JPS61171762A - 可溶性ポリイミド樹脂組成物 - Google Patents

可溶性ポリイミド樹脂組成物

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JPS61171762A
JPS61171762A JP1262085A JP1262085A JPS61171762A JP S61171762 A JPS61171762 A JP S61171762A JP 1262085 A JP1262085 A JP 1262085A JP 1262085 A JP1262085 A JP 1262085A JP S61171762 A JPS61171762 A JP S61171762A
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幸平 後藤
Fumitaka Takinishi
滝西 文貴
Makiko Togo
東郷 真紀子
Hiroharu Ikeda
池田 弘治
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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、繰り返し単位中の酸成分がトリカルボキシシ
クロペンチル酢酸構造である可溶性ポリイミド樹脂組成
物に関する。
従来の技術 一般にポリイミド樹脂は、優れた耐熱性、機械的性質お
よび電気的性質を有しているため、特に、電子産業部門
において、フィルム用素材、コーティング用素材などと
して利用されている。
従来のポリイミド樹脂としては、 ■芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンと
を反応させて芳香族ポリアミック酸を得、このポリアミ
ック酸の溶液を適当な濃度で基材に塗布し、その後脱水
、閉環を行い、イミド化することにより得られる耐熱性
の優れた不溶性芳香族ポリイミド樹脂、 ■脂肪族または脂環族テトラカルボン酸二無水物とジア
ミンとを反応させてポリアミック酸を得、このポリアミ
ック酸を溶媒中で脱水、閉環してイミド化を行うことに
より得られる可溶性ポリイミド樹脂、 などに大別することができる。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、前記■の不溶性芳香族ポリイミド樹脂は
、その前駆体である芳香族ポリアミック酸の安定性が悪
く、室温で長時間保存すると溶液の粘度が低下したり、
一部が脱水、閉環してポリイミドとなり、不溶化して白
濁を生じるなどの欠点を有しているため、低温で保存す
る必要があり、保存安定性に問題があった。
また、芳香族ポリアミック酸から芳香族ポリイミド樹脂
への転換(以下、単に「転換」という)に際しては、通
常、300℃以上の高温が必要であり、耐熱性が劣る基
材を用いた場合、転換は事実上不可能になるなどの問題
があり、用いる基材の材料に制限があった。
これに対し、前記■の可溶性ポリイミド樹脂は、有機溶
媒に可溶性であるため、その濃度や粘度を調整すること
によって基材上に一定の厚みで塗布することができ、単
に溶媒を加熱除去するだけで均一な塗膜を形成させるこ
とができ、しかも耐熱性は不溶性芳香族ポリイミド樹脂
に対して若干劣るものの、機械的性質、電気的性質、耐
薬品性などに優れたものである。
しかしながら、かかる可溶性ポリイミド樹脂をコーティ
ング剤として、特に電子材料用途、例えば集積回路、ト
ランジスタ、磁気ヘッドなどの層間絶縁膜、太陽電池用
絶縁膜、液晶表示素子の配向膜、薄膜感熱ヘッドの絶縁
膜、パッシベーション膜、ジャンクションコート膜、防
湿膜、バラツアーコート膜、気密封止型集積回路、樹脂
封止型集積回路などのα線遮蔽膜などの表面保護膜など
、f′mft1mN(1)l=#にへ−r< :/”t
4#h316いられる基材に対しては必ずしも接着性が
満足するものではないという問題を有し、塗膜と基材と
の接着性が不足すると、組み込まれる電子機器の高度の
耐久性、信幀性に問題を生起することになる。
本発明は、かかる従来の技術的課題を背景になされたも
ので、耐熱性、機械的性質、電気的性質、耐薬品性など
に優れ、かつ接着性の優れた可溶性ポリイミド樹脂組成
物を提供するものである。
問題点を解決するための手段 即ち、本発明は、下記一般式(1)で示される繰り返し
単位を有する可溶性ポリイミド樹脂と下記一般式(II
)で示される官能性シラン化合物とからなることを特徴
とする可溶性ポリイミド樹脂組成物を提供するものであ
る。
OHall (式中、Rは、2価の芳香族基、脂肪族基、脂環族基な
どの有機基を示す、) Y R’ S i R” s−m X m     ・
・・・ (If)〔式中、Yはアミノ基を有する有機基
、R1は炭素数1〜10の2価の炭化水素基、R2は炭
素数1〜5のアルキル基、XはOR’で示されるアルコ
キシ基または0COR’で示されるアルコキシカルボニ
ル基(ここでR3およびR4は、炭素数1〜10のアル
キル基である)を示し、mは1〜3の整数を示す、〕 かかる可溶性ポリイミド樹脂は、例えば■2.3.5−
)リカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物とジアミン
とから得られるポリアミック酸を有機溶媒溶液で有機カ
ルボン酸無水物の存在下にイミド化反応させるか(特開
昭59−199720号公報)、 ■2.3.5−)リカルボキシシクロペンチル酢酸二無
水物とジイソシアネートを有機溶媒中で反応させる(特
願昭59−109239号明細書)ことによって製造さ
れる。
ここで2.3.5−)リカルボキシシクロペンチル酢酸
(以下rTcAJという)は、例えばジシクロペンタジ
ェンをオゾン分解し、過酸化水素で酸化する方法〔英国
特許第872355号明細書、J、Org、Chem、
 、28.2537(1963) )またはジシクロペ
ンタジェンを水和して得られるヒドロキシジシクロペン
タジェンを硝酸酸化する方法(西独特許第107812
0号明細書)などによって製造することができ、このT
CAを脱水することにより2,3.5−トリカルボキシ
シクロペンチル酢酸二無水物(以下rTCA −AHJ
という)を製造することができる。
また、前記TCA −AHと反応させるジアミンまたは
TCA −AHと反応させるジイソシアネートは、一般
式: Hx N−R−NH2、または一般式: 0CN
RNCOで示される化合物(Rは、一般式(1)と同じ
であり、2価の芳香族基、脂肪族基または脂環族基を示
す)である。
前記一般式における好ましいRとしては、例えば、X。
(式中、X6、X!、X、およびX4は、同一でも異な
ってもよく、−H,−CH,または−OCHs 、Yo
  は−CH,−1CzHa−1−〇−1−S −1 を示し、nはOまたは1を示す。)で示される芳香族基
、−(CH2)、 −(II=2〜20)、で示される
炭素数2〜20の脂肪族基または脂環族基などが挙げら
れる。
なお、本発明の可溶性ポリイミド樹脂組成物の耐熱性を
更に向上させるためには、Rが芳香族基であることが好
ましい。
前記ジアミンの具体例としては、パラフェニレンジアミ
ン、メタフェニレンジアミン、4.4′−ジアミノジフ
エニルメタン、4,4′−ジアミノジフェニルエタン、
ベンジジン、4.4’−ジアミノジフェニルスルフィド
、4.4′−ジアミノジフェニルスルホン、4.4′−
ジアミノジフェニルエーテル、1.5−ジアミノナフタ
レン、3.3′−ジメチル−4,4′−ジアミノビフェ
ニル、3.4′−ジアミノベンズアリニド、3゜4′−
ジアミノジフェニルエーテル、メタキシリレンジアミン
、パラキシリレンジアミン、エチレンジアミン、1.3
−プロパンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタ
メチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメ
チレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレ
ンジアミン、4.4′−ジメチルへブタメチレンジアミ
ン、1゜4−ジアミノジ−クロヘキサン、テトラヒドロ
ジシクロペンタジエニレンジアミン、ヘキサヒドロ−4
,7−メタノインダニレンシメチレンジアミン、トリシ
クロ(6,2,1,O”・7〕−ランデシレンジメチル
ジアミンなどを挙げることができる。
これらは単独または混合して用いることができる。
また、前記ジイソシアネートの具体例としては、2.4
.−)リレンジイソシアネート、2.6−トリレンジイ
ソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、m−
フェニレンジイソシアネート、4.4′−ジフェニルメ
タンジイソシアネート、4.4′−ジフェニルエーテル
ジイソシアネート、4.4′−ジフェニルスルホンジイ
ソシアネート、4.4′−ジフェニルスルフィドジイソ
シアネート、1.5−ナフタレンジイソシアネート、2
゜6−ナフタレンジイソシアネート、トリジンイソシア
ネート、4,4′−ビフェニルジイソシアネート、p−
キシリレンジイソシアネート、m−キシリレンジイソシ
アネートなどの芳香族ジイソシアネート化合物、イソホ
ロンジイソシアネート、1.3−ビス(イソシアネート
メチル)シクロヘキサン、1.4−ビス(イソシアネー
トメチル)シクロヘキサン、4.4’−ジシクロヘキシ
ルメタンジイソシアネート、4.4′−ジシクロヘキシ
ルエーテルジイソシアネートなどの脂環族ジイソシアネ
ート化合物、ブタンジイソシアネート、ヘキサメチレン
ジイソシアネート、オクタメチレンジイソシアネート、
リジンジイソシアネート、トリメチルへキサメチレンジ
イソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネート化合物を
挙げることができる。これらは単独または混合して用い
ることができる。
本発明に用いられる可溶性ポリイミド樹脂の固有粘度(
’7 ink = ’ nηrat / C% C= 
0. 5 g/d7!、30℃、ジメチルホルムアミド
中)は、好ましくは0.05dl/g以上、特に好まし
くは0.05〜5 d l / gであり、前記一般式
CI)で示される繰り返し単位が好ましくは50重量%
以上、特に好ましくは75重量%以上有する可溶性ポリ
イ)ド樹脂である。
本発明に用いられるポリイミド樹脂は、有機溶媒に溶は
易く、かつ溶液状態でも非常に安定で、長期の保存に対
しても白濁したり、粘度が変化する現象はみられない。
かかる可溶性ポリイミド樹脂の有機溶媒としては、N−
メチル−2−ピロリドン、N、N−ジメチルアセトアミ
ド、N、N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキ
シド、T−ブチロラクトン、テトラメチル尿素などの非
プロトン系極性溶媒、クレゾール、キシレノール、ハロ
ゲン化フェノールなどのフェノール系溶媒を挙げること
ができるが、このうち吸水性が小さいこと、また吸水し
ても塗膜が0濁化Lf、KIil、ニー′!″″′!′
。理由′°1す・′     ■。
−ブチロラクトンが好ましい。
本発明では、このような可溶性ポリイミド樹脂に前記一
般式(II)で示される官能性シラン化合物を配合する
前記一般式(1))におけるYとしては、例えばH,N
−1H! NC2H4NH−1 Hz N Cz Ha’ N HCz Ha N H−
1Cb Hs NH−1Ch Hs CHz N H−
1H2NC0NH−1C,H50CONH−1CH3C
OOC2)14N H−1cz H4NH−1(HOC
z Ha ) z N−などを挙げることができる。
特に本発明の可溶性ポリイミド樹脂組成物の基板に対す
る接着性および溶液状態での安定性を更に高めるために
は、CH:l COOCt H4N H−基を有する有
機基が好ましい。
またR1 としては、  (CHg%   (’は1〜
10の整数を示す)で示される直鎖状メチレンまたはそ
の分岐状異性体、 などで示されるアリレン基、 などで示されるシクロアルキレン基、 R2としては、 CHs 、−Cz Hs、−Cs H
? 、−Ca H9、−C+oHz+で示される直鎖状
または分岐状アルキル基を挙げることができる。
更にXとしては、−0CH3、−0Ct Hs 10C
s H? 、 OC4H9、−QCs H++1− O
Ch H+ s、 OCt H+s−−OCm HI?
、−OC−9Hlq、−0C+oHz+などで示される
直鎖状また分岐状アルコキシ基、−0COC:H,、O
COCz Hs 、−0COC3H?、−0COC,H
,、−0COCsH,、。
OCOC6HIs、−0COC? H+s−OCOCs
 Hl ?、 0COC9HI9、−ococ、。I(
ztなどで示される直鎖状または分岐状アルコキシカル
ボニル基などを挙げることができる。
一般式(II)で示される官能性シラン化合物の具体例
としては、 3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプ
ロピルトリエトキシシラン、2−アミノプロピルトリメ
トキシシラン、2−アミノプロピルトリエトキシシラン
、N−(2−アミノエチル)−3−アミノ−プロピルト
リメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−ア
ミノ−プロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミノ
エチル)−3−アミノ−プロピルメチルジメトキシシラ
ン、3−ウレイド−プロピルトリメトキシシラン、3−
ウレイド−プロピルトリエトキシシラン、N−エトキシ
カルボニル−3−アミノ−プロピルトリメトキシシラン
、N−エトキシカルボニル−3−アミノ−プロピルトリ
エトキシシラン、N−)リメトキシシリルプロピルート
リエチレントリアミン、N−)リエトキシシリルプロピ
ルートリエチレントリアミン、10−トリメトキシシリ
ル−1゜4.7−ドリアザブカン、10−)ジェトキシ
シリル−1,4,フードリアザデカン、9−トリットキ
シシリル−3,6−ジアザツニルアセテート、9−トリ
エトキシシリル−3,6−ジアザツニルアセテート、N
−ベンジル−3−アミノ−プロピルトリメトキシシラン
、N−ベンジル−3−アミノ−プロピルトリエトキシシ
ラン、N−フェニル−3−アミノ−プロピルトリメトキ
シシラン、N−フェニル−3−アミノ−プロピルトリエ
トキシシラン、N−ビス(オキシエチレン)−3−アミ
ノ−プロピルトリメトキシシラン、N−ビス(オキシエ
チレン)−3−アミノ−プロピルトリエトキシシランな
どを挙げることができ、これらは併用することもできる
前記可溶性ポリイミド樹脂に対する官能性シラン化合物
の混合割合は、前者100重量部に対し、後者が好まし
くは0.05〜30重量部、特に好ましくは0.1〜2
0重量部であり、0.05重量部未満では可溶性ポリイ
ミド樹脂組成物の基材に対する接着性向上が充分でなく
、一方20重量      f部を越えると可溶性ポリ
イミド樹脂組成物を溶液として塗布する際に塗膜の表面
特性が大きく変化したり、過剰の官能性シラン化合物の
イミグレーションが生起する。
本発明の可溶性ポリイミド樹脂組成物は、通常、溶液と
して基板に塗布される。可溶性ポリイミド樹脂組成物溶
液を調製する際に使用される溶媒は、可溶性ポリイミド
樹脂を溶解し、官能性シラン化合物と反応して沈澱を生
じたり、濁りの生じないものであればよく、前記可溶性
ポリイミド樹脂を溶解させる溶媒が最も好ましく、その
他一般的有機溶媒であるアルコール類、フェノール類、
ケトン類、エステル類、ラクトン類、エーテル類、ハロ
ゲン化、炭化水素類、炭化水素類、例えばメチルアルコ
ール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、エ
チレングリコール、プロピレングリコール、1.4−ブ
タンジオール、トリエチレングリコール、エチレングリ
コールモノメチルエーテル、フェノール、m−クレゾー
ル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチル
ケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、
酢酸ブチル、蓚酸ジエチル、マロン酸ジエチル、ジエチ
ルエーテル、エチレングリコールメチルエーテル、エチ
レングリコールエチルエーテル、エチレングリコールn
−プロピルエーテル、エチレングリコールi’sO−プ
ロピルエーテル、エチレングリコールn−ブチルエーテ
ル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレング
リコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコ
ールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジクロル
メタン、1.2−ジクロルエタン、1,4−ジクロルブ
タン、トリクロルエタン、クロルベンゼン、0−ジクロ
ルベンゼン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ベンゼン
、トルエン、キシレンなども前記可溶性ポリイミド樹脂
を溶解させる溶媒に該可溶性ポリイミド樹脂を析出させ
ない程度混合して用いることができる。
本発明の可溶性ポリイミド樹脂組成物の溶液を調製する
に際しては、通常、可溶性ポリイミド樹脂の有機溶媒溶
液中に官能性シラン化合物を添加するか、沈澱が生じな
い限度で該溶液に他の一般的有機溶媒に溶解した官能性
シラン化合物の溶液を混合し、固形分濃度0.1〜30
重量%、好ましくは0.5〜15重量%の溶液を調製す
る。
このようにして調製される本発明の可溶性ポリイミド樹
脂組成物溶液は、基材にロールコータ−法、スピンナー
法、印刷法などで塗布し、次いで例えば80〜250℃
、5〜180分乾燥することによって可溶性ポリイミド
樹脂組成物の塗膜を形成することができる。
発明の効果 本発明の可溶性ボリイミ樹脂組成物は、耐熱性、機械的
性質、電気的性質、耐薬品性などに優れ、かつ基板との
接着性に優れたものであり、電子産業部門において前記
電子材料用途に好適に用いることができ、例えばポリエ
ステルなどの有機高分子材料、ガラスシリコンウェハー
、ITOi明1i極のコーティング用素材として特に優
れた性能を発揮するものである。
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、
本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。
参考例1 ジアミノジフェニルエーテル(DDE)20.48g−
(0,102モル)を、N、N−ジメチルホルムアミド
(DMF)247.5gに溶解した後、TCA−AH2
3,15g (0,103モル)を粉末のまま加えて攪
拌しながら25℃で反応させた。24時間後にこの反応
液を少量サンプリングし、ポリアミック酸が0.5g/
100m1の濃度になるようにDMFを加えて固有粘度
(30℃)を測定した。得られたポリアミック酸のη五
、は0.99dl/gであった。
次いで、前記反応液に更にDMFを加えてポリアミック
酸濃度を6.1重量%とじた溶液30gを100mlの
フラスコに移し、この溶液に無水酢酸1.32gおよび
ピリジン1.02gを順次加えて混合、攪拌した後、1
35℃で2時間反応させた。            
            1)次いで反応生成物を大量
のメタノールに注いで可溶性ポリイミド樹脂を凝固し回
収した後、80℃で一晩乾燥した。得られた可溶性ポリ
イミド樹脂のDMF中、30℃の粘度η!□は、0.7
9a/gであった。
この可溶性ポリイミド樹脂を再度DMFに溶解し、ガラ
ス板上に流延し乾燥した後−、フィルムを剥離し赤外線
吸収スペクトルを測定した結果、1740c1)−’お
よび1690cm−’にイミドのC=O伸縮振動に基づ
く吸収が認められた。
これにより、無水酢酸とピリジンの存在下でポリアミッ
ク酸溶液を加熱反応させることにより、可溶性ポリイミ
ド樹脂が得られることが分かる。
実施例1 参考例1で得られた可溶性ポリイミド樹脂をT−ブチロ
ラクトンに溶解し、5重量%溶液となし、これに9−ト
リメトキシリル−3,6−ジアザツニルアセテートを2
.5phr混合し、可溶性ポリイミド樹脂組成物溶液を
調製した後、孔径0.22μmのメンブランフィルタ−
で濾過し、不溶分を除去した。この溶液をガラス基板上
にスピンナーを用いて塗布した。
塗布後、150℃で1時間乾燥させた。得られた可溶性
ポリイミド樹脂組成物の塗膜の厚さは0.20μmであ
った。
得られた塗膜”にカッターナイフで巾1fi、縦1)本
、横1)本の切り込みを入れ、loXIO個の基盤目を
作った。この基盤目にセロテープを貼りつけ、剥離熱試
験を行った。剥がれた基盤目の数は0であった。
また、得られた塗膜に同様のloXIO個の基盤目の切
り込みを入れ、沸騰水中で5時間煮沸した。乾燥後、室
温に冷却して基盤目にセロテープを貼りつけ、剥離実験
を行った。剥がれた基盤目の数は0であった。
実施例2 実施例1で用いた官能性シラン化合物の添加量を5ph
rに変え、実施例1と同様に塗布試験を行った。結果を
表1に示す。
実施例3 実施例1で用いた官能性シラン化合物の添加量を10p
hrに変え、実施例1と同様に塗布試験を行つた。結果
を表1に示す。
実施例4 参考例1で得られた可溶性ポリイミド樹脂をN。
N−ジメチルアセトアミドに溶解し、5重量%溶液とし
、これに官能性シラン化合物として3−アミノプロピル
トリメトキシシラン2.5phrを用い、実施例1と同
様の塗布試験を行った。
結果を表1に示す。
実施例5 実施例4で用いた官能性シラン化合物の代わりにN−(
2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシ
シランを用い、実施例1と同様の塗布試験を行った。結
果を表1に示す。
実施例6 実施例4で用いた官能性シラン化合物の代わりに3−ア
ミノプロピルトリエトキシシランを用い、実施例1と同
様の塗布試験を行った。
結果を表1に示す。
実施例7 実施例4で用いた官能性シラン化合物の代わりに10−
トリメトキシシリル−1,4,7−ドリアザブカンを用
い、実施例1と同様の塗布試験を行った。結果を表1に
示す。
比較例1 実施例1において、官能性シラン化合物を用いない以外
は、実施例1と同様に塗布試験を行った。
結果を表1に示す。
比較例2 実施例1で用いた官能性シラン化合物の代わりに3−イ
ソシアネートプロピルトリエトキシシランを用い、実施
例1と同様の塗布試験を行った。
結果を表1に示す・ 比較例3 実施例1で用いた官能性シラン化合物の代わりに3−グ
リシドキシプロビルトリメトキシシランを用い、実施例
1と同様の塗布試験を行った。
結果を表1に示す。
比較例41・[ 実施例1で用いた官能性シラン化合物の代わりにビニル
トリエトキシシランを用い、実施例1と同様の塗布試験
を行った。結果を表1に示す。
比較例5 実施例1で用いた官能性シラン化合物の代わりに3−メ
タクリロキシプロピルトリメトキシシランを用い、実施
例1と同様の塗布試験を行った。
結果を表1に示す。
比較例6 実施例1で用いた官能性シラン化合物の代わりに2−(
3,4−エポキシシクロヘキシル)トリメトキシシラン
を用い、実施例1と同様の塗布試験を行った。結果を表
1に示す。
比較例7 実施例1で用いた官能性シラン化合物の代わりに3−メ
ルカプトプロとルトリメトキシシランを用い、実施例1
と同様の塗布試験を行った。
結果を表1に示す。
実施例8 実施例2で用いたガラス基板の代わりにITO透明電極
を蒸着したガラス基板を用い、実施例2と同様の塗布試
験を行った。結果を表1に示す。
比較例8 比較例1で用いたガラス基板の代わりに実施例8で用い
たITO透明電極を蒸着したガラス基板を用い、比較例
1と同様に塗布試験を行った。
結果を表1に示す。
実施例9 実施例5で用いたガラス基板の代わりにシリコンウェハ
ー基板を用い、実施例5と同様に塗布試験を行った。結
果を表1に示す。
比較例9 比較例1で用いたガラス基板の代わりに実施例9で用い
たシリコンウェハー基板を用い、比較例1と同様に塗布
試験を行った。
結果を表1に示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)下記一般式( I )で示される繰り返し単位を有
    する可溶性ポリイミド樹脂と下記一般式(II)で示され
    る官能性シラン化合物とからなることを特徴とする可溶
    性ポリイミド樹脂組成物。 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・(I) (式中、Rは、2価の有機基を示す。) YR^1SiR^2_3_−_mX_m・・・・(II) 〔式中、Yはアミノ基を有する有機基、 R^1は炭素数1〜10の2価の炭化水素基、 R^2は炭素数1〜5のアルキル基、 XはOR^3で示されるアルコキシ基またはOCOR^
    4で示されるアルコキシカルボニル基(ここでR^3お
    よびR^4は、炭素数1〜10のアルキル基である)を
    示し、 mは1〜3の整数を示す。〕
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