JPH06116235A - ビスマレイミドの製造方法 - Google Patents

ビスマレイミドの製造方法

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JPH06116235A
JPH06116235A JP4274128A JP27412892A JPH06116235A JP H06116235 A JPH06116235 A JP H06116235A JP 4274128 A JP4274128 A JP 4274128A JP 27412892 A JP27412892 A JP 27412892A JP H06116235 A JPH06116235 A JP H06116235A
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bismaleimide
reaction
solvent
acid
temperature
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JP4274128A
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Yoshinobu Onuma
吉信 大沼
Masaji Suzuki
正司 鈴木
Hiromi Chiba
裕美 千葉
Kaoru Kanayama
薫 金山
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Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
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Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 芳香族エーテルジアミンと無水マレイン酸と
を、芳香族炭化水素溶媒と非プロトン性極性溶媒の混合
溶媒中で反応させてマレアミド酸を得、該マレアミド酸
を、酸触媒の存在下70℃未満で脱水閉環反応させた
後,反応液の温度を下げて生成ビスマレイミドを析出さ
せることを特徴とするビスマレイミドの製造方法。 【効果】 溶媒等への溶解性が良く,低融点で作業性に
優れた高純度のエーテルイミド型のビスマレイミドを製
造する方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ビスマレイミドの製造
方法に関する。本発明の方法で得られるビスマレイミド
は、溶媒等への溶解性が良く作業性に優れ、積層材料、
封止材料、電気絶縁材料、導電性ペースト、接着剤およ
び構造材料として有用なものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ポリマレイミドの製造方法として
は、アセトン等のケトン溶媒またはN,N−ジメチルホ
ルムアミド等の極性溶媒の存在下、無水酢酸等の脱水剤
を用い、トリエチルアミン等の塩基及び金属化合物を加
えて脱水閉環反応する方法(特公昭59−52660
号、特開昭63−66164号公報等)や、ポリアミン
と無水マレイン酸とを芳香族炭化水素またはハロゲン化
炭化水素と非プロトン性極性溶媒との混合溶媒中で反応
させてポリアミド酸を得た後、脱水閉環反応させる方法
(特開昭60−260623、63−301226号公
報等)が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記の脱水剤
を用いる方法では閉環反応が十分進行せず未閉環のマレ
アミド酸がかなり存在する。更に、脱水剤として無水酢
酸を用いる方法では、多量の無水酢酸を使用する上、副
生する酢酸を除去する煩雑な工程が必要である。又、触
媒に金属を使用した場合、混入防止や無害化の処置が必
要となる等の種々の難点がある。
【0004】また、芳香族炭化水素またはハロゲン化炭
化水素と非プロトン性極性溶媒との混合溶媒中で脱水閉
環させる方法では、高純度のポリマレイミドを得ること
ができるが、N,N'-(4,4'- ジフェニルメタン) ビスマレ
イミドに代表されるビスマレイミド樹脂等の場合には、
得られる樹脂の結晶性が高く、他の液状樹脂や一般の有
機溶媒への溶解性が悪く、また、エポキシ樹脂等と併用
する際に高温で加熱溶融する必要がありゲル化を生じや
すいという問題点を有している。
【0005】一方、2,2−ビス〔4−(4−マレイミ
ドフェノキシ)フェニル〕プロパンの様なエーテルイミ
ド型のビスマレイミドは、芳香族炭化水素溶媒中で結晶
析出させると、結晶内に溶媒が内包され乾燥が困難にな
るので、高純度品を得るためには、低沸点ハロゲン化炭
化水素溶媒に再溶解して、結晶析出させることが必要と
なる(特開平1−238568号公報参照)。
【課題を解決するための手段】本発明は、下記一般式
〔II〕で示されるジアミン
【化3】 〔式中、Yは、−CH−、−C(CX32 −基(X
は、水素、フッ素、塩素原子を示す。)、若しくは−C
(CH3)(Ph)−基(Phはフェニル基を示す。)または
直接結合を示し、Xは−O−または−S−基を示し、R
1 〜R6 は水素原子、ハロゲン原子、または炭素数1〜
4のアルキル基である。〕と無水マレイン酸とを、芳香
族炭化水素溶媒と非プロトン性極性溶媒との混合溶媒中
70℃未満の温度で付加反応させてビスマレアミド酸を
得、該ビスマレアミド酸を酸触媒の存在下脱水閉環反応
させた後、反応液の温度を下げて生成ビスマレイミドを
析出させることを特徴とする、純度が高く、かつ、溶媒
等への溶解性が良く作業性に優れた、下記一般式〔I〕
で示されるエーテルイミド型のビスマレイミドを簡易に
製造する方法を提供するものである。
【化4】 〔式中、Y、X、R1 〜R6 は,式[II]と同じ意であ
る。〕
【0006】(ジアミン)本発明に用いられる一般式
〔II〕で示されるジアミンとしては、例えば、2,2−
ビス−〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロ
パン、2,2−ビス−〔3−メチル−4−(4−アミノ
フェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス−〔3
−ブチル−4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プ
ロパン、2,2−ビス−〔3,5−ジメチル−4−(4
−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビ
ス−〔3−メトキシ−4−(4−アミノフェノキシ)フ
ェニル〕プロパン、1,1,1,3,3,3,−ヘキサ
フルオロ−2,2−ビス−〔4−(4−アミノフェノキ
シ)フェニル〕プロパン、1,1,1,3,3,3,−
ヘキサクロロ−2,2−ビス−〔4−(4−アミノフェ
ノキシ)フェニル〕プロパン、1−フェニル−1−メチ
ル−1,1−ビス−〔4−(4−アミノフェノキシ)フ
ェニル〕メタン、1−フェニル−1−メチル−1,1−
ビス−〔3,5−ジメチル−4−(4−アミノフェノキ
シ)フェニル〕メタン、2,2−ビス−〔4−(4−ア
ミノフェニルチオ)フェニル〕プロパン等が挙げられ
る。これらの中で、好ましいのは、2,2−ビス−〔4
−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパンであ
る。
【0007】(反応溶媒)本発明の方法に於て、反応溶
媒として、芳香族炭化水素と非プロトン性極性溶媒の混
合溶媒が用いられる。芳香族炭化水素溶媒としては、ベ
ンゼン,トルエン,キシレン,エチルベンゼン,ジエチ
ルベンゼン,ブチルベンゼン,キュメン,メシチレン等
が挙げられる。これらの中でトルエンが特に好ましい。
非プロトン性極性溶媒としては、アミド酸を溶解しやす
い溶媒、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,
N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリド
ン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、テトラ
メチル尿素等のアミド系溶媒、ジメチルスルホキシド等
のイオウ系溶媒、ヘキサメチルホスホロアミド等のリン
系溶媒、等が挙げられ、アミド系溶媒が好ましく用いら
れる。これらの非プロトン性極性溶媒は、沸点150℃
以上で、水と共沸しにくいものが好ましい。
【0008】混合溶媒中の芳香族炭化水素溶媒と非プロ
トン性極性溶媒の量は、非プロトン性極性溶媒が少ない
ほうがよく、混合溶媒中の非プロトン性極性溶媒の量
が、0.1〜30重量%、好ましくは1〜20重量%で
ある。反応溶媒は、ジアミン1重量部に対し、1〜50
重量部、好ましくは2〜20重量部の割合で使用する。
【0009】(酸触媒)脱水閉環反応に使用される酸触
媒としては、硫酸、無水硫酸、リン酸、ポリリン酸、メ
タリン酸、縮合リン酸等の無機酸触媒、及び、p−トル
エンスルホン酸、トリクロル酢酸、トリフルオロ酢酸、
トリフルオロメタンスルホン酸等の有機酸触媒が挙げら
れる。これらの中で有機酸触媒が好ましく用いられる。
これら酸触媒の使用量は、ジアミンのアミノ基1当量に
対し、0.0001〜1モル、好ましくは0.001〜
0.5モルの範囲である。
【0010】(反応方法)一般式〔I〕で示されるビス
マレイミドの製造は、一般式〔II〕で示されるジアミン
のアミノ基1当量に対し、無水マレイン酸を0.9〜2
モル、好ましくは1.0〜1.3モルの範囲で前記混合
溶媒中で、70℃未満の温度、好ましくは0〜60℃の
範囲で付加反応させて、ビスマレアミド酸を生成させる
(第1段)。反応温度が70℃以上では、第2段反応で
得られるビスマレイミドの分離析出の際に、溶媒を内包
し易く、かつ、得られるビスマレイミドの融点が高くな
るので好ましくない。
【0011】第1段反応後、該マレアミド酸を単離する
ことなしに、反応系に所定量の酸触媒を添加し、昇温し
て、80〜200℃で生成水を反応溶媒と共沸留去しな
がら脱水閉環反応させて、一般式〔I〕で示されるビス
マレイミドとする(第2段)。反応温度が80℃未満で
は、脱水反応が進行しにくく、また、200℃を越える
と重合物の生成量が多くなる。生成水と共沸した有機溶
媒は、直ちに、冷却、相分離し、再度、反応系内に戻さ
れ反応を遂行する。
【0012】(後処理法)反応終了後、反応液を冷却し
てビスマレイミドを析出させる。その際、反応液を予め
水で洗浄した後に、析出させるほうが得率が高いので好
ましい。洗浄は、反応液中に含まれる、生成したビスマ
レイミド1重量部に対し、0.1〜20重量部、好まし
くは0.3〜10重量部の水を加えて、攪拌後、静置
し、油水分離して洗浄する。攪拌は、一般に、回転数3
0〜300rpmで、3〜30分間攪拌することにより
行われる。洗浄は、20〜95℃の温度範囲で、1〜5
回、好ましくは2回以上行う。
【0013】水洗後、反応液を好ましくは40℃以下、
特に好ましくは35℃以下で、攪拌下、ビスマレイミド
を析出させる。完全に析出させるためには、最初の析出
後30分以上、好ましくは1時間以上攪拌を続けるのが
よい。析出したビスマレイミドは、濾別後、メタノール
等の低級アルコールでリンスするか、または、析出した
ビスマレイミドを含む反応液から、20〜60℃、好ま
しくは30〜50℃で、減圧下、初期仕込み量の40〜
90重量%に相当する反応溶媒を留去した後、低級アル
コールをビスマレイミド1重量部に対して0.5〜10
重量部加えて、スラリー状として残留物を取り出し濾別
して目的物を得る。
【0014】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。 実施例1 冷却器、温度計、攪拌機および水分離器を備えた500
mlの四口フラスコ内に、2,2−ビス−〔4−(4−
アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン50gおよびト
ルエン200gを仕込み内温を20℃に調整した。次に
無水マレイン酸26.3gをトルエン80gおよびN−
メチル−2−ピロリドン10gに溶解した液を、フラス
コ内温を20℃に調整しながら30分間かけて滴下し、
終了後、更に30分間攪拌した。続いて、パラトルエン
スルホン酸2.3gを添加後昇温し、温度112℃に4
時間保ち反応を遂行した。この間に生成した水はトルエ
ンとともに系外へ留去せしめた。
【0015】反応終了後、純水150gで温度80〜8
5℃で3回洗浄した後、攪拌しながら反応液を30℃ま
で冷却し、ビスマレイミドを析出させた。更に25℃迄
2時間攪拌を続けた後、析出物を濾別し、メタノール2
00gでリンスし、70℃24時間乾燥して淡黄色のビ
スマレイミド粉末56.5gを得た(収率81.3
%)。このビスマレイミドのキャピラリー法による融点
は84〜88℃、液体クロマトグラフ(示差屈折率検出
器)の面積百分率で測定した純度は97.6%、ガスク
ロマトグラフ(FID)の絶対検量線法で測定した残存
溶媒量は0.9重量%、N/10KOHエタノール溶液
で滴定した酸価3.1(mg・KOH/g)であった。
尚、ビスマレイミドはブロードなX線回折ピークを示
し、示差走査熱量計の融解熱量から求めた非晶化率(1
20℃未満でのピークにおける融解熱量の全融解熱量に
対する%)は91.7%であった。又、このビスマレイ
ミドはテトラヒドロフランに対し30%溶解した。
【0016】実施例2 実施例1と同様にして、反応し、ビスマレイミドを析出
させた反応液を、温度30〜50℃、減圧下(100〜
20mmHg)でトルエン165gを留去した(仕込み
トルエンに対する留去率58.9%)。次いで、残留物
にメタノール200gを添加し、1時間攪拌した後、濾
別、乾燥して淡黄色のビスマレイミド粉末61.4gを
得た(収率88.3%)。実施例1と同様にして測定し
た、このビスマレイミドの融点は85〜90℃、純度は
96.7%、残存溶媒量は0.3重量%、酸価3.5
(mg・KOH/g)、非晶化率は97.5%であっ
た。
【0017】実施例3 実施例1において、濾別したビスマレイミドを、リンス
を行わずそのまま乾燥した他は、実施例1と同様にして
淡黄色のビスマレイミド粉末59.8gを得た(収率8
6.0%)。融点82〜86℃、純度92.0%、残存
溶媒量0.3重量%、酸価7.2(mg・KOH/
g)、非晶化率100%であった。
【0018】実施例4 実施例1において、N−メチル−2−ピロリドン10g
をN,N−ジメチルアセトアミド10gに代える他は、
実施例1と同様にして淡黄色のビスマレイミド粉末5
7.0gを得た(収率82.0%)。融点83〜90
℃、純度96.4%、残存溶媒量0.5.量%、酸価
4.1(mg・KOH/g)、非晶化率100%であっ
た。
【0019】実施例5 実施例1において、2,2−ビス−〔4−(4−アミノ
フェノキシ)フェニル〕プロパン50gを1−フェニル
−1−メチル−1,1−ビス−〔3,5−ジメチル−4
−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕メタン50g
に、無水マレイン酸を20.4gに代える他は、実施例
1と同様にして、淡黄色のビスマレイミド粉末52.7
gを得た(収率80.9%)。 実施例1と同様にして
測定した、このビスマレイミドの融点は98〜102
℃、純度97.3%、残存溶媒量0.8.量%、酸価
3.3(mg・KOH/g)、X線回折測定結果はブロ
ードなX線回折ピークを示し、示差走査熱量計の融解熱
量から求めた非晶化率は92.2%であった。
【0020】比較例1 実施例1において、第1段の付加反応温度を75℃と
し、第2段の脱水閉環反応時間を7時間、リンス後の乾
燥時間を48時間とした他は、実施例1と同様にして淡
黄色のビスマレイミド粉末67.6gを得た(収率9
7.2%)。このビスマレイミド粉末中にはトルエンが
13.1重量%含まれていた。尚、トルエンを含まない
とした場合の純度は98.2%であった。このビスマレ
イミド粉末の物性を、そのまま、実施例1と同様にして
測定した、この融点は140〜145℃、純度98.2
%、酸価2.4(mg・KOH/g)、X線回折測定結
果はシャープなX線回折ピークを示し、示差走査熱量計
の融解熱量から求めた非晶化率は0%であった。このビ
スマレイミドのテトラヒドロフランに対する溶解度は1
0%以下であった。
【0021】比較例2 実施例1において、 反応終了後3回洗浄した反応液を
冷却せずビスマレイミドの結晶析出をさせずに、温度7
0〜80℃、減圧下(100〜20mmHg)でトルエ
ン200gを留去した(仕込みトルエンに対する留去率
71.4%)。トルエン留去中にビスマレイミドの一部
が析出していた。次いで、残留物にメタノール200g
を添加し、スラリー状の液を1時間攪拌した後、濾別、
70℃48時間乾燥して淡黄色のビスマレイミド粉末6
9.0gを得た。単純収率99.3%(トルエン13.
5重量%を含む)、トルエンを含まないとした場合の純
度96.5%、そのまま、測定した、融点は118〜1
25℃、酸価4.0(mg・KOH/g)、X線回折測
定結果はブロードなピークに重なったシャープなX線回
折ピークを示し、示差走査熱量計の融解熱量から求めた
非晶化率は32.3%であった。
【0022】比較例3 実施例2において用いたトルエン280gを1,2−ジ
クロルエタン400gに代え、第2段の脱水閉環反応温
度85℃、反応時間28時間とした他は、実施例2と同
様にして反応、溶媒留去、メタノール析出を行った。溶
媒の留去率は62.5%で、淡黄色のビスマレイミド粉
末60.0gを得た(収率86.3%)。このビスマレ
イミド粉末の純度は97.5%、残存溶媒量は0.2重
量%であり、実施例1と同様にして測定した、融点は1
24〜129℃、酸価2.8(mg・KOH/g)、X
線回折測定結果はシャープなX線回折ピークを示し、示
差走査熱量計の融解熱量から求めた非晶化率は0%であ
った。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金山 薫 茨城県稲敷郡阿見町中央8丁目3番1号 三菱油化株式会社筑波総合研究所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式〔II〕で示されるジアミン 【化1】 〔式中、Yは、−CH−、−C(CX32 −基(X
    は、水素、フッ素、塩素原子を示す。)、若しくは−C
    (CH3)(Ph)−基(Phはフェニル基を示す。)または
    直接結合を示し、Xは−O−または−S−基を示し、R
    1 〜R6 は水素原子、ハロゲン原子、または炭素数1〜
    4のアルキル基である。〕と無水マレイン酸とを、芳香
    族炭化水素溶媒と非プロトン性極性溶媒との混合溶媒中
    70℃未満の温度で付加反応させてビスマレアミド酸を
    得、該ビスマレアミド酸を酸触媒の存在下脱水閉環反応
    させた後、反応液の温度を下げて下記一般式〔I〕で示
    される生成ビスマレイミドを析出させることを特徴とす
    るビスマレイミドの製造方法。 【化2】 〔式中、Y、X、R1 〜R6 は,式[II]と同じ意であ
    る。〕
  2. 【請求項2】 生成ビスマレイミドを析出させる温度が
    40℃以下である請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 生成ビスマレイミドを析出させた後に、
    溶媒を減圧留去させることを特徴とする請求項1に記載
    の方法。
  4. 【請求項4】 芳香族炭化水素溶媒がトルエンである請
    求項1記載の方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018115156A (ja) * 2017-01-17 2018-07-26 ユニチカ株式会社 ビスマレイミドおよびその製造方法
CN114540845A (zh) * 2022-04-18 2022-05-27 浙江工业大学 一种2,2`-双琥珀酰亚胺衍生物的电化学合成方法

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JP2018115156A (ja) * 2017-01-17 2018-07-26 ユニチカ株式会社 ビスマレイミドおよびその製造方法
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