JP2507416B2 - 新規エ−テルジアミンおよびその製造方法 - Google Patents

新規エ−テルジアミンおよびその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、4,4′−ビス〔4−(4−アミノフェノキ
シ)フェノキシ〕ジフェニルスルホンおよびその製造方
法に関する。更に詳しくは、4,4′−ジハロゲノジフェ
ニルスルホンと4−アミノ−4′−ヒドロキシジフェニ
ルエーテルを非プロトン性極溶媒中、塩基の存在下で反
応させて得られる4,4′−ビス〔4−(4−アミノフェ
ノキシ)フェノキシ〕ジフェニルスルホンに関する。
本発明の4,4′−ビス〔4−(4−アミノフェノキ
シ)フェノキシ〕ジフェニルスルホンは、かって製造さ
れた例がなく、その用途も知られていない。
しかしながら、その構造上、耐熱性高分子のモノマ
ー、とくにポリアミド、ポリイミドおよびポリアミノビ
スマレイミド樹脂等の基幹原料として有用である。
(従来技術) 従来、テトラカルボン酸二無水物とジアミンの反応に
より得られるポリイミドは種々の優れた物性、特に耐熱
性が良好なことが知られ、今後更に耐熱性が要求される
分野に広く利用されることが期待されている。
しかしながら、従来公知のポリイミド樹脂は、優れた
耐熱性を有するものの加工性に乏しく、また加工性の向
上を目的として開発されたものは逆に耐熱性、耐溶剤性
に劣る等の種々の問題点を有している。例えば式(II) で表されるような基本骨格からなるポリイミド(デュポ
ン社製;商品名Kapton Vespel)は明瞭なガラス転移温
度を有せず、耐熱性は優れたポリイミドであるが、成形
材料として用いる場合に加工が難しく、焼結成形などの
手法を用いて加工しなければならない。
また式(III) で表されるような基本骨格を有するポリエーテルイミド
(ゼネラル・エレクトリック社製;商品名ULTEM)は加
工製に優れた樹脂であるが、ガラス転移温度が217℃と
低く、またメチレンクロリドなどのハロゲン化炭化水素
に可溶で、耐熱性、耐溶剤性の面からは満足できる樹脂
ではない。
で表されるような基本骨格を有するポリスルホン(米ユ
ニオン・カーバイト社製;商品名UDEL Polysulfone)は
ガラス転移温度が195℃と低く、更に、式(V) で表されるような基本骨格を有するポリエーテルスルホ
ン(英インペリアル・ケミカル社製;商品名VICTREX Po
lyethersulfone)はガラス転移温度が225℃とポリスル
ホンに比べて耐熱性が向上するものの、従来のポリイミ
ドに比べれば耐熱性の面で満足できるものではない。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明の課題は、ポリイミド樹脂が本来有する優れた
耐熱性に加え、優れた加工性を有する多目的用途に使用
可能なポリイミド樹脂の原料となる新規な化合物、すな
わち、芳香族エーテルジアミンを提供することである。
(問題点を解決するための手段) 本発明者等は、上記のような課題達成のため、すでに
種々のジアミンを合成し、それらを原料としてポリイミ
ド樹脂を製造し、その性能の評価を行ってきた。その結
果、式(I) で表される4,4′−ビス〔4−(4−アミノフェノキ
シ)フェノキシ〕ジフェニルスルホンを原料とするポリ
イミド樹脂が優れた性能を示すことを見出した。
すなわち、前記式(I)で表される新規エーテルジア
ミンとピロメリット酸二無水物とからなるポリイミド樹
脂は、ガラス転移温度(Tg)が290℃、融点が420℃であ
り、また耐熱性も空気中における5%重量減少が500℃
以上と成形加工性、熱安定性とも極めて優れている。
したがって、本発明の化合物は、耐熱性の極めて優れ
たポリイミド樹脂の原料として非常に有用な4,4′−ビ
ス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ〕ジフェ
ニルスルホンおよびその製造方法である。
本発明の方法で使用する原料は、4,4′−ジハロゲノ
ジフェニルスルホンおよび4−アミノ−4′−ヒドロキ
シジフェニルエーテルである。
使用量は、4−アミノ−4′−ヒドロキシジフェニル
エーテルを4,4′−ジハロゲノジフェニルスルホンに対
して2倍モル以上、好ましくは2〜3倍モル量である。
本発明の方法で使用される4,4′−ジハロゲノジフェ
ニルスルホンとしては、4,4′−ジクロロジフェニルス
ルホン、4,4′−ジフルオロジフェニルスルホン、4,4′
−ジブロムジフェニルスルホン等であり、工業的には、
4,4′−ジクロロジフェニルスルホンが使用される。
また、4−アミノ−4′−ヒドロキシジフェニルエー
テルは、ハイドロキノンとp−クロロニトロベンゼンを
縮合して得られる4−ニトロ−4′−ヒドロキシジフェ
ニルエーテルを還元することにより容易に製造できる。
本発明の方法で使用する塩基は、アルカリ金属の水酸
化物、炭酸塩、炭酸水素塩およびアルコキシド類であ
り、具体的には水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水
酸化リチウ、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸リチ
ウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水
素リチウム、カリウムエトキシド、カリウムイソプロポ
キシド、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド
およびリチウムエトキシド等が挙げられる。これらは単
独は勿論、2種以上を併用しても特に差し支えない。
これらの塩基は、原料の4,4′−ジハロゲノジフェニ
ルスルホンに対して2倍当量以上、好ましくは、2〜3
倍当量を使用する。
次にこの方法における反応溶媒としては、非プロトン
性極性溶媒を使用する。
この非プロトン性極性溶媒としては、N−メチルホル
ムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチル
アセトアミド、ジメチルススホキシド、ジメチルスルホ
ン、スルホラン、1−メチル−2−ピロリドン、1,3−
ジメチル−2−イミダゾリジノンおよびリン酸ヘキサメ
チルトリアミド等が挙げられる。
これらの溶媒の使用量は特に限定されないが、通常、
原料に対して1〜10重量倍で十分である。反応温度は、
通常、100〜240℃の範囲であり、好ましくは120〜200℃
の範囲である。
本発明の方法においては、4級アンモニア塩、4級ホ
スホニウム塩、クラウンエーテルのような大環状ポリエ
ーテル、クリプテートのような含窒素環状ポリエーテ
ル、含窒素鎖状ポリエーテル、ポリエチレングリコール
およびアルキルエーテルのような相間移動触媒および銅
粉、銅塩などを反応促進剤として加えてもよい。
本発明の方法における一般的な実施態様としては、所
定量の4−アミノ−4′−ヒドロキシジフェニルエーテ
ル、塩基および溶媒を装入し、4−アミノ−4′−ヒド
ロキシジフェニルエーテルをアルカリ金属塩とした後、
4,4′−ジハロゲノジフェニルスルホンを加えて反応さ
せるか、あるいは予め4,4′−ジハロゲノジフェニルス
ルホンを含む全原料を同時に加え、そのまま昇温して反
応させるかのいずれであってもよい。勿論、これらに限
定されるものではなく、その他の方法により実施するこ
とも出来る。反応系内に水が生成する場合、それを除去
する方法としては、窒素ガス等を通気させることによっ
て反応中に徐々に系外に除去する方法、あるいはベンゼ
ン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン等を少量使用
して共沸により系外へ取り除く方法でもよい。この反応
の終点は、薄層クロマトグラフィーまたは高速液体クロ
マトグラフィーにより原料または未反応中間体(モノ置
換体)の減少を見ながら決定をすることができる。
反応終了後、上記の方法により得られた反応液をその
まま水等に排出するか、または濾過によって無機塩を除
去した後、溶媒を濃縮して粗製品を得、得られた粗製品
を溶剤により再結晶を行うか、または塩酸など鉱酸の添
加によって鉱酸塩として析出させ中和して目的物を得る
ことができる。
(作用および効果) 本発明は新規なエーテルジアミンおよびそれらの製造
方法を提供するものである。本発明のジアミンをモノマ
ーとして用いたポリイミド樹脂は、熱安定性が極めて良
く、さらに成形加工性が容易であるという特徴がある。
すなわち、本発明の新規エーテルジアミンは、ポリイミ
ド樹脂原料として、あるいはポリアミド樹脂、ビスマレ
イミド樹脂等の原料として有用な化合物である。
また、これらの化合物を、4,4′−ジハロゲノジフェ
ニルスルホンと4−アミノ−4′−ヒドロキシジフェニ
ルエーテルを用いて、非プロトン性極性溶媒中、塩基の
存在下で反応させ高純度、高収率で製造する方法を提供
するものであり、本発明は、その工業的意義の大きいも
のである。
(実施例) 以下、実施例により本発明を詳しく説明する。
実施例1 攪拌機、温度計および冷却管を装備した反応フラスコ
に4−アミノ−4′−ヒドロキシジフェニルエーテル15
0.9g(0.75モル)、96%水酸化カリウム42.8g(0.73モ
ル)、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン450g、ト
ルエン45gを装入し、攪拌下に窒素ガスを通気させなが
ら昇温し、トルエンの還流状態で反応系内の水分を水分
離器により除去した。
次も内温を100℃以下に下げたのち、4,4′−ジクロル
ジフェニルスルホン102.6g(0.357モル)を1,3−ジメチ
ル−2−イミダゾリジノン205gに溶解した溶液を滴下
し、再び昇温して内温を180〜190℃に保った。同温度で
4時間反応を行って終了した反応液を冷却後、メチルア
ルコールに排出すると、結晶が析出した。これを濾過、
洗浄後、2−メトキシエタノールにより再結晶を行い、
白色の結晶を得た。
収量 183g(収率83.0%) mp 212〜214℃ 元素分析値(C36H28O6N2S) C H N S 計算値(%)70.12 4.58 4.54 5.20 分析値(%)70.30 4.38 4.56 5.43 IR(KBr,cm-1)3450,3350:アミノ基 1240 :エーテル結合 1150 :スルホン NS(FD法):616(M+) 実施例2および3 実施例1において、溶媒として使用した1,3ジメチル
−2−イミダゾリジノンをジメチルスルホキシドに替え
(実施例2)、また塩基として使用した水酸化カリウム
を水酸化ナトリウム30.4(0.73モル)に替える外は全く
同様に反応を行った。
目的生成物を収量165g(収率75%)(実施例2)およ
び159g(収率72%)で得た。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】式(I) で表される4,4′−ビス〔4−(4−アミノフェノキ
    シ)フェノキシ〕ジフェニルスルホン。
  2. 【請求項2】4,4′−ジハロゲノジフェニルスルホンと
    4−アミノ−4′−ヒドロキシジフェニルエーテルを非
    プロトン性極性溶媒中、塩基の存在下で反応させること
    を特徴とする4,4′−ビス〔4−(4−アミノフェノキ
    シ)フェノキシ〕ジフェニルスルホンの製造方法。
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