JPS62250007A - Production of n-(hydroxyphenyl)maleimide copolymer - Google Patents
Production of n-(hydroxyphenyl)maleimide copolymerInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、N−(ヒドロキシフェニル)マレイミド共重
合体の製法、詳しくは、無水マレイン酸と不飽和炭化水
素化合物とを共重合して得られた共重合体と、アミノフ
ェノール、及びアルカリ水溶液に対する溶解性を付与す
る基を有していない一般アミンとを有機溶媒中で反応さ
せて、上記共重合体を変性させることにより、N−(ヒ
ドロキシフェニル)マレイミド共重合体を製造する方法
に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for producing an N-(hydroxyphenyl)maleimide copolymer, specifically, a method for producing an N-(hydroxyphenyl)maleimide copolymer, specifically a method for producing an N-(hydroxyphenyl)maleimide copolymer by copolymerizing maleic anhydride and an unsaturated hydrocarbon compound. The resulting copolymer is reacted with aminophenol and a general amine that does not have a group imparting solubility in an aqueous alkaline solution in an organic solvent to modify the copolymer. The present invention relates to a method for producing a hydroxyphenyl)maleimide copolymer.
本発明の製法で得られるN−(ヒドロキシフェニル)マ
レイミド共重合体は、ジメチルホルムアミド、シクロヘ
キサノン、テトラヒドロフラン、エチルセロソルブなど
の有機溶媒に可溶であるため、薄膜コーティング樹脂と
して有用であり、またフェノール性水酸基を有すること
からアルカリ水溶液に可溶であるため、感光性樹脂等の
ベースポリマーとして有用であり、さらに耐熱性樹脂と
しての広範囲な用途に利用することができる。The N-(hydroxyphenyl)maleimide copolymer obtained by the production method of the present invention is useful as a thin film coating resin because it is soluble in organic solvents such as dimethylformamide, cyclohexanone, tetrahydrofuran, and ethyl cellosolve. Because it has a hydroxyl group, it is soluble in aqueous alkaline solutions, so it is useful as a base polymer for photosensitive resins and the like, and can also be used in a wide range of applications as heat-resistant resins.
N−(ヒドロキシフェニル)マレイミドモー成分とする
共重合体の製法としては、高分子化学、第26巻598
頁(1969年)に、水酸基がエステル化されたマレイ
ミドを経てエステル交換反応により合成したN−(p−
ヒドロキシフェニル)マレイミドモノマーとスチレンと
を共重合して、N−(p−ヒドロキシフェニル)マレイ
ミドに基づく構成単位がやや多いN−(p−ヒドロキシ
フェニル)マレイミド−スチレン共重合体を合成する方
法が示され、また、第7回フォトポリマーコンファレン
ス(SPE主催、於Ellenville。A method for producing a copolymer as an N-(hydroxyphenyl)maleimide mo component is described in Kobunshi Kagaku, Vol. 26, 598.
(1969), N-(p-
A method of copolymerizing hydroxyphenyl)maleimide monomer and styrene to synthesize an N-(p-hydroxyphenyl)maleimide-styrene copolymer having a slightly larger number of constituent units based on N-(p-hydroxyphenyl)maleimide is described. and the 7th Photopolymer Conference (sponsored by SPE, Ellenville).
N、Y、)予稿集35頁(1985年)に、バラ位の水
酸基がエステル化されたN−(p−アセトキシフェニル
)マレイミドモノマーとスチレンとを共重合し、その後
、エステル交換反応する、N−(p−ヒドロキシフェニ
ル)マレイミド−スチレン共重合体(組成比1 : 1
)の合成法が示されている。N, Y,) Proceedings, p. 35 (1985), describes the copolymerization of N-(p-acetoxyphenyl)maleimide monomer in which the hydroxyl group at the rose position is esterified with styrene, followed by a transesterification reaction. -(p-hydroxyphenyl)maleimide-styrene copolymer (composition ratio 1:1
) is shown.
上記の従来公知のN −(p−ヒドロキシフェニル)マ
レイミド−スチレン共重合体の製法においては、モノマ
ー又はポリマーの段階でエステル化された水酸基をエス
テル交換反応により水酸基にもどす工程が必要であるが
、それは、通常のイミド化合物の製法のみでは、上記の
N−(p−ヒドロキシフェニル)マレイミドモノマーな
どのように水酸基を有するイミド化合物を製造すること
ができないためである。In the above-mentioned conventionally known method for producing N-(p-hydroxyphenyl)maleimide-styrene copolymer, a step of converting the esterified hydroxyl group at the monomer or polymer stage back to hydroxyl group by transesterification reaction is necessary. This is because an imide compound having a hydroxyl group, such as the above-mentioned N-(p-hydroxyphenyl)maleimide monomer, cannot be produced only by the usual method for producing an imide compound.
一般に、イミド化合物の製法としては、触媒としてピリ
ジン、トリエチルアミン、酢酸ナトリウムなどの塩基、
及び脱水剤として無水酢酸、無水プロピオン酸、無水安
息香酸などの酸無水物を用いて、アミノ化合物と無水マ
レイン酸などの酸無水物とを反応させる方法がよく知ら
れているが、この方法を、例えばアミノフェノールと無
水マレイン酸とのマレイミドモノマーの製造に適用する
と、アミノフェノールの水酸基がエステル化され、水酸
基を有するイミド化合物を高い収率で製造することがで
きない。In general, the method for producing imide compounds involves using a base such as pyridine, triethylamine, or sodium acetate as a catalyst.
A well-known method is to react an amino compound with an acid anhydride such as maleic anhydride using an acid anhydride such as acetic anhydride, propionic anhydride, or benzoic anhydride as a dehydrating agent. For example, when applied to the production of a maleimide monomer of aminophenol and maleic anhydride, the hydroxyl group of the aminophenol is esterified, making it impossible to produce an imide compound having a hydroxyl group in high yield.
そこで、従来公知のN −(p−ヒドロキシフェニル)
マレイミド−スチレン共重合体の製法においては、モノ
マー又はポリマーの段階でエステル化された水酸基をエ
ステル交換反応により水酸基にもどすために、通常、例
えばベルギー特許第613801号明細書に開示されて
いる如き、水酸基がエステル化されたマレイミドのエス
テル交換反応の方法が採用されている。Therefore, the conventionally known N-(p-hydroxyphenyl)
In the method for producing a maleimide-styrene copolymer, in order to return the hydroxyl group esterified in the monomer or polymer stage to a hydroxyl group by a transesterification reaction, for example, as disclosed in Belgian Patent No. 613801, A method of transesterification of maleimide whose hydroxyl group is esterified is employed.
前記の従来公知のN−(p−ヒドロキシフェニル)マレ
イミド−スチレン共重合体の製法は、前述した如くモノ
マー又はポリマーの段階でエステル化された水酸基をエ
ステル交換反応により水酸基にもどす工程が必要であり
、このエステル交換反応に長時間を要するため、経済性
等の点から工業的に非常に不利な方法であり、しかも、
アミノフェノールと無水マレイン酸とからマレイミドモ
ツマーを製造する際に無水マレイン酸の不飽和二重結合
が7ミノフエノールにより攻撃されるため、該マレイミ
ドモノマーとスチレンとの共重合体を高収率で合成する
ことができないなどの問題がある。The conventionally known method for producing N-(p-hydroxyphenyl)maleimide-styrene copolymer requires a step of converting the esterified hydroxyl group at the monomer or polymer stage into a hydroxyl group by a transesterification reaction, as described above. Since this transesterification reaction requires a long time, it is a very disadvantageous method industrially from the point of view of economic efficiency, etc.
When producing maleimide monomer from aminophenol and maleic anhydride, the unsaturated double bond of maleic anhydride is attacked by 7-minophenol, so the copolymer of maleimide monomer and styrene cannot be produced in high yield. There are problems such as the inability to synthesize.
従って、本発明の目的は、N−(ヒドロキシフェニル)
マレイミド共重合体を、エステル交換反応工程を経ずに
水酸基を保持したまま極めて容易に、しかも高収率で合
成することができる、N−(ヒドロキシフェニル)マレ
イミド共重合体の製法を提供することにある。Therefore, the object of the present invention is to provide N-(hydroxyphenyl)
To provide a method for producing an N-(hydroxyphenyl)maleimide copolymer by which the maleimide copolymer can be synthesized extremely easily and in high yield while retaining hydroxyl groups without going through a transesterification step. It is in.
本発明は、前記目的を、無水マレイン酸と不飽和炭化水
素化合物との共重合体と、アミノフェノール、及びアル
カリ水溶液に対する溶解性を付与する基を有していない
一級アミンとを有機溶媒中で反応させて、
(式中、R1及びR2はアリール基、1〜16個の炭素
原子を有するアルキル基又はシクロアルキル基であり、
R8は水素又は低級アルキル基である。また、pと(1
+m+n)との割合、(i+m)と(n+m4−n)と
の割合、及びlとB+用)との割合は、それぞれ
O〈□≦10、
j!+m+n
#+m+n
J+m+n
及び 0.3≦□≦0.9である。〕
β 十m
で示される構成単位を有するN−(ヒドロキシフェニル
)マレイミド共重合体を得ることを特徴とするN−(ヒ
ドロキシフェニル)マレイミド共重合体の製法を提供す
ることにより達成したものである。The present invention has achieved the above object by preparing a copolymer of maleic anhydride and an unsaturated hydrocarbon compound, an aminophenol, and a primary amine having no group imparting solubility in an aqueous alkaline solution in an organic solvent. (wherein R1 and R2 are an aryl group, an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms or a cycloalkyl group,
R8 is hydrogen or a lower alkyl group. Also, p and (1
+m+n), (i+m) and (n+m4-n), and l and B+) are respectively O〈□≦10, j! +m+n #+m+n J+m+n and 0.3□≦0.9. ] This was achieved by providing a method for producing an N-(hydroxyphenyl)maleimide copolymer, which is characterized by obtaining an N-(hydroxyphenyl)maleimide copolymer having a structural unit represented by β 0m .
以下に本発明のrl−(ヒドロキシフェニル)マレイミ
ド共重合体の製法について詳述する。The method for producing the rl-(hydroxyphenyl)maleimide copolymer of the present invention will be described in detail below.
本発明の製法で用いられる無水マレイン酸と不飽和炭化
水素化合物との共重合体(以下、無水マレイン酸共重合
体という)は、
(式中、R2はアリール基、1〜16個の炭素原子を有
するアルキル基又はシクロアルキル基であり、R2は水
素又は低級アルキル基である。また、aとbとの割合は
、O< −≦10.好ましくはa
Oく□≦5である。)
で示される構成単位を有する共重合体であり、適当な上
記不飽和炭化水素化合物としては、例えば、スチレン、
α−メチルスチレン、ビニルナフタレン、イソブチレン
、3−メチルブテン−1、ヘキセン−1、ビニルシクロ
ヘキセンなどを挙げることができる。The copolymer of maleic anhydride and an unsaturated hydrocarbon compound (hereinafter referred to as maleic anhydride copolymer) used in the production method of the present invention is: (wherein R2 is an aryl group, 1 to 16 carbon atoms) is an alkyl group or a cycloalkyl group having R2 is hydrogen or a lower alkyl group.Also, the ratio of a and b is O<-≦10. Preferably a O□≦5.) It is a copolymer having the structural units shown below, and suitable unsaturated hydrocarbon compounds include, for example, styrene,
Examples include α-methylstyrene, vinylnaphthalene, isobutylene, 3-methylbutene-1, hexene-1, and vinylcyclohexene.
上記無水マレイン酸共重合体において、上記式(V)で
示される構成単位と上記式(Vl)で示される構成単位
との割合(b/a)は、目的とするN−(ヒドロキシフ
ェニル)マレイミド共重合体における前記式(1)、(
n)及び(1)でそれぞれ示される構成単位と前記式(
IV)で示される構成単位との割合(p、/ (z +
m+ n) )と同一である。この割合が10を超える
と、不飽和炭化水素化合物のホモポリマーと殆ど変わら
ない性質となり、耐熱性がなく、また感光性ポリマーの
べ−スボリマーとしても使用できないようなN−(ヒド
ロキシフェニル)マレイミド共重合体しか製造できない
ので適当ではない。また、上記b/aの割合が余り小さ
くなると、N−(ヒドロキシフェニル)マレイミド共重
合体の被膜が弱くなったり跪くなったりするので適当で
はない。In the maleic anhydride copolymer, the ratio (b/a) of the structural units represented by the above formula (V) and the structural units represented by the above formula (Vl) is determined to The above formula (1) in the copolymer, (
n) and (1), respectively, and the above formula (
The ratio (p, / (z +
m+n)). If this ratio exceeds 10, the properties are almost the same as homopolymers of unsaturated hydrocarbon compounds, and N-(hydroxyphenyl)maleimide has no heat resistance and cannot be used as a base polymer for photosensitive polymers. It is not suitable because only polymers can be produced. Furthermore, if the b/a ratio is too small, the coating of the N-(hydroxyphenyl)maleimide copolymer will become weak or sluggish, which is not appropriate.
また、上記無水マレイン酸共重合体としては、数平均分
子量(「1)が1 、000〜500,000のものを
用いることが好ましい。Further, as the above-mentioned maleic anhydride copolymer, it is preferable to use one having a number average molecular weight ("1") of 1,000 to 500,000.
また、本発明の製法で用いられるアミノフェノールとし
ては、例えば、0−アミノフェノール、m−アミノフェ
ノール、p−アミノフェノールなどを挙げることができ
る。Further, examples of the aminophenol used in the production method of the present invention include 0-aminophenol, m-aminophenol, p-aminophenol, and the like.
また、本発明の製法で用いられる一級アミンとしては、
水酸基やカルボキシル基などのアルカリ水溶液に対する
溶解性を付与する基を有していない一級アミンであれば
良く、例えば、o−7ミノトルエン、m−アミノトルエ
ン、p−アミノトルエン、2.3−キシリジン、2.4
−キシリジン、2.5−キシリジン、2,6−キシリジ
ン、3゜4−キシリジン、3.5−キシリジン、アミノ
エチルベンゼン、アミノイソプロピルベンゼン、アミノ
−t−ブチルベンゼンなどの芳香族−級アミン、メチル
アミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン
、ヘキシルアミン、オクチルアミン、ドデシルアミンな
どの脂肪族−級アミン及びシクロヘキシルアミンなどの
脂環式−級アミンを挙げることができる。In addition, the primary amines used in the production method of the present invention include:
Any primary amine that does not have a group that imparts solubility in an alkaline aqueous solution such as a hydroxyl group or a carboxyl group may be used, such as o-7 minotoluene, m-aminotoluene, p-aminotoluene, 2,3-xylidine, 2.4
- Aromatic amines such as xylidine, 2.5-xylidine, 2,6-xylidine, 3゜4-xylidine, 3.5-xylidine, aminoethylbenzene, aminoisopropylbenzene, amino-t-butylbenzene, methylamine , ethylamine, propylamine, butylamine, hexylamine, octylamine, dodecylamine, and aliphatic amines, and cycloaliphatic amines such as cyclohexylamine.
前記無水マレイン酸共重合体と、前記アミノフェノール
及び前記−級アミンとの使用比率は、無水マレイン酸共
重合体中の無水マレイン酸成分〔前記式(V)で示され
る構成単位〕 1モルに対して、好ましくはアミノフェ
ノール及び−級アミンとの合計が2モル以下、さらに好
ましくは1.5モル以下である。The ratio of the maleic anhydride copolymer to the aminophenol and the -class amine is 1 mole of the maleic anhydride component [constituent unit represented by formula (V)] in the maleic anhydride copolymer. On the other hand, the total amount of aminophenol and -class amine is preferably 2 mol or less, more preferably 1.5 mol or less.
また、前記アミノフェノールと前記−級アミンとの使用
比率は、前者1モルに対して、好ましくは後者0.05
〜4モル、さらに好ましくは0.1〜2モルである。Further, the ratio of the aminophenol to the -class amine used is preferably 0.05 mol of the latter to 1 mol of the former.
~4 mol, more preferably 0.1-2 mol.
また、本発明で反応溶媒として用いられる有機溶媒とし
ては、種々の極性溶媒を使用することができ、具体的に
はジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−
メチル−2−ピロリドン、ヘキサメチレンホスホルアミ
ド、シクロヘキサノンなどを挙げることができる。Furthermore, various polar solvents can be used as the organic solvent used as a reaction solvent in the present invention, and specifically, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, N-
Examples include methyl-2-pyrrolidone, hexamethylene phosphoramide, and cyclohexanone.
上記有機溶媒の使用量は、用いる無水マレイン酸共重合
体の分子量や溶媒への溶解性などにより異なるが、無水
マレイン酸共重合体10gに対して、通常lO〜200
1、好ましくは20〜100m1である。The amount of the organic solvent used varies depending on the molecular weight of the maleic anhydride copolymer used and its solubility in the solvent, but it is usually 10 to 200 g per 10 g of the maleic anhydride copolymer.
1, preferably 20 to 100 ml.
而して、本発明の製法の好ましい実施態様としては、例
えば、
+11無水マレイン酸共重合体とアミノフェノール及び
−級アミンとをジメチルホルムアミドなどの有@溶媒中
、0〜150℃、好ましくは10〜100℃の反応温度
で1〜20時間反応させて、無水マレイン酸成分の一部
または全部をマレアミック酸成分に変化させた後、三級
アミン触媒を添加し、さらに環化脱水で生成した水を除
去するためのトルエン、キシレンなどの共沸溶媒を添加
し、80〜200℃、好ましくは100〜150℃の反
応温度で1〜20時間環化脱水反応して、N−(ヒドロ
キシフェニル)マレイミド共重合体を得る方法、
(2)無水マレイン酸共重合体とアミノフェノール及び
−級アミンとをジメチルホルムアミドなどの有機溶媒中
、三級アミン触媒の存在下θ〜150℃、好ましくは1
0〜100℃の反応温度で1〜20時間反応させ、次い
でトルエン、キシレンなどの共沸溶媒を添加し、80〜
200℃、好ましくは100℃〜150℃の反応温度で
1〜20時間反応させて、無水マレイン酸成分の一部ま
たは全部を、マレアミック酸を経て環化脱水反応して、
N−(ヒドロキシフェニル)マレイミド共重合体を得る
方法、及び、
(3)無水マレイン酸共重合体とアミノフェノール及び
−級アミンとをジメチルホルムアミドなどの有機溶媒中
、三級アミン触媒とトルエン、キシレンなどの共沸溶媒
の存在下80〜200℃、好ましくは100℃〜150
℃の反応温度で1〜20時間反応させて無水マレイン酸
成分の一部または全部を、マレアミック酸を経て環化脱
水反応して、N−(ヒドロキシフェニル)マレイミド共
重合体を得る方法
などを挙げることができる。Therefore, in a preferred embodiment of the production method of the present invention, for example, +11 maleic anhydride copolymer, aminophenol and -class amine are heated at 0 to 150°C, preferably at 10°C in a solvent such as dimethylformamide. After reacting for 1 to 20 hours at a reaction temperature of ~100°C to convert some or all of the maleic anhydride component into a maleamic acid component, a tertiary amine catalyst is added, and the water generated by cyclodehydration is added. Add an azeotropic solvent such as toluene or xylene to remove N-(hydroxyphenyl)maleimide, and perform a cyclization and dehydration reaction at a reaction temperature of 80 to 200°C, preferably 100 to 150°C for 1 to 20 hours to obtain N-(hydroxyphenyl)maleimide. Method for obtaining a copolymer, (2) A maleic anhydride copolymer, an aminophenol, and a -class amine are mixed in an organic solvent such as dimethylformamide in the presence of a tertiary amine catalyst at θ to 150°C, preferably at 1
React for 1 to 20 hours at a reaction temperature of 0 to 100°C, then add an azeotropic solvent such as toluene or xylene, and react for 80 to 20 hours.
React at a reaction temperature of 200° C., preferably 100° C. to 150° C. for 1 to 20 hours to cyclodehydrate some or all of the maleic anhydride component via maleamic acid,
A method for obtaining an N-(hydroxyphenyl)maleimide copolymer, and (3) a maleic anhydride copolymer, an aminophenol, and a -class amine in an organic solvent such as dimethylformamide, a tertiary amine catalyst, toluene, or xylene. 80-200℃, preferably 100℃-150℃ in the presence of an azeotropic solvent such as
Examples include a method of obtaining an N-(hydroxyphenyl)maleimide copolymer by reacting for 1 to 20 hours at a reaction temperature of °C to cyclodehydrate part or all of the maleic anhydride component through maleamic acid. be able to.
なお、上記実施態様(11〜(3)のいずれの方法にお
いても、環化脱水反応時、共沸溶媒を使用せず100〜
200℃の反応温度で生成した水を除去することができ
、また窒素ガスの流通により効果的に脱水反応を行うこ
とができる。In addition, in any of the methods of the above embodiments (11 to (3)), an azeotropic solvent is not used during the cyclization dehydration reaction, and 100 to
Water produced at a reaction temperature of 200° C. can be removed, and the dehydration reaction can be effectively carried out by flowing nitrogen gas.
上記の無水マレイン酸共重合体とアミノフェノール及び
−級アミンとの反応において使用される三級アミン触媒
としては、例えば、トリエチルアミン、トリー〇−プロ
ピルアミン、トリーローブチルアミン、トリーミーブチ
ルアミン、トリーn−ペンチルアミン、トリーn−ヘキ
シルアミン、トリーローオクチルアミン、ピリジン、N
−エチルモルホリン、N−ジメチルベンジルアミン、イ
ソキノリンなどを挙げることができる。Examples of the tertiary amine catalyst used in the reaction of the above maleic anhydride copolymer with aminophenol and -class amine include triethylamine, tri-propylamine, tri-butylamine, tri-n-butylamine, and tri-n-propylamine. Pentylamine, tri-n-hexylamine, tri-rooctylamine, pyridine, N
-ethylmorpholine, N-dimethylbenzylamine, isoquinoline and the like.
これらの三級アミン触媒の使用量は、無水マレイン酸共
重合体中の無水マレイン酸成分1モルに対して、0.0
1〜2モル、特に0.1〜1モルとすることが好ましい
。The amount of these tertiary amine catalysts used is 0.0 per mole of maleic anhydride component in the maleic anhydride copolymer.
It is preferably 1 to 2 mol, particularly 0.1 to 1 mol.
また、上記の環化脱水反応において生成した水を除去す
るために使用される共沸溶媒としては、ベンゼン、トル
エン、キシレンなどを挙げることができる。Moreover, benzene, toluene, xylene, etc. can be mentioned as an azeotropic solvent used to remove water generated in the above-mentioned cyclization dehydration reaction.
これらの共沸溶媒の使用量は、無水マレイン酸共重合体
中の無水マレイン酸成分とアミノフェノール及び−級ア
ミンとが反応して生成したマレアミック酸成分1モルか
ら水1モルが生成するため、該生成水を共沸除去するに
足る量であればよく、通常、共沸除去された水と分離し
、還流して使用することが好ましく、反応溶媒と共沸溶
媒の容積比は好ましくは1:l以下、さらに好ましくは
1j0.5以下である。The amount of these azeotropic solvents to be used is determined because 1 mole of water is generated from 1 mole of the maleamic acid component produced by the reaction of the maleic anhydride component in the maleic anhydride copolymer with the aminophenol and the -class amine. Any amount is sufficient as long as the amount is sufficient to azeotropically remove the produced water, and it is usually preferable to separate it from the azeotropically removed water and reflux it before use, and the volume ratio of the reaction solvent to the azeotropic solvent is preferably 1. :1 or less, more preferably 1j0.5 or less.
上記共沸溶媒は、反応の進行に合わせて必要量を数回に
分割添加するか、水を共沸除去しながら還流させればよ
い。The azeotropic solvent may be added in a necessary amount in several portions as the reaction progresses, or may be refluxed while removing water azeotropically.
本発明の製法において、前記実施態様(1)及び(2)
の場合のように無水マレイン酸共重合体とアミノフェノ
ール及び−級アミンとの反応を2段階で行う場合、無水
マレイン酸共重合体とアミノフェノール及び−級アミン
との反応によりマレアミック酸の共重合体を生成する第
1段目の反応の反応温度は、0〜150℃の範囲、特に
10〜100’Cの範囲にするのが好ましい。0 ”c
未満では反応速度が極めて小さく、はとんど反応は進行
せず、また150℃を超えると、一部生成したマレアミ
ック酸の環化脱水により生じた水が未反応の無水環と反
応しやすく、また水酸基による副反応も生じやすく、好
ましくない。In the production method of the present invention, the embodiments (1) and (2)
When the reaction of maleic anhydride copolymer with aminophenol and -grade amine is carried out in two steps as in the case of The reaction temperature of the first stage reaction to form the coalescence is preferably in the range of 0 to 150°C, particularly in the range of 10 to 100'C. 0”c
If the temperature is below 150°C, the reaction rate will be extremely low and the reaction will hardly proceed, and if the temperature exceeds 150°C, the water produced by the cyclodehydration of the partially produced maleamic acid will easily react with the unreacted anhydride ring. Further, side reactions due to hydroxyl groups tend to occur, which is not preferable.
また、マレアミック酸の共重合体を環化脱水する第2段
目の反応の反応温度、及び前記実施態様(3)の場合の
ように無水マレイン酸共重合体とアミノフェノール及び
−級アミンとの反応を三級アミンと脱水のための共沸溶
媒の存在下に1段階で行う場合の反応温度は、それぞれ
、80〜200 ”cの範囲、特に100−150’c
の範囲にするのが好ましい。80℃未満では反応速度が
極めて小さく、はとんど反応は進まず、また200℃を
超えると、水酸基による副反応や分子間反応が生じやす
く好ましくない。In addition, the reaction temperature of the second stage reaction of cyclizing and dehydrating the copolymer of maleamic acid, and the reaction temperature of the maleic anhydride copolymer with aminophenol and -class amine as in the case of embodiment (3) above are also discussed. When the reaction is carried out in one step in the presence of a tertiary amine and an azeotropic solvent for dehydration, the reaction temperature ranges from 80 to 200'c, in particular from 100 to 150'c, respectively.
It is preferable to keep it within the range of . If it is less than 80°C, the reaction rate is extremely low and the reaction hardly progresses, and if it exceeds 200°C, side reactions and intermolecular reactions due to hydroxyl groups tend to occur, which is not preferable.
また、本発明の製法において、無水マレイン酸共重合体
とアミノフェノール及び−級アミンとの反応時間は、反
応温度、アミノフェノール及び−級アミンの使用量、及
び目的とする反応率〔無水マレイン酸共重合体中の無水
マレイン酸成分のマレイミドへの変性率〕などにより異
なるが、通常、マレアミック酸の共重合体を生成する第
1段目の反応では1〜20時間、該共重合体を環化脱水
反応する第2段目の反応では1〜20時間とするとよい
。In addition, in the production method of the present invention, the reaction time of the maleic anhydride copolymer, aminophenol, and -grade amine is determined by the reaction temperature, the amount of aminophenol and -grade amine used, and the desired reaction rate [maleic anhydride copolymer]. Although it varies depending on the degree of modification of the maleic anhydride component in the copolymer to maleimide, etc., the first stage reaction to produce a copolymer of maleamic acid usually involves cycling the copolymer for 1 to 20 hours. The second stage reaction, which is a dehydration reaction, is preferably carried out for 1 to 20 hours.
また、三級アミンと共沸溶媒の存在下、1段で反応を行
う場合の反応時間は、通常、1〜20時間とするとよい
。Further, when the reaction is carried out in one stage in the presence of a tertiary amine and an azeotropic solvent, the reaction time is usually 1 to 20 hours.
本発明の製法において、目的とするN−(ヒドロキシフ
ェニル)マレイミド共重合体中の、前記式(1)で示さ
れる構成単位の割合及び前記式(II)で示される構成
単位の割合のコントロールは、アミノフェノール及び−
級アミンの使用量、反応温度及び反応時間を適宜選択す
ることによって容易に行うことができる。In the production method of the present invention, the proportion of the structural unit represented by the formula (1) and the proportion of the structural unit represented by the formula (II) in the target N-(hydroxyphenyl)maleimide copolymer are controlled. , aminophenol and -
This can be easily carried out by appropriately selecting the amount of the grade amine used, the reaction temperature, and the reaction time.
反応終了後、反応溶液からのN−(ヒドロキシフェニル
)マレイミド共重合体の回収は、例えば、水やエーテル
類などの不活性溶剤を用いてポリマーを析出させること
により容易に行うことができる。After the reaction is completed, the N-(hydroxyphenyl)maleimide copolymer can be easily recovered from the reaction solution by, for example, precipitating the polymer using an inert solvent such as water or ethers.
上述の如くして得られる本発明のN−(ヒドロキシフェ
ニル)マレイミド共重合体は、ジメチルホルムアミド、
シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、エチルセロソ
ルブなどの有機溶媒に可溶であるため、薄膜コーティン
グ樹脂として有用であり、またフェノール性水酸基を有
することがらアルカリ水溶液に可溶であるため、感光性
樹脂等のベースポリマーとして有用であり、さらに耐熱
性樹脂としての広範囲な用途に利用することができる。The N-(hydroxyphenyl)maleimide copolymer of the present invention obtained as described above contains dimethylformamide,
Because it is soluble in organic solvents such as cyclohexanone, tetrahydrofuran, and ethyl cellosolve, it is useful as a thin film coating resin, and because it has a phenolic hydroxyl group, it is soluble in alkaline aqueous solutions, so it can be used as a base polymer for photosensitive resins, etc. It is useful and can be used in a wide range of applications as a heat-resistant resin.
以下に本発明の実施例を挙げ、本発明をさらに詳細に説
明する。なお、下記の実施例において、無水マレイン酸
共重合体中の無水マレイン酸成分のマレイミドへの変性
率は、元素分析の窒素含量より求め、無水マレイン酸共
重合体中の無水マレイン酸成分に対する割合
また、N−(ヒドロキシフェニル)マレイミド共重合体
における前記式(1’ )で示される構成単位(1)と
前記式(II)で示される構成単位(m)との割合は、
プロトンNMRより求め、47mで示した。また、赤外
吸収スペクトルはKBrBr法により、数平均分子量(
Mn)はテトラヒドロフランを溶媒としてGPC法によ
り、標準ポリスチレンの検量線により求めたポリスチレ
ン換算の値である。また、ガラス転移温度(Tg)はデ
ュポン990熱分析装置DSCにより測定した。EXAMPLES The present invention will be explained in more detail by giving examples below. In addition, in the following examples, the modification rate of the maleic anhydride component in the maleic anhydride copolymer to maleimide was determined from the nitrogen content in elemental analysis, and the ratio to the maleic anhydride component in the maleic anhydride copolymer was determined from the nitrogen content in elemental analysis. Furthermore, the ratio of the structural unit (1) represented by the formula (1') and the structural unit (m) represented by the formula (II) in the N-(hydroxyphenyl)maleimide copolymer is as follows:
It was determined by proton NMR and was shown as 47m. In addition, the infrared absorption spectrum was determined using the KBrBr method, and the number average molecular weight (
Mn) is a polystyrene-equivalent value determined by the GPC method using tetrahydrofuran as a solvent using a standard polystyrene calibration curve. Further, the glass transition temperature (Tg) was measured using a DuPont 990 thermal analyzer DSC.
実施例1
攪拌機、温度針、水分定量受器及び窒素導入管を備えた
200+ml容量の4つ目フラスコに無水マレイン酸−
イソブチレン共重合体(共重合比1:1、クラレイソプ
レンケミカル社製の商品名イソハン−04) 10
gと脱水ジメチルホルムアミド50m1を入れ、攪拌し
て溶解した後、アニリン3゜02gとp−アミノフェノ
ール3.57gを添加して溶解させ、第1段反応として
80℃で攪拌下に3時間反応させ、N−(p−ヒドロキ
シフェニル)マレアミック酸及びN−フェニルマレアミ
ック酸共重合体を生成した。次いで、第2段反応として
、トリーn−ブチルアミン7gとトルエン15m1を加
え、140℃で窒素ガスを通じながら環化脱水反応で生
じた水をトルエンと共沸させて反応系外へ取り出しなが
ら1時間後にトルエン10m1を添加しその後は水分定
量受器からオーバーフローすることによりトルエンを還
流させて、環化脱水反応を4時間行った。Example 1 Maleic anhydride was added to a fourth flask of 200+ ml capacity equipped with a stirrer, temperature needle, water metering receiver and nitrogen inlet tube.
Isobutylene copolymer (copolymerization ratio 1:1, trade name Isohan-04 manufactured by Clarei Soprene Chemical Co., Ltd.) 10
g and 50 ml of dehydrated dimethylformamide were added, stirred and dissolved, and then 3.02 g of aniline and 3.57 g of p-aminophenol were added and dissolved, and reacted at 80°C for 3 hours with stirring as the first stage reaction. , N-(p-hydroxyphenyl)maleamic acid and N-phenylmaleamic acid copolymers were produced. Next, as a second stage reaction, 7 g of tri-n-butylamine and 15 ml of toluene were added, and after 1 hour, while passing nitrogen gas at 140°C, the water produced in the cyclization dehydration reaction was azeotroped with toluene and taken out of the reaction system. 10 ml of toluene was added, and then the toluene was refluxed by overflowing from the water content receiver, and the cyclization and dehydration reaction was carried out for 4 hours.
反応終了後、溶液の温度を40℃以下に冷却してから、
エチルエーテル300m1中へ添加し、ポリマー、を析
出させた。静置後、上澄を除去し、析出したポリマーを
エチルエーテル200m1で洗浄後、THF150ml
に溶解し、次いで該溶液をエチルエーテル700+wl
中に徐々に滴下して粉末状のポリマーを析出させた。次
いで、該ポリマーを日別し再度THF−エチルエーテル
による溶解、析出精製を行い、100℃で24時間真空
乾燥させ、N−(p−ヒドロキシフェニル)マレイミド
−N−フェニルマレイミド−イソブチレン共重合体を得
た。After the reaction is completed, the temperature of the solution is cooled to 40°C or less, and then
The polymer was added to 300 ml of ethyl ether to precipitate the polymer. After standing still, the supernatant was removed, and the precipitated polymer was washed with 200 ml of ethyl ether, followed by 150 ml of THF.
and then the solution was diluted with ethyl ether 700+wl.
was gradually dropped into the solution to precipitate a powdery polymer. Next, the polymer was separated every day, dissolved again in THF-ethyl ether, purified by precipitation, and vacuum-dried at 100°C for 24 hours to obtain the N-(p-hydroxyphenyl)maleimide-N-phenylmaleimide-isobutylene copolymer. Obtained.
ポリマー収量は12.2 gであり、元素分析値は、C
=68.24%、H=6.86%、N=4.86%であ
り、無水マレイン酸−イソブチレン共重合体の無水マレ
イン酸成分の80%がイミド成分に変性されていた。ま
た、N−(p−ヒドロキシフェニル)マレイミド成分と
N−フェニルマレイミド成分との割合(g 7m>は6
0/40であった。また、Mnは33,800、Tgは
215℃テアッた。また、赤外吸収スペクトルは第1図
に示した。The polymer yield was 12.2 g, and the elemental analysis was C
= 68.24%, H = 6.86%, N = 4.86%, and 80% of the maleic anhydride component of the maleic anhydride-isobutylene copolymer was modified into an imide component. In addition, the ratio of N-(p-hydroxyphenyl)maleimide component to N-phenylmaleimide component (g 7m> is 6
It was 0/40. Further, Mn was 33,800, and Tg was 215°C. Moreover, the infrared absorption spectrum is shown in FIG.
実施例2〜4
p−アミノフェノールとアニリンの使用量を下記表1に
示す量とした以外は実施例1と同様の方法によりN −
(p−ヒドロキシフェニル)マレイミド−N−フェニル
マレイミド−イソブチレン共重合体を得た。これらの共
重合体の収量及び各種物性の測定結果を下記表1に示し
た。Examples 2 to 4 N-
A (p-hydroxyphenyl)maleimide-N-phenylmaleimide-isobutylene copolymer was obtained. The yields and measurement results of various physical properties of these copolymers are shown in Table 1 below.
実施例5
無水マレイン酸−イソブチレン共重合体(イソパン−0
4)10gの代わりに無水マレイン酸−スチレン共重合
体(共重合比1;1、川原油化社製の商品名SMA−1
000)13.1gを用いた以外は実施例1と同様の方
法によりN −(p−ヒドロキシフェニル)マレイミド
−N−フェニルマレイミド−スチレン共重合体を得た。Example 5 Maleic anhydride-isobutylene copolymer (isopan-0
4) Instead of 10g, maleic anhydride-styrene copolymer (copolymerization ratio 1:1, product name SMA-1 manufactured by Kawa Yuka Kaisha)
An N-(p-hydroxyphenyl)maleimide-N-phenylmaleimide-styrene copolymer was obtained in the same manner as in Example 1 except that 13.1 g of N-(p-hydroxyphenyl)maleimide was used.
ポリマー収量は15.8 gであり、元素分析値は、C
=75.09%、H=5.84%、N=4.53%であ
り、無水マレイン酸−スチレン共重合体の無水マレイン
酸成分の93%がイミド成分に変性されていた。また、
N −(p−ヒドロキシフェニル)マレイミド成分とN
−フェニルマレイミド成分との割合(17m)は501
50であった。また、Mnは4,070.Tgは192
℃であった。また、赤外吸収スペクトルは第2図に示し
た。The polymer yield was 15.8 g, and the elemental analysis was C
= 75.09%, H = 5.84%, and N = 4.53%, and 93% of the maleic anhydride component of the maleic anhydride-styrene copolymer was modified into an imide component. Also,
N-(p-hydroxyphenyl)maleimide component and N
-The ratio with phenylmaleimide component (17m) is 501
It was 50. Also, Mn is 4,070. Tg is 192
It was ℃. Moreover, the infrared absorption spectrum is shown in FIG.
実施例6
アニリン3.02 gの代わりにp−アミノトルエン3
.47 gを用いた以外は実施例1と同様の方法により
N−(p−ヒドロキシフェニル)マレイミド−N−(p
−メチルフェニル)マレイミド−イソブチレン共重合体
(白色ポリマー)を得た。Example 6 3.02 g of aniline was replaced with 3 p-aminotoluene
.. N-(p-hydroxyphenyl)maleimide-N-(p-
-methylphenyl)maleimide-isobutylene copolymer (white polymer) was obtained.
ポリマー収量は12.7 gであり、元素分析値は、C
=70.88%、H=6.80%、N=5.45%であ
り、無水マレイン酸−イソブチレン共重合体の無水マレ
イン酸成分の92%がイミド成分に変性されていた。ま
た、N −(p−ヒドロキシフェニル)マレイミド成分
とN−(p−メチルフェニル)マレイミド成分との割合
(j!/m)は50150であった。また、Mnは32
,000XTgは225℃であった。The polymer yield was 12.7 g, and the elemental analysis was C
= 70.88%, H = 6.80%, and N = 5.45%, and 92% of the maleic anhydride component of the maleic anhydride-isobutylene copolymer was modified into an imide component. Further, the ratio (j!/m) of the N-(p-hydroxyphenyl)maleimide component and the N-(p-methylphenyl)maleimide component was 50,150. Also, Mn is 32
,000XTg was 225°C.
実施例7
アニリン3.02 gの代わりにモノ−n−ブチルアミ
ン2.38 gを用いた以外は実施例1と同様の方法に
よりN −(p−ヒドロキシフェニル)マレイミド−N
−ブチルマレイミド−イソブチレン共重合体(白色ポリ
マー)を得た。Example 7 N-(p-hydroxyphenyl)maleimide-N was prepared in the same manner as in Example 1 except that 2.38 g of mono-n-butylamine was used instead of 3.02 g of aniline.
-Butylmaleimide-isobutylene copolymer (white polymer) was obtained.
ポリマー収量は13.3 gであり、元素分析値は、C
=67.16%、I(=8.39%、N=5.11%で
あり、無水マレイン酸−イソブチレン共重合体の無水マ
レイン酸成分の77%がイミド成分に変性されていた。The polymer yield was 13.3 g, and the elemental analysis was C
= 67.16%, I (= 8.39%, N = 5.11%), and 77% of the maleic anhydride component of the maleic anhydride-isobutylene copolymer was modified into an imide component.
また、N −(p−ヒドロキシフェニル)マレイミド成
分とN−ブチルマレイミド成分との割合(#/m)は4
0/60であった。また、Mnは23,000、Tgは
180℃であった。Furthermore, the ratio (#/m) of the N-(p-hydroxyphenyl)maleimide component and the N-butylmaleimide component is 4.
It was 0/60. Moreover, Mn was 23,000 and Tg was 180°C.
また、赤外吸収スペクトルは第3図に示した。Moreover, the infrared absorption spectrum is shown in FIG.
本発明のN−(ヒドロキシフェニル)マレイミド共重合
体の製法によれば、感光性樹脂等のペースポリマーなど
として有用であり、さらに耐熱性樹脂としての広範囲な
用途に利用することができる、N−(ヒドロキシフェニ
ル〉マレイミド共重合体を、エステル交換反応工程を経
ずに水酸基を保持したまま極めて容易に、しかも高収率
で合成することができ、また、N−(ヒドロキシフェニ
ル)マレイミド共重合体の全イミド組成のコントロール
も容易であり、さらに、全イミド組成中の、前記式(I
)で示される構成単位と前記式(II)で示される構成
単位の割合のコントロールも容易B
であることから、得られるN−(ヒドロキシフェニル)
マレイミド共重合体のアルカリ水溶液への溶解性のコン
トロールも容易であり、本発明の製法は、工業的に極め
て有利な製造方法である。According to the method for producing the N-(hydroxyphenyl)maleimide copolymer of the present invention, the N- (Hydroxyphenyl)maleimide copolymer can be synthesized extremely easily and in high yield while retaining hydroxyl groups without going through a transesterification step, and N-(hydroxyphenyl)maleimide copolymer It is also easy to control the total imide composition of the formula (I) in the total imide composition.
) It is also easy to control the ratio of the structural unit represented by formula (II) to the structural unit represented by formula (II), so that the resulting N-(hydroxyphenyl)
The solubility of the maleimide copolymer in an alkaline aqueous solution can be easily controlled, and the production method of the present invention is industrially extremely advantageous.
第1図は実施例1で得られたN−(p−ヒドロキシフェ
ニル)マレイミド−イソブチレン共重合体の赤外吸収ス
ペクトルのチャートを示し、第2図は実施例5で得られ
たN−(p−ヒドロキシフェニル)マレイミド−スチレ
ン共重合体の赤外吸収スペクトルのチャートを示し、第
3図は実施例7で得られたN−(p−ヒドロキシフェニ
ル)マレイミド−イソブチレン共重合体の赤外吸収スペ
クトルのチャートを示す。FIG. 1 shows an infrared absorption spectrum chart of the N-(p-hydroxyphenyl)maleimide-isobutylene copolymer obtained in Example 1, and FIG. -Hydroxyphenyl)maleimide-styrene copolymer - Figure 3 shows an infrared absorption spectrum of the N-(p-hydroxyphenyl)maleimide-isobutylene copolymer obtained in Example 7. Shows the chart.
Claims (1)
、アミノフェノール、及びアルカリ水溶液に対する溶解
性を付与する基を有していない一級アミンとを有機溶媒
中で反応させて、 式( I )▲数式、化学式、表等があります▼ 式(II)▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、R_1、及びR_2はアリール基、1〜16個
の炭素原子を有するアルキル基又はシクロアルキル基で
あり、R_3は水素又は低級アルキル基である。また、
pと(l+m+n)との割合、(l+m)と(l+m+
n)との割合、及びlと(l+m)との割合は、それぞ
れ 0<p/(l+m+n)≦10、 0<(l+m)/(l+m+n)≦1及び0<l/(l
+m)<1である。〕 で示される構成単位を有するN−(ヒドロキシフェニル
)マレイミド共重合体を得ることを特徴とするN−(ヒ
ドロキシフェニル)マレイミド共重合体の製法。[Claims] A copolymer of maleic anhydride and an unsaturated hydrocarbon compound, an aminophenol, and a primary amine having no group imparting solubility in an aqueous alkaline solution are reacted in an organic solvent. Formula (I) ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ Formula (II) ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ [In the formula, R_1 and R_2 are aryl groups, 1 to 16 carbon atoms and R_3 is hydrogen or a lower alkyl group. Also,
The ratio of p and (l+m+n), (l+m) and (l+m+
The ratio between l and (l+m) is 0<p/(l+m+n)≦10, 0<(l+m)/(l+m+n)≦1 and 0<l/(l+m), respectively.
+m)<1. ] A method for producing an N-(hydroxyphenyl)maleimide copolymer, which comprises obtaining an N-(hydroxyphenyl)maleimide copolymer having the structural unit shown below.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9266286A JPH0643456B2 (en) | 1986-04-22 | 1986-04-22 | Process for producing N- (hydroxyphenyl) maleimide copolymer |
US06/946,692 US4740561A (en) | 1985-12-25 | 1986-12-24 | Process for the preparation of N-(hydroxyphenyl)malemide copolymer |
DE19863644656 DE3644656A1 (en) | 1985-12-25 | 1986-12-29 | METHOD FOR PRODUCING N- (HYDROXYPHENYL) -MALEIMIDE COPOLYMERS |
US07/146,245 US4816523A (en) | 1985-12-25 | 1988-01-20 | N-chydroxyphenyl)maleimide-isobutylene copolymer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9266286A JPH0643456B2 (en) | 1986-04-22 | 1986-04-22 | Process for producing N- (hydroxyphenyl) maleimide copolymer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62250007A true JPS62250007A (en) | 1987-10-30 |
JPH0643456B2 JPH0643456B2 (en) | 1994-06-08 |
Family
ID=14060684
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9266286A Expired - Lifetime JPH0643456B2 (en) | 1985-12-25 | 1986-04-22 | Process for producing N- (hydroxyphenyl) maleimide copolymer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0643456B2 (en) |
-
1986
- 1986-04-22 JP JP9266286A patent/JPH0643456B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0643456B2 (en) | 1994-06-08 |
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