JP7283409B2 - ビスマレイミド化合物及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ビスマレイミド化合物及びその製造方法に関する。
近年、電子機器の小型化、高性能化が進み、多層プリント配線板においては、配線の微細化及び高密度化が求められている。さらに次世代では高周波帯向けの材料が必要であり、ノイズ対策として伝送損失の低減が必須となるために、誘電特性の優れた絶縁材料の開発が求められている。
多層プリント配線板用の絶縁材料としては特許文献１や２に開示された、エポキシ樹脂、特定のフェノール系硬化剤、フェノキシ樹脂、ゴム粒子及びポリビニルアセタール樹脂などを含むエポキシ樹脂組成物が知られているが、これらの材料では５Ｇというキーワードを代表とした高周波帯用途として満足しないことがわかってきた。それに対し、特許文献３では、エポキシ樹脂、活性エステル化合物及びトリアジン含有クレゾールノボラック樹脂を含有するエポキシ樹脂組成物が低誘電正接化に有効であると報告されているが、この材料でも高周波用途としてはより低誘電化が必要である。
一方、特許文献４では、非エポキシ系の材料として長鎖アルキル基を有するビスマレイミド樹脂及び硬化剤を含有する樹脂組成物からなる、樹脂フィルムが低誘電特性に優れることが報告されているが、実質的に長鎖アルキル基を有するビスマレイミド樹脂と硬質の低分子の芳香族系マレイミドの組合せであり、相溶性が悪く、特性や硬化ムラが発生しやすく、基板用途で求められる１００℃以上の高いガラス転移温度（Ｔｇ）を達成するのは非常に困難である。
また、近年の研究で前述の長鎖アルキル基を有するビスマレイミド樹脂は樹脂設計上、高Ｔｇ化しようとすると誘電特性が悪くなり、誘電特性を改善すると低Ｔｇ化するというトレードオフの関係にあることがわかってきた。また、高Ｔｇ化しようとすると、同じ長鎖アルキル基を有するビスマレイミド樹脂同士であっても、樹脂同士の凝集や分離が生じ、樹脂同士の相溶性も悪くなることもわかってきた。
さらに、特許文献５及び特許文献６には、芳香族テトラカルボン酸と、オレイン酸などの不飽和脂肪酸の二量体であるダイマー酸から誘導されるダイマージアミン及び脂環式ジアミンを原料とするポリイミドが開示されている。しかし、このポリイミドは単独硬化での使用が難しく、他の樹脂との相溶性も悪い。また硬化時にポリイミドが閉環脱水を行うため、例えば金属箔と貼り合わせて用いる場合、その使用条件によっては膨れが生じる。
特開２００７－２５４７０９号公報 特開２００７－２５４７１０号公報 特開２０１１－１３２５０７号公報 国際公開２０１６／１１４２８７号公報 特開２０１７－１１９３６１号公報 特開２０１９－１０４８４３号公報
従って、本発明は、他の樹脂との相溶性が良好であり、高Ｔｇ化可能な、ビスマレイミド化合物を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、下記ビスマレイミド化合物が、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成した。
＜１＞
下記式（１）
Figure 0007283409000001
 （式（１）中、Ａは独立して環状構造を含む４価の有機基を示す。Ｂは独立して炭素数６～２００の２価炭化水素基である。Ｑは独立して下記式（２）
Figure 0007283409000002
 （式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4は独立して、水素原子、または炭素数１～５のアルキル基であって、ｘ１、ｘ２はそれぞれ０～４の数である。）
で示されるシクロヘキサン骨格を有する炭素数６～６０の２価の脂環式炭化水素基である。ＷはＢまたはＱである。ｎは１～１００であり、ｍは０～１００である。また、ｎ及びｍで括られた各繰り返し単位の順序は限定されず、結合様式は、交互であっても、ブロックであっても、ランダムであってもよい。）
で示されるビスマレイミド化合物。

＜２＞
式（１）中のＡが下記構造式で示される４価の有機基のいずれかであることを特徴とする＜１＞に記載のビスマレイミド化合物。
Figure 0007283409000003
 （上記構造式中の置換基が結合していない結合手は、式（１）において環状イミド構造を形成するカルボニル炭素と結合するものである。）

＜３＞
前記式（１）のビスマレイミド化合物の数平均分子量が３，０００～５０，０００であることを特徴とする＜１＞又は＜２＞に記載のビスマレイミド化合物。

＜４＞
前記式（１）のビスマレイミド化合物において、ｎ及びｍで括られた各繰り返し単位の結合様式がブロックであることを特徴とする＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載のビスマレイミド化合物。

＜５＞
式（１）中のＢが下記構造式（３－１）～（５）で示される２価炭化水素基の１種以上であることを特徴とする＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載のビスマレイミド化合物。
Figure 0007283409000004
 （ｎ1、ｎ2はそれぞれ５～３０の数であり、同じであっても異なっていてもよく、ｎ3及びｎ4はそれぞれ４～２４の数であり、同じであっても異なっていてもよい。Ｒは独立して水素原子、または炭素数４～４０の直鎖又は分岐鎖のアルキル基又はアルケニル基を示す。）

＜６＞
下記式（６）
Figure 0007283409000005
 （式中、Ａは環状構造を含む４価の有機基である。）
で示される酸無水物と、
下記式（７）
Figure 0007283409000006
 （式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4は独立して、水素原子、または炭素数１～５のアルキル基であって、ｘ１、ｘ２はそれぞれ０～４の数である。）
で示される脂環式ジアミンとでアミック酸を合成し、閉環脱水する工程Ａと、
該工程Ａに次いで、前記工程Ａで得られた反応物と、
下記式（８）
Ｈ2Ｎ－Ｂ－ＮＨ2（８）
（式中、Ｂは炭素数６～２００の２価炭化水素基である。）
で示されるジアミンとでアミック酸を合成し、閉環脱水する工程Ｂと、
該工程Ｂに次いで、前記工程Ｂで得られた反応物と、無水マレイン酸とで、マレアミック酸を合成し、閉環脱水することによって分子鎖末端を封鎖する工程Ｃとを有することを特徴とする＜１＞～＜５＞のいずれか１つに記載のビスマレイミド化合物の製造方法。

＜７＞
下記式（６）
Figure 0007283409000007
 （式中、Ａは環状構造を含む４価の有機基である。）
で示される酸無水物と、
下記式（８）
Ｈ2Ｎ－Ｂ－ＮＨ2（８）
（式中、Ｂは炭素数６～２００の２価炭化水素基である。）
で示されるジアミンとでアミック酸を合成し、閉環脱水する工程Ａ’と、
該工程Ａ’に次いで、前記工程Ａ’で得られた反応物と、
下記式（７）
Figure 0007283409000008
 （式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4は独立して、水素原子、または炭素数１～５のアルキル基であって、ｘ１、ｘ２はそれぞれ０～４の数である。）
で示される脂環式ジアミンとでアミック酸を合成し、閉環脱水する工程Ｂ’と、
該工程Ｂ’に次いで、前記工程Ｂ’で得られた反応物と、無水マレイン酸とで、マレアミック酸を合成し、閉環脱水することによって分子鎖末端を封鎖する工程Ｃ’とを有することを特徴とする＜１＞～＜５＞のいずれか１つに記載のビスマレイミド化合物の製造方法。
本発明のビスマレイミド化合物、特に脂環式骨格を有するビスマレイミド化合物は、構造の異なる樹脂との相溶性に優れるので、他の樹脂と併用しやすく、互いの性能を補完してより良い性能を引き出すことが容易である。また、本発明のビスマレイミド化合物、特に脂環式骨格を有するビスマレイミド化合物であれば、フィルム状、基板状に成形した際に硬化性や物性のばらつきが少なく、高いガラス転移点（Ｔｇ）を有する硬化物を与えるビスマレイミド樹脂組成物を提供することができる。
合成例１で合成したビスマレイミド化合物の1Ｈ－ＮＭＲスペクトルである。 合成例１で合成したビスマレイミド化合物のＩＲスペクトルである。
以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明のビスマレイミド化合物は、下記式（１）
Figure 0007283409000009
 （式（１）中、Ａは独立して環状構造を含む４価の有機基を示す。Ｂは独立して炭素数６以上の２価炭化水素基である。Ｑは独立して下記式（２）
Figure 0007283409000010
 （式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4は独立して、水素原子、または炭素数１～５のアルキル基であって、ｘ１、ｘ２はそれぞれ０～４の数である。）
で示されるシクロヘキサン骨格を有する炭素数６～６０の２価の脂環式炭化水素基である。ＷはＢまたはＱである。ｎは１～１００であり、ｍは０～１００である。また、ｎ及びｍで括られた各繰り返し単位の順序は限定されず、結合様式は、交互であっても、ブロックであっても、ランダムであってもよい。）
で示されるビスマレイミド化合物である。
ここで、前記式（１）中、Ａは独立して環状構造を含む４価の有機基を示し、中でも下記構造式で示される４価の有機基のいずれかであることが好ましい。
Figure 0007283409000011
 （上記構造式中の置換基が結合していない結合手は、式（１）において環状イミド構造を形成するカルボニル炭素と結合するものである。）
また、前記式（１）中、Ｂは独立して炭素数６～２００、好ましくは８～１００、より好ましくは１０～５０の２価炭化水素基である。中でも、前記２価炭化水素基中の水素原子の１個以上が、炭素数６～２００個以上、好ましくは８～１００個、より好ましくは１０～５０個のアルキル基又はアルケニル基で置換されている分岐状２価炭化水素基であることが好ましい。分岐状２価炭化水素基としては、飽和脂肪族炭化水素基、不飽和炭化水素基のいずれでもよく、分子鎖の途中に脂環式構造または芳香族環構造を有していてもよい。前記分岐状２価炭化水素基としては、具体的には、ダイマージアミンと呼ばれる両末端ジアミン由来の炭化水素基が挙げられる。なお、ダイマージアミンとは、オレイン酸などの不飽和脂肪酸の二量体から誘導される化合物である。
前記２価炭化水素基の具体例としては、下記構造式（３－１）～（５）で示される２価炭化水素基の１種以上が挙げられる。
Figure 0007283409000012
ここで、ｎ1、ｎ2はそれぞれ５～３０の数であり、５～１５が好ましく、６～１０がより好ましく、同じであっても異なっていてもよい。また、ｎ3及びｎ4はそれぞれ４～２４の数であり、４～１２が好ましく、５～１０がより好ましく、同じであっても異なっていてもよい。また、Ｒは独立して水素原子、または炭素数４～４０、好ましくは５～２０、より好ましくは６～１５の直鎖又は分岐鎖のアルキル基又はアルケニル基を示す。Ｒの具体例としては、水素原子、または、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ラウリル基、ステアリル基及びこれらの構造異性体などが挙げられる。
前記式（３－１）～（５）の具体例としては、以下のような構造が挙げられる。
Figure 0007283409000013
また、前記式（１）中、Ｑは独立して下記式（２）
Figure 0007283409000014
 （式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4は独立して、水素原子、または炭素数１～５のアルキル基であって、ｘ１、ｘ２はそれぞれ０～４の数である。）
で示されるシクロヘキサン骨格を有する炭素数６～６０、好ましくは８～３０、より好ましくは１０～２０の２価の脂環式炭化水素基である。
ここで、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4の具体例としては、水素原子、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｔ－ブチル基などが挙げられる。これらの中でも水素原子やメチル基が好ましい。なお、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4は同じであっても異なっていてもよい。
また、前記ｘ１、ｘ２はそれぞれ０～４の数であり、好ましくは０～２の数である。なお、ｘ１、ｘ２は同じであっても異なっていてもよい。
また、前記式（１）中、Ｑの具体例としては、以下のような構造が挙げられる。
Figure 0007283409000015
前記式（１）において、ＷはＢまたはＱである。前記Ｗについては、後述する製造方法の違いによって、いずれの構造単位を選ぶかが決まる。
また、前記（１）において、ｎは１～１００であり、好ましくは１～５０であり、より好ましくは１～４０である。また、ｍは０～１００であり、好ましくは１～５０であり、より好ましくは１～４０である。
本発明のビスマレイミド化合物の数平均分子量（Ｍｎ）としては特に制限はないが、好ましくは３，０００～５０，０００、より好ましくは３，５００～３０，０００、更に好ましくは４，０００～２０，０００である。この範囲であれば、本発明のビスマレイミド化合物を樹脂組成物に配合した際の粘度が高くなり過ぎず、さらに該樹脂組成物の硬化物が高い強度を有する。
本明細書中で言及する数平均分子量（Ｍｎ）とは、下記条件で測定したＧＰＣによるポリスチレンを標準物質とした数平均分子量を指すこととする。
［ＧＰＣ測定条件］
展開溶媒：テトラヒドロフラン
流速：０．６ｍＬ／ｍｉｎ
カラム：ＴＳＫ Ｇｕａｒｄｃｏｌｕｍｎ ＳｕｐｅｒＨ－Ｌ
ＴＳＫｇｅｌ ＳｕｐｅｒＨ４０００（６．０ｍｍＩ．Ｄ．×１５ｃｍ×１）
ＴＳＫｇｅｌ ＳｕｐｅｒＨ３０００（６．０ｍｍＩ．Ｄ．×１５ｃｍ×１）
ＴＳＫｇｅｌ ＳｕｐｅｒＨ２０００（６．０ｍｍＩ．Ｄ．×１５ｃｍ×２）
（いずれも東ソー社製）
カラム温度：４０℃
試料注入量：２０μＬ（試料濃度：０．５質量％－テトラヒドロフラン溶液）
検出器：示差屈折率計（ＲＩ）
本発明の式（１）で示されるビスマレイミド化合物において、式中のｎ及びｍで括られた各繰り返し単位の順序は限定されず、結合様式は、交互であっても、ブロックであっても、ランダムであってもよいが、ブロック結合であることが好ましい。
＜ビスマレイミド化合物の製造方法＞
本発明のビスマレイミド化合物の製造方法については、特に制限はないが、例えば以下に示す２つの方法により効率的に製造することができる。
製造方法１
一つの方法としては、下記式（６）
Figure 0007283409000016
 （式中、Ａは前記式（１）で示されたものと同じである。）
で示される酸無水物と、
下記式（７）
Figure 0007283409000017
 （式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、ｘ１及びｘ２は前記式（１）で示されたものと同じである。）
で示される脂環式ジアミンとでアミック酸を合成し、閉環脱水する工程Ａと、
該工程Ａに次いで、前記工程Ａで得られた反応物と、
下記式（８）
Ｈ2Ｎ－Ｂ－ＮＨ2（８）
（式中、Ｂは前記式（１）で示されたものと同じである。）
で示されるジアミンとでアミック酸を合成し、閉環脱水する工程Ｂと、
該工程Ｂに次いで、前記工程Ｂで得られた反応物と、無水マレイン酸とで、マレアミック酸を合成し、閉環脱水することによって分子鎖末端をマレイミド基で封鎖する工程Ｃとを有するビスマレイミド化合物の製造方法である。
製造方法２
もう一つの方法としては、下記式（６）
Figure 0007283409000018
 （式中、Ａは前記式（１）で示されたものと同じである。）
で示される酸無水物と、
下記式（８）
Ｈ2Ｎ－Ｂ－ＮＨ2（８）
（式中、Ｂは前記式（１）で示されたものと同じである。）
で示されるジアミンとでアミック酸を合成し、閉環脱水する工程Ａ’と、
該工程Ａ’に次いで、前記工程Ａ’で得られた反応物と、
下記式（７）
Figure 0007283409000019
 （式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、ｘ１または及びｘ２は前記式（１）で示されたものと同じである。）
で示される脂環式ジアミンとでアミック酸を合成し、閉環脱水する工程Ｂ’と、
該工程Ｂ’に次いで、前記工程Ｂ’で得られた反応物と、無水マレイン酸とで、マレアミック酸を合成し、閉環脱水することによって分子鎖末端を封鎖する工程Ｃ’とを有するビスマレイミド化合物の製造方法である。
上記二つの製造方法を示したが、基本的な流れとしてはテトラカルボン酸二無水物とジアミンとでアミック酸を合成し、閉環脱水する工程Ａ（又は工程Ａ’）を経て、工程Ａ（又は工程Ａ’）の後に先の工程Ａ（又は工程Ａ’）とは異なるジアミンを加えてアミック酸を合成し、さらに閉環脱水する工程Ｂ（又は工程Ｂ’）を経て、工程Ｂ（又は工程Ｂ’）の後に無水マレイン酸を反応させ、マレアミック酸を合成し、最後に閉環脱水することによって分子鎖末端をマレイミド基で封鎖する工程Ｃ（又は工程Ｃ’）を経ることでビスマレイミド化合物を得ることができる。上記二つの製造方法の異なる点は、主に、投入するジアミンの種類の順番のみである。
上記二つの製造方法において、各工程は、アミック酸又はマレアミック酸の合成反応と閉環脱水反応との二つに大別することができ、以下に詳述する。
工程Ａ（又は工程Ａ’）では、まず初めに特定のテトラカルボン酸二無水物と特定のジアミンを反応させることでアミック酸を合成する。この反応は、一般的には、有機溶媒（例えば、非極性溶媒又は高沸点非プロトン性極性溶媒）中、室温（２５℃）～１００℃で反応が進行する。
続く、アミック酸の閉環脱水反応は９０～１２０℃の条件で反応した後、縮合反応により副生した水を系中から取り除きながら進行させる。閉環脱水反応を促進させるために有機溶媒（例えば、非極性溶媒、高沸点非プロトン性極性溶媒等）や酸触媒を添加することもできる。
有機溶媒としては、トルエン、キシレン、アニソール、ビフェニル、ナフタレン、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）等が挙げられる。これらは、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。また酸触媒としては、硫酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸等が挙げられる。これらは、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
テトラカルボン酸二無水物とジアミンのモル比は、テトラカルボン酸二無水物／ジアミン＝１．０１～１．５０／１．０とすることが好ましく、テトラカルボン酸二無水物／ジアミン＝１．０１～１．３５／１．０とすることがより好ましい。この比で配合することで、結果的に両末端イミド基含有コポリマーを合成することができる。
工程Ｂ（又は工程Ｂ’）では、まず初めに工程Ａ（又は工程Ａ’）によって得られた両末端イミド基含有コポリマーと特定のジアミンを反応させることでアミック酸を合成する。この反応も、一般的には、有機溶媒（例えば、非極性溶媒又は高沸点非プロトン性極性溶媒）中、室温（２５℃）～１００℃で反応が進行する。
同様にして、続くアミック酸の閉環脱水反応は９５～１２０℃の条件で反応した後、縮合反応により副生した水を系中から取り除きながら進行させる。閉環脱水反応を促進させるために有機溶媒（例えば、非極性溶媒、高沸点非プロトン性極性溶媒等）や酸触媒を添加することもできる。
有機溶媒としては、トルエン、キシレン、アニソール、ビフェニル、ナフタレン、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）等が挙げられる。これらは、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。また酸触媒としては、硫酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸等が挙げられる。これらは、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
両末端イミド基含有コポリマーとジアミンのモル比は、１．０：１．６～２．５であることが好ましく、１．０：１．８～２．２であることがより好ましい。
工程Ｃ（又は工程Ｃ’）では、工程Ｂ（又は工程Ｂ’）で得られた両末端にアミノ基を有するジアミンと、無水マレイン酸とを室温（２５℃）～１００℃で反応させることでマレアミック酸を合成し、最後に９５～１２０℃の条件で副生する系中の水を取り除きながら閉環脱水することによって分子鎖末端をマレイミド基で封鎖し、目的とするビスマレイミド化合物を得ることができる。前記分子鎖末端のマレイミド基による封鎖反応を１２０℃以下で行うと、副反応や高分子量体が生じにくくなるため好ましい。
このような製造方法であれば、得られるビスマレイミド化合物はブロックコポリマー構造を有するため、合成された樹脂の相溶性を均一にかつ向上させることができる。
両末端にアミノ基を有するジアミンと無水マレイン酸のモル比比は、１．０：１．６～２．５とすることが好ましく、１．０：１．８～２．２とすることがより好ましい。
本発明の化合物の精製方法は、常法でよく、再沈降などを用いることができる。
以下、実施例、参考例及び比較参考例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、実施例、参考例及び比較参考例中において、「室温」は２５℃を意味する。
［実施例１］（ビスマレイミド化合物の製造、反応式１）
攪拌機、ディーンスターク管、冷却コンデンサー、温度計を備えた２Ｌのガラス製４つ口フラスコに、イソホロンジアミン３７，２５ｇ（０．２１９モル）、ピロメリット酸無水物７６．９４ｇ（０．３５モル）、トルエン３５０ｇを加え、８０℃で３時間撹拌することでアミック酸を合成した。その後、そのまま１１０℃に昇温し、副生した水分を留去しながら４時間撹拌し、ブロックコポリマーを合成した。
その後、室温まで冷却したブロックコポリマー溶液入りのフラスコに、Ｐｒｉａｍｉｎｅ―１０７５（ＣＲＯＤＡ製、下記式（３’）～（５’）で示されるダイマージアミンを含むジアミン化合物：Ｈ2Ｎ－Ｃ36Ｈ70－ＮＨ2（平均組成式））１１６．８８ｇ（０．２１９モル）を加え、８０℃で３時間撹拌することでアミック酸を合成した。その後、そのまま１１０℃に昇温し、副生した水分を留去しながら４時間撹拌し、両末端ジアミン体を合成した。
Figure 0007283409000020
 得られた両末端ジアミン体溶液入りのフラスコを室温まで冷却してから無水マレイン酸を１８．８８ｇ（０．１９３モル）加え、再び加熱して８０℃で３時間撹拌することでアミック酸を合成した。その後、そのまま１１０℃に昇温し、副生した水分を留去しながら１５時間撹拌し、３００ｇの水で５回水洗し、ビスマレイミド化合物のワニスを得た。その後、ワニスを３，０００ｇのイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）に滴下させることで再沈殿工程を実施し、溶剤を取り除いて乾燥させることで目的の濃褐色固体を得た。得られた生成物の1Ｈ－ＮＭＲ及びＩＲスペクトルから、下記反応式１の式（９）で示される構造を有するビスマレイミド化合物１（数平均分子量：８，０００）であることがわかった。1Ｈ－ＮＭＲスペクトルを図１に、ＩＲスペクトルを図２に示す。
Figure 0007283409000021
Ｈ2Ｎ－Ｃ36Ｈ70－ＮＨ2はＰｒｉａｍｉｎｅ－１０７５を示す。
ｍ≒３、ｎ≒１（それぞれ平均値）
1Ｈ－ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ3）δ０．８０－２．００（アルキル基、１００Ｈ）、２．０５－２．２５（－ＣＨ2－ＣＨ 2 －ＣＨ2－、ｍ、－６Ｈ）、３．４７－３．６３（－Ｎ－ＣＨ 2 －ＣＨ2－、ｍ、１２Ｈ）、３．６５－３．８５（－Ｎ－ＣＨ 2 －ＣＨ2－、ｍ、１２Ｈ）、４．２６（－ＣＨ－ＣＨ 2 －Ｃ－、ｄ、１Ｈ）、４．５９（－Ｎ－ＣＨ－ＣＨ2－、ｔ、４Ｈ）、５．０５（－Ｎ－ＣＨ－ＣＨ2－、ｂｒ、１Ｈ）、７．０６－７．１４（芳香族環由来、８Ｈ）、６．７０（マレイミド由来、ｓ、１６Ｈ）、８．１５－８．３６（芳香族環由来、ｍ、４Ｈ）
［実施例２］（ビスマレイミド化合物の製造、反応式２）
攪拌機、ディーンスターク管、冷却コンデンサー、温度計を備えた２Ｌのガラス製４つ口フラスコに、イソホロンジアミン８９．４１ｇ（０．５２５モル）、ピロメリット酸無水物７６．９４ｇ（０．３５モル）、トルエン３５０ｇを加え、８０℃で３時間撹拌することでアミック酸を合成した。その後、そのまま１１０℃に昇温し、副生した水分を留去しながら４時間撹拌し、ブロックコポリマーを合成した。
その後、室温まで冷却したブロックコポリマー溶液入りのフラスコに、Ｐｒｉａｍｉｎｅ―１０７５（ＣＲＯＤＡ製、ジアミン化合物：Ｈ2Ｎ－Ｃ36Ｈ70－ＮＨ2（平均組成式））１１６．８８ｇ（０．２１９モル）を加え、８０℃で３時間撹拌することでアミック酸を合成した。その後、そのまま１１０℃に昇温し、副生した水分を留去しながら４時間撹拌し、両末端ジアミン体を合成した。
得られた両末端ジアミン体溶液入りのフラスコを室温まで冷却してから無水マレイン酸を１８．８８ｇ（０．１９３モル）加え、再び加熱して８０℃で３時間撹拌することでアミック酸を合成した。その後、そのまま１１０℃に昇温し、副生した水分を留去しながら１５時間撹拌し、３００ｇの水で５回水洗し、ビスマレイミド化合物のワニスを得た。その後、ワニスを２，０００ｇのＩＰＡに滴下させることで再沈殿工程を実施し、溶剤を取り除いて乾燥させることで目的の濃褐色固体を得た。得られた生成物の1Ｈ－ＮＭＲ及びＩＲスペクトルから、下記反応式２の式（１０）で示される構造を有するビスマレイミド化合物２（数平均分子量：８，５００）であることがわかった。
Figure 0007283409000022
Ｈ2Ｎ－Ｃ36Ｈ70－ＮＨ2はＰｒｉａｍｉｎｅ－１０７５を示す。
ｍ≒５、ｎ≒１（それぞれ平均値）
［実施例３］（ビスマレイミド化合物の製造、反応式３）
攪拌機、ディーンスターク管、冷却コンデンサー、温度計を備えた２Ｌのガラス製４つ口フラスコに、１，３－ビスアミノメチルシクロヘキサン３１．１３ｇ（０．２１９モル）、ピロメリット酸無水物７６．９４ｇ（０．３５モル）、トルエン３５０ｇを加え、８０℃で３時間撹拌することでアミック酸を合成した。その後、そのまま１１０℃に昇温し、副生した水分を留去しながら４時間撹拌し、ブロックコポリマーを合成した。
その後、室温まで冷却したブロックコポリマー溶液入りのフラスコに、Ｐｒｉａｍｉｎｅ―１０７５（ＣＲＯＤＡ製、ジアミン化合物：Ｈ2Ｎ－Ｃ36Ｈ70－ＮＨ2（平均組成式））１１６．８８ｇ（０．２１９モル）を加え、８０℃で３時間撹拌することでアミック酸を合成した。その後、そのまま１１０℃に昇温し、副生した水分を留去しながら４時間撹拌し、両末端ジアミン体を合成した。
得られた両末端ジアミン体溶液入りのフラスコを室温まで冷却してから無水マレイン酸を１８．８８ｇ（０．１９３モル）加え、再び加熱して８０℃で３時間撹拌することでアミック酸を合成した。その後、そのまま１１０℃に昇温し、副生した水分を留去しながら１５時間撹拌し、３００ｇの水で５回水洗し、ビスマレイミド化合物のワニスを得た。その後、ワニスを２，０００ｇのＩＰＡに滴下させることで再沈殿工程を実施し、溶剤を取り除いて乾燥させることで目的の濃褐色固体を得た。得られた生成物の1Ｈ－ＮＭＲ及びＩＲスペクトルから、下記反応式３の（１１）で示される構造を有するビスマレイミド化合物３（数平均分子量：７６００）であることがわかった。
Figure 0007283409000023
Ｈ2Ｎ－Ｃ36Ｈ70－ＮＨ2はＰｒｉａｍｉｎｅ－１０７５を示す。
ｍ≒３、ｎ≒１（それぞれ平均値）
ビスマレイミド化合物
（ＢＭＩ－１）下記式で示される直鎖アルキレン基含有ビスマレイミド化合物（ＢＭＩ－１５００、Ｄｅｓｉｇｎｅｒ Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ Ｉｎｃ．製、比較参考例用）
Figure 0007283409000024
（ＢＭＩ－２）：下記式で示される直鎖アルキレン基含有ビスマレイミド化合物（ＢＭＩ－３０００Ｊ、Ｄｅｓｉｇｎｅｒ Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ Ｉｎｃ．製、比較参考例用）
Figure 0007283409000025
（ＢＭＩ－３）下記式で示される直鎖アルキレン基含有ビスマレイミド化合物（ＢＭＩ－２５００、Ｄｅｓｉｇｎｅｒ Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ Ｉｎｃ．製、比較参考例用）
Figure 0007283409000026
 ｎ≒３、ｍ≒３（ともに平均値）

（ＢＭＩ－４）４，４’－ジフェニルメタンビスマレイミド（ＢＭＩ－１０００：大和化成（株）製、比較参考例用）
［参考例１～３、比較参考例１～４］
上記実施例１～３で合成したビスマレイミド化合物１～３、及びＢＭＩ－１～４のビスマレイミド化合物をそれぞれ１００ｇ、ジクミルパーオキシド１ｇを金属製のシャーレに配合し、１００℃のホットプレートの上にシャーレを置き、１０分間混合して、ビスマレイミド樹脂組成物を調製した。
相溶性
＜ＰＰＥ樹脂への相溶性＞
上記で調製した各ビスマレイミド樹脂組成物２０ｇ、末端メタクリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂（ＳＡ９０００－１１１、ＳＡＢＩＣ製、分子量４，０００）２０ｇ、トルエン４０ｇを１００ｍＬの透明ガラス瓶に配合し、８０℃で３０分間加熱混合した。その後、室温まで冷却し、外観を確認した。評価結果を表１に記載した。
＜ＢＭＩ－２への相溶性＞
上記で調製した各ビスマレイミド樹脂組成物のうち、実施例１～３で合成したビスマレイミド化合物１～３、ＢＭＩ－３及びＢＭＩ－４を配合した樹脂組成物を各２０ｇ、ＢＭＩ－２を２０ｇ、トルエン４０ｇを１００ｍＬの透明ガラス瓶に配合し、８０℃で３０分間加熱混合した。その後、室温まで冷却し、外観を確認した。評価結果を表１に記載した。
硬化性
＜外観＞
前記実施例１～３で合成したビスマレイミド化合物１～３、及びＢＭＩ－１～４のビスマレイミド化合物をそれぞれ５０ｇ、末端メタクリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂（ＳＡ９０００－１１１）を５０ｇ、ジクミルパーオキシド１ｇを金属製のシャーレに配合し、１００℃のホットプレートの上にシャーレを置き、１０分間混合して、硬化性評価用のビスマレイミド樹脂組成物を調製した。この調製した硬化性評価用のビスマレイミド樹脂組成物を、真空プレス機（ニッコーマテリアルズ製）を用いて厚さ２００μｍのフィルム状に１５０℃、５分間で成形し、１８０℃で２時間ポストキュアして、フィルム状サンプルを作製し、その外観を目視で評価した。評価結果を表１に記載した。
＜ＤＳＣ＞
また、下記の条件により上記硬化性評価用のビスマレイミド樹脂組成物のＤＳＣを測定し、その発熱ピークの数を表１に記載した。
［ＤＳＣ測定条件］
測定装置：ＭＥＴＴＬＥＲ ＴＯＬＥＤＯ社製 ＤＳＣ ３＋
サンプル重量：１０ｍｇ（アルミセル使用）
昇温速度：１０℃／ｍｉｎ
雰囲気：空気
温度範囲：２５～３００℃
＜誘電特性（比誘電率、誘電正接）＞
上記で調製した各ビスマレイミド樹脂組成物を、真空プレス機（ニッコーマテリアルズ製）を用いて厚さ２００μｍのフィルム状に１５０℃、５分間で成形し、１８０℃で２時間ポストキュアして、誘電特性評価用フィルム状サンプルを作製した。その後、該サンプルにネットワークアナライザ（キーサイト社製 Ｅ５０６３－２Ｄ５）とストリップライン（キーコム株式会社製）を接続し、前記フィルムの周波数１０ＧＨｚにおける比誘電率と誘電正接を測定した。測定結果を表１に記載した。
＜ガラス転移温度（Ｔｇ）＞
前記で作製した誘電特性評価用フィルム状サンプルについて、ＴＡインスツルメント製ＤＭＡ－８００を用いてガラス転移温度を測定した。測定結果を表１に記載した。
Figure 0007283409000027
参考例１～３のビスマレイミド樹脂組成物は、比較参考例１～４のビスマレイミド樹脂組成物と比較して、ガラス転移点（Ｔｇ）が高かった。また、参考例１～３のビスマレイミド樹脂組成物で使用したビスマレイミド化合物は、他の樹脂との相溶性が良いことが明らかとなった。
本発明のビスマレイミド化合物であれば、フィルム状、基板状に成形した際に硬化性や物性のばらつきが少なく、高いガラス転移点（Ｔｇ）を有する硬化物を与えるビスマレイミド樹脂組成物を提供することができる。また、本発明のビスマレイミド化合物は、構造の異なる樹脂との相溶性に優れるので、ビスマレイミド樹脂組成物に配合した際に、他の樹脂と併用しやすく、互いの性能を補完してより良い性能を引き出すことが容易である。本発明のビスマレイミド化合物は、具体的には、誘電特性の優れた絶縁材料を必須とする高周波帯向け電子機器に用いる多層プリント配線板への用途などに有用である。

Claims (5)

  1. 下記式（１）
    Figure 0007283409000028
     （式（１）中、Ａは独立して環状構造を含む下記構造式
    Figure 0007283409000029
     （上記構造式中の置換基が結合していない結合手は、式（１）において環状イミド構造を形成するカルボニル炭素と結合するものである。）
    で示されるいずれかの４価の有機基を示す。
    Ｂは独立して下記構造式（３－１）～（５）
    Figure 0007283409000030
     （ｎ 1 、ｎ 2 はそれぞれ５～３０の数であり、同じであっても異なっていてもよく、ｎ 3 及びｎ 4 はそれぞれ４～２４の数であり、同じであっても異なっていてもよい。Ｒは独立して水素原子、または炭素数４～４０の直鎖又は分岐鎖のアルキル基又はアルケニル基を示す。）
    で示される基の１種以上の２価炭化水素基である。
    Ｑは独立して下記式
    Figure 0007283409000031
     で示されるいずれかの２価の脂環式炭化水素基である。
    ＷはＢまたはＱである。ｎは１～１００であり、ｍは０～１００である。また、ｎ及びｍで括られた各繰り返し単位の順序は限定されず、結合様式はブロックである。）
    で示される、数平均分子量が３，０００～５０，０００のビスマレイミド化合物。
  2. 式（１）中のｎは１～５０であり、ｍが１～５０である請求項１に記載のビスマレイミド化合物。
  3. 下記式（６）
    Figure 0007283409000032
     （式中、Ａは環状構造を含む下記構造式
    Figure 0007283409000033
     （上記構造式中の置換基が結合していない結合手は、式（６）において環状イミド構造を形成するカルボニル炭素と結合するものである。）
    で示されるいずれかの４価の有機基である。）
    で示される酸無水物と、
    下記式
    Figure 0007283409000034
     で示されるいずれかの脂環式ジアミンとでアミック酸を合成し、閉環脱水する工程Ａと、
    該工程Ａに次いで、前記工程Ａで得られた反応物と、
    下記式（８）
    Ｈ2Ｎ－Ｂ－ＮＨ2（８）
    （式中、Ｂは下記構造式（３－１）～（５）
    Figure 0007283409000035
     （ｎ 1 、ｎ 2 はそれぞれ５～３０の数であり、同じであっても異なっていてもよく、ｎ 3 及びｎ 4 はそれぞれ４～２４の数であり、同じであっても異なっていてもよい。Ｒは独立して水素原子、または炭素数４～４０の直鎖又は分岐鎖のアルキル基又はアルケニル基を示す。）
    で示される基の１種以上の２価炭化水素基である。）
    で示されるジアミンとでアミック酸を合成し、閉環脱水する工程Ｂと、
    該工程Ｂに次いで、前記工程Ｂで得られた反応物と、無水マレイン酸とで、マレアミック酸を合成し、閉環脱水することによって分子鎖末端を封鎖する工程Ｃとを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のビスマレイミド化合物の製造方法。
  4. 下記式（６）
    Figure 0007283409000036
     （式中、Ａは環状構造を含む下記構造式
    Figure 0007283409000037
     （上記構造式中の置換基が結合していない結合手は、式（６）において環状イミド構造を形成するカルボニル炭素と結合するものである。）
    で示される基のいずれかの４価の有機基である。）
    で示される酸無水物と、
    下記式（８）
    Ｈ2Ｎ－Ｂ－ＮＨ2（８）
    （式中、Ｂは下記構造式（３－１）～（５）
    Figure 0007283409000038
     （ｎ 1 、ｎ 2 はそれぞれ５～３０の数であり、同じであっても異なっていてもよく、ｎ 3 及びｎ 4 はそれぞれ４～２４の数であり、同じであっても異なっていてもよい。Ｒは独立して水素原子、または炭素数４～４０の直鎖又は分岐鎖のアルキル基又はアルケニル基を示す。）
    で示される基の１種以上の２価炭化水素基である。）
    で示されるジアミンとでアミック酸を合成し、閉環脱水する工程Ａ’と、
    該工程Ａ’に次いで、前記工程Ａ’で得られた反応物と、
    下記式
    Figure 0007283409000039
     で示されるいずれかの脂環式ジアミンとでアミック酸を合成し、閉環脱水する工程Ｂ’と、
    該工程Ｂ’に次いで、前記工程Ｂ’で得られた反応物と、無水マレイン酸とで、マレアミック酸を合成し、閉環脱水することによって分子鎖末端を封鎖する工程Ｃ’とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のビスマレイミド化合物の製造方法。
  5. 工程Ａ、工程Ｂ及び工程Ｃを、トルエン、キシレン、アニソール、ビフェニル、ナフタレン、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）及びジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）から選ばれる少なくとも１種の有機溶媒存在下で行う請求項３又は４に記載の製造方法。
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