JPH05178796A - 3,3’−ジニトロ−5,5’−ビス(トリフルオロメチル)ジフェニルエーテルの製造方法 - Google Patents

3,3’−ジニトロ−5,5’−ビス(トリフルオロメチル)ジフェニルエーテルの製造方法

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JPH05178796A
JPH05178796A JP16902192A JP16902192A JPH05178796A JP H05178796 A JPH05178796 A JP H05178796A JP 16902192 A JP16902192 A JP 16902192A JP 16902192 A JP16902192 A JP 16902192A JP H05178796 A JPH05178796 A JP H05178796A
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匡之 大江
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 下記式で表される3,3′−ジニトロ−5,
5′−ビス(トリフルオロメチル)ジフェニルエーテル
の製造方法を提供する。 【構成】 3,5−ジニトロトリフルオロメチルベンゼ
ンを亜硝酸塩の存在下、非プロトン性極性溶剤中で自己
縮合反応させる。 【効果】 低誘電性で、成形加工性に優れたポリイミド
用の芳香族ジアミンの原料として有用である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、3,3’−ジニトロ−
5,5’−ビス(トリフルオロメチル)ジフェニルエ−
テルの製造方法に関するものである。3,3’−ジニト
ロ−5,5’−ビス(トリフルオロメチル)ジフェニル
エ−テルは、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミ
ド、ビスマレイミドあるいはエポキシ樹脂等の出発原料
として有用な3,3’−ジアミノ−5,5’−ビス(ト
リフルオロメチル)ジフェニルエーテルの中間体であ
る。
【0002】
【従来の技術】近年、エレクトロニクスの発展にともな
い、多層回路基盤の絶縁材料の開発研究が幅広く進めら
れている。有機材料の中で、特に、ポリイミドは、耐熱
性、寸法安定性に優れ、また無機材料に比較して誘電率
が低いため、低誘電材料として有望である。しかしなが
ら、電子回路の高集積化にともない、さらに誘電率の低
い材料が望まれている。
【0003】ポリイミドの誘電率を低下させる手法とし
て、ポリイミドの分子ユニットに、フッ素を導入するこ
とが知られている。このような目的で、低誘電率材料と
してのポリイミド用として、ヘキサフルオロイソプロピ
リデン基を含む芳香族ジアミン(EP公開公報299,
865号)等が開示されている。しかしながら、これら
の芳香族ジアミンは、合成法が多段階であったり、又、
それらから得られるポリイミド樹脂を成形加工する際の
熱流動性が不足している等、工業的に問題がある。この
ため、低誘電で、しかも、成形加工性に優れたポリイミ
ドが望まれていた。
【0004】成形加工性を向上させる手段として、芳香
核におけるアミノ基の置換位置が、結合基に対してメタ
位にあり、しかも、エーテル基で連結されていることが
有効であることも知られている。このことから、例え
ば、3,3′−ジアミノ−5,5´−ビス(トリフルオ
ロメチル)ジフェニルエ−テルをモノマーユニットとす
るポリイミドは低誘電性で、かつ、成形加工性に優れた
ものになることが期待できる。その前駆体であるジニト
ロ化合物の製造法に関しては、米国特許第4,990,
670に、3,5−ジニトロトリフルオロメチルベンゼ
ンを水及び塩基の存在下で縮合させる方法が開示されて
いる。
【0005】この方法では、反応の第1段階として、
3,5−ジニトロトリフルオロメチルベンゼンの1個の
ニトロ基が塩基の存在下、水によって加水分解され、第
2段階として、3,5−ジニトロトリフルオロメチルベ
ンゼンと、第1段階で得られたフェノール誘導体と塩基
によって生成するフェノキシドアニオンとの縮合がおこ
って目的物である3,3′−ジニトロ−5,5´−ビス
(トリフルオロメチル)ジフェニルエ−テルが得られ
る。しかし、3,5−ジニトロトリフルオロメチルベン
ゼンの場合、ニトロ基がメタ位で相対するため活性が低
く、この反応の第1段階であるニトロ基のOH- による
求核置換反応には、大きなエネルギーを必要とし、該特
許においては、温度160℃で、24時間の反応を必要
とすることが記載されている。また、この方法では、副
生物として、フェノール体やアゾキシ体の生成が予測さ
れ、再結晶等の精製工程が必要となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、低誘
電性ポリイミドの原料として非常に有望である3,3′
−ジアミノ−5,5´−ビス(トリフルオロメチル)ジ
フェニルエ−テルの前駆体である3,3′−ジニトロ−
5,5´−ビス(トリフルオロメチル)ジフェニルエ−
テルを工業的に有利な方法で、しかも、副反応の抑制さ
れた反応条件下、高収率で製造する方法を提供すること
にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するため鋭意検討した結果、本発明を完成するに
到った。すなわち、本発明は、式(1)(化3)で表さ
れる3,5−ジニトロトリフルオロメチルベンゼンを亜
硝酸塩の存在下、非プロトン性極性溶剤中で自己縮合反
応させることにより式(2)(化4)で表される3,
3’−ジニトロ−5,5’−ビス(トリフルオロメチ
ル)ジフェニルエーテルを製造する方法に関するもので
ある。
【0008】
【化3】
【0009】
【化4】
【0010】本発明の製造方法により、3,5−ジニト
ロトリフルオロメチルベンゼンを原料として、トリフル
オロメチル基を含有し、かつ、ニトロ基および結合基の
置換位置がメタ位で結合した、3,3’−ジニトロ−
5,5’−ビス(トリフルオロメチル)ジフェニルエー
テルを、一段階で合成することができる。このジニトロ
体は、還元により定量的に対応するジアミンに誘導する
ことができる。
【0011】本発明の製造方法によれば、反応の第1段
階として、原料である3,5−ジニトロトリフルオロメ
チルベンゼンのニトロ基が亜硝酸塩から生成するNO2
- の攻撃を受け、式(3)で表される中間体を経た後、
脱N2 3 して式(4)(化5)で表されるフェノキシ
ドアニオンを生成する反応機構が考えられる。
【0012】
【化5】
【0013】このようにして生じたフェノキシドアニオ
ンは、速やかに、もう1分子の3,5−ジニトロトリフ
ルオロメチルベンゼンと反応し、3,3’−ジニトロ−
5,5’−ビス(トリフルオロメチル)ジフェニルエー
テルを生成する。この際、極めて有利なことに、フェノ
キシドアニオンと3,5−ジニトロトリフルオロメチル
ベンゼンの縮合で生じたNO2 - が、再び他の3,5−
ジニトロトリフルオロメチルベンゼンを攻撃し、フェノ
キシドアニオンを発生させる。このため、反応の最初に
加える亜硝酸塩は触媒量でよい。そのうえ、本発明の方
法では、フェノール中間体を経由せずに直接フェノキシ
ドアニオンを生成するため、副生物は生成しない。
【0014】反応メカニズムに関しては、例えば、Jour
nal of Organic Chemistry, 42 No.21,3431 〜3434に4
−ニトロフタルイミドの亜硝酸塩による縮合について記
載されている。本発明の製造法である3,5−ジニトロ
トリフルオロメチルベンゼンの縮合は、上記方法と異な
り、原料及び目的物の両方がジニトロ化合物であるた
め、生成した3,3’−ジニトロ−5,5’−ビス(ト
リフルオロメチル)ジフェニルエーテルが、更にフェノ
キシドアニオンの攻撃を受け、不純物として3核体、ま
たはそれ以上の多核体物の生成が予想された。しかしな
がら、本発明者らは、反応を詳細に検討した結果、驚く
べきことに、3,5−ジニトロトリフルオロメチルベン
ゼンの縮合に於いては、原料である3,5−ジニトロト
リフルオロメチルベンゼンと目的物である3,3’−ジ
ニトロ−5,5’−ビス(トリフルオロメチル)ジフェ
ニルエーテルの反応性が大きく異なるため、不純物であ
る3核体等の生成は殆ど起こらないことを見いだした。
【0015】以下、本発明の3,3’−ジニトロ−5,
5’−ビス(トリフルオロメチル)ジフェニルエーテル
の製造法を具体的に説明する。この化合物は、3,5−
ジニトロトリフルオロメチルベンゼンを亜硝酸塩の存在
下、非プロトン性極性溶剤中で自己縮合反応させること
により高収率で製造できる。本発明で使用する3,5−
ジニトロトリフルオロメチルベンゼンは、トリフルオロ
メチルベンゼンを通常の方法でニトロ化することによっ
て製造される。本発明の方法で使用する亜硝酸塩として
は、亜硝酸カリウム、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カルシ
ウム、亜硝酸亜マグネシウム、亜硝酸リチウム、亜硝酸
アンモニウム等が好ましく用いられ、その他の金属の亜
硝酸塩も使用できる。これらの亜硝酸塩の使用量は、原
料の3,5−ジニトロトリフルオロメチルベンゼンに対
し、0.01〜5倍モル、好ましくは0.1〜2倍モル
である。
【0016】本発明の方法で使用する非プロトン性極性
溶剤としては、ホルムアミド、N−メチルホルムアミ
ド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチル
ホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メ
チルピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジ
ノン、ジメチルスルホキシド、スルホラン等が挙げられ
る。これらの溶剤の使用量は、特に限定されないが、通
常、原料に対して1〜10重量倍である。本発明の方法
では、反応溶媒中に水が存在すると、生じたフェノキシ
ドアニオンが加水分解を起こし、フェノール誘導体とな
るので、反応は無水条件下で行うことが好ましい。本発
明の方法では、反応を促進するため、触媒として銅粉お
よび銅系化合物またはクラウンエーテル、ポリエチレン
グリコール、四級アンモニウム塩、四級ホスホニウム塩
のような相間移動触媒を使用してもなんら差しつかえな
い。
【0017】反応温度は、通常、100〜230℃、好
ましくは120〜200℃である。反応時間は1〜30
時間である。本発明の一般的な反応方法としては、所定
量の原料を溶剤に加え、所定の温度で反応させれば良
い。また、場合によっては、ベンゼン、トルエン、キシ
レン等の共沸脱水溶剤を加え、脱水させながら昇温し
て、反応してもよい。反応の終点は、薄層クロマトグラ
フィーまたは高速液体クロマトグラフィーにより原料の
減少をみながら決定することができる。
【0018】反応終了後、濃縮した後に、あるいはその
ままで、水中等に排出して、粗3,3’−ジニトロ−
5,5’−ビス(トリフルオロメチル)ジフェニルエー
テルを得る。このものは、溶剤、例えば、アルコール等
で再結晶またはスラッジングすることにより精製するこ
とができる。
【0019】
【実施例】以下、本発明の方法を実施例により、更に詳
細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものでは
ない。 実施例1 攪拌装置、温度計および還流冷却器を備えたフラスコ
に、3,5−ジニトロトリフルオロメチルベンゼン3
5.7g(0.151mol)、亜硝酸ナトリウム1
6.6g(0.242mol)および1,3−ジメチル
−2−イミダゾリジノン300mlを入れ、窒素ガスを
通気させながら攪拌しながら昇温し、130℃で10時
間反応を行った。反応終了後、内容物を水1l中に排出
し、析出した固形分を濾過し、乾燥して、粗3,3’−
ジニトロ−5,5’−ビス(トリフルオロメチル)ジフ
ェニルエーテル35.8g(収率60%、純度90%)
を得た。このものを、メタノ−ル60gでスラッジング
を行い、純度99%の淡黄色の結晶を得た。 融点 121〜122.5℃ 1 H−NMR δ(CDCl3 、ppm) 7.65(2H、S(br)、6および6’−H) 8.05(2H、S(br)、2および2’−H) 8.35(2H、S(br)、4および4’−H) 元素分析(C146 2 5 6 計算値(%) 42.44 1.53 7.07 28.77 実測値(%) 42.34 1.54 7.01 28.71
【0020】実施例2 実施例1と同様の装置に水分離器を備え、3,5−ジニ
トロトリフルオロメチルベンゼン35.7g(0.15
1mol)、亜硝酸カルシウム1水和物15g(0.1
0mol)、トルエン30mlおよび1,3−ジメチル
−2−イミダゾリジノン300mlを入れ、窒素ガスを
通気させながら攪拌しながら昇温した。トルエンの還流
状態で、共沸して出る水を水分離器により系外に除去し
た。共沸脱水を行った後、トルエンを留去させながら昇
温し、内温140℃で10時間反応を行った。反応終了
後、内容物を水1l中に排出し、析出した固形分を濾
過、乾燥して、粗3,3’−ジニトロ−5,5’−ビス
(トリフルオロメチル)ジフェニルエーテル32.8g
(収率55%、純度88%)を得た。
【0021】実施例3 実施例1において、溶剤としてN,N−ジメチルホルム
アミドを使用し、反応温度150℃で実施例1と同様に
反応を行い、粗3,3’−ジニトロ−5,5’−ビス
(トリフルオロメチル)ジフェニルエーテル29.8g
(収率50%、純度89%)を得た。 実施例4 亜硝酸カリウム20.6gおよび触媒として18−クラ
ウン−6−エーテル0.5gを用いた以外は、実施例1
と同様に反応を行い、粗3,3’−ジニトロ−5,5’
−ビス(トリフルオロメチル)ジフェニルエーテル3
7.6g(収率63%、純度91%)を得た。
【0022】
【発明の効果】本発明は、新規な芳香族ニトロ化合物を
高収率で製造する方法を提供するものである。この化合
物から得られる芳香族ジアミンは、低誘電率で、しか
も、成形加工性に優れたポリイミド等の原料として有用
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大江 匡之 大阪府高石市高砂1丁目6番地 三井東圧 化学株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 式(1)(化1)で表される3,5−ジ
    ニトロトリフルオロメチルベンゼン 【化1】 を亜硝酸塩の存在下、非プロトン性極性溶剤中で、自己
    縮合反応させることを特徴とする式(2)(化2)で表
    される3,3’−ジニトロ−5,5’−ビス(トリフル
    オロメチル)ジフェニルエ−テルの製造方法。 【化2】
JP16902192A 1991-10-11 1992-06-26 3,3’−ジニトロ−5,5’−ビス(トリフルオロメチル)ジフェニルエーテルの製造方法 Expired - Fee Related JP3132784B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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