JPS5822113B2 - 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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JPS5822113B2
JPS5822113B2 JP53073177A JP7317778A JPS5822113B2 JP S5822113 B2 JPS5822113 B2 JP S5822113B2 JP 53073177 A JP53073177 A JP 53073177A JP 7317778 A JP7317778 A JP 7317778A JP S5822113 B2 JPS5822113 B2 JP S5822113B2
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diphenylmethane
bismaleimide
diaminodiphenylmethane
slurry
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古賀信史
川又元夫
大場正幸
坪井彦忠
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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【発明の詳細な説明】 本発明は、N 、N’−(4、4’−ジフェニルメタン
)ビスマレイミドを高収率で得る製造方法に関するもの
である。
さらに詳しくは、4.4’−ジアミノジフェニルメタン
と無水マレイン酸とを有機溶剤、第三級アミン、触媒お
よび一般式(I)または一般式(n)(式中、Y1〜Y
5は、−Hまたは−NH2を示し、少なくとも一つは−
NH2であり、¥6〜Y、は、−Hまたは−NH2を示
し、少なくとも一つは−NH2である。
)(式中、Y1〜Y、は、−Hまたは−NH2を示し、
Y 10は、C1〜C6のアルキル基または01〜C5
のアルコキシ基である。
)で表わされる化合物の存在下に低級カルボン酸無水物
を作用させることを特徴とするN 、N’−(4、4’
−ジフェニルメタン)ビスマレイミドの製造方法に関す
るものである。
本発明の方法で得られるN、N’−(4,4’−ジフェ
ニルメタン)ビスマレイミドは二重結合ヲ有するイミド
基を分子内に2ケ含有する化合物であり、とくに耐熱性
および寸法安定性が要求される熱硬化性樹脂、感光性樹
脂、電気および機械分野におけるワニス、粉体塗料、積
層板成型品などの広範囲な用途を有する機能性樹脂原料
として産業上極めて有用な化合物である。
従来、N、N’−(4,4’−ジフェニルメタン)ビス
マレイミドの製造法については、たとえば、Natio
nal SAMPE Symposium Exhib
18284〜291(1973)に記載されているよ
うに4,4′−ジアミノジフェニルメタン1モルと無水
マレイン酸2モルとをN、N−ジメチルホルムアミドの
ような有機溶剤中で酢酸ナトリウム1.1モルの存在下
に後記(I)式に示すように開環付加させてN、N’−
(4,4’−ジフェニルメタン)ビスマレアミド酸とし
、次にこれに脱水剤として無水酢酸2モルを添加して(
2)式に示すように脱水環化させてN 、N’−(4、
4’−ジフェニルメタン)ビスマレイミドを得ることが
公知である。
しかし、この方法は得られるN 、N’−(4、4’−
ジフェニルメタン)ビスマレイミドの収率が75〜80
%*と低く工業的な実用性に乏しいものであった。
このため、N 、N’−(4、4’−ジフェニルメタン
)ビスマレイミドの製造法に関して種々の研究が行なわ
れ、その後、触媒として可溶性ニッケル化合物の存在下
、N 、N’−(4、4’−ジフェニルメタン)ビスマ
レアミド酸に脱水剤としてカルボン酸無水物を作用させ
る方法が特公昭49−40231により公知であり、ま
た、触媒としてアルカリ土類金属を使用する方法が特開
昭50−83368に開示されている。
しかし、これらの製造法は、それぞれ85%および91
%の高ビスマレアミド酸 ビスマレアミド酸+2(CH3CO)20収率でN 、
N’−(4、4’−ジフェニルメタン)ビスマレイミド
を与えるが得られるN、N’−(4゜4′−ジフェニル
メタン)ビスマレイミドの重合活性は非常に低いもので
ある。
前記の用途にN 、N’−(4、4’−ジフェニルメタ
ン)ビスマレイミドを含む熱硬化樹脂を使用する場合、
その重合硬化反応が迅速かつ、十分に進行することが硬
化物製造の生産性を高め、硬化物に良好な耐熱性を附与
する上から要求される。
しかし、この要求を満たすためには原料として用いるN
、N’−(4,4’−ジフェニルメタン)ビスマレイミ
ドの重合活性が高いことが必要とされる。
これらの条件を満たす、すなわち重合活性に優れ、かつ
高収率のN 、N’−(4、4’−ジフェニルメタン)
ビスマレイミドの製造法として、脱水環化反応の触媒に
コバルト化合物を用いる方法が特開昭53−23396
に開示されている。
一方、最近4,4′−ジアミノジフェニルメタン製造技
術の進歩は著るしく、耐熱性フィルム原料として望まれ
る極めて純度の高い4,4′−ジアミノジフェニルメタ
ンが得られるようになった。
この純度の高い4,4′−ジアミノジフェニルメタンを
従来法によるN 、N’−(4、4’−ジフェニルメタ
ン)ビスマレイミドの製造に用いれば、反応活性が著る
しく大きいため、無水マレイン酸との開環付加反応にお
いて生成するN、N’−(4゜4′−ジフェニルメタン
)ビスマレアミド酸の生成速度が極めて大きく、スラリ
ー状である反応溶液はスラリーが凝固し撹拌不可能な状
態になるか、またはスラリー液の粘度が上昇し各反応化
合物の混合が不完全となり極めて長い反応時間を要する
いわゆる増粘現象を生起する。
または開環付加反応においてこれらの現象が生起しない
場合であっても、次の脱水環化反応の初期に上記と同様
なスラリーの凝固または増粘現象を生起する。
このような状態を経由して得られたN 、N’−(4、
4’−ジフェニルメタン)ビスマレイミドは種々の副生
成物を含有し、かつ収率も低くなる。
この凝固または増粘現象を解消するには反応溶剤を多量
に使用し反応原料濃度を希薄にする方法、あるいは均一
浴液として反応を行なわせる方法があるが、これらの方
法は通常の反応溶剤使用量の2〜5倍、あるいは高価か
つ皮膚からの浸透性が強い極性溶剤、例えばN、N−ジ
メチルホルムアミドを必要とすることとなり極めて経済
的に不利であり、また安全衛生上好ましくない。
すなわち、かかる現象は製造設備の能力低下による経済
性の低下をもたらすこととなった。
本発明者らはN、N’−(4,4’−ジフェニルメタン
)ビスマレイミドの副反応を抑制比、かつ高収率を維持
しつつ上記の問題を解決すべく鋭意研究した結果、反応
助剤を使用することによりスラリーの凝固または増粘現
象が消失することを見出し本発明を達成した。
すなわち、本発明の方法で用いられるスラリーの凝固、
または増粘現象を消失する反応助剤はシ一般式(I) (式中、Y1〜¥5は−Hまたは−NH2を示し、少な
くとも一つは−NH2であり、Y6〜Y、は−Hまたは
−NH2を示し、少なくとも一つは−NH2である。
)で表わされる化合物または一般式(n)(式中、¥1
〜¥9は−Hまたは−NH2を示し、Y16は01〜C
5のアルキル基または01〜C5のアルコキシ基を示す
)で表わされる化合物である。適当な反応助剤として、
たとえば、2,4′−ジアミノジフェニルメタン、2,
2′−ジアミノジフェニルメタン、3.3’−ジアミノ
ジフェニルメタン、2.3’ジアミノジフエニルメタン
、3,4′−ジアミノジフェニルメタン、4−アミノフ
ェニル−4′−N−メチルアミノフェニルメタン、4−
アミノフェニル−4’−N−エチルアミノフェニル、4
−アミノフェニル−4′−メトキシフェニルメタンなど
がある。
本発明は、具体的には少量の反応助剤および4゜4′−
ジアミノジフェニルメタンと無水マレイン酸とをアセト
ンなどの溶剤を反応溶媒として10〜40℃の反応温度
で1〜5時間の開環反応を行なわせてN 、N’−(4
、4’−ジフェニルメタン)ビスマレアミド酸を生成せ
しめ、次いで触媒であるコバルト化合物、第三級アミン
および脱水剤を添加し反応温度40〜60℃で脱水環化
反応を行なわせることによって、副反応を抑制し、かつ
高収率でN、N’−(4,4’−ジフェニルメタン)ビ
スマレイミドをスラリーの凝固または増粘現象を生起す
ることなく製造する方法である。
本発明において脱水環化反応の触媒として用いられるコ
バルト化合物とは、反応触媒に可溶な2価もしくは3価
のコバルト化合物を意味し、その例としては、塩化物、
臭化物、炭酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、ナフテン酸
塩、ステアリン酸塩、フッ化物、硫酸塩などをあげるこ
とができ、該コバルト化合物は水和物および非水和物共
に使用することが可能である。
触媒の使用量はN、N′−(4、4’−ジフェニルメタ
ン)ビスマレアミド酸のマレアミド酸基1当量当り0.
2〜2.OX 10−3当量の範囲の極少量でよい。
本発明において使用される第三級アミンとして、たとえ
ば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリーロー
ブチルアミンなどの炭素数1〜10アルキル基を有する
トリアルキルアミン類、また、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、および1,8−ジア
ザビシクロ(5,4,0) 7−ウンデセンなどの環状
アミン類を用いることができる。
とくに好ましい第三級アミンはトリエチルアミンである
第三級アミンの使用量はマレアミド酸基1当量当り0.
1〜0.5モルであるのが好ましい。
本発明における脱水剤とは、N 、N’−(4、4’−
ジフェニルメタン)ビスマレアミド酸のマレアミド酸基
に作用してこれを脱水環化させてマレイミド基にかえ、
自身は水和物となるもので、たとえば、無水酢酸、無水
プロピオン酸、無水酪酸などの低級モノカルボン酸無水
物、また無水コハク酸、無水グルクル酸、無水フタール
酸などのジカルボン酸無水物、また酸化カルシウム、酸
化バリウムなどの酸化物をあげることができる。
これらの脱水剤の中で無水酢酸が経済性および反応後の
N 、N’−(4、4’−ジフェニルメタン)ビスマレ
イミドの精製の容易な点で好ましい。
この脱水剤の使用量はマレアミド酸基1当量当り脱水剤
1〜5モル、好ましくは1.1〜2.5モルの範囲であ
る。
本発明において使用される有機溶剤としては、たとえば
、テトラヒドロフラン、ジオキサンのような環状エーテ
ル化合物、あるいはとくに有利な溶剤はアセトン、メチ
ルエチルケトンのようなジアルキルケトン類である。
有機溶剤の使用量は4゜4′−ジアミノジフェニルメタ
ン重量の2.0〜8.0倍量が望ましい。
本発明における開環反応は、温度0〜80℃で行なわれ
、好ましくは10〜40℃である。
また脱水環化反応は温度20〜100℃で行なわれ、よ
り好ましくは40〜60℃である。
本発明において使用される反応助剤の使用量は4.4′
−ジアミノジフェニルメタン重量の0.005〜5.0
%重量であり、より好ましくは0.01〜3.0%重量
である。
これらの反応助剤は単独のみならず2種類以上混合して
使用することも可能である。
本発明における反応助剤の添加は4,4′−ジアミノジ
フェニルメタンと無水マレイン酸とから得られるN 、
N’−(4、4’−ジフェニルメタン)ビスマレアミド
酸を出発原料としてN、N’−(4゜4′−ジフェニル
メタン)ビスマレイミドを製造する方法にも適用される
ものである。
本発明の方法によれば出発原料である4、4’−ジアミ
ノジフェニルメタンに極めてその化学的性質が類似した
化合物を反応助剤として極少量使用することにより、得
られるN、N’−(4,4’−ジフェニルメタン)ビス
マレイミドの性質に全く影響を及ぼすことなく副反応を
抑制しかつ90%以上の高収率でスラリーの凝固または
増粘現象を生起せずN、N’−(4,4’−ジフェニル
メタン)ビスマレイミドを製造することができる。
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
実施例 1 4.4′−ジアミノジフェニルメタン(三井東圧化学■
製MDA−220) 49.5 、? (0,25モル
)および2,4′−ジアミノジフェニルメタン0.2g
(0,001モル)をアセトン100gに溶解させた。
これに無水マレイン酸54.2g(0,55モル)をア
セトン150gに溶解した溶液を徐々に添加し、反応温
度25°Cで2.5時間反応を行なわせた。
反応後は黄色のスラリー溶液で粘度の上昇が見られず撹
拌は極めて容易である。
ついで触媒として酢酸コバルト0.5g(0,0019
モル)、トリエチルアミン7.3g(0,072モル)
、脱水剤として無水酢酸65.0.9(0,64モル)
を添加した後反応温度を60℃まで上げこの温度にて脱
水環化反応を行なった。
この場合全くスラリーの凝固または増粘現象は認められ
なかった。
反応液を20℃に冷却し水250yを滴下し沈澱する固
体を炉別した。
この沈澱を水洗し、次に希薄な炭酸ソーダ水溶液で洗浄
し、更に水洗し、最後にメタノールで洗浄後乾燥した。
N 、 N/ (4,4/−ジフェニルメタン)ビス
マレイミド81.5.p(収率91%)の淡黄色粉末を
得た。
比較例 1 実施例1で用いた2、4′−ジアミノジフェニルメタン
を添加しなかったこと以外実施例1と全く同じ方法およ
び同じスケールで行なった。
開環付加反応の段階において反応液は黄色のスラリ溶液
で粘度の上昇が見られた。
さらに脱水環化反応の段階では、反応温度が60℃にな
って3分後にスラリーは凝固し撹拌不能となった。
そこでこの凝固したスラリーを粉砕し反応温度60℃に
て2.0時間脱水環化反応を続行せしめた。
次に反応液を20℃に冷却し水250!9を滴下し沈澱
する固体を炉別した。
この沈澱を水洗し次に希薄な炭酸ソーダ水溶液で洗浄し
、更に水洗し最後にメタノールで洗浄後乾燥した。
得られたN 、N’−(4、4’−ジフェニルメタン)
ビスマレイミドは褐色を呈し、66.7g(収率74.
5%)であった。
実施例 2 実施例1で用いた4、4′−ジアミノジフェニルメタン
をベンゼン溶液から再結晶して精製した4゜4′−ジア
ミノジフェニルメタンおよび4−アミノフェニル−4′
−N−メチルアミノフェニルメタンを使用する以外は実
施例1と全く同じ方法およびスケールで行なった。
なお精製した4、4′−ジアミノジフェニルメタンは薄
層クロマトグラフィー分析により不純物のないことを確
認して使用した。
結果を表−1に示す。
比較例 2 実施例2で4−アミノフェニル−4′−N−メチルアミ
ノフェニルメタンを使用しなかった以外は実施例1と全
く同じ方法およびスケールで行なった。
結果を表−1に示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 14.4’−ジアミノジフェニルメタンと無水マレイン
    酸とを有機溶剤、第三級アミン、触媒および一般式(1
    )または一般式(II) (式中、¥1〜Y、は、−Hまたは−NH羨示し、少な
    くとも一つは−NH2であり、¥6〜Y、は、−Hまた
    は−NH2を示し、少なくとも一つは−NH2である。 )(式中、Y1〜Y、は、−Hまたは−NH2を示し、
    Yloは、C1〜C5のアルキル基またはC7〜C5の
    アルコキシ基を示す。 )で表わされる化合物の存在下に低級カルボン酸無水物
    を作用させるN、N’−(4,4’ジフエニルメタン)
    ビスマレイミドの製造方法。
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