JP6882737B2 - Benzoxazine compound, its production method and benzoxazine resin - Google Patents

Benzoxazine compound, its production method and benzoxazine resin Download PDF

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本発明は、新規なベンゾオキサジン化合物、その製造方法、及び該ベンゾオキサジン化合物の硬化物であるベンゾオキサジン樹脂に関する。 The present invention relates to a novel benzoxazine compound, a method for producing the same, and a benzoxazine resin which is a cured product of the benzoxazine compound.

ベンゾオキサジン化合物とは、ベンゼン骨格とオキサジン骨格とを有するベンゾオキサジン環を含む化合物を指し、その硬化物(重合物)であるベンゾオキサジン樹脂は、耐熱性、機械的強度等の物性に優れ、多方面の分野において各種用途用の高性能材料として使用されている。
特許文献1は、特定構造の新規なベンゾオキサジン化合物及びその製造方法を開示し、該ベンゾオキサジン化合物は高い熱伝導率を有すること、並びに該ベンゾオキサジン化合物により高い熱伝導率を有するベンゾオキサジン樹脂硬化物を製造することが可能であることを記載している。
特許文献2は、特定のベンゾオキサジン環構造を主鎖中に有するポリベンゾオキサジン樹脂の反応性末端の一部又は全部を封止した熱硬化性樹脂を開示し、該熱硬化性樹脂は溶媒に溶解した際の保存安定性に優れることを記載している。
The benzoxazine compound refers to a compound containing a benzoxazine ring having a benzene skeleton and an oxazine skeleton, and the benzoxazine resin, which is a cured product (polymer) thereof, has excellent physical properties such as heat resistance and mechanical strength, and has many properties. It is used as a high-performance material for various applications in various fields.
Patent Document 1 discloses a novel benzoxazine compound having a specific structure and a method for producing the same, wherein the benzoxazine compound has a high thermal conductivity, and the benzoxazine resin curing having a high thermal conductivity due to the benzoxazine compound. It states that it is possible to manufacture a product.
Patent Document 2 discloses a thermosetting resin in which a part or all of the reactive ends of a polybenzoxazine resin having a specific benzoxazine ring structure in the main chain is sealed, and the thermosetting resin is used as a solvent. It describes that it is excellent in storage stability when dissolved.

非特許文献1は、新規なベンゾオキサジン化合物として、インダンビスフェノールベンゾオキサジン及びスピロビインダンビスフェノールベンゾオキサジンを開示し、これらの重合体のガラス転移点等の物性測定結果を記載している。 Non-Patent Document 1 discloses indanbisphenol benzoxazine and spirobiindanbisphenol benzoxazine as novel benzoxazine compounds, and describes the results of measuring physical properties such as the glass transition point of these polymers.

特開2013−60407号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-60407 特開2012−36318号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-36318

C.T. Vijayakumar et al. “Structurally diverse benzoxazines: synthesis, polymerization, and thermal stability” Designed Monomers and Polymers, Taylor & Francis 2014 Vol.17, No.1, p.47-57C.T. Vijayakumar et al. “Structurally diverse benzoxazines: synthesis, polymerization, and thermal stability” Designed Monomers and Polymers, Taylor & Francis 2014 Vol.17, No.1, p.47-57

本発明の課題は、ガラス転移温度が高く、かつ熱分解し難いため高い重量保持率を示す高耐熱性硬化物を得ることができる、新規なベンゾオキサジン化合物及びその製造方法、並びに当該硬化物のベンゾオキサジン樹脂を提供することにある。 An object of the present invention is a novel benzoxazine compound and a method for producing the same, which can obtain a highly heat-resistant cured product showing a high weight retention rate because the glass transition temperature is high and it is difficult to thermally decompose, and the cured product. The purpose is to provide a benzoxazine resin.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、耐熱性及び耐熱分解性等に優れる、特定の環構造及び有機基を有するベンゾオキサジン化合物を開発し、本発明を完成するに至った。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have developed a benzoxazine compound having a specific ring structure and an organic group, which is excellent in heat resistance, heat decomposition property, etc., and completed the present invention. I came to do it.

すなわち、本発明によれば、下記式(1)で示されるベンゾオキサジン化合物が提供される。

Figure 0006882737
[式(1)中、Xは2価の有機基である。]That is, according to the present invention, the benzoxazine compound represented by the following formula (1) is provided.
Figure 0006882737
[In formula (1), X is a divalent organic group. ]

また、別の観点の本発明によれば、下記[A]又は[B]いずれかのベンゾオキサジン環形成反応を有する、ベンゾオキサジン化合物の製造方法が提供される。
[A]含窒素フェノール誘導体1と、ジアミンと、ホルムアルデヒド又はホルムアルデヒド誘導体とを同時に反応させる、ベンゾオキサジン環形成反応。
[B]含窒素フェノール誘導体2とジアミンとを反応させて中間体1を得る工程1と、該中間体1を還元し、さらにフェノール誘導体を反応させて中間体2を得る工程2と、該中間体2を還元し、さらにホルムアルデヒド又はホルムアルデヒド誘導体を反応させる工程3とを有する、ベンゾオキサジン環形成反応。
Further, according to the present invention from another viewpoint, a method for producing a benzoxazine compound having the benzoxazine ring forming reaction according to any one of the following [A] or [B] is provided.
[A] A benzoxazine ring forming reaction in which a nitrogen-containing phenol derivative 1, a diamine, and a formaldehyde or a formaldehyde derivative are reacted at the same time.
[B] A step 1 in which a nitrogen-containing phenol derivative 2 is reacted with a diamine to obtain an intermediate 1 and a step 2 in which the intermediate 1 is reduced and further reacted with a phenol derivative to obtain an intermediate 2 are intermediate. A benzoxazine ring-forming reaction comprising the step 3 of reducing the body 2 and further reacting it with a formaldehyde or a formaldehyde derivative.

さらに、別の観点の本発明によれば、式(1)のベンゾオキサジン化合物を含む熱硬化性樹脂原料の硬化物である、ベンゾオキサジン樹脂が提供される。 Further, according to the present invention from another viewpoint, a benzoxazine resin which is a cured product of a thermosetting resin raw material containing the benzoxazine compound of the formula (1) is provided.

本発明の式(1)に係るベンゾオキサジン化合物は、ベンゾオキサジン環を2個有する2量体が、2価の有機基Xで二つ連結された構造からなる、ベンゾオキサジン環を4個有する新規な化合物である。式(1)に示す構造であることにより、本発明のベンゾオキサジン化合物は硬化後の耐熱性が良好で、熱分解し難く、ガラス転移温度が高いという特徴を有している。従って、本発明のベンゾオキサジン化合物を原料として使用して熱硬化させたベンゾオキサジン樹脂は、高耐熱性であり、高温機械強度が非常に高いという優れた特徴を備える。従って、接着剤、封止材、塗料、複合材向けマトリックス樹脂等の分野の高強度、高耐熱材料として使用可能である。 The benzoxazine compound according to the formula (1) of the present invention is a novel compound having four benzoxazine rings, which comprises a structure in which a dimer having two benzoxazine rings is linked by two divalent organic groups X. Compound. Due to the structure represented by the formula (1), the benzoxazine compound of the present invention has features that it has good heat resistance after curing, is hard to be thermally decomposed, and has a high glass transition temperature. Therefore, the benzoxazine resin obtained by thermosetting using the benzoxazine compound of the present invention as a raw material has excellent characteristics of high heat resistance and extremely high high-temperature mechanical strength. Therefore, it can be used as a high-strength, high-heat-resistant material in the fields of adhesives, encapsulants, paints, matrix resins for composite materials, and the like.

実施例1の4官能型ベンゾオキサジンのHNMR及び13CNMRスペクトル図である。 1 1 HNMR and 13 1 CNMR spectrum charts of the tetrafunctional benzoxazine of Example 1. 実施例2の4官能型ベンゾオキサジンのHNMR及び13CNMRスペクトル図である。 1 1 HNMR and 13 1 CNMR spectrum charts of the tetrafunctional benzoxazine of Example 2. 実施例3の4官能型ベンゾオキサジンのHNMR及び13CNMRスペクトル図である。 1 1 HNMR and 13 1 CNMR spectrum charts of the tetrafunctional benzoxazine of Example 3. 実施例4のDDS−2のHNMRスペクトル図である。FIG. 5 is a 1 1 HNMR spectrum diagram of DDS-2 of Example 4. 実施例4のDDS−3のHNMRスペクトル図である。FIG. 5 is a 1 1 HNMR spectrum diagram of DDS-3 of Example 4. 実施例4のDDS−4のHNMRスペクトル図である。 FIG. 5 is a 1 1 HNMR spectrum diagram of DDS-4 of Example 4. 実施例4のDDS−5のHNMRスペクトル図である。 FIG. 5 is a 1 1 HNMR spectrum diagram of DDS-5 of Example 4. 実施例4の4官能型ベンゾオキサジンのHNMR及び13CNMRスペクトル図である。 1 1 HNMR and 13 1 CNMR spectrum charts of the tetrafunctional benzoxazine of Example 4. 実施例5の4官能型ベンゾオキサジンのHNMR及び13CNMRスペクトル図である。FIG. 5 is a 1 HNMR and 13 1 CNMR spectrum diagrams of the tetrafunctional benzoxazine of Example 5. 実施例6の4官能型ベンゾオキサジンのHNMR及び13CNMRスペクトル図である。 6 is a 1 HNMR and 13 1 CNMR spectrum diagrams of the tetrafunctional benzoxazine of Example 6. 実施例7の4官能型ベンゾオキサジンのHNMR及び13CNMRスペクトル図である。 1 1 HNMR and 13 1 CNMR spectrum charts of the tetrafunctional benzoxazine of Example 7.

以下、本発明について詳細に説明する。
式(1)のベンゾオキサジン化合物は、ベンゾオキサジン環を2個有する2量体が、2価の有機基Xで二つ連結された構造を有している。該化合物は、ベンゾオキサジン環を4個有しているので、以後、4官能型ベンゾオキサジンと称する場合もある。

Figure 0006882737
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The benzoxazine compound of the formula (1) has a structure in which a dimer having two benzoxazine rings is linked by two divalent organic groups X. Since the compound has four benzoxazine rings, it may be hereinafter referred to as a tetrafunctional benzoxazine.
Figure 0006882737

Xは2価の有機基であり、好ましくは、脂肪族炭化水素基、芳香環含有炭化水素基、エーテル基(−O−)と芳香環とを有する有機基、エステル基[−C(=O)−O−]と芳香環とを有する有機基、アミド基[−C(=O)−NH−]と芳香環とを有する有機基、又はスルフィド基(−S−)と芳香環とを有する有機基である。脂肪族炭化水素基は環式脂肪族炭化水素基が好ましい。上記エーテル基、エステル基、アミド基、及びスルフィド基はいずれも、芳香環と芳香環とを連結する連結基として存在することが好ましい。
具体例として、下記式(5)に示す有機基群を挙げることができる。

Figure 0006882737
式(5)の各有機基において、波線は当該部分でベンゾオキサジン環のN(窒素)と結合していることを示す。X is a divalent organic group, preferably an aliphatic hydrocarbon group, an aromatic ring-containing hydrocarbon group, an organic group having an ether group (−O−) and an aromatic ring, and an ester group [−C (= O—). ) -O-] and an organic group having an aromatic ring, an amide group [-C (= O) -NH-] and an organic group having an aromatic ring, or a sulfide group (-S-) and an aromatic ring. It is an organic group. The aliphatic hydrocarbon group is preferably a cyclic aliphatic hydrocarbon group. It is preferable that the ether group, ester group, amide group, and sulfide group all exist as a linking group that connects the aromatic ring and the aromatic ring.
As a specific example, the organic group represented by the following formula (5) can be mentioned.
Figure 0006882737
In each organic group of formula (5), the wavy line indicates that it is bonded to N (nitrogen) of the benzoxazine ring at that portion.

式(1)のベンゾオキサジン化合物(以後、単に、式(1)の化合物と称する場合もある)の具体例としては、下記式(6)に示す4官能型ベンゾオキサジンの化合物群を挙げることができる。

Figure 0006882737
Specific examples of the benzoxazine compound of the formula (1) (hereinafter, may be simply referred to as the compound of the formula (1)) include a group of tetrafunctional benzoxazine compounds represented by the following formula (6). it can.
Figure 0006882737

次に、式(1)の化合物の製造方法について説明する。
式(1)の化合物は、以下に説明する[A]又は[B]いずれかのベンゾオキサジン環形成反応を有する、ベンゾオキサジン化合物の製造方法により製造できる。
[A]は、含窒素フェノール誘導体1と、脂肪族ジアミン、芳香族ジアミン等のジアミンと、ホルムアルデヒド又はホルムアルデヒド誘導体とを同時に反応させる、ベンゾオキサジン環形成反応であり、含窒素フェノール誘導体1としては、下記化合物(b)である、2-((4-hydroxyphenyl)amino methyl)phenolを例示することができる。ホルムアルデヒドはホルマリンの形態で使用してもよく、ホルムアルデヒド誘導体としては、トリオキサン、パラホルムアルデヒドなどの多量体や重合体等を例示できる。
Next, a method for producing the compound of the formula (1) will be described.
The compound of the formula (1) can be produced by a method for producing a benzoxazine compound having the benzoxazine ring forming reaction of either [A] or [B] described below.
[A] is a benzoxazine ring-forming reaction in which a nitrogen-containing phenol derivative 1 is simultaneously reacted with a diamine such as an aliphatic diamine or an aromatic diamine and a formaldehyde or a formaldehyde derivative. The following compound (b), 2-((4-hydroxyphenyl) amino methyl) phenol, can be exemplified. Formaldehyde may be used in the form of formalin, and examples of formaldehyde derivatives include multimers such as trioxane and paraformaldehyde, and polymers.

[A]のベンゾオキサジン環形成反応を有する、ベンゾオキサジン化合物の製造方法として、以下に示す方法を好ましい例として挙げることができる。すなわち、以下に説明する(X)〜(Z)の工程による製造方法である。
工程(X);式(2)に示す、サリチルアルデヒド(2−ヒドロキシベンズアルデヒド)とp−アミノフェノール(4−アミノフェノール)との反応により、化合物(a)[2-(((4-hydroxyphenyl)imino)methyl)phenol]を合成する工程。

Figure 0006882737
As a method for producing a benzoxazine compound having the benzoxazine ring forming reaction of [A], the method shown below can be mentioned as a preferable example. That is, it is a manufacturing method by the steps (X) to (Z) described below.
Step (X); Compounds (a) [2-(((4-hydroxyphenyl)) are produced by the reaction of salicylaldehyde (2-hydroxybenzaldehyde) and p-aminophenol (4-aminophenol) represented by the formula (2). imino) methyl) phenol] is a process of synthesizing.
Figure 0006882737

工程(Y);化合物(a)の式(3)に示す還元反応により、化合物(b)[2-((4-hydroxyphenyl)amino methyl)phenol(含窒素フェノール誘導体1)]を合成する工程。

Figure 0006882737
Step (Y); A step of synthesizing compound (b) [2-((4-hydroxyphenyl) amino methyl) phenol (nitrogen-containing phenol derivative 1)] by the reduction reaction represented by the formula (3) of compound (a).
Figure 0006882737

工程(Z);化合物(b)と、ジアミンと、ホルムアルデヒド又はホルムアルデヒド誘導体との式(4)に示す反応により下記式(1)の化合物を合成する工程。本願の各式中において、ホルムアルデヒド又はホルムアルデヒド誘導体は(CHO)と表す。

Figure 0006882737
[式(1)中、Xは2価の有機基である。]Step (Z); A step of synthesizing a compound of the following formula (1) by a reaction represented by the formula (4) of the compound (b), a diamine, and a formaldehyde or a formaldehyde derivative. In each formula of the present application, formaldehyde or formaldehyde derivative is represented as (CH 2 O).
Figure 0006882737
[In formula (1), X is a divalent organic group. ]

工程(X)において、サリチルアルデヒドとp−アミノフェノールとの理論反応モル比は1:1であるが、実際の合成反応においては、サリチルアルデヒド1モルに対して、p−アミノフェノール0.5〜2.0モルが好ましく、1.0〜2.0モルがさらに好ましい。高収率で化合物(a)を合成できるからである。
反応溶媒としては、アルコール類、炭化水素類、芳香族炭化水素類、エーテル類、エステル類、含ハロゲン溶剤類等を例示でき、反応物及び生成物の溶解性の観点により、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール等の低級アルコールが好ましい。
反応温度としては、室温以上、還流温度以下が好ましく、30℃以上、60℃以下がさらに好ましい。反応率が良好だからである。また、反応時間は1〜10時間程度でよい。
In the step (X), the theoretical reaction molar ratio of salicylaldehyde to p-aminophenol is 1: 1. However, in the actual synthetic reaction, p-aminophenol 0.5 to 1 mol with respect to 1 mol of salicylaldehyde. 2.0 mol is preferable, and 1.0 to 2.0 mol is more preferable. This is because compound (a) can be synthesized in high yield.
Examples of the reaction solvent include alcohols, hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, ethers, esters, halogen-containing solvents and the like, and from the viewpoint of solubility of the reactants and products, methanol, ethanol and n -Lower alcohols such as propanol and isopropanol are preferred.
The reaction temperature is preferably room temperature or higher and reflux temperature or lower, and more preferably 30 ° C. or higher and 60 ° C. or lower. This is because the reaction rate is good. The reaction time may be about 1 to 10 hours.

式(2)の反応により得られる化合物(a)を含む反応生成物は、不純物を含み得るので、該反応生成物を再結晶、カラムクロマトグラフィー精製、溶剤洗浄等によって精製し、高純度の化合物(a)とすることが好ましい。次工程である工程(Y)において化合物(b)を高収率で得られるからである。精製用溶媒としては、アルコール類、炭化水素類、芳香族炭化水素類、エーテル類、エステル類、含ハロゲン溶剤類等を例示できる。 Since the reaction product containing the compound (a) obtained by the reaction of the formula (2) may contain impurities, the reaction product is purified by recrystallization, column chromatography purification, solvent washing, etc. to obtain a high-purity compound. (A) is preferable. This is because the compound (b) can be obtained in a high yield in the next step (Y). Examples of the purification solvent include alcohols, hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, ethers, esters, halogen-containing solvents and the like.

工程(Y)においては、通常用いられるイミンの還元方法(接触水素還元、金属水素化物による還元等)を適用することができる。金属水素化物を用いる場合、水素化ホウ素ナトリウム(NaBH)、水素化アルミニウムリチウム(LiAlH)等を用いることができる。水素化ホウ素ナトリウムを用いる場合、化合物(a)と水素化ホウ素ナトリウムとの式(3)に示す理論反応モル比は2:1であるが、実際の合成反応においては、化合物(a)1モルに対して、水素化ホウ素ナトリウム0.5〜4.0モルが好ましい。高収率で化合物(b)を合成できるからである。接触水素還元の場合、触媒として、ニッケル、パラジウム、白金等の金属を有する担持触媒またはそれらの化合物を用いることができる。水素圧は、常圧から10気圧が好ましい。
反応溶媒としては、いずれの還元反応においても、アルコール類、炭化水素類、芳香族炭化水素類、エーテル類、エステル類等を例示でき、反応物及び生成物の溶解性の観点により、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール等の低級アルコールが好ましい。
反応温度としては、0℃以上、還流温度以下が好ましく、20℃以上、50℃以下がさらに好ましい。反応率が良好だからである。また、反応時間は5分間〜1時間程度でよい。
In the step (Y), a commonly used method for reducing imine (contact hydrogen reduction, reduction with a metal hydride, etc.) can be applied. When a metal hydride is used, sodium borohydride (NaBH 4 ), lithium aluminum hydride (LiAlH 4 ) and the like can be used. When sodium borohydride is used, the theoretical reaction molar ratio of compound (a) and sodium borohydride represented by the formula (3) is 2: 1. However, in an actual synthetic reaction, 1 mol of compound (a) is used. On the other hand, 0.5 to 4.0 mol of sodium borohydride is preferable. This is because compound (b) can be synthesized in high yield. In the case of catalytic hydrogen reduction, a supported catalyst having a metal such as nickel, palladium, platinum or a compound thereof can be used as the catalyst. The hydrogen pressure is preferably from normal pressure to 10 atm.
As the reaction solvent, alcohols, hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, ethers, esters and the like can be exemplified in any of the reduction reactions, and methanol and ethanol can be used from the viewpoint of solubility of the reactants and products. , N-propanol, isopropanol and other lower alcohols are preferred.
The reaction temperature is preferably 0 ° C. or higher and reflux temperature or lower, and more preferably 20 ° C. or higher and 50 ° C. or lower. This is because the reaction rate is good. The reaction time may be about 5 minutes to 1 hour.

式(3)の反応により得られる化合物(b)を含む反応生成物は、不純物を含み得るので、該反応生成物を再結晶、カラムクロマトグラフィー精製、溶剤洗浄等によって精製し、高純度の化合物(b)とすることが好ましい。次工程である工程(Z)において化合物(1)を高収率で得られるからである。精製用溶媒としては、アルコール類、炭化水素類、芳香族炭化水素類、エーテル類、エステル類、含ハロゲン溶剤類等を例示できる。 Since the reaction product containing the compound (b) obtained by the reaction of the formula (3) may contain impurities, the reaction product is purified by recrystallization, column chromatography purification, solvent washing or the like to obtain a high-purity compound. (B) is preferable. This is because the compound (1) can be obtained in a high yield in the next step (Z). Examples of the purification solvent include alcohols, hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, ethers, esters, halogen-containing solvents and the like.

工程(Z)において、化合物(b)とジアミンとの式(4)に示す理論反応モル比は2:1であるが、実際の合成反応においては、化合物(b)1モルに対して、ジアミン0.3〜1.0モルが好ましく、0.5〜1.0モルがさらに好ましい。高収率で化合物(1)を合成できるからである。また、ホルムアルデヒド又はホルムアルデヒド誘導体については、化合物(b)1モルに対してCHOとして3モルが理論量であるが、実際の合成反応においては、化合物(b)1モルに対して、CHOとして3.0〜4.0モルとなるように、ホルムアルデヒド又はホルムアルデヒド誘導体を使用することが好ましい。高収率で化合物(1)を合成できるからである。
反応溶媒としては、アルコール類、芳香族炭化水素類、エーテル類、エステル類、含ハロゲン溶剤類等を例示でき、反応物及び生成物の溶解性の観点により、含ハロゲン溶剤類が好ましい。含ハロゲン溶剤類としては、特にクロロホルムが好ましい。
また、反応触媒(反応促進剤)として塩基を使用してもよい。塩基としては弱塩基が好ましく、例えば、トリエチルアミン等の3級アミンなどが挙げられる。
反応温度としては、室温以上、還流温度以下が好ましく、30℃以上、70℃以下がさらに好ましい。反応率が良好だからである。また、反応時間は1〜48時間程度でよい。
In the step (Z), the theoretical reaction molar ratio of the compound (b) and the diamine represented by the formula (4) is 2: 1. However, in the actual synthetic reaction, the diamine is added to 1 mol of the compound (b). It is preferably 0.3 to 1.0 mol, more preferably 0.5 to 1.0 mol. This is because compound (1) can be synthesized in high yield. For formaldehyde or formaldehyde derivatives, the theoretical amount of CH 2 O is 3 mol per 1 mol of compound (b), but in an actual synthetic reaction, CH 2 is based on 1 mol of compound (b). It is preferable to use formaldehyde or a formaldehyde derivative so that the amount of O is 3.0 to 4.0 mol. This is because compound (1) can be synthesized in high yield.
Examples of the reaction solvent include alcohols, aromatic hydrocarbons, ethers, esters, halogen-containing solvents and the like, and halogen-containing solvents are preferable from the viewpoint of solubility of the reactants and products. Chloroform is particularly preferable as the halogen-containing solvent.
Moreover, you may use a base as a reaction catalyst (reaction accelerator). The base is preferably a weak base, and examples thereof include tertiary amines such as triethylamine.
The reaction temperature is preferably room temperature or higher and reflux temperature or lower, and more preferably 30 ° C. or higher and 70 ° C. or lower. This is because the reaction rate is good. The reaction time may be about 1 to 48 hours.

ジアミンとして、1,4−フェニレンジアミン(p−フェニレンジアミン)、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、p−キシレンジアミン、1,4−シクロヘキサンジアミン、及び1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサンを例示して、工程(Z)をさらに説明する。
1,4−フェニレンジアミンを連結基原料とした4官能型ベンゾオキサジン(1a)の合成反応を下記式(4a)に示す。

Figure 0006882737
As diamines, 1,4-phenylenediamine (p-phenylenediamine), 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenylsulfide, p-xylenediamine, 1,4- Step (Z) will be further described by exemplifying cyclohexanediamine and 1,4-bis (aminomethyl) cyclohexane.
The synthetic reaction of tetrafunctional benzoxazine (1a) using 1,4-phenylenediamine as a linking base material is shown in the following formula (4a).
Figure 0006882737

式(4a)に示す4官能型ベンゾオキサジン(1a)の合成に当たって、反応溶媒としては、アルコール類、芳香族炭化水素類、エーテル類、エステル類、含ハロゲン溶剤類等を例示でき、反応物及び生成物の溶解性の観点により、含ハロゲン溶剤類が好ましい。含ハロゲン溶剤類としては、特にクロロホルムが好ましい。
反応温度としては、室温以上、還流温度以下が好ましく、30℃以上、70℃以下がさらに好ましい。反応率が良好だからである。また、反応時間は1〜48時間程度でよい。
In the synthesis of the tetrafunctional benzoxazine (1a) represented by the formula (4a), examples of the reaction solvent include alcohols, aromatic hydrocarbons, ethers, esters, halogen-containing solvents and the like, and the reactants and halogen-containing solvents can be exemplified. From the viewpoint of product solubility, halogen-containing solvents are preferable. Chloroform is particularly preferable as the halogen-containing solvent.
The reaction temperature is preferably room temperature or higher and reflux temperature or lower, and more preferably 30 ° C. or higher and 70 ° C. or lower. This is because the reaction rate is good. The reaction time may be about 1 to 48 hours.

連結基原料として4,4’−ジアミノジフェニルメタンを用いた場合の4官能型ベンゾオキサジン(1b)の合成反応を下記式(4b)に示す。

Figure 0006882737
The synthetic reaction of tetrafunctional benzoxazine (1b) when 4,4'-diaminodiphenylmethane is used as the linking base raw material is shown in the following formula (4b).
Figure 0006882737

式(4b)に示す4官能型ベンゾオキサジン(1b)の合成に当たって、反応溶媒としては、アルコール類、芳香族炭化水素類、エーテル類、エステル類、含ハロゲン溶剤類等を例示でき、反応物及び生成物の溶解性の観点により、含ハロゲン溶剤類が好ましい。含ハロゲン溶剤類としては、特にクロロホルムが好ましい。
反応温度としては、室温以上、還流温度以下が好ましく、30℃以上、70℃以下がさらに好ましい。反応率が良好だからである。また、反応時間は1〜48時間程度でよい。
In the synthesis of the tetrafunctional benzoxazine (1b) represented by the formula (4b), examples of the reaction solvent include alcohols, aromatic hydrocarbons, ethers, esters, halogen-containing solvents and the like, and the reactants and halogen-containing solvents can be exemplified. From the viewpoint of product solubility, halogen-containing solvents are preferable. Chloroform is particularly preferable as the halogen-containing solvent.
The reaction temperature is preferably room temperature or higher and reflux temperature or lower, and more preferably 30 ° C. or higher and 70 ° C. or lower. This is because the reaction rate is good. The reaction time may be about 1 to 48 hours.

連結基原料として4,4’−ジアミノジフェニルエーテルを用いた場合の4官能型ベンゾオキサジン(1c)の合成反応を下記式(4c)に示す。

Figure 0006882737
The synthetic reaction of tetrafunctional benzoxazine (1c) when 4,4'-diaminodiphenyl ether is used as the linking base raw material is shown in the following formula (4c).
Figure 0006882737

式(4c)に示す4官能型ベンゾオキサジン(1c)の合成に当たって、反応溶媒としては、アルコール類、芳香族炭化水素類、エーテル類、エステル類、含ハロゲン溶剤類等を例示でき、反応物及び生成物の溶解性の観点により、含ハロゲン溶剤類が好ましい。含ハロゲン溶剤類としては、特にクロロホルムが好ましい。
反応温度としては、室温以上、還流温度以下が好ましく、30℃以上、70℃以下がさらに好ましい。反応率が良好だからである。また、反応時間は1〜48時間程度でよい。
In the synthesis of the tetrafunctional benzoxazine (1c) represented by the formula (4c), examples of the reaction solvent include alcohols, aromatic hydrocarbons, ethers, esters, halogen-containing solvents and the like, and the reactants and halogen-containing solvents can be exemplified. From the viewpoint of product solubility, halogen-containing solvents are preferable. Chloroform is particularly preferable as the halogen-containing solvent.
The reaction temperature is preferably room temperature or higher and reflux temperature or lower, and more preferably 30 ° C. or higher and 70 ° C. or lower. This is because the reaction rate is good. The reaction time may be about 1 to 48 hours.

連結基原料として4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、p−キシレンジアミン、1,4−シクロヘキサンジアミン、及び1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサンを用いた場合も、各々式(4d)〜(4g)に示す、式(4a)〜(4c)と同様の工程(Z)によって、上記4官能型ベンゾオキサジン(1d)〜(1g)を製造できる。 When 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, p-xylene diamine, 1,4-cyclohexanediamine, and 1,4-bis (aminomethyl) cyclohexane are also used as the linking base raw materials, the formulas (4d) to (4 g) are used, respectively. ), The above-mentioned tetrafunctional benzoxidines (1d) to (1 g) can be produced by the same step (Z) as in the formulas (4a) to (4c).

Figure 0006882737
Figure 0006882737

Figure 0006882737
Figure 0006882737

Figure 0006882737
Figure 0006882737

Figure 0006882737
Figure 0006882737

ベンゾオキサジン環形成反応[B]は、含窒素フェノール誘導体2とジアミンとを反応させて中間体1を得る工程1と、該中間体1を還元し、さらにフェノール誘導体を反応させて中間体2を得る工程2と、該中間体2とホルムアルデヒド又はホルムアルデヒド誘導体を反応させる工程3とを有する、ベンゾオキサジン環形成反応であり、含窒素フェノール誘導体2としては2−ヒドロキシ−5−ニトロベンズアルデヒド、フェノール誘導体としてはサリチルアルデヒドを例示することができる。また、[B]のベンゾオキサジン環形成反応において使用するジアミンとしては、1,4−フェニレンジアミン(p−フェニレンジアミン)、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、及び4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド等を挙げられる。
また、ホルムアルデヒドはホルマリンの形態で使用してもよく、ホルムアルデヒド誘導体としては、トリオキサン、パラホルムアルデヒドなどの多量体や重合体等を例示できる。
The benzoxazine ring formation reaction [B] involves the step 1 of reacting the nitrogen-containing phenol derivative 2 with the diamine to obtain the intermediate 1 and the step 1 of reducing the intermediate 1 and further reacting the phenol derivative to obtain the intermediate 2. It is a benzoxazine ring formation reaction having a step 2 of obtaining and a step 3 of reacting the intermediate 2 with a formaldehyde or a formaldehyde derivative. The nitrogen-containing phenol derivative 2 is 2-hydroxy-5-nitrobenzaldehyde, and the phenol derivative is Can exemplify salicylaldehyde. The diamines used in the benzoxazine ring formation reaction of [B] include 1,4-phenylenediamine (p-phenylenediamine), 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenyl ether, and 4, Examples thereof include 4'-diaminodiphenyl sulfide.
Further, formaldehyde may be used in the form of formalin, and examples of the formaldehyde derivative include multimers such as trioxane and paraformaldehyde, and polymers.

[B]のベンゾオキサジン環形成反応を有する、ベンゾオキサジン化合物の製造方法として、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィドを使用する以下の式(7)に示す方法を好ましい例として挙げることができる。

Figure 0006882737
As a method for producing a benzoxazine compound having the benzoxazine ring formation reaction of [B], a method represented by the following formula (7) using 4,4'-diaminodiphenyl sulfide can be mentioned as a preferable example.

Figure 0006882737

[B]をさらに具体的に説明する。
工程1;下記式(7−1)に示す、含窒素フェノール誘導体2と、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィドとを反応させて中間体1を得る工程。

Figure 0006882737
[B] will be described more specifically.
Step 1; A step of reacting the nitrogen-containing phenol derivative 2 represented by the following formula (7-1) with 4,4'-diaminodiphenyl sulfide to obtain an intermediate 1.

Figure 0006882737

工程2;下記式(7−2)及び(7−3)に示す、中間体1を還元する反応、並びに下記式(7−4)に示す、還元物2にフェノール誘導体を反応させて中間体2を得る工程。
工程2での還元剤としては、水素化ホウ素ナトリウム、水素化アルミニウムリチウム、及び塩化第一スズ二水和物等の塩化スズなどを例示できる。

Figure 0006882737

Figure 0006882737
Step 2; A reaction for reducing the intermediate 1 represented by the following formulas (7-2) and (7-3), and a phenol derivative reacted with the reduced product 2 represented by the following formula (7-4) to form an intermediate. Step to obtain 2.
Examples of the reducing agent in step 2 include sodium borohydride, lithium aluminum hydride, tin chloride such as stannous chloride dihydrate, and the like.

Figure 0006882737

Figure 0006882737


Figure 0006882737

Figure 0006882737

工程3;下記式(7−5)に示す中間体2を還元する反応、並びに下記式(7−6)に示す、還元物3にホルムアルデヒド又はホルムアルデヒド誘導体を反応させて、4官能型ベンゾオキサジン(1d)を得る工程。
工程3での還元剤としては、上記工程2と同様の還元剤を例示できる。

Figure 0006882737

Figure 0006882737
Step 3; A reaction for reducing the intermediate 2 represented by the following formula (7-5) and a tetrafunctional benzoxazine (4 functional benzoxazine) by reacting the reduced product 3 represented by the following formula (7-6) with a formaldehyde or a formaldehyde derivative. The step of obtaining 1d).
As the reducing agent in the step 3, the same reducing agent as in the above step 2 can be exemplified.

Figure 0006882737

Figure 0006882737

工程1において、含窒素フェノール誘導体2とジアミンとの式(7−1)に示す理論反応モル比は2:1であるが、実際の合成反応においては、含窒素フェノール誘導体2 1モルに対して、ジアミン0.3〜1.0モルが好ましく、0.5〜1.0モルがさらに好ましい。高収率で中間体1を合成できるからである。
反応溶媒としては、アルコール類、芳香族炭化水素類、エーテル類、エステル類、アミド類、含ハロゲン溶剤類等を例示でき、反応物及び生成物の溶解性の観点により、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール等の低級アルコール、及びジメチルホルムアミドが好ましい。反応温度としては、室温以上、還流温度以下が好ましく、30℃以上、60℃以下がさらに好ましい。反応率が良好だからである。また、反応時間は1〜10時間程度でよい。
In step 1, the theoretical reaction molar ratio of the nitrogen-containing phenol derivative 2 and the diamine represented by the formula (7-1) is 2: 1. However, in the actual synthetic reaction, the nitrogen-containing phenol derivative 2 has a molar ratio of 21 moles. , Phenol 0.3-1.0 mol, more preferably 0.5-1.0 mol. This is because Intermediate 1 can be synthesized in high yield.
Examples of the reaction solvent include alcohols, aromatic hydrocarbons, ethers, esters, amides, halogen-containing solvents and the like, and from the viewpoint of solubility of the reactants and products, methanol, ethanol and n- Lower alcohols such as propanol and isopropanol, and dimethylformamide are preferred. The reaction temperature is preferably room temperature or higher and reflux temperature or lower, and more preferably 30 ° C. or higher and 60 ° C. or lower. This is because the reaction rate is good. The reaction time may be about 1 to 10 hours.

工程2について、還元剤として水素化ホウ素ナトリウム及び塩化第一スズ二水和物を使用する場合を例として具体的に説明する。
中間体1と水素化ホウ素ナトリウムとの式(7−2)に示す理論反応モル比は1:1であるが、実際の合成反応においては、中間体1 1モルに対して、水素化ホウ素ナトリウム 1.0〜4.0モルが好ましい。また反応後期に水素を添加することも可能である。水素添加により、高収率で還元物1を得ることができるからである。さらに、式(7−2)で得られる還元物1と塩化第一スズ二水和物との式(7−3)の反応では、該還元物1 1モルに対して、塩化第一スズ二水和物 1.0〜20.0モルが好ましい。またさらに、式(7−3)で得られる還元物2とフェノール誘導体との式(7−4)に示す理論反応モル比は1:2であるが、実際の合成反応においては、還元物2 1モルに対して、フェノール誘導体 2.0〜4.0モルが好ましい。高収率で中間体2を合成できるからである。
式(7−2)の反応溶媒としては、アルコール類、芳香族炭化水素類、エーテル類、エステル類、アミド類、含ハロゲン溶剤類等を例示でき、反応物及び生成物の溶解性の観点により、アミド類が好ましい。アミド類としては、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドが特に好ましい。反応温度としては、0℃以上、還流温度以下が好ましく、室温以上、60℃以下がさらに好ましい。反応率が良好だからである。また、反応時間は4時間〜1週間程度でよい。
式(7−3)の反応溶媒としては、アルコール類、芳香族炭化水素類、エーテル類、エステル類、アミド類、含ハロゲン溶剤類等を例示でき、反応物及び生成物の溶解性の観点により、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール等の低級アルコールが好ましい。反応温度としては、室温以上、還流温度以下が好ましく、30℃以上、60℃以下がさらに好ましい。反応率が良好だからである。また、反応時間は1〜10時間程度でよい。
式(7−4)の反応溶媒としては、アルコール類、芳香族炭化水素類、エーテル類、エステル類、アミド類、含ハロゲン溶剤類等を例示でき、反応物及び生成物の溶解性の観点により、アルコール類とアミド類の混合溶媒が好ましい。アルコール類としてはエタノール、アミド類としては、ジメチルアセトアミドの混合溶媒が、特に好ましい。反応温度としては、室温以上、還流温度以下が好ましく、30℃以上、60℃以下がさらに好ましい。反応率が良好だからである。また、反応時間は3〜24時間程度でよい。
The case where sodium borohydride and stannous chloride dihydrate are used as the reducing agent will be specifically described as an example of the step 2.
The theoretical reaction molar ratio shown in the formula (7-2) between Intermediate 1 and sodium borohydride is 1: 1. However, in an actual synthetic reaction, sodium borohydride is added to 11 mol of intermediate. It is preferably 1.0 to 4.0 mol. It is also possible to add hydrogen in the latter stage of the reaction. This is because the reduced product 1 can be obtained in high yield by hydrogenation. Further, in the reaction of the reduced product 1 obtained by the formula (7-2) and the stannous chloride dihydrate in the formula (7-3), stannous chloride dihydrate was added to 1 mol of the reduced product. 1.0 to 20.0 mol of hydrate is preferable. Furthermore, the theoretical reaction molar ratio of the reduced product 2 obtained by the formula (7-3) and the phenol derivative shown in the formula (7-4) is 1: 2, but in the actual synthetic reaction, the reduced product 2 is used. From 1 mol to 1 mol, the phenol derivative is preferably 2.0 to 4.0 mol. This is because Intermediate 2 can be synthesized in high yield.
Examples of the reaction solvent of the formula (7-2) include alcohols, aromatic hydrocarbons, ethers, esters, amides, halogen-containing solvents and the like, and from the viewpoint of solubility of the reactants and products. , Amides are preferred. As the amides, dimethylformamide and dimethylacetamide are particularly preferable. The reaction temperature is preferably 0 ° C. or higher and reflux temperature or lower, and more preferably room temperature or higher and 60 ° C. or lower. This is because the reaction rate is good. The reaction time may be about 4 hours to 1 week.
Examples of the reaction solvent of the formula (7-3) include alcohols, aromatic hydrocarbons, ethers, esters, amides, halogen-containing solvents and the like, and from the viewpoint of solubility of the reactants and products. , Methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol and other lower alcohols are preferred. The reaction temperature is preferably room temperature or higher and reflux temperature or lower, and more preferably 30 ° C. or higher and 60 ° C. or lower. This is because the reaction rate is good. The reaction time may be about 1 to 10 hours.
Examples of the reaction solvent of the formula (7-4) include alcohols, aromatic hydrocarbons, ethers, esters, amides, halogen-containing solvents and the like, and from the viewpoint of solubility of the reactants and products. , A mixed solvent of alcohols and amides is preferable. A mixed solvent of ethanol as alcohols and dimethylacetamide as amides is particularly preferable. The reaction temperature is preferably room temperature or higher and reflux temperature or lower, and more preferably 30 ° C. or higher and 60 ° C. or lower. This is because the reaction rate is good. The reaction time may be about 3 to 24 hours.

工程3について、還元剤として水素化ホウ素ナトリウムを使用する場合を例として具体的に説明する。
中間体2と水素化ホウ素ナトリウムとの式(7−5)に示す理論反応モル比は1:1であるが、実際の合成反応においては、中間体2 1モルに対して、水素化ホウ素ナトリウム 1.0〜10.0モルが好ましい。また、式(7−5)で得られる還元物3とホルムアルデヒド又はホルムアルデヒド誘導体との式(7−6)に示す反応においては、還元物3 1モルに対してCHOとして4モルが理論量であるが、実際の合成反応においては、還元物3 1モルに対して、CHOとして4.0〜8.0モルとなるように、ホルムアルデヒド又はホルムアルデヒド誘導体を使用することが好ましい。高収率で4官能型ベンゾオキサジン(1d)を合成できるからである。
式(7−5)の反応溶媒としては、アルコール類、芳香族炭化水素類、エーテル類、エステル類、アミド類、含ハロゲン溶剤類等を例示でき、反応物及び生成物の溶解性の観点により、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール等の低級アルコールが好ましい。反応温度としては、室温以上、還流温度以下が好ましく、30℃以上、60℃以下がさらに好ましい。反応率が良好だからである。また、反応時間は1〜10時間程度でよい。
式(7−6)の反応溶媒としては、アルコール類、芳香族炭化水素類、エーテル類、エステル類、含ハロゲン溶剤類等を例示でき、反応物及び生成物の溶解性の観点により、含ハロゲン溶剤類が好ましい。含ハロゲン溶剤類としては、特にクロロホルムが好ましい。
反応温度としては、室温以上、還流温度以下が好ましく、30℃以上、70℃以下がさらに好ましい。反応率が良好だからである。また、反応時間は2時間〜3日間程度でよい。
Step 3 will be specifically described by taking the case where sodium borohydride is used as the reducing agent as an example.
The theoretical reaction molar ratio shown in the formula (7-5) between the intermediate 2 and sodium borohydride is 1: 1. However, in the actual synthetic reaction, sodium borohydride is compared with 21 moles of the intermediate. It is preferably 1.0 to 10.0 mol. Further, in the reaction represented by the formula (7-6) between the reduced product 3 obtained by the formula (7-5) and formaldehyde or a formaldehyde derivative, the theoretical amount of CH 2 O is 4 mol with respect to 1 mol of the reduced product. However, in the actual synthetic reaction, it is preferable to use formaldehyde or a formaldehyde derivative so that the amount of CH 2 O is 4.0 to 8.0 mol with respect to 31 mol of the reduced product. This is because the tetrafunctional benzoxazine (1d) can be synthesized in high yield.
Examples of the reaction solvent of the formula (7-5) include alcohols, aromatic hydrocarbons, ethers, esters, amides, halogen-containing solvents and the like, and from the viewpoint of solubility of the reactants and products. , Methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol and other lower alcohols are preferred. The reaction temperature is preferably room temperature or higher and reflux temperature or lower, and more preferably 30 ° C. or higher and 60 ° C. or lower. This is because the reaction rate is good. The reaction time may be about 1 to 10 hours.
Examples of the reaction solvent of the formula (7-6) include alcohols, aromatic hydrocarbons, ethers, esters, halogen-containing solvents and the like, and from the viewpoint of solubility of the reactants and products, halogen-containing. Solvents are preferred. Chloroform is particularly preferable as the halogen-containing solvent.
The reaction temperature is preferably room temperature or higher and reflux temperature or lower, and more preferably 30 ° C. or higher and 70 ° C. or lower. This is because the reaction rate is good. The reaction time may be about 2 hours to 3 days.

以上の様にして得られる、4官能型ベンゾオキサジン(1a)〜(1g)で例示される式(1)の化合物の構造を同定する方法について説明する。
式(1)の化合物の構造の同定は、元素分析、赤外分光法(IR)、プロトンNMR(HNMR)、及び13CNMRで行った。元素分析により、各元素の測定値と計算値がほぼ一致すること、IR測定により、特定の特徴的吸収ピークを有するスペクトルを示すこと、並びに両NMR測定によるNMRピークの化学シフト、カップリング及び面積比から、各水素原子、炭素原子が合理的に帰属できること、によって同定し、式(1)の構造であることを確認する。具体的同定方法については、後述の実施例の例示化合物によって説明する。
A method for identifying the structure of the compound of the formula (1) exemplified by the tetrafunctional benzoxazines (1a) to (1 g) obtained as described above will be described.
The structure of the compound of formula (1) was identified by elemental analysis, infrared spectroscopy (IR), proton NMR ( 1 HNMR), and 13 CNMR. Elemental analysis shows that the measured and calculated values of each element are in good agreement, IR measurement shows a spectrum with a specific characteristic absorption peak, and both NMR measurements show chemical shifts, couplings and areas of NMR peaks. From the ratio, it is identified by the fact that each hydrogen atom and carbon atom can be reasonably assigned, and it is confirmed that the structure is of the formula (1). The specific identification method will be described with reference to the exemplified compounds of Examples described later.

元素分析は、例えば、Yanaco CHN Corder MT-5(Yanaco Group Co., Ltd.製)を使用し、炭素、窒素、及び水素の含有率を分析することができる。 For elemental analysis, for example, Yanaco CHN Corder MT-5 (manufactured by Yanaco Group Co., Ltd.) can be used to analyze the carbon, nitrogen, and hydrogen contents.

IRは、例えば、Thermo Scientific NICOLET iS10 FTIR(Thermo Fisher Scientific Inc.製)を使用して測定できる。 IR can be measured using, for example, Thermo Scientific NICOLET iS10 FTIR (manufactured by Thermo Fisher Scientific Inc.).

HNMR、13CNMRは、例えば、JNM ECS400(JEOL RESONANCE Inc.製)を使用して測定できる。 1 1 HNMR and 13 CNMR can be measured using, for example, JNM ECS400 (manufactured by JEOL RESONANCE Inc.).

本発明のベンゾオキサジン化合物は、熱硬化(開環重合)させることによって耐熱性に優れる新規なベンゾオキサジン樹脂を製造することができる。熱硬化は、式(1)の化合物単独、又は式(1)の化合物以外の、公知のベンゾオキサジン化合物との混合物を熱硬化させてもよい。さらには、ベンゾオキサジン化合物以外の、熱硬化性樹脂用原料化合物も含めて熱硬化させてもよい。 The benzoxazine compound of the present invention can be subjected to thermosetting (ring-opening polymerization) to produce a novel benzoxazine resin having excellent heat resistance. The thermosetting may be performed by thermosetting the compound of the formula (1) alone or a mixture with a known benzoxazine compound other than the compound of the formula (1). Further, a raw material compound for a thermosetting resin other than the benzoxazine compound may be heat-cured.

式(1)の化合物の熱硬化による硬化物(硬化樹脂)は、次のように製造することができる。すなわち、公知のベンゾオキサジン化合物と同様の硬化条件にて、開環重合を行い硬化することができる。例えば、式(1)の化合物を単独で、180〜300℃にて、30分間〜10時間加熱することで、硬化物を得ることができる。また、開始剤として、フェノール化合物、ルイス酸、スルホン酸類、カチオン発生剤等を用いることができ、150〜300℃にて、30分間〜10時間加熱することで硬化物を得ることができる。また、それぞれ他のベンゾオキサジン化合物と混合して硬化反応を行うことで、硬化物を得ることができる。さらに、他の熱硬化性樹脂(例えばエポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂等)の原料と共硬化を行い、硬化物を得ることができる。 A cured product (cured resin) of the compound of the formula (1) by thermosetting can be produced as follows. That is, ring-opening polymerization can be performed and cured under the same curing conditions as known benzoxazine compounds. For example, a cured product can be obtained by heating the compound of the formula (1) alone at 180 to 300 ° C. for 30 minutes to 10 hours. Further, as an initiator, a phenol compound, a Lewis acid, a sulfonic acid, a cation generator and the like can be used, and a cured product can be obtained by heating at 150 to 300 ° C. for 30 minutes to 10 hours. Further, a cured product can be obtained by mixing with each other benzoxazine compound and performing a curing reaction. Further, it can be co-cured with a raw material of another thermosetting resin (for example, epoxy resin, bismaleimide resin, etc.) to obtain a cured product.

硬化反応例として、式(1)の化合物単独での硬化反応を式(8)に示す。

Figure 0006882737
ここで、x1、y1、x2、及びy2は、重合度を表す整数であり、それぞれ同一であっても各々が異なっていてもよい。As an example of the curing reaction, the curing reaction of the compound of the formula (1) alone is shown in the formula (8).

Figure 0006882737
Here, x1, y1, x2, and y2 are integers representing the degree of polymerization, and may be the same or different from each other.

式(1)の化合物から得られる硬化物は耐熱性に優れており、特に、式(1)の化合物単独の硬化物は、DSC(示差走査熱量測定)でのガラス転移点が250℃以上、また、硬化時の重量保持率が95%以上であり、極めて耐熱性に優れている。
ここで、DSCは、例えば、DSC-6200(Seiko Instrument Inc.製)、を使用し、N流量;20mL/分、昇温速度:10℃/分の条件で測定することができる。また、硬化時の重量保持率は、硬化前後の重量を測定し、以下の式によって算出する。
重量保持率(%)=(硬化後の重量/硬化前の重量)×100
なお、本明細書においては、重量保持率を算出する硬化物の硬化条件は、窒素雰囲気下、240℃2時間硬化とした。
The cured product obtained from the compound of the formula (1) has excellent heat resistance, and in particular, the cured product of the compound of the formula (1) alone has a glass transition point of 250 ° C. or higher in DSC (differential scanning calorimetry). In addition, the weight retention rate at the time of curing is 95% or more, and the heat resistance is extremely excellent.
Here, DSC is, for example, DSC-6200 (manufactured by Seiko Instrument Inc.), using, N 2 flow rate; 20 mL / min, heating rate can be measured by a 10 ° C. / min conditions. The weight retention rate during curing is calculated by the following formula by measuring the weight before and after curing.
Weight retention (%) = (weight after curing / weight before curing) x 100
In the present specification, the curing condition of the cured product for which the weight retention rate is calculated is 240 ° C. for 2 hours under a nitrogen atmosphere.

以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。なお、製造方法は一例であり、本発明に係るベンゾオキサジン化合物は、下記製造方法により限定されるものではない。
各実施例の化合物の同定には次の装置を使用した。
・元素分析;Yanaco CHN Corder MT-5(Yanaco Group Co., Ltd.製)
・IR;Thermo Scientific NICOLET iS10 FTIR(Thermo Fisher Scientific Inc.製)
HNMR、13CNMR;JNM ECS400(JEOL RESONANCE Inc.製)
・DSC;DSC-6200(Seiko Instrument Inc.製)
・TGA;TG-DTA 6200(Seiko Instrument Inc.製))
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. The production method is an example, and the benzoxazine compound according to the present invention is not limited to the following production method.
The following devices were used to identify the compounds of each example.
・ Elemental analysis; Yanaco CHN Corder MT-5 (manufactured by Yanaco Group Co., Ltd.)
・ IR; Thermo Scientific NICOLET iS10 FTIR (manufactured by Thermo Fisher Scientific Inc.)
1 1 HNMR, 13 CNMR; JNM ECS400 (manufactured by JEOL RESONANCE Inc.)
・ DSC; DSC-6200 (manufactured by Seiko Instrument Inc.)
・ TGA; TG-DTA 6200 (manufactured by Seiko Instrument Inc.)

(実施例1)
<式(1a)の4官能型ベンゾオキサジン;1,4-bis(2,4-dihydro-2'H-[3,6'-bibenzo[1,3]oxazin]-3'(4'H)-yl)benzene;PDA-Bz4>
1.合成
1−1.化合物(a)[2-(((4-hydroxyphenyl)imino)methyl)phenol(HPIMP)]の合成
式(2)に示す化合物(a)の合成反応を以下のようにして実施した。
サリチルアルデヒド 27.97g(229mmol)、p−アミノフェノール 25g(229mmol)及びエタノール 250mLを一首丸底フラスコに入れ、60℃で8時間反応させた。反応後、反応溶液を室温まで冷却し、エタノールを留去させて光沢のある赤色の反応生成物を得た。この反応生成物をエタノール 50mLで洗浄し、ろ過した後、60℃で48時間乾燥させて赤色紛体を得た(収量;36.86g、収率;75.5%)。

Figure 0006882737
(Example 1)
<Tetrafunctional benzoxazine of formula (1a); 1,4-bis (2,4-dihydro-2'H- [3,6'-bibenzo [1,3] oxazin] -3'(4'H) -yl) benzene; PDA-Bz4>
1. 1. Synthesis 1-1. Synthesis of compound (a) [2-(((4-hydroxyphenyl) imino) methyl) phenol (HPIMP)] The synthesis reaction of compound (a) represented by formula (2) was carried out as follows.
27.97 g (229 mmol) of salicylaldehyde, 25 g (229 mmol) of p-aminophenol and 250 mL of ethanol were placed in a one-necked round bottom flask and reacted at 60 ° C. for 8 hours. After the reaction, the reaction solution was cooled to room temperature and ethanol was distilled off to obtain a glossy red reaction product. The reaction product was washed with 50 mL of ethanol, filtered, and dried at 60 ° C. for 48 hours to give a red powder (yield: 36.86 g, yield: 75.5%).

Figure 0006882737

化合物(a)であることは、得られた赤色紛体のHNMR及び13CNMRを測定し、各元素の帰属により確認した。帰属結果を式(9)及び表1に示す。なお、NMRはいずれもDMSO−dに溶解して測定した。

Figure 0006882737
The compound (a) was confirmed by 1 H NMR and 13 1 CNMR of the obtained red powder, and confirmed by the attribution of each element. The attribution results are shown in Equation (9) and Table 1. Incidentally, NMR none was measured and dissolved in DMSO-d 6.

Figure 0006882737


Figure 0006882737

Figure 0006882737

1−2.化合物(b)[2-((4-hydroxyphenyl)amino methyl)phenol(HPAMP)]の合成
式(3’)に示す化合物(b)の合成反応を以下のようにして実施した。
1−1.で合成した化合物(a)(HPIMP) 27.46g(128mmol)及びエタノール 350mLをフラスコに入れ、室温下に撹拌しながら、水素化ホウ素ナトリウム(NaBH) 2.43gを少量ずつ、徐々に添加した後、15分間撹拌して反応させた。その後、反応溶液中に蒸留水 250mLを添加した後、1回当たり200mLのジクロロメタンで2回、反応生成物を抽出し、該反応生成物含有ジクロロメタン溶液を蒸留水で洗浄した後、有機層であるジクロロメタン溶液を分取し、無水硫酸ナトリウムを加えて乾燥させた。無水硫酸ナトリウムをろ過して取り除いた後、ジクロロメタン溶液からロータリーエバポレーターにより、溶媒であるジクロロメタンを留去して黄白色紛体を得た。該黄白色紛体を、1回当たり30mLのジクロロメタンで2回洗浄し、60℃で48時間乾燥させて白色紛体を得た(収量;21.5g、収率;77.6%)。

Figure 0006882737
1-2. Synthesis of compound (b) [2-((4-hydroxyphenyl) amino methyl) phenol (HPAMP)] The synthesis reaction of compound (b) represented by the formula (3') was carried out as follows.
1-1. 27.46 g (128 mmol) of the compound (a) (HPIMP) synthesized in (1) and 350 mL of ethanol were placed in a flask, and 2.43 g of sodium borohydride (NaBH 4 ) was gradually added little by little while stirring at room temperature. After that, it was stirred for 15 minutes to react. Then, 250 mL of distilled water is added to the reaction solution, the reaction product is extracted twice with 200 mL of dichloromethane each time, the dichloromethane solution containing the reaction product is washed with distilled water, and then the organic layer is formed. The dichloromethane solution was separated, anhydrous sodium sulfate was added, and the mixture was dried. After removing anhydrous sodium sulfate by filtration, dichloromethane as a solvent was distilled off from the dichloromethane solution by a rotary evaporator to obtain a yellowish white powder. The yellow-white powder was washed twice with 30 mL of dichloromethane each time and dried at 60 ° C. for 48 hours to obtain a white powder (yield: 21.5 g, yield: 77.6%).

Figure 0006882737

化合物(b)であることは、得られた白色固体のHNMR及び13CNMRを測定し、各元素の帰属により確認した。帰属結果を式(10)及び表2に示す。なお、NMRはいずれもDMSO−dに溶解して測定した。

Figure 0006882737
The compound (b) was confirmed by the attribution of each element by measuring 1 1 H NMR and 13 CNMR of the obtained white solid. The attribution results are shown in Equation (10) and Table 2. Incidentally, NMR none was measured and dissolved in DMSO-d 6.

Figure 0006882737


Figure 0006882737

Figure 0006882737

1−3.式(1a)の4官能型ベンゾオキサジン(PDA-Bz4)の合成
1−2.で合成した化合物(b)(HPAMP) 2.5g(11.62mmol)、1,4−フェニレンジアミン 0.628g、(5.81mmol)、パラホルムアルデヒド[(CHO)] 1.15g(38.35mmol)、トリエチルアミン 0.881g(8.71mmol)、及びクロロホルム 25mLを100mLの丸底フラスコに入れ、オイルバスで加温した。オイルバスの温度を室温から65℃に昇温し、反応溶液を24時間還流させた。24時間還流後、反応により生成した水を含む均一な透明溶液が得られた。該透明溶液を室温まで冷却し、無水硫酸ナトリウムを加えて乾燥させた。無水硫酸ナトリウムをろ過して取り除いた後、溶離液としてクロロホルムを用いたカラムクロマトグラフィーによって精製した。クロロホルムを留去して黄白色粉体を得た。該黄白色粉体を、ヘキサン/酢酸エチル(70/30:容積比)混合溶媒 10mL中に入れ、室温下、30分間撹拌洗浄した。つづいて、ろ過した後、60℃で48時間乾燥させて白色粉体を得た(収量;1.08g、収率;30.45%)。
1-3. Synthesis of tetrafunctional benzoxazine (PDA-Bz4) of formula (1a) 1-2. Compound (b) (HPAMP) synthesized in (1.62 mmol), 1,4-phenylenediamine 0.628 g, (5.81 mmol), paraformaldehyde [(CH 2 O) n ] 1.15 g (38) .35 mmol), 0.881 g (8.71 mmol) of triethylamine, and 25 mL of chloroform were placed in a 100 mL round bottom flask and heated in an oil bath. The temperature of the oil bath was raised from room temperature to 65 ° C., and the reaction solution was refluxed for 24 hours. After refluxing for 24 hours, a uniform clear solution containing the water produced by the reaction was obtained. The clear solution was cooled to room temperature, anhydrous sodium sulfate was added, and the solution was dried. After removing anhydrous sodium sulfate by filtration, it was purified by column chromatography using chloroform as an eluent. Chloroform was distilled off to obtain a yellowish white powder. The yellowish white powder was placed in 10 mL of a hexane / ethyl acetate (70/30: volume ratio) mixed solvent, and the mixture was stirred and washed at room temperature for 30 minutes. Subsequently, after filtration, it was dried at 60 ° C. for 48 hours to obtain a white powder (yield: 1.08 g, yield: 30.45%).

式(1a)の4官能型ベンゾオキサジンの合成反応式を式(4a’)に示す。

Figure 0006882737
The synthetic reaction formula of the tetrafunctional benzoxazine of the formula (1a) is shown in the formula (4a').

Figure 0006882737

2.式(1a)の4官能型ベンゾオキサジンの同定:各種分析、測定
以上の様にして合成した化合物が、式(1a)の4官能型ベンゾオキサジンであることは、得られた白色粉体の元素分析、IR測定、並びにHNMR及び13CNMR測定によって確認した。これらの分析及び測定は、上記の各装置を使用し、常法により測定した。さらに、上記DSC装置を用い、N流量;20mL/分、昇温速度;10℃/分の条件で融点を測定した。他の実施例の4官能型ベンゾオキサジンの融点も同様に測定した。分析及び測定結果を以下に示す。
2. Identification of the tetrafunctional benzoxazine of the formula (1a): Various analyzes and measurements The fact that the compound synthesized as described above is the tetrafunctional benzoxazine of the formula (1a) is an element of the obtained white powder. Confirmed by analysis, IR measurements, and 1 HNMR and 13 CNMR measurements. These analyzes and measurements were carried out by a conventional method using each of the above-mentioned devices. Furthermore, using the above DSC apparatus, N 2 flow rate; 20 mL / min, heating rate; the melting point was measured at 10 ° C. / min conditions. The melting points of the tetrafunctional benzoxazines of the other examples were measured in the same manner. The analysis and measurement results are shown below.

[元素分析(C38H34N4O4として)]
・測定値:C;74.57、H;5.39、N;9.12
・計算値:C;74.73、H;5.61、N;9.17
[IR測定]
・3043,3010,2976,2901cm−1;(C−H:脂肪族)
・1611,1583cm−1;(C=C:芳香族)
・1362cm−1;(C−N:芳香族)
・1228,1217cm−1;(C−O−C)
・1175cm−1;(C−N:脂肪族)
・976,952,927cm−1;(C−H:オキサジン環に結合しているベンゼン環)
[融点]:185℃
[Elemental analysis (as C 38 H 34 N 4 O 4 )]
-Measured values: C; 74.57, H; 5.39, N; 9.12
・ Calculated values: C; 74.73, H; 5.61, N; 9.17
[IR measurement]
3043, 3010, 2976, 2901 cm -1 ; (CH: Aliphatic)
1611, 1583 cm -1 ; (C = C: aromatic)
1362 cm -1 ; (CN: Aromatic)
1228, 1217 cm -1 ; (COC)
1175 cm -1 ; (CN: aliphatic)
976,952,927 cm -1 ; (CH: benzene ring bonded to the oxazine ring)
[Melting point]: 185 ° C

HNMR及び13CNMR測定]
NMR測定による帰属結果を式(1a−1)、及び図1に示す。図1の上側のチャートがHNMR、下側のチャートが13CNMRを示す(以下同じ)。HNMRの7ppm付近のシグナル群は芳香族環の18個の水素によるものである。なお、NMRはいずれも重クロロホルムに溶解して測定した。

Figure 0006882737
[ 1 1 HNMR and 13 CNMR measurement]
The attribution result by NMR measurement is shown in Equation (1a-1) and FIG. The upper chart of FIG. 1 shows 1 1 HNMR, and the lower chart shows 13 1 HNMR (the same applies hereinafter). 1 The signal group near 7 ppm of 1 HNMR is due to 18 hydrogens in the aromatic ring. In addition, all NMR was measured by dissolving in deuterated chloroform.

Figure 0006882737

3.ベンゾオキサジン樹脂A[式(1a)の4官能型ベンゾオキサジンの硬化物]の合成
窒素気流中、240℃で2時間加熱して開環重合(ROP)させ、ベンゾオキサジン樹脂Aを得た。硬化反応を下記式(8a)に示す。

Figure 0006882737
3. 3. Synthesis of benzoxazine resin A [cured product of tetrafunctional benzoxazine of formula (1a)] Ring-opening polymerization (ROP) was carried out by heating at 240 ° C. for 2 hours in a nitrogen stream to obtain benzoxazine resin A. The curing reaction is represented by the following formula (8a).

Figure 0006882737

4.ベンゾオキサジン樹脂Aの物性
ベンゾオキサジン樹脂AのDSCでの、ガラス転移点は309℃、TGAでの10%重量減量温度(Td10)は387℃であった。DSC及びTGAは上記した装置を用い、次の測定条件で測定した。
・DSC;N流量;20mL/分、昇温速度:10℃/分
・TGA;N流量;50mL/分、昇温速度;10℃/分
また、硬化時の重量保持率は98.74%であった。
4. Physical characteristics of benzoxazine resin A The glass transition point of benzoxazine resin A in DSC was 309 ° C, and the 10% weight loss temperature (T d10 ) in TGA was 387 ° C. DSC and TGA were measured under the following measurement conditions using the above-mentioned device.
・ DSC; N 2 flow rate: 20 mL / min, heating rate: 10 ° C / min ・ TGA; N 2 flow rate: 50 mL / min, heating rate: 10 ° C / min In addition, the weight retention rate during curing is 98.74. %Met.

(実施例2)
<式(1b)の4官能型ベンゾオキサジン;4,4’-bis(2,4-dihydro-2'H-[3,6'-bibenzo[1,3]oxazin]-3'(4'H)-yl)phenylmethane;DDM-Bz4>
1.合成;式(1b)の4官能型ベンゾオキサジン(DDM-Bz4)の合成
実施例1に準拠して、実施例1で得た化合物(b)と、4,4’−ジアミノジフェニルメタンと、パラホルムアルデヒドとを下記式(4b’)に示すように反応させ、式(1b)の4官能型ベンゾオキサジンの白色粉体を得た(収率;30%)。

Figure 0006882737
(Example 2)
<Tetrafunctional benzoxazine of formula (1b); 4,4'-bis (2,4-dihydro-2'H- [3,6'-bibenzo [1,3] oxazin] -3'(4'H) ) -yl) phenylmethane; DDM-Bz4>
1. 1. Synthesis; Synthesis of tetrafunctional benzoxazine (DDM-Bz4) of formula (1b) According to Example 1, the compound (b) obtained in Example 1, 4,4'-diaminodiphenylmethane, and paraformaldehyde And were reacted as shown in the following formula (4b') to obtain a white powder of the tetrafunctional benzoxazine of the formula (1b) (yield; 30%).

Figure 0006882737

2.式(1b)の4官能型ベンゾオキサジンの同定:各種分析、測定
以上の様にして合成した化合物が、式(1b)の4官能型ベンゾオキサジンであることは、得られた白色粉体の元素分析、並びにHNMR及び13CNMR測定によって確認した。これらの分析及び測定は実施例1と同様の方法で行った。分析及び測定結果を以下に示す。
2. Identification of the tetrafunctional benzoxazine of the formula (1b): Various analyzes and measurements The fact that the compound synthesized as described above is the tetrafunctional benzoxazine of the formula (1b) is an element of the obtained white powder. Confirmed by analysis and 1 1 HNMR and 13 CNMR measurements. These analyzes and measurements were carried out in the same manner as in Example 1. The analysis and measurement results are shown below.

[元素分析(C45H40N4O4として)]
・測定値:C;75.98、H;5.51、N;7.82
・計算値:C;76.12、H;5.75、N;7.99
[融点]:161℃
[Elemental analysis (as C 45 H 40 N 4 O 4 )]
-Measured values: C; 75.98, H; 5.51, N; 7.82
・ Calculated values: C; 76.12, H; 5.75, N; 7.99
[Melting point]: 161 ° C.

HNMR及び13CNMR測定]
NMR測定による帰属結果を式(1b−1)、及び図2に示す。HNMRの7ppm付近のシグナル群は芳香族環の22個の水素によるものである。なお、NMRはいずれも重クロロホルムに溶解して測定した。

Figure 0006882737
[ 1 1 HNMR and 13 CNMR measurement]
The attribution result by NMR measurement is shown in Equation (1b-1) and FIG. 1 The signal group near 7 ppm of 1 HNMR is due to 22 hydrogens in the aromatic ring. In addition, all NMR was measured by dissolving in deuterated chloroform.

Figure 0006882737

3.ベンゾオキサジン樹脂B[式(1b)の4官能型ベンゾオキサジンの硬化物]の合成
窒素気流中、240℃で2時間加熱して開環重合させ、ベンゾオキサジン樹脂Bを得た。硬化反応を下記式(8b)に示す。

Figure 0006882737
3. 3. Synthesis of benzoxazine resin B [cured product of tetrafunctional benzoxazine of formula (1b)] Ring-opening polymerization was carried out by heating at 240 ° C. for 2 hours in a nitrogen stream to obtain benzoxazine resin B. The curing reaction is represented by the following formula (8b).

Figure 0006882737

4.ベンゾオキサジン樹脂Bの物性
ベンゾオキサジン樹脂BのDSCでの、ガラス転移点は294℃、TGAでの10%重量減量温度(Td10)は379℃であった。DSC及びTGAは上記した装置を用い、次の測定条件で測定した。
・DSC;N流量;20mL/分、昇温速度:10℃/分
・TGA;N流量;50mL/分、昇温速度;10℃/分
また、硬化時の重量保持率は95.88%であった。
4. Physical characteristics of benzoxazine resin B The glass transition point of benzoxazine resin B in DSC was 294 ° C, and the 10% weight loss temperature (T d10 ) in TGA was 379 ° C. DSC and TGA were measured under the following measurement conditions using the above-mentioned device.
・ DSC; N 2 flow rate: 20 mL / min, heating rate: 10 ° C / min ・ TGA; N 2 flow rate: 50 mL / min, heating rate: 10 ° C / min In addition, the weight retention rate during curing is 95.88. %Met.

(実施例3)
<式(1c)の4官能型ベンゾオキサジン;4,4’-bis(2,4-dihydro-2'H-[3,6'-bibenzo[1,3]oxazin]-3'(4'H)-yl)phenylether;DDE-Bz4>
1.合成;式(1c)の4官能型ベンゾオキサジン(DDE-Bz4)の合成
実施例1に準拠して、実施例1で得た化合物(b)と、4,4’−ジアミノジフェニルエーテルと、パラホルムアルデヒドとを下記式(4c’)に示すように反応させ、式(1b)の4官能型ベンゾオキサジンの白色粉体を得た(収率;18%)。

Figure 0006882737
(Example 3)
<Tetrafunctional benzoxazine of formula (1c); 4,4'-bis (2,4-dihydro-2'H- [3,6'-bibenzo [1,3] oxazin] -3'(4'H) ) -yl) phenylether; DDE-Bz4>
1. 1. Synthesis; Synthesis of tetrafunctional benzoxazine (DDE-Bz4) of formula (1c) According to Example 1, compound (b) obtained in Example 1, 4,4'-diaminodiphenyl ether, and paraformaldehyde And were reacted as shown in the following formula (4c') to obtain a white powder of the tetrafunctional benzoxazine of the formula (1b) (yield; 18%).

Figure 0006882737

2.式(1c)の4官能型ベンゾオキサジンの同定:各種分析、測定
以上の様にして合成した化合物が、式(1c)の4官能型ベンゾオキサジンであることは、得られた白色粉体の元素分析、並びにHNMR及び13CNMR測定によって確認した。これらの分析及び測定は実施例1と同様の方法で行った。分析及び測定結果を以下に示す。
2. Identification of the tetrafunctional benzoxazine of the formula (1c): Various analyzes and measurements The fact that the compound synthesized as described above is the tetrafunctional benzoxazine of the formula (1c) is an element of the obtained white powder. Confirmed by analysis and 1 1 HNMR and 13 CNMR measurements. These analyzes and measurements were carried out in the same manner as in Example 1. The analysis and measurement results are shown below.

[元素分析(C44H38N4O5として)]
・測定値:C;74.33、H;5.26、N;7.86
・計算値:C;74.62、H;5.45、N;7.97
[融点]:163℃
[Elemental analysis (as C 44 H 38 N 4 O 5 )]
-Measured values: C; 74.33, H; 5.26, N; 7.86
・ Calculated values: C; 74.62, H; 5.45, N; 7.97
[Melting point]: 163 ° C

HNMR及び13CNMR測定]
NMR測定による帰属結果を式(1c−1)、及び図3に示す。HNMRの7ppm付近のシグナル群は芳香族環の22個の水素によるものである。なお、NMRはいずれも重クロロホルムに溶解して測定した。

Figure 0006882737
[ 1 1 HNMR and 13 CNMR measurement]
The attribution result by NMR measurement is shown in the formula (1c-1) and FIG. 1 The signal group near 7 ppm of 1 HNMR is due to 22 hydrogens in the aromatic ring. In addition, all NMR was measured by dissolving in deuterated chloroform.

Figure 0006882737

3.ベンゾオキサジン樹脂C[式(1c)の4官能型ベンゾオキサジンの硬化物]の合成
窒素気流中、240℃で2時間加熱して開環重合させ、ベンゾオキサジン樹脂Cを得た。硬化反応を下記式(8c)に示す。

Figure 0006882737
3. 3. Synthesis of benzoxazine resin C [cured product of tetrafunctional benzoxazine of formula (1c)] Ring-opening polymerization was carried out by heating at 240 ° C. for 2 hours in a nitrogen stream to obtain benzoxazine resin C. The curing reaction is represented by the following formula (8c).

Figure 0006882737

4.ベンゾオキサジン樹脂Cの物性
ベンゾオキサジン樹脂CのDSCでの、ガラス転移点は285℃、TGAでの10%重量減量温度(Td10)は368℃であった。DSC及びTGAは上記した装置を用い、次の測定条件で測定した。
・DSC;N流量;20mL/分、昇温速度:10℃/分
・TGA;N流量;50mL/分、昇温速度;10℃/分
また、硬化時の重量保持率は96.30%であった。
4. Physical Properties of Benoxazine Resin C The glass transition point of benzoxazine resin C in DSC was 285 ° C., and the 10% weight loss temperature (T d10 ) in TGA was 368 ° C. DSC and TGA were measured under the following measurement conditions using the above-mentioned device.
・ DSC; N 2 flow rate: 20 mL / min, heating rate: 10 ° C / min ・ TGA; N 2 flow rate: 50 mL / min, heating rate: 10 ° C / min In addition, the weight retention rate during curing is 96.30. %Met.

(実施例4)
<式(1d)の4官能型ベンゾオキサジン;4,4’-bis(2,4-dihydro-2'H-[3,6'-bibenzo[1,3]oxazin]-3'(4'H)-yl)phenylsulfide;DDS-Bz4>
1.合成
1−1.4,4’-Bis(5-nitoro-(salicylideneamino)phenyl)sulfide(DDS-1)(中間体1)の合成
DDS-1の合成反応を以下のようにして実施した。
2−ヒドロキシ−5−ニトロベンズアルデヒドと、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィドとをDMF(ジメチルホルムアミド)に溶解して室温下で4時間反応させ、DDS−1の赤色粉末を得た(収率;84%)。DDS-1の合成反応を下記式(7−1)に示す。

Figure 0006882737
(Example 4)
<Tetrafunctional benzoxazine of formula (1d); 4,4'-bis (2,4-dihydro-2'H- [3,6'-bibenzo [1,3] oxazin] -3'(4'H) ) -yl) phenylsulfide; DDS-Bz4>
1. 1. Synthesis 1-1.4,4'-Bis (5-nitoro- (salicylideneamino) phenyl) sulfide (DDS-1) (Intermediate 1) synthesis
The synthesis reaction of DDS-1 was carried out as follows.
2-Hydroxy-5-nitrobenzaldehyde and 4,4'-diaminodiphenyl sulfide were dissolved in DMF (dimethylformamide) and reacted at room temperature for 4 hours to obtain a red powder of DDS-1 (yield; 84%). The synthetic reaction of DDS-1 is shown in the following formula (7-1).

Figure 0006882737

1−2.4,4’-Bis((5-nitoro-2-hydroxyphenyl)methylamino)phenylsulfide(DDS-2)の合成
DDS-1と、水素化ホウ素ナトリウム(DDS-1に対して3.2当量)とを、室温下、水素雰囲気で4日間反応させ、DDS-2の黄色粉末を得た(収率;46%)。DDS-2の合成反応を下記式(7−2’)に示す。

Figure 0006882737
DDS-2であることは、得られた黄色粉末のHNMRを測定し、各プロトンの帰属により確認した。各プロトンの帰属を示したHNMRを図4に示す。なお、HNMRはDMSO−dに溶解して測定した。Synthesis of 1-2.4.4,4'-Bis ((5-nitoro-2-hydroxyphenyl) methylamino) phenylsulfide (DDS-2)
DDS-1 and sodium borohydride (3.2 equivalents relative to DDS-1) were reacted at room temperature in a hydrogen atmosphere for 4 days to obtain a yellow powder of DDS-2 (yield; 46%). ). The synthetic reaction of DDS-2 is shown in the following formula (7-2').

Figure 0006882737
The fact that it was DDS-2 was confirmed by measuring 1 1 HNMR of the obtained yellow powder and assigning each proton. 1 1 HNMR showing the attribution of each proton is shown in FIG. Incidentally, 1 HNMR was measured and dissolved in DMSO-d 6.

1−3.4,4’-Bis((5-amino-2-hydroxyphenyl)methylamino)phenylsulfide(DDS-3)の合成
DDS-2と、塩化第一スズ二水和物(DDS-2に対して10倍モル)とを、エタノールに溶解して85℃下、2時間反応させ、DDS-3の淡茶色粉末を得た(収率;98%)。DDS−3の合成反応を下記式(7−3’)に示す。

Figure 0006882737
DDS-3であることは、得られた淡茶色粉末のHNMRを測定し、各プロトンの帰属により確認した。各プロトンの帰属を示したHNMRを図5に示す。なお、HNMRはDMSO−d6に溶解して測定した。Synthesis of 1-3.4.4,4'-Bis ((5-amino-2-hydroxyphenyl) methylamino) phenylsulfide (DDS-3)
DDS-2 and stannous chloride dihydrate (10 times the molar amount of DDS-2) are dissolved in ethanol and reacted at 85 ° C. for 2 hours to obtain a light brown powder of DDS-3. (Yield; 98%). The synthetic reaction of DDS-3 is shown in the following formula (7-3').

Figure 0006882737
The fact that it was DDS-3 was confirmed by 1 HNMR of the obtained light brown powder and the attribution of each proton. 1 1 HNMR showing the attribution of each proton is shown in FIG. 1 1 HNMR was measured by dissolving it in DMSO-d6.

1−4.4,4’-Bis((5-salicylideneamino-2-hydroxyphenyl)methylamino)phenylsulfide(DDS-4)(中間体2)の合成
DDS-3と、サリチルアルデヒドとを、エタノール/ジメチルアセトアミドの1/1混合溶媒に溶解して60℃下、10時間反応させ、DDS-4の黄色粉末を得た(収率;41%)。DDS-4の合成反応を下記式(7−4)に示す。

Figure 0006882737
DDS-4であることは、得られた黄色粉末のHNMRを測定し、各プロトンの帰属により確認した。各プロトンの帰属を示したHNMRを図6に示す。なお、HNMRはDMSO−d6に溶解して測定した。Synthesis of 1-4.4.4,4'-Bis ((5-salicylideneamino-2-hydroxyphenyl) methylamino) phenylsulfide (DDS-4) (Intermediate 2)
DDS-3 and salicylaldehyde were dissolved in a 1/1 mixed solvent of ethanol / dimethylacetamide and reacted at 60 ° C. for 10 hours to obtain a yellow powder of DDS-4 (yield; 41%). The synthetic reaction of DDS-4 is shown in the following formula (7-4).

Figure 0006882737
The fact that it was DDS-4 was confirmed by measuring 1 1 HNMR of the obtained yellow powder and assigning each proton. 1 1 HNMR showing the attribution of each proton is shown in FIG. 1 1 HNMR was measured by dissolving it in DMSO-d6.

1−5.4,4’-Bis((5-(2’-hydroxyphenyl)methylamino-2-hydroxyphenyl)methylamino)phenylsulfide(DDS-5)の合成
DDS-4と、水素化ホウ素ナトリウム(DDS-4に対して5.8当量)とを、室温下、2.5時間反応させ、DDS−5の黄色結晶を得た(収率;81%)。DDS-5の合成反応を下記式(7−5’)に示す。

Figure 0006882737
DDS-5であることは、得られた黄色結晶のHNMRを測定し、各プロトンの帰属により確認した。各プロトンの帰属を示したHNMRを図7に示す。なお、HNMRはDMSO−d6に溶解して測定した。Synthesis of 1-5.4,4'-Bis ((5- (2'-hydroxyphenyl) methylamino-2-hydroxyphenyl) methylamino) phenylsulfide (DDS-5)
DDS-4 and sodium borohydride (5.8 eq with respect to DDS-4) were reacted at room temperature for 2.5 hours to obtain yellow crystals of DDS-5 (yield; 81%). .. The synthetic reaction of DDS-5 is shown in the following formula (7-5').

Figure 0006882737
The fact that it was DDS-5 was confirmed by measuring 1 1 HNMR of the obtained yellow crystals and assigning each proton. 1 1 HNMR showing the attribution of each proton is shown in FIG. 1 1 HNMR was measured by dissolving it in DMSO-d6.

1−6.式(1d)の4官能型ベンゾオキサジン(DDS-Bz4)の合成
DDS-5と、パラホルムアルデヒド(DDS-5に対して5.6倍モル)とをクロロホルムに溶解し、65℃下、20時間反応させ、黄色懸濁液が透明となってからさらに4時間撹拌した。つづいて、ろ過により過剰のパラホルムアルデヒドを除去した。硫酸ナトリウム存在下に水分除去を行い、さらにろ過した後、クロロホルム、残渣等揮発分を減圧留去して白色粉末を得た。得られた白色粉末をクロロホルム/ヘキサンの4/1混合溶媒で再結晶し、DDS−Bz4の白色粉末を得た(収率;41%)。式(1d)の4官能型ベンゾオキサジン(DDS-Bz4)の合成反応を下記式(7−6’)に示す。

Figure 0006882737
1-6. Synthesis of tetrafunctional benzoxazine (DDS-Bz4) of formula (1d)
DDS-5 and paraformaldehyde (5.6 times the molar amount of DDS-5) are dissolved in chloroform, reacted at 65 ° C. for 20 hours, and stirred for another 4 hours after the yellow suspension becomes transparent. did. Subsequently, excess paraformaldehyde was removed by filtration. Perform water removal in the presence of sodium sulfate, after further filtration, chloroform, and the residue such volatiles were removed under reduced pressure to give a white powder. The obtained white powder was recrystallized from a 4/1 mixed solvent of chloroform / hexane to obtain a white powder of DDS-Bz4 (yield; 41%). The synthetic reaction of the tetrafunctional benzoxazine (DDS-Bz4) of the formula (1d) is shown in the following formula (7-6').
Figure 0006882737

2.式(1d)の4官能型ベンゾオキサジンの同定:各種分析、測定
以上の様にして合成した化合物が、式(1d)の4官能型ベンゾオキサジンであることは、得られた白色結晶の元素分析、並びにHNMR及び13CNMR測定によって確認した。これらの分析及び測定は実施例1と同様の方法で行った。分析及び測定結果を以下に示す。
2. Identification of the tetrafunctional benzoxazine of the formula (1d): Various analyzes and measurements The fact that the compound synthesized as described above is the tetrafunctional benzoxazine of the formula (1d) is an elemental analysis of the obtained white crystals. , And 1 1 HNMR and 13 CNMR measurements. These analyzes and measurements were carried out in the same manner as in Example 1. The analysis and measurement results are shown below.

[元素分析(C44H38N4O4Sとして)]
・測定値:C;72.31、H;5.20、N;7.58
・計算値:C;72.63、H;5.33、N;7.79
[融点]:188℃
[Elemental analysis (as C 44 H 38 N 4 O 4 S)]
-Measured values: C; 72.31, H; 5.20, N; 7.58
・ Calculated values: C; 72.63, H; 5.33, N; 7.79
[Melting point]: 188 ° C

HNMR及び13CNMR測定]
NMR測定による帰属結果を式(1d−1)、及び図8に示す。HNMRの7ppm付近のシグナル群は芳香族環の22個の水素によるものである。なお、NMRはいずれも重クロロホルムに溶解して測定した。

Figure 0006882737
[ 1 1 HNMR and 13 CNMR measurement]
The attribution result by NMR measurement is shown in the formula (1d-1) and FIG. 1 The signal group near 7 ppm of 1 HNMR is due to 22 hydrogens in the aromatic ring. In addition, all NMR was measured by dissolving in deuterated chloroform.

Figure 0006882737

3.ベンゾオキサジン樹脂D[式(1d)の4官能型ベンゾオキサジンの硬化物]の合成
窒素気流中、240℃で2時間加熱して開環重合させ、ベンゾオキサジン樹脂Dを得た。硬化反応を下記式(8d)に示す。

Figure 0006882737
3. 3. Synthesis of benzoxazine resin D [cured product of tetrafunctional benzoxazine of formula (1d)] Ring-opening polymerization was carried out by heating at 240 ° C. for 2 hours in a nitrogen stream to obtain benzoxazine resin D. The curing reaction is shown in the following formula (8d).

Figure 0006882737

4.ベンゾオキサジン樹脂Dの物性
ベンゾオキサジン樹脂DのDSCでの、ガラス転移点は325℃、TGAでの10%重量減量温度(Td10)は370℃であった。DSC及びTGAは上記した装置を用い、次の測定条件で測定した。
・DSC;N流量;20mL/分、昇温速度:10℃/分
・TGA;N流量;50mL/分、昇温速度;10℃/分
また、硬化時の重量保持率は95.94%であった。
4. Physical Properties of Benoxazine Resin D The glass transition point of benzoxazine resin D in DSC was 325 ° C, and the 10% weight loss temperature (T d10 ) in TGA was 370 ° C. DSC and TGA were measured under the following measurement conditions using the above-mentioned device.
DSC; N 2 flow rate: 20 mL / min, heating rate: 10 ° C / min ・ TGA; N 2 flow rate: 50 mL / min, heating rate: 10 ° C / min In addition, the weight retention rate during curing is 95.94. %Met.

(実施例5)
<式(1e)の4官能型ベンゾオキサジン;1,4-bis[(2,4-dihydro-2'H-[3,6'-bibenzo[1,3]oxazin]-3'(4'H)-yl)methyl]benzene;XDA-Bz4>
1.合成;式(1e)の4官能型ベンゾオキサジンの合成
実施例1で得た化合物(b) 2.5g(11.62mmol)、p−キシレンジアミン 0.79g、(5.81mmol)、パラホルムアルデヒド[(CH2O)n] 1.15g(38.35mmol)、トリエチルアミン 0.881g(8.71mmol)、及びクロロホルム 25mLを100mLの丸底フラスコに入れ、24時間還流させた。24時間還流後、反応により生成した水を含む均一な透明溶液が得られた。該透明溶液を室温まで冷却し、無水硫酸ナトリウムを加えて乾燥させた。無水硫酸ナトリウムをろ過して取り除いた後、溶離液として酢酸エチル/ヘキサン(1/2)を用いたカラムクロマトグラフィーによって精製した。溶媒を留去して黄白色粉体を得た。該黄白色粉体を、ヘキサン/酢酸エチル(1/4:容積比)混合溶媒 10mL中に入れ、室温下、30分間撹拌洗浄した。つづいて、ろ過した後、60℃で48時間乾燥させて白色粉体を得た(収量;0.56g、収率;15.0%)。
(Example 5)
<Tetrafunctional benzoxazine of formula (1e); 1,4-bis [(2,4-dihydro-2'H- [3,6'-bibenzo [1,3] oxazin] -3'(4'H) ) -yl) methyl] benzene; XDA-Bz4 >
1. 1. Synthesis; Synthesis of tetrafunctional benzoxazine of formula (1e) 2.5 g (11.62 mmol) of compound (b) obtained in Example 1, 0.79 g of p-xylene diamine, (5.81 mmol), paraformaldehyde [ (CH 2 O) n ] 1.15 g (38.35 mmol), 0.881 g (8.71 mmol) of triethylamine, and 25 mL of chloroform were placed in a 100 mL round bottom flask and refluxed for 24 hours. After refluxing for 24 hours, a uniform clear solution containing the water produced by the reaction was obtained. The clear solution was cooled to room temperature, anhydrous sodium sulfate was added, and the solution was dried. After removing anhydrous sodium sulfate by filtration, it was purified by column chromatography using ethyl acetate / hexane (1/2) as an eluent. The solvent was distilled off to obtain a yellowish white powder. The yellowish white powder was placed in 10 mL of a hexane / ethyl acetate (1/4: volume ratio) mixed solvent, and the mixture was stirred and washed at room temperature for 30 minutes. Subsequently, after filtration, it was dried at 60 ° C. for 48 hours to obtain a white powder (yield: 0.56 g, yield: 15.0%).

式(1e)の4官能型ベンゾオキサジンの合成反応式を式(4e’)に示す。

Figure 0006882737
The synthetic reaction formula of the tetrafunctional benzoxazine of the formula (1e) is shown in the formula (4e').

Figure 0006882737

2.式(1e)の4官能型ベンゾオキサジンの同定:各種分析、測定
以上の様にして合成した化合物が、式(1e)の4官能型ベンゾオキサジンであることは、得られた白色結晶の元素分析、IR測定、並びにHNMR及び13CNMR測定によって確認した。これらの分析及び測定は実施例1と同様の方法で行った。分析及び測定結果を以下に示す。
2. Identification of the tetrafunctional benzoxazine of the formula (1e): Various analyzes and measurements The fact that the compound synthesized as described above is the tetrafunctional benzoxazine of the formula (1e) is an elemental analysis of the obtained white crystals. , IR measurement, and 1 HNMR and 13 CNMR measurements. These analyzes and measurements were carried out in the same manner as in Example 1. The analysis and measurement results are shown below.

[元素分析(C40H38N4O4として)]
・測定値:C;75.24、H;5.95、N;8.67
・計算値:C;75.21、H;6.00、N;8.77
[IR測定]
・3043,3010,2976,2901cm-1;(C−H:脂肪族)
・1611,1583cm-1;(C=C:芳香族)
・1362cm-1;(C−N:芳香族)
・1228,1217cm-1;(C−O−C)
・1175cm-1;(C−N:脂肪族)
・976,952,927cm-1;(C−H:オキサジン環に結合しているベンゼン環)
[融点]:150℃
[Elemental analysis (as C 40 H 38 N 4 O 4 )]
-Measured values: C; 75.24, H; 5.95, N; 8.67
・ Calculated values: C; 75.21, H; 6.00, N; 8.77
[IR measurement]
3043, 3010, 2976, 2901 cm -1 ; (CH: Aliphatic)
1611, 1583 cm -1 ; (C = C: aromatic)
1362 cm -1 ; (CN: Aromatic)
1228, 1217 cm -1 ; (COC)
1175 cm -1 ; (CN: Aliphatic)
976,952,927 cm -1 ; (CH: benzene ring bonded to the oxazine ring)
[Melting point]: 150 ° C

1HNMR及び13CNMR測定]
NMR測定による帰属結果を式(1e−1)、及び図9に示す。1HNMRの7ppm付近のシグナル群は芳香族環の18個の水素によるものである。なお、NMRはいずれも重クロロホルムに溶解して測定した。

Figure 0006882737
[ 1 1 HNMR and 13 CNMR measurements]
The attribution result by NMR measurement is shown in the formula (1e-1) and FIG. The signal group around 7 ppm of 1 1 HNMR is due to 18 hydrogens in the aromatic ring. In addition, all NMR was measured by dissolving in deuterated chloroform.

Figure 0006882737

3.ベンゾオキサジン樹脂E[式(1e)の4官能型ベンゾオキサジンの硬化物]の合成
窒素気流中、240℃で2時間加熱して開環重合させ、ベンゾオキサジン樹脂Eを得た。硬化反応を下記式(8e)に示す。

Figure 0006882737
3. 3. Synthesis of benzoxazine resin E [cured product of tetrafunctional benzoxazine of formula (1e)] Ring-opening polymerization was carried out by heating at 240 ° C. for 2 hours in a nitrogen stream to obtain benzoxazine resin E. The curing reaction is represented by the following formula (8e).

Figure 0006882737

4.ベンゾオキサジン樹脂Eの物性
ベンゾオキサジン樹脂EのDSCでの、ガラス転移点は242℃、TGAでの10%重量減量温度(Td10)は370℃であった。DSC及びTGAは上記した装置を用い、次の測定条件で測定した。
・DSC;N2流量;20mL/分、昇温速度:10℃/分
・TGA;N2流量;50mL/分、昇温速度;10℃/分
また、硬化時の重量保持率は95.93%であった。
4. Physical Properties of Benoxazine Resin E The glass transition point of benzoxazine resin E in DSC was 242 ° C, and the 10% weight loss temperature (T d10 ) in TGA was 370 ° C. DSC and TGA were measured under the following measurement conditions using the above-mentioned device.
・ DSC; N 2 flow rate: 20 mL / min, heating rate: 10 ° C / min ・ TGA; N 2 flow rate: 50 mL / min, heating rate: 10 ° C / min In addition, the weight retention rate during curing is 95.93. %Met.

(実施例6)
<式(1f)の4官能型ベンゾオキサジン;1,4-bis(2,4-dihydro-2'H-[3,6'-bibenzo[1,3]oxazin]-3'(4'H)-yl)cyclohexane>(CDA-Bz4)
1.合成;式(1f)の4官能型ベンゾオキサジンの合成
実施例1に準拠して、実施例1で得た化合物(b)と、1,4−シクロヘキサンジアミンと、パラホルムアルデヒドとを下記式(4f’)に示すように反応させ、式(1f)の4官能型ベンゾオキサジンの白色粉体を得た(収率;23.6%)。

Figure 0006882737
(Example 6)
<Tetrafunctional benzoxazine of formula (1f); 1,4-bis (2,4-dihydro-2'H- [3,6'-bibenzo [1,3] oxazin] -3'(4'H) -yl) cyclohexane> (CDA-Bz4)
1. 1. Synthesis; Synthesis of tetrafunctional benzoxazine of formula (1f) Based on Example 1, the compound (b) obtained in Example 1, 1,4-cyclohexanediamine, and paraformaldehyde were combined with the following formula (4f). The reaction was carried out as shown in') to obtain a white powder of tetrafunctional benzoxazine of the formula (1f) (yield; 23.6%).

Figure 0006882737

2.式(1f)の4官能型ベンゾオキサジンの同定:各種分析、測定
以上の様にして合成した化合物が、式(1f)の4官能型ベンゾオキサジンであることは、得られた白色結晶の元素分析、並びにHNMR及び13CNMR測定によって確認した。これらの分析及び測定は実施例1と同様の方法で行った。分析及び測定結果を以下に示す。
2. Identification of the tetrafunctional benzoxazine of the formula (1f): Various analyzes and measurements The fact that the compound synthesized as described above is the tetrafunctional benzoxazine of the formula (1f) is an elemental analysis of the obtained white crystals. , And 1 1 HNMR and 13 CNMR measurements. These analyzes and measurements were carried out in the same manner as in Example 1. The analysis and measurement results are shown below.

[元素分析(C38H40N4O4として)]
・測定値:C;74.00、H;6.54、N;9.08
・計算値:C;74.03、H;6.75、N;8.88
[融点]:202℃
[Elemental analysis (as C 38 H 40 N 4 O 4 )]
-Measured values: C; 74.00, H; 6.54, N; 9.08
・ Calculated values: C; 74.03, H; 6.75, N; 8.88
[Melting point]: 202 ° C.

1HNMR及び13CNMR測定]
NMR測定による帰属結果を式(1f−1)、及び図10に示す。1HNMRの7ppm付近のシグナル群は芳香族環の14個の水素、1.2−2.7ppm付近のシグナル群はシクロヘキサン基部の10個の水素によるものである。なお、NMRはいずれも重クロロホルムに溶解して測定した。

Figure 0006882737
[ 1 1 HNMR and 13 CNMR measurements]
The attribution result by NMR measurement is shown in the formula (1f-1) and FIG. 1 The signal group around 7 ppm of 1 HNMR is due to 14 hydrogens of the aromatic ring, and the signal group around 1.2-2.7 ppm is due to 10 hydrogens at the base of cyclohexane. In addition, all NMR was measured by dissolving in deuterated chloroform.

Figure 0006882737

3.ベンゾオキサジン樹脂F[式(1f)の4官能型ベンゾオキサジンの硬化物]の合成
窒素気流中、240℃で2時間加熱して開環重合させ、ベンゾオキサジン樹脂Fを得た。硬化反応を下記式(8f)に示す。

Figure 0006882737
3. 3. Synthesis of benzoxazine resin F [cured product of tetrafunctional benzoxazine of formula (1f)] Ring-opening polymerization was carried out by heating at 240 ° C. for 2 hours in a nitrogen stream to obtain benzoxazine resin F. The curing reaction is represented by the following formula (8f).

Figure 0006882737

4.ベンゾオキサジン樹脂Fの物性
ベンゾオキサジン樹脂FのDSCでの、ガラス転移点は225℃、TGAでの10%重量減量温度(Td10)は356℃であった。DSC及びTGAは上記した装置を用い、次の測定条件で測定した。
・DSC;N2流量;20mL/分、昇温速度:10℃/分
・TGA;N2流量;50mL/分、昇温速度;10℃/分
また、硬化時の重量保持率は91.6%であった。
4. Physical characteristics of benzoxazine resin F The glass transition point of benzoxazine resin F in DSC was 225 ° C., and the 10% weight loss temperature (T d10 ) in TGA was 356 ° C. DSC and TGA were measured under the following measurement conditions using the above-mentioned device.
・ DSC; N 2 flow rate: 20 mL / min, heating rate: 10 ° C / min ・ TGA; N 2 flow rate: 50 mL / min, heating rate: 10 ° C / min In addition, the weight retention rate during curing is 91.6. %Met.

(実施例7)
<式(1g)の4官能型ベンゾオキサジン;1,4-bis[(2,4-dihydro-2'H-[3,6'-bibenzo[1,3]oxazin]-3'(4'H)-yl)methyl]cyclohexane>(BAMC-Bz4)
1.合成;式(1g)の4官能型ベンゾオキサジンの合成
実施例1に準拠して、実施例1で得た化合物(b)と、1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサンと、パラホルムアルデヒドとを下記式(4g’)に示すように反応させ、式(1b)の4官能型ベンゾオキサジンの白色粉体を得た(収率;20.4%)。

Figure 0006882737
(Example 7)
<Tetrafunctional benzoxazine of formula (1 g); 1,4-bis [(2,4-dihydro-2'H- [3,6'-bibenzo [1,3] oxazin] -3'(4'H) ) -yl) methyl] cyclohexane> (BAMC-Bz4)
1. 1. Synthesis; Synthesis of tetrafunctional benzoxazine of formula (1 g) According to Example 1, compound (b) obtained in Example 1, 1,4-bis (aminomethyl) cyclohexane, and paraformaldehyde were added. The reaction was carried out as shown in the following formula (4 g') to obtain a white powder of the tetrafunctional benzoxazine of the formula (1b) (yield; 20.4%).

Figure 0006882737

2.式(1g)の4官能型ベンゾオキサジンの同定:各種分析、測定
以上の様にして合成した化合物が、式(1g)の4官能型ベンゾオキサジンであることは、得られた白色結晶の元素分析、並びにHNMR及び13CNMR測定によって確認した。これらの分析及び測定は実施例1と同様の方法で行った。分析及び測定結果を以下に示す。
2. Identification of the tetrafunctional benzoxazine of the formula (1 g): Various analyzes and measurements The fact that the compound synthesized as described above is the tetrafunctional benzoxazine of the formula (1 g) is an elemental analysis of the obtained white crystals. , And 1 1 HNMR and 13 CNMR measurements. These analyzes and measurements were carried out in the same manner as in Example 1. The analysis and measurement results are shown below.

[元素分析(C40H44N4O4として)]
・測定値:C;74.51、H;6.88、N;8.69
・計算値:C;74.28、H;6.79、N;8.82
[融点]:DSC測定では明確な融点示さず。
[Elemental analysis (as C 40 H 44 N 4 O 4 )]
-Measured values: C; 74.51, H; 6.88, N; 8.69
・ Calculated values: C; 74.28, H; 6.79, N; 8.82
[Melting point]: No clear melting point is shown by DSC measurement.

1HNMR及び13CNMR測定]
NMR測定による帰属結果を式(1g−1)、及び図11に示す。1HNMRの7ppm付近のシグナル群は芳香族環の14個の水素、0.9−2.0ppm付近のシグナル群はシクロヘキサン基部の10個の水素によるものである。なお、NMRはいずれも重クロロホルムに溶解して測定した。

Figure 0006882737
[ 1 1 HNMR and 13 CNMR measurements]
The attribution result by NMR measurement is shown in the formula (1g-1) and FIG. 1 The signal group around 7 ppm of 1 HNMR is due to 14 hydrogens of the aromatic ring, and the signal group around 0.9-2.0 ppm is due to 10 hydrogens at the base of cyclohexane. In addition, all NMR was measured by dissolving in deuterated chloroform.

Figure 0006882737

3.ベンゾオキサジン樹脂G[式(1g)の4官能型ベンゾオキサジンの硬化物]の合成
窒素気流中、240℃で2時間加熱して開環重合させ、ベンゾオキサジン樹脂Gを得た。硬化反応を下記式(8g)に示す。

Figure 0006882737
3. 3. Synthesis of benzoxazine resin G [cured product of tetrafunctional benzoxazine of formula (1 g)] Ring-opening polymerization was carried out by heating at 240 ° C. for 2 hours in a nitrogen stream to obtain benzoxazine resin G. The curing reaction is shown in the following formula (8 g).

Figure 0006882737

4.ベンゾオキサジン樹脂Gの物性
ベンゾオキサジン樹脂GのDSCでの、ガラス転移点は213℃、TGAでの10%重量減量温度(Td10)は379℃であった。DSC及びTGAは上記した装置を用い、次の測定条件で測定した。
・DSC;N2流量;20mL/分、昇温速度:10℃/分
・TGA;N2流量;50mL/分、昇温速度;10℃/分
また、硬化時の重量保持率は94.1%であった。
4. Physical Properties of Benoxazine Resin G The glass transition point of benzoxazine resin G in DSC was 213 ° C, and the 10% weight loss temperature (T d10 ) in TGA was 379 ° C. DSC and TGA were measured under the following measurement conditions using the above-mentioned device.
・ DSC; N 2 flow rate: 20 mL / min, heating rate: 10 ° C / min ・ TGA; N 2 flow rate: 50 mL / min, heating rate: 10 ° C / min In addition, the weight retention rate during curing is 94.1. %Met.

本発明のベンゾオキサジン化合物は、熱硬化性樹脂の調製に使用可能である。特に、密着性・硬化時の低収縮性・高耐熱性等の物性が要求される分野で使用可能である。例えば、複合材料向けのマトリックス樹脂、電子分野における封止材、積層板等、塗料、接着剤等に用いることができる。 The benzoxazine compound of the present invention can be used for preparing a thermosetting resin. In particular, it can be used in fields where physical properties such as adhesion, low shrinkage during curing, and high heat resistance are required. For example, it can be used as a matrix resin for composite materials, a sealing material in the electronic field, a laminated board, a paint, an adhesive, and the like.

Claims (4)

下記式(1)で示されるベンゾオキサジン化合物。
Figure 0006882737
[式(1)中、Xは脂肪族炭化水素基、芳香環含有炭化水素基、エーテル基と芳香環とを有する有機基、エステル基と芳香環とを有する有機基、アミド基と芳香環とを有する有機基、又はスルフィド基と芳香環とを有する有機基である。]
A benzoxazine compound represented by the following formula (1).
Figure 0006882737
[In the formula (1), X is an aliphatic hydrocarbon group, an aromatic ring-containing hydrocarbon group, an organic group having an ether group and an aromatic ring, an organic group having an ester group and an aromatic ring, an amide group and an aromatic ring. It is an organic group having a sulfide group or an organic group having a sulfide group and an aromatic ring . ]
下記[A]又は[B]いずれかのベンゾオキサジン環合成反応を有する、ベンゾオキサジン化合物の製造方法。
[A]2−((4−ヒドロキシフェニル)アミノメチル)フェノールと、ジアミンと、ホルムアルデヒド又はホルムアルデヒドの多量体若しくは重合体とを同時に反応させる、ベンゾオキサジン環合成反応。
[B]2−ヒドロキシ−5−ニトロベンズアルデヒドとジアミンとを反応させて中間体1を得る工程1と、該中間体1を還元し、さらにフェノール誘導体を反応させて中間体2を得る工程2と、該中間体2を還元し、さらにホルムアルデヒド又はホルムアルデヒドの多量体若しくは重合体を反応させる工程3とを有する、ベンゾオキサジン環合成反応。
A method for producing a benzoxazine compound, which has the benzoxazine ring synthesis reaction according to any one of the following [A] or [B].
[A] A benzoxazine ring synthesis reaction in which 2-((4-hydroxyphenyl) aminomethyl) phenol , diamine, and formaldehyde or a multimer or polymer of formaldehyde are reacted at the same time.
[B] A step 1 of reacting 2-hydroxy-5-nitrobenzaldehyde with a diamine to obtain an intermediate 1 and a step 2 of reducing the intermediate 1 and further reacting a phenol derivative to obtain an intermediate 2. , A benzoxazine ring synthesis reaction comprising the step 3 of reducing the intermediate 2 and further reacting with formaldehyde or a multimer or polymer of formaldehyde.
前記ベンゾオキサジン環合成反応は前記[A]であり、
下記式(2)に示す、2−ヒドロキシベンズアルデヒドと4−アミノフェノールとの反応により、化合物(a)を合成する工程と、
下記式(3)に示す、前記化合物(a)と還元剤との反応により、2−((4−ヒドロキシフェニル)アミノメチル)フェノール[化合物(b)を合成する工程と、
下記式(4)に示す、前記化合物(b)と、ジアミンと、ホルムアルデヒド又はホルムアルデヒドの多量体若しくは重合体との反応により下記式(1)に示されるベンゾオキサジン化合物を合成する工程と、を有する、
請求項に記載のベンゾオキサジン化合物の製造方法。
Figure 0006882737
Figure 0006882737
Figure 0006882737
[式(1)中、Xは脂肪族炭化水素基、芳香環含有炭化水素基、エーテル基と芳香環とを有する有機基、エステル基と芳香環とを有する有機基、アミド基と芳香環とを有する有機基、又はスルフィド基と芳香環とを有する有機基である。]
The benzoxazine ring synthesis reaction is the above [A].
The step of synthesizing the compound (a) by the reaction of 2-hydroxybenzaldehyde and 4-aminophenol represented by the following formula (2), and
A step of synthesizing 2-((4-hydroxyphenyl) aminomethyl) phenol [ Compound (b) ] by the reaction of the compound (a) with a reducing agent represented by the following formula (3).
It comprises a step of synthesizing a benzoxazine compound represented by the following formula (1) by reacting the compound (b) represented by the following formula (4) with a diamine and a formaldehyde or a multimer or a polymer of formaldehyde. ,
The method for producing a benzoxazine compound according to claim 2.
Figure 0006882737
Figure 0006882737
Figure 0006882737
[In the formula (1), X is an aliphatic hydrocarbon group, an aromatic ring-containing hydrocarbon group, an organic group having an ether group and an aromatic ring, an organic group having an ester group and an aromatic ring, an amide group and an aromatic ring. It is an organic group having a sulfide group or an organic group having a sulfide group and an aromatic ring . ]
請求項1記載のベンゾオキサジン化合物を含む熱硬化性樹脂原料化合物の硬化物である、
ベンゾオキサジン樹脂。
A cured product of a thermosetting resin raw material compound containing the benzoxazine compound according to claim 1.
Benzoxazine resin.
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