JPH10316636A - ジアミン化合物およびその製造方法 - Google Patents

ジアミン化合物およびその製造方法

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JPH10316636A
JPH10316636A JP9125882A JP12588297A JPH10316636A JP H10316636 A JPH10316636 A JP H10316636A JP 9125882 A JP9125882 A JP 9125882A JP 12588297 A JP12588297 A JP 12588297A JP H10316636 A JPH10316636 A JP H10316636A
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general formula
mol
diamine
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JP9125882A
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English (en)
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Wataru Yamashita
渉 山下
Tomomi Yoshimura
知美 吉村
Atsushi Shibuya
篤 渋谷
Yoshihiro Sakata
佳広 坂田
Hideaki Oikawa
英明 及川
Masahiro Ota
正博 太田
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Mitsui Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Chemicals Inc
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】本発明は、一般式(1) 〔式中、nは0または1、RおよびR’は (R1〜R21は水素原子、および/またはアルキル基
(−CH3、−C25、−nC35、−CH(C
32、−nC49、−CH(CH3)C25、−C
(CH33)であり、ここでR1〜R21は相互に同じで
も異なっても良いが、少なくとも1個以上のアルキル基
を含有する。)であり、RとR’は相互に同じでも異な
っても良い。〕で表されるジアミン化合物、およびその
製造方法である。 【効果】本発明で得られたジアミン化合物は新規物質で
あり、このジアミン化合物はポリイミド、ポリアミド等
のポリマーを製造する際に極めて有用であり、溶剤溶解
性等新たな物性を付与することが可能となった。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、芳香族ジアミン化
合物に関する。更に詳しくは、新規な芳香族ジアミン化
合物であり、この化合物は、ポリイミド、ポリアミド等
の芳香族縮合系高分子のモノマーとして有用である。
【0002】
【従来の技術】芳香族ジアミン化合物は、従来から芳香
族縮合系高分子の必須モノマーとして用いられてきた。
例えば、ポリイミドは、ジアミン化合物とテトラカルボ
ン酸二無水物の反応によって、ポリアミドはジアミン化
合物とジカルボン酸化合物あるいはそれらのジクロライ
ドの反応によって得られる。ジアミン化合物から得られ
るこれらのポリマーの特徴として、高耐熱性、高力学的
強度、耐薬品性、寸法安定性、難燃性、電気絶縁性等が
挙げられ、このような性能を有するためポリイミド・ポ
リアミド類は電気・電子機器等の分野で広く用いられ、
その中でも特に耐熱性や電気絶縁性が要求される分野で
は、今後益々使用分野や量的拡大が期待されているもの
である。
【0003】近年、ポリイミド・ポリアミド類は、先に
示した優れた物性の他に、溶剤溶解性、低誘電性、無色
透明性、接着性、感光性等の新たな物性を付与するた
め、新規なモノマーが開発されている。例えば、一般的
に溶剤に不溶であったポリイミドを汎用溶剤に可溶化さ
せるため、アルキル基、フルオロアルキル基、芳香族基
等の側鎖基を原料モノマーに導入する手法が開発されて
いる。特開平6−25529号公報では、トリフルオロ
メチル基を含有する下記ジアミンモノマーを用いること
により溶剤溶解性を向上させ、更には低誘電性、無色透
明性等を併せ持つポリイミドが開示されている。
【0004】
【化7】 更に、ポリイミドに溶剤可溶性、および感光性を付与す
るためにアルキル基を含有するジアミンモノマーが開発
されている。例えば、特公平5−6596公報あるいは
同5−53834公報に開示されている下記ジアミンモ
ノマーからなるポリイミドは汎用の有機溶剤に可溶であ
り、なおかつ感光性も併せ持つものである。
【0005】
【化8】 (ここで、式中R1〜R8は水素原子または炭素数1から
4のアルキル基を、R9はアルキレン基等を示す。)
【0006】
【化9】 (ここで、式中R1、R2は炭素数1から5のアルキル基
を示し、R3〜R6は水素原子または炭素数1から4のア
ルキル基を示す。) また、側鎖基に不飽和結合を有するジアミンモノマーに
ついても開示されている。例えば、T.Nakanoらは、2nd
International Conference on Polyimides, 163,Oct.24
-Nov.1,1985において、アミド結合により不飽和結合を
導入した下記新規ジアミンモノマーを開発し、これらか
ら得られるポリイミドが感光性を有することを開示し
た。
【0007】
【化10】 しかしながら上記のジアミンモノマーは、それらから得
られるポリマーが、溶剤溶解性は有しても感光作用が無
いものや、溶剤溶解性、感光性を併せ持つが重合度が十
分に上がらなかったり溶剤溶解性がそのものが不十分で
あったり、また、ポリイミドが本来有する耐熱性を損な
うものであったりした。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、新規
のジアミンモノマーを開発することにあり、得られたジ
アミンモノマーから得られたポリイミド、ポリアミド等
のポリマーが、これらポリマーが本来有する物性の他
に、溶剤溶解性、感光性等の新たな物性を発現するよう
な、高度に機能化された新規ジアミンモノマーを提供す
ることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決する新規ジアミンモノマーを開発すべく、鋭意検
討した結果、ある種の側鎖置換基を有するジアミンモノ
マーを見出し、併せてそれらの製造方法を確立して本発
明を完成した。すなわち、本発明は一般式(1)(化1
1)
【0010】
【化11】 〔式中、nは0または1、RおよびR’は
【0011】
【化12】 (R1〜R21は水素原子、および/またはアルキル基
(−CH3、−C25、ノルマルC37−、−CH(C
32、ノルマルC49−、−CH(CH3)C25
−C(CH33)であり、ここでR1〜R21は相互に同
じでも異なっても良いが、少なくとも1個以上のアルキ
ル基を含有する。)であり、RとR’は相互に同じでも
異なっても良い。〕で表されるジアミン化合物に関する
ものであり、更には、一般式(2)(化13)
【0012】
【化13】 (式中、nは0または1、RおよびR’は前記に同じ)
で表されるジニトロ化合物を還元することにより得られ
るジアミン化合物の製造方法であり、更に詳しくは、一
般式(3)(化14)
【0013】
【化14】 (式中nは0または1、Xはハロゲン原子)で表される
ジハロゲノジニトロ化合物1当量と、一般式(4)(化
15)
【0014】
【化15】 (式中R”は、Rおよび/またはR’に等しく、Rおよ
びR’は前記に同じ)で表されるフェノール性化合物2
当量以上を、塩基性物質の存在下、非プロトン性極性溶
剤中で縮合させて得られる一般式(2)(化16)
【0015】
【化16】 (式中n、R、R’は前記に同じ)のジニトロ化合物の
製造方法に関するものである。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明は、一般式(1)(化1
7)
【0017】
【化17】 (式中R、R’、nは前記に同じ。)で表される新規ジ
アミン化合物、さらにはそれらの製造方法に関するもの
である。具体的に一般式(1)のジアミン化合物を製造
するには、一般式(3)(化18)
【0018】
【化18】 (式中nまたはXは前記に同じ)で表されるジハロゲノ
ジニトロ化合物1当量と、一般式(4)(化19)
【0019】
【化19】 (式中R”は前記に同じ。)で表されるフェノール性化
合物2当量以上を、塩基性物質の存在下、非プロトン性
極性溶剤中で縮合させて得られる一般式(2)(化2
0)
【0020】
【化20】 (式中n,R,R’は前記に同じ)のジニトロ化合物を
還元することにより得ることができる。ここで用いられ
る一般式(3)ジハロゲノジニトロ化合物において、ハ
ロゲン原子はフッ素、塩素、臭素、ヨウ素いずれでも良
い。最も一般的なものは塩素化物またはフッ素化物であ
る。
【0021】また、ここで用いられる一般式(4)のフ
ェノール性化合物とは、フェノールが1個以上のアルキ
ル基で置換されていればよいが、より具体的にはo-クレ
ゾール、m-クレゾール、p-クレゾール、2,3-キシレノー
ル、2,4-キシレノール、2,5-キシレノール、2,6-キシレ
ノール、3,4-キシレノール、3,5-キシレノール、2,3,4-
トリメチルフェノール、2,3,5-トリメチルフェノール、
2,3,6-トリメチルフェノール、2,4,5-トリメチルフェノ
ール、2,4,6-トリメチルフェノール、3,4,5-トリメチル
フェノール、2-エチルフェノール、3-エチルフェノー
ル、4-エチルフェノール、2-プロピルフェノール、3-プ
ロピルフェノール、4-プロピルフェノール、2-イソプロ
ピルフェノール、3-イソプロピルフェノール、4-イソプ
ロピルフェノール、2-(n-ブチル)フェノール、3-(n-ブ
チル)フェノール、4-(n-ブチル)フェノール、2-(i-ブチ
ル)フェノール、3-(i-ブチル)フェノール、4-(i-ブチ
ル)フェノール、2-(t-ブチル)フェノール、3-(t-ブチ
ル)フェノール、4-(t-ブチル)フェノール等が挙げられ
る。しかしながら、これら具体例に限定されるものでは
ない。また、これらのフェノール性化合物は単独でも2
種以上を混合して用いてもかまわない。
【0022】一般式(3)で表されるジハロゲノジニト
ロ化合物1当量と、一般式(4)で表されるフェノール
性化合物2当量以上を、塩基性物質の存在下、非プロト
ン性極性溶剤中で縮合させて一般式(2)で表されるジ
ニトロ化合物を得る際に使用される塩基性物質としては
一般的に知られる塩基性物質が使用できるが、具体的に
はK2CO3、Na2CO3、KOH、NaOH等である。
これらの塩基性物質は単独でも2種以上を混合して使用
しても良い。
【0023】また、ここで用いられる非プロトン性極性
溶剤とは、特に限定されるものではないが、好ましくは
アミド系溶剤であり、具体的には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,N-ジエチルホルム
アミド、N,N-ジエチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロ
リドン、N-エチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチルイミダ
ゾリジノン、1,3-ジエチルイミダゾリジノン、1,3-ジブ
チルイミダゾリジノンであり、好ましくはN,N-ジメチル
ホルムアミドである。しかしながら、これらの溶剤は2
種以上を混合して用いることも可能である。
【0024】また、一般式(3)で表されるジハロゲノ
ジニトロ化合物1当量と、一般式(4)で表されるフェ
ノール性化合物を反応させ、一般式(2)で表されるジ
ニトロ化合物を得る場合、フェノール性化合物の使用量
は2当量以上であればよいが、好ましくは3当量以下、
更に好ましくは2.5当量以下である。また、反応温度
は室温から150℃までであればよいが、好ましくは室
温から100℃まで、更に好ましくは40℃から80℃
である。反応時間は限定されないが、好ましくは2〜8
時間である。更に反応時の圧力も限定されないが常圧で
十分に実施できる。
【0025】一般式(2)で表されるジニトロ化合物を
還元してジアミノ化合物を得る際、その還元方法は従来
公知の還元方法すべてが可能である。特に有機溶媒中で
貴金属触媒を利用して水素還元を行うのが一般的であ
る。この時用いられる貴金属触媒とは、カーボンやアル
ミナを担体としたパラジウムやルテニウム等の触媒であ
り、その使用量はジニトロ化合物に対して0.1〜10
重量パーセントであり、好ましくは0.5〜5重量パー
セントであり、更に好ましくは1〜3重量パーセントで
ある。また、使用する有機溶媒とは特に限定されない
が、先に挙げたアミド系溶剤が好ましく、特に好ましく
はN,N-ジメチルホルムアミドである。更に、還元時の温
度は室温から150℃までであればよいが、好ましくは
室温から100℃まで、更に好ましくは40℃から80
℃である。反応時間は限定されないが、好ましくは2〜
8時間である。
【0026】本発明で得られたジアミン化合物は、従来
公知の再結晶法により精製する事が可能である。その際
に用いられる溶剤としては特に限定されないが、本発明
のジアミン化合物が高度に溶剤溶解性であるため、晶析
工程に水を使用する場合がある。従って、用いられる溶
剤は親水性であることが好ましい。また、析出工程に用
いられる水の量は特に限定されるものではなく、適宜変
更できる。
【0027】
【実施例】以下、本発明を実施例によって更に詳しく説
明する。しかしながら、本発明は以下の実施例に限定さ
れるものではない。 実施例1 温度計、還流冷却器、撹拌器を取り付けた四つ口フラス
コにN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)141.
3g、3,3’− ジニトロ−4,4’−ジクロロベン
ゾフェノン34.11g(0.10mol)、m−クレ
ゾール12.99g(0.12mol)、炭酸カリウム
19.35g(0.14モル)をそれぞれ装入し、撹拌
下に80℃まで昇温した後、80℃で8時間熟成した。
反応終了後、室温まで冷却し、濾過する事によって無機
塩を取り除いた。この濾液に触媒であるPd/Al
を1.00g添加し、約50℃で攪拌しながら、
水素雰囲気下で還元した。ニトロ基をアミノ基に還元す
るための理論量の水素が消費されたことを確認してか
ら、濾過によって触媒であるPd/Al を除去
した。得られた粗ジアミン/DMF溶液に、室温でイオ
ン交換水をDMF/水が7/3になるまで滴下挿入し
た。滴下終了後、析出した粗ジアミン粉を濾過により回
収し、再度、メチルセロソルブ/イオン交換水=5/5
液に加熱溶解し、冷却して再結晶させた。得られた再結
晶物を濾過により回収し、メチルセロソルブ/水液で十
分に洗浄し、窒素気流下50℃で12時間、減圧下80
℃で12時間乾燥させることにより、3,3’−ジアミ
ノ−4,4’−ビス(3− メチルフェノキシ) ベン
ゾフェノンを得た。 融点 157〜158℃ 純度 99.3% 収率 70% 〔元素分析値〕 C H N 理論値 76.38 5.71 6.60 実測値 76.11 5.87 6.65 〔FD−MSスペクトル〕 425(M+) 〔 1H−NMRスペクトル〕 図1,2に示す。
【0028】実施例2 m−クレゾール12.99g(0.12mol)をp−
クレゾール12.99g(0.12mol)に変更した
以外は実施例1と同様にして、3,3’−ジアミノ−
4,4’−ビス(4− メチルフェノキシ) ベンゾフ
ェノンを得た。 融点 161〜162℃ 純度 99.4% 収率 67% 〔元素分析値〕 C H N 理論値 76.38 5.71 6.60 実測値 76.54 5.79 6.55 〔FD−MSスペクトル〕 425(M+
【0029】実施例3 m−クレゾール12.99g (0.12mol) を
2,4−キシレノール14.66g(0.12mol)
に変更した以外は実施例1と同様にして、3,3’−
ジアミノ−4,4’− ビス(2,4− ジメチルフ
ェノキシ) ベンゾフェノンを得た。 融点 145〜146℃ 純度 99.1% 収率 82% 〔元素分析値〕 C H N 理論値 77.30 5.83 6.22 実測値 76.94 5.87 6.38 〔FD−MSスペクトル〕 453(M+
【0030】実施例4 m−クレゾール12.99g (0.12mol) を
3,4−キシレノール14.66g(0.12mol)
に変更した以外は実施例1と同様にして、3,3’−
ジアミノ−4,4’−ビス(3,4− ジメチルフェノ
キシ) ベンゾフェノンを得た。 融点 148〜149℃ 純度 99.0% 収率 73% 〔元素分析値〕 C H N 理論値 77.30 5.83 6.22 実測値 77.52 5.64 6.02 〔FD−MSスペクトル〕 453(M+) 〔 1H−NMRスペクトル〕 図3,4に示す。
【0031】実施例5 m−クレゾール12.99g (0.12mol) を
3,5−キシレノール14.66g(0.12mol)
に変更した以外は実施例1と同様にして、3,3’−
ジアミノ−4,4’−ビス(3,5− ジメチルフェノ
キシ) ベンゾフェノンを得た。 融点 194〜195℃ 純度 99.1% 収率 85% 〔元素分析値〕 C H N 理論値 77.30 5.83 6.22 実測値 77.59 5.89 6.12 〔FD−MSスペクトル〕 453(M+
【0032】実施例6 m−クレゾール12.99g (0.12mol) を
2,3,5−トリメチルフェノール16.09g(0.
12mol)に変更した以外は実施例1と同様にして、
3,3’− ジアミノ−4,4’−ビス(2,3,5−
トリメチルフェノキシ) ベンゾフェノンを得た。 融点 216〜217℃ 純度 98.9% 収率 64% 〔元素分析値〕 C H N 理論値 77.46 6.72 5.87 実測値 77.64 6.96 5.61 〔FD−MSスペクトル〕 481(M+) 〔 1H−NMRスペクトル〕 図5,6に示す。
【0033】実施例7 m−クレゾール12.99g (0.12mol) を
4−エチルフェノール14.66g(0.12mol)
に変更した以外は実施例1と同様にして、3,3’−
ジアミノ−4,4’−ビス(4− エチルフェノキシ)
ベンゾフェノンを得た。 純度 99.6% 収率 73% 〔元素分析値〕 C H N 理論値 77.30 5.83 6.22 実測値 77.03 5.94 6.54 〔FD−MSスペクトル〕 453(M+
【0034】実施例8 m−クレゾール12.99g (0.12mol) を
4−イソプロピルフェノール16.09g(0.12m
ol)に変更した以外は実施例1と同様にして、3,
3’− ジアミノ−4,4’−ビス(4−イソプロピル
フェノキシ) ベンゾフェノンを得た。 融点 129〜130℃ 純度 99.0% 収率 80% 〔元素分析値〕 C H N 理論値 77.46 6.72 5.83 実測値 77.58 6.43 5.94 〔FD−MSスペクトル〕 481(M+
【0035】実施例9 3,3’− ジニトロ−4,4’−ジクロロベンゾフェ
ノン34.11g (0.10mol) を1,3−ビ
ス(3− ニトロ−4−フルオロベンゾイル)ベンゼン
41.23g(0.10mol)に変更した以外は実施
例1と同様にして、1,3−ビス〔3−アミノ−4−
(3−メチルフェノキシ) ベンゾイル〕ベンゼンを得
た。 純度 99.5% 収率 65% 〔元素分析値〕 C H N 理論値 77.24 5.35 5.30 実測値 77.46 5.43 5.67 〔FD−MSスペクトル〕 529(M+
【0036】実施例10 3,3’− ジニトロ−4,4’−ジクロロベンゾフェ
ノン34.11g (0.10mol) を1,3−ビ
ス(3− ニトロ−4− フルオロベンゾイル) ベン
ゼン41.23g(0.10mol)に、m−クレゾー
ル12.99g(0.12mol) をp−クレゾール
12.99g(0.12mol)に変更した以外は実施
例1と同様にして、1,3−ビス〔3−アミノ−4−
(4−メチルフェノキシ)ベンゾイル〕ベンゼンを得
た。 純度 99.3% 収率 78% 〔元素分析値〕 C H N 理論値 77.24 5.35 5.30 実測値 77.12 5.11 5.43 〔FD−MSスペクトル〕 529(M+
【0037】実施例11 3,3’− ジニトロ−4,4’−ジクロロベンゾフェ
ノン34.11g (0.10mol)を1,3−ビス
(3− ニトロ−4−フルオロベンゾイル)ベンゼン4
1.23g(0.10mol)に、m−クレゾール1
2.99g (0.12mol)を2,4−キシレノー
ル14.66g(0.12mol)に変更した以外は実
施例1と同様にして、1,3−ビス〔3−アミノ−4−
(2,4−ジメチルフェノキシ) ベンゾイル〕ベンゼ
ンを得た。 純度 99.0% 収率 69% 〔元素分析値〕 C H N 理論値 77.66 5.81 5.03 実測値 77.94 5.56 5.14 〔FD−MSスペクトル〕 557(M+
【0038】実施例12 3,3’− ジニトロ−4,4’−ジクロロベンゾフェ
ノン34.11g (0.10mol) を1,3−ビ
ス(3− ニトロ−4− フルオロベンゾイル) ベン
ゼン41.23g(0.10mol)に、m−クレゾー
ル12.99g(0.12mol) を4−エチルフェ
ノール14.66g(0.12mol)に変更した以外
は実施例1と同様にして、1,3−ビス〔3−アミノ−
4−(4−エチルフェノキシ) ベンゾイル〕ベンゼン
を得た。 純度 98.8% 収率 75% 〔元素分析値〕 C H N 理論値 77.66 5.81 5.03 実測値 77.34 5.96 4.91 〔FD−MSスペクトル〕 557(M+
【0039】
【発明の効果】本発明で得られたジアミン化合物は新規
物質であり、このジアミン化合物はポリイミド、ポリア
ミド等のポリマーを製造する際に極めて有用であり、溶
剤溶解性等と新たな物性を付与することが可能な新規ジ
アミン化合物である。
【図面の簡単な説明】
【図1】、
【図2】 3,3’−ジアミノ−4,4’−ビス(3−
メチルフェノキシ)ベンゾフェノンの 1H−NMRス
ペクトル
【図3】、
【図4】 3,3’−ジアミノ−4,4’−ビス(3−
ジメチルフェノキシ)ベンゾフェノンの 1H−NMR
スペクトル
【図5】、
【図6】 3,3’−ジアミノ−4,4’−ビス(2,
3,5−トリメチルフェノキシ)ベンゾフェノンの 1
H−NMRスペクトル
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (72)発明者 坂田 佳広 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内 (72)発明者 及川 英明 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内 (72)発明者 太田 正博 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式(1)(化1) 【化1】 〔式中、nは0または1、RおよびR’は 【化2】 (R1〜R21は水素原子、および/またはアルキル基
    (−CH3、−C25、ノルマルC37−、−CH(C
    32、ノルマルC49−、−CH(CH3)C25
    −C(CH33)であり、ここでR1〜R21は相互に同
    じでも異なっても良いが、少なくとも1個以上のアルキ
    ル基を含有する。)であり、RとR’は相互に同じでも
    異なっても良い。〕で表されるジアミン化合物。
  2. 【請求項2】 一般式(2)(化3) 【化3】 (式中、n、RおよびR’は前記に同じ)で表されるジ
    ニトロ化合物を還元することにより得られる請求項1記
    載のジアミン化合物の製造方法。
  3. 【請求項3】 一般式(3)(化4) 【化4】 (式中nは0または1、Xはハロゲン原子)で表される
    ジハロゲノジニトロ化合物1当量と、一般式(4)(化
    5) 【化5】 (式中R”は、Rおよび/またはR’に等しく、Rおよ
    びR’は前記に同じ)で表されるフェノール性化合物2
    当量以上を、塩基性物質の存在下、非プロトン性極性溶
    剤中で縮合させて得られる一般式(2)(化6) 【化6】 のジニトロ化合物の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7087799B2 (en) 2002-05-07 2006-08-08 Gun Ei Chemical Industry Co., Ltd. Amino group containing phenol derivative

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