JP3085611B2 - ビスマレイミド類の精製方法 - Google Patents

ビスマレイミド類の精製方法

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JP3085611B2 JP04258002A JP25800292A JP3085611B2 JP 3085611 B2 JP3085611 B2 JP 3085611B2 JP 04258002 A JP04258002 A JP 04258002A JP 25800292 A JP25800292 A JP 25800292A JP 3085611 B2 JP3085611 B2 JP 3085611B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、IC封止剤として重要
なビスマレイミド類の精製方法に関する。ビスマレイミ
ド類は医薬、農薬の原料の他にも、耐熱性、寸法安定
性、電気特性が要求される熱硬化性樹脂として、例えば
電気及び機械分野における含浸積層板成形品などの広範
囲に、単独あるいは他のものと混合して使用されている
イミド系樹脂原料として最近注目されている。
【0002】
【従来の技術】ビスマレイミド類の製造方法は古くから
知られており、その方法としては原料のジアミン化合物
1モルに対して無水マレイン酸を2モル以上の過剰量用
いて、有機溶媒中で開環付加反応させ、ビスマレアミド
酸とし、塩基、金属塩触媒の存在下に脱水剤として無水
酢酸を用いて脱水環化させてビスマレイミド類を得ると
いう方法が知られている。
【0003】しかし、上記のビスマレイミド類の製造方
法は問題があり、イミド化反応の過程において無視し得
ない量の副生成物が生成し、高純度のビスマレイミド類
を得ようとすれば精製する必要があった。また、触媒に
用いた金属などが製品中に残存し、これを除去する必要
があった。
【0004】しかしながら、特開平4−99764号に
はある特殊のビスマレイミド化合物、4,4’−ビス
(3−マレイミドフェノキシ)ビフェニル、4,4’−
ビス(4−マレイミドフェノキシ)ビフェニルについて
有機溶媒中、酸触媒存在下で共沸脱水法により合成する
方法が開示されている。該方法は、4,4’−ビス(ア
ミノフェノキシ)ビフェニルを水と共沸する有機溶媒
中、酸触媒存在下に無水マレイン酸と反応させるという
ものである。特開平4−99764号の方法によれば、
前記の無水酢酸を用いるビスマレイミド類の製造方法の
問題点、例えば、副反応として無水酢酸によりアミノ基
やマレイミド基の二重結合部分へのアセチル化反応等が
起こるため目的物の純度が低い、目的物からの酢酸の除
去が困難である、無水酢酸が高価である、反応で使用し
た多量の溶剤とともに、酢酸の回収にも経費と労力が必
要である、コバルト塩などの重金属触媒の無公害化が必
要である、等をある程度解決できる方法である。さらに
本発明者等は鋭意検討を進めてきた結果、一般式(1)
(化2)
【0005】
【化2】
【0006】〔式中、Xは直結、炭素数1乃至10の二
価の炭化水素基、六弗素化されたイソプロピリデン基、
カルボニル基、チオ基、またはスルホニル基から成る群
より選ばれた基を示し、窒素原子はXに対して、それぞ
れに独立にp−、o−またはm−位を占め、Y1〜Y4
それぞれ独立に水素、低級アルキル基、低級アルコキシ
基、塩素または臭素から成る群より選ばれた基を示
す。〕で表されるビスマレイミド類については、酸性ま
たは塩基性触媒存在下で反応溶媒として有機溶剤中に非
プロトン性有機極性溶媒を混合した混合溶媒を用い、加
熱還流下で生成する水を系外に除去することによって高
収率且つ高純度で製造できることを見いだし、先に出願
した。
【0007】該方法で合成したビスマレイミド類は、特
開平4−99764号に開示された方法に比べ、 (1)反応が短時間ですむ。 (2)容積効率がよく、効率よく製造できる。 等の利点があった。
【0008】該方法を用いて得られるビスマレイミド類
は無水酢酸で脱水閉環する方法に比べ、ほとんど副生成
物が生成せず、このままでも高純度であり、副生成物等
の不純物を除去する必要性はほとんど無い。
【0009】しかしながら、IC封止剤として用いるた
めにはより高純度の品質を必要とし、金属、無機物、
塩、イオン等が極力含まれていないことが要求される。
前記の共沸脱水法により合成したビスマレイミド類は副
生成物等の不純物は少ないが、硫黄原子を含んだ触媒が
製品中に残存しているため洗浄など方法によって十分に
精製しなければ高純度、高品質を要求されるIC封止剤
用途としては好ましくない。
【0010】従来、ビスマレイミド類の精製方法として
は、生成したビスマレイミド類を大量の水や、有機溶剤
でスラッジングして洗浄するという方法が用いられてい
る。しかしながら、これらの方法を用いても、例えばp
−トルエンスルホン酸などの触媒を用いて製造したビス
マレイミド類は、触媒が製品中に残存し、水や、メタノ
ール、トルエンなどの有機溶剤による通常の洗浄方法で
は、大量の溶剤で洗浄しても触媒の含有量はある程度の
ところでそれ以上は減少しなくなる。これは、反応が終
了し、冷却してビスマレイミド類を析出させる際、ビス
マレイミド類が触媒を取り込んで析出するからと考えら
れる。このため、通常の洗浄では触媒が完全に除去でき
ない。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】通常の洗浄方法を用い
た場合、製品中に大量の触媒が残り、高品質を要求され
るIC封止剤用途としては適当ではない。本発明は、製
品中の触媒等による金属、塩、無機物、イオン等を効率
よく除去し、IC封止剤等の用途にも用いることができ
る程度にまで触媒含有量を低下させる精製方法を提供す
るものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明者等は上記の問題
点を解決すべく鋭意検討を進めてきた結果、ある特定の
ビスマレイミド類については、ある種の非プロトン性有
機極性溶媒に溶解し、水などの溶剤に排出し、晶析させ
ることによって、残触媒を通常の洗浄法に比べ、効率よ
く除去できることを見いだし、本発明を完成させるに至
ったものである。すなわち、本発明は一般式(1)
(化3)
【0013】
【化3】
【0014】[式中、Xは直結、炭素数1乃至10の二
価の炭化水素基、六弗素化されたイソプロピリデン基、
カルボニル基、チオ基、またはスルホニル基から成る群
より選ばれた基を示し、窒素原子はXに対して、それぞ
れに独立にp−、o−またはm−位を占め、Y1〜Y4
それぞれ独立に水素、低級アルキル基、低級アルコキシ
基、塩素または臭素から成る群より選ばれた基を示
す。]で表されるビスマレイミド類またはビスマレイミ
ド類を含む反応混合物を非プロトン性有機極性溶媒に溶
解し、該ビスマレイミド類溶液を水、メタノール、エタ
ノールから選ばれる溶媒中に投入し、ビスマレイミド類
を晶析させることを特徴とするビスマレイミド類の精製
方法を提供するものである。
【0015】本発明の精製方法は、反応終了後、冷却し
てp−トルエンスルホン酸などの触媒を取り込んで析出
したビスマレイミド類粒子を、一度非プロトン性有機極
性溶媒中に溶解させ解離させることによって、単なるス
ラッジングによる洗浄では取りきれない取り込まれた触
媒を効率よく除去することができる。
【0016】以下に、本発明の具体的な手法を説明す
る。本発明の精製方法は、上記のビスマレイミド類を、
非プロトン性有機極性溶媒に溶解させ、該溶液を水また
は所定の有機溶剤中に投入し、晶析させることによる。
【0017】本発明方法に用いられるビスマレイミド類
を溶解させる非プロトン性有機極性溶媒としては、N,
N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、
N,N−ジメチルアセトアミド、1,3−ジメチル−2
−イミダゾリジノン等が挙げられる。
【0018】上記以外にも、スルホラン、ジメチルスル
ホキシド、ジフェニルスルホン等が考えられるが、これ
らの非プロトン性有機極性溶媒は分子中に硫黄原子を含
んでいるため、ビスマレイミド類を溶解させて晶析させ
ても、硫黄分が十分に除去できないので好ましくない。
【0019】ビスマレイミド類を溶解させる温度は、ビ
スマレイミド類が変質したり、反応したりしない温度で
行う必要がある。具体的には、60〜110℃、特に8
0〜90℃の範囲が望ましい。これより高い温度で溶解
させると、変色したり、ビスマレイミド類の二重結合部
分が反応し、不純物を生成するので好ましくない。これ
より低い温度で溶解させると、一般的に溶解度が低くな
り、溶解するのに多量の非プロトン性有機極性溶媒を用
いることになり、コストが高くなるので好ましくない。
【0020】ビスマレイミド類は、一度粉体として取り
出してから溶解させても、反応溶液としてそのまま溶解
させてもどちらでもよいが、反応に用いた溶液、排出す
る溶媒、非プロトン性有機極性溶媒の組合せによって
は、排出時にゲル状になったりするので、粉として取り
出したものを溶解させる方法が好ましい。
【0021】ビスマレイミド類溶液を排出する溶媒は水
やメタノール、エタノールなどのビスマレイミド類の溶
解度が低く、かつ触媒の酸をよく溶解するものが好まし
いが、これらの性質とコストの点で、水が最も好まし
い。これらの溶媒は、単独で用いても、混合して用いて
もどちらでもよい。
【0022】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説
明するが、本発明はこれら実施例に何等限定されるもの
ではない。 実施例に用いたビスマレイミド類の合成例
【0023】合成例1 温度計、撹拌器、水分離器付還流冷却器を備えた反応器
に、無水マレイン酸969g(9.9モル)、4,4’
−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル1656g
(4.5モル)、p−トルエンスルホン酸19.8g、
溶媒としてトルエン3000g、N,N−ジメチルホル
ムアミド1000gからなる混合溶媒を装入し、昇温し
てトルエンの還流状態で6時間還流脱水を行った。反応
開始から反応終了まで、反応で生成する水を還流冷却器
に備え付けてある水分離器によって捕集した。留出した
水は159gで、理論量の98%であった。反応終了
後、室温まで冷却した後、析出した淡黄色の結晶を濾別
し、20kgの水で洗浄し、乾燥して4,4’−ビス
(3−マレイミドフェノキシ)ビフェニルを得た。収量
は2328g、収率は、98%、HPLC分析による純
度は95.2%、残存するp−トルエンスルホン酸は2
500ppmであった。
【0024】合成例2 原料に4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェ
ニルを用いた以外は合成例1と同様に実験を行い、4,
4’−ビス(4−マレイミドフェノキシ)ビフェニルを
得た。収量は2289g、収率は96.3%、HPLC
による純度は94.6%、残存するp−トルエンスルホ
ン酸は2700ppmであった。
【0025】実施例1 合成例1により製造した4,4’−ビス(3−マレイミ
ドフェノキシ)ビフェニル500gをN,N−ジメチル
ホルムアミド500gに80℃で溶解した。溶解した溶
液を撹拌している2000gの水に滴下投入し、析出物
を濾別した。得られた黄色の固体を乾燥し、HPLCで
純度及びp−トルエンスルホン酸の量を測定した。得ら
れた4,4’−ビス(3−マレイミドフェノキシ)ビフ
ェニルの収量は495.6g、HPLCによる純度は9
8.2%、残存するp−トルエンスルホン酸は150p
pmであった。
【0026】実施例2 合成例2により製造した4,4’−ビス(4−アミノフ
ェノキシ)ビフェニル500gを用いた以外は、実施例
1と同様に実験を行い、精製した4,4’−ビス(4−
マレイミドフェノキシ)ビフェニルを得た。収量は7
6.3g,収率は96.3%、HPLC分析による純度
は97.9%、残存するp−トルエンスルホン酸は18
0ppmであった。
【0027】比較例1 合成例1により製造した4,4’−ビス(3−マレイミ
ドフェノキシ)ビフェニル500gを2000gの水に
滴下投入し、撹拌して洗浄し、沈澱物を濾別した。得ら
れた黄色の固体を乾燥し、HPLCで純度及びp−トル
エンスルホン酸の量を測定した。得られた4,4’−ビ
ス(3−マレイミドフェノキシ)ビフェニルの収量は4
93.3g、HPLC分析による純度は93.5%、残
存するp−トルエンスルホン酸は2200ppmであっ
た。同様に2000gの水による洗浄を2回繰り返した
が、残存するp−トルエンスルホン酸はそれぞれ200
0ppm、1900ppmであった。
【0028】比較例2 2000gの水の代わりに2000gのメタノールを用
いた以外は比較例1と同様に実験を行った。得られた
4,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニルの
収量は494.6g、HPLC分析による純度は94.
4%であった。残存するp−トルエンスルホン酸は3回
洗浄を繰り返してそれぞれ2000ppm、1800p
pm、1800ppmであった。
【0029】
【発明の効果】本発明は、高純度、高品質を要求される
IC封止剤として重要なビスマレイミド化合物の新規な
精製方法である。本発明によれば、水や有機溶剤による
単純な洗浄よりも効率よく残触媒を除去することができ
る。工業的にも単純で簡易な方法であり、本発明の意義
は大きい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07D 207/452 B01D 9/02 CA(STN) CAOLD(STN) REGISTRY(STN)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 製造工程を通して得られる一般式(1)
    (化1) 【化1】 [式中、Xは直結、炭素数1乃至10の二価の炭化水素
    基、六弗素化されたイソプロピリデン基、カルボニル
    基、チオ基、またはスルホニル基から成る群より選ばれ
    た基を示し、窒素原子はXに対して、それぞれに独立に
    p−、o−またはm−位を占め、Y1〜Y4はそれぞれ独
    立に水素、低級アルキル基、低級アルコキシ基、塩素ま
    たは臭素から成る群より選ばれた基を示す。]で表され
    るビスマレイミド類またはビスマレイミド類を含む反応
    混合物を非プロトン性有機極性溶媒に溶解し、該ビスマ
    レイミド類溶液を水、メタノール、エタノールから選ば
    れる溶媒中に投入し、ビスマレイミド類を晶析させるこ
    とを特徴とするビスマレイミド類の精製方法。
  2. 【請求項2】 ビスマレイミド類が、ジアミン化合物、
    無水マレイン酸をp−トルエンスルホン酸触媒下に、縮
    合水を有機溶剤と共沸させて合成したものである請求項
    1記載の方法。
  3. 【請求項3】 非プロトン性有機極性溶媒が、N,N−
    ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、N,N
    −ジメチルアセトアミド、1,3−ジメチル−2−イミ
    ダゾリジノンである請求項1記載の方法。
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