JPS61161276A - ベンゾフエノンテトラカルボン酸二無水物の製造方法 - Google Patents

ベンゾフエノンテトラカルボン酸二無水物の製造方法

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JPS61161276A
JPS61161276A JP205485A JP205485A JPS61161276A JP S61161276 A JPS61161276 A JP S61161276A JP 205485 A JP205485 A JP 205485A JP 205485 A JP205485 A JP 205485A JP S61161276 A JPS61161276 A JP S61161276A
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JP
Japan
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solvent
btda
bta
diphenyl
temperature
Prior art date
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Pending
Application number
JP205485A
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English (en)
Inventor
Naoki Ando
直樹 安藤
Hideetsu Fujiwara
秀悦 藤原
Kenji Hosoya
細谷 賢治
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JSR Corp
Original Assignee
Japan Synthetic Rubber Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステルの原
料などとして有用なベンゾフェノンテトラカルボン酸二
無水物(以下rBTDAJという)の製造方法に関する
従来の技術 従来、BTDAは、ヘンシフエノンテトラカルボン酸(
以下「百TA」という)の脱水反応によって得られるこ
とが知られており、この具体的な反応方法としては、 ■BTAを過剰の無水酢酸とともに加熱し、化学的に脱
水する方法(無水酢酸脱水法、zh 。
Org.Khim 4(1)163〜16B 、196
8などに記載)、■BTAを200℃以上に加熱しつつ
減圧下で脱水する方法(加熱減圧法、Visokomo
l Soedin。
Ser.B9(1)22 〜23、1967)、■20
0℃以上に加熱した空気中で粉末BTAを流動加熱して
脱水する方法(流動加熱法、ソビエト特許第420,6
09号明細書)、などが知られている。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、■無水酢酸脱水法では、BTAの脱水時
に無水酢酸に該BTAから脱水された水が反応して酢酸
に転化するため、副生する酢酸の回収が容易でない。
また■加熱減圧法および■流動加熱法では、BTAがB
TDAに完全に転化する確実な目安が無く、加熱時間を
余分に取ったり、加熱温度を高温に保ち易く、それゆえ
得られるBTDAの粉末は、クリーム色ないしは薄幅色
に着色する場合が多く、その純度もおおよそ95〜98
重量%と低いものであり、またこれらの方法によって得
られるBTDAは、プラスチック瓶またはファイバード
ラムに保存する間に空気中の水分を吸収し、加水分解し
、BTAに変化して経時的に純度が更に低下することが
知られている。
本発明は、これら従来の技術的課題を背景になされたも
ので、経済的な方法で高純度、かつ経時的に安定なET
DAを得ることを目的とする。
問題点を解決するための手段 即ち、本発明は、ベンゾフェノンテトラカルボン酸10
0重量部に対し、ジフェニルエーテルを主成分とする溶
剤またはジフェニルエーテルとジフェニルを主成分とし
、かつ凝固点が30℃以下である溶剤を50〜10,0
00重量部加えて懸濁液を生成させるとともに、該懸濁
液を温度180〜250°C1好ましくは200〜25
0°Cで加熱することを特徴とするヘンシフエノンテト
ラカルボン酸二無水物の製造方法を提供するものである
本発明においてBTAは、例えばビス(ジメチルフェニ
ル)エタンを濃度25〜40重景%の重量を用い、温度
120〜170℃で酸化反応させることにより容易に得
ることができ、この具体的製造方法については、特願昭
59−136630号明細書、特願昭59−22307
0号明細書などに詳述されている。
本発明においてBTAの脱水反応に用いられる溶剤とし
ては、ジフェニルエーテル(融点28°C1沸点259
°C)を主成分とする溶剤(以下、「単独溶剤」という
ことがある)、またはジフェニルエーテルとジフェニル
(融点70.5℃、沸点255℃)を主成分とし凝固点
が30℃以下である溶剤(以下、「混合溶剤」というこ
とがある)が使用される。
本発明者らの検討の結果、これらのジフェニルエーテル
を主成分とする単独溶剤もしくは混合溶剤(以下、単独
溶剤または混合溶剤を総称して単に「溶剤」ということ
がある)は、■室温から250℃の温度範囲において、
BTAが不溶または離溶であり、 ■室温から140°Cの温度範囲において、得られるB
TDAが不溶または難溶であり、しかも■160から2
50℃温度範囲においては得られるBTDAが溶解し易
い上、 ■これらの溶剤は、化学的に非常に安定である、という
特徴を有するのである。
本発明では、かかる溶剤の化学的安定性および溶解特性
を活用するものである。
前記溶剤が混合溶剤の場合には、通常、その組成はジフ
ェニルエーテル50重量%以上、好ましくは60重量%
以上、ジフェニル50重量%以下、好ましくは40重量
%以下である。
混合溶剤の最も好ましい組成は、ジフェニルエーテルが
約73.5重量%、ジフェニルが約26.5重量%のも
のであり、かかる混合溶剤の凝固点は12℃と最も低い
ものである。
混合溶剤の場合、ジフェニルが約50重量%を越えると
混合溶剤の凝固点が30℃を越えることになり、室温に
おいて凝固し易くなり好ましくない。
これら使用される溶剤には、エチルベンゼン、ジエチル
ベンゼン、トリエチルベンゼン、ナフタリンなどのジフ
ェニルエーテルおよびジフェニル以外の溶媒が0〜30
重量%程度、得られる溶剤の沸点が脱水反応時の反応温
度以上、凝固点が30℃以下になるよう混合することも
できる。
また、本発明における溶剤の使用量は、BTA100重
量部に対し、50〜10.000重量部、好ましくは1
00〜5,000重量部であり、50重量部未満では少
なすぎて反応時の攪拌が容易ではなく、一方10,00
0重量部を越えると溶剤の使用量が多すぎて生産効率が
低下し好ましくない。
前記したようにBTAは、溶剤に対しては室温から25
0℃の温度範囲において不溶または難溶であるから、か
くてBTAに前記溶剤を混合することにより懸濁液が得
られる。
次いで、このようにして得られたBTAの懸濁液を18
0〜250℃、好ましくは200〜250℃、特に21
0〜230°Cで加熱することによりBTAの脱水反応
を進行させる。
加熱温度が180℃未満では、BTAの脱水反応の進行
が遅く、一方250℃を越えると脱水反応が急速に進行
しすぎたり、副生物を生じ易い。
即ち、反応系からは、加熱によってBTAの結晶から徐
々に水分が水蒸気となって発生し、脱水反応は180℃
付近から徐々に活発となるが、加熱温度が180℃未満
では脱水反応が進行するのに時間がかかり過ぎて好まし
くなく、一方反応温度が250°Cを越えると発生する
水蒸気で反応系内の液全体が突沸し危険であり、また得
られるBTDAが黄色〜褐色に着色するという副反応が
生起して好ましくない。
この場合の反応時間は、加熱温度、BTAの濃度などに
よって異なるが、通常、10〜300分であり、加熱温
度が210〜230℃の場合は60分以内である。
本発明ではBTAの脱水反応に際し、前記したように溶
剤のBTAおよびBTDAに対する溶解挙動を勘案する
ことにより、懸濁液を180〜250℃に保ちながら懸
濁液の加熱を行うものである。
かくてBTAは、脱水反応によりBTDAへと転化し、
その結果、該BTDAは溶剤に対し160〜250℃の
温度範囲において溶解し、BTAがBTDAへ大部分転
化した時点では、反応系は懸濁液から透明溶液へと変化
する。
懸濁液が透明溶液に変化した後も、微量のBTAが溶剤
に溶解している場合も考えられるために、加熱は好まし
くは20分以下程度続行した方がよい。
このような脱水反応においては、脱水されることにより
反応系内から発生する水蒸気は、反応容器内の内壁や容
器上部に付着し再度反応系内へ混入する恐れもあるので
、脱水反応中には空気、窒素、好ましくは窒素などの非
凝縮性の不活性ガスを反応系内に流入させ、該ガスによ
って発生する水蒸気を絶えず反応系外へ排出させるよう
にすることが好ましい。このようにして、脱水反応にお
いては、懸濁液が透明溶液に変化し、これによってBT
AのBTDAへの転化をほぼ確認することができるが、
反応系が完全な透明溶液にならなくても、生成したBT
DAが析出しない温度において反応系の不溶性成分を濾
別することによって未反応のBTAを除去することがで
きる。
反応溶液からBTDAを分離する方法としては、例えば
反応溶液を冷却し該溶液の温度を室温〜150℃、好ま
しくは室温〜140℃となしBTDAを析出させ分離す
る方法を挙げることができる。即ち、BTDAの前記溶
剤溶液は、前記したように室温から140℃の温度範囲
において不溶または難溶であるために、反応溶液を冷却
することにより容易にBTDAが析出するのである。
反応溶液の冷却の際は、攪拌しつつ徐々に冷却すること
によって結晶構造が立方体型もしくは長方体型のBTD
Aを得ることができ、この場合は溶剤と析出したBTD
Aとの分離が容易となる。
BTDA析出後の反応溶液は、フィルター、回転濾過器
などの常套の分離手段を用いることにより、白色ないし
はクリーム色の結晶粉末である粗BTDAと母液とに分
離する。
この粗BTDAを精製するには、例えばベンゼン、トル
エン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、ナフサなどの芳
香族または脂肪族炭化水素系低沸点溶媒などの母液に対
する良溶媒を用いて洗浄し、乾燥することにより精製B
TDAを得ることができる。
この際溶媒としてアセトン、メタノール、エタノール、
エーテル、テトラヒドロフランなどの低沸点溶媒を用い
ることもできるが、BTDAはこれらの溶媒に対して溶
解し易いのでBTDAの収率が低下する場合がある。
このようにして得られる本発明のBTDAは、市販品の
ものの純度が97重量%程度、その融点は220℃程度
であるに対し、純度99.5重量%以上、融点約224
.5〜225.5°C程度と極めて純度が高いものであ
り、例えば直径50〜100μm程度の大きさの立方体
型状または長方体型状の透明結晶である。
また、本発明により得られるBTDAは、純度が高い結
果、従来品がそのままの純度で使用可能なエポキシ樹脂
、ポリウレタンなどの硬化剤用などの用途のみならず、
再結晶することなくそのままポリイミドなどの原料とし
て使用することができる上、保存中に水分を吸収してB
TAに転化する速度が従来法に比し極めて遅く、保存安
定性に優れたものである。
更に、かかるBTDAは、立方体型状または長方体型状
などの微結晶であり、使用に際しては溶媒に溶解し易い
という効果をも奏する。
作用 本発明は、化学的に安定な特定の溶剤を採用し、力)つ
工亥?容斉りのBTAおよびBTDAへの?容解特性を
活用することにより、BTAを脱水し高純度のBTDA
を容易の得るものである。
実施例 以下、実施例を挙げ、本発明を更に具体的に説明するが
、本発明はかかる実施例に限定されるものではない。
なお、実施例中、%ば重量基準である。
実施例l 5US−316製の37!オートクレーブに1.1−ビ
ス(3,4−ジエチルフェニル)エタン120gおよび
30%硝酸1350g(硝酸6.43モル)を取り、攪
拌しつつ温度を」二げ135°Cにて1時間、160℃
にて3時間反応させた。圧力は65 kg / cJと
なった。放冷して60℃まで内温を下げ、上部バルブを
少しづつ開いてガスを放出し常圧にした後、内部の液を
抜き出し黄緑色をした反応生成液を得た。
この反応生成液を200Torrの減圧下で約70℃で
蒸留して水を留去し、全液量が8508になるまで濃縮
し、放冷し析出物を濾過した。
析出物は、薄いクリーム色の粗BTAであった。この$
JI B T Aを真空乾燥し、重量を測定したところ
149gであり、液体クロマトグラフィーによる分析で
は、純度97.3%であった。
この粗BTA100gおよび水500gをビーカーに取
り80℃に加熱し、粗BTAを溶解させ濾紙で濾過した
後、室温で冷却した。濾紙には極く少量の黄色化合物が
付着していた。
また濾過液には少量の精製BTA粉末を加えて結晶の核
としBTAを再結晶させ、これを濾別し白色の結晶を得
た。これを真空乾燥したところ、92.5gあり、液体
クロマトグラフィーによる純度は99.1%であった。
この精製BTA10gを温度計および窒素吹き込み用細
管を取り付りたフラスコに取り、次いでこれにジフェニ
ルエーテル73.5%、ジフェニル26.5%よりなる
混合溶剤(融点12℃)を100g加えた。このフラス
コに攪拌子を入れ攪拌しつつ、かつ窒素ガスを吹き込み
細管から150cC/分の流量で吹き込みながら室温か
ら220℃まで30分間かけて昇温した。なお、吹き込
み細管の先端は、液面付近となるように設置した。
フラスコ内の温度を220°Cに保ちながら攪拌、窒素
吹き込みを続けると、220℃になってから28分後に
内部は懸濁液から透明な溶液となり、脱水によって生ず
る水蒸気の微小な泡も急速に減少した。更に12分間2
20℃に保ち、合計40分間、220℃に保った後、攪
拌しながら放冷した。内部の溶液は、140℃付近まで
液温が下がった時点でBTDAの析出が始まり、30℃
まで液温が低下した時点で減圧濾過し、BTDAの結晶
を分離した。この粗BTDAを和光純薬■製第−級トル
エン20gづつを用い、計4回洗浄濾過した。この洗浄
BTDΔを110°Cに設定された乾燥機で1時間乾燥
し、更に減圧デシケータ−で1時間乾燥し重量を計量し
たところ、7.67gであり、その枚重はモル基準で9
8%であった。また、この精製BTDAを液体クロマト
グラフィーで分析したところBTAは確会忍できなかっ
た。
なお、この精製BTDAをメチルエチルケトンに溶解し
、ガスクロマトグラフィーにより分析したところ、該B
TDA中にはジフェニルエーテル0.10%、ジフェニ
ル0.03%が含まれていることが分かった。また、こ
のBTDAの融点は、225.5℃であり、これは文献
値と同等の値である。従ってこのBTDAの純度は99
.8%であると判断された。更に、このBTDAを顕微
鏡観察したところ、立方体型状または長方体型状の透明
な微結晶であった。
実施例2 脱水反応時の加熱温度を230°Cとし、室温から23
0℃まで35分間かけて昇温し、230°Cでの加熱時
間を合計20分とした以外は、実施例1と同様に実験し
た。この場合、反応系が透明溶液になった時点は、反応
系が230℃に到達してから7〜8分後であった。
この時のトルエン洗浄後のBTDAの収率ハ98%、純
度は99.8%以上であった。
実施例3 脱水反応時の溶剤としてジフェニルエーテル90%とト
リエチルベンゼン10%とからなる溶剤を使用した以外
は、実施例1と同様に実験した。この場合、反応系が透
明溶液になった時点は、反応系が220℃に到達してか
ら30分後であった。この時のトルエン洗浄後のBTD
Aの枚重は97.8%、純度は99.8%以上であった
使用例1 実施例1で得られた精製BTDA5gを内容積25cc
のポリエチレン製瓶に入れ、蓋をして実験室内の太陽の
当たらない場所に保管した。
一方、市販のBTDA (純度;95%以上、東京化成
工業間装)5gを同じポリエチレン製瓶に入れ、蓋をし
て同様に保管し、両者の経時的な重量変化を測定するこ
とにより、浸透する水蒸気による加水分解性を比較した
その結果、1月後に実施例1のBTDAは5.01gと
なり0.2%の重量増加をみたが、市販のBTDAは5
.099gとなり1.8%の重量増加をみた。これから
本発明によって得られたBTDAは、加水分解され難り
、保存安定性においても優れていることが分かる。
発明の効果 以上のように本発明によれば、経済的な方法で高純度、
かつ経時的に安定なりTDA (ヘンシフエノンテトラ
カルボン酸二無水物)を得ることができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、ベンゾフェノンテトラカルボン酸100重量部に対
    し、ジフェニルエーテルを主成分とする溶剤またはジフ
    ェニルエーテルとジフェニルを主成分とし、かつ凝固点
    が30℃以下である溶剤を50〜10,000重量部加
    えて懸濁液を生成させるとともに、該懸濁液を温度18
    0〜250℃で加熱することを特徴とするベンゾフェノ
    ンテトラカルボン酸二無水物の製造方法。
JP205485A 1985-01-11 1985-01-11 ベンゾフエノンテトラカルボン酸二無水物の製造方法 Pending JPS61161276A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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