JPH06100534A - Production of bismaleimide - Google Patents

Production of bismaleimide

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JPH06100534A
JPH06100534A JP4248273A JP24827392A JPH06100534A JP H06100534 A JPH06100534 A JP H06100534A JP 4248273 A JP4248273 A JP 4248273A JP 24827392 A JP24827392 A JP 24827392A JP H06100534 A JPH06100534 A JP H06100534A
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JP
Japan
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bismaleimide
acid
producing
mol
reaction
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4248273A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroya Okumura
浩也 奥村
Koji Shibata
孝司 柴田
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Takeda Pharmaceutical Co Ltd
Original Assignee
Takeda Chemical Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a high-purity bismaleimide in an easily separable and recoverable state in high yield by carrying out the dehydrative cyclization reaction of bismaleamic acid in the absence of an acid catalyst and an acid dehydration agent at a temperature lower than the temperature capable of suppressing the formation of by-product. CONSTITUTION:Bismaleamic acid obtained by reacting maleic anhydride with a diamine is subjected to dehydrative cyclization in the presence of a lower alcohol (especially preferably methanol) and a tertiary amine [preferably tri(1-10C alkyl)amine, especially triethylamine) at 0-40 deg.C (preferably 0-25 deg.C) using a carbodiimide (e.g. dicyclohexylcarbodiimide) as a dehydration agent to obtain a bismaleimide. Preferably, the amount of the carbodiimide is 2-10mol (especially 2-3mol), that of the lower alcohol is >=0.001mol and the tertiary amine is 0.01-50mol (especially 0.01-5mol) based on 1mol of bismaleamic acid.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高純度のビスマレイミ
ドを高収率で製造する方法に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing high-purity bismaleimide in high yield.

【0002】[0002]

【従来の技術】ビスマレイミドは、単独で又はこれと他
のモノマーとを組合せて耐熱性、寸法安定性に優れた熱
硬化物を形成する。特に、この硬化物は300℃程度の
高温においても機械的強度や物性の低下があまり見られ
ないため、これとガラス繊維や炭素繊維との複合材は軽
量、高強度、超耐熱性を具備しており、航空機あるいは
自動車用エンジン周辺等の各種部材のための信頼性の高
い耐熱材料として注目されている。
Bismaleimide, alone or in combination with other monomers, forms a thermosetting product having excellent heat resistance and dimensional stability. In particular, this cured product does not show a significant decrease in mechanical strength and physical properties even at a high temperature of about 300 ° C. Therefore, the composite material of this cured product and glass fiber or carbon fiber is lightweight, has high strength, and has super heat resistance. Therefore, it is attracting attention as a highly reliable heat-resistant material for various members such as around aircraft or automobile engines.

【0003】ビスマレイミドの製造は、無水マレイン酸
とジアミンを反応させて、ビスマレアミド酸を合成する
第1段目の反応、ついで生成したビスマレアミド酸を脱
水閉環させビスマレイミドを合成する第2段目の反応の
2段階の反応により製造され、通常1段および2段目の
反応は連続して行われる。
The production of bismaleimide is carried out by reacting maleic anhydride with a diamine to synthesize bismaleamic acid in the first step, and then producing bismaleamide acid by dehydration ring closure to synthesize bismaleimide in the second step. It is produced by a two-step reaction, and usually the first and second steps are continuously performed.

【0004】通常1段目の反応は定量的に進行するもの
であり、従来の方法においては、室温〜50℃以下で行
われる。次に2段目の反応は副反応物の生成をできるだ
け抑えながら縮合水を除去することによる。
Usually, the first-step reaction proceeds quantitatively, and in the conventional method, it is carried out at room temperature to 50 ° C. or lower. Next, the reaction in the second step is carried out by removing the condensed water while suppressing the formation of by-products.

【0005】縮合水を除去する方法としては、酸触媒の
存在下、もしくは非存在下に縮合水を溶媒と共に留去す
る方法が、例えば特開昭57−159764号公報に開
示されている。しかし、この方法では高温で長時間の反
応を必要とし、高温のため副反応が生起するとともに、
しかもビスマレイミドの収率も低いという欠点がある。
As a method of removing the condensed water, a method of distilling the condensed water together with a solvent in the presence or absence of an acid catalyst is disclosed in, for example, JP-A-57-159764. However, this method requires a long reaction time at a high temperature, and a side reaction occurs due to the high temperature.
Moreover, there is a drawback that the yield of bismaleimide is low.

【0006】また、USP3,018,290のよう
に、無水酢酸などの脱水剤を用いる方法があるが、この
方法はマレイミド化後の反応液から生成したビスマレイ
ミドを分離回収する際に多くの水を必要とすることか
ら、酢酸を含有する多量の廃液を生じ、これを無公害化
するのに多大の費用を要するという欠点を有する。さら
にビスマレイミドの収率、純度とも低い。
There is also a method of using a dehydrating agent such as acetic anhydride as in USP 3,018,290, but this method uses a large amount of water when separating and collecting the bismaleimide produced from the reaction solution after maleimidation. Therefore, there is a drawback in that a large amount of waste liquid containing acetic acid is produced, and it requires a great deal of cost to render it pollution-free. Furthermore, the yield and purity of bismaleimide are low.

【0007】又、上記の従来法のように脱水剤や触媒と
して酸を使用する場合には、生成するビスマレイミド中
に酸が残留することは実質上避けることができないが、
この残留酸は、ビスマレイミドを硬化するとき、その硬
化反応に好ましくない影響を及ぼす。ビスマレイミドの
硬化反応機構は複雑であるが、主反応として無水マレイ
ン酸由来の炭素−炭素二重結合による付加反応の他、硬
化の際使用されるジアミンとの付加反応があるが、残留
酸は後者の付加反応を阻害し、硬化が不十分となり、硬
化物の耐熱性を低下させる原因となる。
When an acid is used as a dehydrating agent or a catalyst as in the above-mentioned conventional method, it is unavoidable that the acid remains in the produced bismaleimide.
This residual acid has an unfavorable effect on the curing reaction when curing the bismaleimide. Although the curing reaction mechanism of bismaleimide is complicated, in addition to the addition reaction by the carbon-carbon double bond derived from maleic anhydride as the main reaction, there is an addition reaction with the diamine used during curing, but the residual acid is It hinders the latter addition reaction and causes insufficient curing, resulting in a decrease in heat resistance of the cured product.

【0008】さらに特開平4−198166号公報、同
4−198167号公報には、こうした問題を回避する
ため、ビスマレイミドの製造において酸触媒を使用しな
い方法も提案されている。
Further, JP-A-4-198166 and JP-A-4-198167 also propose a method in which an acid catalyst is not used in the production of bismaleimide in order to avoid such problems.

【0009】しかし、この方法においても、マレアミド
酸のイミド化のための脱水環化反応は、生成する縮合水
を共沸分離するために140℃という高温で実施されて
いる。このような高温下では所望の反応の他に複雑な副
反応も進行し、硬化物を形成した際耐熱性を劣化させる
副生成物の生成が多くなる。
However, also in this method, the dehydration cyclization reaction for imidization of maleamic acid is carried out at a high temperature of 140 ° C. in order to azeotropically separate the condensed water produced. Under such a high temperature, a complicated side reaction progresses in addition to the desired reaction, and when a cured product is formed, the production of by-products that deteriorate the heat resistance increases.

【0010】このように従来提案されているビスマレイ
ミドの製造法は多くの問題を有しており、工業的に実施
するにあたり満足できるものではない。
As described above, the conventionally proposed method for producing a bismaleimide has many problems and is not satisfactory for industrial implementation.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、こうした実
情の下に、ビスマレアミド酸の脱水環化反応を副生成物
を抑制できるより低温において、酸触媒や酸脱水剤を使
用することなく、満足できる反応速度をもって行うこと
ができ、しかも生成するビスマレイミドの分離回収が容
易で、かつ高純度高収率でビスマレイミドを得ることが
できる新規な製造法を提供することを目的とするもので
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION Under the above circumstances, the present invention can be satisfied without using an acid catalyst or an acid dehydrating agent at a lower temperature that can suppress the by-products of the dehydration cyclization reaction of bismaleamic acid. It is an object of the present invention to provide a novel production method which can be carried out at a reaction rate that is possible, which is easy to separate and recover the produced bismaleimide, and which can obtain bismaleimide in high purity and high yield. .

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明者らは無水マレイ
ン酸とジアミンにより合成されるビスマレアミド酸の環
化を低温にて短時間に行うべく鋭意研究を続けていたと
ころ、驚くべきことにカルボジイミドによる環化が溶媒
中で、低級アルコールと第三級アミンの共存下のみにて
進み、しかも高純度のビスマレイミドが高収率で得られ
ることを見出し、本発明に至った。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have been earnestly researching to cyclize bismaleamic acid synthesized by maleic anhydride and diamine at low temperature in a short time, and surprisingly, carbodiimide It was found that the cyclization by the method proceeds in a solvent only in the coexistence of a lower alcohol and a tertiary amine, and a high-purity bismaleimide can be obtained in a high yield, and the present invention has been completed.

【0013】すなわち、本発明は、(1)ビスマレアミ
ド酸を低級アルコール及び第三級アミンの共存下、カル
ボジイミドにより脱水閉環することを特徴とするビスマ
レイミドの製造法及び(2)無水マレイン酸とジアミン
とを反応させ、得られるビスマレアミド酸を低級アルコ
ール及び第三級アミンの共存下、カルボジイミドにより
脱水閉環することを特徴とするビスマレイミドの製造法
をその要旨とするものである。
That is, according to the present invention, (1) a method for producing a bismaleimide which comprises dehydrating and ring-closing a bismaleamic acid with a carbodiimide in the presence of a lower alcohol and a tertiary amine, and (2) maleic anhydride and a diamine. And a bismaleamidic acid obtained by reacting with and a carbodiimide for dehydration ring closure in the coexistence of a lower alcohol and a tertiary amine.

【0014】ビスマレアミド酸は、無水マレイン酸とジ
アミンにより公知の方法により合成される。
Bismaleamic acid is synthesized by a known method from maleic anhydride and diamine.

【0015】前記のジアミンは、式(3) H2N−R’−NH2 (3) (式中、R''は二価の有機基を示す)で表される。The diamine is represented by the formula (3) H 2 N—R′—NH 2 (3) (wherein R ″ represents a divalent organic group).

【0016】式(3)における二価の有機基としては、
脂肪族基、芳香族基、脂環族基、ヘテロ環族基あるいは
それらの組合せの基又はそれらが酸素、硫黄、−CO
−、−SO−、−SO2−、−CONH−、
As the divalent organic group in the formula (3),
An aliphatic group, an aromatic group, an alicyclic group, a heterocyclic group, or a group of a combination thereof, or those containing oxygen, sulfur, or -CO.
-, - SO -, - SO 2 -, - CONH-,

【0017】[0017]

【化1】 [Chemical 1]

【0018】(式中、R3,R4は水素又はC1〜3のアル
キル基を示す)などで結合された基が包含される。これ
らの基はハロゲン基、アルコキシ基などで置換されてい
てもよい。
(Wherein R 3 and R 4 represent hydrogen or a C 1-3 alkyl group) and the like are included. These groups may be substituted with a halogen group, an alkoxy group or the like.

【0019】しかし、これらの中で好ましいものは置換
されていてもよい芳香族基を有するものである。例え
ば、
However, preferred among these are those having an aromatic group which may be substituted. For example,

【0020】[0020]

【化2】 [Chemical 2]

【0021】(式中、R5は水素又はC1-3のアルキル基
を示す)
(In the formula, R 5 represents hydrogen or a C 1-3 alkyl group)

【0022】[0022]

【化3】 [Chemical 3]

【0023】(式中、R6はC1-3のアルキレン基を示
す)
(In the formula, R 6 represents a C 1-3 alkylene group)

【0024】[0024]

【化4】 [Chemical 4]

【0025】{式中、Aは{Where A is

【0026】[0026]

【化5】 [Chemical 5]

【0027】(式中、R7,R8は水素又はC1-3のアル
キル基を示す)、
(Wherein R 7 and R 8 represent hydrogen or a C 1-3 alkyl group),

【0028】[0028]

【化6】 [Chemical 6]

【0029】(式中、R9,R10は水素又はC1-3のアル
キル基を示す)、−O−、−CO−、−SO−、−SO
2−、−CONH−を示す}等である。
(In the formula, R 9 and R 10 represent hydrogen or a C 1-3 alkyl group), —O—, —CO—, —SO—, —SO
2- indicates -CONH-} and the like.

【0030】好ましい具体例としては、例えば4,4’
−ジアミノベンゾフェノン、2,2−ビス(4−アミノ
フェニル)プロパン、ビス(4−アミノフェニル)スル
ホン、ビス(4−アミノフェニル)エーテル、ビス(3
−クロロ−4−アミノフェニル)メタン、(3−アミノ
フェニル−4’−アミノフェニル)メタン、ビス(3−
アミノフェニル)メタン、ビス(4−アミノフェニル)
メタン、4−メチル−m−フェニレンジアミン、p−も
しくはm−キシリレンジアミン、p−もしくはm−フェ
ニレンジアミンなどがあげられる。
A preferred specific example is 4,4 '.
-Diaminobenzophenone, 2,2-bis (4-aminophenyl) propane, bis (4-aminophenyl) sulfone, bis (4-aminophenyl) ether, bis (3
-Chloro-4-aminophenyl) methane, (3-aminophenyl-4'-aminophenyl) methane, bis (3-
Aminophenyl) methane, bis (4-aminophenyl)
Examples include methane, 4-methyl-m-phenylenediamine, p- or m-xylylenediamine, p- or m-phenylenediamine.

【0031】ビスマレアミド酸の製造において無水マレ
イン酸の前記ジアミンに対する使用量は、ジアミン1モ
ルに対して1〜10倍モル、好ましくは1.5〜5倍モ
ル、さらに好ましくは2〜3倍モルである。
In the production of bismaleamic acid, the amount of maleic anhydride to be used is 1 to 10 times, preferably 1.5 to 5 times, and more preferably 2 to 3 times the mol of the diamine. is there.

【0032】本発明は、無水マレイン酸とジアミンとよ
りビスマレアミド酸を製造し、引続きそのビスマレアミ
ド酸を脱水閉環してビスマレイミドを製造することも、
又、ビスマレアミド酸を製造する前段の工程とビスマレ
アミド酸を脱水閉環する後段の工程とを分離してビスマ
レイミドを製造することもできる。
In the present invention, it is also possible to produce bismaleamic acid from maleic anhydride and diamine, and subsequently dehydrate and ring-close the bismaleamic acid to produce bismaleimide.
Also, the bismaleimide can be produced by separating the former step of producing bismaleamic acid and the latter step of dehydration ring closure of bismaleamic acid.

【0033】本発明においてビスマレアミド酸の脱水閉
環反応はカルボジイミドを脱水剤として使用する。
In the present invention, the dehydration ring-closing reaction of bismaleamic acid uses carbodiimide as a dehydrating agent.

【0034】従来の方法では脱水剤として無水酢酸など
の酸触媒を使用しているが、この方法ではマレイミド化
後の反応液から生成したビスマレイミドを分離回収する
際に、多くの水を必要とすることから、酢酸などの酸を
含有する大量の廃水を生じ、これを無公害化するのに多
大な費用を要する欠点を有する。
In the conventional method, an acid catalyst such as acetic anhydride is used as a dehydrating agent, but this method requires a large amount of water when separating and recovering the bismaleimide produced from the reaction solution after maleimidation. Therefore, there is a drawback that a large amount of waste water containing an acid such as acetic acid is produced, and it takes a great deal of cost to render it pollution-free.

【0035】これに対して、カルボジイミドを脱水剤と
して使用すると、生成したビスマレイミドを分離回収す
る際に、水を使用せず、また反応終了後中和を必要とす
る酸も生じない。このような点から本発明によるビスマ
レイミドの製造法は従来法に対して非常に簡便、かつ経
済的である。
On the other hand, when carbodiimide is used as a dehydrating agent, water is not used when separating and recovering the produced bismaleimide, and an acid which requires neutralization after the reaction is not generated. From this point of view, the method for producing the bismaleimide according to the present invention is very simple and economical as compared with the conventional method.

【0036】本発明で使用するカルボジイミドは、式
(4) R1−N=C=N−R2 (4) (式中、R1,R2は水素又はC1-8の炭化水素基を示
す)で表わされる。
The carbodiimide used in the present invention has the formula (4) R 1 -N = C = N-R 2 (4) (wherein R 1 and R 2 are hydrogen or a C 1-8 hydrocarbon group). Shown).

【0037】(4)式中のC1-8の炭化水素基として
は、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n
−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブ
チル、n−ペンチル、イソアミル、tert−アミル、
n−ヘキシル、イソヘキシル、n−ヘプチル、n−オク
チル等のアルキル基;シクロプロピル、シクロブチル、
シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シ
クロオクチル等のシクロアルキル基;フェニル、ベンジ
ル、フェネチル、トルイル、キシリル等の芳香族基等を
挙げることができる。
Examples of the C 1-8 hydrocarbon group in the formula (4) include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl and n.
-Butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, n-pentyl, isoamyl, tert-amyl,
alkyl groups such as n-hexyl, isohexyl, n-heptyl, n-octyl; cyclopropyl, cyclobutyl,
Examples thereof include cycloalkyl groups such as cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl and cyclooctyl; aromatic groups such as phenyl, benzyl, phenethyl, toluyl and xylyl.

【0038】又、これらの炭化水素基は、本反応に不活
性な基により置換されていてもよい。例えばC1〜3アル
コキシ基やハロゲン等が挙げられる。
Further, these hydrocarbon groups may be substituted with a group inert to this reaction. Examples thereof include C 1-3 alkoxy groups and halogens.

【0039】とくに好ましいカルボジイミドの例として
は、ジシクロヘキシルカルボジイミド、ジフェニルカル
ボジイミド、ジメチルカルボジイミド、ジエチルカルボ
ジイミド、ジ−p−トルイルカルボジイミドなどが挙げ
られる。
Examples of particularly preferable carbodiimides include dicyclohexylcarbodiimide, diphenylcarbodiimide, dimethylcarbodiimide, diethylcarbodiimide, di-p-toluylcarbodiimide and the like.

【0040】カルボジイドの使用量は、1モルのビスマ
レアミド酸に対して、2〜10モル、好ましくは2〜5
モル、さらに好ましくは2〜3モルである。
The amount of the carbodide used is 2 to 10 mol, preferably 2 to 5 mol, per 1 mol of bismaleamic acid.
Mol, and more preferably 2-3 mol.

【0041】本発明で使用する低級アルコールは、5個
以下の炭素原子を含むアルコールであればモノアルコー
ル、多価アルコールのどちらかであっても良く、例えば
メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノ
ール、ブタノール、イソブタノール、第二ブタノール、
第三ブタノール、アミルアルコール類、エチレングリコ
ール、グリセリンなどが挙げられる。特に好ましい低級
アルコールはメタノールである。
The lower alcohol used in the present invention may be either a monoalcohol or a polyhydric alcohol as long as it is an alcohol containing 5 or less carbon atoms. For example, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, Isobutanol, secondary butanol,
Examples include tert-butanol, amyl alcohols, ethylene glycol, glycerin and the like. A particularly preferred lower alcohol is methanol.

【0042】低級アルコールの使用量は、1モルのビス
マレアミド酸に対して0.001モル以上であれば特に
制限はなく、低級アルコールそのものを溶媒として使用
してもよい。
The amount of the lower alcohol used is not particularly limited as long as it is 0.001 mol or more per 1 mol of bismaleamic acid, and the lower alcohol itself may be used as a solvent.

【0043】本発明で使用する第三級アミンとしては、
例えばトリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n
−ブチルアミンなどの炭素数1〜10のアルキル基を有
するトリアルキルアミン類、又N,N−ジメチルベンジ
ルアミン、N,N−ジエチルベンジルアミンなどのN,
N−ジアルキルベンジルアミン類、及びジアザビシクロ
[2.2.2]オクタン、1,8−ジアザビシクロ
[5.4.0]7−ウンデセンなどのビシクロ構造をも
つアミン類を用いることができる。特に好ましい第三級
アミンはトリエチルアミンである。
The tertiary amine used in the present invention includes
For example, trimethylamine, triethylamine, tri-n
-Trialkylamines having an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms such as butylamine, N, N-dimethylbenzylamine, N, N-diethylbenzylamine and other N,
N-dialkylbenzylamines and amines having a bicyclo structure such as diazabicyclo [2.2.2] octane and 1,8-diazabicyclo [5.4.0] 7-undecene can be used. A particularly preferred tertiary amine is triethylamine.

【0044】第三級アミンの使用量は、1モルのビスマ
レアミド酸に対して0.01〜50モル、好ましくは
0.01〜10モル、さらに好ましくは0.01〜5モ
ルである。
The amount of the tertiary amine used is 0.01 to 50 mol, preferably 0.01 to 10 mol, and more preferably 0.01 to 5 mol, per 1 mol of bismaleamic acid.

【0045】又、本発明に使用する溶媒は非水系であれ
ば特に制限はないが、反応中間体であるビスマレアミド
酸は一般的な有機溶剤に対しては溶解度が低いため、こ
のビスマレアミド酸を可溶化できる溶剤が好ましい。例
えばメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール
等のアルコール系、アセトン、メチルエチルケトン、メ
チルイソブチルケトン等のケトン系、ジエチルエーテ
ル、ジオキサン等のエーテル系、ジクロロメタン、1,
2−ジクロロエタン、p−ジクロロベンゼン等のハロゲ
ン化炭化水素系、N,N−ジメチルホルムアミド、N,
N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N
−メチル−2−ピロリドン等の非プロトン性極性溶剤な
どの極性溶媒などが挙げられる。
The solvent used in the present invention is not particularly limited as long as it is a non-aqueous solvent. However, since the reaction intermediate bismaleamic acid has a low solubility in general organic solvents, this bismaleamic acid can be used. Solvents that are soluble are preferred. For example, alcohols such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, ethers such as diethyl ether and dioxane, dichloromethane, 1,
2-dichloroethane, halogenated hydrocarbons such as p-dichlorobenzene, N, N-dimethylformamide, N,
N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, N
Examples thereof include polar solvents such as aprotic polar solvents such as -methyl-2-pyrrolidone.

【0046】本発明で使用する溶媒の量としては、無水
マレイン酸とジアミンとの合計量1重量部に対して1〜
100重量部、あるいはビスマレアミド酸1重量部に対
して1〜100重量部である。
The amount of the solvent used in the present invention is 1 to 1 part by weight of the total amount of maleic anhydride and diamine.
100 parts by weight, or 1 to 100 parts by weight with respect to 1 part by weight of bismaleamic acid.

【0047】すでに述べたように、本発明においては無
水マレイン酸とジアミンからビスマレアミド酸を製造す
る前段工程と、ビスマレアミド酸を脱水閉環してビスマ
レイミドを製造する後段工程とが関係するが、両工程を
連続して行うこともでき、又両工程を分離し、別途製造
したビスマレアミド酸を出発材料としてビスマレイミド
を製造することもできる。後者の場合にはもちろんビス
マレアミド酸の製法には制限されることはない。
As described above, in the present invention, the former step of producing bismaleamic acid from maleic anhydride and diamine and the latter step of producing bismaleimide by dehydration ring closure of bismaleamic acid are involved. Can be continuously carried out, or both steps can be separated to produce bismaleimide using separately prepared bismaleamic acid as a starting material. In the latter case, of course, the method for producing bismaleamic acid is not limited.

【0048】本発明は後段のイミド化反応において、低
級アルコールと第三級アミンの共存下に脱水剤としてカ
ルボジイミドを使用することが重要である。この三者は
必須不可欠であって、これらのうちのいずれかを欠いて
もビスマレイミドを得ることはできない。この反応は、
特に加熱しないで0〜40℃、好ましくは0〜25℃の
範囲で、ゆるやかな撹拌下、1〜3時間で進行させるこ
とができる。このような低温において反応を実施できる
ことが、本発明の重要な利点の一つである。このような
低温度ではイソイミド等の副生成物の生成を抑制でき、
収率を高めることができるとともに目的物のビスマレイ
ミドを硬化性樹脂として使用する場合にこの樹脂の特徴
である耐熱性を一層高めることができる。
In the present invention, it is important to use carbodiimide as a dehydrating agent in the coexistence of a lower alcohol and a tertiary amine in the subsequent imidization reaction. These three are indispensable, and bismaleimide cannot be obtained without any of these. This reaction is
It can be made to proceed in a range of 0 to 40 ° C., preferably 0 to 25 ° C., without particular heating, under gentle stirring for 1 to 3 hours. The ability to carry out the reaction at such low temperatures is one of the important advantages of the present invention. At such a low temperature, formation of by-products such as isoimide can be suppressed,
The yield can be increased, and when the target bismaleimide is used as a curable resin, the heat resistance, which is a characteristic of this resin, can be further increased.

【0049】反応終了後、ビスマレイミドの分離・回収
は次のようにして容易に行うことができる。すなわち反
応混合物より溶媒を除去して濃縮し、この濃縮液に酢酸
エチルを添加してカルボジイミド水和物を析出せしめ
て、これを濾過分離する。濾液からさらに溶媒を除去し
て乾燥し、高純度の生成物ビスマレイミドを得ることが
できる。
After completion of the reaction, the bismaleimide can be easily separated and recovered as follows. That is, the reaction mixture is concentrated by removing the solvent, ethyl acetate is added to this concentrated liquid to precipitate carbodiimide hydrate, and this is separated by filtration. The solvent can be further removed from the filtrate and dried to obtain a high-purity product bismaleimide.

【0050】このように、本発明においてはイミド化に
際して脱離する水は、カルボジイミドにより水和捕捉さ
れ、しかも、この水和物は反応系から容易に析出・分離
することができる。又、反応に酸脱水剤や酸触媒を使用
しないため、生成するビスマレイミドの分離・回収ある
いは洗浄のために水を必要とせず、したがって、酸を含
んだ廃水処理の問題に煩わされることなく、反応混合物
から簡単な操作で高純度のビスマレイミドを得ることが
できる。
As described above, in the present invention, the water released during the imidization is hydrated and trapped by the carbodiimide, and the hydrate can be easily precipitated and separated from the reaction system. Further, since an acid dehydrating agent or an acid catalyst is not used in the reaction, water is not required for separation / collection or washing of the produced bismaleimide, therefore, without being troubled by the problem of treating wastewater containing an acid, High-purity bismaleimide can be obtained from the reaction mixture by a simple operation.

【0051】そして、本発明により得られたビスマレイ
ミドは、その硬化反応を阻害する酸を含んでいない。そ
の上、本発明はイミド化反応を0〜40℃という低温度
において十分な反応速度をもって実施することができる
ので、副生成物を抑制でき、ビスマレイミドを硬化物と
したとき耐熱性等を低下させるイソイミド等の副生も極
めて少ない。
The bismaleimide obtained according to the present invention does not contain an acid which inhibits the curing reaction. In addition, the present invention can carry out the imidization reaction at a low reaction temperature of 0 to 40 ° C. with a sufficient reaction rate, so that by-products can be suppressed and heat resistance and the like are reduced when bismaleimide is used as a cured product. Very few by-products such as isoimide are produced.

【0052】このように本発明により得られたビスマレ
イミドは、単に純度が高いだけでなく、不純物のうちで
も特に問題となる成分に関しては全く含まないか、ある
いは極めて少量である。
As described above, the bismaleimide obtained according to the present invention is not only high in purity, but also does not contain any impurities which are particularly problematic, or the amount thereof is extremely small.

【0053】[0053]

【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説
明する。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.

【0054】実施例1 (ビスマレアミド酸の製造)無水マレイン酸10.8g
(0.11モル)を、1,2−ジクロロエタン100g
に溶解し、冷却管、温度計、滴下ロート及び撹拌機を取
り付けた300mlの4ツ口フラスコに入れた。
Example 1 (Production of bismaleamic acid) 10.8 g of maleic anhydride
(0.11 mol), 100 g of 1,2-dichloroethane
It was then dissolved in the mixture and placed in a 300 ml four-necked flask equipped with a condenser, a thermometer, a dropping funnel and a stirrer.

【0055】室温、撹拌下に、滴下ロートよりビス(4
−アミノフェニル)メタン9.9g(0.05モル)を
1,2−ジクロロメタン20gに溶解した溶液を約20
分かけて滴下し、そのまま15分間撹拌を続けビスマレ
アミド酸を合成した。
At room temperature and with stirring, bis (4
A solution of 9.9 g (0.05 mol) of -aminophenyl) methane in 20 g of 1,2-dichloromethane was added to about 20.
The mixture was added dropwise over minutes, and stirring was continued for 15 minutes as it was to synthesize bismaleamic acid.

【0056】(ビスマレイミドの製造)滴下終了後、引
き続きジシクロヘキシルカルボジイミド23.8g
(0.115モル)、トリエチルアミン2.0g(0.
02モル)、メタノール3.2g(0.1モル)を入れ
5℃に冷却し、撹拌を3時間続けた。
(Production of bismaleimide) After the completion of dropping, 23.8 g of dicyclohexylcarbodiimide was continuously obtained.
(0.115 mol), triethylamine 2.0 g (0.
02 mol) and 3.2 g (0.1 mol) of methanol were added, the mixture was cooled to 5 ° C., and stirring was continued for 3 hours.

【0057】次に減圧下で溶媒を除去した濃縮液に酢酸
エチルエステル100gを滴下し、析出した沈殿を濾過
したのち、再度減圧下で溶媒を除去し、ビス(4−マレ
イミドフェニル)メタン17.2gを得た。
Next, 100 g of ethyl acetate was added dropwise to the concentrated solution from which the solvent had been removed under reduced pressure, and the deposited precipitate was filtered, and then the solvent was removed under reduced pressure again to give bis (4-maleimidophenyl) methane 17. 2 g was obtained.

【0058】収率はビス(4−アミノフェニル)メタン
換算で、96%、純度は95%、融点は157℃であっ
た。NMRチャートを図1を示す。
The yield was 96% in terms of bis (4-aminophenyl) methane, the purity was 95%, and the melting point was 157 ° C. The NMR chart is shown in FIG.

【0059】実施例2 ビス(4−マレアミド酸フェニル)メタン19.7g
(0.05モル)を1,2−ジクロロエタン150gと
共に、冷却管、温度計、撹拌機を取り付けた300ml
の3ツ口フラスコに入れ、溶解させた。
Example 2 19.7 g of phenyl bis (4-maleamic acid) methane
(0.05 mol) together with 150 g of 1,2-dichloroethane, 300 ml equipped with a cooling pipe, a thermometer and a stirrer
It was put in a 3-necked flask and dissolved.

【0060】続いてジシクロヘキシルカルボジイミド2
3.8g(0.115モル)、トリエチルアミン2.0
g(0.02モル)、メタノール3.2g(0.1モ
ル)を入れ、5℃に冷却し、撹拌を3時間続けた。
Then dicyclohexylcarbodiimide 2
3.8 g (0.115 mol), triethylamine 2.0
g (0.02 mol) and 3.2 g (0.1 mol) of methanol were added, the mixture was cooled to 5 ° C., and stirring was continued for 3 hours.

【0061】その後、実施例1と同様な精製を行い、ビ
ス(4−マレイミドフェニル)メタン17.5gを得
た。
Then, the same purification as in Example 1 was carried out to obtain 17.5 g of bis (4-maleimidophenyl) methane.

【0062】収率は98%、純度は97%、融点は15
9℃であった。
Yield 98%, purity 97%, melting point 15
It was 9 ° C.

【0063】実施例3 実施例2において、1,2−ジクロロエタンをメタノー
ルにすること以外は同様とした。
Example 3 The same as Example 2 except that 1,2-dichloroethane was changed to methanol.

【0064】その結果、ビス(4−マレイミドフェニ
ル)メタン17.0gを得た。収率は95%、純度は9
4%、融点は155℃であった。
As a result, 17.0 g of bis (4-maleimidophenyl) methane was obtained. Yield 95%, Purity 9
The melting point was 4% and the melting point was 155 ° C.

【0065】比較例1 実施例2においてメタノールとトリエチルアミンを加え
ないこと以外は同様とした。その結果ビス(4−マレイ
ミドフェニル)メタンの生成は見られなかった。
Comparative Example 1 The procedure of Example 2 was repeated except that neither methanol nor triethylamine was added. As a result, generation of bis (4-maleimidophenyl) methane was not seen.

【0066】比較例2 実施例2において、メタノールを加えないこと以外は同
様とした。その結果、ビス(4−マレイミドフェニル)
メタンの生成は見られなかった。得られた化合物は比較
例1と同様であった。
Comparative Example 2 The procedure of Example 2 was repeated except that methanol was not added. As a result, bis (4-maleimidophenyl)
No formation of methane was seen. The compound obtained was similar to that of Comparative Example 1.

【0067】比較例3 実施例2において、トリエチルアミンを加えないこと以
外は同様とした。その結果、ビス(4−マレイミドフェ
ニル)メタンの生成は見られなかった。得られた化合物
は比較例1と同様であった。
Comparative Example 3 The same procedure as in Example 2 was carried out except that triethylamine was not added. As a result, generation of bis (4-maleimidophenyl) methane was not seen. The compound obtained was similar to that of Comparative Example 1.

【0068】比較例4 実施例2においてジシクロヘキシルカルボジイミドを加
えないこと以外は同様とした。その結果、ビス(4−マ
レイミドフェニル)メタンの生成は見られなかった。得
られた化合物はビスマレアミド酸であった。
Comparative Example 4 The procedure of Example 2 was repeated except that dicyclohexylcarbodiimide was not added. As a result, generation of bis (4-maleimidophenyl) methane was not seen. The compound obtained was bismaleamic acid.

【0069】[0069]

【発明の効果】以上説明したように、本発明はビスマレ
アミド酸の脱水環化反応を加熱を要しないような低温で
行うことができるので、望ましくない副生物の生成を抑
制することができ、高純度、高収率でビスマレイミドを
得ることができる。又、環化反応の際に酸脱水剤や酸触
媒を使用せずに脱離した水を直ちにガルボジイミドに水
和捕捉されることができ、しかも、この水和物は反応終
了後簡単な操作で反応混合物より析出・分離することが
できるので、ビスマレイミド生成物の分離・回収は非常
に容易であり、水による洗浄も不要である。この点、分
離・回収あるいは精製のために水を使用することを要
し、そのために廃水処理の問題を包含する従来法に対
し、本発明は有利である。
INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, according to the present invention, the dehydration cyclization reaction of bismaleamic acid can be carried out at a low temperature which does not require heating, so that the formation of undesired by-products can be suppressed, Bismaleimide can be obtained with high purity and high yield. In addition, the eliminated water can be immediately hydrated and captured by galvodiimide without using an acid dehydrating agent or an acid catalyst during the cyclization reaction, and this hydrate can be easily operated after the reaction is completed. Since it can be precipitated and separated from the reaction mixture, the separation and recovery of the bismaleimide product are very easy, and washing with water is unnecessary. In this respect, the present invention is advantageous over conventional methods that require the use of water for separation / recovery or purification, which involves the problem of wastewater treatment.

【0070】したがって、本発明によれば低エネルギー
消費、及び工程の簡略化により低コストで酸を含まず、
イソイミド等の副生物含量も低い高品質のビスマレイミ
ドを得ることができる。
Therefore, according to the present invention, because of low energy consumption and simplification of the process, the cost is low and the acid is not contained.
It is possible to obtain high quality bismaleimide having a low content of by-products such as isoimide.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ビスマレアミド酸を低級アルコールおよ
び第三級アミンの存在下、カルボジイミドにより脱水閉
環することを特徴とするビスマレイミドの製造法。
1. A method for producing a bismaleimide, which comprises subjecting a bismaleamic acid to a dehydration ring closure with a carbodiimide in the presence of a lower alcohol and a tertiary amine.
【請求項2】 カルボジイミドが式(1) R1−N=C=N−R2 (1) (式中、R1,R2は水素又は炭化水素基を示す)で表さ
れる化合物である請求項1記載のビスマレイミドの製造
法。
2. A carbodiimide is a compound represented by the formula (1) R 1 —N═C═N—R 2 (1) (wherein R 1 and R 2 represent hydrogen or a hydrocarbon group). The method for producing a bismaleimide according to claim 1.
【請求項3】 R1,R2が炭素数1〜8の炭化水素基で
ある請求項2記載のビスマレイミドの製造法。
3. The method for producing a bismaleimide according to claim 2, wherein R 1 and R 2 are hydrocarbon groups having 1 to 8 carbon atoms.
【請求項4】 低級アルコールが炭素数1〜6である請
求項1〜3記載のビスマレイミドの製造法。
4. The method for producing a bismaleimide according to claim 1, wherein the lower alcohol has 1 to 6 carbon atoms.
【請求項5】 第三級アミンがトリ−C1〜10アルキル
アミンである請求項1〜4記載のビスマレイミドの製造
法。
5. The method for producing a bismaleimide according to claim 1, wherein the tertiary amine is tri-C 1-10 alkylamine.
【請求項6】 ビスマレアミド酸が式(2) HOOC−CH=CH−CONH−R’−NHCO−CH=CH−COOH (2) (式中、R’は二価の有機基を示す)で表される請求項
1〜5記載のビスマレイミドの製造法。
6. The bismaleamic acid is represented by the formula (2) HOOC—CH═CH—CONH—R′—NHCO—CH═CH—COOH (2) (wherein R ′ represents a divalent organic group). The method for producing a bismaleimide according to claims 1 to 5.
【請求項7】 1モルのビスマレアミド酸に対して、カ
ルボジイミドを2〜10モル、低級アルコールを0.0
01モル以上及び第三級アミンを0.01〜50モル使
用する請求項1〜6記載のビスマレイミドの製造法。
7. A carbodiimide in an amount of 2 to 10 moles and a lower alcohol in an amount of 0.0 to 1 mole of bismaleamic acid.
The method for producing a bismaleimide according to claims 1 to 6, wherein the amount is 0.01 mol or more and 0.01 to 50 mol of a tertiary amine.
【請求項8】 無水マレイン酸とジアミンとを反応さ
せ、得られるビスマレアミド酸を請求項1〜7記載の方
法により脱水閉環することを特徴とするビスマレイミド
の製造法。
8. A method for producing a bismaleimide, which comprises reacting maleic anhydride with a diamine and subjecting the obtained bismaleamic acid to dehydration ring closure by the method according to any one of claims 1 to 7.
【請求項9】 1モルのジアミンに対して、1〜10モ
ルの無水マレイン酸を使用する請求項8記載のビスマレ
イミドの製造法。
9. The method for producing a bismaleimide according to claim 8, wherein 1 to 10 mol of maleic anhydride is used with respect to 1 mol of diamine.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018115156A (en) * 2017-01-17 2018-07-26 ユニチカ株式会社 Bismaleimide and manufacturing method therefor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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