JP5614284B2 - Diamine, polyimide, liquid crystal aligning agent and liquid crystal aligning film - Google Patents

Diamine, polyimide, liquid crystal aligning agent and liquid crystal aligning film Download PDF

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Description

本発明は、液晶配向膜を作製するための液晶配向剤、この液晶配向剤から得られる液晶配向膜及びこの液晶配向剤を得るための重合体(ポリマー)及び単量体(モノマー)に関する。さらに詳しくは、ラビング処理を施してもラビング傷が発生しにくい機械的強度に優れた液晶配向膜が得られ、かつ高温での電圧保持率が高く、イオン密度が低い信頼性に優れた液晶表示素子が得られる液晶配向剤及びこの液晶配向剤を得るための重合体及び単量体に関する。   The present invention relates to a liquid crystal aligning agent for producing a liquid crystal aligning film, a liquid crystal aligning film obtained from this liquid crystal aligning agent, and a polymer (polymer) and a monomer (monomer) for obtaining this liquid crystal aligning agent. More specifically, a liquid crystal alignment film with excellent mechanical strength that is resistant to rubbing scratches even after rubbing treatment, high voltage retention at high temperature, low ion density, and excellent reliability It is related with the liquid crystal aligning agent from which an element is obtained, and the polymer and monomer for obtaining this liquid crystal aligning agent.

液晶テレビ、液晶ディスプレイなどに用いられる液晶表示素子は、通常、液晶の配列状態を制御するための液晶配向膜が素子内に設けられている。液晶配向膜は膜の表面に種々の配向処理を施すことにより、液晶配向性が付与される。現在、工業的に最も普及している方法によれば、液晶配向膜は、電極基板上に形成された樹脂膜の表面を、綿、ナイロン、ポリエステル等の布で一方向に擦る、いわゆるラビング処理を行うことで作製されている。樹脂膜としては、ポリアミック酸などのポリイミド前駆体やポリイミドの溶液を塗布、焼成して得られるポリイミド膜が広く用いられている。   In a liquid crystal display element used for a liquid crystal television, a liquid crystal display, and the like, a liquid crystal alignment film for controlling the alignment state of liquid crystals is usually provided in the element. The liquid crystal alignment film is imparted with liquid crystal alignment by subjecting the surface of the film to various alignment treatments. At present, according to the most widespread industrial method, the liquid crystal alignment film is a so-called rubbing process in which the surface of the resin film formed on the electrode substrate is rubbed in one direction with a cloth such as cotton, nylon or polyester. It is produced by doing. As the resin film, a polyimide film obtained by applying and baking a polyimide precursor such as polyamic acid or a polyimide solution is widely used.

ポリイミド膜をラビング処理する方法は、簡便で生産性に優れた工業的に有用な方法である。しかしながら、電極基板上に形成されたポリイミド膜の密着性及び機械的強度が不十分な場合、ラビング処理を行うことで、膜の剥離やラビングによる傷が発生する。   The method of rubbing the polyimide film is an industrially useful method that is simple and excellent in productivity. However, when the adhesion and mechanical strength of the polyimide film formed on the electrode substrate are insufficient, the film is peeled or scratched by rubbing due to the rubbing treatment.

このようなラビングによる膜の剥離や傷の発生を抑制する手法として、ポリアミック酸又はポリイミドにエポキシ基を含有する化合物を添加した液晶配向剤を用いる方法(特許文献1参照)、ポリアミック酸又はポリイミドの溶液に窒素原子を含有するエポキシ化合物を添加した液晶配向剤を用いる方法(特許文献2及び3参照)、ポリアミック酸又はポリイミドの溶液にエポキシ基とエポキシ基以外の反応性基を含有する化合物を添加した液晶配向剤を用いる方法(特許文献4参照)が提案されている。   As a method for suppressing the occurrence of film peeling and scratches due to such rubbing, a method using a liquid crystal aligning agent in which a compound containing an epoxy group is added to polyamic acid or polyimide (see Patent Document 1), polyamic acid or polyimide A method using a liquid crystal aligning agent in which an epoxy compound containing a nitrogen atom is added to a solution (see Patent Documents 2 and 3), a compound containing a reactive group other than an epoxy group and an epoxy group is added to a polyamic acid or polyimide solution A method using a liquid crystal aligning agent (see Patent Document 4) has been proposed.

このようにポリイミド前駆体又はポリイミドにエポキシ基などの反応性基を含有する架橋剤を添加することにより、ポリイミド膜の機械的強度が向上する。これは、ポリイミド前駆体又はポリイミドに存在するカルボン酸などの極性基とエポキシ基が反応することに由来する。   Thus, the mechanical strength of a polyimide film improves by adding the crosslinking agent containing reactive groups, such as an epoxy group, to a polyimide precursor or a polyimide. This originates from the reaction of a polar group such as a carboxylic acid present in a polyimide precursor or polyimide with an epoxy group.

特開平9−146100号公報JP-A-9-146100 特開平10−333153号公報JP 10-333153 A 特開平10−46151号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-46151 特開平2007−11221号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2007-11221

通常、架橋剤として使用される化合物は、低分子化合物である。そのため、焼成時に昇華してしまい、過剰量添加しなければ、その効果が十分得られない。また、過剰に添加した場合、未反応の架橋剤が膜中に残留し、液晶表示素子とした時に電圧保持率やイオン密度を悪化させ、良好な表示が得られない可能性がある。   Usually, the compound used as a crosslinking agent is a low molecular compound. Therefore, it sublimes during firing, and the effect cannot be sufficiently obtained unless an excessive amount is added. Moreover, when it adds excessively, an unreacted crosslinking agent remains in a film | membrane, and when it is set as a liquid crystal display element, a voltage holding rate and an ion density may be deteriorated, and a favorable display may not be obtained.

本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、架橋剤を添加しなくても、ラビング処理によってもラビング傷が付きにくい機械的強度に優れた液晶配向膜が得られ、かつ高温でも液晶表示素子の電圧保持率が高く、イオン密度が低い信頼性の高い液晶配向膜が得られる液晶配向剤、及び該液晶配向剤を得るための重合体及び単量体を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and a liquid crystal alignment film excellent in mechanical strength that is difficult to be subjected to rubbing scratches even by rubbing treatment without the addition of a crosslinking agent can be obtained, and at a high temperature. However, it is an object to provide a liquid crystal aligning agent capable of obtaining a highly reliable liquid crystal alignment film having a high voltage holding ratio of a liquid crystal display element and a low ion density, and a polymer and a monomer for obtaining the liquid crystal aligning agent. And

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、加熱により脱離するt−ブトキシカルボニル基(以後、Boc基ともいう。)を有するジアミン化合物及び/又はテトラカルボン酸誘導体を使用して得られるポリイミド前駆体又はポリイミドを含有する液晶配向剤により、上記目的が達成されることを見出した。詳しくは、加熱によりBoc基が脱離し、反応性の高い脂肪族アミンが生成することで、この脂肪族アミンが架橋点となり、ラビングによる膜の剥離や傷を発生しない機械的特性に優れた液晶配向膜が得られ、この液晶配向膜を用いた液晶表示素子は高温でも高い電圧保持率及び低いイオン密度を有することを見出し、本発明を完成した。   As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned object, the present inventors have obtained a diamine compound and / or a tetracarboxylic acid derivative having a t-butoxycarbonyl group (hereinafter also referred to as a Boc group) that is eliminated by heating. It has been found that the above object can be achieved by a polyimide precursor obtained by using a liquid crystal or a liquid crystal aligning agent containing polyimide. Specifically, the Boc group is eliminated by heating, and a highly reactive aliphatic amine is formed. This aliphatic amine becomes a cross-linking point, and the liquid crystal has excellent mechanical properties that do not cause film peeling or scratching due to rubbing. An alignment film was obtained, and a liquid crystal display device using this liquid crystal alignment film was found to have a high voltage holding ratio and a low ion density even at high temperatures, and the present invention was completed.

即ち、本発明の要旨は以下に示すとおりである。
1.下記式(1)で表される構造の置換基を有するポリイミド前駆体又は該ポリイミド前駆体のイミド化重合体を含有することを特徴とする液晶配向剤。
That is, the gist of the present invention is as follows.
1. The liquid crystal aligning agent characterized by containing the polyimide precursor which has a substituent of the structure represented by following formula (1), or the imidation polymer of this polyimide precursor.

Figure 0005614284
(式中、Aは単結合又は2価の有機基であり、R、R、及びRはそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。)
2.ポリイミド前駆体又は該ポリイミド前駆体のイミド化重合体が、式(1)で表される置換基を有するジアミン化合物及び式(1)で表される置換基を有するテトラカルボン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1つを用いて得られる上記1に記載の液晶配向剤。
3.式(1)で表される置換基を有するジアミン化合物及び/又は式(1)で表される置換基を有するテトラカルボン酸誘導体を、全ジアミン化合物及びテトラカルボン酸誘導体の2〜100モル%を用いて得られるポリイミド前駆体又は該ポリイミド前駆体のイミド化重合体である上記2に記載の液晶配向剤。
4.ポリイミド前駆体が、下記式(2)の構造単位を含有する構造である上記1〜3のいずれかに記載の液晶配向剤。
Figure 0005614284
(In the formula, A is a single bond or a divalent organic group, and R 1 , R 2 , and R 3 are each independently a hydrogen atom or a C 1-20 monovalent organic group.)
2. The polyimide precursor or the imidized polymer of the polyimide precursor is selected from the group consisting of a diamine compound having a substituent represented by the formula (1) and a tetracarboxylic acid derivative having a substituent represented by the formula (1). 2. The liquid crystal aligning agent according to 1 above, which is obtained using at least one selected.
3. A diamine compound having a substituent represented by the formula (1) and / or a tetracarboxylic acid derivative having a substituent represented by the formula (1) is added in an amount of 2 to 100 mol% of the total diamine compound and the tetracarboxylic acid derivative. 3. The liquid crystal aligning agent according to 2 above, which is a polyimide precursor obtained by use or an imidized polymer of the polyimide precursor.
4). The liquid crystal aligning agent in any one of said 1-3 whose polyimide precursor is a structure containing the structural unit of following formula (2).

Figure 0005614284
(式中、Xは(4+a)価の有機基であり、Yは(2+b)価の有機基であり、Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基であり、Zは上記式(1)で表される構造である。a及びbは、それぞれ0〜4の整数であって、a+b>0である。)
5.ポリイミド前駆体が、下記式(3)の構造単位を含有する構造である上記1〜3のいずれかに記載の液晶配向剤。
Figure 0005614284
Wherein X 1 is a (4 + a) valent organic group, Y 1 is a (2 + b) valent organic group, R 4 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and Z is the above (It is a structure represented by Formula (1). A and b are integers of 0-4, respectively, and a + b> 0.)
5. The liquid crystal aligning agent in any one of said 1-3 whose polyimide precursor is a structure containing the structural unit of following formula (3).

Figure 0005614284
(式中、Xは4価の有機基であり、Yは(2+c)価の有機基であり、Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基であり、Zは上記式(1)で表される構造である。cは、1〜4の整数である。)
6.ポリイミド前駆体が、下記式(4)で表される構造単位を含有する構造である上記1〜3のいずれかに記載の液晶配向剤。
Figure 0005614284
(Wherein X is a tetravalent organic group, Y 2 is a (2 + c) valent organic group, R 4 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and Z is the formula (1 And c is an integer of 1 to 4.)
6). The liquid crystal aligning agent in any one of said 1-3 whose polyimide precursor is a structure containing the structural unit represented by following formula (4).

Figure 0005614284
(式中、Xは4価の有機基であり、Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基であり、Rは単結合又は炭素数1〜20の2価の有機基であり、Zは上記式(1)で表される構造である。cは、1〜4の整数である。)
7.ポリイミド前駆体が、下記式(5)で表される構造単位を含有する構造である上記1〜3のいずれかに記載の液晶配向剤。
Figure 0005614284
(In the formula, X is a tetravalent organic group, R 4 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 5 is a single bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. Z is a structure represented by the above formula (1), c is an integer of 1 to 4.)
7). The liquid crystal aligning agent in any one of said 1-3 whose polyimide precursor is a structure containing the structural unit represented by following formula (5).

Figure 0005614284
(式中、Xは4価の有機基であり、Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基であり、Zは上記式(1)で表される構造である。cは、1〜4の整数である。)
8.上記1〜7のいずれかに記載の液晶配向剤を150〜300℃にて焼成して得られる液晶配向膜。
9.下記式(6)で表される構造単位を含有するポリイミド前駆体。
Figure 0005614284
(In the formula, X is a tetravalent organic group, R 4 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and Z is a structure represented by the above formula (1). It is an integer of ~ 4.)
8). The liquid crystal aligning film obtained by baking the liquid crystal aligning agent in any one of said 1-7 at 150-300 degreeC.
9. The polyimide precursor containing the structural unit represented by following formula (6).

Figure 0005614284
(式中、Xは4価の有機基であり、Yは(2+c)価の有機基であり、Zは下記式(1)で表される構造であり、Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基である。cは、1〜4の整数である。)
Figure 0005614284
(Wherein X is a tetravalent organic group, Y 2 is a (2 + c) valent organic group, Z is a structure represented by the following formula (1), and R 4 is a hydrogen atom or a carbon number. (It is an alkyl group of 1-4. C is an integer of 1-4.)

Figure 0005614284
(式中、Aは単結合又は2価の有機基であり、R、R、及びRはそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。)
10.下記式(7)で表される構造単位を含有するポリイミド。
Figure 0005614284
(In the formula, A is a single bond or a divalent organic group, and R 1 , R 2 , and R 3 are each independently a hydrogen atom or a C 1-20 monovalent organic group.)
10. Polyimide containing a structural unit represented by the following formula (7).

Figure 0005614284
(式中、Xは4価の有機基であり、Yは(2+c)価の有機基であり、Zは下記式(1)で表される構造である。cは、1〜4の整数である。)
Figure 0005614284
(In the formula, X is a tetravalent organic group, Y 2 is a (2 + c) valent organic group, and Z is a structure represented by the following formula (1). C is an integer of 1 to 4. .)

Figure 0005614284
(式中、Aは単結合又は2価の有機基であり、R、R、及びRはそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。)
11.下記式(8)で表される構造単位を含有するポリイミド前駆体。
Figure 0005614284
(In the formula, A is a single bond or a divalent organic group, and R 1 , R 2 , and R 3 are each independently a hydrogen atom or a C 1-20 monovalent organic group.)
11. The polyimide precursor containing the structural unit represented by following formula (8).

Figure 0005614284
(式中、Xは4価の有機基であり、Zは下記式(1)で表される構造であり、Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基であり、Rは炭素数1〜20の2価の有機基である。cは、1〜4の整数である。)
Figure 0005614284
(In the formula, X is a tetravalent organic group, Z is a structure represented by the following formula (1), R 4 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 5 is carbon. (It is a divalent organic group having a number of 1 to 20. c is an integer of 1 to 4.)

Figure 0005614284
(式中、Aは単結合又は2価の有機基であり、R、R、及びRはそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。)
12.下記式(9)で表される構造単位を含有するポリイミド。
Figure 0005614284
(In the formula, A is a single bond or a divalent organic group, and R 1 , R 2 , and R 3 are each independently a hydrogen atom or a C 1-20 monovalent organic group.)
12 The polyimide containing the structural unit represented by following formula (9).

Figure 0005614284
(式中、Xは4価の有機基であり、Zは下記式(1)で表される構造であり、Rは炭素数1〜20の2価の有機基である。cは、1〜4の整数である。)
Figure 0005614284
(In the formula, X is a tetravalent organic group, Z is a structure represented by the following formula (1), R 5 is a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, c is 1 It is an integer of ~ 4.)

Figure 0005614284
(式中、Aは単結合又は2価の有機基であり、R、R、及びRはそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。)
13.下記式(10)で表される構造単位を含有するポリイミド前駆体。
Figure 0005614284
(In the formula, A is a single bond or a divalent organic group, and R 1 , R 2 , and R 3 are each independently a hydrogen atom or a C 1-20 monovalent organic group.)
13. The polyimide precursor containing the structural unit represented by following formula (10).

Figure 0005614284
(式中、Xは4価の有機基であり、Zは下記式(1)で表される構造であり、Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基である。cは、1〜4の整数である。)
Figure 0005614284
(In the formula, X is a tetravalent organic group, Z is a structure represented by the following formula (1), R 4 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. It is an integer of ~ 4.)

Figure 0005614284
(式中、Aは単結合又は2価の有機基であり、R、R、及びRはそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。)
14.下記式(11)で表される構造単位を含有するポリイミド。
Figure 0005614284
(In the formula, A is a single bond or a divalent organic group, and R 1 , R 2 , and R 3 are each independently a hydrogen atom or a C 1-20 monovalent organic group.)
14 A polyimide containing a structural unit represented by the following formula (11).

Figure 0005614284
(式中、Xは4価の有機基であり、Zは下記式(1)で表される構造である。cは、1〜4の整数である。)
Figure 0005614284
(In the formula, X is a tetravalent organic group, Z is a structure represented by the following formula (1), and c is an integer of 1 to 4.)

Figure 0005614284
(式中、Aは単結合又は2価の有機基であり、R、R、及びRはそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。
Figure 0005614284
(In the formula, A is a single bond or a divalent organic group, and R 1 , R 2 , and R 3 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. )

本発明の液晶配向剤によれば、架橋剤を添加しなくても、ラビングによる膜の剥離や傷が発生しにくい機械的強度に優れた液晶配向膜が得られる。この液晶配向膜を用いることにより、偏光された放射線を照射することによって液晶配向能を付与した場合においても、高温時の電圧保持率が高く、イオン密度が低いため、表示特性に優れた液晶表示素子が得られる。   According to the liquid crystal aligning agent of the present invention, it is possible to obtain a liquid crystal aligning film excellent in mechanical strength that hardly causes peeling or scratching of the film due to rubbing without adding a crosslinking agent. By using this liquid crystal alignment film, even when liquid crystal alignment ability is imparted by irradiating polarized radiation, the liquid crystal display has excellent display characteristics because of high voltage retention at low temperatures and low ion density. An element is obtained.

本発明の液晶配向剤は、反応性の高い1級又は2級の脂肪族アミンをBoc基で保護しているため、ワニス状態で高い保存安定性を有する。また、本発明の液晶配向剤中に含有されるポリイミド前駆体及びポリイミドは、嵩高い置換基であるBoc基を有するため、各種有機溶剤に対して高い溶解性を示し、さらに、加熱により反応性の高い1級又は2級の脂肪族アミンを生成し、分子間架橋反応を進行させ、機械的強度に優れたポリイミド膜を形成する。   Since the highly reactive primary or secondary aliphatic amine is protected with a Boc group, the liquid crystal aligning agent of the present invention has high storage stability in a varnish state. Moreover, since the polyimide precursor and polyimide contained in the liquid crystal aligning agent of this invention have a Boc group which is a bulky substituent, they show high solubility with respect to various organic solvents, and also are reactive by heating. High-grade primary or secondary aliphatic amines are produced, and intermolecular crosslinking reaction is advanced to form a polyimide film having excellent mechanical strength.

また、本発明におけるBoc基で保護されたジアミン化合物は、テトラカルボン酸誘導体と反応させることにより、Boc基で保護された1級又は2級のアミノ基を有するポリイミド前駆体又はポリイミドを容易に製造することができる。   In addition, the diamine compound protected with a Boc group in the present invention is easily produced by reacting with a tetracarboxylic acid derivative to produce a polyimide precursor or polyimide having a primary or secondary amino group protected with a Boc group. can do.

本発明の液晶配向剤は、Boc基で保護された1級又は2級の脂肪族アミノ基を有するポリイミド前駆体又はそのイミド化重合体を含有することを特徴とする。ここで、Boc基で保護された1級又は2級の脂肪族アミノ基とは、−NRBoc(Rは、上記式(1)で定義)を有する脂肪族アミノ基を意味する。The liquid crystal aligning agent of the present invention is characterized by containing a polyimide precursor having a primary or secondary aliphatic amino group protected with a Boc group or an imidized polymer thereof. Here, the primary or secondary aliphatic amino group protected by the Boc group means an aliphatic amino group having —NR 3 Boc (R 3 is defined by the above formula (1)).

Boc基で保護された1級又は2級の脂肪族アミノ基を有するポリイミド前駆体又はそのイミド化重合体は、150℃以上で加熱することで、Boc基が脱離し、Boc基の保護がはずれた反応性の1級又は2級の脂肪族アミノ基が生成する。生成した1級又は2級の脂肪族アミノ基は、ポリイミド前駆体又はそのイミド化重合体に存在する官能基と反応し、分子間架橋を形成する。架橋反応の例としては、カルボン酸又はエステルとの反応(下記式(i))、ポリアミック酸の逆反応により生成した酸二無水物との反応(下記式(ii))、及びイミドとの反応(下記式(iii))が挙げられる。   A polyimide precursor having a primary or secondary aliphatic amino group protected with a Boc group or an imidized polymer thereof is heated at 150 ° C. or more, whereby the Boc group is released and the protection of the Boc group is lost. Reactive primary or secondary aliphatic amino groups are formed. The generated primary or secondary aliphatic amino group reacts with a functional group present in the polyimide precursor or its imidized polymer to form intermolecular crosslinks. Examples of crosslinking reactions include reactions with carboxylic acids or esters (following formula (i)), reactions with acid dianhydrides generated by the reverse reaction of polyamic acids (following formula (ii)), and reactions with imides. (The following formula (iii)).

Figure 0005614284
Figure 0005614284

Figure 0005614284
Figure 0005614284

上記の架橋反応は、本発明の液晶配向剤から液晶配向膜を形成する過程で進行することにより、本発明で得られる液晶配向膜は、その機械的強度が向上し、ラビングによる膜の剥離や傷が発生しないポリイミド膜が得られると考えられる。   The above cross-linking reaction proceeds in the process of forming a liquid crystal alignment film from the liquid crystal aligning agent of the present invention, so that the liquid crystal alignment film obtained in the present invention has improved mechanical strength, It is considered that a polyimide film that does not cause scratches is obtained.

液晶配向膜に液晶配向能を付与する方法としては、ラビング法以外に、偏光された放射線をポリイミド膜に照射することにより液晶配向能を付与する光配向法が知られている。光配向法としては、光異性化反応を利用したもの、光架橋反応を利用したもの、光分解反応を利用したものなどが提案されている。   As a method for imparting liquid crystal alignment ability to the liquid crystal alignment film, in addition to the rubbing method, a photo-alignment method for imparting liquid crystal alignment ability by irradiating a polyimide film with polarized radiation is known. As the photo-alignment method, a method using a photoisomerization reaction, a method using a photocrosslinking reaction, a method using a photolysis reaction, and the like have been proposed.

本発明の液晶配向剤及び液晶配向膜は、光配向法にも有用であり、光分解反応を利用した光配向法には特に有用である。光分解反応を利用した光配向法では、光照射によって低分子量成分が生成する。例えば、主鎖にシクロブタン環を有するポリイミドの光分解反応を利用した光配向法においては、配向処理を施すことにより、マレイミド部位を有する低分子量成分が発生する(下記式(xiii))。このような低分子量成分を含有する液晶配向膜を液晶表示素子に用いた場合、液晶中へ低分子量成分が溶出し、液晶表示素子の電圧保持率の低下及びイオン密度の増大を引き起こし、液晶表示素子の表示特性を悪化させる可能性がある。   The liquid crystal aligning agent and liquid crystal aligning film of the present invention are also useful for the photo-alignment method, and are particularly useful for the photo-alignment method using a photodecomposition reaction. In the photo-alignment method using a photolysis reaction, a low molecular weight component is generated by light irradiation. For example, in a photo-alignment method using a photodecomposition reaction of a polyimide having a cyclobutane ring in the main chain, a low molecular weight component having a maleimide moiety is generated by performing an alignment treatment (the following formula (xiii)). When such a liquid crystal alignment film containing a low molecular weight component is used in a liquid crystal display device, the low molecular weight component is eluted into the liquid crystal, causing a decrease in the voltage holding ratio and an increase in ion density of the liquid crystal display device. There is a possibility of deteriorating the display characteristics of the element.

Figure 0005614284
Figure 0005614284

本発明の液晶配向剤及び液晶配向膜は、上記式(i)〜(iii)の反応により形成された分子間3次元架橋により、ポリイミド前駆体及びポリイミドの低分子量化を抑制し、液晶中への低分子量成分の溶出を抑制することが可能である。
さらに、シクロブタン環の光分解反応により生成したマレイミドは、加熱により生成した1級又は2級の脂肪族アミノ基と反応することができる(下記式(xiv))。このような架橋反応においても、低分子量成分の液晶中への溶出を抑制することが可能である。これらの架橋反応の進行により、光配向法により液晶配向能を付与した液晶配向膜を液晶表示素子に用いた場合でも、高温時においても電圧保持率が高く、イオン密度が低い、表示特性に優れた液晶表示素子が得られると考えられる。
The liquid crystal aligning agent and liquid crystal aligning film of the present invention suppress the lowering of the molecular weight of the polyimide precursor and polyimide by intermolecular three-dimensional crosslinking formed by the reactions of the above formulas (i) to (iii), and into the liquid crystal. It is possible to suppress elution of low molecular weight components.
Furthermore, the maleimide produced by the photolysis reaction of the cyclobutane ring can react with a primary or secondary aliphatic amino group produced by heating (the following formula (xiv)). Even in such a crosslinking reaction, it is possible to suppress elution of low molecular weight components into the liquid crystal. Due to the progress of these cross-linking reactions, even when a liquid crystal alignment film provided with liquid crystal alignment ability by a photo-alignment method is used for a liquid crystal display element, the voltage holding ratio is high even at high temperatures, the ion density is low, and the display characteristics are excellent. It is considered that a liquid crystal display element can be obtained.

Figure 0005614284
Figure 0005614284

一方、2つ以上の1級又は2級の脂肪族アミンを有する化合物をポリイミド前駆体又はポリイミドの溶液に添加することでも、前記したような架橋反応が進行し、分子間架橋が形成される。しかし、ポリイミド前駆体又はポリイミド溶液に、1級又は2級の脂肪族アミンを添加すると、カルボン酸との塩形成、イミド化反応の進行、又はイミド環の開環反応などが進行し、重合体のゲル化、析出、分子量低下が起こるため、重合体溶液を長期間安定に保存することが困難である。これに対して、本発明の液晶配向剤は、1級又は2級の脂肪族アミノ基がBoc基で保護されているため、液晶配向剤を溶液状態で保存する際に重合体中の官能基と反応することがなく、保存安定性に優れた液晶配向剤が得られる。   On the other hand, also by adding a compound having two or more primary or secondary aliphatic amines to the polyimide precursor or the polyimide solution, the crosslinking reaction as described above proceeds and intermolecular crosslinking is formed. However, when a primary or secondary aliphatic amine is added to a polyimide precursor or polyimide solution, salt formation with carboxylic acid, progress of imidization reaction, ring-opening reaction of imide ring, etc. proceed, and polymer Gelation, precipitation, and molecular weight reduction occur, and it is difficult to stably store the polymer solution for a long period of time. On the other hand, since the primary or secondary aliphatic amino group is protected by the Boc group in the liquid crystal aligning agent of the present invention, the functional group in the polymer is stored when the liquid crystal aligning agent is stored in a solution state. The liquid crystal aligning agent excellent in storage stability is obtained.

また、低分子の架橋剤を使用する場合、該低分子の架橋剤は、液晶配向膜の形成過程における焼成時に昇華してしまい、過剰量添加しなければ、その効果が十分得られないことがある。また、過剰に添加した場合、未反応の架橋剤が膜中に残留し、液晶表示素子とした時に電圧保持率やイオン密度を悪化させ、良好な表示が得られない可能性がある。さらに、昇華した架橋剤が焼成炉内を汚染する可能性もある。それに対して、本発明の液晶配向剤は、架橋点となる脂肪族アミンが重合体中に組み込まれているため、低分子化合物が未反応のまま膜中に残存したり、昇華物が焼成炉を汚染したりすることがない。   In addition, when a low molecular crosslinking agent is used, the low molecular crosslinking agent sublimes during firing in the process of forming the liquid crystal alignment film, and the effect may not be sufficiently obtained unless an excessive amount is added. is there. Moreover, when it adds excessively, an unreacted crosslinking agent remains in a film | membrane, and when it is set as a liquid crystal display element, a voltage holding rate and an ion density may be deteriorated, and a favorable display may not be obtained. Further, the sublimated crosslinking agent may contaminate the firing furnace. On the other hand, in the liquid crystal aligning agent of the present invention, since the aliphatic amine serving as a crosslinking point is incorporated in the polymer, the low-molecular compound remains in the film without being reacted, or the sublimation product is a firing furnace. Will not contaminate.

以上のことから、本発明の液晶配向剤を用いることにより、ラビングによる膜の剥離や傷の発生しない機械的強度に優れた液晶配向膜が得られ、かつこの液晶配向膜を用いることで、配向処理方法を問わず、高温時でも電圧保持率が高く、イオン密度が低い液晶表示素子が得られる。さらに、架橋点となる1級又は2級の脂肪族アミノ基をBoc基で保護することで保存安定性に優れた液晶配向剤が得られることを見出し、本発明を完成させた。   From the above, by using the liquid crystal aligning agent of the present invention, a liquid crystal aligning film excellent in mechanical strength that does not cause peeling or scratching of the film by rubbing can be obtained, and by using this liquid crystal aligning film, alignment can be achieved. Regardless of the treatment method, a liquid crystal display element having a high voltage holding ratio and a low ion density even at high temperatures can be obtained. Furthermore, the present inventors have found that a liquid crystal aligning agent having excellent storage stability can be obtained by protecting a primary or secondary aliphatic amino group serving as a crosslinking point with a Boc group.

以下、本発明をさらに詳しく説明する。
a.[ポリイミド前駆体及びポリイミド]
本発明におけるポリイミド前駆体とは、加熱又は触媒の作用によりポリイミドとなる重合体であり、例えば、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、ポリアミック酸シリルエステル、ポリイソイミドが挙げられる。製造の容易さ及びイミド化の反応効率からポリイミド前駆体としては、ポリアミック酸、又はポリアミック酸エステルが特に好ましい。また、本発明におけるポリイミドとは、ポリイミド前駆体をイミド化することで得られる重合体である。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
a. [Polyimide precursor and polyimide]
The polyimide precursor in the present invention is a polymer that becomes a polyimide by heating or the action of a catalyst, and examples thereof include polyamic acid, polyamic acid ester, polyamic acid silyl ester, and polyisoimide. As the polyimide precursor, polyamic acid or polyamic acid ester is particularly preferable from the viewpoint of ease of production and imidization reaction efficiency. The polyimide in the present invention is a polymer obtained by imidizing a polyimide precursor.

本発明の液晶配向剤は、下記式(1)で表される置換基を有するポリイミド前駆体又はそのイミド化重合体を含有する。   The liquid crystal aligning agent of this invention contains the polyimide precursor which has a substituent represented by following formula (1), or its imidation polymer.

Figure 0005614284
Figure 0005614284

式中、Aは単結合又は2価の有機基であり、R、R、及びRはそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜20、好ましくは1〜10、より好ましくは1〜6の1価の有機基である。1価の有機基としては、1価の炭化水素基、水酸基、チオール基、リン酸エステル基、エステル基、カルボキシル基、リン酸基、チオエステル基、アミド基、ニトロ基、オルガノオキシ基、オルガノシリル基、オルガノチオ基、アシル基などが挙げられる。1価の有機基としては、脂肪族アミンの反応性の観点から、1価の炭化水素基が好ましい。1価の炭化水素基の具体的な例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、t−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基等のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;ビシクロヘキシル基等のビシクロアルキル基;ビニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、イソプロペニル基、1−メチル−2−プロペニル基、1又は2又は3−ブテニル基、ヘキセニル基等のアルケニル基;フェニル基、キシリル基、トリル基、ビフェニル基、ナフチル基等のアリール基;ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルシクロヘキシル基等のアラルキル基などが挙げられる。
なお、これらの1価の炭化水素基の水素原子の一部又は全部は、ハロゲン原子、水酸基、チオール基、リン酸エステル基、エステル基、カルボキシル基、リン酸基、チオエステル基、アミド基、ニトロ基、オルガノオキシ基、オルガノシリル基、オルガノチオ基、アシル基、アルキル基、シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基、ピロール基、イミダゾール基、ピラゾール基、アルコキシカルボニルアミノ基などで置換されていてもよい。また、これらは環状構造であってもよい。その中でも、ピロール基、イミダゾール基、ピラゾール基が好ましく、ピロール基、イミダゾール基、ピラゾール基の窒素原子上の水素原子がBoc基で置換されている場合がより好ましい。
In the formula, A is a single bond or a divalent organic group, and R 1 , R 2 , and R 3 are each independently a hydrogen atom or a carbon number of 1 to 20, preferably 1 to 10, more preferably 1 to 1. 6 is a monovalent organic group. Monovalent organic groups include monovalent hydrocarbon groups, hydroxyl groups, thiol groups, phosphate ester groups, ester groups, carboxyl groups, phosphate groups, thioester groups, amide groups, nitro groups, organooxy groups, organosilyl groups. Group, organothio group, acyl group and the like. The monovalent organic group is preferably a monovalent hydrocarbon group from the viewpoint of the reactivity of the aliphatic amine. Specific examples of monovalent hydrocarbon groups include methyl groups, ethyl groups, propyl groups, butyl groups, t-butyl groups, hexyl groups, octyl groups, decyl groups and other alkyl groups; cyclopentyl groups, cyclohexyl groups, and the like. A bicycloalkyl group such as a bicyclohexyl group; a vinyl group, 1-propenyl group, 2-propenyl group, isopropenyl group, 1-methyl-2-propenyl group, 1 or 2 or 3-butenyl group, hexenyl An alkenyl group such as a group; an aryl group such as a phenyl group, a xylyl group, a tolyl group, a biphenyl group and a naphthyl group; and an aralkyl group such as a benzyl group, a phenylethyl group and a phenylcyclohexyl group.
Some or all of the hydrogen atoms of these monovalent hydrocarbon groups are halogen atoms, hydroxyl groups, thiol groups, phosphate ester groups, ester groups, carboxyl groups, phosphate groups, thioester groups, amide groups, nitro groups, Group, organooxy group, organosilyl group, organothio group, acyl group, alkyl group, cycloalkyl group, bicycloalkyl group, alkenyl group, aryl group, aralkyl group, pyrrole group, imidazole group, pyrazole group, alkoxycarbonylamino group, etc. May be substituted. In addition, these may have a ring structure. Among these, a pyrrole group, an imidazole group, and a pyrazole group are preferable, and a case where the hydrogen atom on the nitrogen atom of the pyrrole group, the imidazole group, and the pyrazole group is substituted with a Boc group is more preferable.

及びRが、嵩高い構造であると架橋反応の反応効率が低下するため、R及びRとしてはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などのアルキル基、又は水素原子が好ましく、水素原子がより好ましい。
が、嵩高い構造であると架橋反応の反応効率が低下するため、Rとしてはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などのアルキル基、又は水素原子が好ましく、水素原子がより好ましい。
Aが2価の有機基である場合、その構造は例えば、下記式(12)で表される。
When R 1 and R 2 have a bulky structure, the reaction efficiency of the crosslinking reaction is lowered. Therefore, as R 1 and R 2 , an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or a butyl group, or a hydrogen atom Preferably, a hydrogen atom is more preferable.
When R 3 has a bulky structure, the reaction efficiency of the cross-linking reaction decreases. Therefore, R 3 is preferably an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or a butyl group, or a hydrogen atom, and more preferably a hydrogen atom. preferable.
When A is a divalent organic group, the structure is represented by the following formula (12), for example.

Figure 0005614284
式(12)中、Bは2価の連結基であり、R及びR16はそれぞれ独立して単結合又は炭素数1〜20、好ましくは1〜10の2価の炭化水素基である。Bの具体的な例としては下記B−1〜B−14が挙げられるが、これに限定されない。
Figure 0005614284
In formula (12), B is a divalent linking group, and R 6 and R 16 are each independently a single bond or a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms. Specific examples of B include the following B-1 to B-14, but are not limited thereto.

Figure 0005614284
Figure 0005614284

式(12)中のR及びR16の具体的な例を以下に挙げるが、これに限定されない。メチレン基、1,1−エチレン基、1,2−エチレン基、1,2−プロピレン基、1,3−プロピレン基、1,4−ブチレン基、1,2−ブチレン基、1,2−ペンチレン基、1,2−へキシレン基、1,2−ノニレン基、1,2−ドデシレン基、2,3−ブチレン基、2,4−ペンチレン基等のアルキレン基;1,2−シクロプロピレン基、1,2−シクロブチレン基、1,3−シクロブチレン基、1,2−シクロペンチレン基、1,2−シクロへキシレン基、1,2−シクロノニレン基、1,2−シクロドデシレン等のシクロアルキレン基;1,1−エテニレン基、1,2−エテニレン基、1,2−エテニレンメチレン基、1−メチル−1,2−エテニレン基、1,2−エテニレン−1,1−エチレン基、1,2−エテニレン−1,2−エチレン基、1,2−エテニレン−1,2−プロピレン基、1,2−エテニレン−1,3−プロピレン基、1,2−エテニレン−1,4−ブチレン基、1,2−エテニレン−1,2−ブチレン基、1,2−エテニレン−1,2−ヘプチレン基、1,2−エテニレン−1,2−デシレン基等のアルケニレン基;エチニレン基、エチニレンメチレン基、エチニレン−1,1−エチレン基、エチニレン−1,2−エチレン基、エチニレン−1,2−プロピレン基、エチニレン−1,3−プロピレン基、エチニレン−1,4−ブチレン基、エチニレン−1,2−ブチレン基、エチニレン−1,2−ヘプチレン基、エチニレン−1,2−デシレン基等のアルキニレン基;1,2−フェニレン基、1,3−フェニレン基、1,4−フェニレン基、1,2−ナフチレン基、1,4−ナフチレン基、1,5−ナフチレン基、2,3−ナフチレン基、2,6−ナフチレン基、3−フェニル−1,2−フェニレン基、2,2’−ジフェニレン基、2,2’−ジナフト−1,1’−イル基等のアリーレン基;1,2−フェニレンメチレン基、1,3−フェニレンメチレン基、1,4−フェニレンメチレン基、1,2−フェニレン−1,1−エチレン基、1,2−フェニレン−1,2−エチレン基、1,2−フェニレン−1,2−プロピレン基、1,2−フェニレン−1,3−プロピレン基、1,2−フェニレン−1,4−ブチレン基、1,2−フェニレン−1,2−ブチレン基、1,2−フェニレン−1,2−ヘキシレン基、メチレン―1,2−フェニレンメチレン基、メチレン―1,3−フェニレンメチレン基、メチレン―1,4−フェニレンメチレン基等のアリーレン基とアルキレン基からなる二官能炭化水素基が挙げられる。Specific examples of R 6 and R 16 in formula (12) are shown below, but are not limited thereto. Methylene group, 1,1-ethylene group, 1,2-ethylene group, 1,2-propylene group, 1,3-propylene group, 1,4-butylene group, 1,2-butylene group, 1,2-pentylene Group, 1,2-hexylene group, 1,2-nonylene group, 1,2-dodecylene group, 2,3-butylene group, alkylene group such as 2,4-pentylene group; 1,2-cyclopropylene group, Cycloalkylene such as 1,2-cyclobutylene group, 1,3-cyclobutylene group, 1,2-cyclopentylene group, 1,2-cyclohexylene group, 1,2-cyclononylene group, 1,2-cyclododecylene Group: 1,1-ethenylene group, 1,2-ethenylene group, 1,2-ethenylenemethylene group, 1-methyl-1,2-ethenylene group, 1,2-ethenylene-1,1-ethylene group, 1 , 2-Ethenylene-1,2- Tylene group, 1,2-ethenylene-1,2-propylene group, 1,2-ethenylene-1,3-propylene group, 1,2-ethenylene-1,4-butylene group, 1,2-ethenylene-1, Alkenylene groups such as 2-butylene group, 1,2-ethenylene-1,2-heptylene group, 1,2-ethenylene-1,2-decylene group; ethynylene group, ethynylenemethylene group, ethynylene-1,1-ethylene Group, ethynylene-1,2-ethylene group, ethynylene-1,2-propylene group, ethynylene-1,3-propylene group, ethynylene-1,4-butylene group, ethynylene-1,2-butylene group, ethynylene-1 , 2-heptylene group, ethynylene-1,2-decylene group and other alkynylene groups; 1,2-phenylene group, 1,3-phenylene group, 1,4-phenylene group, 1,2- Butylene group, 1,4-naphthylene group, 1,5-naphthylene group, 2,3-naphthylene group, 2,6-naphthylene group, 3-phenyl-1,2-phenylene group, 2,2′-diphenylene group, Arylene groups such as 2,2′-dinaphth-1,1′-yl group; 1,2-phenylenemethylene group, 1,3-phenylenemethylene group, 1,4-phenylenemethylene group, 1,2-phenylene-1 , 1-ethylene group, 1,2-phenylene-1,2-ethylene group, 1,2-phenylene-1,2-propylene group, 1,2-phenylene-1,3-propylene group, 1,2-phenylene -1,4-butylene group, 1,2-phenylene-1,2-butylene group, 1,2-phenylene-1,2-hexylene group, methylene-1,2-phenylenemethylene group, methylene-1,3- Phenylenemethylene group And a bifunctional hydrocarbon group composed of an arylene group such as methylene-1,4-phenylenemethylene group and an alkylene group.

なお、上記2価の炭化水素基の水素原子の一部又は全部は、ハロゲン原子、水酸基、チオール基、リン酸エステル基、エステル基、カルボキシル基、リン酸基、チオエステル基、アミド基、ニトロ基、オルガノオキシ基、オルガノシリル基、オルガノチオ基、アシル基、アルキル基、シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基などで置換されていてもよい。また、これらは環状構造であってもよい。   In addition, a part or all of the hydrogen atoms of the divalent hydrocarbon group may be a halogen atom, a hydroxyl group, a thiol group, a phosphate ester group, an ester group, a carboxyl group, a phosphate group, a thioester group, an amide group, or a nitro group. , An organooxy group, an organosilyl group, an organothio group, an acyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, a bicycloalkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an aralkyl group, and the like. In addition, these may have a ring structure.

及びR16が芳香環や脂環構造を含有する構造であると液晶配向性を低下させる可能性があるため、R及びR16は単結合又は炭素数1〜10のアルキレン基、アルケニル基、若しくはアルキニル基が好ましく、炭素数1〜10のアルキレン基がより好ましい。また、R及びR16の両方、又はどちらか一方が単結合であることが好ましい。If R 6 and R 16 have a structure containing an aromatic ring or an alicyclic structure, the liquid crystal orientation may be lowered. Therefore, R 6 and R 16 are a single bond or an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group. Group or an alkynyl group is preferable, and an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms is more preferable. Moreover, it is preferable that both or one of R 6 and R 16 is a single bond.

前記B−1〜B−14で表される構造において、R、R、R、R10、及びR11は、それぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜20の1価の炭化水素基である。ここで、1価の炭化水素基は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、t−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基等のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;ビシクロヘキシル基等のビシクロアルキル基;ビニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、イソプロペニル基、1−メチル−2−プロペニル基、1又は2又は3−ブテニル基、ヘキセニル基等のアルケニル基;フェニル基、キシリル基、トリル基、ビフェニル基、ナフチル基等のアリール基;ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルシクロヘキシル基等のアラルキル基などが挙げられる。In the structure represented by B-1 to B-14, R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , and R 11 are each independently a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms. It is a group. Here, the monovalent hydrocarbon group is an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a t-butyl group, a hexyl group, an octyl group or a decyl group; a cycloalkyl such as a cyclopentyl group or a cyclohexyl group. Groups; bicycloalkyl groups such as bicyclohexyl groups; vinyl groups, 1-propenyl groups, 2-propenyl groups, isopropenyl groups, 1-methyl-2-propenyl groups, 1 or 2 or 3-butenyl groups, hexenyl groups, etc. Examples include alkenyl groups; aryl groups such as phenyl, xylyl, tolyl, biphenyl, and naphthyl groups; and aralkyl groups such as benzyl, phenylethyl, and phenylcyclohexyl.

なお、これらの1価の炭化水素基の水素原子の一部又は全部は、ハロゲン原子、水酸基、チオール基、リン酸エステル基、エステル基、カルボキシル基、リン酸基、チオエステル基、アミド基、ニトロ基、オルガノオキシ基、オルガノシリル基、オルガノチオ基、アシル基、アルキル基、シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基などで置換されていてもよい。また、これらは環状構造であってもよい。   Some or all of the hydrogen atoms of these monovalent hydrocarbon groups are halogen atoms, hydroxyl groups, thiol groups, phosphate ester groups, ester groups, carboxyl groups, phosphate groups, thioester groups, amide groups, nitro groups, Group, organooxy group, organosilyl group, organothio group, acyl group, alkyl group, cycloalkyl group, bicycloalkyl group, alkenyl group, aryl group, aralkyl group and the like may be substituted. In addition, these may have a ring structure.

、R、R、R10、及びR11が芳香環や脂環構造などの嵩高い構造であると液晶配向性を低下させたり、重合体の溶解性を低下させたりする可能性があるため、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などのアルキル基、又は水素原子が好ましく、水素原子がより好ましい。
以上より、式(1)で表されるBoc基で保護された1級又は2級の脂肪族アミンを含有する置換基の具体的な例としては、下記式(13)〜(18)の構造が特に好ましい。
If R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , and R 11 have a bulky structure such as an aromatic ring or an alicyclic structure, the liquid crystal orientation may be lowered or the solubility of the polymer may be lowered. Therefore, an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or a butyl group, or a hydrogen atom is preferable, and a hydrogen atom is more preferable.
From the above, specific examples of the substituent containing the primary or secondary aliphatic amine protected by the Boc group represented by the formula (1) include structures of the following formulas (13) to (18). Is particularly preferred.

Figure 0005614284
Figure 0005614284

本発明の液晶配向剤は、上記式(1)で表される置換基を、重合体の末端や重合体の側鎖に有するポリイミド前駆体又はそのイミド化重合体を含有する。上記式(1)の置換基の導入量の制御が容易であるため、上記式(1)で表される置換基を重合体の側鎖に導入した下記式(2)で表される構造単位を有するポリイミド前駆体、及びそのイミド化重合体であることが好ましい。   The liquid crystal aligning agent of this invention contains the polyimide precursor which has the substituent represented by the said Formula (1) in the terminal of a polymer, or a polymer side chain, or its imidized polymer. The structural unit represented by the following formula (2) in which the substituent represented by the above formula (1) is introduced into the side chain of the polymer because the introduction amount of the substituent of the above formula (1) is easy to control. It is preferable that it is the polyimide precursor which has, and its imidation polymer.

Figure 0005614284
(式中、Xは(4+a)価の有機基であり、Yは(2+b)価の有機基であり、Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基であり、Zは上記式(1)で表される構造である。a及びbは、それぞれ0〜4、好ましくは0〜2の整数であって、a+b>0である。)
上記式(2)のポリイミド前駆体及びそのイミド化重合体を製造する方法としては、ポリイミド前駆体の原料であるテトラカルボン酸誘導体及びジアミン化合物に、上記式(1)で表される置換基を導入した原料を用いることが好ましい。具体的には、下記式(19)〜(21)で表されるテトラカルボン酸誘導体及び下記式(22)で表されるジアミン化合物を用いることが好ましい。
Figure 0005614284
Wherein X 1 is a (4 + a) valent organic group, Y 1 is a (2 + b) valent organic group, R 4 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and Z is the above (It is a structure represented by Formula (1). A and b are each an integer of 0-4, preferably 0-2, and a + b> 0.)
As a method for producing the polyimide precursor of the above formula (2) and the imidized polymer thereof, the substituent represented by the above formula (1) is added to the tetracarboxylic acid derivative and the diamine compound which are raw materials of the polyimide precursor. It is preferable to use the introduced raw material. Specifically, it is preferable to use a tetracarboxylic acid derivative represented by the following formulas (19) to (21) and a diamine compound represented by the following formula (22).

Figure 0005614284
上記式(19)〜(21)において、Rは炭素数1〜4のアルキル基である。アルキル基の具体的な例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、2−プロピル基、ブチル基、t−ブチル基が挙げられる。ポリアミック酸エステルは、アルキル基における炭素数が増えるに従ってイミド化が進行する温度が高くなるので、Rは、熱によるイミド化のしやすさの観点から、メチル基又はエチル基が好ましく、メチル基が特に好ましい。Zは上記式(1)で表される構造を有する置換基であり、aは0〜4の整数である。Xは(4+a)価の有機基である。
Figure 0005614284
In the above formulas (19) to (21), R 4 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Specific examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a 2-propyl group, a butyl group, and a t-butyl group. The polyamic acid ester has a higher temperature at which imidization proceeds as the number of carbon atoms in the alkyl group increases. Therefore, R 4 is preferably a methyl group or an ethyl group from the viewpoint of easiness of imidization by heat. Is particularly preferred. Z is a substituent having a structure represented by the above formula (1), and a is an integer of 0-4. X 1 is a (4 + a) valent organic group.

Figure 0005614284
上記式(22)において、Zは上記式(1)で表される構造を有する置換基であり、bは0〜4の整数である。Yは(2+b)価の有機基である。
Figure 0005614284
In the above formula (22), Z is a substituent having a structure represented by the above formula (1), and b is an integer of 0-4. Y 1 is a (2 + b) -valent organic group.

本発明においては、上記式(19)〜(21)で表されるテトラカルボン酸誘導体と上記式(22)で表されるジアミン化合物とともに、 下記式(23)〜(25)で表されるテトラカルボン酸誘導体及び下記式(26)で表されるジアミン化合物を使用し、これらを任意の割合で混合し、ポリイミド前駆体を製造することにより、上記式(2)で表される構造単位を含有するポリイミド前駆体を製造することができる。   In the present invention, together with the tetracarboxylic acid derivative represented by the above formulas (19) to (21) and the diamine compound represented by the above formula (22), the tetra represented by the following formulas (23) to (25) Using a carboxylic acid derivative and a diamine compound represented by the following formula (26), mixing these at an arbitrary ratio, and producing a polyimide precursor, containing a structural unit represented by the above formula (2) The polyimide precursor to be manufactured can be manufactured.

Figure 0005614284
上記式(23)〜(25)において、X、Rは、それぞれの好ましい例も含めて式(19)〜(21)の場合と同じである。
Figure 0005614284
In the above formulas (23) to (25), X and R 4 are the same as those in formulas (19) to (21) including preferred examples.

Figure 0005614284
上記式(26)において、Yは2価の有機基である。
上記式(19)〜(21)及び上記式(23)〜(25)において、X及びXの構造は特に限定されるものではない。その具体例を挙げるならば、下記X−1〜X−46で表される構造が挙げられる。また、これらのテトラカルボン酸誘導体は2種類以上使用してもよい。
ただし、上記式(19)〜(21)においては、Zの置換数であるaによって、Xの価数が変化する。すなわち、Zの置換数だけ、下記X−1〜X−46で表される構造の任意の位置から水素原子を取り除いた構造がXの構造である。
Figure 0005614284
In the above formula (26), Y is a divalent organic group.
In the above formulas (19) to (21) and the above formulas (23) to (25), the structures of X and X 1 are not particularly limited. If the specific example is given, the structure represented by the following X-1 to X-46 will be mentioned. Two or more of these tetracarboxylic acid derivatives may be used.
However, in the above formulas (19) to (21), the valence of X 1 varies depending on a which is the number of substitution of Z. That is, the substitution number of Z by a structure structure obtained by removing a hydrogen atom from an arbitrary position of X 1 of the structures represented by the following X-1~X-46.

Figure 0005614284
Figure 0005614284

Figure 0005614284
Figure 0005614284

Figure 0005614284
Figure 0005614284

上記式(22)及び上記式(26)において、Y及びYの構造は特に限定されるものではない。その具体例を挙げるとするならば、下記Y−1〜Y−100で表される構造が挙げられる。また、ジアミン化合物は2種類以上であってもよい。
ただし、上記式(22)においては、Zの置換数b(b=0〜4)によって、Yの価数が変化する。すなわち、Zの置換数だけ、下記Y−1〜Y−100で表される構造の任意の位置から水素原子を取り除いた構造がYの構造である。
In the above formula (22) and the above formula (26), the structures of Y and Y 1 are not particularly limited. If the specific example is given, the structure represented by following Y-1-Y-100 will be mentioned. Two or more diamine compounds may be used.
However, in the above formula (22), the valence of Y 1 varies depending on the substitution number b (b = 0 to 4) of Z. That is, the substitution number of Z only structure obtained by removing a hydrogen atom from any position of the structure represented by the following Y-1 to Y-100 has the structure of Y 1.

Figure 0005614284
Figure 0005614284

Figure 0005614284
Figure 0005614284

Figure 0005614284
Figure 0005614284

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Figure 0005614284
Figure 0005614284

Figure 0005614284
本発明では、上記式(2)において、置換基Zは、テトラカルボン酸誘導体又はジアミン部位のどちらかに1つ以上に存在していればよい。
製造の容易さ及び単量体の扱いやすさの観点から上記式(22)で表されるジアミン化合物を用いることが好ましい。本発明のポリイミド前駆体及びポリイミドとしては、下記式(3)で表される構造単位を含有するポリイミド前駆体、及び下記式(7)で表される構造単位を含有するポリイミドが好ましい。
Figure 0005614284
In the present invention, in the above formula (2), the substituent Z may be present in one or more of either the tetracarboxylic acid derivative or the diamine moiety.
It is preferable to use the diamine compound represented by the above formula (22) from the viewpoint of ease of production and ease of handling of the monomer. The polyimide precursor and polyimide of the present invention are preferably a polyimide precursor containing a structural unit represented by the following formula (3) and a polyimide containing a structural unit represented by the following formula (7).

Figure 0005614284
式(3)中、Xは4価の有機基であり、Yは(2+c)価の有機基であり、Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基である。Zは上記式(1)で表される構造である。cは、1〜4、好ましくは1〜2の整数である。
Figure 0005614284
In Formula (3), X is a tetravalent organic group, Y 2 is a (2 + c) valent organic group, and R 4 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Z is a structure represented by the above formula (1). c is an integer of 1-4, preferably 1-2.

Figure 0005614284
式(7)における、X、Y2、Z、cは、上記式(3)の場合と同じ意味である。
上記式(3)及び(7)の構造単位を含有するポリイミド前駆体又はポリイミドは、上記式(23)〜(25)で表されるテトラカルボン酸誘導体及び下記式(27)で表されるジアミン化合物と上記式(26)で表されるジアミン化合物を任意の割合で混合し、反応することで製造される。
Figure 0005614284
In the formula (7), X, Y 2, Z, and c have the same meaning as in the above formula (3).
The polyimide precursor or polyimide containing the structural units of the above formulas (3) and (7) is a tetracarboxylic acid derivative represented by the above formulas (23) to (25) and a diamine represented by the following formula (27). The compound and the diamine compound represented by the above formula (26) are mixed at an arbitrary ratio and reacted.

Figure 0005614284
式(27)中、Y、Z、cは、上記式(3)及び(7)の場合と同じ意味である。Yで表される構造の具体例を挙げるとするならば、前記のY−1〜Y−100で表される構造が挙げられる。また、ジアミン化合物は2種類以上であってもよい。
ただし、上記式(27)においては、Zの置換数cによって、Yの価数が変化する。すなわち、Zの置換数だけ、Y−1〜Y−100で表される構造の任意の位置から水素原子を取り除いた構造がYの構造である。
Figure 0005614284
In formula (27), Y 2 , Z, and c have the same meanings as in the above formulas (3) and (7). If the specific examples of structures represented by Y 2, the structure represented by the Y-1 to Y-100 and the like. Two or more diamine compounds may be used.
However, in the above formula (27), the valence of Y 2 changes depending on the substitution number c of Z. That is, the substitution number of Z only structure obtained by removing a hydrogen atom from any position of the structure represented by Y-1 to Y-100 has the structure of Y 2.

ビフェニル、シクロヘキシル、ステロイド、炭素数10以上の長鎖アルキル基、フルオロアルキル基などの嵩高い側鎖を含まないジアミン化合物であって、芳香族アミノ基を含有するジアミン化合物を用いて得られるポリイミド前駆体又はポリイミドを用いると、良好な液晶配向性と優れた機械的特性を有する液晶配向膜が得られる。発明の液晶配向剤としては、下記式(4)で表される構造単位を含有するポリイミド前駆体、又は下記式(9)で表される構造単位を含有するポリイミドを含有することが好ましい。   A polyimide precursor obtained by using a diamine compound that does not contain a bulky side chain such as biphenyl, cyclohexyl, steroid, a long-chain alkyl group having 10 or more carbon atoms, or a fluoroalkyl group, and that contains an aromatic amino group When the body or polyimide is used, a liquid crystal alignment film having good liquid crystal alignment properties and excellent mechanical properties can be obtained. As a liquid crystal aligning agent of invention, it is preferable to contain the polyimide precursor containing the structural unit represented by following formula (4), or the polyimide containing the structural unit represented by following formula (9).

Figure 0005614284
(式中、X、R、Z及びcは、上記式(3)の場合と同じ意味を表わし、Rは単結合又は芳香族基を有する2価の有機基である。)
Figure 0005614284
(In the formula, X, R 4 , Z and c represent the same meaning as in formula (3) above, and R 5 is a divalent organic group having a single bond or an aromatic group.)

Figure 0005614284
(式中、X、Z、R及びcは、上記式(4)の場合と同じ意味を表わす。)
本発明においては、得られる重合体の直線性が高いほどより良好な液晶配向性を有する液晶配向膜が得られるので、置換基Zを含有するジアミン化合物としては、下記式(28)〜(44)及び下記式(58)〜(61)で表されるジアミン化合物がより好ましい。これらの式において、Zは上記式(1)で表される構造であり、cは、1〜4の整数であり、d及びeは、1〜2の整数である。
Figure 0005614284
(In the formula, X, Z, R 5 and c have the same meaning as in the case of the above formula (4).)
In the present invention, the higher the linearity of the polymer obtained, the more liquid crystal alignment film having better liquid crystal alignment can be obtained. As the diamine compound containing the substituent Z, the following formulas (28) to (44) ) And diamine compounds represented by the following formulas (58) to (61) are more preferable. In these formulas, Z is a structure represented by the above formula (1), c is an integer of 1 to 4, and d and e are integers of 1 to 2.

Figure 0005614284
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Figure 0005614284
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Figure 0005614284
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Figure 0005614284
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Figure 0005614284
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本発明において、重合体主鎖が剛直であると機械的強度に優れたポリイミド膜が得られるので、本発明のポリイミド前駆体及びポリイミドとしては、下記式(5)で表される構造単位を含有するポリイミド前駆体、及び下記式(11)で表される構造単位を含有するポリイミドがより好ましい。   In the present invention, if the polymer main chain is rigid, a polyimide film having excellent mechanical strength can be obtained. Therefore, the polyimide precursor and polyimide of the present invention contain a structural unit represented by the following formula (5). The polyimide precursor which performs and the polyimide containing the structural unit represented by following formula (11) are more preferable.

Figure 0005614284
(式中、X、R、Z及びcは、上記式(3)の場合と同じ意味を表わす。)
Figure 0005614284
(In the formula, X, R 4 , Z and c have the same meaning as in the case of the above formula (3).)

Figure 0005614284
(式中、X、R、Z及びcは、上記式(3)の場合と同じ意味を表わす。)
b.[特定ジアミン化合物]
本発明では、ポリイミド前駆体を製造するための原料として、特に好ましいジアミン化合物として、下記式(A)〜(F)のジアミン化合物が挙げられる。
Figure 0005614284
(In the formula, X, R 4 , Z and c have the same meaning as in the case of the above formula (3).)
b. [Specific diamine compound]
In this invention, the diamine compound of following formula (A)-(F) is mentioned as a raw material for manufacturing a polyimide precursor as a particularly preferable diamine compound.

Figure 0005614284
Figure 0005614284

b1.[特定ジアミン化合物の製造]
上記式(A)〜(E)で表される特定ジアミン化合物の製造法について以下に説明するが、本発明はこれらに限定されるものはない。
まず、上記式(A)のジアミン化合物は、例えば、下記式(45)の2−シアノ−4−ニトロアニリンを出発原料として用いて、下記式(iv)に示す中間体を経て、製造される。
b1. [Production of specific diamine compound]
Although the manufacturing method of the specific diamine compound represented by the said formula (A)-(E) is demonstrated below, this invention is not limited to these.
First, the diamine compound of the above formula (A) is produced, for example, through an intermediate represented by the following formula (iv) using 2-cyano-4-nitroaniline of the following formula (45) as a starting material. .

Figure 0005614284
Figure 0005614284

Figure 0005614284
Figure 0005614284

まず、上記式(45)の2−シアノ−4−ニトロアニリンを有機溶剤に溶解させる。ここで、用いる有機溶剤は、2−シアノ−4−ニトロアニリンを溶解させ、後で添加する還元剤によって分解することのない有機溶剤であれば、特に限定されないが、脱水処理したテトラヒドロフラン(THF)が好ましい。得られた2−シアノ−4−ニトロアニリン溶液を、−40℃〜70℃、好ましくは、−20℃〜20℃に冷却した後、反応溶液を撹拌しながら、還元剤を添加する。還元剤が粉末の場合は、そのまま反応溶液に添加するのが好ましく、還元剤が溶液の場合は、滴下して加えるのが好ましい。還元剤としては、ボラン、ボラン錯体、水素化ホウ素ナトリウム、リチウムアルミニウムハイドライドなどが挙げられ、ボラン−THF錯体が好ましい。還元剤を添加した後、反応溶液を冷却したまま、30分〜4時間、好ましくは、1〜2時間撹拌する。その後、室温で、12〜72時間、好ましくは、24〜48時間撹拌する。反応終了後、1〜2Mの無機酸を加え、反応溶液を酸性とする。無機酸としては、塩酸、フッ化水素、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、リン酸、硝酸、硫酸、ホウ酸などが挙げられるが、塩酸がより好ましい。無機酸を加えた後、室温で1〜2時間撹拌し、反応溶液を0〜10℃に冷却し、1〜2Mの無機アルカリ水溶液を加え、反応溶液をアルカリ性にする。無機アルカリ水溶液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムなどの水溶液が挙げられるが、水酸化ナトリウム水溶液がより好ましい。反応溶液をアルカリ性にした後、有機溶剤を加え抽出する。   First, 2-cyano-4-nitroaniline of the above formula (45) is dissolved in an organic solvent. Here, the organic solvent to be used is not particularly limited as long as it is an organic solvent in which 2-cyano-4-nitroaniline is dissolved and is not decomposed by a reducing agent added later, but dehydrated tetrahydrofuran (THF). Is preferred. The obtained 2-cyano-4-nitroaniline solution is cooled to −40 ° C. to 70 ° C., preferably −20 ° C. to 20 ° C., and then the reducing agent is added while stirring the reaction solution. When the reducing agent is powder, it is preferably added to the reaction solution as it is, and when the reducing agent is a solution, it is preferably added dropwise. Examples of the reducing agent include borane, borane complex, sodium borohydride, lithium aluminum hydride and the like, and borane-THF complex is preferable. After adding the reducing agent, the reaction solution is stirred for 30 minutes to 4 hours, preferably 1 to 2 hours while cooling. Thereafter, the mixture is stirred at room temperature for 12 to 72 hours, preferably 24 to 48 hours. After completion of the reaction, 1-2M inorganic acid is added to make the reaction solution acidic. Examples of inorganic acids include hydrochloric acid, hydrogen fluoride, hydrobromic acid, hydroiodic acid, phosphoric acid, nitric acid, sulfuric acid, boric acid and the like, with hydrochloric acid being more preferred. After adding the inorganic acid, the mixture is stirred at room temperature for 1 to 2 hours, the reaction solution is cooled to 0 to 10 ° C., and a 1 to 2 M inorganic alkali aqueous solution is added to make the reaction solution alkaline. Examples of the inorganic alkaline aqueous solution include aqueous solutions of sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, and the like, but an aqueous sodium hydroxide solution is more preferable. After making the reaction solution alkaline, an organic solvent is added for extraction.

抽出に使用する有機溶剤としては、ハロゲン系の有機溶剤が好ましく、ジクロロメタンがより好ましい。得られた有機層を純水又は飽和食塩水で洗浄し、乾燥剤で乾燥させる。乾燥剤としては、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウムが好ましい。得られた有機層の乾燥は、4〜24時間、好ましくは、12〜24時間行う。乾燥剤を除去し、得られたろ液から溶媒を留去すると、下記式(46)で表される化合物を得ることができる。得られた化合物は、精製することなく、次の反応に用いることができるが、種々の方法で精製してもよい。精製方法としては、シリカゲルカラムクロマトグラフィー、再結晶、有機溶剤での洗浄などが挙げられるが、操作の簡便さ、精製効率の高さから再結晶がより好ましい。再結晶に用いる有機溶剤は、下記式(46)を再結晶できる有機溶剤であれば、その種類を選ばず、2種類以上の混合溶剤で再結晶を行っても良い。   As the organic solvent used for extraction, a halogen-based organic solvent is preferable, and dichloromethane is more preferable. The obtained organic layer is washed with pure water or saturated saline and dried with a desiccant. As the desiccant, sodium sulfate and magnesium sulfate are preferable. The obtained organic layer is dried for 4 to 24 hours, preferably 12 to 24 hours. When the desiccant is removed and the solvent is distilled off from the obtained filtrate, a compound represented by the following formula (46) can be obtained. The obtained compound can be used for the next reaction without purification, but may be purified by various methods. Examples of the purification method include silica gel column chromatography, recrystallization, washing with an organic solvent, and the like. Recrystallization is more preferable from the viewpoint of ease of operation and high purification efficiency. As long as the organic solvent used for recrystallization is an organic solvent which can recrystallize following formula (46), the kind may be chosen and it may recrystallize with 2 or more types of mixed solvents.

Figure 0005614284
次に、上記式(46)で表される化合物から下記式(47)を製造する方法について説明する。
Figure 0005614284
Next, a method for producing the following formula (47) from the compound represented by the formula (46) will be described.

Figure 0005614284
Figure 0005614284

まず、上記式(46)で表される化合物を有機溶剤に溶解させ、二炭酸ジ−tert−ブチルを加え、反応温度が−10℃〜40℃、好ましくは、0℃〜20℃で、12〜48時間、好ましくは、20〜40時間撹拌し、反応させる。反応に使用する有機溶剤としては、上記式(46)の化合物が溶解し、かつ、二炭酸ジ−tert−ブチルと反応しないものであれば、その種類を選ばないが、ジクロロメタン、テトラヒドロフランがより好ましい。また、反応をより効率的に進行させるために、トリエチルアミン、ピリジンなどの有機塩基を添加してもよい。添加量は、上記式(46)の化合物に対して、1〜2モル等量が好ましい。反応終了後、有機溶剤、純水又は飽和食塩水を加え、抽出し、得られた有機層に乾燥剤を添加し、乾燥させる。抽出に使用する有機溶剤としては、水と混合しないものであれば、その種類を選ばないが、ジクロロメタンが好ましい。また、反応溶液に、水又は飽和食塩水を添加し抽出してもよい。乾燥剤としては、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウムが好ましい。得られた有機層の乾燥は、4〜24時間、好ましくは、12〜24時間行う。乾燥剤を除去し、得られたろ液から溶媒を留去すると、上記式(47)で表される化合物を得ることができる。得られた化合物は、精製することなく、次の反応に用いることができるが、種々の方法で精製するのが好ましい。精製方法としては、シリカゲルカラムクロマトグラフィー、再結晶、有機溶剤での洗浄などが挙げられるが、操作の簡便さ、精製効率の高さから再結晶がより好ましい。再結晶に用いる有機溶剤は、下記式(47)を再結晶できる有機溶剤であれば、その種類を選ばず、2種類以上の混合溶剤で再結晶を行っても良い。
次に、上記式(47)で表される化合物から下記式(A)で表されるジアミン化合物を製造する方法について説明する。
First, the compound represented by the above formula (46) is dissolved in an organic solvent, di-tert-butyl dicarbonate is added, the reaction temperature is −10 ° C. to 40 ° C., preferably 0 ° C. to 20 ° C. Stir to react for ˜48 hours, preferably 20 to 40 hours. The organic solvent used in the reaction is not limited as long as it dissolves the compound of the above formula (46) and does not react with di-tert-butyl dicarbonate, but dichloromethane and tetrahydrofuran are more preferable. . Moreover, in order to advance reaction more efficiently, you may add organic bases, such as a triethylamine and a pyridine. The addition amount is preferably 1 to 2 molar equivalents relative to the compound of the above formula (46). After completion of the reaction, an organic solvent, pure water or saturated saline is added and extracted, and a drying agent is added to the obtained organic layer and dried. The organic solvent used for the extraction is not limited as long as it is not mixed with water, but dichloromethane is preferred. Moreover, you may extract by adding water or a saturated salt solution to a reaction solution. As the desiccant, sodium sulfate and magnesium sulfate are preferable. The obtained organic layer is dried for 4 to 24 hours, preferably 12 to 24 hours. The compound represented by the above formula (47) can be obtained by removing the desiccant and distilling off the solvent from the obtained filtrate. The obtained compound can be used for the next reaction without purification, but is preferably purified by various methods. Examples of the purification method include silica gel column chromatography, recrystallization, washing with an organic solvent, and the like. Recrystallization is more preferable from the viewpoint of ease of operation and high purification efficiency. As long as the organic solvent used for recrystallization is an organic solvent which can recrystallize following formula (47), the kind may be chosen and it may recrystallize with 2 or more types of mixed solvents.
Next, a method for producing a diamine compound represented by the following formula (A) from the compound represented by the above formula (47) will be described.

Figure 0005614284
Figure 0005614284

まず上記式(47)で表される化合物を有機溶剤に溶解させる。ここで、使用する有機溶剤は、公知のものであれば、その種類を選ばない。反応をより効率的に進めるために、メタノール、エタノール、2−プロパノール、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサンが好ましく、メタノール、エタノールがより好ましい。上記式(47)で表される化合物を有機溶剤に溶解させた後、反応容器内を窒素で置換した後、触媒を加え、反応容器内を水素で置換する。触媒としては、パラジウムカーボン、プラチナカーボン、酸化白金などが挙げられるが、ベンジル位の分解反応を抑制するため、酸化白金がより好ましい。反応混合物を0℃〜100℃、好ましくは、10〜60℃で、10〜48時間、好ましくは、15〜30時間撹拌する。反応終了後、触媒を除去し、有機溶剤を留去することで、上記式(A)で表される本発明のジアミン化合物を得ることができる。得られた化合物は、精製しなければ、重合反応が進行せず、高分子量の重合体が得られないため、種々の方法で精製するのが好ましい。精製方法としては、シリカゲルカラムクロマトグラフィー、再結晶、有機溶剤での洗浄などが挙げられるが、操作の簡便さ、精製効率の高さから再結晶がより好ましい。再結晶に用いる有機溶剤は、下記式(A)のジアミンを再結晶できる有機溶剤であれば、その種類を選ばず、2種類以上の混合溶剤で再結晶を行っても良い。   First, the compound represented by the above formula (47) is dissolved in an organic solvent. Here, if the organic solvent to be used is a well-known thing, the kind will not be chosen. In order to advance the reaction more efficiently, methanol, ethanol, 2-propanol, tetrahydrofuran, and 1,4-dioxane are preferable, and methanol and ethanol are more preferable. After dissolving the compound represented by the formula (47) in an organic solvent, the inside of the reaction vessel is replaced with nitrogen, a catalyst is added, and the inside of the reaction vessel is substituted with hydrogen. Examples of the catalyst include palladium carbon, platinum carbon, platinum oxide, and the like, and platinum oxide is more preferable in order to suppress the decomposition reaction at the benzyl position. The reaction mixture is stirred at 0 to 100 ° C., preferably 10 to 60 ° C., for 10 to 48 hours, preferably 15 to 30 hours. After completion of the reaction, the diamine compound of the present invention represented by the above formula (A) can be obtained by removing the catalyst and distilling off the organic solvent. If the obtained compound is not purified, the polymerization reaction does not proceed and a high molecular weight polymer cannot be obtained. Therefore, it is preferable to purify by various methods. Examples of the purification method include silica gel column chromatography, recrystallization, washing with an organic solvent, and the like. Recrystallization is more preferable from the viewpoint of ease of operation and high purification efficiency. As long as the organic solvent used for recrystallization is an organic solvent which can recrystallize the diamine of a following formula (A), the kind may be chosen and it may recrystallize with 2 or more types of mixed solvents.

以下、上記式(B)及び(C)のジアミン化合物の製造方法を示すが、これに限定されない。上記式(B)及び(C)のジアミン化合物は、例えば、下記式(48)のプロパルギルアミンを出発原料とし用いて、下記式(v)及び(vi)に示す中間体を経て、製造される。   Hereinafter, although the manufacturing method of the diamine compound of the said Formula (B) and (C) is shown, it is not limited to this. The diamine compounds of the above formulas (B) and (C) are produced, for example, through the intermediates shown in the following formulas (v) and (vi) using propargylamine of the following formula (48) as a starting material. .

Figure 0005614284
Figure 0005614284

Figure 0005614284
Figure 0005614284

Figure 0005614284
上記ジアミン(B)及び(C)は、それぞれ下記式(49)及び(50)のヨウ化アリールを用いて製造される以外は、同様の方法で製造することが可能である。また、下記式(49)及び(50)のヨード基の置換位置にクロル基、ブロモ基、トリフルオロメチルスルホニル基が置換した化合物を用いてもよいが、反応性の観点からヨウ化アリールが好ましい。
Figure 0005614284
The diamines (B) and (C) can be produced in the same manner except that they are produced using aryl iodides of the following formulas (49) and (50), respectively. In addition, a compound in which a chloro group, a bromo group, or a trifluoromethylsulfonyl group is substituted at the substitution position of the iodo group in the following formulas (49) and (50) may be used, but aryl iodide is preferable from the viewpoint of reactivity. .

Figure 0005614284
Figure 0005614284

Figure 0005614284
以下に、上記式(48)のプロパルギルアミンから、下記式(51)のBoc−プロパルギルアミンを製造する方法について説明する。
Figure 0005614284
Hereinafter, a method for producing Boc-propargylamine of the following formula (51) from the propargylamine of the above formula (48) will be described.

Figure 0005614284
Figure 0005614284

プロパルギルアミンを有機溶剤に溶解させ、有機塩基を加える。ここで、反応に用いる有機溶剤としては、プロパルギルアミンを溶解し、後に添加する二炭酸ジ−tert−ブチルと反応しないものであれば、その種類を選ばないが、ジクロロメタンが好ましい。また、有機塩基は、アミノ基の求核性を向上させる目的で添加し、トリエチルアミン又はピリジンがより好ましい。反応溶液を−5℃〜40℃、好ましくは0℃〜20℃とし、二炭酸ジ−tert−ブチルを反応溶液中に滴下する。滴下速度は、速すぎると反応が急激に進行するため、滴下時間は10分〜1時間が好ましい。また滴下速度は、二炭酸ジ−tert−ブチルの添加量によって、変更することができる。滴下終了後、1〜10時間、好ましくは、2〜4時間撹拌した後、反応溶液に水又は飽和食塩水、有機溶剤を加え、抽出する。抽出に用いる有機溶剤としては、水と混合しないものであれば、その種類を選ばないが、反応に使用したものと同じものを使用することが好ましい。抽出により、得られた有機層を乾燥剤で乾燥する。乾燥剤としては、硫酸ナトリウム、又は硫酸マグネシウムが好ましい。得られた有機層の乾燥は、4〜24時間、好ましくは、12〜24時間行う。乾燥剤を除去し、得られたろ液から溶媒を留去すると、上記式(51)で表される化合物を得ることができる。得られた化合物は、精製することなく、次の反応に用いることができるが、種々の方法で精製するのが好ましい。精製方法としては、シリカゲルカラムクロマトグラフィー、再結晶、有機溶剤での洗浄などが挙げられるが、操作の簡便さ、精製効率の高さから再結晶がより好ましい。再結晶に用いる有機溶剤は、下記式(51)を再結晶できる有機溶剤であれば、その種類を選ばず、2種類以上の混合溶剤で再結晶を行っても良い。
次いで、上記式(51)で表される化合物を用いて、下記式(52)で表される化合物を製造する方法について説明する。
Dissolve propargylamine in organic solvent and add organic base. Here, the organic solvent used in the reaction is not limited as long as it dissolves propargylamine and does not react with di-tert-butyl dicarbonate added later, but dichloromethane is preferable. The organic base is added for the purpose of improving the nucleophilicity of the amino group, and triethylamine or pyridine is more preferable. The reaction solution is -5 ° C to 40 ° C, preferably 0 ° C to 20 ° C, and di-tert-butyl dicarbonate is added dropwise to the reaction solution. If the dropping speed is too fast, the reaction proceeds rapidly, and thus the dropping time is preferably 10 minutes to 1 hour. The dropping speed can be changed depending on the amount of di-tert-butyl dicarbonate added. After completion of the dropwise addition, the mixture is stirred for 1 to 10 hours, preferably 2 to 4 hours, and then the reaction solution is extracted by adding water, saturated saline, or an organic solvent. The organic solvent used for extraction is not limited as long as it is not mixed with water, but it is preferable to use the same organic solvent as used for the reaction. The organic layer obtained by extraction is dried with a desiccant. As the desiccant, sodium sulfate or magnesium sulfate is preferable. The obtained organic layer is dried for 4 to 24 hours, preferably 12 to 24 hours. When the desiccant is removed and the solvent is distilled off from the obtained filtrate, the compound represented by the above formula (51) can be obtained. The obtained compound can be used for the next reaction without purification, but is preferably purified by various methods. Examples of the purification method include silica gel column chromatography, recrystallization, washing with an organic solvent, and the like. Recrystallization is more preferable from the viewpoint of ease of operation and high purification efficiency. As long as the organic solvent used for recrystallization is an organic solvent which can recrystallize following formula (51), the kind may be chosen and it may recrystallize with 2 or more types of mixed solvents.
Next, a method for producing a compound represented by the following formula (52) using the compound represented by the above formula (51) will be described.

Figure 0005614284
上記式(52)で表される化合物は、上記式(51)のBoc−プロパルギルアミンと上記式(49)で表されるハロゲン化アリールとを園頭カップリング(Sonogashira coupling)反応させることにより製造することができる。
上記式(49)で表されるヨウ化アリール、パラジウム触媒、銅触媒、及び塩基を加え、有機溶剤に溶解させる。パラジウム触媒としては、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロリドが好ましく、添加量は、ヨウ化アリールのヨード基に対して、0.05〜1.0モル%、好ましくは、0.1〜0.5モル%がより好ましい。銅触媒としては、ヨウ化銅が好ましく、その添加量は、ハロゲン化アリールのヨード基に対して、0.05〜1.0モル%、好ましくは、0.1〜0.5モル%がより好ましい。塩基としては、トリエチルアミン、ジエチルアミンが好ましく、その添加量は、ヨウ化アリールのヨード基に対して、1〜3モル等量が好ましく、1〜2モル等量がより好ましい。反応に使用する有機溶剤としては、ヨウ化アリールを溶解し、かつ、後に加える種々の試薬と反応しないものであれば、その種類を選ばないが、N,N−ジメチルホルムアミドが好ましい。
Figure 0005614284
The compound represented by the above formula (52) is produced by reacting Boc-propargylamine of the above formula (51) with the aryl halide represented by the above formula (49) by Sonogashira coupling reaction. can do.
The aryl iodide represented by the above formula (49), a palladium catalyst, a copper catalyst, and a base are added and dissolved in an organic solvent. As the palladium catalyst, bis (triphenylphosphine) palladium (II) dichloride is preferable, and the addition amount is 0.05 to 1.0 mol%, preferably 0.1 to 0.1 mol% with respect to the iodo group of aryl iodide. 0.5 mol% is more preferable. As the copper catalyst, copper iodide is preferable, and the amount added is 0.05 to 1.0 mol%, preferably 0.1 to 0.5 mol%, based on the iodo group of the aryl halide. preferable. As a base, triethylamine and diethylamine are preferable, and the addition amount thereof is preferably 1 to 3 mole equivalents, and more preferably 1 to 2 mole equivalents with respect to the iodo group of aryl iodide. The organic solvent used in the reaction is not particularly limited as long as it dissolves aryl iodide and does not react with various reagents to be added later. N, N-dimethylformamide is preferred.

前記反応溶液を0℃〜30℃、好ましくは、0℃〜20℃で、5分〜30分撹拌した後、上記式(51)のBoc−プロパルギルアミンを加えて、2〜12時間、好ましくは4〜10時間撹拌する。Boc−プロパルギルアミンの添加量は、ヨウ化アリールのヨード基に対して、1〜2モル等量が好ましく、1.20〜1.50モル等量がより好ましい。   The reaction solution is stirred at 0 ° C. to 30 ° C., preferably 0 ° C. to 20 ° C. for 5 to 30 minutes, and then added with Boc-propargylamine of the above formula (51) for 2 to 12 hours, preferably Stir for 4-10 hours. The amount of Boc-propargylamine added is preferably 1 to 2 molar equivalents, and more preferably 1.20 to 1.50 molar equivalents with respect to the iodo group of aryl iodide.

反応溶液に有機溶媒、酸性水溶液を加え、抽出する。抽出に用いる有機溶剤としては、水と混合しないものであれば、その種類は限定されないが、酢酸エチル、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタンがより好ましい。酸性水溶液としては、塩化アンモニウム、塩酸、酢酸、又はギ酸の水溶液が好ましい。酸性度が高すぎるとBocが脱離する可能性があるため、塩化アンモニウム水溶液がより好ましい。酸性溶液の濃度は、0.5〜2モル/Lが好ましく、1〜1.5モル/Lがより好ましい。得られた有機層を酸性水溶液で、数回洗浄した後、乾燥剤で乾燥する。乾燥剤としては、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウムが好ましい。得られた有機層の乾燥は、4〜24時間、好ましくは、12〜24時間行う。乾燥剤を除去し、得られたろ液から溶媒を留去すると、前記式(52)で表される化合物を得ることができる。得られた化合物は、精製することなく、次の反応に用いることができるが、種々の方法で精製するのが好ましい。精製方法としては、シリカゲルカラムクロマトグラフィー、再結晶、有機溶剤での洗浄などが挙げられるが、操作の簡便さ、精製効率の高さから再結晶がより好ましい。再結晶に用いる有機溶剤は、前記式(52)を再結晶できる有機溶剤であれば、その種類を選ばず、2種類以上の混合溶剤で再結晶を行っても良い。
下記式(B)で表される本発明のジアミン化合物は、上記式(52)で表される化合物の水添反応により製造することができる。
An organic solvent and an acidic aqueous solution are added to the reaction solution for extraction. The organic solvent used for extraction is not limited as long as it is not mixed with water, but ethyl acetate, dichloromethane, chloroform, and 1,2-dichloroethane are more preferable. As the acidic aqueous solution, an aqueous solution of ammonium chloride, hydrochloric acid, acetic acid, or formic acid is preferable. If the acidity is too high, Boc may be detached, so an aqueous ammonium chloride solution is more preferable. The concentration of the acidic solution is preferably 0.5 to 2 mol / L, and more preferably 1 to 1.5 mol / L. The obtained organic layer is washed several times with an acidic aqueous solution and then dried with a desiccant. As the desiccant, sodium sulfate and magnesium sulfate are preferable. The obtained organic layer is dried for 4 to 24 hours, preferably 12 to 24 hours. When the desiccant is removed and the solvent is distilled off from the obtained filtrate, the compound represented by the formula (52) can be obtained. The obtained compound can be used for the next reaction without purification, but is preferably purified by various methods. Examples of the purification method include silica gel column chromatography, recrystallization, washing with an organic solvent, and the like. Recrystallization is more preferable from the viewpoint of ease of operation and high purification efficiency. As long as the organic solvent used for recrystallization is an organic solvent which can recrystallize said Formula (52), the kind may be chosen and it may recrystallize with 2 or more types of mixed solvents.
The diamine compound of the present invention represented by the following formula (B) can be produced by a hydrogenation reaction of the compound represented by the above formula (52).

Figure 0005614284
Figure 0005614284

上記式(52)で表される化合物を有機溶剤に溶解させる。ここで、使用する有機溶剤は、公知のものであれば、その種類を選ばないが、反応をより効率的に進めるために、メタノール、エタノール、2−プロパノール、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサンが好ましく、メタノール、エタノールがより好ましい。上記式(52)で表される化合物を有機溶剤に溶解させた後、反応容器内を窒素で置換した後、触媒を加え、反応容器内を水素で置換する。触媒としては、パラジウムカーボン、プラチナカーボン、酸化白金などが挙げられるが、反応効率からパラジウムカーボンがより好ましい。反応混合物を0℃〜100℃、好ましくは、10〜60℃で、15〜72時間、好ましくは、24〜48時間撹拌する。反応終了後、触媒を除去し、有機溶剤を留去することで、上記式(B)で表される本発明のジアミン化合物を得ることができる。得られた化合物は、高純度にしなければ、重合反応が進行せず、高分子量の重合体が得られないため、種々の方法で精製するのが好ましい。精製方法としては、シリカゲルカラムクロマトグラフィー、再結晶、有機溶剤での洗浄などが挙げられるが、操作の簡便さ、精製効率の高さから再結晶がより好ましい。再結晶に用いる有機溶剤は、上記式(B)で表されるジアミンを再結晶できる有機溶剤であれば、その種類を選ばず、2種類以上の混合溶剤で再結晶を行っても良い。
以下、上記式(D)及び(E)のジアミン化合物の製造方法を示すが、これに限定されない。
The compound represented by the above formula (52) is dissolved in an organic solvent. Here, the organic solvent to be used is not limited as long as it is a known one, but methanol, ethanol, 2-propanol, tetrahydrofuran, and 1,4-dioxane are preferable in order to promote the reaction more efficiently. More preferred are methanol and ethanol. After dissolving the compound represented by the formula (52) in an organic solvent, the inside of the reaction vessel is replaced with nitrogen, a catalyst is added, and the inside of the reaction vessel is substituted with hydrogen. Examples of the catalyst include palladium carbon, platinum carbon, platinum oxide and the like, and palladium carbon is more preferable from the viewpoint of reaction efficiency. The reaction mixture is stirred at 0 ° C. to 100 ° C., preferably 10 to 60 ° C. for 15 to 72 hours, preferably 24 to 48 hours. After completion of the reaction, the diamine compound of the present invention represented by the above formula (B) can be obtained by removing the catalyst and distilling off the organic solvent. The obtained compound is preferably purified by various methods because the polymerization reaction does not proceed and a high molecular weight polymer cannot be obtained unless the compound is highly purified. Examples of the purification method include silica gel column chromatography, recrystallization, washing with an organic solvent, and the like. Recrystallization is more preferable from the viewpoint of ease of operation and high purification efficiency. As long as the organic solvent used for recrystallization is an organic solvent that can recrystallize the diamine represented by the above formula (B), the kind thereof may be selected and recrystallization may be performed with two or more kinds of mixed solvents.
Hereinafter, although the manufacturing method of the diamine compound of the said Formula (D) and (E) is shown, it is not limited to this.

上記式(D)及び(E)のジアミン化合物は、例えば、下記式(53)の2−アミノ−4−ニトロアニリン及び下記式(54)のアミノ酸化合物を出発原料として用いて、下記式(vii)に示す中間体を経て、製造される。下記式(54)のアミノ酸化合物は、アミノ酸のアミノ基をBocで保護した化合物である。上記式(D)及び(E)のジアミン化合物は、それぞれグリシン及びヒスチジンのアミノ基をBoc基で保護したアミノ酸化合物を使用し、製造することができる。一方、その他のアミノ酸であっても、同様の製造方法にてジアミン化合物を製造することができる。   The diamine compounds of the above formulas (D) and (E) are represented by the following formula (vii) using, for example, 2-amino-4-nitroaniline of the following formula (53) and an amino acid compound of the following formula (54) as starting materials. It is manufactured through an intermediate shown in (1). The amino acid compound of the following formula (54) is a compound in which the amino group of the amino acid is protected with Boc. The diamine compounds of the above formulas (D) and (E) can be produced using amino acid compounds in which the amino groups of glycine and histidine are protected with a Boc group, respectively. On the other hand, even if it is other amino acids, a diamine compound can be manufactured with the same manufacturing method.

Figure 0005614284
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Figure 0005614284
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Figure 0005614284
上記式(53)の2−アミノ−4−ニトロアニリンと上記式(54)で表されるアミノ酸化合物との反応により、下記式(55)で表される化合物を製造することができる。
Figure 0005614284
A compound represented by the following formula (55) can be produced by reacting 2-amino-4-nitroaniline of the above formula (53) with an amino acid compound represented by the above formula (54).

Figure 0005614284
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2−アミノ−4−ニトロアニリンの1位のアミノ基は、4位に存在するニトロ基の影響で求核性が低下する。そのため、2位のアミノ基とアミノ酸化合物のカルボン酸が優先的に反応するため、上記式(55)で表される化合物を製造することができる。アミノ酸化合物を過剰に添加すると、4位のアミノ基とアミド結合を形成するため、アミノ酸化合物の添加量は、2−アミノ−4−ニトロアニリンに対して、0.9〜1.2倍モルであることが好ましい。   The amino group at position 1 of 2-amino-4-nitroaniline is reduced in nucleophilicity due to the influence of the nitro group present at position 4. Therefore, since the amino group at the 2-position reacts preferentially with the carboxylic acid of the amino acid compound, the compound represented by the above formula (55) can be produced. When the amino acid compound is added excessively, an amino group at the 4-position is formed with an amide bond, so the addition amount of the amino acid compound is 0.9 to 1.2 times mol with respect to 2-amino-4-nitroaniline. Preferably there is.

上記式(55)で表される化合物は、2−アミノ−4−ニトロアニリンの2位のアミノ基と上記式(54)のアミノ酸化合物のカルボン酸との縮合反応により製造することができる。アミノ基とカルボン酸の縮合は公知の方法であれば、その種類は限定されないが、本発明のジアミン化合物を製造する場合は、混合酸無水物を用いる方法、縮合剤を用いる方法がより好ましい。   The compound represented by the above formula (55) can be produced by a condensation reaction between the amino group at the 2-position of 2-amino-4-nitroaniline and the carboxylic acid of the amino acid compound of the above formula (54). If the condensation of an amino group and carboxylic acid is a well-known method, the kind will not be limited, but when manufacturing the diamine compound of this invention, the method using a mixed acid anhydride and the method using a condensing agent are more preferable.

混合酸無水物を用いる方法は、例えば、カルボン酸を有機溶媒中で、塩基の存在下、酸ハライド、又は酸誘導体と、−40℃〜40℃、好ましくは、−20℃〜5℃で反応させ、得られた混合酸無水物を有機溶媒中で、2−アミノ−4−ニトロアニリンと−40℃〜40℃、好ましくは、−20℃〜5℃で反応させることにより行なわれる。   In the method using a mixed acid anhydride, for example, a carboxylic acid is reacted with an acid halide or an acid derivative in an organic solvent at −40 ° C. to 40 ° C., preferably −20 ° C. to 5 ° C. in the presence of a base. And the resulting mixed acid anhydride is reacted with 2-amino-4-nitroaniline in an organic solvent at -40 ° C to 40 ° C, preferably -20 ° C to 5 ° C.

反応に使用する有機溶剤としては、上記式(54)で表されるアミノ酸化合物を溶解させ、かつ、反応に使用する各試薬と反応しないものであれば、その種類は限定されないが、脱水処理をしたクロロホルム、ジクロロメタン、テトラヒドロフランが好ましく、アミノ酸化合物に対する溶解性からテトラヒドロフランがより好ましい。
反応に使用する塩基としては、3級アミンが好ましく、ピリジン、トリエチルアミン、ジメチルアミノピリジン、N―メチルモルホルリンがより好ましい。塩基の添加量は、多すぎると除去が難しいため、2−アミノ−4−ニトロアニリンに対して2〜4倍モルであることが好ましい。
The organic solvent used in the reaction is not limited as long as it dissolves the amino acid compound represented by the above formula (54) and does not react with each reagent used in the reaction. Chloroform, dichloromethane and tetrahydrofuran are preferred, and tetrahydrofuran is more preferred because of its solubility in amino acid compounds.
The base used in the reaction is preferably a tertiary amine, more preferably pyridine, triethylamine, dimethylaminopyridine, or N-methylmorpholine. Since removal is difficult when the amount of the base added is too large, it is preferably 2 to 4 moles relative to 2-amino-4-nitroaniline.

前記酸ハライド及び酸誘導体としては、ピバロイルクロライド、トシルクロライド、メシルクロライド、クロロギ酸エチル、クロロギ酸イソブチルが好ましい。酸ハライド及び酸誘導体の添加量は、2−アミノ−4−ニトロアニリンに対して1.5〜2倍モルであることが好ましい。   As the acid halide and acid derivative, pivaloyl chloride, tosyl chloride, mesyl chloride, ethyl chloroformate, and isobutyl chloroformate are preferable. It is preferable that the addition amount of an acid halide and an acid derivative is 1.5-2 times mole with respect to 2-amino-4-nitroaniline.

縮合剤を用いる方法は、2−アミノ−4−ニトロアニリンとアミノ酸化合物を縮合剤、塩基、及び有機溶剤の存在下で0℃〜150℃、好ましくは0℃〜100℃において、30分〜24時間、好ましくは3〜15時間反応させることによって製造することができる。   In the method using a condensing agent, 2-amino-4-nitroaniline and an amino acid compound are added in the presence of a condensing agent, a base, and an organic solvent at 0 ° C. to 150 ° C., preferably 0 ° C. to 100 ° C., for 30 minutes to 24 ° C. It can be produced by reacting for a time, preferably 3 to 15 hours.

前記縮合剤には、トリフェニルホスファイト、ジシクロヘキシルカルボジイミド、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩、N,N’−カルボニルジイミダゾール、ジメトキシ−1,3,5−トリアジニルメチルモルホリニウム、O−(ベンゾトリアゾール−1−イル)−N,N,N’,N’−テトラメチルウロニウム テトラフルオロボラート、O−(ベンゾトリアゾール−1−イル)−N,N,N’,N’−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスファート、(2,3−ジヒドロ−2−チオキソ−3−ベンゾオキサゾリル)ホスホン酸ジフェニルなどが使用できる。縮合剤の添加量は、アミノ酸化合物に対して2〜3倍モルであることが好ましい。   Examples of the condensing agent include triphenyl phosphite, dicyclohexylcarbodiimide, 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride, N, N′-carbonyldiimidazole, dimethoxy-1,3,5-triazi Nylmethylmorpholinium, O- (benzotriazol-1-yl) -N, N, N ′, N′-tetramethyluronium tetrafluoroborate, O- (benzotriazol-1-yl) -N, N , N ′, N′-tetramethyluronium hexafluorophosphate, diphenyl (2,3-dihydro-2-thioxo-3-benzoxazolyl) phosphonate, and the like. It is preferable that the addition amount of a condensing agent is 2-3 times mole with respect to an amino acid compound.

前記塩基には、ピリジン、トリエチルアミンなどの3級アミンが使用できる。塩基の添加量は、多すぎると除去が難しく、少なすぎると分子量が小さくなるため、2−アミノ−4−ニトロアニリンに対して2〜4倍モルであることが好ましい。また、上記縮合剤を用いる方法において、ルイス酸を添加剤として加えることで反応が効率的に進行する。ルイス酸としては、塩化リチウム、臭化リチウムなどのハロゲン化リチウムが好ましい。ルイス酸の添加量は2−アミノ−4−ニトロアニリンに対して0〜1.0倍モルであることが好ましい。   As the base, tertiary amines such as pyridine and triethylamine can be used. If the amount of the base added is too large, removal is difficult, and if it is too small, the molecular weight is small. Therefore, the amount is preferably 2 to 4 times the mole of 2-amino-4-nitroaniline. In the method using the condensing agent, the reaction proceeds efficiently by adding Lewis acid as an additive. As the Lewis acid, lithium halides such as lithium chloride and lithium bromide are preferable. It is preferable that the addition amount of a Lewis acid is 0-1.0 times mole with respect to 2-amino-4-nitroaniline.

上記2種類の方法において、得られた反応溶液は、析出物を除去した後、酸性又は塩基性水溶液と有機溶剤を加えて、酸ハライド又は酸誘導体、縮合剤及び塩基を抽出によって除くことが好ましい。酸性水溶液としては、塩酸、酢酸、ギ酸、又は塩化アンモニウムの水溶液が好ましい。塩基水溶液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸水素ナトリウム、又は炭酸カリウムの水溶液が好ましい。抽出に使用する有機溶剤は、反応溶液に加えても、内容物の析出が起こらず、水と混合しないものであれば、その種類を選ばないが、酢酸エチル、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタンがより好ましい。   In the above two methods, it is preferable to remove the precipitate from the obtained reaction solution, and then add an acid or basic aqueous solution and an organic solvent to remove the acid halide or acid derivative, the condensing agent and the base by extraction. . As the acidic aqueous solution, an aqueous solution of hydrochloric acid, acetic acid, formic acid, or ammonium chloride is preferable. As the aqueous base solution, an aqueous solution of sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium hydrogen carbonate, or potassium carbonate is preferable. The organic solvent used for the extraction is not limited as long as the content does not cause precipitation of the contents even when added to the reaction solution and does not mix with water. Ethyl acetate, dichloromethane, chloroform, 1,2- Dichloroethane is more preferred.

得られた有機層を前記酸性水溶液又は前記塩基性水溶液で、数回洗浄した後、乾燥剤で乾燥する。乾燥剤としては、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウムが好ましい。得られた有機層の乾燥は、4〜24時間、好ましくは、12〜24時間行う。乾燥剤を除去し、得られたろ液から溶媒を留去すると、前記式(55)で表される化合物を得ることができる。得られた化合物は、精製することなく、次の反応に用いることができるが、種々の方法で精製するのが好ましい。精製方法としては、シリカゲルカラムクロマトグラフィー、再結晶、有機溶剤での洗浄などが挙げられるが、操作の簡便さ、精製効率の高さから再結晶がより好ましい。再結晶に用いる有機溶剤は、前記式(55)で表される化合物を再結晶できる有機溶剤であれば、その種類を選ばず、2種類以上の混合溶剤で再結晶を行っても良い。
上記式(55)で表される化合物の水添反応により、下記式(56)で表されるジアミン化合物を製造することができる。
The obtained organic layer is washed several times with the acidic aqueous solution or the basic aqueous solution and then dried with a desiccant. As the desiccant, sodium sulfate and magnesium sulfate are preferable. The obtained organic layer is dried for 4 to 24 hours, preferably 12 to 24 hours. When the desiccant is removed and the solvent is distilled off from the obtained filtrate, the compound represented by the formula (55) can be obtained. The obtained compound can be used for the next reaction without purification, but is preferably purified by various methods. Examples of the purification method include silica gel column chromatography, recrystallization, washing with an organic solvent, and the like. Recrystallization is more preferable from the viewpoint of ease of operation and high purification efficiency. As long as the organic solvent used for recrystallization is an organic solvent which can recrystallize the compound represented by said Formula (55), it may select the kind and may recrystallize with 2 or more types of mixed solvents.
A diamine compound represented by the following formula (56) can be produced by a hydrogenation reaction of the compound represented by the above formula (55).

Figure 0005614284
Figure 0005614284

まず、前記式(55)で表される化合物を有機溶剤に溶解させる。ここで、使用する有機溶剤は、公知のものであれば、その種類を選ばないが、反応をより効率的に進めるために、メタノール、エタノール、2−プロパノール、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサンが好ましく、メタノール、エタノールがより好ましい。上記式(55)で表される化合物を有機溶剤に溶解させた後、反応容器内を窒素で置換した後、触媒を加え、反応容器内を水素で置換する。触媒としては、パラジウムカーボン、プラチナカーボン、酸化白金などが挙げられるが、反応効率からパラジウムカーボンがより好ましい。反応混合物を0℃〜100℃、好ましくは、10〜60℃で、15〜72時間、好ましくは、24〜48時間撹拌する。反応終了後、触媒を除去し、有機溶剤を留去することで、上記式(56)で表される本発明のジアミン化合物を得ることができる。得られた化合物は、高純度にしなければ、重合反応が進行せず、高分子量の重合体が得られないため、種々の方法で精製するのが好ましい。精製方法としては、シリカゲルカラムクロマトグラフィー、再結晶、有機溶剤での洗浄などが挙げられるが、操作の簡便さ、精製効率の高さから再結晶がより好ましい。再結晶に用いる有機溶剤は、下記式(56)で表されるジアミンを再結晶できる有機溶剤であれば、その種類を選ばず、2種類以上の混合溶剤で再結晶を行っても良い。   First, the compound represented by the formula (55) is dissolved in an organic solvent. Here, the organic solvent to be used is not limited as long as it is a known one, but methanol, ethanol, 2-propanol, tetrahydrofuran, and 1,4-dioxane are preferable in order to promote the reaction more efficiently. More preferred are methanol and ethanol. After dissolving the compound represented by the formula (55) in an organic solvent, the inside of the reaction vessel is replaced with nitrogen, a catalyst is added, and the inside of the reaction vessel is substituted with hydrogen. Examples of the catalyst include palladium carbon, platinum carbon, platinum oxide and the like, and palladium carbon is more preferable from the viewpoint of reaction efficiency. The reaction mixture is stirred at 0 ° C. to 100 ° C., preferably 10 to 60 ° C. for 15 to 72 hours, preferably 24 to 48 hours. After completion of the reaction, the catalyst is removed and the organic solvent is distilled off to obtain the diamine compound of the present invention represented by the above formula (56). The obtained compound is preferably purified by various methods because the polymerization reaction does not proceed and a high molecular weight polymer cannot be obtained unless the compound is highly purified. Examples of the purification method include silica gel column chromatography, recrystallization, washing with an organic solvent, and the like. Recrystallization is more preferable from the viewpoint of ease of operation and high purification efficiency. As long as the organic solvent used for recrystallization is an organic solvent that can recrystallize the diamine represented by the following formula (56), the kind thereof may be selected and recrystallization may be performed with two or more kinds of mixed solvents.

c.[ポリイミド前駆体及びポリイミドの製造]
本発明のポリイミド前駆体及びポリイミドは、式(1)で表される置換基を有するジアミン化合物及び式(1)で表される置換基を有するテトラカルボン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1つの化合物(以下、特定モノマーともいう。)を用いて製造される。詳細には、上記した式(19)〜式(21)で表わされるテトラカルボン酸誘導体及び/又は式(22)で表わされるジアミン化合物を用いて製造される。なかでも、特定モノマーは、上記式(1)で表わされる置換基を有するジアミン化合物であるのが好ましい。
本発明のポリイミド前駆体及びポリイミドを製造する際、原料モノマーとしては、特定のモノマー以外のテトラカルボン酸誘導体(例えば、上記した式(23)〜式(25)で表わされるテトラカルボン酸誘導体)及び/又は特定のモノマー以外のジアミン化合物(例えば、上記した式(26)で表わされるジアミン化合物)を併用してもよい。この場合、原料モノマー中における特定モノマーの使用量は好ましくは2〜100モル%、より好ましくは2〜60モル%、さらに好ましくは2〜50モル%、特に好ましくは2〜30モル%である。
c. [Production of polyimide precursor and polyimide]
The polyimide precursor and polyimide of the present invention are at least one selected from the group consisting of a diamine compound having a substituent represented by formula (1) and a tetracarboxylic acid derivative having a substituent represented by formula (1). It is produced using a compound (hereinafter also referred to as a specific monomer). Specifically, it is produced using a tetracarboxylic acid derivative represented by the above formula (19) to formula (21) and / or a diamine compound represented by formula (22). Especially, it is preferable that a specific monomer is a diamine compound which has a substituent represented by the said Formula (1).
When producing the polyimide precursor and polyimide of the present invention, as raw material monomers, tetracarboxylic acid derivatives other than specific monomers (for example, tetracarboxylic acid derivatives represented by the above formulas (23) to (25)) and A diamine compound other than the specific monomer (for example, a diamine compound represented by the above formula (26)) may be used in combination. In this case, the amount of the specific monomer used in the raw material monomer is preferably 2 to 100 mol%, more preferably 2 to 60 mol%, still more preferably 2 to 50 mol%, and particularly preferably 2 to 30 mol%.

本発明において、原料モノマーとは、本発明のポリイミド前駆体及びポリイミドを製造するために用いるテトラカルボン酸誘導体及びジアミン化合物をいう。但し、本発明で使用されるテトラカルボン酸誘導体及び/又はジアミン化合物には、特定モノマーが含まれる。   In this invention, a raw material monomer means the tetracarboxylic acid derivative and diamine compound which are used in order to manufacture the polyimide precursor and polyimide of this invention. However, the tetracarboxylic acid derivative and / or diamine compound used in the present invention includes a specific monomer.

c1.(ポリアミック酸の製造)
ポリイミド前駆体であるポリアミック酸は、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物から製造することができる(下記式(viii))が、このテトラカルボン酸二無水物及び/又はジアミン化合物には、特定モノマーが含有される。
c1. (Production of polyamic acid)
The polyamic acid which is a polyimide precursor can be produced from a tetracarboxylic dianhydride and a diamine compound (the following formula (viii)), but the tetracarboxylic dianhydride and / or diamine compound includes a specific monomer. Is contained.

Figure 0005614284
Figure 0005614284

ポリイミド前駆体を製造する場合、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とは、好ましくは有機溶媒存在下で−20℃〜140℃、好ましくは0℃〜50℃において、30分〜24時間、好ましくは1〜12時間反応させることによって製造することができる。上記式(viii)のポリアミック酸の製造に用いる溶媒は、単量体及び重合体の溶解性からN,N−ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン、γ−ブチロラクトンが好ましく、これらは1種又は2種以上を混合して用いてもよい。製造時の濃度は、高すぎると重合体の析出が起こりやすく、低すぎると分子量が上がらないので、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物の反応液中の合計量が1〜30質量%が好ましく、5〜20質量%がより好ましい。
上記のようにして得られたポリアミック酸は、その反応溶液を本発明の液晶配向剤とすることができるが、重合に用いた溶媒を液晶配向剤中に含有させたくない場合等は、重合体として固体で回収した後、本発明のポリアミック酸として使用することができる。
When producing a polyimide precursor, the tetracarboxylic dianhydride and the diamine compound are preferably -20 to 140 ° C, preferably 0 to 50 ° C in the presence of an organic solvent, preferably 30 minutes to 24 hours, preferably Can be produced by reacting for 1 to 12 hours. The solvent used for the production of the polyamic acid of the above formula (viii) is preferably N, N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone or γ-butyrolactone from the solubility of the monomer and polymer. Or you may use it in mixture of 2 or more types. If the concentration at the time of production is too high, polymer precipitation tends to occur, and if it is too low, the molecular weight does not increase. Therefore, the total amount of tetracarboxylic dianhydride and diamine compound in the reaction solution is preferably 1 to 30% by mass. 5 to 20% by mass is more preferable.
The polyamic acid obtained as described above can use the reaction solution as the liquid crystal aligning agent of the present invention, but if it is not desired to include the solvent used in the polymerization in the liquid crystal aligning agent, the polymer After being recovered as a solid, it can be used as the polyamic acid of the present invention.

重合体は、反応溶液をよく撹拌させながら貧溶媒に注入することで、重合体を析出させ、回収することができる。析出を数回行い、貧溶媒で洗浄後、常温あるいは加熱乾燥して、精製されたポリアミック酸の粉末を得ることができる。
前記貧溶媒は、特に限定されないが、水、メタノール、エタノール、ヘキサン、ブチルセロソルブ、アセトン、トルエン等が挙げられる。
By injecting the polymer into a poor solvent while thoroughly stirring the reaction solution, the polymer can be precipitated and recovered. Precipitation is performed several times, washed with a poor solvent, and then dried at room temperature or by heating to obtain a purified polyamic acid powder.
Although the said poor solvent is not specifically limited, Water, methanol, ethanol, hexane, butyl cellosolve, acetone, toluene etc. are mentioned.

c2.(ポリアミック酸エステルの製造)
ポリアミック酸エステルは、公知の製造方法により製造することができ、具体的には以下の(a)〜(c)の方法が挙げられるが、これに限定されない。
(a)ポリアミック酸からポリアミック酸エステルを製造する場合
c2. (Production of polyamic acid ester)
The polyamic acid ester can be produced by a known production method, and specifically includes the following methods (a) to (c), but is not limited thereto.
(A) When producing polyamic acid ester from polyamic acid

Figure 0005614284
Figure 0005614284

本発明のポリアミック酸エステルは、上記した本発明のポリアミック酸をエステル化することによって製造することができる(上記式(ix))。具体的には、ポリアミック酸とエステル化剤を有機溶剤の存在下で、−20℃〜140℃、好ましくは0℃〜50℃において、30分〜24時間、好ましくは1〜4時間反応させることによって製造することができる。   The polyamic acid ester of the present invention can be produced by esterifying the above-described polyamic acid of the present invention (the above formula (ix)). Specifically, the polyamic acid and the esterifying agent are reacted in the presence of an organic solvent at −20 ° C. to 140 ° C., preferably 0 ° C. to 50 ° C., for 30 minutes to 24 hours, preferably 1 to 4 hours. Can be manufactured by.

前記エステル化剤としては、精製によって容易に除去できるものが好ましく、N,N−ジメチルホルムアミドジメチルアセタール、N,N−ジメチルホルムアミドジエチルアセタール、N,N−ジメチルホルムアミドジプロピルアセタール、N,N−ジメチルホルムアミドジネオペンチルブチルアセタール、N,N−ジメチルホルムアミドジ−t−ブチルアセタール、1−メチル−3−p−トリルトリアゼン、1−エチル−3−p−トリルトリアゼン、1−プロピル−3−p−トリルトリアゼンなどが挙げられる。エステル化剤の添加量は、ポリアミック酸の繰り返し単位1モルに対して、2〜6モル当量が好ましい。
上記式(ix)のポリアミック酸エステルの製造に用いる溶媒は、単量体及び重合体の溶解性からN,N−ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン、γ−ブチロラクトンが好ましく、これらは1種又は2種以上を混合して用いてもよい。製造時の濃度は、高すぎると重合体の析出が起こりやすく、低すぎると分子量が上がらないので、ポリアミック酸とエステル化剤の反応液中の合計量が1〜30質量%が好ましく、5〜20質量%がより好ましい。
The esterifying agent is preferably one that can be easily removed by purification. N, N-dimethylformamide dimethyl acetal, N, N-dimethylformamide diethyl acetal, N, N-dimethylformamide dipropyl acetal, N, N-dimethyl Formamide dineopentyl butyl acetal, N, N-dimethylformamide di-t-butyl acetal, 1-methyl-3-p-tolyltriazene, 1-ethyl-3-p-tolyltriazene, 1-propyl-3- Examples include p-tolyltriazene. The addition amount of the esterifying agent is preferably 2 to 6 molar equivalents per 1 mol of the polyamic acid repeating unit.
The solvent used for the production of the polyamic acid ester of the above formula (ix) is preferably N, N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone or γ-butyrolactone from the solubility of the monomer and the polymer. You may mix and use seed | species or 2 or more types. If the concentration at the time of production is too high, polymer precipitation tends to occur, and if it is too low, the molecular weight does not increase. Therefore, the total amount in the reaction solution of the polyamic acid and the esterifying agent is preferably 1 to 30% by mass, 20 mass% is more preferable.

(b)酸クロライドとジアミン化合物からポリアミック酸エステルを製造する場合 (B) When producing a polyamic acid ester from an acid chloride and a diamine compound

Figure 0005614284
ポリアミック酸エステルは、酸クロライドとジアミン化合物から製造することができる(上記式(x))。本発明では、酸クロライド及び/又はジアミン化合物には特定モノマーが含まれる。
具体的には、酸クロライドとジアミン化合物とを塩基と有機溶剤の存在下で−20℃〜140℃、好ましくは0℃〜50℃において、30分〜24時間、好ましくは1〜4時間反応させることによって製造することができる。前記塩基には、ピリジン、トリエチルアミン、4−ジメチルアミノピリジンが使用できるが、反応が穏和に進行するためにピリジンが好ましい。塩基の添加量は、多すぎると除去が難しく、少なすぎると分子量が小さくなるため、酸クロライドに対して、2〜4倍モルであることが好ましい。
Figure 0005614284
The polyamic acid ester can be produced from an acid chloride and a diamine compound (the above formula (x)). In the present invention, the acid chloride and / or diamine compound includes a specific monomer.
Specifically, an acid chloride and a diamine compound are reacted in the presence of a base and an organic solvent at −20 ° C. to 140 ° C., preferably 0 ° C. to 50 ° C., for 30 minutes to 24 hours, preferably 1 to 4 hours. Can be manufactured. As the base, pyridine, triethylamine, and 4-dimethylaminopyridine can be used, but pyridine is preferable because the reaction proceeds gently. If the amount of the base added is too large, removal is difficult, and if it is too small, the molecular weight is small. Therefore, the amount is preferably 2 to 4 times the mol of the acid chloride.

上記式(x)のポリアミック酸エステルの製造に用いる溶媒は、単量体及び重合体の溶解性からN−メチル−2−ピロリドン、γ−ブチロラクトンが好ましく、これらは1種又は2種以上を混合して用いてもよい。製造時の濃度は、高すぎると重合体の析出が起こりやすく、低すぎると分子量が上がらないので、酸クロライドとジアミン化合物の反応液中の合計量が1〜30質量%が好ましく、5〜20質量%がより好ましい。また、酸クロライドの加水分解を防ぐため、ポリアミック酸エステルの製造に用いる溶媒はできるだけ脱水されていることが良く、窒素雰囲気中で、外気の混入を防ぐのが良い。   The solvent used in the production of the polyamic acid ester of the above formula (x) is preferably N-methyl-2-pyrrolidone or γ-butyrolactone from the solubility of the monomer and the polymer, and these may be used alone or in combination of two or more. May be used. If the concentration at the time of production is too high, polymer precipitation is likely to occur, and if it is too low, the molecular weight does not increase. Therefore, the total amount of acid chloride and diamine compound in the reaction solution is preferably 1 to 30% by mass, preferably 5 to 20%. The mass% is more preferable. In addition, in order to prevent hydrolysis of acid chloride, the solvent used for the production of the polyamic acid ester should be dehydrated as much as possible, and it is better to prevent external air from being mixed in a nitrogen atmosphere.

(c)ジアルキルエステルジカルボン酸とジアミン化合物からポリアミック酸エステルを製造する場合 (C) When producing polyamic acid ester from dialkyl ester dicarboxylic acid and diamine compound

Figure 0005614284
ポリアミック酸エステルは、ジアルキルエステルジカルボン酸とジアミン化合物を縮合剤により縮合することにより製造することができる(上記式(xi))。本発明では、ジアルキルエステルジカルボン酸及び/又はジアミン化合物には特定モノマーが含まれる。
具体的には、ジアルキルエステルジカルボン酸とジアミン化合物を縮合剤、塩基、及び有機溶剤の存在下で0℃〜140℃、好ましくは0℃〜100℃において、30分〜24時間、好ましくは3〜15時間反応させることによって製造することができる。
Figure 0005614284
The polyamic acid ester can be produced by condensing a dialkyl ester dicarboxylic acid and a diamine compound with a condensing agent (the above formula (xi)). In the present invention, the dialkyl ester dicarboxylic acid and / or diamine compound includes a specific monomer.
Specifically, a dialkyl ester dicarboxylic acid and a diamine compound in the presence of a condensing agent, a base, and an organic solvent are 0 ° C. to 140 ° C., preferably 0 ° C. to 100 ° C., for 30 minutes to 24 hours, preferably 3 to It can be produced by reacting for 15 hours.

前記縮合剤には、トリフェニルホスファイト、ジシクロヘキシルカルボジイミド、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩、N,N’−カルボニルジイミダゾール、ジメトキシ−1,3,5−トリアジニルメチルモルホリニウム、O−(ベンゾトリアゾール−1−イル)−N,N,N’,N’−テトラメチルウロニウム テトラフルオロボラート、O−(ベンゾトリアゾール−1−イル)−N,N,N’,N’−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスファート、(2,3−ジヒドロ−2−チオキソ−3−ベンゾオキサゾリル)ホスホン酸ジフェニルなどが使用できる。縮合剤の添加量は、ジアルキルエステルジカルボン酸に対して2〜3倍モルであることが好ましい。   Examples of the condensing agent include triphenyl phosphite, dicyclohexylcarbodiimide, 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride, N, N′-carbonyldiimidazole, dimethoxy-1,3,5-triazi Nylmethylmorpholinium, O- (benzotriazol-1-yl) -N, N, N ′, N′-tetramethyluronium tetrafluoroborate, O- (benzotriazol-1-yl) -N, N , N ′, N′-tetramethyluronium hexafluorophosphate, diphenyl (2,3-dihydro-2-thioxo-3-benzoxazolyl) phosphonate, and the like. It is preferable that the addition amount of a condensing agent is 2-3 times mole with respect to dialkyl ester dicarboxylic acid.

前記塩基には、ピリジン、トリエチルアミンなどの3級アミンが使用できる。塩基の添加量は、多すぎると除去が難しく、少なすぎると分子量が小さくなるため、ジアミン成分に対して2〜4倍モルであることが好ましい。
また、上記反応において、ルイス酸を添加剤として加えることで反応が効率的に進行する。ルイス酸としては、塩化リチウム、臭化リチウムなどのハロゲン化リチウムが好ましい。ルイス酸の添加量はジアミン成分に対して0〜1.0倍モルであることが好ましい。
As the base, tertiary amines such as pyridine and triethylamine can be used. If the amount of the base added is too large, removal is difficult, and if it is too small, the molecular weight is small.
In the above reaction, the reaction proceeds efficiently by adding Lewis acid as an additive. As the Lewis acid, lithium halides such as lithium chloride and lithium bromide are preferable. The addition amount of the Lewis acid is preferably 0 to 1.0-fold mol with respect to the diamine component.

上記3つのポリアミック酸エステルの製造方法の中でも、高分子量のポリアミック酸エステルが得られるため、(a)及び(b)の製造法が特に好ましい。   Among the methods for producing the above three polyamic acid esters, the production methods (a) and (b) are particularly preferred because a high molecular weight polyamic acid ester is obtained.

以上のようにして得られるポリアミック酸エステルの溶液は、よく撹拌させながら貧溶媒に注入することで、重合体を析出させることができる。析出を数回行い、貧溶媒で洗浄後、常温あるいは加熱乾燥して精製されたポリアミック酸エステルの粉末を得ることができる。
前記貧溶媒は、特に限定されないが、水、メタノール、エタノール、ヘキサン、ブチルセロソルブ、アセトン、トルエン等が挙げられる。
The polyamic acid ester solution obtained as described above can be polymerized by pouring into a poor solvent while stirring well. Precipitation is performed several times, and after washing with a poor solvent, a purified polyamic acid ester powder can be obtained at room temperature or by heating and drying.
Although the said poor solvent is not specifically limited, Water, methanol, ethanol, hexane, butyl cellosolve, acetone, toluene etc. are mentioned.

c3.[分子量]
重合反応に用いるジアミン成分とテトラカルボン酸誘導体(テトラカルボン酸二無水物、酸クロライド及びジアルキルエステルジカルボン酸)の比率は分子量制御の観点からモル比で1:0.7〜1:1.2であることが好ましい。このモル比が1:1に近いほど得られるポリイミド前駆体の分子量は大きくなる。ポリイミド前駆体の分子量は、ワニスの粘度や、ポリイミド膜の物理的な強度に影響を与え、ポリイミド前駆体の分子量が大きすぎるとワニスの塗布作業性や塗膜均一性が悪くなる場合があり、分子量が小さすぎると得られるポリイミド膜の強度が不十分となる場合がある。従って、本発明のポリイミド前駆体組成物に用いるポリアミック酸エステルの分子量は、重量平均分子量で2,000〜500,000が好ましく、より好ましくは5,000〜300,000であり、さらに好ましくは、10,000〜100,000である。
c3. [Molecular weight]
The ratio of the diamine component used in the polymerization reaction and the tetracarboxylic acid derivative (tetracarboxylic dianhydride, acid chloride and dialkyl ester dicarboxylic acid) is 1: 0.7 to 1: 1.2 in terms of molar ratio from the viewpoint of molecular weight control. Preferably there is. The closer the molar ratio is to 1: 1, the higher the molecular weight of the resulting polyimide precursor. The molecular weight of the polyimide precursor affects the viscosity of the varnish and the physical strength of the polyimide film, and if the molecular weight of the polyimide precursor is too large, the coating workability and coating film uniformity of the varnish may deteriorate. If the molecular weight is too small, the strength of the resulting polyimide film may be insufficient. Therefore, the molecular weight of the polyamic acid ester used in the polyimide precursor composition of the present invention is preferably 2,000 to 500,000 in terms of weight average molecular weight, more preferably 5,000 to 300,000, and still more preferably, 10,000 to 100,000.

d.[ポリイミドの製造]
本発明のポリイミドは、前記ポリイミド前駆体をイミド化することにより製造することができる。ポリイミド前駆体からポリイミドを製造する場合、ジアミン成分とテトラカルボン酸二無水物との反応で得られた前記ポリアミック酸の溶液に触媒を添加する化学的イミド化が簡便である。化学的イミド化は、比較的低温でイミド化反応が進行し、イミド化の課程で重合体の分子量低下が起こりにくいので好ましい。
d. [Production of polyimide]
The polyimide of the present invention can be produced by imidizing the polyimide precursor. When manufacturing a polyimide from a polyimide precursor, the chemical imidation which adds a catalyst to the solution of the said polyamic acid obtained by reaction of a diamine component and tetracarboxylic dianhydride is simple. Chemical imidization is preferable because the imidization reaction proceeds at a relatively low temperature and the molecular weight of the polymer does not easily decrease during the imidization process.

化学的イミド化は、イミド化させたい重合体を、有機溶媒中において塩基性触媒と酸無水物の存在下で攪拌することにより行うことができる。有機溶媒としては前述した重合反応時に用いる溶媒を使用することができる。塩基性触媒としてはピリジン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン等を挙げることができる。中でもピリジンは反応を進行させるのに適度な塩基性を持つので好ましい。また、酸無水物としては無水酢酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸等を挙げることができ、中でも無水酢酸を用いると反応終了後の精製が容易となるので好ましい。   Chemical imidation can be performed by stirring a polymer to be imidized in an organic solvent in the presence of a basic catalyst and an acid anhydride. As an organic solvent, the solvent used at the time of the polymerization reaction mentioned above can be used. Examples of the basic catalyst include pyridine, triethylamine, trimethylamine, tributylamine, trioctylamine and the like. Of these, pyridine is preferable because it has an appropriate basicity for proceeding with the reaction. Examples of the acid anhydride include acetic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride and the like. Among them, use of acetic anhydride is preferable because purification after completion of the reaction is facilitated.

イミド化反応を行うときの温度は、−20℃〜140℃、好ましくは0℃〜100℃であり、反応時間は1〜100時間で行うことができる。塩基性触媒の量はアミック酸基の0.5〜30モル倍、好ましくは2〜20モル倍であり、酸無水物の量はアミック酸基の1〜50モル倍、好ましくは3〜30モル倍である。得られる重合体のイミド化率は、触媒量、温度、反応時間を調節することで制御することができる。イミド化反応後の溶液には、添加した触媒等が残存しているので、以下に述べる手段により、得られたイミド化重合体を回収し、有機溶媒で再溶解して、本発明の液晶配向剤とすることが好ましい。
以上のようにして得られるポリイミドの溶液は、よく撹拌させながら貧溶媒に注入することで、重合体を析出させることができる。析出を数回行い、貧溶媒で洗浄後、常温あるいは加熱乾燥して精製されたポリアミック酸エステルの粉末を得ることができる。
前記貧溶媒は、特に限定されないが、メタノール、アセトン、ヘキサン、ブチルセルソルブ、ヘプタン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、エタノール、トルエン、ベンゼン等が挙げられる。
The temperature at which the imidization reaction is performed is -20 ° C to 140 ° C, preferably 0 ° C to 100 ° C, and the reaction time can be 1 to 100 hours. The amount of the basic catalyst is 0.5 to 30 mol times, preferably 2 to 20 mol times of the amic acid group, and the amount of the acid anhydride is 1 to 50 mol times, preferably 3 to 30 mol of the amic acid group. Is double. The imidation ratio of the resulting polymer can be controlled by adjusting the amount of catalyst, temperature, and reaction time. Since the added catalyst or the like remains in the solution after the imidation reaction, the obtained imidized polymer is recovered by the means described below, redissolved in an organic solvent, and the liquid crystal alignment according to the present invention. It is preferable to use an agent.
The polyimide solution obtained as described above can be polymerized by pouring into a poor solvent while thoroughly stirring. Precipitation is performed several times, and after washing with a poor solvent, a purified polyamic acid ester powder can be obtained at room temperature or by heating and drying.
The poor solvent is not particularly limited, and examples thereof include methanol, acetone, hexane, butyl cellosolve, heptane, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, ethanol, toluene, and benzene.

e.〔液晶配向剤〕
本発明の液晶配向剤は、上記のように得られたポリイミド前駆体又はポリイミドが有機溶剤に均一に溶解している液晶配向剤形成用の塗布液である。
e. [Liquid crystal aligning agent]
The liquid crystal aligning agent of the present invention is a coating liquid for forming a liquid crystal aligning agent in which the polyimide precursor or polyimide obtained as described above is uniformly dissolved in an organic solvent.

e1.[溶剤]
本発明の液晶配向剤に使用される溶剤としては、ポリイミド前駆体又はポリイミドを溶解させることができる溶剤(以下、良溶媒)と液晶配向剤を基板へ塗布する際の塗膜均一性を向上させるための溶剤(以下、貧溶媒)の2種類が挙げられる。良溶媒としては、ポリイミド前駆体又はポリイミドを溶解させるものであれば特に限定されない。あえて、その具体例を挙げるならば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、N−メチルカプロラクタム、2−ピロリドン、N−エチルピロリドン、N−ビニルピロリドン、ジメチルスルホキシド、ジメチルスルホン、ヘキサメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、1,3−ジメチル−イミダゾリジノン、3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド等を挙げることができる。これらは1種又は2種以上を混合して用いてもよい。また、単独では重合体を溶解させない溶媒であっても、重合体が析出しない範囲であれば、混合してもよい。
貧溶媒としては、低表面張力で、塗膜均一性を向上させるものであれば、特に限定されない。あえて、その具体例を挙げるならば、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、エチルカルビトールアセテート、エチレングリコール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール、1−ブトキシ−2−プロパノール、1−フェノキシ−2−プロパノール、プロピレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールジアセテート、プロピレングリコール−1−モノメチルエーテル−2−アセテート、プロピレングリコール−1−モノエチルエーテル−2−アセテート、ジプロピレングリコール、2−(2−エトキシプロポキシ)プロパノール、乳酸メチルエステル、乳酸エチルエステル、乳酸n−プロピルエステル、乳酸n−ブチルエステル、乳酸イソアミルエステル等が挙げられる。これらの溶媒は2種類上を併用してもよい。
e1. [solvent]
As a solvent used for the liquid crystal aligning agent of the present invention, a polyimide precursor or a solvent capable of dissolving the polyimide (hereinafter referred to as a good solvent) and a coating film uniformity when applying the liquid crystal aligning agent to the substrate are improved. Two types of solvents (hereinafter referred to as poor solvents). The good solvent is not particularly limited as long as it dissolves the polyimide precursor or the polyimide. Specific examples are N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, N-methyl. Caprolactam, 2-pyrrolidone, N-ethylpyrrolidone, N-vinylpyrrolidone, dimethylsulfoxide, dimethylsulfone, hexamethylsulfoxide, γ-butyrolactone, 1,3-dimethyl-imidazolidinone, 3-methoxy-N, N-dimethylpropane Examples include amides. You may use these 1 type or in mixture of 2 or more types. Even if the solvent alone does not dissolve the polymer, it may be mixed as long as the polymer does not precipitate.
The poor solvent is not particularly limited as long as it has low surface tension and improves coating film uniformity. Specific examples include ethyl cellosolve, butyl cellosolve, ethyl carbitol, butyl carbitol, ethyl carbitol acetate, ethylene glycol, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, 1-butoxy. 2-propanol, 1-phenoxy-2-propanol, propylene glycol monoacetate, propylene glycol diacetate, propylene glycol-1-monomethyl ether-2-acetate, propylene glycol-1-monoethyl ether-2-acetate, dipropylene Glycol, 2- (2-ethoxypropoxy) propanol, methyl lactate, ethyl lactate, n-propyl lactate, n-butyl lactate, isoamyl lactate, etc. And the like. Two types of these solvents may be used in combination.

[シランカップリング剤]
シランカップリング剤は分子中に有機材料と化学結合する有機官能基、及び無機材料と反応性を有する加水分解基の両方を有する有機ケイ素化合物で、その構造は一般的に下記式(57)で表される。
[Silane coupling agent]
A silane coupling agent is an organosilicon compound having both an organic functional group chemically bonded to an organic material in a molecule and a hydrolyzable group reactive with an inorganic material, and its structure is generally represented by the following formula (57). expressed.

Figure 0005614284
式(57)中、Qは有機官能基であり、R14は2価の有機基を示し、Rはアルキル基であり、WはOR15で示されるアルコキシ基(ここでR15は、アルキル基である)であり、nは1〜3の整数である。
シランカップリング剤は、電子デバイスの基板として用いられる各種無機材料と重合体との密着性を向上される目的で添加される。シランカップリング剤は、加水分解基であるアルコキシシランが加熱により加水分解してシラノールとなり、基板表面に存在する極性基と水素結合又は共有結合を形成し、密着性が付与される。
Figure 0005614284
In formula (57), Q represents an organic functional group, R 14 represents a divalent organic group, R represents an alkyl group, and W represents an alkoxy group represented by OR 15 (where R 15 represents an alkyl group). And n is an integer of 1 to 3.
The silane coupling agent is added for the purpose of improving the adhesion between various inorganic materials used as substrates for electronic devices and the polymer. In the silane coupling agent, alkoxysilane, which is a hydrolyzable group, is hydrolyzed by heating to form silanol, and forms a hydrogen bond or a covalent bond with a polar group present on the substrate surface, thereby imparting adhesion.

本発明に用いるシランカップリング剤の具体例を以下にまとめるがこれに限定されない。
3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、3−アミノプロピルジエトキシメチルシランなどのアミン系シランカップリング剤;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、アリルトリメトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシランなどのビニル系シランカップリング剤;3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランなどのエポキシ系シランカップリング剤;3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシランなどのメタクリル系シランカップリング剤;3−アクリロキシプロピルトリメトキシシランなどのアクリル系シランカップリング剤;3−ウレイドプロピルトリエトキシシランなどのウレイド系シランカップリング剤;ビス(3−(トリエトキシシリル)プロピル)ジスルフィド、ビス(3−(トリエトキシシリル)プロピル)テトラスルフィドなどのスルフィド系シランカップリング剤;3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−オクタノイルチオ−1−プロピルトリエトキシシランなどのメルカプト系シランカップリング剤;3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリメトキシシランなどのイソシアネート系シランカップリング剤;トリエトキシシリルブチルアルデヒドなどのアルデヒド系シランカップリング剤;トリエトキシシリルプロピルメチルカルバメート、(3−トリエトキシシリルプロピル)−t−ブチルカルバメートなどのカルバメート系シランカップリング剤などが挙げられる。
Although the specific example of the silane coupling agent used for this invention is put together below, it is not limited to this.
3-aminopropyltriethoxysilane, 3- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, 3- (2-aminoethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-phenylaminopropyltri Amine-based silane coupling agents such as methoxysilane, 3-triethoxysilyl-N- (1,3-dimethyl-butylidene) propylamine, 3-aminopropyldiethoxymethylsilane; vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, Vinyl-based silane couplings such as vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, vinylmethyldimethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, vinyltriisopropoxysilane, allyltrimethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane Agents: 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 2- (3,4- Epoxy cyclohexyl) Epoxy silane coupling agent such as ethyltrimethoxysilane; 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-methacryloxypropyltri Methacrylic silane coupling agents such as ethoxysilane; Acrylic silane coupling agents such as 3-acryloxypropyltrimethoxysilane; Ureido silane cups such as 3-ureidopropyltriethoxysilane Sulfide-based silane coupling agents such as bis (3- (triethoxysilyl) propyl) disulfide and bis (3- (triethoxysilyl) propyl) tetrasulfide; 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropyl Mercapto silane coupling agents such as trimethoxysilane and 3-octanoylthio-1-propyltriethoxysilane; Isocyanate silane coupling agents such as 3-isocyanatopropyltriethoxysilane and 3-isocyanatopropyltrimethoxysilane; Aldehyde-based silane coupling agents such as butyraldehyde; carbamates such as triethoxysilylpropylmethylcarbamate and (3-triethoxysilylpropyl) -t-butylcarbamate Examples include mate-based silane coupling agents.

シランカップリング剤は、有機官能基Qが重合体中の官能基と結合し、重合体中に導入されることにより、その効果をより発揮することができる。すなわち、シランカップリング剤は使用するポリイミド前駆体又はポリイミドの組成によって使い分けることが好ましい。   The silane coupling agent can exhibit its effect more when the organic functional group Q is bonded to the functional group in the polymer and introduced into the polymer. That is, the silane coupling agent is preferably used depending on the composition of the polyimide precursor or polyimide used.

ポリイミド膜を液晶表示素子などの電子デバイスに用いた場合、その特性を損うことなく、密着性を向上するためには、シランカップリング剤を重合体末端に導入することが好ましい。ポリイミド前駆体及びそのイミド化重合体であるポリイミドは、テトラカルボン酸二無水物、酸クロライド、及びジアルキルエステルジカルボン酸などのテトラカルボン酸誘導体とジアミン化合物のモル比を調節することにより、重合体末端の官能基をアミン、カルボン酸又はエステルにすることができる。そのため、これらの官能基との反応性が高いエポキシ系シランカップリング剤、イソシアネート系シランカップリング剤、アルデヒド系シランカップリング剤、カルバメート系シランカップリング剤、アミン系シランカップリング剤が好ましく、反応性の観点からアミン系シランカップリング剤及びエポキシ系シランカップリング剤が特に好ましい。
また、公知の官能性化合物で重合体の末端を修飾することにより、任意の官能基を重合体に導入することができる。このような場合は、導入した官能基と反応する有機官能基Qを有するシランカップリング剤を添加するのが好ましい。
前記カップリング剤を配合する場合は、カップリング剤の添加後に加熱し重合体と反応させることで、密着性が向上させることができる。カップリング剤の添加後、20〜80℃で、より好ましくは40〜60℃で、1〜24時間反応させると良い。
When a polyimide film is used in an electronic device such as a liquid crystal display element, it is preferable to introduce a silane coupling agent into the polymer terminal in order to improve adhesion without impairing its characteristics. Polyimide precursor and its imidized polymer polyimide are polymer terminal by adjusting the molar ratio of tetracarboxylic acid derivatives such as tetracarboxylic dianhydride, acid chloride, and dialkyl ester dicarboxylic acid and diamine compound. These functional groups can be amines, carboxylic acids or esters. Therefore, epoxy-based silane coupling agents, isocyanate-based silane coupling agents, aldehyde-based silane coupling agents, carbamate-based silane coupling agents, and amine-based silane coupling agents that are highly reactive with these functional groups are preferable. From the viewpoint of properties, amine-based silane coupling agents and epoxy-based silane coupling agents are particularly preferable.
Moreover, arbitrary functional groups can be introduced into the polymer by modifying the terminal of the polymer with a known functional compound. In such a case, it is preferable to add a silane coupling agent having an organic functional group Q that reacts with the introduced functional group.
When the coupling agent is blended, the adhesion can be improved by heating after the coupling agent is added and reacting with the polymer. After adding the coupling agent, the reaction may be performed at 20 to 80 ° C., more preferably at 40 to 60 ° C. for 1 to 24 hours.

e3.[その他添加剤]
本発明の液晶配向剤に、さらに架橋剤などの各種添加剤を使用しても構わないことは言うまでもない。また、本発明のポリイミド前駆体又はポリイミド組成物に含有される重合体は2種類以上であってもよい。
e3. [Other additives]
It goes without saying that various additives such as a crosslinking agent may be further used in the liquid crystal aligning agent of the present invention. Two or more kinds of polymers may be contained in the polyimide precursor or polyimide composition of the present invention.

e4.[重合体濃度]
本発明の液晶配向剤の重合体濃度は、形成させようとするポリイミド膜の厚みの設定によって適宜変更することができるが、1〜10質量%とすることが好ましく、2〜8質量%がより好ましい。1質量%未満では均一で欠陥のない塗膜を形成させることが困難となり、10質量%よりも多いと溶液の保存安定性が悪くなる場合がある。
e4. [Polymer concentration]
Although the polymer concentration of the liquid crystal aligning agent of this invention can be suitably changed with the setting of the thickness of the polyimide film to be formed, it is preferable to set it as 1-10 mass%, and 2-8 mass% is more. preferable. If it is less than 1% by mass, it is difficult to form a uniform and defect-free coating film, and if it exceeds 10% by mass, the storage stability of the solution may be deteriorated.

f.[液晶配向剤の製造方法]
本発明の液晶配向剤は、以下の方法で製造することができる。
使用する重合体が粉末の場合、前記溶剤に溶解させて、重合体溶液とする。この時、重合体濃度は10〜30質量%が好ましく、10〜15質量%が特に好ましい。また、重合体の粉末を溶解する際に加熱してもよい。加熱温度は、20〜140℃が好ましく、20〜80℃が特に好ましい。
重合体の反応溶液、又は重合体を再溶解して得られた重合体溶液に前記溶剤及び前記塗膜均一性向上のための溶剤を加え、所定の重合体濃度になるように希釈することで本発明の液晶配向剤が得られる。シランカップリング剤を添加する場合は、重合体の析出を防ぐため、前記塗膜均一性向上のための溶剤を加える前に添加するのが好ましい。
シランカップリング剤の添加量は、多すぎると未反応のものが液晶配向性に悪影響を及ぼすことがあり、少なすぎると密着性への効果が現れないため、重合体粉末に対して0.01〜5.0質量%が好ましく、0.1〜1.0質量%がより好ましい。
f. [Method for producing liquid crystal aligning agent]
The liquid crystal aligning agent of this invention can be manufactured with the following method.
When the polymer to be used is powder, it is dissolved in the solvent to obtain a polymer solution. At this time, the polymer concentration is preferably 10 to 30% by mass, and particularly preferably 10 to 15% by mass. Further, heating may be performed when the polymer powder is dissolved. The heating temperature is preferably 20 to 140 ° C, particularly preferably 20 to 80 ° C.
By adding the solvent and the solvent for improving the coating film uniformity to the polymer reaction solution or the polymer solution obtained by re-dissolving the polymer, and diluting to a predetermined polymer concentration. The liquid crystal aligning agent of this invention is obtained. When adding a silane coupling agent, it is preferable to add before adding the solvent for improving the uniformity of the coating film in order to prevent precipitation of the polymer.
If the addition amount of the silane coupling agent is too large, the unreacted material may adversely affect the liquid crystal alignment, and if it is too small, the effect on the adhesion does not appear. -5.0 mass% is preferable, and 0.1-1.0 mass% is more preferable.

g.[液晶配向膜]
本発明の液晶配向膜は次のようにして得られる。すなわち、本発明の液晶配向剤を、好ましくはろ過した後、基板に塗布し、乾燥、焼成して塗膜とすることができる。本発明の液晶配向剤を塗布する基板としては透明性の高い基板であれば特に限定されず、ガラス基板、窒化珪素基板、アクリル基板やポリカーボネート基板等のプラスチック基板等を用いることができ、液晶駆動のためのITO電極等が形成された基板を用いることがプロセスの簡素化の観点から好ましい。また、反射型の液晶表示素子では片側の基板のみにならばシリコンウエハー等の不透明な物でも使用でき、この場合の電極はアルミ等の光を反射する材料も使用できる。
本発明の液晶配向剤の塗布方法としては、スピンコート法、印刷法、インクジェット法などが挙げられる。本発明の液晶配向剤を塗布した後、好ましくは乾燥し、焼成される。液晶配向剤に含有されていた有機溶媒を十分に除去するため、好ましくは50〜120℃で好ましくは1〜10分乾燥させる。次いで、好ましくは150〜300℃、より好ましくは150〜250℃で焼成される。焼成時間は、焼成温度によっても異なるが、好ましくは5〜120分、より好ましくは5〜60分で行われる。
g. [Liquid crystal alignment film]
The liquid crystal alignment film of the present invention is obtained as follows. That is, the liquid crystal aligning agent of the present invention is preferably filtered, then applied to a substrate, dried and fired to form a coating film. The substrate to which the liquid crystal aligning agent of the present invention is applied is not particularly limited as long as it is a highly transparent substrate, and a glass substrate, a silicon nitride substrate, a plastic substrate such as an acrylic substrate or a polycarbonate substrate, or the like can be used. From the viewpoint of simplification of the process, it is preferable to use a substrate on which an ITO electrode or the like is formed. Further, in the reflection type liquid crystal display element, an opaque material such as a silicon wafer can be used as long as the substrate is only on one side, and in this case, a material that reflects light such as aluminum can be used.
Examples of the method for applying the liquid crystal aligning agent of the present invention include a spin coating method, a printing method, and an ink jet method. After applying the liquid crystal aligning agent of the present invention, it is preferably dried and baked. In order to sufficiently remove the organic solvent contained in the liquid crystal aligning agent, it is preferably dried at 50 to 120 ° C., preferably for 1 to 10 minutes. Subsequently, it is preferably fired at 150 to 300 ° C, more preferably 150 to 250 ° C. The firing time varies depending on the firing temperature, but is preferably 5 to 120 minutes, more preferably 5 to 60 minutes.

本発明の液晶配向剤は、上記塗布膜の焼成過程において、前記したように、ポリイミド前駆体又はそのイミド化重合体が有するBoc基で保護された1級又は2級の脂肪族アミノ基が150℃以上に加熱されることにより、Boc基が脱離し、Boc基の保護がはずれた反応性の1級又は2級の脂肪族アミノ基が生成する。生成した1級又は2級の脂肪族アミノ基は、ポリイミド前駆体又はそのイミド化重合体に存在する官能基と反応し、分子間架橋が形成され、かかる架橋反応を通じて、本発明で得られる液晶配向膜は、その機械的強度が向上し、ラビングによる膜の剥離や傷が発生しないポリイミド膜が得られる。   As described above, the liquid crystal aligning agent of the present invention has 150 primary or secondary aliphatic amino groups protected by the Boc group of the polyimide precursor or its imidized polymer in the baking process of the coating film. By heating to a temperature higher than or equal to ° C., the Boc group is eliminated, and a reactive primary or secondary aliphatic amino group in which the protection of the Boc group is lost is generated. The generated primary or secondary aliphatic amino group reacts with a functional group present in the polyimide precursor or its imidized polymer to form an intermolecular crosslink, and the liquid crystal obtained in the present invention through such a crosslink reaction. The alignment film has improved mechanical strength, and a polyimide film that does not cause peeling or scratching due to rubbing can be obtained.

本発明の液晶配向膜の厚みは、特に限定されないが、薄すぎると液晶表示素子の信頼性が低下する場合があるので、5〜300nm、好ましくは10〜200nmである。この塗膜面をラビング等の配向処理をすることにより、液晶配向膜として使用することができる。
本発明の液晶配向膜を配向処理する方法としては、ラビング法、光配向処理法などが挙げられる。
The thickness of the liquid crystal alignment film of the present invention is not particularly limited, but if it is too thin, the reliability of the liquid crystal display element may be lowered, and therefore it is 5 to 300 nm, preferably 10 to 200 nm. By subjecting the coating surface to an orientation treatment such as rubbing, it can be used as a liquid crystal orientation film.
Examples of the method for aligning the liquid crystal alignment film of the present invention include a rubbing method and a photo-alignment processing method.

光配向処理法の具体例としては、前記塗膜表面に、一定方向に偏光した放射線を照射し、場合によっては、さらに150〜250℃の温度で加熱処理を行い、液晶配向能を付与する方法が挙げられる。放射線としては、100〜800nmの波長を有する紫外線及び可視光線を用いることができる。このうち、100〜400nmの波長を有する紫外線が好ましく、200〜400nmの波長を有する紫外線が特に好ましい。また、液晶配向性を改善するために、塗膜基板を50〜250℃で加熱しつつ、放射線を照射してもよい。前記放射線の照射量は、1〜10,000mJ/cmの範囲にあることが好ましく、100〜5,000mJ/cmの範囲にあることが特に好ましい。
以下に実施例を挙げ、本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
As a specific example of the photo-alignment treatment method, the surface of the coating film is irradiated with radiation polarized in a certain direction, and in some cases, a heat treatment is further performed at a temperature of 150 to 250 ° C. to impart liquid crystal alignment ability. Is mentioned. As the radiation, ultraviolet rays and visible rays having a wavelength of 100 to 800 nm can be used. Among these, ultraviolet rays having a wavelength of 100 to 400 nm are preferable, and ultraviolet rays having a wavelength of 200 to 400 nm are particularly preferable. Moreover, in order to improve liquid crystal orientation, you may irradiate a radiation, heating a coating-film board | substrate at 50-250 degreeC. Dose of the radiation is preferably in the range of 1~10,000mJ / cm 2, and particularly preferably in the range of 100~5,000mJ / cm 2.
The present invention will be described in more detail with reference to examples below, but the present invention is not limited to these examples.

以下に、本実施例及び比較例で使用した化合物の略号と構造を示す。
CBDA:シクロブタンテトラカルボン酸二無水物
1,3DMCBDE−Cl:ジメチル 1,3−ビス(クロロカルボニル)−1,3−ジ メチルシクロブタン−2,4−ジカルボキシレート
p−PDA:p−フェニレンジアミン
DA−A:上記式(A)のジアミン
DA−B:上記式(B)のジアミン
DA−D:上記式(D)のジアミン
DA−E:上記式(E)のジアミン
DA−F:上記式(F)のジアミン
DA−H:下記式(H)のジアミン
The abbreviations and structures of the compounds used in the examples and comparative examples are shown below.
CBDA: cyclobutanetetracarboxylic dianhydride 1,3DMCBDE-Cl: dimethyl 1,3-bis (chlorocarbonyl) -1,3-dimethylcyclobutane-2,4-dicarboxylate p-PDA: p-phenylenediamine DA -A: diamine of the above formula (A) DA-B: diamine of the above formula (B) DA-D: diamine of the above formula (D) DA-E: diamine of the above formula (E) DA-F: above formula ( F) Diamine DA-H: Diamine of the following formula (H)

Figure 0005614284
(有機溶媒)
NMP:N−メチル−2−ピロリドン
BCS:ブチルセロソルブ
DMF:N,N−ジエチルホルムアミド
THF:テトラヒドロフラン
γ−BL:γ−ブチロラクトン
Figure 0005614284
(Organic solvent)
NMP: N-methyl-2-pyrrolidone BCS: Butyl cellosolve DMF: N, N-diethylformamide THF: Tetrahydrofuran γ-BL: γ-butyrolactone

以下に、H−NMR、粘度、分子量、及びラビング耐性の各測定方法を示す。
H−NMR]
装置:フーリエ変換型超伝導核磁気共鳴装置(FT−NMR)INOVA−400(Varian社製)400MHz
溶媒:重水素化ジメチルスルホキシド(DMSO−d)又は重水素クロロホルム(CDCl
標準物質:テトラメチルシラン(TMS)
[粘度]
合成例において、ポリアミック酸エステル及びポリアミック酸溶液の粘度は、E型粘度計TVE−22H(東機産業社製)を用い、サンプル量1.1mL、コーンロータTE−1(1°34’、R24)、温度25℃で測定した。
[分子量]
また、ポリアミック酸エステルの分子量はGPC(常温ゲル浸透クロマトグラフィー)装置によって測定し、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド換算値として数平均分子量(以下、Mnとも言う。)と重量平均分子量(以下、Mwとも言う。)を算出した。
GPC装置:Shodex社製(GPC−101)
カラム:Shodex社製(KD803、KD805の直列)
カラム温度:50℃
溶離液:N,N−ジメチルホルムアミド(添加剤として、臭化リチウム−水和物(LiBr・HO)が30mmol/L、リン酸・無水結晶(o−リン酸)が30mmol/L、テトラヒドロフラン(THF)が10ml/L)
流速:1.0ml/分
The measurement methods for 1 H-NMR, viscosity, molecular weight, and rubbing resistance are shown below.
[ 1 H-NMR]
Apparatus: Fourier transform type superconducting nuclear magnetic resonance apparatus (FT-NMR) INOVA-400 (manufactured by Varian) 400 MHz
Solvent: deuterated dimethyl sulfoxide (DMSO-d 6 ) or deuterated chloroform (CDCl 3 )
Standard substance: Tetramethylsilane (TMS)
[viscosity]
In the synthesis example, the viscosity of the polyamic acid ester and the polyamic acid solution is an E-type viscometer TVE-22H (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.), sample amount 1.1 mL, cone rotor TE-1 (1 ° 34 ′, R24). ), Measured at a temperature of 25 ° C.
[Molecular weight]
The molecular weight of the polyamic acid ester is measured by a GPC (normal temperature gel permeation chromatography) apparatus, and is a number average molecular weight (hereinafter also referred to as Mn) and a weight average molecular weight (hereinafter also referred to as Mw) as polyethylene glycol and polyethylene oxide equivalent values. ) Was calculated.
GPC device: manufactured by Shodex (GPC-101)
Column: manufactured by Shodex (series of KD803 and KD805)
Column temperature: 50 ° C
Eluent: N, N-dimethylformamide (as additives, lithium bromide-hydrate (LiBr · H 2 O) 30 mmol / L, phosphoric acid / anhydrous crystal (o-phosphoric acid) 30 mmol / L, tetrahydrofuran) (THF) is 10 ml / L)
Flow rate: 1.0 ml / min

検量線作成用標準サンプル:東ソー社製 TSK 標準ポリエチレンオキサイド(重量平均分子量(Mw) 約900,000、150,000、100,000、30,000)、及び、ポリマーラボラトリー社製 ポリエチレングリコール(ピークトップ分子量(Mp)約12,000、4,000、1,000)。測定は、ピークが重なるのを避けるため、900,000、100,000、12,000、1,000の4種類を混合したサンプル、及び150,000、30,000、4,000の3種類を混合したサンプルの2サンプルを別々に測定。   Standard sample for preparing calibration curve: TSK standard polyethylene oxide (weight average molecular weight (Mw) about 900,000, 150,000, 100,000, 30,000) manufactured by Tosoh Corporation, and polyethylene glycol (peak top) manufactured by Polymer Laboratory Molecular weight (Mp) about 12,000, 4,000, 1,000). In order to avoid the overlapping of peaks, the measurement was performed by mixing four types of 900,000, 100,000, 12,000, and 1,000, and three types of 150,000, 30,000, and 4,000. Two samples of mixed samples are measured separately.

[ポリイミド膜のラビング耐性]
透明電極付きガラス基板上に液晶配向剤をスピンコートし、温度80℃のホットプレート上で5分間の乾燥、温度230℃で20分間又は60分間の焼成をし、膜厚100nmのポリイミド膜を形成した。このポリイミド膜にラビング処理を施した後、ポリイミド膜の表面状態を観察して、ラビング傷の有無、ポリイミド膜の削れカスの有無、及びポリイミド膜の剥離の有無を評価した。
[Rubbing resistance of polyimide film]
A liquid crystal aligning agent is spin-coated on a glass substrate with a transparent electrode, dried on a hot plate at a temperature of 80 ° C. for 5 minutes, and baked at a temperature of 230 ° C. for 20 minutes or 60 minutes to form a polyimide film having a thickness of 100 nm. did. After this polyimide film was rubbed, the surface state of the polyimide film was observed to evaluate the presence or absence of rubbing scratches, the presence or absence of chipping residue of the polyimide film, and the presence or absence of peeling of the polyimide film.

[電圧保持率]
液晶セルの電圧保持率の測定は以下のようにして行った。
4Vの電圧を60μs間印加し、16.67ms後の電圧を測定することで、初期値からの変動を電圧保持率として計算した。測定の際、液晶セルの温度を23℃、60℃、及び90℃とし、それぞれの温度で測定を行った。
[イオン密度]
液晶セルのイオン密度の測定は以下のようにして行った。
東陽テクニカ社製の6254型液晶物性評価装置を用いて測定を行った。10V、0.01Hzの三角波を印加し、得られた波形のイオン密度に相当する面積を三角形近似法により算出し、イオン密度とした。測定の際、液晶セルの温度を23℃、及び60℃とし、それぞれの温度で測定を行った。
[Voltage holding ratio]
The voltage holding ratio of the liquid crystal cell was measured as follows.
By applying a voltage of 4 V for 60 μs and measuring the voltage after 16.67 ms, the fluctuation from the initial value was calculated as the voltage holding ratio. During the measurement, the temperature of the liquid crystal cell was set to 23 ° C., 60 ° C., and 90 ° C., and the measurement was performed at each temperature.
[Ion density]
The ion density of the liquid crystal cell was measured as follows.
Measurement was performed using a 6254 type liquid crystal property evaluation apparatus manufactured by Toyo Technica. A triangular wave of 10 V and 0.01 Hz was applied, and an area corresponding to the ion density of the obtained waveform was calculated by a triangle approximation method to obtain an ion density. During the measurement, the temperature of the liquid crystal cell was set to 23 ° C. and 60 ° C., and the measurement was performed at each temperature.

<実施例1>DA−Aの合成
(前駆体合成1)
Example 1 Synthesis of DA-A (Precursor Synthesis 1)

Figure 0005614284
1L四つ口フラスコに、ジムロート、及び100mL滴下漏斗をつなげ、2−シアノ−4−ニトロアニリン(15g,92mmol)を加え、系内を窒素で置換した後、THF400mLを加え、0℃に冷却した。次に、滴下漏斗からボラン−THF錯体(1M in THF,100mL,100mmol)を30分かけて滴下した。反応系から気体の発生が確認され、黄色固体が析出した。滴下終了後、室温で、2日間撹拌した。反応終了後、塩酸水溶液(2N,200mL)加え、室温で2時間撹拌した後、10℃で水酸化ナトリウム水溶液(2N,250mL)を加え塩基性にし、ジクロロメタンで抽出した。有機層を飽和食塩水(500mL)で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した後、濃縮、真空乾燥を行うことで黄色固体のシアノ基還元体を得た。収量は、11.9g、収率は77%であった。
Figure 0005614284
Dimroth and 100 mL dropping funnel were connected to a 1 L four-necked flask, 2-cyano-4-nitroaniline (15 g, 92 mmol) was added, the system was replaced with nitrogen, and then 400 mL of THF was added and cooled to 0 ° C. . Next, borane-THF complex (1M in THF, 100 mL, 100 mmol) was dropped from the dropping funnel over 30 minutes. Generation of gas was confirmed from the reaction system, and a yellow solid was precipitated. After completion of dropping, the mixture was stirred at room temperature for 2 days. After completion of the reaction, an aqueous hydrochloric acid solution (2N, 200 mL) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. Then, an aqueous sodium hydroxide solution (2N, 250 mL) was added at 10 ° C., and the mixture was extracted with dichloromethane. The organic layer was washed with saturated brine (500 mL), dried over magnesium sulfate, concentrated and vacuum dried to obtain a yellow solid cyano group reduced form. The yield was 11.9 g and the yield was 77%.

(前駆体合成2) (Precursor synthesis 2)

Figure 0005614284
1Lナスフラスコに前記シアノ基還元体(4.60g,27.5mmol)及び塩化メチレン(900mL)を加え溶液としたところに、二炭酸ジ−tert−ブチル(BocO)(6.00g,27.5mmol)を加え、室温(20℃)で3日間撹拌した。反応終了後、反応溶液をそのまま飽和食塩水で洗浄し、有機層を分離し、硫酸マグネシウムで乾燥した。有機層を減圧濃縮することで析出する固体を酢酸エチル―ヘキサン(体積比:2/7)で再結晶することで、黄色固体のBoc付加体を得た。収量は、5.25g,収率は、71%であった。
Figure 0005614284
The reduced cyano group (4.60 g, 27.5 mmol) and methylene chloride (900 mL) were added to a 1 L eggplant flask to give a solution, and di-tert-butyl dicarbonate (Boc 2 O) (6.00 g, 27 0.5 mmol), and the mixture was stirred at room temperature (20 ° C.) for 3 days. After completion of the reaction, the reaction solution was washed with saturated brine as it was, and the organic layer was separated and dried over magnesium sulfate. The solid precipitated by concentrating the organic layer under reduced pressure was recrystallized from ethyl acetate-hexane (volume ratio: 2/7) to obtain a Boc adduct as a yellow solid. The yield was 5.25 g, and the yield was 71%.

(DA−Aの合成) (Synthesis of DA-A)

Figure 0005614284
100mLナスフラスコに前記Boc付加体(5.0g,18.7mmol)及びエタノール(40ml)を加え、系内を窒素で置換した後、酸化白金(500mg)を加え、系内を水素で置換した。黄色懸濁となった反応混合物を室温で15時間撹拌した。反応終了後、エタノールを追加し、析出した白色固体を溶かし、セライトろ過により触媒を除いた。ろ液を濃縮し、得られた桃色固体を酢酸エチル−ヘキサン(体積比:1/2)で再結晶することで、薄桃色固体を得た。収量は、3.40g、収率は、77%であった。
得られた固体のH−NMRを測定し、DA−Aであることを確認した。
1H-NMR(DMSO-d6,δppm):1.44(s,9H)、3.87(d,J=6.3Hz,2H)、4.10〜4.30(m,4H)、6.27(dd,J=2.4Hz,8.1Hz1H)、6.31(d,J=2.4Hz,1H)、6.38(d,J=8.1Hz,1H)、7.14(t,J=6.3Hz,1H).
Figure 0005614284
The Boc adduct (5.0 g, 18.7 mmol) and ethanol (40 ml) were added to a 100 mL eggplant flask, the inside of the system was replaced with nitrogen, platinum oxide (500 mg) was added, and the inside of the system was replaced with hydrogen. The reaction mixture, which became a yellow suspension, was stirred at room temperature for 15 hours. After completion of the reaction, ethanol was added to dissolve the precipitated white solid, and the catalyst was removed by Celite filtration. The filtrate was concentrated, and the resulting pink solid was recrystallized with ethyl acetate-hexane (volume ratio: 1/2) to obtain a light pink solid. The yield was 3.40 g, and the yield was 77%.
1 H-NMR of the obtained solid was measured and confirmed to be DA-A.
1 H-NMR (DMSO-d 6 , δ ppm): 1.44 (s, 9H), 3.87 (d, J = 6.3 Hz, 2H), 4.10-4.30 (m, 4H), 6.27 (dd, J = 2.4 Hz, 8.1Hz1H), 6.31 (d, J = 2.4Hz, 1H), 6.38 (d, J = 8.1Hz, 1H), 7.14 (t, J = 6.3Hz, 1H).

<実施例2>DA−Bの合成
(N−Boc−プロパルギルアミンの合成)
Example 2 Synthesis of DA-B (Synthesis of N-Boc-propargylamine)

Figure 0005614284
四つ口フラスコにプロパルギルアミン(25.18g,0.448mol)、トリエチルアミン(55.52g,0.549mol)、及びジクロロメタン400mlを加えた後、水浴(20℃)で反応溶液を冷却しながら、二炭酸ジ−tert−ブチル(118.15g,0.541mol)を30分かけて滴下した。滴下終了後、2時間撹拌した後、反応溶液に飽和食塩水300ml、ジクロロメタン200mlを加え、抽出した。得られた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。乾燥剤を除去後、得られた溶液の溶媒を留去し、淡黄色オイルを得た。再結晶(ヘキサン)にて精製し、白色固体のN−Boc−プロパルギルアミンを得た(収量:47.01g,収率:67.6%)。
Figure 0005614284
After adding propargylamine (25.18 g, 0.448 mol), triethylamine (55.52 g, 0.549 mol) and 400 ml of dichloromethane to the four-necked flask, the reaction solution was cooled in a water bath (20 ° C.) Di-tert-butyl carbonate (118.15 g, 0.541 mol) was added dropwise over 30 minutes. After completion of the dropwise addition, the mixture was stirred for 2 hours, and then the reaction solution was extracted with 300 ml of saturated brine and 200 ml of dichloromethane. The obtained organic layer was dried over magnesium sulfate. After removing the desiccant, the solvent of the resulting solution was distilled off to obtain a pale yellow oil. Purification by recrystallization (hexane) gave N-Boc-propargylamine as a white solid (yield: 47.01 g, yield: 67.6%).

(ニトロ体の合成) (Nitro compound synthesis)

Figure 0005614284
窒素置換した四つ口フラスコに2−ヨード−4−ニトロアニリン(5.11g,19.4mmol)、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロリド(281.7mg,0.401mmol)、ヨウ化銅(160.7mg,0.844mmol)、及びジエチルアミン30mlを入れ、室温(20℃)で10分間攪拌した。その後、N−Boc−プロパルギルアミン(3.72g,24.0mmol)を加えて、室温(20℃)にて、4時間攪拌した。HPLC(High performance liquid chromatography)にて、原料の消失を確認した後、酢酸エチル200ml、1M塩化アンモニウム水溶液を200ml加え、抽出した。得られた有機層を1M塩化アンモニウム水溶液で、2回洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。乾燥剤を除去後、ろ液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(留出液:酢酸エチル:ヘキサン=3:7(体積比))にて精製した。収量は、4.97g、収率は88.0%であった。
Figure 0005614284
In a four-necked flask purged with nitrogen, 2-iodo-4-nitroaniline (5.11 g, 19.4 mmol), bis (triphenylphosphine) palladium (II) dichloride (281.7 mg, 0.401 mmol), copper iodide (160.7 mg, 0.844 mmol) and 30 ml of diethylamine were added and stirred at room temperature (20 ° C.) for 10 minutes. Thereafter, N-Boc-propargylamine (3.72 g, 24.0 mmol) was added, and the mixture was stirred at room temperature (20 ° C.) for 4 hours. After confirming disappearance of the raw materials by HPLC (High performance liquid chromatography), 200 ml of ethyl acetate and 200 ml of 1M aqueous ammonium chloride solution were added and extracted. The obtained organic layer was washed twice with 1M aqueous ammonium chloride solution and dried over anhydrous magnesium sulfate. After removing the desiccant, the filtrate was concentrated and purified by silica gel column chromatography (distillate: ethyl acetate: hexane = 3: 7 (volume ratio)). The yield was 4.97 g, and the yield was 88.0%.

(DA−Bの合成) (Synthesis of DA-B)

Figure 0005614284
四つ口フラスコに前記ニトロ体(12.45g,42.7mmol)を入れ、エタノール200mlに懸濁させた。系内を脱気、窒素置換した後、パラジウムカーボン(1.23g)を加え、水素置換し、室温(20℃)にて2日間撹拌した。その後、セライトろ過により、パラジウムカーボンを除去し、溶媒を留去した。得られた固体をトルエン100mlに溶解させた後、ヘキサン50mlを加えて、再結晶した。得られた固体を減圧乾燥し、薄茶色固体を得た(収量:9.13g、収率:80.6%)。得られた固体のH−NMRを測定し、DA−Bであることを確認した。
1H-NMR(DMSO-d6,δppm):1.38(s,9H)、1.57(q,J=7.2Hz,2H)、2.30(t,J=7.2Hz,2H)、2.94(quin,J=6.0Hz,2H)、3.88〜4.22(m,4H)、6.22(dd,J=2.1Hz,8.1Hz,1H)、6.25(d,J=2.1Hz,1H)、6.37(d,J=8.1Hz,1H)、6.84(t,J=6.0Hz,1H).
Figure 0005614284
The nitro compound (12.45 g, 42.7 mmol) was placed in a four-necked flask and suspended in 200 ml of ethanol. The system was degassed and purged with nitrogen, then palladium carbon (1.23 g) was added, purged with hydrogen, and stirred at room temperature (20 ° C.) for 2 days. Thereafter, palladium carbon was removed by Celite filtration, and the solvent was distilled off. The obtained solid was dissolved in 100 ml of toluene, and then 50 ml of hexane was added for recrystallization. The obtained solid was dried under reduced pressure to obtain a light brown solid (yield: 9.13 g, yield: 80.6%). 1 H-NMR of the obtained solid was measured and confirmed to be DA-B.
1 H-NMR (DMSO-d 6 , δ ppm): 1.38 (s, 9H), 1.57 (q, J = 7.2 Hz, 2H), 2.30 (t, J = 7.2 Hz, 2H), 2.94 (quin, J = 6.0Hz, 2H), 3.88 ~ 4.22 (m, 4H), 6.22 (dd, J = 2.1Hz, 8.1Hz, 1H), 6.25 (d, J = 2.1Hz, 1H), 6.37 (d, J = 8.1Hz , 1H), 6.84 (t, J = 6.0Hz, 1H).

<実施例3>DA−Dの合成
(ニトロ体の合成)
<Example 3> Synthesis of DA-D (synthesis of nitro compound)

Figure 0005614284
Figure 0005614284

窒素置換した四つ口フラスコにBoc−グリシン(10.17g,58.05mmol,)を入れ、THF150mlに溶解させた。そこへ、N−メチルモルホルリン(NMM)(11.93g,117.9mmol)を加え、−20℃に冷却した。この溶液に、クロロギ酸イソブチル(isobutylchloroformate)(9.99g,73.14mmol)を滴下した。この時、反応溶液の温度が0℃以上にならないよう注意した。滴下後、−20℃にて10分間撹拌した。この時、反応溶液は白濁した。10分後、2−アミノ−4−ニトロアニリン(8.86g,57.86mmol)のTHF溶液360mlを滴下ロートより滴下した。滴下終了後、−20℃にて1時間攪拌し、その後、室温(20℃)にて18時間撹拌した。18時間後、析出した固体をろ別し、得られたろ液の溶媒を留去し、濃縮液とした。この濃縮液に酢酸エチル200ml、及び1Mリン酸二水素カリウム水溶液200mlを加え、抽出した。得られた有機層を1Mリン酸二水素カリウム水溶液で1回、飽和食塩水で1回、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で2回、飽和食塩水で1回洗浄を行った。得られた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。乾燥剤を除去後、ろ液から溶媒を留去し、橙色の固体を得た。この固体をトルエン300mlに懸濁させ、30分加熱撹拌した。固体を吸引ろ取し、得られた固体のH−NMRを測定した結果、目的のニトロ体であることを確認した(収量:9.85g,収率:54.9%)。Boc-glycine (10.17 g, 58.05 mmol) was placed in a nitrogen-substituted four-necked flask and dissolved in 150 ml of THF. N-methylmorpholine (NMM) (11.93 g, 117.9 mmol) was added there, and it cooled to -20 degreeC. To this solution was added dropwise isobutylchloroformate (9.99 g, 73.14 mmol). At this time, care was taken that the temperature of the reaction solution did not exceed 0 ° C. After dropping, the mixture was stirred at -20 ° C for 10 minutes. At this time, the reaction solution became cloudy. Ten minutes later, 360 ml of a THF solution of 2-amino-4-nitroaniline (8.86 g, 57.86 mmol) was added dropwise from a dropping funnel. After completion of dropping, the mixture was stirred at -20 ° C for 1 hour, and then stirred at room temperature (20 ° C) for 18 hours. After 18 hours, the precipitated solid was filtered off, and the solvent of the obtained filtrate was distilled off to obtain a concentrated solution. To this concentrate, 200 ml of ethyl acetate and 200 ml of 1M aqueous potassium dihydrogen phosphate solution were added for extraction. The obtained organic layer was washed once with a 1M aqueous potassium dihydrogen phosphate solution, once with a saturated saline solution, twice with a saturated aqueous sodium bicarbonate solution, and once with a saturated saline solution. The obtained organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate. After removing the desiccant, the solvent was distilled off from the filtrate to obtain an orange solid. This solid was suspended in 300 ml of toluene and heated and stirred for 30 minutes. The solid was collected by suction filtration, and 1 H-NMR of the obtained solid was measured. As a result, it was confirmed to be the target nitro compound (yield: 9.85 g, yield: 54.9%).

(DA−Dの合成) (Synthesis of DA-D)

Figure 0005614284
Figure 0005614284

ナス型フラスコに前記ニトロ体(9.85g,31.75mmol)を加え、エタノール150mlを加えた。反応容器を窒素置換した後、パラジウムカーボン(1.11g,ニトロ体の質量に対して10質量%)を加え、再び窒素置換した。続いて、反応容器を水素置換し、20℃にて48時間撹拌した。反応終了後、セライトろ過により、パラジウムカーボンを除去し、ろ液から溶媒を留去した。得られた濃縮液にトルエン150mlを加え、加熱還流したところ、固体が析出した。析出した固体を熱時ろ過し、薄紫色の固体を得た。収量は、8.05g、収率は、90.4%であった。得られた固体のH−NMRを測定し、DA−Cであることを確認した。
1H-NMR(DMSO-d6,δppm):1.40(s,9H)、3.70(d,J=6.0Hz,2H)、4.04(bs,2H)、4.35(bs,2H)、6.23(dd,J=2.4Hz,8.0Hz,1H)、6.48(d,J=8.0Hz,1H)、6.61(d,J=2.4Hz,1H)、7.05(t,J=6.0Hz,1H)、8.94(s,1H).
The nitro compound (9.85 g, 31.75 mmol) was added to an eggplant-shaped flask, and 150 ml of ethanol was added. After the reaction vessel was purged with nitrogen, palladium carbon (1.11 g, 10% by mass with respect to the mass of the nitro compound) was added, and the nitrogen was substituted again. Subsequently, the reaction vessel was replaced with hydrogen and stirred at 20 ° C. for 48 hours. After completion of the reaction, palladium carbon was removed by Celite filtration, and the solvent was distilled off from the filtrate. When 150 ml of toluene was added to the obtained concentrated liquid and heated to reflux, a solid was precipitated. The precipitated solid was filtered while hot to obtain a light purple solid. The yield was 8.05 g, and the yield was 90.4%. 1 H-NMR of the obtained solid was measured and confirmed to be DA-C.
1 H-NMR (DMSO-d 6 , δ ppm): 1.40 (s, 9H), 3.70 (d, J = 6.0 Hz, 2H), 4.04 (bs, 2H), 4.35 (bs, 2H), 6.23 (dd, J = 2.4Hz, 8.0Hz, 1H), 6.48 (d, J = 8.0Hz, 1H), 6.61 (d, J = 2.4Hz, 1H), 7.05 (t, J = 6.0Hz, 1H), 8.94 (s , 1H).

<実施例4>DA−Eの合成
(ニトロ体の合成)
<Example 4> Synthesis of DA-E (synthesis of nitro compound)

Figure 0005614284
四つ口フラスコに2−アミノ−4−ニトロアニリン(4.36g,28.47mmol)、N−α,im−ジ−t−ブトキシカルボニル−L−ヒスチジン(14.61g,33.70mmol)、及び4−N,N−ジメチルアミノピリジン(4−DMAP)(1.78g,14.57mmol)を入れ、DMF150mlを加えた。窒素置換した後、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(EDAP)(6.58g,34.32mmol)を加え、20℃にて18時間撹拌した。反応終了後、反応溶液に酢酸エチル、純水を加えて、抽出した。得られた有機層を純水で2回洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。乾燥剤を除去後、ろ液を濃縮し、オイル状の化合物を得た。このオイル状の化合物にトルエン150mlを加え、加熱撹拌したところ、黄色固体が析出した。得られた黄色固体を吸引ろ取し、減圧乾燥した。H−NMRの測定により、得られた黄色固体は、目的のジアミン化合物DA−3であることを確認した。収量:5.74g、収率:41.1%であった。
Figure 0005614284
In a four-necked flask, 2-amino-4-nitroaniline (4.36 g, 28.47 mmol), N-α, im-di-t-butoxycarbonyl-L-histidine (14.61 g, 33.70 mmol), and 4-N, N-dimethylaminopyridine (4-DMAP) (1.78 g, 14.57 mmol) was added, and 150 ml of DMF was added. After nitrogen substitution, 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride (EDAP) (6.58 g, 34.32 mmol) was added, and the mixture was stirred at 20 ° C. for 18 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was extracted with ethyl acetate and pure water. The obtained organic layer was washed twice with pure water and dried over anhydrous magnesium sulfate. After removing the desiccant, the filtrate was concentrated to obtain an oily compound. When 150 ml of toluene was added to this oily compound and the mixture was heated and stirred, a yellow solid was precipitated. The resulting yellow solid was collected by suction filtration and dried under reduced pressure. 1 H-NMR measurement confirmed that the obtained yellow solid was the target diamine compound DA-3. Yield: 5.74 g, yield: 41.1%.

(DA−Eの合成) (Synthesis of DA-E)

Figure 0005614284
ナス型フラスコに前記ニトロ体(5.74g,11.70mmol)を入れ、エタノール150mlを加えた。反応容器を窒素置換した後、パラジウムカーボン(0.59g)を加え、窒素置換した。次いで、反応容器を水素置換し、20℃にて、48時間撹拌した。反応終了後、セライトろ過により、パラジウムカーボンを除去し、ろ液から溶媒を留去した。生成物はオイル状であったが、トルエン100mlを加え、超音波をあてると、薄紫色の固体が析出した。析出した固体を、加熱溶解した後、水浴にて冷却し、再結晶を行った。析出した固体を吸引ろ取し、減圧乾燥し、薄紫色固体を得た。収量:2.36g、収率:43.8%であった。得られた固体のH−NMRを測定し、DA−Dであることを確認した。
1H-NMR(DMSO-d6,δppm):1.36(s,9H)、1.56(s,9H)、2.76〜2.96(m,3H)、4.04(bs,2H)、4.35(bs,2H)、6.25(dd,J=2.4Hz,8.4Hz,1H)、6.48(d,J=8.4Hz,1H)、6.55(d,J=2.4Hz,1H)、7.02(d,J=8.0Hz,1H)、7.29(s,1H)、8.13(s,1H)、9.11(s,1H).
Figure 0005614284
The said nitro body (5.74g, 11.70mmol) was put into the eggplant type flask, and 150 ml of ethanol was added. After the reaction vessel was purged with nitrogen, palladium carbon (0.59 g) was added to purge with nitrogen. The reaction vessel was then purged with hydrogen and stirred at 20 ° C. for 48 hours. After completion of the reaction, palladium carbon was removed by Celite filtration, and the solvent was distilled off from the filtrate. Although the product was in the form of an oil, a light purple solid was precipitated when 100 ml of toluene was added and ultrasonic waves were applied. The precipitated solid was dissolved by heating, then cooled in a water bath and recrystallized. The precipitated solid was collected by suction filtration and dried under reduced pressure to obtain a pale purple solid. Yield: 2.36 g, yield: 43.8%. 1 H-NMR of the obtained solid was measured and confirmed to be DA-D.
1 H-NMR (DMSO-d 6 , δ ppm): 1.36 (s, 9H), 1.56 (s, 9H), 2.76 to 2.96 (m, 3H), 4.04 (bs, 2H), 4.35 (bs, 2H), 6.25 (dd, J = 2.4Hz, 8.4Hz, 1H), 6.48 (d, J = 8.4Hz, 1H), 6.55 (d, J = 2.4Hz, 1H), 7.02 (d, J = 8.0Hz, 1H) 7.29 (s, 1H), 8.13 (s, 1H), 9.11 (s, 1H).

<実施例5>ポリアミック酸(A−1)の溶液の調製
撹拌装置、及び窒素導入管付きの300mL四つ口フラスコに、p−PDAを1.125g(10.40mmol)、DA−Bを0.689g(2.596mmol)、及びNMP30.62gを入れ、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、CBDA2.424g(12.36mmol)を添加し、更に固形分濃度が10質量%になるようにNMPを加え、室温で24時間撹拌してポリアミック酸(A−1)の溶液を得た。このポリアミック酸溶液の温度25℃における粘度は138.6mPa・sであった。また、このポリアミック酸の分子量はMn=16,079、Mw=33,544であった。
<Example 5> Preparation of polyamic acid (A-1) solution In a 300 mL four-necked flask equipped with a stirrer and a nitrogen inlet tube, 1.125 g (10.40 mmol) of p-PDA and 0 of DA-B were added. 689 g (2.596 mmol) and NMP 30.62 g were added and stirred and dissolved while feeding nitrogen. While stirring this diamine solution, 2.424 g (12.36 mmol) of CBDA was added, NMP was further added so that the solid content concentration was 10% by mass, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours to polyamic acid (A-1). Solution was obtained. The viscosity of this polyamic acid solution at a temperature of 25 ° C. was 138.6 mPa · s. Moreover, the molecular weight of this polyamic acid was Mn = 16,079 and Mw = 33,544.

<実施例6>ポリアミック酸(A−2)の溶液の調製
撹拌装置、及び窒素導入管付きの300mL四つ口フラスコに、p−PDAを1.037g(9.589mmol)、DA−Dを0.671g(2.394mmol)、及びNMP28.37gを入れ、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、CBDA2.277g(11.61mmol)を添加し、更に固形分濃度が10質量%になるようにNMPを加え、室温で24時間撹拌してポリアミック酸(A−2)の溶液を得た。このポリアミック酸溶液の温度25℃における粘度は146.2mPa・sであった。また、このポリアミック酸の分子量はMn=17,260、Mw=34,532であった。
<Example 6> Preparation of solution of polyamic acid (A-2) In a 300 mL four-necked flask equipped with a stirrer and a nitrogen introduction tube, 1.037 g (9.589 mmol) of p-PDA and 0 of DA-D were added. .671 g (2.394 mmol) and NMP 28.37 g were added and dissolved while stirring while feeding nitrogen. While stirring this diamine solution, 2.277 g (11.61 mmol) of CBDA was added, NMP was further added so that the solid content concentration was 10% by mass, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours to polyamic acid (A-2). Solution was obtained. The viscosity of this polyamic acid solution at a temperature of 25 ° C. was 146.2 mPa · s. Moreover, the molecular weight of this polyamic acid was Mn = 17,260 and Mw = 34,532.

<実施例7>ポリアミック酸(A−3)の溶液の調製
撹拌装置、及び窒素導入管付きの300mL四つ口フラスコに、p−PDAを0.951g(8.794mmol)、DA−Eを1.012g(2.197mmol)、及びNMP29.10gを入れ、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、CBDA2.095g(10.69mmol)を添加し、更に固形分濃度が10質量%になるようにNMPを加え、室温で24時間撹拌してポリアミック酸(A−3)の溶液を得た。このポリアミック酸溶液の温度25℃における粘度は157.3mPa・sであった。また、このポリアミック酸の分子量はMn=20,610、Mw=40,640であった。
<Example 7> Preparation of polyamic acid (A-3) solution In a 300 mL four-necked flask equipped with a stirrer and a nitrogen inlet tube, 0.951 g (8.794 mmol) of p-PDA and 1 DA-E were added. .012 g (2.197 mmol) and NMP 29.10 g were added, and the mixture was stirred and dissolved while feeding nitrogen. While stirring this diamine solution, 2.095 g (10.69 mmol) of CBDA was added, NMP was further added so that the solid content concentration was 10% by mass, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours to polyamic acid (A-3). Solution was obtained. The viscosity of this polyamic acid solution at a temperature of 25 ° C. was 157.3 mPa · s. Moreover, the molecular weight of this polyamic acid was Mn = 20,610 and Mw = 40,640.

<比較合成例1>ポリアミック酸(B−1)の溶液の調製
撹拌装置、及び窒素導入管付きの300mL四つ口フラスコに、p−PDAを1.621g(14.99mmol)、及びNMP28.96gを入れ、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、CBDA2.87g(14.74mmol)を添加し、更に固形分濃度が10質量%になるようにNMPを加え、室温で24時間撹拌してポリアミック酸(B−1)の溶液を得た。このポリアミック酸溶液の温度25℃における粘度は152.7mPa・sであった。また、このポリアミック酸の分子量はMn=13,972、Mw=30,181であった。
<Comparative Synthesis Example 1> Preparation of Polyamic Acid (B-1) Solution In a 300 mL four-necked flask equipped with a stirrer and a nitrogen introduction tube, 1.621 g (14.99 mmol) of p-PDA and 28.96 g of NMP Was stirred and dissolved while feeding nitrogen. While stirring this diamine solution, 2.87 g (14.74 mmol) of CBDA was added, NMP was further added so that the solid content concentration was 10% by mass, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours to polyamic acid (B-1). Solution was obtained. The viscosity of this polyamic acid solution at a temperature of 25 ° C. was 152.7 mPa · s. Moreover, the molecular weight of this polyamic acid was Mn = 13,972 and Mw = 30,181.

<実施例8>液晶配向剤(A−1)の調製
実施例5で得られたポリアミック酸(A−1)の溶液12.59gを撹拌子の入った50mL三角フラスコに分取し、NMP4.21g、及びBCS4.19gを加え、マグネチックスターラーで30分間撹拌して液晶配向剤(A−1)を得た。
<Example 8> Preparation of liquid crystal aligning agent (A-1) 12.59 g of the solution of polyamic acid (A-1) obtained in Example 5 was dispensed into a 50 mL Erlenmeyer flask containing a stir bar, and NMP4. 21g and 4.19g of BCS were added, and it stirred for 30 minutes with the magnetic stirrer, and obtained the liquid crystal aligning agent (A-1).

<実施例9>液晶配向剤(A−2)の調製
実施例6で得られたポリアミック酸(A−2)の溶液11.37gを撹拌子の入った50mL三角フラスコに分取し、NMP3.80g、及びBCS3.79gを加え、マグネチックスターラーで30分間撹拌して液晶配向剤(A−2)を得た。
<Example 9> Preparation of liquid crystal aligning agent (A-2) 11.37 g of the solution of polyamic acid (A-2) obtained in Example 6 was dispensed into a 50 mL Erlenmeyer flask containing a stirring bar, and NMP3. 80 g and 3.79 g of BCS were added and stirred for 30 minutes with a magnetic stirrer to obtain a liquid crystal aligning agent (A-2).

<実施例10>液晶配向剤(A−3)の調製
実施例7で得られたポリアミック酸(A−3)の溶液11.17gを撹拌子の入った50mL三角フラスコに分取し、NMP3.74g、及びBCS3.76gを加え、マグネチックスターラーで30分間撹拌して液晶配向剤(A−3)を得た。
<Example 10> Preparation of liquid crystal aligning agent (A-3) 11.17 g of the solution of polyamic acid (A-3) obtained in Example 7 was dispensed into a 50 mL Erlenmeyer flask containing a stir bar, and NMP3. 74g and 3.76g of BCS were added, and it stirred for 30 minutes with the magnetic stirrer, and obtained the liquid crystal aligning agent (A-3).

<比較例1>液晶配向剤(B−1)の調製
比較合成例1得られたポリアミック酸(B−1)の溶液12.98gを撹拌子の入った50mL三角フラスコに分取し、NMP4.42g、及びBCS4.27gを加え、マグネチックスターラーで30分間撹拌して液晶配向剤(B−1)を得た。
<Comparative Example 1> Preparation of Liquid Crystal Alignment Agent (B-1) Comparative Synthesis Example 1 12.98 g of the obtained polyamic acid (B-1) solution was dispensed into a 50 mL Erlenmeyer flask containing a stir bar, and NMP4. 42g and 4.27g of BCS were added, and it stirred for 30 minutes with the magnetic stirrer, and obtained the liquid crystal aligning agent (B-1).

<実施例11>
実施例8で得られた液晶配向剤(A−1)を1.0μmのフィルターで濾過した後、透明電極付きガラス基板上にスピンコートし、温度80℃のホットプレート上で5分間の乾燥、温度230℃で20分間の焼成を経て、膜厚100nmのポリイミド膜を得た。このポリイミド膜をレーヨン布でラビング(ロール径120mm、回転数1000rpm、移動速度20mm/sec、押し込み量0.4mm)した後、ポリイミド膜の表面状態を観察したところ、ラビングによる傷、ポリイミド膜の削れカス、及びポリイミド膜の剥離は観察されなかった。
<Example 11>
The liquid crystal aligning agent (A-1) obtained in Example 8 was filtered through a 1.0 μm filter, spin-coated on a glass substrate with a transparent electrode, and dried on a hot plate at a temperature of 80 ° C. for 5 minutes. After baking for 20 minutes at a temperature of 230 ° C., a polyimide film having a thickness of 100 nm was obtained. This polyimide film was rubbed with a rayon cloth (roll diameter: 120 mm, rotation speed: 1000 rpm, moving speed: 20 mm / sec, indentation amount: 0.4 mm), and then the surface condition of the polyimide film was observed. No debris or peeling of the polyimide film was observed.

<実施例12>
実施例9で得られた液晶配向剤(A−2)を用いた以外は、実施例11と同様の方法にポリイミド膜を作製し、ラビング処理を行った。ポリイミド膜の表面状態を観察したところ、ラビングによる傷、ポリイミド膜の削れカス、及びポリイミド膜の剥離は観察されなかった。
<Example 12>
A polyimide film was prepared in the same manner as in Example 11 except that the liquid crystal aligning agent (A-2) obtained in Example 9 was used, and a rubbing treatment was performed. When the surface state of the polyimide film was observed, scratches due to rubbing, scraping of the polyimide film, and peeling of the polyimide film were not observed.

<実施例13>
実施例10で得られた液晶配向剤(A−3)を用いた以外は、実施例11と同様の方法にポリイミド膜を作製し、ラビング処理を行った。ポリイミド膜の表面状態を観察したところ、ラビングによる傷、ポリイミド膜の削れカス、及びポリイミド膜の剥離は観察されなかった。
<Example 13>
A polyimide film was prepared in the same manner as in Example 11 except that the liquid crystal aligning agent (A-3) obtained in Example 10 was used, and a rubbing treatment was performed. When the surface state of the polyimide film was observed, scratches due to rubbing, scraping of the polyimide film, and peeling of the polyimide film were not observed.

<比較例2>
比較例1で得られた液晶配向剤(B−1)を用いた以外は、実施例11と同様の方法にポリイミド膜を作製し、ラビング処理を行った。ポリイミド膜の表面状態を観察したところ、ラビングによる傷やポリイミド膜の削れカスが観察された。
<Comparative example 2>
A polyimide film was prepared in the same manner as in Example 11 except that the liquid crystal aligning agent (B-1) obtained in Comparative Example 1 was used, and a rubbing treatment was performed. When the surface state of the polyimide film was observed, scratches due to rubbing and scraped scraps of the polyimide film were observed.

<実施例14>
実施例8で得られた液晶配向剤(A−1)を1.0μmのフィルターで濾過した後、透明電極付きガラス基板上にスピンコートし、温度80℃のホットプレート上で5分間の乾燥、温度230℃で20分間の焼成を経て、膜厚100nmのポリイミド膜を得た。このポリイミド膜をレーヨン布でラビング(ロール径120mm、回転数1000rpm、移動速度20mm/sec、押し込み量0.4mm)し、純水中にて1分間超音波照射をして洗浄を行い、エアーブローにて水滴を除去した後、80℃で10分間乾燥して液晶配向膜付き基板を得た。このような液晶配向膜付き基板を2枚用意し、一方の基板の液晶配向膜面に6μmのスペーサーを散布した後、2枚の基板のラビング方向が逆平行から85度捩れるように組み合わせ、液晶注入口を残して周囲をシールし、セルギャップが6μmの空セルを作製した。この空セルに液晶(MLC−2003、メルク社製)を真空注入し、注入口を封止してツイストネマチック液晶セルとした。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った結果、電圧保持率は温度23℃で99.3%、温度60℃で98.7%、温度90℃で94.1%であり、イオン密度は23℃で10pC/cmであり、60℃で18pC/cmであった。
<Example 14>
The liquid crystal aligning agent (A-1) obtained in Example 8 was filtered through a 1.0 μm filter, spin-coated on a glass substrate with a transparent electrode, and dried on a hot plate at a temperature of 80 ° C. for 5 minutes. After baking for 20 minutes at a temperature of 230 ° C., a polyimide film having a thickness of 100 nm was obtained. This polyimide film is rubbed with a rayon cloth (roll diameter: 120 mm, rotation speed: 1000 rpm, moving speed: 20 mm / sec, pushing amount: 0.4 mm), cleaned by irradiating with ultrasonic waves in pure water for 1 minute, and air blow After removing the water droplets at, the substrate was dried at 80 ° C. for 10 minutes to obtain a substrate with a liquid crystal alignment film. Two such substrates with a liquid crystal alignment film are prepared, and after a 6 μm spacer is dispersed on the liquid crystal alignment film surface of one substrate, the rubbing directions of the two substrates are combined so that the rubbing direction can be twisted by 85 degrees from antiparallel, The periphery was sealed leaving the liquid crystal injection port, and an empty cell with a cell gap of 6 μm was produced. A liquid crystal (MLC-2003, manufactured by Merck & Co., Inc.) was vacuum-injected into this empty cell, and the inlet was sealed to obtain a twisted nematic liquid crystal cell. When the alignment state of the liquid crystal cell was observed with a polarizing microscope, it was confirmed that the liquid crystal cell had a uniform alignment without defects. As a result of measuring the voltage holding ratio of the liquid crystal cell and then measuring the ion density, the voltage holding ratio was 99.3% at a temperature of 23 ° C., 98.7% at a temperature of 60 ° C., and 94 at a temperature of 90 ° C. a .1%, the ion density of 10pC / cm 2 at 23 ° C., was 18pC / cm 2 at 60 ° C..

<実施例15>
実施例9で得られた液晶配向剤(A−2)を用いた以外は、実施例14と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認及び、電圧保持率、イオン密度の測定を行った。
この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った結果、電圧保持率は温度23℃で99.3%、温度60℃で98.8%、温度90℃で94.4%であり、イオン密度は23℃で5pC/cmであり、60℃で11pC/cmであった。
<Example 15>
A twisted nematic liquid crystal cell was prepared in the same manner as in Example 14 except that the liquid crystal aligning agent (A-2) obtained in Example 9 was used. Confirmation of the alignment state of the liquid crystal, voltage holding ratio, and ion density Was measured.
When the alignment state of the liquid crystal cell was observed with a polarizing microscope, it was confirmed that the liquid crystal cell had a uniform alignment without defects. As a result of measuring the voltage holding ratio of the liquid crystal cell and then measuring the ion density, the voltage holding ratio was 99.3% at a temperature of 23 ° C., 98.8% at a temperature of 60 ° C., and 94 at a temperature of 90 ° C. a .4%, the ion density of 5 pC / cm 2 at 23 ° C., was 11pC / cm 2 at 60 ° C..

<実施例16>
実施例10で得られた液晶配向剤(A−3)を用いた以外は、実施例14と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認及び、電圧保持率、イオン密度の測定を行った。この空セルに液晶(MLC−2003、メルク社製)を常温で真空注入し、注入口を封止してツイストネマチック液晶セルとした。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った結果、電圧保持率は温度23℃で99.4%、温度60℃で99.1%、温度90℃で96.7%であり、イオン密度は23℃で3pC/cmであり、60℃で4pC/cmであった。
<Example 16>
A twisted nematic liquid crystal cell was prepared in the same manner as in Example 14 except that the liquid crystal aligning agent (A-3) obtained in Example 10 was used. Confirmation of the alignment state of the liquid crystal, voltage holding ratio, and ion density were performed. Was measured. Liquid crystal (MLC-2003, manufactured by Merck & Co., Inc.) was vacuum-injected into this empty cell at room temperature, and the injection port was sealed to obtain a twisted nematic liquid crystal cell. When the alignment state of the liquid crystal cell was observed with a polarizing microscope, it was confirmed that the liquid crystal cell had a uniform alignment without defects. As a result of measuring the voltage holding ratio of the liquid crystal cell and then measuring the ion density, the voltage holding ratio was 99.4% at a temperature of 23 ° C., 99.1% at a temperature of 60 ° C., and 96 at a temperature of 90 ° C. a .7%, the ion density is pC / cm 2 at 23 ° C., it was 4Pc / cm 2 at 60 ° C..

<比較例3>
比較例1で得られた液晶配向剤(B−1)を用いた以外は、実施例14と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認、及び電圧保持率、イオン密度の測定を行った。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。このセルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った結果、電圧保持率は温度23℃で99.1%、温度60℃で97.4%、温度90℃で86.7%であり、イオン密度は23℃で50pC/cm、温度60℃で256pC/cmであった。
<Comparative Example 3>
A twisted nematic liquid crystal cell was prepared in the same manner as in Example 14 except that the liquid crystal aligning agent (B-1) obtained in Comparative Example 1 was used. Confirmation of the alignment state of the liquid crystal, voltage holding ratio, and ion density Was measured. When the alignment state of the liquid crystal cell was observed with a polarizing microscope, it was confirmed that the liquid crystal cell had a uniform alignment without defects. With respect to this cell, the voltage holding ratio was measured, and then the ion density was measured. As a result, the voltage holding ratio was 99.1% at a temperature of 23 ° C., 97.4% at a temperature of 60 ° C., and 86. 7%, ion density 50pc / cm 2 at 23 ° C., was 256pC / cm 2 at a temperature 60 ° C..

<実施例17> DA−Fの合成
(前駆体合成1)
Example 17 Synthesis of DA-F (Precursor Synthesis 1)

Figure 0005614284
3−ブロモプロピルアミン臭化水素酸塩(105.10g,0.480mol)を2L四つ口フラスコに入れ、ジクロロメタン978.88g、及び二炭酸ジ−tert−ブチル(115.13g,0.528mol)を加え、0℃(氷浴)にて撹拌した。次いで、滴下ロートにトリエチルアミン(92.58g,0.915mol)を入れ、四つ口フラスコ中のスラリー溶液へ30分かけて滴下した。滴下開始後、反応溶液が激しく発泡し、白色固体が析出した。滴下終了後、2時間撹拌した。反応終了後、反応溶液に純水500mlを加え、抽出した。得られた有機層を純水で2回洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。乾燥剤を除去後、溶媒を留去し、無色透明のオイルを得た。このオイル状物質にヘキサン500mlを加え、−78℃下で晶析し、白色固体を得た。固体を吸引ろ取し、減圧乾燥した。H−NMRの測定により、得られた白色固体がtert−ブチル3−ブロモプロピルカルバメートであることを確認した。収量は89.55g、収率は78.3%であった。
1H NMR (400MHz, CDCl3,δppm):1.44(s, 9H), 2.05(quin, J=6.4Hz, 2H), 3.27(q, J=6.4Hz, 2H), 3.45(t, J=6.4Hz,2H), 4.69(bs, 1H).
Figure 0005614284
3-Bromopropylamine hydrobromide (105.10 g, 0.480 mol) was placed in a 2 L four-necked flask, 978.88 g of dichloromethane, and di-tert-butyl dicarbonate (115.13 g, 0.528 mol). And stirred at 0 ° C. (ice bath). Next, triethylamine (92.58 g, 0.915 mol) was added to the dropping funnel and added dropwise to the slurry solution in the four-necked flask over 30 minutes. After the start of dropping, the reaction solution foamed vigorously and a white solid was precipitated. It stirred for 2 hours after completion | finish of dripping. After completion of the reaction, 500 ml of pure water was added to the reaction solution and extracted. The obtained organic layer was washed twice with pure water and dried over anhydrous magnesium sulfate. After removing the desiccant, the solvent was distilled off to obtain a colorless and transparent oil. To this oily substance, 500 ml of hexane was added and crystallized at −78 ° C. to obtain a white solid. The solid was filtered off with suction and dried under reduced pressure. 1 H-NMR measurement confirmed that the obtained white solid was tert-butyl 3-bromopropylcarbamate. The yield was 89.55 g, and the yield was 78.3%.
1 H NMR (400MHz, CDCl 3 , δppm): 1.44 (s, 9H), 2.05 (quin, J = 6.4Hz, 2H), 3.27 (q, J = 6.4Hz, 2H), 3.45 (t, J = 6.4 Hz, 2H), 4.69 (bs, 1H).

(前駆体合成2) (Precursor synthesis 2)

Figure 0005614284
四つ口フラスコに1,5−ジヒドロキシ−4,8−ジニトロアントラキノン(14.04g,42.52mmol)を入れ、NMP300gを加えて、80℃で加熱し、1,5−ジヒドロキシ−4,8−ジニトロアントラキノンを完全に溶解させた。前記溶液に炭酸カリウム(12.01g,86.95mmol)、及びヨウ化カリウム(28.77g,173.33mmol)を添加した後、tert−ブチル3−ブロモプロピルカルバメート(30.40g,127.7mmol) を加えて、80℃で6時間加熱撹拌した。得られた反応溶液を0.5M塩酸水溶液500ml中に注ぎ、さらに酢酸エチル500mlを加えて、抽出した。得られた有機層を0.5M塩酸水溶液及び飽和食塩水にて洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。乾燥剤を除去後、溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(留出液:1,2−ジクロロエタン:酢酸エチル=7:3(体積比))にて精製し、黄色固体を得た。H−NMRの測定により、得られた黄色固体は上記ニトロ体であることを確認した。収量は、3.21g、収率は11.7%であった。
1H NMR (400MHz, CDCl3,δppm):1.42(s, 18H), 2.13(quin, J=6.0Hz, 4H), 3.41(q, J=6.0Hz, 4H), 4.289(t, J=6.0Hz,4H), 5.28 (bs, 2H), 7.23(d, J=8.8Hz, 2H), 7.93(d, J=8.8Hz, 2H).
Figure 0005614284
Add 1,5-dihydroxy-4,8-dinitroanthraquinone (14.04 g, 42.52 mmol) to a four-necked flask, add 300 g of NMP, heat at 80 ° C., and heat 1,5-dihydroxy-4,8- Dinitroanthraquinone was completely dissolved. After adding potassium carbonate (12.01 g, 86.95 mmol) and potassium iodide (28.77 g, 173.33 mmol) to the solution, tert-butyl 3-bromopropylcarbamate (30.40 g, 127.7 mmol) And heated and stirred at 80 ° C. for 6 hours. The obtained reaction solution was poured into 500 ml of 0.5 M aqueous hydrochloric acid solution, and further extracted with 500 ml of ethyl acetate. The obtained organic layer was washed with 0.5 M aqueous hydrochloric acid solution and saturated brine, and dried over anhydrous magnesium sulfate. After removing the desiccant, the solvent was distilled off, and the residue was purified by silica gel column chromatography (distillate: 1,2-dichloroethane: ethyl acetate = 7: 3 (volume ratio)) to obtain a yellow solid. . It was confirmed by 1 H-NMR measurement that the obtained yellow solid was the nitro form. The yield was 3.21 g and the yield was 11.7%.
1 H NMR (400MHz, CDCl 3 , δppm): 1.42 (s, 18H), 2.13 (quin, J = 6.0Hz, 4H), 3.41 (q, J = 6.0Hz, 4H), 4.289 (t, J = 6.0 Hz, 4H), 5.28 (bs, 2H), 7.23 (d, J = 8.8Hz, 2H), 7.93 (d, J = 8.8Hz, 2H).

(DA−Fの合成) (Synthesis of DA-F)

Figure 0005614284
四つ口フラスコに上記ジミニトロ体(1.48g、2.30mmol)、硫化ナトリウム九水和物(5.72g、23.82mmol)を入れ、純水50mlを加えて、2時間加熱還流した。反応溶液を室温まで冷却した後、2質量%水酸化ナトリウム水溶液を50mlを加え、50℃にて1時間撹拌した。反応溶液中の固体を吸引ろ取し、純水で洗浄した。得られた固体を再結晶(メタノール)にて精製し、紫色固体を得た。HNMRより得られた紫色固体はジアミン(F)であることを確認した。収量は、0.15g、収率は11.2%であった。
1H NMR (400MHz, CDCl3,δppm):1.49(s, 18H), 2.06(quin, J=5.6Hz, 4H), 3.48(q, J=5.6Hz, 4H), 4.12(t, J=5.6Hz,4H), 6.54 (bs,42H), 6.92(d, J=9.2Hz, 2H), 7.06(m,2H)7.16 (d, J=9.2Hz, 2H).
Figure 0005614284
The diminitro compound (1.48 g, 2.30 mmol) and sodium sulfide nonahydrate (5.72 g, 23.82 mmol) were placed in a four-necked flask, 50 ml of pure water was added, and the mixture was heated to reflux for 2 hours. After the reaction solution was cooled to room temperature, 50 ml of a 2% by mass aqueous sodium hydroxide solution was added and stirred at 50 ° C. for 1 hour. The solid in the reaction solution was collected by suction filtration and washed with pure water. The obtained solid was purified by recrystallization (methanol) to obtain a purple solid. The purple solid obtained from 1 HNMR was confirmed to be diamine (F). The yield was 0.15 g, and the yield was 11.2%.
1 H NMR (400MHz, CDCl 3 , δppm): 1.49 (s, 18H), 2.06 (quin, J = 5.6Hz, 4H), 3.48 (q, J = 5.6Hz, 4H), 4.12 (t, J = 5.6 Hz, 4H), 6.54 (bs, 42H), 6.92 (d, J = 9.2Hz, 2H), 7.06 (m, 2H) 7.16 (d, J = 9.2Hz, 2H).

<実施例18> DA−Hの合成
(前駆体合成1)
Example 18 Synthesis of DA-H (Precursor Synthesis 1)

Figure 0005614284
1L四つ口フラスコに2,6−ジヨード−4−ニトロアニリン(50.00g,128mmol)、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロリド (900mg,1.28mmol)、ヨウ化銅(488mg,2.56mmol)、ジエチルアミン32ml、及びTHF165mlを加え、室温(20℃)にて10分間撹拌した。その後、四つ口フラスコ中の溶液を撹拌させながら、N−Boc−プロパルギルアミン(47.60g,307mmol)のTHF溶液(90ml)を15分かけて滴下した。滴下終了後、室温(20℃)にて12時間撹拌した。12時間後、反応溶液を1.28Lの純水に撹拌しながら投入し、析出した黒色沈殿を吸引ろ取し、水50mlで2回洗浄した。得られた固体を減圧乾燥し、茶色固体を得た。この茶色固体を再結晶(トルエン)にて精製し、黄色固体を得た。H−NMRの測定により、得られた黄色固体は上記ニトロ体であることを確認した。収量は、47.09g、収率は83.0%であった。
1H NMR (400MHz, CDCl3,δppm):1.48(s, 18H), 4.16(d, J=6.0Hz, 4H), 4.93 (bs, 2H), 5.78(bs, 2H), 8.09 (s, 2H).
Figure 0005614284
In a 1 L four-necked flask, 2,6-diiodo-4-nitroaniline (50.00 g, 128 mmol), bis (triphenylphosphine) palladium (II) dichloride (900 mg, 1.28 mmol), copper iodide (488 mg, 2 .56 mmol), diethylamine 32 ml, and THF 165 ml were added, and the mixture was stirred at room temperature (20 ° C.) for 10 minutes. Thereafter, a THF solution (90 ml) of N-Boc-propargylamine (47.60 g, 307 mmol) was added dropwise over 15 minutes while stirring the solution in the four-necked flask. After completion of dropping, the mixture was stirred at room temperature (20 ° C.) for 12 hours. After 12 hours, the reaction solution was added to 1.28 L of pure water with stirring, and the black precipitate that had precipitated was collected by suction filtration and washed twice with 50 ml of water. The obtained solid was dried under reduced pressure to obtain a brown solid. This brown solid was purified by recrystallization (toluene) to obtain a yellow solid. It was confirmed by 1 H-NMR measurement that the obtained yellow solid was the nitro form. The yield was 47.09 g, and the yield was 83.0%.
1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 , δ ppm): 1.48 (s, 18H), 4.16 (d, J = 6.0 Hz, 4H), 4.93 (bs, 2H), 5.78 (bs, 2H), 8.09 (s, 2H ).

(DA−Hの合成) (Synthesis of DA-H)

Figure 0005614284
1L四つ口フラスコに前記ニトロ体(47.07g,106mmol)を入れ、エタノール560mlに懸濁させた。系内を脱気、窒素置換した後、パラジウムカーボン(4.71g)を加え、水素置換し、室温(50℃)にて8日間加熱撹拌した。セライトろ過により、パラジウムカーボンを除去し、溶媒を留去した。得られた固体を1,2−ジクロロエタン200mlに溶解させた後、ヘキサン70mlを加えて、再結晶した。得られた固体を減圧乾燥し、灰色固体を得た。収量は、39.54g、収率は87.5%であった。得られた固体のH−NMRを測定し、DA−Hであることを確認した。
1H NMR (400MHz, CDCl3,δppm):1.45(s, 18H), 1.78(quin, J=6.4Hz, 4H), 2.48(t, J=6.4Hz, 4H), 3.45(q, J=6.4Hz, 4H), 4.69(bs, 1H), 6.36(s, 1H).
Figure 0005614284
The nitro compound (47.07 g, 106 mmol) was placed in a 1 L four-necked flask and suspended in 560 ml of ethanol. The system was degassed and purged with nitrogen, then palladium carbon (4.71 g) was added, purged with hydrogen, and heated and stirred at room temperature (50 ° C.) for 8 days. The palladium carbon was removed by Celite filtration, and the solvent was distilled off. The obtained solid was dissolved in 200 ml of 1,2-dichloroethane, and then 70 ml of hexane was added for recrystallization. The obtained solid was dried under reduced pressure to obtain a gray solid. The yield was 39.54 g, and the yield was 87.5%. 1 H-NMR of the obtained solid was measured and confirmed to be DA-H.
1 H NMR (400MHz, CDCl 3 , δppm): 1.45 (s, 18H), 1.78 (quin, J = 6.4Hz, 4H), 2.48 (t, J = 6.4Hz, 4H), 3.45 (q, J = 6.4 Hz, 4H), 4.69 (bs, 1H), 6.36 (s, 1H).

<実施例19> ポリアミック酸(A−4)の溶液の調製
撹拌装置、及び窒素導入管付きの100mL四つ口フラスコに、p−PDAを1.7281g(16.47mmol)、DA−Aを0.9509g(4.007mmol)、及びNMP46.12gを入れ、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、CBDAを3.8093g(19.43mmol)添加し、更に固形分濃度が10質量%になるようにNMPを加え、室温で24時間撹拌してポリアミック酸(A−4)の溶液を得た。このポリアミック酸溶液の温度25℃における粘度は149mPa・sであった。また、このポリアミック酸の分子量はMn=18,136、Mw=37,265であった。
<Example 19> Preparation of polyamic acid (A-4) solution To a stirrer and a 100 mL four-necked flask equipped with a nitrogen introduction tube, 1.7281 g (16.47 mmol) of p-PDA and 0 of DA-A were added. .9509 g (4.007 mmol) and 46.12 g of NMP were added and stirred and dissolved while feeding nitrogen. While stirring this diamine solution, 3.8093 g (19.43 mmol) of CBDA was added, NMP was further added so that the solid content concentration was 10% by mass, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours to polyamic acid (A-4 ) Was obtained. The viscosity of this polyamic acid solution at a temperature of 25 ° C. was 149 mPa · s. Moreover, the molecular weight of this polyamic acid was Mn = 18,136 and Mw = 37,265.

<実施例20> ポリアミック酸(A−5)の溶液の調製
撹拌装置、及び窒素導入管付きの100mL四つ口フラスコに、p−PDAを0.8665g(8.013mmol)、DA−Hを0.8442g(1.998mmol)、及びNMP25.31gを入れ、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を撹拌しながら、CBDAを1.9047g(9.713mmol)添加し、更に固形分濃度が10質量%になるようにNMPを加え、室温で24時間撹拌してポリアミック酸(A−5)の溶液を得た。このポリアミック酸溶液の温度25℃における粘度は254.7mPa・sであった。また、このポリアミック酸の分子量はMn=27,447、Mw=59,038であった。
<Example 20> Preparation of polyamic acid (A-5) solution In a 100 mL four-necked flask equipped with a stirrer and a nitrogen introduction tube, 0.8665 g (8.013 mmol) of p-PDA and 0 of DA-H were added. 8442 g (1.998 mmol) and NMP 25.31 g were added and dissolved while stirring while feeding nitrogen. While stirring this diamine solution, 1.9047 g (9.713 mmol) of CBDA was added, NMP was further added so that the solid content concentration was 10% by mass, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours to polyamic acid (A-5). ) Was obtained. The viscosity of this polyamic acid solution at a temperature of 25 ° C. was 254.7 mPa · s. Moreover, the molecular weight of this polyamic acid was Mn = 27,447 and Mw = 59,038.

<実施例21>ポリアミック酸エステル樹脂(C−1)の調製
撹拌装置付きの300mL四つ口フラスコ内を窒素雰囲気とし、p−PDAを2.00 g (18.50mmol)、DA−Dを1.2269g(4.624mmol)、NMPを167.67g、及び塩基としてピリジン 4.21g (53.26mmol) を入れ、撹拌して溶解させた。次に、このジアミン溶液を撹拌しながら、1,3DM−CBDE−Clを7.216g (22.19mmol)添加し、水冷下4時間反応させた。得られたポリアミック酸エステルの溶液を、882g の水に撹拌しながら投入し、析出した白色沈殿をろ取した。続いて、889g の水で1回、882g のエタノールで1回、221g のエタノールで3回洗浄し、乾燥して白色のポリアミック酸エステル樹脂粉末(C−1)7.22gを得た。収率は、81.8%であった。また、このポリアミック酸エステルの分子量はMn=20,469、Mw=40,025であった。
<Example 21> Preparation of polyamic acid ester resin (C-1) The inside of a 300 mL four-necked flask equipped with a stirrer was placed in a nitrogen atmosphere, 2.00 g (18.50 mmol) of p-PDA, and 1 DA-D. 2269 g (4.624 mmol), 167.67 g of NMP, and 4.21 g (53.26 mmol) of pyridine as a base were added and dissolved by stirring. Next, while stirring the diamine solution, 7.216 g (22.19 mmol) of 1,3DM-CBDE-Cl was added and reacted for 4 hours under water cooling. The obtained polyamic acid ester solution was poured into 882 g of water while stirring, and the precipitated white precipitate was collected by filtration. Subsequently, it was washed once with 889 g of water, once with 882 g of ethanol, three times with 221 g of ethanol, and dried to obtain 7.22 g of white polyamic acid ester resin powder (C-1). The yield was 81.8%. Moreover, the molecular weight of this polyamic acid ester was Mn = 20,469 and Mw = 40,025.

<実施例22>ポリアミック酸エステル樹脂(C−2)の調製
撹拌装置付きの300mL四つ口フラスコ内を窒素雰囲気とし、p−PDAを2.00 g (18.50mmol)、DA−Bを1.2961g(4.624mmol)、NMPを 168.98g、及び塩基としてピリジン 4.21g (53.26mmol) を入れ、撹拌して溶解させた。次に、このジアミン溶液を撹拌しながら、1,3DM−CBDE−Clを7.216g (22.19mmol)添加し、水冷下4時間反応させた。得られたポリアミック酸エステルの溶液を、889g の水に撹拌しながら投入し、析出した白色沈殿をろ取した。続いて、889g の水で1回、889g のエタノールで1回、222g のエタノールで3回洗浄し、乾燥して白色のポリアミック酸エステル樹脂粉末C−2)7.79gを得た。収率は、87.6%であった。また、このポリアミック酸エステルの分子量はMn=20,886、Mw=45,830であった。
<Example 22> Preparation of polyamic acid ester resin (C-2) A 300 mL four-necked flask with a stirrer was placed in a nitrogen atmosphere, 2.00 g (18.50 mmol) of p-PDA and 1 DA-B. 2961 g (4.624 mmol), 168.98 g of NMP and 4.21 g (53.26 mmol) of pyridine as a base were added and dissolved by stirring. Next, while stirring the diamine solution, 7.216 g (22.19 mmol) of 1,3DM-CBDE-Cl was added and reacted for 4 hours under water cooling. The obtained polyamic acid ester solution was poured into 889 g of water while stirring, and the precipitated white precipitate was collected by filtration. Subsequently, it was washed once with 889 g of water, once with 889 g of ethanol, three times with 222 g of ethanol, and dried to obtain 7.79 g of white polyamic acid ester resin powder C-2). The yield was 87.6%. Moreover, the molecular weight of this polyamic acid ester was Mn = 20,886 and Mw = 45,830.

<実施例23>ポリアミック酸エステル樹脂(C−3)の調製
撹拌装置付きの300mL四つ口フラスコ内を窒素雰囲気とし、p−PDAを1.50 g (13.87mmol)、DA−Eを1.597g(3.468mmol)、NMPを 65.26g、及び塩基としてピリジン3.13g (39.53mmol) を入れ、撹拌して溶解させた。次に、このジアミン溶液を撹拌しながら、1,3DM−CBDE−Clを5.3556g (16.47mmol)添加し、水冷下4時間反応させた。4時間後、反応溶液にNMP72.51gを加え、室温(20℃)で15分撹拌した。得られたポリアミック酸エステルの溶液を、725g の水に撹拌しながら投入し、析出した白色沈殿をろ取した。続いて、725g の水で1回、725g のエタノールで1回、181g のエタノールで3回洗浄し、乾燥して白色のポリアミック酸エステル樹脂粉末(C−3)3.76gを得た。収率は、51.8%であった。また、このポリアミック酸エステルの分子量はMn=20,525、Mw=43,395であった。
<Example 23> Preparation of polyamic acid ester resin (C-3) A 300 mL four-necked flask with a stirrer was placed in a nitrogen atmosphere, p-PDA was 1.50 g (13.87 mmol), and DA-E was 1 .597 g (3.468 mmol), 65.26 g of NMP, and 3.13 g (39.53 mmol) of pyridine as a base were added and dissolved by stirring. Next, while stirring the diamine solution, 5.3556 g (16.47 mmol) of 1,3DM-CBDE-Cl was added and reacted for 4 hours under water cooling. After 4 hours, 72.51 g of NMP was added to the reaction solution, and the mixture was stirred at room temperature (20 ° C.) for 15 minutes. The obtained polyamic acid ester solution was poured into 725 g of water while stirring, and the precipitated white precipitate was collected by filtration. Subsequently, it was washed once with 725 g of water, once with 725 g of ethanol, three times with 181 g of ethanol, and dried to obtain 3.76 g of white polyamic acid ester resin powder (C-3). The yield was 51.8%. Moreover, the molecular weight of this polyamic acid ester was Mn = 20,525 and Mw = 43,395.

<実施例24>ポリアミック酸エステル樹脂(C−4)の調製
撹拌装置付きの300mL四つ口フラスコ内を窒素雰囲気とし、p−PDAを2.50 g (23.11mmol)、DA−Aを1.3715g(5.80mmol)、NMPを 97.16g、及び塩基としてピリジン5.21g(65.89mmol) を入れ、撹拌して溶解させた。次に、このジアミン溶液を撹拌しながら、1,3DM−CBDE−Clを8.926g(27.45mmol))添加し、水冷下4時間反応させた。4時間後、反応溶液にNMP107.95gを加え、室温(20℃)にて15分撹拌した。得られたポリアミック酸エステルの溶液を、1080g の水に撹拌しながら投入し、析出した白色沈殿をろ取した。続いて、1080g の水で1回、1080g のエタノールで1回、270g のエタノールで3回洗浄し、乾燥して白色のポリアミック酸エステル樹脂粉末(C−4)9.17gを得た。収率は、85.2%であった。また、このポリアミック酸エステルの分子量はMn=17,573、Mw=37,258であった。
<Example 24> Preparation of polyamic acid ester resin (C-4) The inside of a 300 mL four-necked flask equipped with a stirrer was placed in a nitrogen atmosphere, 2.50 g (23.11 mmol) of p-PDA, and 1 DA-A. 3715 g (5.80 mmol), 97.16 g of NMP, and 5.21 g (65.89 mmol) of pyridine as a base were added and dissolved by stirring. Next, while stirring the diamine solution, 1.926 g (27.45 mmol) of 1,3DM-CBDE-Cl was added and reacted for 4 hours under water cooling. After 4 hours, 107.95 g of NMP was added to the reaction solution, and the mixture was stirred at room temperature (20 ° C.) for 15 minutes. The obtained polyamic acid ester solution was added to 1080 g of water with stirring, and the precipitated white precipitate was collected by filtration. Subsequently, it was washed once with 1080 g of water, once with 1080 g of ethanol, three times with 270 g of ethanol, and dried to obtain 9.17 g of white polyamic acid ester resin powder (C-4). The yield was 85.2%. Moreover, the molecular weight of this polyamic acid ester was Mn = 17,573 and Mw = 37,258.

<実施例25>ポリアミック酸エステル樹脂(C−5)の調製
撹拌装置付きの300mL四つ口フラスコ内を窒素雰囲気とし、p−PDAを1.420 g (13.13mmol)、DA−Hを1.3872g(3.283mmol)、NMPを59.54g、及び塩基としてピリジン2.87g (36.24mmol) を入れ、撹拌して溶解させた。次に、このジアミン溶液を撹拌しながら、1,3DM−CBDE−Clを4.9099g (15.10mmol)添加し、水冷下4時間反応させた。4時間後、反応溶液にNMP66.15gを加え、室温(20℃)で15分撹拌した。得られたポリアミック酸エステルの溶液を、662g の水に撹拌しながら投入し、析出した白色沈殿をろ取した。続いて、662g の水で1回、662g のエタノールで1回、165g のエタノールで3回洗浄し、乾燥して白色のポリアミック酸エステル樹脂粉末(C−5)5.11gを得た。収率は、77.3%であった。また、このポリアミック酸エステルの分子量はMn=14,724、Mw=27,150であった。
<Example 25> Preparation of polyamic acid ester resin (C-5) A 300 mL four-necked flask equipped with a stirrer was placed in a nitrogen atmosphere, 1.420 g (13.13 mmol) of p-PDA, and 1 DA-H. .3872 g (3.283 mmol), 59.54 g of NMP, and 2.87 g (36.24 mmol) of pyridine as a base were added and dissolved by stirring. Next, while stirring this diamine solution, 4.9999 g (15.10 mmol) of 1,3DM-CBDE-Cl was added and reacted for 4 hours under water cooling. After 4 hours, 66.15 g of NMP was added to the reaction solution, and the mixture was stirred at room temperature (20 ° C.) for 15 minutes. The obtained polyamic acid ester solution was poured into 662 g of water while stirring, and the precipitated white precipitate was collected by filtration. Subsequently, it was washed once with 662 g of water, once with 662 g of ethanol, three times with 165 g of ethanol, and dried to obtain 5.11 g of white polyamic acid ester resin powder (C-5). The yield was 77.3%. Moreover, the molecular weight of this polyamic acid ester was Mn = 14,724 and Mw = 27,150.

<比較合成例2>ポリアミック酸エステル樹脂(D−1)の調製
撹拌装置付きの50mL四つ口フラスコ内を窒素雰囲気とし、p−PDAを0.699 g (64.64mmol)、NMPを427.1 g、及び塩基としてピリジン 11.65 g (147.38mmol) を入れ、撹拌して溶解させた。次に、このジアミン溶液を撹拌しながら、1,3DM−CBDE−Clを19.9657g(61.41mmol)添加し、水冷下4時間反応させた。得られたポリアミック酸エステルの溶液を、2248gの水に撹拌しながら投入し、析出した白色沈殿をろ取した。続いて、2248g の水で1回、2248gのエタノールで1回、562gのエタノールで3回洗浄し、乾燥して白色のポリアミック酸エステル樹脂(D−1)粉末22.10gを得た。収率は、98.4%であった。また、このポリアミック酸エステルの分子量はMn=16,813、Mw=38,585であった。
Comparative Synthesis Example 2 Preparation of Polyamic Acid Ester Resin (D-1) The inside of a 50 mL four-necked flask equipped with a stirrer was placed in a nitrogen atmosphere, 0.699 g (64.64 mmol) of p-PDA, and 427. of NMP. 1 g and 11.65 g (147.38 mmol) of pyridine as a base were added and dissolved by stirring. Next, 19.9657 g (61.41 mmol) of 1,3DM-CBDE-Cl was added while stirring the diamine solution, and the mixture was reacted for 4 hours under water cooling. The obtained polyamic acid ester solution was added to 2248 g of water while stirring, and the precipitated white precipitate was collected by filtration. Subsequently, it was washed once with 2248 g of water, once with 2248 g of ethanol, three times with 562 g of ethanol, and dried to obtain 22.10 g of a white polyamic acid ester resin (D-1) powder. The yield was 98.4%. Moreover, the molecular weight of this polyamic acid ester was Mn = 16,813 and Mw = 38,585.

<実施例26> 液晶配向剤(A−4)の調製
実施例19で得られたポリアミック酸(A−4)の溶液6.18gを撹拌子の入った50mL三角フラスコに分取し、NMP1.60g 、及びBCS1.99gを加え、マグネチックスターラーで30分間撹拌して液晶配向剤(A−4)を得た。
<Example 26> Preparation of liquid crystal aligning agent (A-4) The solution 6.18g of the polyamic acid (A-4) obtained in Example 19 was fractionated into a 50 mL Erlenmeyer flask containing a stir bar, and NMP1. 60 g and 1.99 g of BCS were added, and the mixture was stirred with a magnetic stirrer for 30 minutes to obtain a liquid crystal aligning agent (A-4).

<実施例27> 液晶配向剤(A−5)の調製
実施例20で得られたポリアミック酸(A−5)の溶液5.87gを撹拌子の入った50mL三角フラスコに分取し、NMP1.15g 、及びBCS1.76gを加え、マグネチックスターラーで30分間撹拌して液晶配向剤(A−5)を得た。
<Example 27> Preparation of liquid crystal aligning agent (A-5) The solution of the polyamic acid (A-5) obtained in Example 20 was fractionated in a 50 mL Erlenmeyer flask containing a stir bar, and NMP1. 15g and 1.76g of BCS were added, and it stirred for 30 minutes with the magnetic stirrer, and obtained the liquid crystal aligning agent (A-5).

<実施例28>液晶配向剤(C−1)の調製
実施例21で得られたポリアミック酸エステル樹脂粉末1.65gを三角フラスコにとり、γ‐BL 14.95g を加え、室温で24時間撹拌し溶解させた。この溶液にγ−BL5.43g、及びBCS5.55gを加えてマグネチックスターラーで30分間撹拌し液晶配向剤(C−1)を得た。
<Example 28> Preparation of liquid crystal aligning agent (C-1) 1.65 g of the polyamic acid ester resin powder obtained in Example 21 was placed in an Erlenmeyer flask, 14.95 g of γ-BL was added, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours. Dissolved. Γ-BL (5.43 g) and BCS (5.55 g) were added to this solution, and the mixture was stirred with a magnetic stirrer for 30 minutes to obtain a liquid crystal aligning agent (C-1).

<実施例29> 液晶配向剤(C−2)の調製
実施例22で得られたポリアミック酸エステル樹脂粉末0.733gを三角フラスコにとり、γ‐BL6.60g を加え、室温で24時間撹拌し溶解させた。この溶液にγ−BL2.48g、及びBCS2.45gを加えてマグネチックスターラーで30分間撹拌し液晶配向剤(C−2)を得た。
<Example 29> Preparation of liquid crystal aligning agent (C-2) 0.733 g of the polyamic acid ester resin powder obtained in Example 22 is placed in an Erlenmeyer flask, 6.60 g of γ-BL is added, and the mixture is stirred for 24 hours at room temperature to dissolve. I let you. To this solution, 2.48 g of γ-BL and 2.45 g of BCS were added and stirred with a magnetic stirrer for 30 minutes to obtain a liquid crystal aligning agent (C-2).

<実施例30>液晶配向剤(C−3)の調製
実施例23で得られたポリアミック酸エステル樹脂粉末0.907gを三角フラスコにとり、γ‐BL8.18g を加え、室温で24時間撹拌し溶解させた。この溶液にγ−BL3.06g、及びBCS3.04gを加えてマグネチックスターラーで30分間撹拌し液晶配向剤(C−3)を得た。
<Example 30> Preparation of liquid crystal aligning agent (C-3) 0.907 g of the polyamic acid ester resin powder obtained in Example 23 was placed in an Erlenmeyer flask, and 8.18 g of γ-BL was added and dissolved by stirring at room temperature for 24 hours. I let you. Γ-BL3.06g and BCS3.04g were added to this solution, and it stirred for 30 minutes with the magnetic stirrer, and obtained the liquid crystal aligning agent (C-3).

<実施例31> 液晶配向剤(C−4)の調製
実施例24で得られたポリアミック酸エステル樹脂粉末0.802gを三角フラスコにとり、γ‐BL7.23g を加え、室温で24時間撹拌し溶解させた。この溶液にγ−BL2.78g、及びBCS2.68gを加えてマグネチックスターラーで30分間撹拌し液
晶配向剤(C−4)を得た。
<Example 31> Preparation of liquid crystal aligning agent (C-4) 0.802 g of polyamic acid ester resin powder obtained in Example 24 was put into an Erlenmeyer flask, 7.23 g of γ-BL was added, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours to dissolve. I let you. To this solution, 2.78 g of γ-BL and 2.68 g of BCS were added and stirred with a magnetic stirrer for 30 minutes to obtain a liquid crystal aligning agent (C-4).

<実施例32> 液晶配向剤(C−5)の調製
実施例25で得られたポリアミック酸エステル樹脂粉末0.755gを三角フラスコにとり、γ‐BL7.57g を加え、室温で24時間撹拌し溶解させた。この溶液にγ−BL2.65g、及びBCS2.55gを加えてマグネチックスターラーで30分間撹拌し液晶配向剤(C−5)を得た。
<Example 32> Preparation of liquid crystal aligning agent (C-5) 0.755g of polyamic acid ester resin powder obtained in Example 25 was put into an Erlenmeyer flask, γ-BL7.57g was added, and it stirred for 24 hours at room temperature and dissolved. I let you. To this solution, 2.65 g of γ-BL and 2.55 g of BCS were added and stirred for 30 minutes with a magnetic stirrer to obtain a liquid crystal aligning agent (C-5).

<比較例4>液晶配向剤(D−1)の調製
比較合成例2で得られたポリアミック酸エステル樹脂粉末1.02gを三角フラスコにとり、DMF9.21g を加え、室温で24時間撹拌し溶解させた。この溶液にγ−BL3.29g、及びBCS3.39gを加えてマグネチックスターラーで30分間撹拌し液晶配向剤(D−1)を得た。
Comparative Example 4 Preparation of Liquid Crystal Alignment Agent (D-1) 1.02 g of the polyamic acid ester resin powder obtained in Comparative Synthesis Example 2 is placed in an Erlenmeyer flask, added with 9.21 g of DMF, and stirred at room temperature for 24 hours to dissolve. It was. To this solution, 3.29 g of γ-BL and 3.39 g of BCS were added and stirred for 30 minutes with a magnetic stirrer to obtain a liquid crystal aligning agent (D-1).

<実施例33>
実施例26で得られた液晶配向剤(A−4)を用いた以外は、実施例11と同様の方法でポリイミド膜を作製し、ラビング処理を行った。ポリイミド膜の表面状態を観察したところ、ラビングによる傷は観察されたが、比較例2の結果よりも軽微であった。ポリイミド膜の削れカス、及びポリイミド膜の剥離は観察されなかった。
<Example 33>
A polyimide film was prepared in the same manner as in Example 11 except that the liquid crystal aligning agent (A-4) obtained in Example 26 was used, and a rubbing treatment was performed. When the surface state of the polyimide film was observed, scratches due to rubbing were observed, but the results were smaller than those of Comparative Example 2. No chipping of the polyimide film and peeling of the polyimide film were observed.

<実施例34>
実施例27で得られた液晶配向剤(A−5)を用いた以外は、実施例11と同様の方法でポリイミド膜を作製し、ラビング処理を行った。ポリイミド膜の表面状態を観察したところ、ラビングによる傷、ポリイミド膜の削れカス、及びポリイミド膜の剥離は観察されなかった。
<Example 34>
A polyimide film was produced in the same manner as in Example 11 except that the liquid crystal aligning agent (A-5) obtained in Example 27 was used, and a rubbing treatment was performed. When the surface state of the polyimide film was observed, scratches due to rubbing, scraping of the polyimide film, and peeling of the polyimide film were not observed.

<実施例35>
実施例28で得られた液晶配向剤(C−1)を1.0μmのフィルターで濾過した後、透明電極付きガラス基板上にスピンコートし、温度80℃のホットプレート上で5分間の乾燥、温度230℃で1時間の焼成を経て、膜厚100nmのポリイミド膜を得た。このポリイミド膜をレーヨン布でラビング(ロール径120mm、回転数1000rpm、移動速度20mm/sec、押し込み量0.4mm)した後、ポリイミド膜の表面状態を観察したところ、ラビングによる傷、ポリイミド膜の削れカス、及びポリイミド膜の剥離は観察されなかった。
<Example 35>
The liquid crystal aligning agent (C-1) obtained in Example 28 was filtered through a 1.0 μm filter, spin-coated on a glass substrate with a transparent electrode, and dried on a hot plate at a temperature of 80 ° C. for 5 minutes. After baking for 1 hour at a temperature of 230 ° C., a polyimide film having a thickness of 100 nm was obtained. This polyimide film was rubbed with a rayon cloth (roll diameter: 120 mm, rotation speed: 1000 rpm, moving speed: 20 mm / sec, indentation amount: 0.4 mm), and then the surface condition of the polyimide film was observed. No debris or peeling of the polyimide film was observed.

<実施例36>
実施例29で得られた液晶配向剤(C−2)を用いた以外は、実施例35と同様の方法でポリイミド膜を作製し、ラビング処理を行った。ポリイミド膜の表面状態を観察したところ、ラビングによる傷、ポリイミド膜の削れカス、及びポリイミド膜の剥離は観察されなかった。
<Example 36>
A polyimide film was produced in the same manner as in Example 35 except that the liquid crystal aligning agent (C-2) obtained in Example 29 was used, and a rubbing treatment was performed. When the surface state of the polyimide film was observed, scratches due to rubbing, scraping of the polyimide film, and peeling of the polyimide film were not observed.

<実施例37>
実施例30で得られた液晶配向剤(C−3)を用いた以外は、実施例35と同様の方法でポリイミド膜を作製し、ラビング処理を行った。ポリイミド膜の表面状態を観察したところ、ラビングによる傷、及びポリイミド膜の削れカスが観察されたが、後述の比較例5の結果よりも軽微であった。ポリイミドの剥離は観察されなかった。
<Example 37>
A polyimide film was produced in the same manner as in Example 35 except that the liquid crystal aligning agent (C-3) obtained in Example 30 was used, and a rubbing treatment was performed. When the surface state of the polyimide film was observed, scratches due to rubbing and scraped scraps of the polyimide film were observed, which were less than the results of Comparative Example 5 described later. No peeling of the polyimide was observed.

<実施例38>
実施例31で得られた液晶配向剤(C−4)を用いた以外は、実施例35と同様の方法でポリイミド膜を作製し、ラビング処理を行った。ポリイミド膜の表面状態を観察したところ、ラビングによる傷が観察されたが、後述の比較例5の結果よりも軽微であった。ポリイミド膜の削れカス、及びポリイミド膜の剥離は観察されなかった。
<Example 38>
A polyimide film was produced in the same manner as in Example 35 except that the liquid crystal aligning agent (C-4) obtained in Example 31 was used, and a rubbing treatment was performed. When the surface state of the polyimide film was observed, scratches due to rubbing were observed, but they were less than the results of Comparative Example 5 described later. No chipping of the polyimide film and peeling of the polyimide film were observed.

<実施例39>
実施例32で得られた液晶配向剤(C−5)を用いた以外は、実施例35と同様の方法でポリイミド膜を作製し、ラビング処理を行った。ポリイミド膜の表面状態を観察したところ、ラビングによる傷、ポリイミド膜の削れカス、及びポリイミド膜の剥離は観察されなかった。
<Example 39>
A polyimide film was produced in the same manner as in Example 35 except that the liquid crystal aligning agent (C-5) obtained in Example 32 was used, and a rubbing treatment was performed. When the surface state of the polyimide film was observed, scratches due to rubbing, scraping of the polyimide film, and peeling of the polyimide film were not observed.

<比較例5>
比較例4で得られた液晶配向剤(D−1)を用いた以外は、実施例35と同様の方法でポリイミド膜を作製し、ラビング処理を行った。ポリイミド膜の表面状態を観察したところ、ラビングによる傷、ポリイミド膜の削れカス、及びポリイミド膜の剥離が観察された。
<Comparative Example 5>
A polyimide film was produced in the same manner as in Example 35 except that the liquid crystal aligning agent (D-1) obtained in Comparative Example 4 was used, and a rubbing treatment was performed. When the surface state of the polyimide film was observed, scratches due to rubbing, scraping of the polyimide film, and peeling of the polyimide film were observed.

<実施例40>
実施例26で得られた液晶配向剤(A−4)を用いた以外は、実施例14と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認及び、電圧保持率、イオン密度の測定を行った。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表1に示す。
<Example 40>
A twisted nematic liquid crystal cell was prepared in the same manner as in Example 14 except that the liquid crystal aligning agent (A-4) obtained in Example 26 was used. Confirmation of the alignment state of the liquid crystal, voltage holding ratio, and ion density were performed. Was measured. When the alignment state of the liquid crystal cell was observed with a polarizing microscope, it was confirmed that the liquid crystal cell had a uniform alignment without defects. For this liquid crystal cell, the voltage holding ratio was measured, and then the ion density was measured. The measurement results of the voltage holding ratio and the ion density are shown in Table 1 described later.

<実施例41>
実施例27で得られた液晶配向剤(A−5)を用いた以外は、実施例14と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認及び、電圧保持率、イオン密度の測定を行った。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表1に示す。
<Example 41>
A twisted nematic liquid crystal cell was produced in the same manner as in Example 14 except that the liquid crystal aligning agent (A-5) obtained in Example 27 was used. Confirmation of the alignment state of the liquid crystal, voltage holding ratio, and ion density were performed. Was measured. When the alignment state of the liquid crystal cell was observed with a polarizing microscope, it was confirmed that the liquid crystal cell had a uniform alignment without defects. For this liquid crystal cell, the voltage holding ratio was measured, and then the ion density was measured. The measurement results of the voltage holding ratio and the ion density are shown in Table 1 described later.

<実施例42>
実施例28で得られた液晶配向剤(C−1)を1.0μmのフィルターで濾過した後、透明電極付きガラス基板上にスピンコートし、温度80℃のホットプレート上で5分間の乾燥、温度230℃で1時間の焼成を経て、膜厚100nmのポリイミド膜を得た。このポリイミド膜をレーヨン布でラビング(ロール径120mm、回転数1000rpm、移動速度20mm/sec、押し込み量0.4mm)し、純水中にて1分間超音波照射をして洗浄を行い、エアーブローにて水滴を除去した後、80℃で10分間乾燥して液晶配向膜付き基板を得た。このような液晶配向膜付き基板を2枚用意し、一方の基板の液晶配向膜面に6μmのスペーサーを散布した後、2枚の基板のラビング方向が逆平行から85度捩れるように組み合わせ、液晶注入口を残して周囲をシールし、セルギャップが6μmの空セルを作製した。この空セルに液晶(MLC−2003、メルク社製)を常温で真空注入し、注入口を封止してツイストネマチック液晶セルとした。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表1に示す。
<Example 42>
The liquid crystal aligning agent (C-1) obtained in Example 28 was filtered through a 1.0 μm filter, spin-coated on a glass substrate with a transparent electrode, and dried on a hot plate at a temperature of 80 ° C. for 5 minutes. After baking for 1 hour at a temperature of 230 ° C., a polyimide film having a thickness of 100 nm was obtained. This polyimide film is rubbed with a rayon cloth (roll diameter: 120 mm, rotation speed: 1000 rpm, moving speed: 20 mm / sec, pushing amount: 0.4 mm), cleaned by irradiating with ultrasonic waves in pure water for 1 minute, and air blow After removing the water droplets at, the substrate was dried at 80 ° C. for 10 minutes to obtain a substrate with a liquid crystal alignment film. Two such substrates with a liquid crystal alignment film are prepared, and after a 6 μm spacer is dispersed on the liquid crystal alignment film surface of one substrate, the rubbing directions of the two substrates are combined so that the rubbing direction can be twisted by 85 degrees from antiparallel, The periphery was sealed leaving the liquid crystal injection port, and an empty cell with a cell gap of 6 μm was produced. Liquid crystal (MLC-2003, manufactured by Merck & Co., Inc.) was vacuum-injected into this empty cell at room temperature, and the injection port was sealed to obtain a twisted nematic liquid crystal cell. When the alignment state of the liquid crystal cell was observed with a polarizing microscope, it was confirmed that the liquid crystal cell had a uniform alignment without defects. For this liquid crystal cell, the voltage holding ratio was measured, and then the ion density was measured. The measurement results of the voltage holding ratio and the ion density are shown in Table 1 described later.

<実施例43>
実施例29で得られた液晶配向剤(C−2)を用いた以外は、実施例42と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認及び、電圧保持率、イオン密度の測定を行った。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表1に示す。
<Example 43>
A twisted nematic liquid crystal cell was produced in the same manner as in Example 42 except that the liquid crystal aligning agent (C-2) obtained in Example 29 was used. Confirmation of the alignment state of the liquid crystal, voltage holding ratio, and ion density Was measured. When the alignment state of the liquid crystal cell was observed with a polarizing microscope, it was confirmed that the liquid crystal cell had a uniform alignment without defects. For this liquid crystal cell, the voltage holding ratio was measured, and then the ion density was measured. The measurement results of the voltage holding ratio and the ion density are shown in Table 1 described later.

<実施例44>
実施例30で得られた液晶配向剤(C−3)を用いた以外は、実施例42と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認及び、電圧保持率、イオン密度の測定を行った。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表1に示す。
<Example 44>
A twisted nematic liquid crystal cell was prepared in the same manner as in Example 42 except that the liquid crystal aligning agent (C-3) obtained in Example 30 was used. Confirmation of the alignment state of the liquid crystal, voltage holding ratio, and ion density were performed. Was measured. When the alignment state of the liquid crystal cell was observed with a polarizing microscope, it was confirmed that the liquid crystal cell had a uniform alignment without defects. For this liquid crystal cell, the voltage holding ratio was measured, and then the ion density was measured. The measurement results of the voltage holding ratio and the ion density are shown in Table 1 described later.

<実施例45>
実施例31で得られた液晶配向剤(C−4)を用いた以外は、実施例42と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認及び、電圧保持率、イオン密度の測定を行った。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表1に示す。
<Example 45>
A twisted nematic liquid crystal cell was prepared in the same manner as in Example 42 except that the liquid crystal aligning agent (C-4) obtained in Example 31 was used. Confirmation of the alignment state of the liquid crystal, voltage holding ratio, and ion density were performed. Was measured. When the alignment state of the liquid crystal cell was observed with a polarizing microscope, it was confirmed that the liquid crystal cell had a uniform alignment without defects. For this liquid crystal cell, the voltage holding ratio was measured, and then the ion density was measured. The measurement results of the voltage holding ratio and the ion density are shown in Table 1 described later.

<実施例46>
実施例32で得られた液晶配向剤(C−5)を用いた以外は、実施例42と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認及び、電圧保持率、イオン密度の測定を行った。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表1に示す。
<Example 46>
A twisted nematic liquid crystal cell was prepared in the same manner as in Example 42 except that the liquid crystal aligning agent (C-5) obtained in Example 32 was used. Confirmation of the alignment state of the liquid crystal, voltage holding ratio, and ion density were performed. Was measured. When the alignment state of the liquid crystal cell was observed with a polarizing microscope, it was confirmed that the liquid crystal cell had a uniform alignment without defects. For this liquid crystal cell, the voltage holding ratio was measured, and then the ion density was measured. The measurement results of the voltage holding ratio and the ion density are shown in Table 1 described later.

<比較例6>
比較例4で得られた液晶配向剤(D−1)を用いた以外は、実施例42と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認及び、電圧保持率、イオン密度の測定を行った。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表1に示す。
<Comparative Example 6>
A twisted nematic liquid crystal cell was prepared in the same manner as in Example 42 except that the liquid crystal aligning agent (D-1) obtained in Comparative Example 4 was used. Confirmation of the alignment state of the liquid crystal, voltage holding ratio, and ion density Was measured. When the alignment state of the liquid crystal cell was observed with a polarizing microscope, it was confirmed that the liquid crystal cell had a uniform alignment without defects. For this liquid crystal cell, the voltage holding ratio was measured, and then the ion density was measured. The measurement results of the voltage holding ratio and the ion density are shown in Table 1 described later.

実施例14〜実施例16、実施例40〜実施例46、比較例3、及び比較例6における電圧保持率とイオン密度の測定結果を表1に示す。   Table 1 shows the measurement results of voltage holding ratio and ion density in Examples 14 to 16, Example 40 to Example 46, Comparative Example 3, and Comparative Example 6.

Figure 0005614284
Figure 0005614284

<実施例47>
実施例8で得られた液晶配向剤(A−1)を1.0μmのフィルターで濾過した後、透明電極付きガラス基板上にスピンコートし、温度80℃のホットプレート上で5分間の乾燥、温度230℃で20分間の焼成を経て、膜厚100nmのポリイミド膜を得た。この塗膜面に偏光板を介して254nmの紫外線を1.0J/cm照射し、液晶配向膜付き基板を得た。このような液晶配向膜付き基板を2枚用意し、一方の基板の液晶配向膜面に6μmのスペーサーを散布した後、2枚の基板の配向方向が平行から85度捩れるように組み合わせ、液晶注入口を残して周囲をシールし、セルギャップが6μmの空セルを作製した。この空セルに液晶(MLC−2003、メルク社製)を常温で真空注入し、注入口を封止してツイストネマチック液晶セルとした。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表2に示す。
<Example 47>
The liquid crystal aligning agent (A-1) obtained in Example 8 was filtered through a 1.0 μm filter, spin-coated on a glass substrate with a transparent electrode, and dried on a hot plate at a temperature of 80 ° C. for 5 minutes. After baking for 20 minutes at a temperature of 230 ° C., a polyimide film having a thickness of 100 nm was obtained. The coating film surface was irradiated with 1.0 J / cm 2 of 254 nm ultraviolet light through a polarizing plate to obtain a substrate with a liquid crystal alignment film. Two substrates with such a liquid crystal alignment film are prepared, and a 6 μm spacer is dispersed on the liquid crystal alignment film surface of one of the substrates, and then the two substrates are combined so that the alignment directions of the two substrates are twisted from parallel to 85 degrees. The periphery was sealed leaving the inlet, and an empty cell with a cell gap of 6 μm was produced. Liquid crystal (MLC-2003, manufactured by Merck & Co., Inc.) was vacuum-injected into this empty cell at room temperature, and the injection port was sealed to obtain a twisted nematic liquid crystal cell. When the alignment state of the liquid crystal cell was observed with a polarizing microscope, it was confirmed that the liquid crystal cell had a uniform alignment without defects. For this liquid crystal cell, the voltage holding ratio was measured, and then the ion density was measured. The measurement results of the voltage holding ratio and the ion density are shown in Table 2 described later.

<実施例48>
実施例9で得られた液晶配向剤(A−2)を用いた以外は、実施例47と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認及び、電圧保持率、イオン密度の測定を行った。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表2に示す。
<Example 48>
A twisted nematic liquid crystal cell was produced in the same manner as in Example 47 except that the liquid crystal aligning agent (A-2) obtained in Example 9 was used. Confirmation of the alignment state of the liquid crystal, voltage holding ratio, and ion density Was measured. When the alignment state of the liquid crystal cell was observed with a polarizing microscope, it was confirmed that the liquid crystal cell had a uniform alignment without defects. For this liquid crystal cell, the voltage holding ratio was measured, and then the ion density was measured. The measurement results of the voltage holding ratio and the ion density are shown in Table 2 described later.

<実施例49>
実施例10で得られた液晶配向剤(A−3)を用いた以外は、実施例47と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認及び、電圧保持率、イオン密度の測定を行った。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表2に示す。
<Example 49>
A twisted nematic liquid crystal cell was prepared in the same manner as in Example 47 except that the liquid crystal aligning agent (A-3) obtained in Example 10 was used. Confirmation of the alignment state of the liquid crystal, voltage holding ratio, and ion density were performed. Was measured. When the alignment state of the liquid crystal cell was observed with a polarizing microscope, it was confirmed that the liquid crystal cell had a uniform alignment without defects. For this liquid crystal cell, the voltage holding ratio was measured, and then the ion density was measured. The measurement results of the voltage holding ratio and the ion density are shown in Table 2 described later.

<実施例50>
実施例26で得られた液晶配向剤(A−4)を用いた以外は、実施例47と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認及び、電圧保持率、イオン密度の測定を行った。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表2に示す。
<Example 50>
A twisted nematic liquid crystal cell was prepared in the same manner as in Example 47 except that the liquid crystal aligning agent (A-4) obtained in Example 26 was used. Confirmation of the alignment state of the liquid crystal, voltage holding ratio, and ion density were performed. Was measured. When the alignment state of the liquid crystal cell was observed with a polarizing microscope, it was confirmed that the liquid crystal cell had a uniform alignment without defects. For this liquid crystal cell, the voltage holding ratio was measured, and then the ion density was measured. The measurement results of the voltage holding ratio and the ion density are shown in Table 2 described later.

<実施例51>
実施例27で得られた液晶配向剤(A−5)を用いた以外は、実施例47と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認及び、電圧保持率、イオン密度の測定を行った。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表2に示す。
<Example 51>
A twisted nematic liquid crystal cell was prepared in the same manner as in Example 47 except that the liquid crystal aligning agent (A-5) obtained in Example 27 was used. Confirmation of the alignment state of the liquid crystal, voltage holding ratio, and ion density were performed. Was measured. When the alignment state of the liquid crystal cell was observed with a polarizing microscope, it was confirmed that the liquid crystal cell had a uniform alignment without defects. For this liquid crystal cell, the voltage holding ratio was measured, and then the ion density was measured. The measurement results of the voltage holding ratio and the ion density are shown in Table 2 described later.

<比較例7>
比較例1で得られた液晶配向剤(B−1)を用いた以外は、実施例47と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認及び、電圧保持率、イオン密度の測定を行った。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表2に示す。
<Comparative Example 7>
A twisted nematic liquid crystal cell was produced in the same manner as in Example 47 except that the liquid crystal aligning agent (B-1) obtained in Comparative Example 1 was used. Confirmation of the alignment state of the liquid crystal, voltage holding ratio, and ion density Was measured. When the alignment state of the liquid crystal cell was observed with a polarizing microscope, it was confirmed that the liquid crystal cell had a uniform alignment without defects. For this liquid crystal cell, the voltage holding ratio was measured, and then the ion density was measured. The measurement results of the voltage holding ratio and the ion density are shown in Table 2 described later.

<実施例52>
実施例28で得られた液晶配向剤(C−1)を1.0μmのフィルターで濾過した後、透明電極付きガラス基板上にスピンコートし、温度80℃のホットプレート上で5分間の乾燥、温度230℃で1時間の焼成を経て、膜厚100nmのポリイミド膜を得た。この塗膜面に偏光板を介して254nmの紫外線を1.0J/cm照射し、液晶配向膜付き基板を得た。このような液晶配向膜付き基板を2枚用意し、一方の基板の液晶配向膜面に6μmのスペーサーを散布した後、2枚の基板の配向方向が平行から85度捩れるように組み合わせ、液晶注入口を残して周囲をシールし、セルギャップが4μmの空セルを作製した。この空セルに液晶(MLC−2003、メルク社製)を常温で真空注入し、注入口を封止してツイストネマチック液晶セルとした。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表2に示す。
<Example 52>
The liquid crystal aligning agent (C-1) obtained in Example 28 was filtered through a 1.0 μm filter, spin-coated on a glass substrate with a transparent electrode, and dried on a hot plate at a temperature of 80 ° C. for 5 minutes. After baking for 1 hour at a temperature of 230 ° C., a polyimide film having a thickness of 100 nm was obtained. The coating film surface was irradiated with 1.0 J / cm 2 of 254 nm ultraviolet light through a polarizing plate to obtain a substrate with a liquid crystal alignment film. Two substrates with such a liquid crystal alignment film are prepared, and a 6 μm spacer is dispersed on the liquid crystal alignment film surface of one of the substrates, and then the two substrates are combined so that the alignment directions of the two substrates are twisted from parallel to 85 degrees. The periphery was sealed leaving the inlet, and an empty cell with a cell gap of 4 μm was produced. Liquid crystal (MLC-2003, manufactured by Merck & Co., Inc.) was vacuum-injected into this empty cell at room temperature, and the injection port was sealed to obtain a twisted nematic liquid crystal cell. When the alignment state of the liquid crystal cell was observed with a polarizing microscope, it was confirmed that the liquid crystal cell had a uniform alignment without defects. For this liquid crystal cell, the voltage holding ratio was measured, and then the ion density was measured. The measurement results of the voltage holding ratio and the ion density are shown in Table 2 described later.

<実施例53>
実施例29で得られた液晶配向剤(C−2)を用いた以外は、実施例52と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認及び、電圧保持率、イオン密度の測定を行った。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表2に示す。
<Example 53>
A twisted nematic liquid crystal cell was prepared in the same manner as in Example 52 except that the liquid crystal aligning agent (C-2) obtained in Example 29 was used. Confirmation of the alignment state of the liquid crystal, voltage holding ratio, and ion density Was measured. When the alignment state of the liquid crystal cell was observed with a polarizing microscope, it was confirmed that the liquid crystal cell had a uniform alignment without defects. For this liquid crystal cell, the voltage holding ratio was measured, and then the ion density was measured. The measurement results of the voltage holding ratio and the ion density are shown in Table 2 described later.

<実施例54>
実施例30で得られた液晶配向剤(C−3)を用いた以外は、実施例52と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認及び、電圧保持率、イオン密度の測定を行った。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表2に示す。
<Example 54>
A twisted nematic liquid crystal cell was prepared in the same manner as in Example 52 except that the liquid crystal aligning agent (C-3) obtained in Example 30 was used. Confirmation of the alignment state of the liquid crystal, voltage holding ratio, and ion density were performed. Was measured. When the alignment state of the liquid crystal cell was observed with a polarizing microscope, it was confirmed that the liquid crystal cell had a uniform alignment without defects. For this liquid crystal cell, the voltage holding ratio was measured, and then the ion density was measured. The measurement results of the voltage holding ratio and the ion density are shown in Table 2 described later.

<実施例55>
実施例31で得られた液晶配向剤(C−4)を用いた以外は、実施例52と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認及び、電圧保持率、イオン密度の測定を行った。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表2に示す。
<Example 55>
A twisted nematic liquid crystal cell was produced in the same manner as in Example 52 except that the liquid crystal aligning agent (C-4) obtained in Example 31 was used. Confirmation of the alignment state of the liquid crystal, voltage holding ratio, and ion density were performed. Was measured. When the alignment state of the liquid crystal cell was observed with a polarizing microscope, it was confirmed that the liquid crystal cell had a uniform alignment without defects. For this liquid crystal cell, the voltage holding ratio was measured, and then the ion density was measured. The measurement results of the voltage holding ratio and the ion density are shown in Table 2 described later.

<実施例56>
実施例32で得られた液晶配向剤(C−5)を用いた以外は、実施例52と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認及び、電圧保持率、イオン密度の測定を行った。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表2に示す。
<Example 56>
A twisted nematic liquid crystal cell was prepared in the same manner as in Example 52 except that the liquid crystal aligning agent (C-5) obtained in Example 32 was used. Confirmation of the alignment state of the liquid crystal, voltage holding ratio, and ion density were performed. Was measured. When the alignment state of the liquid crystal cell was observed with a polarizing microscope, it was confirmed that the liquid crystal cell had a uniform alignment without defects. For this liquid crystal cell, the voltage holding ratio was measured, and then the ion density was measured. The measurement results of the voltage holding ratio and the ion density are shown in Table 2 described later.

<比較例8>
比較例4で得られた液晶配向剤(D−1)を用いた以外は、実施例52と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製し、液晶の配向状態の確認及び、電圧保持率、イオン密度の測定を行った。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った。電圧保持率及びイオン密度の測定結果は後述する表2に示す。
表2には、実施例47〜実施例56及び比較例7〜比較例8における電圧保持率とイオン密度の測定結果を示す。
<Comparative Example 8>
A twisted nematic liquid crystal cell was produced in the same manner as in Example 52 except that the liquid crystal aligning agent (D-1) obtained in Comparative Example 4 was used. Confirmation of the alignment state of the liquid crystal, voltage holding ratio, and ion density Was measured. When the alignment state of the liquid crystal cell was observed with a polarizing microscope, it was confirmed that the liquid crystal cell had a uniform alignment without defects. For this liquid crystal cell, the voltage holding ratio was measured, and then the ion density was measured. The measurement results of the voltage holding ratio and the ion density are shown in Table 2 described later.
Table 2 shows the measurement results of voltage holding ratio and ion density in Examples 47 to 56 and Comparative Examples 7 to 8.

Figure 0005614284
Figure 0005614284

<実施例57> ポリアミック酸エステル樹脂(E−1)の調製
撹拌装置付きの300mL四つ口フラスコ内を窒素雰囲気とし、p−PDAを1.50 g (13.87mmol)、DA−Bを0.4090g(1.541mmol)、NMP を107.47g、及び塩基としてピリジン 2.82g (35.67mmol) を入れ、撹拌して溶解させた。次に、このジアミン溶液を撹拌しながら、1,3DMCBDE−Clを4.83 g (14.86mmol)添加し、水冷下で4時間反応させた。得られたポリアミック酸エステルの溶液を、566g の水に撹拌しながら投入し、析出した白色沈殿をろ取した。続いて、566 g の水で1回、566 g のエタノールで1回、141 g のエタノールで3回洗浄し、乾燥して白色のポリアミック酸エステル樹脂(E−1)粉末4.92gを得た。収率は、87.0%であった。また、このポリアミック酸エステルの分子量はMn=17,828、Mw=31,832であった。
<Example 57> Preparation of polyamic acid ester resin (E-1) The inside of a 300 mL four-necked flask equipped with a stirrer was placed in a nitrogen atmosphere, p-PDA was 1.50 g (13.87 mmol), and DA-B was 0. 4090 g (1.541 mmol), 107.47 g of NMP and 2.82 g (35.67 mmol) of pyridine as a base were added and dissolved by stirring. Next, while stirring this diamine solution, 4.83 g (14.86 mmol) of 1,3DMCBDE-Cl was added and reacted for 4 hours under water cooling. The obtained polyamic acid ester solution was poured into 565 g of water while stirring, and the precipitated white precipitate was collected by filtration. Subsequently, it was washed once with 566 g of water, once with 566 g of ethanol, three times with 141 g of ethanol, and dried to obtain 4.92 g of a white polyamic acid ester resin (E-1) powder. . The yield was 87.0%. Moreover, the molecular weight of this polyamic acid ester was Mn = 17,828 and Mw = 31,832.

<実施例58>
合成例57で得られたポリアミック酸エステル樹脂粉末1.02gを三角フラスコに入れ、さらにγ‐BL 9.18g を加え、室温で24時間撹拌し溶解させた。この溶液にシランカップリング剤として、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン(以下、GPSと略す)の1.0質量%γ‐ブチルラクトン溶液を1.03g加え、50℃で24時間加熱撹拌した。得られた溶液にγ−Bz2.41 g、及びBCS3.41gを加えて、マグネチックスターラーで30分間撹拌し、ポリアミック酸エステル溶液を調製した。
上記のポリアミック酸エステル溶液5.75gに、イミド化促進剤としてN−α, N−ω1, N−ω2−トリ−t−ブトキシカルボニル−L−アルギニン(以下、Boc−Argと略す)を0.0906g(アミック酸エステル基1モルに対して0.1モル当量)加え、室温で30分攪拌し、Boc−Argを完全に溶解させて、本発明の液晶配向剤 (E−1a)を得た。
<Example 58>
1.02 g of the polyamic acid ester resin powder obtained in Synthesis Example 57 was put in an Erlenmeyer flask, and 9.18 g of γ-BL was further added, and the mixture was stirred and dissolved at room temperature for 24 hours. To this solution, 1.03 g of a 1.0 mass% γ-butyllactone solution of 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane (hereinafter abbreviated as GPS) was added as a silane coupling agent, and the mixture was stirred at 50 ° C. for 24 hours. did. To the obtained solution, 2.41 g of γ-Bz and 3.41 g of BCS were added, and stirred for 30 minutes with a magnetic stirrer to prepare a polyamic acid ester solution.
To 5.75 g of the above polyamic acid ester solution, N-α, N-ω1, N-ω2-tri-t-butoxycarbonyl-L-arginine (hereinafter abbreviated as Boc-Arg) was added as an imidization accelerator. 0906g (0.1 molar equivalent with respect to 1 mol of amic acid ester group) was added, and it stirred at room temperature for 30 minutes, Boc-Arg was dissolved completely, and the liquid crystal aligning agent (E-1a) of this invention was obtained. .

<比較例9>
比較合成例2で得られたポリアミック酸エステル樹脂粉末1.04gを三角フラスコに入れ、さらにDMF9.35g を加え、室温で24時間撹拌し溶解させた。この溶液にシランカップリング剤として、GPSの1.0質量%γ‐ブチルラクトン溶液を1.07g加え、50℃で24時間加熱撹拌した。得られた溶液にγ−BL2.71 g、及びBCS 3.06gを加えて、マグネチックスターラーで30分間撹拌し、ポリアミック酸エステル溶液を調製した。
上記のポリアミック酸エステル溶液5.42gに、イミド化促進剤としてBoc−Argを0.0775g(アミック酸エステル基1モルに対して0.1モル当量)加え、室温で30分撹拌し、Boc−Argを完全に溶解させて、液晶配向剤 (D−1a)を得た。
<Comparative Example 9>
1.04 g of the polyamic acid ester resin powder obtained in Comparative Synthesis Example 2 was put in an Erlenmeyer flask, and further 9.35 g of DMF was added, and the mixture was stirred and dissolved at room temperature for 24 hours. To this solution, 1.07 g of a 1.0 mass% γ-butyllactone solution of GPS was added as a silane coupling agent, and the mixture was heated and stirred at 50 ° C. for 24 hours. 2.71 g of γ-BL and 3.06 g of BCS were added to the obtained solution, and the mixture was stirred with a magnetic stirrer for 30 minutes to prepare a polyamic acid ester solution.
To the above polyamic acid ester solution (5.42 g), 0.0775 g of Boc-Arg as an imidization accelerator (0.1 molar equivalent with respect to 1 mol of the amic acid ester group) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. Arg was completely dissolved to obtain a liquid crystal aligning agent (D-1a).

<実施例59>
実施例58で得られた液晶配向剤(E−1a)を1.0μmのフィルターで濾過した後、透明電極付きガラス基板上にスピンコートし、温度80℃のホットプレート上で5分間の乾燥、温度230℃で20分間の焼成を経て、膜厚100nmのポリイミド膜を得た。この塗膜面に偏光板を介して254nmの紫外線を1.0J/cm照射し、液晶配向膜付き基板を得た。このような液晶配向膜付き基板を2枚用意し、一方の基板の液晶配向膜面に4μmのスペーサーを散布した後、2枚の基板の配向方向が平行から85度捩れるように組み合わせ、液晶注入口を残して周囲をシールし、セルギャップが4μmの空セルを作製した。この空セルに液晶(MLC−2041、メルク社製)を常温で真空注入し、注入口を封止してツイストネマチック液晶セルとした。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った結果、電圧保持率は温度23℃で99.4%、温度60℃で98.6%、温度90℃で95.3%であり、イオン密度は23℃で85pC/cm、60℃で507pC/cmであった。
<Example 59>
The liquid crystal aligning agent (E-1a) obtained in Example 58 was filtered through a 1.0 μm filter, spin-coated on a glass substrate with a transparent electrode, and dried on a hot plate at a temperature of 80 ° C. for 5 minutes. After baking for 20 minutes at a temperature of 230 ° C., a polyimide film having a thickness of 100 nm was obtained. The coating film surface was irradiated with 1.0 J / cm 2 of 254 nm ultraviolet light through a polarizing plate to obtain a substrate with a liquid crystal alignment film. Two substrates with such a liquid crystal alignment film are prepared, and a 4 μm spacer is dispersed on the surface of the liquid crystal alignment film of one of the substrates, and then combined so that the alignment directions of the two substrates are twisted by 85 degrees from parallel. The periphery was sealed leaving the inlet, and an empty cell with a cell gap of 4 μm was produced. Liquid crystal (MLC-2041, manufactured by Merck & Co., Inc.) was vacuum-injected into this empty cell at room temperature, and the injection port was sealed to obtain a twisted nematic liquid crystal cell. When the alignment state of the liquid crystal cell was observed with a polarizing microscope, it was confirmed that the liquid crystal cell had a uniform alignment without defects. As a result of measuring the voltage holding ratio of the liquid crystal cell and then measuring the ion density, the voltage holding ratio was 99.4% at a temperature of 23 ° C., 98.6% at a temperature of 60 ° C., and 95 at a temperature of 90 ° C. a .3%, the ion density was 507pC / cm 2 at 85pC / cm 2, 60 ℃ at 23 ° C..

<比較例10>
比較例9で得られた液晶配向剤(D−1a)を用いた以外は、実施例59と同様にしてツイストネマチック液晶セルを作製した。この液晶セルの配向状態を偏光顕微鏡にて観察したところ、欠陥のない均一な配向をしていることが確認された。この液晶セルについて、電圧保持率を測定し、その後、イオン密度の測定を行った結果、電圧保持率は温度23℃で99.2%、温度60℃で98.1%、温度90℃で94.9%であり、イオン密度は23℃で159pC/cm、60℃で644pC/cmであった。
以上の結果から、本発明の液晶配向剤から得られる液晶配向膜は、架橋剤等を添加しなくても、ラビング処理によるラビング傷が付きにくい機械的強度に優れた液晶配向膜となることが確認された。
また、本発明の液晶配向剤から得られる液晶配向膜を有する液晶表示素子は、高温時でも電圧保持率が高く、イオン密度が低い信頼性に優れた液晶表示素子となることが確認された。
さらに、本発明の液晶配向膜に偏光された紫外光を照射し、配光処理を施して液晶配向能を付与した場合においても、本発明の液晶配向剤から得られる液晶配向膜を有する液晶表示素子は、高温時でも電圧保持率が高く、イオン密度が低い信頼性に優れた液晶表示素子となることが確認された。
<Comparative Example 10>
A twisted nematic liquid crystal cell was produced in the same manner as in Example 59 except that the liquid crystal aligning agent (D-1a) obtained in Comparative Example 9 was used. When the alignment state of the liquid crystal cell was observed with a polarizing microscope, it was confirmed that the liquid crystal cell had a uniform alignment without defects. As a result of measuring the voltage holding ratio of this liquid crystal cell and then measuring the ion density, the voltage holding ratio was 99.2% at a temperature of 23 ° C., 98.1% at a temperature of 60 ° C., and 94 at a temperature of 90 ° C. a .9%, ion density was 644pC / cm 2 at 159pC / cm 2, 60 ℃ at 23 ° C..
From the above results, the liquid crystal alignment film obtained from the liquid crystal alignment agent of the present invention can be a liquid crystal alignment film excellent in mechanical strength that is not easily damaged by rubbing treatment without adding a crosslinking agent or the like. confirmed.
Moreover, it was confirmed that the liquid crystal display element which has the liquid crystal aligning film obtained from the liquid crystal aligning agent of this invention turns into a liquid crystal display element excellent in the reliability with a high voltage holding rate and a low ion density even at high temperature.
Furthermore, the liquid crystal display having the liquid crystal alignment film obtained from the liquid crystal aligning agent of the present invention even when the liquid crystal alignment film of the present invention is irradiated with polarized ultraviolet light and subjected to a light distribution treatment to give the liquid crystal alignment ability It was confirmed that the device was a liquid crystal display device having a high voltage holding ratio even at high temperatures and a low ion density and excellent reliability.

実施例59と比較例10の比較から、本発明の液晶配向剤にシランカップリング剤やその他の添加剤を添加した場合でも、本発明の液晶配向剤から得られる液晶配向膜は、高温時でも電圧保持率が高く、イオン密度が低い信頼性に優れた液晶表示素子が得られることが確認された。   From the comparison between Example 59 and Comparative Example 10, even when a silane coupling agent or other additives were added to the liquid crystal aligning agent of the present invention, the liquid crystal aligning film obtained from the liquid crystal aligning agent of the present invention was It was confirmed that a liquid crystal display element having a high voltage holding ratio and a low ion density and excellent reliability could be obtained.

本発明の液晶配向剤を用いることにより、ラビング処理によるラビング傷が付きにくい機械的強度に優れた液晶配向膜が得られ、さらに該液晶配向膜を用いた場合、表示不良の少ない液晶表示素子が得られる。また、本発明の液晶配向膜を用いることにより、配向処理方法を問わず、高温時でも電圧保持率が高く、イオン密度が低い、信頼性に優れた液晶表示素子が得られるなど、本発明の液晶配向剤は、液晶表示素子の部材である液晶配向膜として好適に用いることができる。   By using the liquid crystal aligning agent of the present invention, a liquid crystal aligning film excellent in mechanical strength that is hard to be rubbed by rubbing treatment is obtained. Further, when the liquid crystal aligning film is used, a liquid crystal display element with few display defects is obtained. can get. In addition, by using the liquid crystal alignment film of the present invention, a liquid crystal display element having a high voltage holding ratio, a low ion density, and excellent reliability can be obtained regardless of the alignment treatment method. A liquid crystal aligning agent can be used suitably as a liquid crystal aligning film which is a member of a liquid crystal display element.

本発明のポリイミド前駆体及びポリイミドは、Boc基で保護された1級又は2級の脂肪族アミンを含有し、焼成時にBoc基を脱離して分子間架橋反応を進行するため、機械的強度に優れたポリイミド膜を提供でき、該ポリイミド膜は保護膜や電子デバイスでの用途、特に液晶配向膜として好適に用いることができる。
また、本発明のジアミン化合物は、Boc基で保護された1級又は2級の脂肪族アミンを含有する構造であり、本発明のポリイミド前駆体及びポリイミド及びこれらを用いた液晶配向膜を得るための原料として最適である。
なお、2008年10月29日に出願された日本特許出願2008−278317号の明細書、特許請求の範囲、及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
The polyimide precursor and polyimide of the present invention contain a primary or secondary aliphatic amine protected with a Boc group, and the Boc group is eliminated at the time of firing to promote intermolecular crosslinking reaction. An excellent polyimide film can be provided, and the polyimide film can be suitably used as a protective film or an electronic device, particularly as a liquid crystal alignment film.
In addition, the diamine compound of the present invention has a structure containing a primary or secondary aliphatic amine protected with a Boc group, and the polyimide precursor and polyimide of the present invention and a liquid crystal alignment film using them are obtained. It is optimal as a raw material.
The entire contents of the specification, claims, and abstract of Japanese Patent Application No. 2008-278317 filed on October 29, 2008 are incorporated herein as the disclosure of the specification of the present invention. Is.

Claims (14)

下記式(1)で表される構造の置換基を有するポリイミド前駆体又は該ポリイミド前駆体のイミド化重合体を含有することを特徴とする液晶配向剤。
Figure 0005614284
(式中、Aは単結合又は2価の有機基であり、R、R、及びRはそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。)
The liquid crystal aligning agent characterized by containing the polyimide precursor which has a substituent of the structure represented by following formula (1), or the imidation polymer of this polyimide precursor.
Figure 0005614284
(In the formula, A is a single bond or a divalent organic group, and R 1 , R 2 , and R 3 are each independently a hydrogen atom or a C 1-20 monovalent organic group.)
ポリイミド前駆体又は該ポリイミド前駆体のイミド化重合体が、式(1)で表される置換基を有するジアミン化合物及び式(1)で表される置換基を有するテトラカルボン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1つを用いて得られる請求項1に記載の液晶配向剤。   The polyimide precursor or the imidized polymer of the polyimide precursor is selected from the group consisting of a diamine compound having a substituent represented by the formula (1) and a tetracarboxylic acid derivative having a substituent represented by the formula (1). The liquid crystal aligning agent of Claim 1 obtained using at least 1 chosen. 式(1)で表される置換基を有するジアミン化合物及び/又は式(1)で表される置換基を有するテトラカルボン酸誘導体を、全ジアミン化合物及びテトラカルボン酸誘導体の2〜100モル%を用いて得られるポリイミド前駆体又は該ポリイミド前駆体のイミド化重合体である請求項2に記載の液晶配向剤。   A diamine compound having a substituent represented by the formula (1) and / or a tetracarboxylic acid derivative having a substituent represented by the formula (1) is added in an amount of 2 to 100 mol% of the total diamine compound and the tetracarboxylic acid derivative. The liquid crystal aligning agent of Claim 2 which is the polyimide precursor obtained by using or the imidation polymer of this polyimide precursor. ポリイミド前駆体が、下記式(2)の構造単位を有する請求項1〜3のいずれかに記載の液晶配向剤。
Figure 0005614284
(式中、Xは(4+a)価の有機基であり、Yは(2+b)価の有機基であり、Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基であり、Zは上記式(1)で表される構造である。a及びbは、それぞれ0〜4の整数であって、a+b>0である。)
The liquid crystal aligning agent in any one of Claims 1-3 in which a polyimide precursor has a structural unit of following formula (2).
Figure 0005614284
Wherein X 1 is a (4 + a) valent organic group, Y 1 is a (2 + b) valent organic group, R 4 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and Z is the above (It is a structure represented by Formula (1). A and b are integers of 0-4, respectively, and a + b> 0.)
ポリイミド前駆体が、下記式(3)の構造単位を含有する構造である請求項1〜3のいずれかに記載の液晶配向剤。
Figure 0005614284
(式中、Xは4価の有機基であり、Yは(2+c)価の有機基であり、Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基であり、Zは上記式(1)で表される構造である。cは、1〜4の整数である。)
The liquid crystal aligning agent according to any one of claims 1 to 3, wherein the polyimide precursor has a structure containing a structural unit represented by the following formula (3).
Figure 0005614284
(Wherein X is a tetravalent organic group, Y 2 is a (2 + c) valent organic group, R 4 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and Z is the formula (1 And c is an integer of 1 to 4.)
ポリイミド前駆体が、下記式(4)で表される構造単位を含有する構造である請求項1〜3のいずれかに記載の液晶配向剤。
Figure 0005614284
(式中、Xは4価の有機基であり、Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基であり、Rは単結合又は炭素数1〜20の2価の有機基であり、Zは上記式(1)で表される構造である。cは、1〜4の整数である。)
The liquid crystal aligning agent according to any one of claims 1 to 3, wherein the polyimide precursor has a structure containing a structural unit represented by the following formula (4).
Figure 0005614284
(In the formula, X is a tetravalent organic group, R 4 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 5 is a single bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. Z is a structure represented by the above formula (1), c is an integer of 1 to 4.)
ポリイミド前駆体が、下記式(5)で表される構造単位を含有する構造である請求項1〜3のいずれかに記載の液晶配向剤。
Figure 0005614284
(式中、Xは4価の有機基であり、Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基であり、Zは上記式(1)で表される構造である。cは、1〜4の整数である。)
The liquid crystal aligning agent according to any one of claims 1 to 3, wherein the polyimide precursor has a structure containing a structural unit represented by the following formula (5).
Figure 0005614284
(In the formula, X is a tetravalent organic group, R 4 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and Z is a structure represented by the above formula (1). It is an integer of ~ 4.)
請求項1〜7のいずれかに記載の液晶配向剤を150〜300℃にて焼成して得られる液晶配向膜。   The liquid crystal aligning film obtained by baking the liquid crystal aligning agent in any one of Claims 1-7 at 150-300 degreeC. 下記式(6)で表される構造単位を含有するポリイミド前駆体。
Figure 0005614284
(式中、Xは4価の有機基であり、Yは(2+c)価の有機基であり、Zは下記式(1)で表される構造であり、Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基である。cは、1〜4の整数である。)
Figure 0005614284
(式中、Aは単結合又は2価の有機基であり、R、R、及びRはそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。)
The polyimide precursor containing the structural unit represented by following formula (6).
Figure 0005614284
(Wherein X is a tetravalent organic group, Y 2 is a (2 + c) valent organic group, Z is a structure represented by the following formula (1), and R 4 is a hydrogen atom or a carbon number. (It is an alkyl group of 1-4. C is an integer of 1-4.)
Figure 0005614284
(In the formula, A is a single bond or a divalent organic group, and R 1 , R 2 , and R 3 are each independently a hydrogen atom or a C 1-20 monovalent organic group.)
下記式(7)で表される構造単位を含有するポリイミド。
Figure 0005614284
(式中、Xは4価の有機基であり、Yは(2+c)価の有機基であり、Zは下記式(1)で表される構造である。cは、1〜4の整数である。)
Figure 0005614284
(式中、Aは単結合又は2価の有機基であり、R、R、及びRはそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。)
Polyimide containing a structural unit represented by the following formula (7).
Figure 0005614284
(In the formula, X is a tetravalent organic group, Y 2 is a (2 + c) valent organic group, and Z is a structure represented by the following formula (1). C is an integer of 1 to 4. .)
Figure 0005614284
(In the formula, A is a single bond or a divalent organic group, and R 1 , R 2 , and R 3 are each independently a hydrogen atom or a C 1-20 monovalent organic group.)
下記式(8)で表される構造単位を含有するポリイミド前駆体。
Figure 0005614284
(式中、Xは4価の有機基であり、Zは下記式(1)で表される構造であり、Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基であり、Rは炭素数1〜20の2価の有機基である。cは、1〜4の整数である。)
Figure 0005614284
(式中、Aは単結合又は2価の有機基であり、R、R、及びRはそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。)
The polyimide precursor containing the structural unit represented by following formula (8).
Figure 0005614284
(In the formula, X is a tetravalent organic group, Z is a structure represented by the following formula (1), R 4 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 5 is carbon. (It is a divalent organic group having a number of 1 to 20. c is an integer of 1 to 4.)
Figure 0005614284
(In the formula, A is a single bond or a divalent organic group, and R 1 , R 2 , and R 3 are each independently a hydrogen atom or a C 1-20 monovalent organic group.)
下記式(9)で表される構造単位を含有するポリイミド。
Figure 0005614284
(式中、Xは4価の有機基であり、Zは下記式(1)で表される構造であり、Rは炭素数1〜20の2価の有機基である。cは、1〜4の整数である。)
Figure 0005614284
(式中、Aは単結合又は2価の有機基であり、R、R、及びRはそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。)
The polyimide containing the structural unit represented by following formula (9).
Figure 0005614284
(In the formula, X is a tetravalent organic group, Z is a structure represented by the following formula (1), R 5 is a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, c is 1 It is an integer of ~ 4.)
Figure 0005614284
(In the formula, A is a single bond or a divalent organic group, and R 1 , R 2 , and R 3 are each independently a hydrogen atom or a C 1-20 monovalent organic group.)
下記式(10)で表される構造単位を含有するポリイミド前駆体。
Figure 0005614284
(式中、Xは4価の有機基であり、Zは下記式(1)で表される構造であり、Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基である。cは、1〜4の整数である。)
Figure 0005614284
(式中、Aは単結合又は2価の有機基であり、R、R、及びRはそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。)
The polyimide precursor containing the structural unit represented by following formula (10).
Figure 0005614284
(In the formula, X is a tetravalent organic group, Z is a structure represented by the following formula (1), R 4 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. It is an integer of ~ 4.)
Figure 0005614284
(In the formula, A is a single bond or a divalent organic group, and R 1 , R 2 , and R 3 are each independently a hydrogen atom or a C 1-20 monovalent organic group.)
下記式(11)で表される構造単位を含有するポリイミド。
Figure 0005614284
(式中、Xは4価の有機基であり、Zは下記式(1)で表される構造である。cは、1〜4の整数である。)
Figure 0005614284
(式中、Aは単結合又は2価の有機基であり、R、R、及びRはそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。)
A polyimide containing a structural unit represented by the following formula (11).
Figure 0005614284
(In the formula, X is a tetravalent organic group, Z is a structure represented by the following formula (1), and c is an integer of 1 to 4.)
Figure 0005614284
(In the formula, A is a single bond or a divalent organic group, and R 1 , R 2 , and R 3 are each independently a hydrogen atom or a C 1-20 monovalent organic group.)
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