JP3204641B2 - オキシジフタル酸無水物の製造方法 - Google Patents
オキシジフタル酸無水物の製造方法Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
- C07C51/54—Preparation of carboxylic acid anhydrides
- C07C51/567—Preparation of carboxylic acid anhydrides by reactions not involving carboxylic acid anhydride groups
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- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、オキシジフタル酸
無水物の製造方法に関する。オキシジフタル酸無水物
は、各種ジアミンと反応させてポリイミドを製造する原
料として重要である。
無水物の製造方法に関する。オキシジフタル酸無水物
は、各種ジアミンと反応させてポリイミドを製造する原
料として重要である。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】オキシ
ジフタル酸無水物の種々の製造方法が文献に記載されて
いる。古くは、Marvelらによるテトラメチルフェニルエ
ーテルの酸化反応による製法がある（J.Am.Cherm.Soc.8
0,1197-(1955))。この酸化反応は、酸化剤として毒性の
強い過マンガン酸カリウムを使用するため、工業的な製
法には不適である。また、特開昭５３−１２２７３８号
公報には、ハロ無水フタル酸とカセイソーダを極性溶媒
中で反応させて、オキシジフタル酸無水物を得る方法が
記載されているが、この反応での目的物の収率は極めて
低い。特開昭５５−１３６２４６号及び特開昭５５−１
２７３４３号公報には、ニトロ無水フタル酸と亜硝酸ソ
ーダ並びに炭酸塩を極性溶媒中で反応させてオキシジフ
タル酸無水物を製造する方法が記載されている。これら
の製法では、反応中に有害な酸化窒素が副生するため、
工業的には利用しにくい。
ジフタル酸無水物の種々の製造方法が文献に記載されて
いる。古くは、Marvelらによるテトラメチルフェニルエ
ーテルの酸化反応による製法がある（J.Am.Cherm.Soc.8
0,1197-(1955))。この酸化反応は、酸化剤として毒性の
強い過マンガン酸カリウムを使用するため、工業的な製
法には不適である。また、特開昭５３−１２２７３８号
公報には、ハロ無水フタル酸とカセイソーダを極性溶媒
中で反応させて、オキシジフタル酸無水物を得る方法が
記載されているが、この反応での目的物の収率は極めて
低い。特開昭５５−１３６２４６号及び特開昭５５−１
２７３４３号公報には、ニトロ無水フタル酸と亜硝酸ソ
ーダ並びに炭酸塩を極性溶媒中で反応させてオキシジフ
タル酸無水物を製造する方法が記載されている。これら
の製法では、反応中に有害な酸化窒素が副生するため、
工業的には利用しにくい。
【０００３】特開昭６３−９６１８３号公報には、極性
溶媒中でハロ無水フタル酸と炭酸カリウム及びフッ化カ
リウム又はフッ化セシウムとを反応させるオキシジフタ
ル酸無水物の製造方法が開示されているが、この方法は
水が介在する反応であり、水が存在すると反応率が低下
して十分な収率が得られない。
溶媒中でハロ無水フタル酸と炭酸カリウム及びフッ化カ
リウム又はフッ化セシウムとを反応させるオキシジフタ
ル酸無水物の製造方法が開示されているが、この方法は
水が介在する反応であり、水が存在すると反応率が低下
して十分な収率が得られない。
【０００４】特公平３−５００７１号公報には、ヒドロ
キシ無水フタル酸とハロ無水フタル酸とを、炭酸カリウ
ムの存在下に脱ハロゲン化水素反応させてオキシジフタ
ル酸無水物を得る方法が開示されている。この方法はヒ
ドロキシ無水フタル酸をハロ無水フタル酸の加水分解に
より製造しなければならず、工業的に有利な製法とは言
えない。
キシ無水フタル酸とハロ無水フタル酸とを、炭酸カリウ
ムの存在下に脱ハロゲン化水素反応させてオキシジフタ
ル酸無水物を得る方法が開示されている。この方法はヒ
ドロキシ無水フタル酸をハロ無水フタル酸の加水分解に
より製造しなければならず、工業的に有利な製法とは言
えない。
【０００５】特開平１−２５４６７３号公報には、ハロ
無水フタル酸と炭酸カリウムを、フッ化カリウム触媒の
存在下に反応させて、直接オキシジフタル酸無水物を製
造する方法が開示されている。この方法はニート反応あ
るいはニートに近い反応であるため、撹拌方法に工夫が
必要であり、安定した反応性を得ることが難しい。しか
もこの方法は炭酸カリウムの使用に限定され、他の炭酸
塩類、例えば炭酸ナトリウムでこの方法をトレースする
と、反応物の粘度が高くなり、十分な流動性が得られず
に反応が途中で停止してしまう。
無水フタル酸と炭酸カリウムを、フッ化カリウム触媒の
存在下に反応させて、直接オキシジフタル酸無水物を製
造する方法が開示されている。この方法はニート反応あ
るいはニートに近い反応であるため、撹拌方法に工夫が
必要であり、安定した反応性を得ることが難しい。しか
もこの方法は炭酸カリウムの使用に限定され、他の炭酸
塩類、例えば炭酸ナトリウムでこの方法をトレースする
と、反応物の粘度が高くなり、十分な流動性が得られず
に反応が途中で停止してしまう。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の方法は、式１
【０００７】
【化３】
【０００８】（式中、ＨａｌはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ又はＩを
表す）のハロ無水フタル酸と、炭酸リチウム、炭酸ナト
リウム、炭酸マグネシウム及び炭酸カルシウムから選ば
れる炭酸塩とを、溶媒中で反応させ、式２
表す）のハロ無水フタル酸と、炭酸リチウム、炭酸ナト
リウム、炭酸マグネシウム及び炭酸カルシウムから選ば
れる炭酸塩とを、溶媒中で反応させ、式２
【０００９】
【化４】
【００１０】で示されるオキシジフタル酸無水物を製造
する方法である。
する方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明では、炭酸カリウム以外の
炭酸塩及び溶媒を利用して反応させてオキシジフタル酸
無水物を製造することができる。炭酸塩の形状は粉末で
も粒状でもよいが、好ましくは粒状の炭酸塩を使用する
と効率よく反応させることができる。例えば、通常ソー
ダ灰と称される粒状炭酸ナトリウムを使用した場合、反
応率９０％で目的物が得られることがわかった。
炭酸塩及び溶媒を利用して反応させてオキシジフタル酸
無水物を製造することができる。炭酸塩の形状は粉末で
も粒状でもよいが、好ましくは粒状の炭酸塩を使用する
と効率よく反応させることができる。例えば、通常ソー
ダ灰と称される粒状炭酸ナトリウムを使用した場合、反
応率９０％で目的物が得られることがわかった。
【００１２】使用されうる炭酸塩としては、炭酸リチウ
ム、炭酸ナトリウム、炭酸マグネシウム及び炭酸カルシ
ウムより選ばれるが、好ましくは炭酸ナトリウムであ
る。炭酸カリウムを使用して溶媒中で反応させると、反
応が途中で停止し、所定の反応率を得ることができな
い。本発明の方法で用いる炭酸塩の形態は粉末、粒状ど
ちらでもかまわないが、好ましくは粒径が５０〜７５０
μm 、さらに好ましくは１５０〜７５０μm の粒状炭酸
塩である。該炭酸塩とハロ無水フタル酸のモル比は、約
０．５近傍が収率の点から有利であるが、好ましいモル
比は０．５〜０．４である。
ム、炭酸ナトリウム、炭酸マグネシウム及び炭酸カルシ
ウムより選ばれるが、好ましくは炭酸ナトリウムであ
る。炭酸カリウムを使用して溶媒中で反応させると、反
応が途中で停止し、所定の反応率を得ることができな
い。本発明の方法で用いる炭酸塩の形態は粉末、粒状ど
ちらでもかまわないが、好ましくは粒径が５０〜７５０
μm 、さらに好ましくは１５０〜７５０μm の粒状炭酸
塩である。該炭酸塩とハロ無水フタル酸のモル比は、約
０．５近傍が収率の点から有利であるが、好ましいモル
比は０．５〜０．４である。
【００１３】本発明の方法が実施される反応温度は、一
般に１７０〜２６０℃の範囲で行われる。使用する触媒
は、反応温度に耐えうる相関触媒である、ホスホニウム
塩、スルホニウム塩が利用できる。例えばトリフェニル
ホスフィン、臭化テトラフェニルホスホニウム、塩化テ
トラブチルホスホニウム、ヨウ化トリエチルスルホニウ
ム、臭化トリフェニルスルホニウムなどである。触媒量
は、ハロ無水フタル酸に対し０．１〜１０重量％、好ま
しくは０．３〜５重量％である。また、アルカリ金属ヨ
ウ化物又はアルカリ金属フッ化物を助触媒として使用す
ることにより反応性を高めることができ、しかも製品の
着色が少ない利点もある。使用されるアルカリ金属ヨウ
化物としては、ＬｉＩ、ＮａＩ、ＫＩ、アルカリ金属フ
ッ化物としては、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦなどが挙げられ
る。使用量はハロ無水フタル酸に対して０．０５〜５重
量％、好ましくは０．１〜２重量％である。
般に１７０〜２６０℃の範囲で行われる。使用する触媒
は、反応温度に耐えうる相関触媒である、ホスホニウム
塩、スルホニウム塩が利用できる。例えばトリフェニル
ホスフィン、臭化テトラフェニルホスホニウム、塩化テ
トラブチルホスホニウム、ヨウ化トリエチルスルホニウ
ム、臭化トリフェニルスルホニウムなどである。触媒量
は、ハロ無水フタル酸に対し０．１〜１０重量％、好ま
しくは０．３〜５重量％である。また、アルカリ金属ヨ
ウ化物又はアルカリ金属フッ化物を助触媒として使用す
ることにより反応性を高めることができ、しかも製品の
着色が少ない利点もある。使用されるアルカリ金属ヨウ
化物としては、ＬｉＩ、ＮａＩ、ＫＩ、アルカリ金属フ
ッ化物としては、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦなどが挙げられ
る。使用量はハロ無水フタル酸に対して０．０５〜５重
量％、好ましくは０．１〜２重量％である。
【００１４】反応には、溶媒を用いる。使用する溶媒
は、反応温度（１７０〜２６０℃）付近に沸点を持ち、
反応に関与しないものでなければならない。例えば、
１，２−ジクロロベンゼン、１，２，４−トリクロロベ
ンゼンのようなポリ塩化ベンゼン、１，２−ジクロロト
ルエンのようなポリ塩化トルエンが使用可能である。脱
水された非プロトン性の極性溶媒、例えばスルホランも
使用可能である。使用量はハロ無水フタル酸に対して５
０〜６００重量％、好ましくは１００〜２００重量％で
ある。
は、反応温度（１７０〜２６０℃）付近に沸点を持ち、
反応に関与しないものでなければならない。例えば、
１，２−ジクロロベンゼン、１，２，４−トリクロロベ
ンゼンのようなポリ塩化ベンゼン、１，２−ジクロロト
ルエンのようなポリ塩化トルエンが使用可能である。脱
水された非プロトン性の極性溶媒、例えばスルホランも
使用可能である。使用量はハロ無水フタル酸に対して５
０〜６００重量％、好ましくは１００〜２００重量％で
ある。
【００１５】オキシジフタル酸無水物を単離するには、
反応生成物を熱時濾過し得られる濾液を冷却し、オキシ
ジフタル酸無水物を得る。必要に応じて濾液を濃縮し、
収量アップをはかる。またスルホランの場合、濾液を水
に分散させ、析出するオキシジフタル酸を固液分離す
る。得られたオキシジフタル酸を加熱又は無水酢酸を使
用して閉環し、オキシジフタル酸無水物を得る。
反応生成物を熱時濾過し得られる濾液を冷却し、オキシ
ジフタル酸無水物を得る。必要に応じて濾液を濃縮し、
収量アップをはかる。またスルホランの場合、濾液を水
に分散させ、析出するオキシジフタル酸を固液分離す
る。得られたオキシジフタル酸を加熱又は無水酢酸を使
用して閉環し、オキシジフタル酸無水物を得る。
【００１６】本発明の方法では、溶媒存在下にて反応さ
せるため、ニート反応に比べて樹脂成分が生成しにく
く、着色しにくいため、脱色精製の負担を軽減できる。
したがって、高純度が要求される電子材料用途にも好適
なオキシフタル酸無水物を得ることができる。
せるため、ニート反応に比べて樹脂成分が生成しにく
く、着色しにくいため、脱色精製の負担を軽減できる。
したがって、高純度が要求される電子材料用途にも好適
なオキシフタル酸無水物を得ることができる。
【００１７】
【実施例】実施例１ ４−ブロモ無水フタル酸９０．８ｇ（０．４mol)及び
１，２−ジクロロトルエン１５０ｇを反応器に入れ、２
１０℃に加熱した。次に粒径２００〜５００μmの粒状
炭酸ナトリウム２１．２ｇ（０．２０mol)、臭化テトラ
フェニルホスホニウム４．５ｇ（０．０１１mol)、及び
ヨウ化カリウム２．１ｇ（０．０１３mol)を９０分間に
わたって分割投入した。投入後３時間熟成させた。生成
物を高速液体クロマトグラフでチェックすると、反応率
９０％であった。反応物を冷して１５０℃に下げ、熱時
濾過した。濾液を冷却後、４−オキシジフタル酸無水物
を単離した。収量５０．９ｇ（収率８２．０％）。さら
に精製を必要とするときは酢酸洗浄する。
１，２−ジクロロトルエン１５０ｇを反応器に入れ、２
１０℃に加熱した。次に粒径２００〜５００μmの粒状
炭酸ナトリウム２１．２ｇ（０．２０mol)、臭化テトラ
フェニルホスホニウム４．５ｇ（０．０１１mol)、及び
ヨウ化カリウム２．１ｇ（０．０１３mol)を９０分間に
わたって分割投入した。投入後３時間熟成させた。生成
物を高速液体クロマトグラフでチェックすると、反応率
９０％であった。反応物を冷して１５０℃に下げ、熱時
濾過した。濾液を冷却後、４−オキシジフタル酸無水物
を単離した。収量５０．９ｇ（収率８２．０％）。さら
に精製を必要とするときは酢酸洗浄する。
【００１８】実施例２ ３−クロロ無水フタル酸７３．０ｇ（０．４０mol)及び
１，２，４−トリクロロベンゼン２００ｇを反応器に入
れ、２２０℃に加熱した。次に粒径２００〜５００μm
の粒状炭酸リチウム１４．８ｇ（０．２０mol)、ヨウ化
トリエチルスルホニウム３．５ｇ（０．０１５mol)、及
びフッ化カリウム１．８ｇ（０．０３１mol)を９０分間
にわったって分割投入した。投入後４時間熟成させた。
生成物を高速クロマトグラフでチェックすると、反応率
８８％であった。反応物を冷して１５０℃に下げ、熱時
濾過した。濾液を冷却後、３−オキシジフタル酸無水物
を単離した。収量４９．６ｇ（収率７９．９％）。さら
に精製を必要とするときは酢酸洗浄する。
１，２，４−トリクロロベンゼン２００ｇを反応器に入
れ、２２０℃に加熱した。次に粒径２００〜５００μm
の粒状炭酸リチウム１４．８ｇ（０．２０mol)、ヨウ化
トリエチルスルホニウム３．５ｇ（０．０１５mol)、及
びフッ化カリウム１．８ｇ（０．０３１mol)を９０分間
にわったって分割投入した。投入後４時間熟成させた。
生成物を高速クロマトグラフでチェックすると、反応率
８８％であった。反応物を冷して１５０℃に下げ、熱時
濾過した。濾液を冷却後、３−オキシジフタル酸無水物
を単離した。収量４９．６ｇ（収率７９．９％）。さら
に精製を必要とするときは酢酸洗浄する。
【００１９】実施例３ ４−ブロモ無水フタル酸９０．８ｇ（０．４０mol)及び
脱水スルホラン１５０ｇを反応器に入れ、２００℃に加
熱した。次に粒径２００〜５００μm の粒状炭酸ナトリ
ウム２１．２ｇ（０．２０mol)、トリフェニルホスフィ
ン４．５ｇ（０．０１７mol)、及びヨウ化カリウム２．
１ｇ（０．０１３mol)を９０分間にわたって分割投入し
た。投入後４時間熟成させた。生成物を高速液体クロマ
トグラフでチェックすると、反応率８５％であった。反
応物を冷して１５０℃に下げ、熱時濾過した。濾液を冷
却後、５％酢酸水溶液５００ml中へ入れ、９０℃で２時
間加熱撹拌し、オキシジフタル酸無水物を開環させ、テ
トラカルボン酸とした。冷却後、固液分離し、得られた
オキシジフタル酸を１，２−ジクロロベンゼン２００ｇ
中で、２２０℃で３時間加熱閉環させた。オキシジフタ
ル酸の閉環が終了すると系内は白濁から透明〜少し濁っ
た状態に変わる。これを熱時濾過し、濾液を冷却後、４
−オキシジフタル酸無水物を単離した。収量４９．０ｇ
（収率７９．０％）。さらに精製を必要とするときは酢
酸洗浄する。
脱水スルホラン１５０ｇを反応器に入れ、２００℃に加
熱した。次に粒径２００〜５００μm の粒状炭酸ナトリ
ウム２１．２ｇ（０．２０mol)、トリフェニルホスフィ
ン４．５ｇ（０．０１７mol)、及びヨウ化カリウム２．
１ｇ（０．０１３mol)を９０分間にわたって分割投入し
た。投入後４時間熟成させた。生成物を高速液体クロマ
トグラフでチェックすると、反応率８５％であった。反
応物を冷して１５０℃に下げ、熱時濾過した。濾液を冷
却後、５％酢酸水溶液５００ml中へ入れ、９０℃で２時
間加熱撹拌し、オキシジフタル酸無水物を開環させ、テ
トラカルボン酸とした。冷却後、固液分離し、得られた
オキシジフタル酸を１，２−ジクロロベンゼン２００ｇ
中で、２２０℃で３時間加熱閉環させた。オキシジフタ
ル酸の閉環が終了すると系内は白濁から透明〜少し濁っ
た状態に変わる。これを熱時濾過し、濾液を冷却後、４
−オキシジフタル酸無水物を単離した。収量４９．０ｇ
（収率７９．０％）。さらに精製を必要とするときは酢
酸洗浄する。
【００２０】比較例１ 実施例１における粒状炭酸ナトリウムの代りに、粒径２
００〜５００μm の粒状炭酸カリウムを用いた以外は、
同様の条件で反応させた。４−オキシジフタル酸無水物
の収率は３７．１％であり、溶媒中の炭酸カリウムとの
反応に比べて、本発明の方法では高収率かつ容易な反応
で目的物のオキシジフタル酸無水物が得られた。
００〜５００μm の粒状炭酸カリウムを用いた以外は、
同様の条件で反応させた。４−オキシジフタル酸無水物
の収率は３７．１％であり、溶媒中の炭酸カリウムとの
反応に比べて、本発明の方法では高収率かつ容易な反応
で目的物のオキシジフタル酸無水物が得られた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−254673（ＪＰ，Ａ) 米国特許5153335（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C07D 307/89 ＣＡ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)
Claims (7)
- 【請求項１】 式１ 【化１】 （式中、ＨａｌはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ又はＩを表す）のハロ
無水フタル酸と、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸
マグネシウム及び炭酸カルシウムから選ばれる粒状炭酸
塩とを、溶媒中で反応させ（ここで、該溶媒は、ハロ無
水フタル酸に対して５０〜２００重量％である）、 式２ 【化２】 で示されるオキシジフタル酸無水物を製造する方法。 - 【請求項２】 炭酸塩が、粒径５０〜７５０μm の粒状
炭酸ナトリウム又は粒状炭酸リチウムである、請求項１
記載の方法。 - 【請求項３】 相間触媒であるホスホニウム塩又はスル
ホニウム塩の存在下で反応させる、請求項１又は２記載
の方法。 - 【請求項４】 さらにアルカリ金属ヨウ化物又はアルカ
リ金属フッ化物の助触媒の存在下で反応させる、請求項
３記載の方法。 - 【請求項５】 アルカリ金属ヨウ化物が、ＬｉＩ、Ｎａ
Ｉ及びＫＩから選ばれる請求項４記載の方法。 - 【請求項６】 アルカリ金属フッ化物が、ＬｉＦ、Ｎａ
Ｆ及びＫＦから選ばれる請求項４記載の方法。 - 【請求項７】 １７０〜２６０℃の反応温度で反応させ
る、請求項１〜６のいずれか１項記載の方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12493798A JP3204641B2 (ja) | 1997-12-02 | 1998-05-07 | オキシジフタル酸無水物の製造方法 |
| CN98802209A CN1124249C (zh) | 1997-12-02 | 1998-12-01 | 制备氧基－二邻苯二甲酸酐的方法 |
| IL13100098A IL131000A (en) | 1997-12-02 | 1998-12-01 | Method for preparing oxydiphthalic anhydrides |
| PCT/JP1998/005390 WO1999028287A1 (en) | 1997-12-02 | 1998-12-01 | Method for preparing oxy-diphthalic anhydrides |
| US09/341,860 US6204394B1 (en) | 1997-12-02 | 1998-12-01 | Method for preparing oxy-diphthalic anhydrides |
| TW088103268A TWI227711B (en) | 1997-12-02 | 1999-03-04 | Method for preparing oxy-diphthalic anhydrides |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33145697 | 1997-12-02 | ||
| JP9-331456 | 1997-12-02 | ||
| JP12493798A JP3204641B2 (ja) | 1997-12-02 | 1998-05-07 | オキシジフタル酸無水物の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11222484A JPH11222484A (ja) | 1999-08-17 |
| JP3204641B2 true JP3204641B2 (ja) | 2001-09-04 |
Family
ID=26461495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12493798A Expired - Lifetime JP3204641B2 (ja) | 1997-12-02 | 1998-05-07 | オキシジフタル酸無水物の製造方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6204394B1 (ja) |
| JP (1) | JP3204641B2 (ja) |
| CN (1) | CN1124249C (ja) |
| IL (1) | IL131000A (ja) |
| TW (1) | TWI227711B (ja) |
| WO (1) | WO1999028287A1 (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4398650B2 (ja) | 2002-09-18 | 2010-01-13 | マナック株式会社 | 新規な熱可塑性ポリイミド及びイミドオリゴマー |
| US6706897B1 (en) * | 2003-02-24 | 2004-03-16 | General Electric Company | Method for preparing oxydiphthalic anhydrides using guanidinium salt as catalyst |
| US6727370B1 (en) * | 2003-02-24 | 2004-04-27 | General Electric Company | Method for preparing oxydiphthalic anhydrides using bicarbonate as catalyst |
| KR20070084222A (ko) * | 2004-12-07 | 2007-08-24 | 미쓰비시 가가꾸 가부시키가이샤 | 고순도 옥시디프탈산 무수물 및 그 제조 방법 |
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