 1-ethylpiperidine, and the amount of GBL used as a solvent and the type of compound (B) were changed as shown in Table 2. A resin solution containing polyimide (polyimide solution) was obtained in the same manner as in Example 1. In each comparative example, the amount of compound (B) used was 3 mmol as shown in Table 2.

Figure 2023034768000002
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Figure 2023034768000003
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表1及び表2に示した結果からも明らかなように、重合時に化合物(A)と化合物(B)を組み合わせて反応促進剤として用いた場合(実施例1~5)には、得られたポリイミドの対数粘度がいずれも0.38以上となっていた。これに対して、化合物(B)を利用せず、トリエチルアミンを反応促進剤として単独で利用した場合(比較例1)には、対数粘度が0.36となっており、実施例1~5と比較して低くなっていた。なお、ポリイミドの対数粘度は分子量の指標として利用可能である。実際に、実施例1~4及び比較例1で得られたポリイミドの重量平均分子量(Mw)を対比すると、同じ反応時間であるにもかかわらず、重合時に化合物(A)と化合物(B)を組み合わせて用いた場合(実施例1~4)にはいずれも、トリエチルアミンを単独で利用した場合(比較例1)よりも、重量平均分子量(Mw)が少なくとも5698以上も大きくなっていた。このような結果から、化合物(A)と化合物(B)を組み合わせて反応促進剤として用いた場合(実施例1~5)には、トリエチルアミンを反応促進剤として単独で利用した場合(比較例1)と比較して、縮合反応を伴う重合反応をより促進させることが可能であることが分かった。 As is clear from the results shown in Tables 1 and 2, when the compound (A) and the compound (B) were combined and used as a reaction accelerator during polymerization (Examples 1 to 5), the obtained All the logarithmic viscosities of the polyimides were 0.38 or more. On the other hand, when triethylamine was used alone as a reaction accelerator without using the compound (B) (Comparative Example 1), the logarithmic viscosity was 0.36, which is similar to that of Examples 1 to 5. was low in comparison. The logarithmic viscosity of polyimide can be used as an index of molecular weight. In fact, when the weight average molecular weights (Mw) of the polyimides obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 are compared, it is found that compound (A) and compound (B) are produced during polymerization even though the reaction time is the same. When used in combination (Examples 1 to 4), the weight average molecular weight (Mw) was at least 5698 or more than when triethylamine was used alone (Comparative Example 1). From these results, when compound (A) and compound (B) were used in combination as a reaction accelerator (Examples 1 to 5), when triethylamine was used alone as a reaction accelerator (Comparative Example 1 ), it was found that it is possible to promote the polymerization reaction accompanied by the condensation reaction.

また、表2に示した結果から、トリエチルアミンに化合物(B)を組み合わせて反応促進剤として利用した場合(比較例2~4)に得られたポリイミドの対数粘度は、トリエチルアミンを反応促進剤として単独で利用した場合(比較例1)に得られたポリイミドの対数粘度と比較しても、低い値となっていた。そのため、トリエチルアミンに化合物(B)を組み合わせた場合(比較例2~4)には、トリエチルアミンを反応促進剤として単独で利用した場合(比較例1)と比較して、反応の進行を促進させる効果が返って低下してしまうことが分かった。さらに、ピリジンと化合物(B)とを組み合わせて反応促進剤として用いた場合(比較例5~6)に得られたポリイミドの対数粘度は、実施例1~5で得られたポリイミドの対数粘度、及び、比較例1で得られたポリイミドの対数粘度と比較して、低い値となっていた。このような結果から、トリエチルアミンやピリジンに対して化合物(B)を組み合わせても、所望の反応促進効果を得ることができないことが分かった。 Further, from the results shown in Table 2, the logarithmic viscosity of the polyimide obtained when the compound (B) was used in combination with triethylamine as a reaction accelerator (Comparative Examples 2 to 4) was When compared with the logarithmic viscosity of the polyimide obtained in the case of using (Comparative Example 1), the value was low. Therefore, when the compound (B) is combined with triethylamine (Comparative Examples 2 to 4), the effect of promoting the progress of the reaction is greater than when triethylamine is used alone as a reaction accelerator (Comparative Example 1). was found to return and decrease. Furthermore, the logarithmic viscosity of the polyimide obtained when pyridine and the compound (B) are combined and used as a reaction accelerator (Comparative Examples 5-6) are the logarithmic viscosities of the polyimides obtained in Examples 1-5, And compared with the logarithmic viscosity of the polyimide obtained in Comparative Example 1, it was a low value. From these results, it was found that the desired reaction promoting effect could not be obtained by combining compound (B) with triethylamine or pyridine.

以上、説明したような結果を考慮すれば、1-エチルピペリジンや1,2-ジメチルイミダゾールのような特定の化合物(A)に対して、化合物(B)を組み合わせることによって、重合反応をより促進させることが可能となることが分かる。そして、このような表1及び表2に示した結果から、本発明の反応促進剤によって、縮合反応を伴う重合反応をより促進させることが可能となり、同じ時間反応させた場合に、より分子量の大きなポリイミドを製造することが可能となることが分かった。 Considering the results described above, the polymerization reaction can be further accelerated by combining the compound (B) with a specific compound (A) such as 1-ethylpiperidine or 1,2-dimethylimidazole. It turns out that it is possible to From the results shown in Tables 1 and 2, the reaction accelerator of the present invention can further accelerate the polymerization reaction accompanied by the condensation reaction, and when the reaction is performed for the same time, the molecular weight is increased. It has been found that it is possible to produce large polyimides.

以上説明したように、本発明によれば、縮合反応を伴う重合反応をより促進させることが可能な反応促進剤を提供することが可能となる。このように、本発明の反応促進剤は、縮合反応を伴う重合反応の反応促進効果の点で優れたものであるため、例えば、ポリイミドの重合反応を促進させるために用いる反応促進剤等として有用である。 As explained above, according to the present invention, it is possible to provide a reaction accelerator capable of further promoting a polymerization reaction accompanied by a condensation reaction. Thus, the reaction accelerator of the present invention is excellent in terms of the effect of accelerating the polymerization reaction that accompanies the condensation reaction. Therefore, it is useful, for example, as a reaction accelerator used to accelerate the polymerization reaction of polyimide. is.

Claims (4)

縮合反応を伴う重合反応に利用する反応促進剤であって、
置換基としてアルキル基が結合する窒素原子を複素環の構成原子として含む5員環の含窒素複素環を有する塩基性の化合物、及び、置換基としてアルキル基が結合する窒素原子を複素環の構成原子として含む6員環の含窒素複素環を有する塩基性の化合物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物(A)と、
酢酸、γ-バレロラクトン及びδ-バレロラクトンからなる群から選択される少なくとも1種の化合物(B)と、
を含むことを特徴とする反応促進剤。
A reaction accelerator used in a polymerization reaction involving a condensation reaction,
A basic compound having a 5-membered nitrogen-containing heterocyclic ring containing a nitrogen atom to which an alkyl group is bonded as a substituent, and a heterocyclic ring composed of a nitrogen atom to which an alkyl group is bonded as a substituent. at least one compound (A) selected from the group consisting of basic compounds having a 6-membered nitrogen-containing heterocycle as an atom;
at least one compound (B) selected from the group consisting of acetic acid, γ-valerolactone and δ-valerolactone;
A reaction accelerator characterized by comprising:
前記化合物(A)は、置換基としてアルキル基が結合する窒素原子を環の構成原子として含むイミダゾール環を有する塩基性の化合物及び置換基としてアルキル基が結合する窒素原子を環の構成原子として含むピペリジン環を有する塩基性の化合物からなる群から選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項1に記載の反応促進剤。 The compound (A) is a basic compound having an imidazole ring containing a nitrogen atom to which an alkyl group is bonded as a substituent and a nitrogen atom to which an alkyl group is bonded as a substituent. 2. The reaction accelerator according to claim 1, which is at least one selected from the group consisting of basic compounds having a piperidine ring. 前記アルキル基がメチル基、エチル基及びプロピル基からなる群から選択される1種であることを特徴とする請求項1又は2に記載の反応促進剤。 3. The reaction accelerator according to claim 1, wherein said alkyl group is one selected from the group consisting of methyl, ethyl and propyl groups. 前記化合物(A)が、1,2-ジメチルイミダゾール及び1-エチルピペリジンからなる群から選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項1~3のうちのいずれか一項に記載の反応促進剤。 4. The compound (A) according to any one of claims 1 to 3, wherein the compound (A) is at least one selected from the group consisting of 1,2-dimethylimidazole and 1-ethylpiperidine. Reaction accelerator.
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