JP5022399B2 - 新しいジニトロ化合物およびその対応するジアミン含有ヘテロ環式熱安定化合物および有機可溶性ポリイミドおよびポリイミド共重合体 - Google Patents

新しいジニトロ化合物およびその対応するジアミン含有ヘテロ環式熱安定化合物および有機可溶性ポリイミドおよびポリイミド共重合体 Download PDF

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Description

（本発明の背景）（１．本発明の分野）
本発明は、概して、ジニトロ化合物、ジアミン化合物、およびポリイミド（ＰＩ）に関する。とりわけ、本発明は、新しいジニトロ化合物、この新しいジニトロ化合物から導き出される新しいジアミン化合物、および新しいジアミン化合物と種々の商業上の、または合成された二無水物とを一緒にすることによって製造される新しいＰＩに関し、そこでは、新しいジアミン化合物は、ピリジン複素環（ヘテロ環）式基およびカルバゾール含有エレクトロクロミック基を持つ。
（２．関連技術の記載）
目下、ＰＩは重要なエンジニアリングプラスチックの１種である。ＰＩは、良好な熱的安定性、化学試薬に対する抵抗性、低い誘電率、耐摩耗性、低い熱膨張係数、および他の優れた特性を持ち、それは自動車産業、半導体産業、精密機械産業、ソフト（柔らかい）プリント回路基板、液晶ディスプレー（ＬＣＤ）、および他のエレクトロニクス（電子）産業において広く適用され、そしてそれが電子材料としての良好な選定であるようなものである。
通常、半導体産業におけるＰＩの適用は、主に、包装、コーティング（被覆）、接着、および他のプロセス（処理）のための材料としてである。追加的に、光電産業の適用において、PIは、アライメントフィルム（配向薄膜）としてＬＣＤ装置において用いうる。商業上で工業化されたPIのために、１キログラムあたりの価格は数１００万ドルよりも高く、そして最近、台湾における大部分の原材料は日本においての有名な大規模製造者によって提供される（例えば、ＪＳＲ株式会社、ＣＨＩＳＳＯ（チッソ株式会社）、Hitachi Chemical（日立化成工業株式会社）、Sumitomo-Chemical（住友化学株式会社）、Asahikasei（旭化成株式会社）、Ajinomoto（味の素株式会社）、Fine Tech.（ファインテク株式会社）、Ubekosan（宇部興産株式会社）、ＮＴＴ（日本電信電話株式会社）、Kanbuchei（カンブチエイ社）、New Nippon Steel Company（新日本製鐵株式会社）、Central Glass（セントラル硝子株式会社）、Sumitomo backlite（Sumitomo bakelite、住友ベークライト株式会社）、Toyota（トヨタ自動車株式会社）、Toray（東レ株式会社）、Du Pont（デュポン株式会社）、Nissan Chemical（日産化学工業株式会社）、Manakku（マナック株式会社）、Mitsui Chemical（三井化学株式会社）、Wakayama Seika（和歌山セイカ株式会社）、および他の会社）。これらの物質を用いて光電プロダクト（製品）を生産する製造者にとって、大学教職員（研究者）および台湾での専門家（practitioner）が生産技術および特許技術移転を提供することができる場合、製品品質および産業の競争能力が大いに改善される。
ＰＩはジアミン化合物および二無水物化合物から導き出される重縮合ポリマー（重合体）であり、およびジアミン化合物はジニトロ化合物によって合成される。新しいＰＩはイミド基を含み、および２つの範疇に別けることができ、すなわち、剛性の芳香族およびピリジン基である。ベンゼン環が多いほど、熱耐久性、水防止性（water proofness、防水性）、化学試薬に対する抵抗性、耐摩擦性（rubbing resistance）、高いガラス転移温度、疎水性の特性、および他の利点がより一層改善される。さらに、電子製品、例えば、光電ディスプレーのためのアラインメントフィルムの良好な性能が増大する。
芳香族ＰＩは、優れた熱安定性、高い機械的強度、高い引張特性、高い伸長性（伸び率）、および良好な機械的特性を持ち、それでその商業上の、および産業的な適用について大いに注目された。
ＰＩの熱耐久性および機械的特性は優れているが、プロセス可能性（processibility）に乏しい問題が存在する。ＰＩは高い融点または軟化点を持ち、それでそれは加熱および溶融によって処理することができない。さらに、溶解性（溶解度）が乏しく、それでそれは溶媒において溶解させることによって形づくることができない。したがって、大部分の芳香族ＰＩは形づくられるのが難しい。
したがって、現在では、良好な溶解性および高い熱安定性を有するＰＩを調製することは重要な問題になる。
（発明の概略）
したがって、本発明は、ジニトロ化合物、導き出されたジアミン化合物、ＰＩおよびその共重合体に指向し、そこでは、その化合物は、ピリジンのヘテロ環式基およびカルバゾール含有エレクトロクロミック基を持ち、およびＰＩ化合物は良好な溶解性および他の特徴を持つ。
本発明は、４−（９−エチル−３−カルバゾール）−２，６−ビス（４−ニトロフェニル）ピリジン（ＣＢＮＰＰ）のジニトロ化合物で、次の式（１）、すなわち
Figure 0005022399
 において示される化合物を提供する。
本発明はさらに、４−（９−エチル−３−カルバゾール）−２，６−ビス（４−アミノフェニル）ピリジン（ＣＢＡＰＰ）のジアミン化合物で、出願時請求項１記載のジニトロ化合物を単量体として用いて製造され、およ次の式（２）、すなわち
Figure 0005022399
 において示される化合物を提供する。
本発明はさらに、ポリイミド（ＰＩ）で、出願時請求項２記載のジアミン化合物および次の式（３）において示される二無水物化合物を単量体としてともに重縮合反応を実行することによって製造され、および次の式（４）において示され、
Figure 0005022399
Figure 0005022399
 式中、式（３）および式（４）におけるＡｒは芳香族基を表すポリイミドを提供する。
本発明の具体例に従うＰＩにおいて、Ａｒは次の式（５−１）、（５−２）、（５−３）、（５−４）、（５−５）、（５−６）、または（５−７）において示される基、すなわち
Figure 0005022399
 である。
本発明はさらに、ポリイミド（ＰＩ）共重合体で、出願時請求項２記載のジアミン化合物、次の式（７）、（８−１）、（８−２）、（８−３）、（８−４）、（８−５）、（８−６）および（８−７）において示されるジアミン化合物および次の式（６）において示される二無水物化合物を単量体として用いる重縮合反応を実行することによって製造され、
Figure 0005022399
Figure 0005022399
Figure 0005022399
 式中、式（６）におけるＸは芳香族基または脂環式基であり、および式（７）においてｎ＝１から１０までである共重合体を提供する。
本発明の具体例に従い、式（６）におけるＸは次の式（６−１）、（６−２）、（６−３）または（６−４）において示される基、すなわち
Figure 0005022399
 である。
本発明の技術的な特長には、新しいジニトロ化合物、新しいジニトロ化合物から導き出される新しいジアミン化合物、新しいＰＩおよびＰＩ共重合体が包含され、それらは、ピリジンヘテロ環式基およびカルバゾール含有エレクトロクロミック基を持つ。新しいＰＩは良好な溶解性を持ち、このようにして、ＰＩのプロセス可能性が改善され、それによって適用性が増大される。
（図面の簡単な説明）なし
（具体例の記載）
次に、本発明の目下の好適な具体例を詳細において参照し、その例は添付の図面において例示される。可能な場合には、同じ参照番号を、図面および説明において同じまたは似た部分に言及するのに用いる。
以下に、本発明の新しいジニトロ化合物、そのジニトロ化合物を用いて製造される新しいジアミン化合物、およびジアミン化合物および一連の二無水物化合物を用いて製造される新しいＰＩの詳細な例示を与える。
（Ｉ．ジニトロ化合物）
本発明のジニトロ化合物は、４−（９−エチル−３−カルバゾール）−２，６−ビス（４−ニトロフェニル）ピリジン（ＣＢＮＰＰ）で、次の式（１）、すなわち
Figure 0005022399
 において示される。
次に、ＣＢＮＰＰを合成する方法および製造された化合物の化学構造の確認および分析を例示するために、例を与える。
まず、75mmol（ミリモル）の9-エチル-3-カルバゾール-カルボキシアルデヒド、150ミリモルの4'-ニトロアセトフェノン、1.5モルの酢酸アンモニウムおよび360mLの酢酸を反応フラスコにおいて配置し、および反応混合物を獲得するため、90℃で1時間反応させた。次いで、反応混合物を72時間還流させるために加熱した。次に、冷却された反応混合物を、固形部分を獲得するためにろ過した。次いで、得られた固体を、N,N-ジメチルホルムアミドを用いて、黄色の固体（CBNPP）を獲得するため、5回再結晶させた。ジニトロ化合物（CBNPP）の融点を試験し、280℃であるされ、そしてイールド（収率）は41%である。
ジニトロ化合物の合成反応式は、次に示すような、すなわち
Figure 0005022399
 である。
追加的に、得られたジニトロ化合物（ＣＢＮＮＰ）は、核磁気共鳴スペクトル（ＮＭＲスペクトル）の１Ｈ−ＮＭＲ分析および１３Ｃ−ＮＭＲ分析および元素分析によって識別された。得られたＮＭＲスペクトルのリスト（一覧）では、ｓはシングレット（一重項）に言及し、ｄはダブレット（二重項）に言及し、ｔはトリプレット（三重項）に言及し、およびｍはマルチプレット（多重項）に言及する。
1H-NMR（そこでは、溶媒はDMSO-d6である）：δ8.99（s、1H）、8.68-8.66（d、4H）、8.59（s、2H）、8.41-8.39（d、4H）、8.35-8.33（d、1H）、8.25-8.23（d、1H）、7.80-7.78（d、1H）、7.66-7.68（d、1H）、7.54-7.51（t、1H）、7.31-7.28（t、1H）、4.55-4.51（m、2H）、1.39-1.36（t、3H）。
13C-NMR（そこでは、溶媒はDMSO-d6である）：δ154.46、151.08、147.88、144.66、140.41、140.14、128.23、127.03、126.24、125.20、123.84、122.93、122.43、120.76、119.78、119.21、118.65、109.62、109.49、37.15、13.73。
元素分析：
理論値：C：72.36、H：4.31、N：10.89、O：12.44。
分析値：C：72.29、H：4.32、N：10.58。

（ＩＩ．ジアミン化合物）
本発明のジアミン化合物は、４−（９−エチル−３−カルバゾール）−２，６−ビス（４−アミノフェニル）ピリジン（ＣＢＡＰＰ）で、次の式（２）、すなわち
Figure 0005022399
 において示される。
ジアミン化合物ＣＢＡＰＰは、式（１）において示されるジニトロ化合物を単量体として用いて製造される。特に、新しいジアミン化合物は、次の式（２−１）において示されるピリジンヘテロ環式基および次の式（２−２）において示されるカルバゾール含有エレクトロクロミック基、すなわち
Figure 0005022399
 を持つ。
次に、ＣＢＡＰＰを製造する方法および製造された化合物の化学的構造の確認および分析を例示するために、例を与える。
まず、8.6ミリモルのジニトロ化合物（CBNPP）モノマー（単量体）、0.15gの10%の活性なPd/C、および35mLのエタノールを、反応フラスコにおいて配置し、および次いで90℃まで加熱し、および20mLのヒドラジン一水和物（H2NNH2・H2O）を緩徐に添加した。ヒドラジンを添加した後、反応を24時間実行した。反応を終了させた後、反応混合物を、それが熱いときに、10%の活性なPd/Cを除去するために、ろ過物が獲得されるようにろ過した。冷却し、および沈殿させた後、得られたろ過物を、固形部分を獲得するために、再びろ過した。次いで、得られた固体を、エタノールを用いて、白いジアミン化合物を獲得するために二回再結晶化し、それを減圧下（真空で）乾燥させた。ジアミン化合物（CBAPP）の融点を試験し、125℃であるとし、そして収率は44%である。
ジアミン化合物（ＣＢＡＰＰ）の合成反応式は、以下に示すようなもの、すなわち
Figure 0005022399
 である。
追加的に、得られたジアミン化合物（ＣＢＡＰＰ）を、ＮＭＲスペクトルの１Ｈ−ＮＭＲ分析および１３Ｃ−ＮＭＲ分析および元素分析によって識別した。
1H-NMR（そこでは、溶媒はDMSO-d6である）：δ8.89（s、1H）、8.40-8.38（d、1H）、8.17-8.38（d、4H）、8.10-8.08（d、1H）、8.03（s、2H）、7.71-7.70（d、1H）、7.60-7.58（d、1H）、7.49-7.46（t、1H）、7.28-7.25（t、1H）、6.81-6.79（d、4H）、5.44（s、4H）、4.46-4.42（m、2H）、1.33-1.31（t、3H）。
13C-NMR（そこでは、溶媒はDMSO-d6である）：δ156.52、149.76、149.38、140.93、139.93、129.10、127.78、126.95、126.03、124.81、122.88、122.47、120.86、119.13、118.95、113.72、112.65、109.41、109.24、37.06、13.66。
元素分析：
理論値：C：81.91、H：5.77、N：12.33。
分析値：C：81.84、H：5.86、N：12.07。

（ＩＩＩ．ポリイミド（ＰＩ））
本発明のＰＩは、式（４）において示される構造を持ち、および式（２）において示されるジアミン化合物（ＣＢＡＰＰ）および次の式（３）において示される二無水物化合物、すなわち
Figure 0005022399
Figure 0005022399
 を単量体としてともに重縮合反応を実行することによって製造される。
式（３）および式（４）におけるＡｒで芳香族基が表される。新しいＰＩは、式（２）において示されるジアミン化合物（ＣＢＡＰＰ）から導き出され、それで新しいＰＩは、式（２−１）において示されるピリジンへテロ環式基、および式（２−２）において示されるカルバゾール含有エレクトロクロミック基を持つ。
具体例において、式（３）および式（４）におけるＡｒは、次の式（５−１）、（５−２）、（５−３）、（５−４）、（５−５）、（５−６）、または（５−７）において示される基、すなわち
Figure 0005022399
 であり、および式（５−１）はフッ素含有基であり、および式（５−５）は非同一平面上の（non-coplanar）基である。
したがって、Ａｒが、それぞれ、式（５−１）、（５−２）、（５−３）、（５−４）、（５−５）、（５−６）、および（５−７）において示される基であるとき、式（３）において示される二無水物化合物は、それぞれ、２，２’−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン二無水物（６ＦＤＡ）、３，３’，４，４’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物（ＤＳＤＡ、diphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride）、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）、４，４’−オキシジフタル酸二無水物（ＯＰＤＡ）、２，２’−ジメチル−４，４’−ビス［４−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）］ビフェニル二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）、ピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）であり、および得られたＰＩはそれぞれ、ＰＩ−１、ＰＩ−２、ＰＩ−３、ＰＩ−４、ＰＩ−５、ＰＩ−６、およびＰＩ−７によって表される。

（ＩＶ．ポリイミド（ＰＩ）共重合体）
二無水物化合物は、優れた熱的特性で、高い熱分解温度および高いガラス転移温度（Ｔｇ）のようなものを持つ。フィルム形成特性におけるさらなる改善は、式（２）および以下の式（７）及び（８−１）から（８−７）までにおいて示されるジアミン化合物に対して、種々の比率において、次の式（６）において示される二無水物化合物との、好ましくは種々のモル比においての重縮合反応を実行することによって達成することができる。
本発明のＰＩ共重合体は、式（２）、以下の式（７）および（８−１）から（８−７）までにおいて示されるジアミン化合物および次の式（６）において示される二無水物化合物をモノマーとして種々のモル比において用いる重縮合反応を実行することによって製造される。
Figure 0005022399
Figure 0005022399
Figure 0005022399
式（６）において、Ｘは芳香族基または脂環式基を表す。式（７）において、ｎ＝１から１０まで、好ましくはｎ＝２または６である。新しいＰＩ共重合体は、式（２）において示されるジアミン化合物（ＣＢＡＰＰ）および式（７）、（８−１）、（８−２）、（８−３）、（８−４）、（８−５）、（８−６）および（８−７）において示されるジアミン化合物から導き出される。
具体例において、式（６）におけるＸは、次のような式（６−１）、（６−２）、（６−３）または（６−４）によって示される基、すなわち
Figure 0005022399
 であってよい。
したがって、Ｘが、それぞれ、式（６−１）、（６−２）、（６−３）および（６−４）において示される基であるとき、式（６）において示される二無水物化合物はそれぞれ、２，２’−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン二無水物（６ＦＤＡ）、エチレングリコールビス（４−トリメリット酸無水物）（Rica acid（ライカ酸））、１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物および１，２，３，４−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物である。
次に、本発明のＰＩ及びＰＩの共重合体を製造する具体例を例示する。以下に、本発明を複数の具体例に従って詳細に記載するが、本発明はこれらの具体例に制限されるものではない。
［具体例1］ＰＩの合成（ＣＢＡＰＰ−６ＦＤＡ）（ＰＩ−１）
1.42ミリモルのジアミン化合物（CBAPP）を、3.5mLのＮ-メチル-2-ピロリジノン（NMP）において溶解した。それを完全に溶解させた後、1.42ミリモルの6FDA二無水物モノマーを、緩徐に添加し、および粘性のポリ（アミド酸）溶液を獲得するために、24時間反応させた。次いで、0.5mLの無水酢酸および0.5mLのピリジンを、ポリ（アミド酸）溶液に、化学的脱水環化プロセスを通して添加し、および室温にて1時間撹拌した。次いで、反応混合物を100℃より低くなるように加熱し、および3時間撹拌しながら反応させた。反応を終了させ、および反応混合物を冷却した後、NMP溶液を、沈殿のために多量のメタノール中に注ぎ、そしてポリマーをメタノールによってすすぎ、およびPI（PI-1）を獲得するために減圧において100℃にて乾燥させた。
追加的に、PI（PI-1）の化学構造を確認し、およびPI（PI-1）の特徴を以下のように分析した。
相対粘度：1.35、N,N-ジメチルアセトアミド（DMAc）において（溶液濃度は0.5gdL-1であり、および測定温度は30℃である）。
溶解性：PI-1は、Ｎ-メチル-2-ピロリジノン（NMP）、ピリジン、THF、N,N-ジメチルアセトアミド（DMAc）、ジメチルスルホキシド（DMSO）、クロロホルム、およびシクロヘキサノンにおいて溶解性である。
熱的特性：ガラス転移温度は350℃よりも高く（を超え）、10%の分解の温度は窒素において535℃であり、および10%の分解の温度は空気において520℃である。
薄いフィルム機械的特性：引張強さは61.0MPaであり、伸び（率）は5%であり、および引張係数（tensile coefficient）は2.0GPaである。
1H-NMR（そこでは、溶媒はDMSO-d6である）：δ8.72（s、1H）、8.48-8.47（d、1H）、8.28-8.26（d、2H）、8.23-8.22（d、1H）、8.11-8.10（d、2H）、8.04（d、1H）、8.00（s、1H）、7.95（s、4H）、7.68-7.67（d、4H）、7.64-7.62（d、1H）、7.50-7.49（d、1H）、7.44-7.43（d、1H）、7.22-7.21（d、1H）、4.44（s、2H）、1.41（s、3H）。

［具体例２］ＰＩの合成（ＣＢＡＰＰ−ＤＳＤＡ）（ＰＩ−２）
PI（PI-2）を、具体例1のものと同様にして合成したが、ただし、1.23ミリモルのジアミン化合物（CBAPP）を用い、そして二無水物モノマーは1.23ミリモルのDSDAであった。
追加的に、PI（PI-2）の特徴を、以下のように分析した。
相対粘度：1.20、DMAcにおいて（溶液濃度は0.5gdL-1であり、および測定温度は30℃である）。
溶解性：PI-2は、NMPおよびDMAcにおいて溶解性である。
熱的特性：ガラス転移温度は350℃を超え、10%の分解の温度は窒素において475℃であり、および10%の分解の温度は空気において465℃である。

［具体例３］ＰＩの合成（ＣＢＡＰＰ−ＢＴＤＡ）（ＰＩ−３）
PI（PI-3）を、具体例1のものと同様に合成したが、ただし、1.47ミリモルのジアミン化合物（CBAPP）を用い、そして二無水物モノマーは1.47ミリモルのBTDAである。
追加的に、PI（PI-3）の特徴を、以下のように分析した。
溶解性：PI-3は、NMP、ピリジン、THF、DMAcおよびDMSOにおいて溶解性である。
熱的特性：ガラス転移温度は350℃を超える。

［具体例４］ＰＩの合成（ＣＢＡＰＰ−ＯＤＰＡ）（ＰＩ−４）
PI（PI-4）を、具体例1のものと同様に合成したが、ただし、1.25ミリモルのジアミン化合物（CBAPP）を用い、および二無水物モノマーは1.25ミリモルのODPAである。
追加的に、PI（PI-4）の特徴を、以下のように分析した。
相対粘度：1.16、DMAcにおいて（溶液濃度は0.5gdL-1であり、および測定温度は30℃である）。
溶解性：PI-4はNMPおよびDMAcにおいて溶解性である。
熱的特性：ガラス転移温度は350℃を超え、10%の分解の温度は窒素において538℃で、および10%の分解の温度は空気において530℃である。

［具体例５］ＰＩの合成（ＣＢＡＰＰ−ｍ−ＤＡＮ）（ＰＩ−５）
PI（PI-5）を、具体例1のものと同様に合成したが、ただし、0.99ミリモルのジアミン化合物（CBAPP）を用い、および二無水物モノマーは0.99ミリモルのm-DANであった。
追加的に、PI（PI-5）の特徴を、以下のように分析した。
相対粘度：1.21、DMAcにおいて（溶液濃度は0.5gdL-1であり、および測定温度は30℃である）。
溶解性：PI-5はNMP、DMAcおよびピリジンにおいて溶解性である。
熱的特性：ガラス転移温度は289℃を超え、10%の分解の温度は窒素において528℃であり、および10%の分解の温度は空気において521℃である。
薄いフィルム機械的特性：引張強さは73.0のMPaであり、伸びは20%であり、および張力の係数は1.87GPaである。

［具体例６］ＰＩの合成（ＣＢＡＰＰ−ＢＰＤＡ）（ＰＩ−６）
PI（PI-6）を、具体例1のものと同様に合成したが、ただし、0.99ミリモルのジアミン化合物（CBAPP）を用い、および二無水物モノマーは0.99ミリモルのBPDAであった。
追加的に、PI（PI-6）の特徴を、以下のように分析した。
熱的特性：ガラス転移温度は350℃を超え、10%の分解の温度は窒素において485℃であり、および10%の分解の温度は空気において537℃であった。

［具体例７］ＰＩの合成（ＣＢＡＰＰ−ＰＭＤＡ）（ＰＩ−７）
PI（PI-7）を、具体例1のものと同様に合成したが、ただし、0.86ミリモルのジアミン化合物（CBAPP）を用い、および二無水物モノマーは0.86ミリモルのPMDAであった。
追加的に、PI（PI-7）の特徴を、以下のように分析した。
熱的特性：ガラス転移温度は350℃を超え、10%の分解の温度は窒素において433℃であり、および10%の分解の温度は空気において417℃である。

［具体例８］ ＰＩ共重合体の合成（Ｃｏ−ＰＩ−１）
0.441ミリモルのジアミン化合物（CBAPP）および0.441ミリモルの式（８−４）によって表されるヘキサフルオロジアミンモノマーを、3.2mLのＮ-メチル-2-ピロリジノン（NMP）溶媒において溶解した。溶解を完了させた後、0.441ミリモルの6FDAおよぼシクロブタン二無水物モノマーを、その中において徐々に添加し、および粘性のポリ（アミド酸）溶液が得られるよう、4時間反応させた。後に、化学的脱水環化プロセスを、0.8mLの無水酢酸および0.4mLのピリジンをポリ（アミド酸）溶液中に室温にて添加すること、および混合物を1時間撹拌することによって遂行した。反応混合物を次いで、100℃より低い温度にまで加熱し、および別の3時間撹拌した。反応を完了させ、および混合物を冷却した後、NMP溶液を、沈殿のために多量のメタノール中に注いだ。沈殿物のポリマーを、メタノールによってすすぎ、およびPI共重合体Co-PI-1を得るために、減圧において100℃にて乾燥させた。
追加的に、PI共重合体Co-PI-1の化学構造を確認し、およびその特徴を以下のように分析した。
相対粘度：1.2、N,N-ジメチルアセトアミド（DMAc）において（溶液濃度は0.5gdL-1であり、および測定温度は30℃である）。
溶解性：Co-PI-1は、Ｎ-メチル-2-ピロリジノン（NMP）、ピリジン、THF、N,N-ジメチルアセトアミド（DMAc）、ジメチルスルホキシド（DMSO）、クロロホルム、およびシクロヘキサノンにおいて溶解性である。
熱的特性：ガラス転移温度は280℃を超え、10%の分解の温度は窒素において470℃を超え、および10%の分解の温度は空気において約420℃である。
薄いフィルム機械的特性：引張強さは約70.0MPaであり、伸びは約9%であり、および引張係数は約2.3GPaである。

［具体例９］ＰＩ共重合体の合成（Ｃｏ−ＰＩ−２）
0.441ミリモルのジアミン化合物（CBAPP）および0.441ミリモルの式（8-1）によって表されるイソブチルジアミンモノマーを、3.2mLのＮ-メチル-2-ピロリジノン（NMP）溶媒において溶解した。溶解を完了させた後、0.441ミリモルの6FDAおよびシクロペンタン二無水物モノマーを、その中において徐々に添加し、および粘性のポリ（アミド酸）溶液が得られるように、4時間反応させた。後に、化学的脱水環化プロセスを、0.8mLの無水酢酸および0.4mLのピリジンを、ポリ（アミド酸）溶液中に室温にて添加すること、混合物を1時間撹拌することによって遂行した。反応混合物を、次いで100℃よりも低い温度にまで加熱し、そして別の3時間撹拌した。反応を完了させ、そして混合物を冷却した後、NMP溶液を、沈殿のために多量のメタノール中に注いだ。沈殿物のポリマーを、メタノールによってすすぎ、およびPI共重合体Co-PI-2を得るために、減圧において100℃にて乾燥させた。
追加的に、PI共重合体Co-PI-2の化学構造を確認し、そしてその特徴を以下のように分析した。
相対粘度：1.2、N,N-ジメチルアセトアミド（DMAc）において（溶液濃度は0.5gdL-1であり、および測定温度は30℃である）。
溶解性：Co-PI-2は、Ｎ-メチル-2-ピロリジノン（NMP）、ピリジン、THF、N,N-ジメチルアセトアミド（DMAc）、ジメチルスルホキシド（DMSO）、クロロホルム、およびシクロヘキサノンに溶解性である。
熱的特性：ガラス転移温度は270℃を超え、10%の分解の温度は窒素において440℃を超え、および10%の分解の温度は空気において約390℃である。
薄いフィルム機械的特性：引張強さは約68.0MPaであり、伸びは約8%であり、および引張係数は約2.2GPaである。

［具体例１０］ＰＩ共重合体の合成（Ｃｏ−ＰＩ−３）
0.441ミリモルのジアミン化合物（CBAPP）および0.441ミリモルの式（7）によって表され、式中、n=6であるヘキサメチレンジアミンモノマーを、3.6mLのＮ-メチル-2-ピロリジノン（NMP）溶媒において溶解した。溶解を完了させた後、0.441ミリモルの6FDAおよびシクロブタン二無水物モノマーを、その中において徐々に添加し、粘性のポリ（アミド酸）溶液が得られるように、4時間反応させた。後に、化学的脱水環化プロセスを、0.8mLの無水酢酸および0.4mLのピリジンを、ポリ（アミド酸）溶液に室温にて添加すること、および混合物を1時間撹拌することによって遂行した。反応混合物を次いで、100℃よりも低い温度にまで加熱し、そして別の3時間撹拌した。反応を完了させ、そして混合物を冷却した後、NMP溶液を、沈殿のために多量のメタノール中に注いだ。沈殿物のポリマーを、メタノールによってすすぎ、およびPI共重合体Co-PI-3を得るために、減圧において100℃にて乾燥させた。
追加的に、PI共重合体Co-PI-3の化学構造を確認し、およびその特徴を以下のように分析した。
相対粘度：1.0、N,N-ジメチルアセトアミド（DMAc）において（溶液濃度は0.5gdL-1であり、および測定温度は30℃である）。
溶解性：Co-PI-3は、Ｎ-メチル-2-ピロリジノン（NMP）、ピリジン、THF、N,N-ジメチルアセトアミド（DMAc）、ジメチルスルホキシド（DMSO）、クロロホルム、およびシクロヘキサノンに溶解性である。
熱的特性：ガラス転移温度は280℃を超え、10%の分解の温度は窒素において450℃を超え、および10%の分解の温度は空気において約400℃である。
薄いフィルム機械的特性：引張強さは約64.0MPaであり、伸びは約7%であり、および引張係数は約2.1GPaである。

［具体例１１］ＰＩ共重合体の合成（Ｃｏ−ＰＩ）
ジアミン化合物（CBAPP）、式（7）によって表されるジアミンモノマー、および式（8-1）から（8-7）までの1種によって表されるジアミンモノマーを、種々の比において、6FDA、ライカ酸二無水物、シクロペンタン二無水物およびシクロブタン二無水物とともに種々の比において、重縮合反応を行った。ジアミン化合物の比、すなわち（CBAPP）：式（7）によって表されるジアミンモノマー：式（8-1）から（8-7）までの1種によって表されるジアミンモノマーを、望ましい機械的特性を有する薄いフィルムを形成する傾向があるPI共重合体Co-PIを得ることができるように、1：1：1および1：5：5の間で変動させる。
追加的に、PI共重合体Co-PIの化学構造を確認し、およびその特徴を以下のように分析した。
相対粘度：1.0を超え、N,N-ジメチルアセトアミド（DMAc）において（溶液濃度は0.5gdL-1であり、および測定温度は30℃である）。
溶解性：Co-PIは、Ｎ-メチル-2-ピロリジノン（NMP）、ピリジン、THF、N,N-ジメチルアセトアミド（DMAc）、ジメチルスルホキシド（DMSO）、クロロホルム、およびシクロヘキサノンに溶解性である。
熱的特性：ガラス転移温度は250℃を超え、10%の分解の温度は窒素において430℃を超え、および10%の分解の温度は空気において380℃を超える。
薄いフィルム機械的特性：引張強さは60.0MPaを超え、伸びは6%を超え、および引張係数は2.0GPaを超える。
上記を考慮し、本発明は新しいジニトロ化合物を提供し、および新しいジアミン化合物はジニトロ化合物から導き出すことができ、そこでは、新しいジアミン化合物はピリジンヘテロ環式基およびカルバゾール含有エレクトロクロミック基を持つ。さらに、新しいＰＩおよび新しいＰＩ共重合体は、新しいジアミン化合物および二無水物を用いて製造することができ、新しいＰＩが良好な物理的特性を持つことは、上記具体例から知ることができる。特に、新しいＰＩは、良好な溶解性を、高い極性の有機溶媒（例えば、ＮＭＰおよびＤＭＡｃ）において持ち、そして、大部分の新しいＰＩは低い極性の有機溶媒（例えば、ピリジンおよびＴＨＦ）において溶解する。したがって、ＰＩのプロセス可能性は改善され、このようにして、適用性が増大される。直接的に製品が獲得されるように、熱的な脱水環化プロセスが用いられるとき、熱耐久性は極めて高い。
この技術における熟練者にとって、種々の修飾および変形が、本発明の構成に対し、本発明の範囲および精神から離れることなく行えることは明らかである。前記を考慮すれば、本発明は、本発明への修飾および変形を、それらが次の特許請求の範囲およびそれらの等価物の範囲内に入るときに守るものであることが意図される。

Claims (7)

  1. ４−（９−エチル−３−カルバゾール）−２，６−ビス（４−ニトロフェニル）ピリジン（ＣＢＮＰＰ）ジニトロ化合物であって、次の式（１）、すなわち
    Figure 0005022399
     において示される、化合物。
  2. ４−（９−エチル−３−カルバゾール）−２，６−ビス（４−アミノフェニル）ピリジン（ＣＢＡＰＰ）ジアミン化合物であって、請求項１記載のジニトロ化合物を単量体として用いて製造され、および次の式（２）、すなわち
    Figure 0005022399
     において示される、化合物。
  3. ポリイミド（ＰＩ）であって、請求項２記載のジアミン化合物および次の式（３）において示される二無水物を単量体としてともに重縮合反応を実行することによって製造され、および次の式（４）において示され、
    Figure 0005022399
    Figure 0005022399
     式中、式（３）および式（４）におけるＡｒは芳香族基を表す、ポリイミド。
  4. Ａｒは、次の式（５−１）から（５−７）までの１種によって表される基、すなわち
    Figure 0005022399
    Figure 0005022399
    Figure 0005022399
    Figure 0005022399
    Figure 0005022399
    Figure 0005022399
    Figure 0005022399
     である、請求項３記載のポリイミド（ＰＩ）。
  5. ポリイミド（ＰＩ）共重合体であって、請求項２記載のジアミン化合物、次の式（７）、（８−１）、（８−２）、（８−３）、（８−４）、（８−５）、（８−６）および（８−７）において示されるジアミン化合物および次の式（６）において示される二無水物を単量体として用いる重縮合反応を実行することによって製造され、
    Figure 0005022399
    Figure 0005022399
    Figure 0005022399
     式中、式（６）におけるＸは芳香族基または脂環式基であり、および式（７）においてｎ＝１から１０までである、ポリイミド（ＰＩ）共重合体。
  6. 式中、Ｘは次の式（６−１）から（６−４）までの１種によって表される基、すなわち
    Figure 0005022399
     である、請求項５記載のポリイミド（ＰＩ）共重合体。
  7. 式中、式（７）におけるｎ＝２または６である、請求項５記載のポリイミド（ＰＩ）共重合体。
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