JPWO2019039493A1 - 新規重合体及びジアミン化合物 - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、ポリイミド、特に全芳香族ポリイミド樹脂の代表例として多用されているピロメリット酸無水物(PMDA)と4,4’−ジオキシアニリン(ODA)から製造されるポリイミド(カプトン:商品名)においては、溶解性が乏しく、溶液として用いることは出来ないため、ポリアミック酸と呼ばれる前駆体を経て、加熱し脱水反応させることで得ている。
一方で、高い溶媒溶解性を示すポリアミック酸では十分な液晶表示特性が得られずイミド化に起因した体積変化も起こりやすいという問題点もあり、沸点の低い有機溶媒類に対して可溶であるポリイミドが望まれるようになってきた。
その解決策として、有機溶媒溶解性に有利な脂環式ジカルボン酸無水物を利用したテトラカルボン酸二無水物の合成法が考えられる。その一例として、無水トリメリット酸クロライドや、無水核水添トリメリット酸クロライドを原料として用いることにより、さまざまな酸二無水物を製造することが知られている(例えば、特許文献1)。
本発明は、安価で入手性の高い市販の原料を用いることにより、ジアミンと酸二無水物から得られるポリアミック酸のポリマーをイミド化しなければ得られない各種特性を容易に付与することが可能な高溶解性のジアミンの製造方法及び得られるジアミン、ならびに、それから得られる新規重合体を提供することを目的とする。
本発明は、かかる知見に基づくものであり、下記を要旨とするものである。
R1、R2、R3及びR4はそれぞれ独立に、H、CH3またはCF3を表し、但し、R1、R2、R3及びR4の内、必ず一つはCH3またはCF3を表し、
W1は、単結合またはフェニレンを表し、フェニレンは、ハロゲン基、炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖のアルキル基、炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖のアルコキシ基、ヒドロキシル基、シアノ基、ジアルキルアミノ基(アルキル基は、各々独立に、炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖のアルキル基である)、炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖のエステル基、炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖のアシル基、カルボキシル基、アルデヒド基、ニトロ基、Boc保護したアミノ基からなる第1の群から選ばれる置換基で置換されてもよく、2つのW1は互いに同一でも異なっていてもよく、
W2はフェニレンを表し、フェニレンは、上記第1の群から選ばれる置換基で置換されてもよく、2つのW2は互いに同一でも異なっていてもよく、
Lは、上記第1の群から選ばれる置換基で置換されていてもよい炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖のアルキレン基を表し、L内の−CH2−は、−CH=CH−、−C≡C−、−CF2−、−C(CF3)2−、−O−、−NHCO−、−CONH−、−COO−、−OCO−、−NH−、−N(CH3)−、−NHCONH−、−N(Boc)CONH−、−NHCON(Boc)−、−N(Boc)CON(Boc)−、−NHCOO−、−OCONH−、−CO−、−S−、−SO2−、−N(Boc)−、−Si(CH3)2OSi(CH3)2−、−Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2−、ピペリジン環及びピペラジン環からなる第2の群から選ばれる基で置き換えられていてもよく、ただし、第2の群から選ばれる基同士は、炭素原子を除く同じ原子同士が結合しない条件で互いに隣り合ってもよい。
<2> 上記式(1)で表されるジアミン化合物から得られる、重合体。
また、本発明の液晶配向剤は、上記式(1)で表される構造を有するジアミンから得られる重合体(以下、特定重合体とも言う)を含有する液晶配向剤である。
以下、各条件につき詳述する。
前記したように、本発明によるジアミン化合物は、式(1)で表される。ここで式(1)の各置換基は下記の通り定義される。
W1は、単結合またはフェニレンを表し、フェニレンは、ハロゲン基、炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖のアルキル基、炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖のアルコキシ基、ヒドロキシル基、シアノ基、ジアルキルアミノ基(アルキル基は、各々独立に、炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖のアルキル基である)、炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖のエステル基、炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖のアシル基、カルボキシル基、アルデヒド基、ニトロ基、Boc保護したアミノ基からなる第1の群から選ばれる置換基で置換されてもよく、2つのW1は互いに同一でも異なっていてもよく、
W2はフェニレンを表し、フェニレンは、上記第1の群から選ばれる置換基で置換されてもよく、2つのW2は互いに同一でも異なっていてもよく、
Lは、上記第1の群から選ばれる置換基で置換されていてもよい炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖のアルキレン基を表し、L内の−CH2−は、−CH=CH−、−C≡C−、−CF2−、−C(CF3)2−、−O−、−NHCO−、−CONH−、−COO−、−OCO−、−NH−、−N(CH3)−、−NHCONH−、−N(Boc)CONH−、−NHCON(Boc)−、−N(Boc)CON(Boc)−、−NHCOO−、−OCONH−、−CO−、−S−、−SO2−、−N(Boc)−、−Si(CH3)2OSi(CH3)2−、−Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2−、ピペリジン環及びピペラジン環からなる第2の群から選ばれる基で置き換えられていてもよく、ただし、第2の群から選ばれる基同士は、炭素原子を除く同じ原子同士が結合しない条件で互いに隣り合ってもよい。
なかでも、R1及びR4がCH3またはCF3を表し、R2及びR3が水素原子を表すことが好ましく、より好ましくは、R1及びR4がメチル基を表し、R2及びR3が水素原子を表すものは溶解性が高いという点から好ましい。
W2としては、1,4−フェニレン基が好ましい。
本発明の別の態様によれば、第2の群から選ばれる基同士が互いに隣り合うことはない。
以下に、前述したジアミンを得る方法について説明する。
本発明の特定ジアミンを合成する方法は特に限定されないが、例えば、下記式(A)で表されるビスマレイミド化合物と、下記式(B)で表される化合物とを反応させて下記式(C)で表される化合物を得たのちに、これをイミド化して下記式(D)で表される化合物を得たのち、これを式(1)で表される化合物に変換する方法を挙げることができる。
溶媒は、各原料と反応しない溶媒であれば、制限なく使用することができる。例えば、DMF、DMSO、DMAc、NMPなどの非プロトン性極性有機溶媒;Et2O、i−Pr2O、THF(テトラヒドロフラン)、TBME(tert−ブチルメチルエーテル)、CPME(シクロペンチルメチルエーテル)、ジオキサンなどのエーテル類;ペンタン、へキサン、ヘプタン、石油エーテルなどの脂肪族炭化水素類;ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、テトラリンなどの芳香族炭化水素類;クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタンなどのハロゲン系炭化水素類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチルなどの低級脂肪酸エステル類;アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリルなどのニトリル類;などが使用できる。
反応に使用する塩基としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、燐酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、炭酸セシウムなどの無機塩基;tert−ブトキシナトリウム、tert−ブトキシカリウム、水素化ナトリウム、水素化カリウムなどの塩基;トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリイソプロピルアミン、トリブチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン、キノリン、コリジンなどのアミンを使用できる。なかでも、トリエチルアミン、ピリジン、tert−ブトキシナトリウム、tert−ブトキシカリウム、水素化ナトリウム、水素化カリウムなどが好ましい。
イミド化する場合、アミン成分とビスマレイミド化合物との反応で得られた式(C)で表される化合物の溶液に触媒を添加する化学的イミド化が簡便である。化学的イミド化は、比較的低温でイミド化反応が進行し、イミド化の過程でPro基の分解が起こりにくいので好ましい。
イミド化反応を行うときの温度は、−20〜140℃、好ましくは0〜100℃であり、反応時間は1〜100時間で行うことができる。塩基性触媒の量はアミック酸基の0.5〜30倍モル、好ましくは2〜20倍モルであり、酸無水物の量はアミック酸基の1〜50倍モル、好ましくは3〜30倍モルである。
これらの反応は、水素雰囲気下、常圧、または加圧条件下で行なわれる。また、鉄, スズ, 亜鉛などの金属、もしくはこれらの金属塩をプロトン源と共に使用してニトロ基の還元を行ってもよい。金属と金属塩は単体で、もしくは2種類以上を混合して使用しても良い。
反応温度は特に限定されないが、−100℃から使用する溶媒の沸点までの範囲、好ましくは、−50〜150℃である。反応時間は、通常0.05〜350時間、好ましくは0.5〜100時間である。
式(B)で表される化合物のうち、QがNHProである化合物(B1)は、下記式(B1−1)で表されるジアミンと、アミンの保護基(Pro)の酸クロリドもしくは、酸無水物等とを反応させることにより得られる。このとき、ジアミン(B1−1)としては、反応の複雑化を抑制する観点から、対称なジアミンであることが好ましい。式中、W1、W2、L、Proは前記の意味を表す。
反応は、塩基存在下で行うことが好ましい。塩基としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等のアルカリ金属重炭酸塩、リン酸カリウム、1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]−7−ウンデセン等の有機塩基等を式(B2−3)で表される化合物に対して1〜4当量用いることができる。
中でも、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩が好ましい。特に、微粉末炭酸カリウムを用いると、反応性が向上するので好ましい。市販されている微粉末炭酸カリウムとしては、FG−F20(旭硝子株式会社製)(登録商標)等がある。
反応時間は、バッチ処理の場合には0.5〜20時間、好ましくは1〜15時間である。
本反応は、好ましくは溶媒中で行われる。好ましい溶媒や反応条件は、上記化合物(1)の製造条件と同様である。
上記各反応により得られた各段階における目的物は、蒸留、再結晶、又はシリカゲルなどのカラムクロマトグラフィーなどで精製してもよいし、精製せずに、反応液のまま次の段階に供することもできる。
本発明の重合体は、上記ジアミンを用いて得られる重合体である。具体例としては、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、ポリイミド、ポリウレア、ポリアミドなどが挙げられる。
上記一般式(1)で表されるジアミンとの反応によりポリアミドを与えるジイソシアネート成分として、例えば、芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネートなどが挙げられる。好ましいジイソシアネート成分は、芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネートである。
上記一般式(1)で表されるジアミンとの反応によりポリイミド(前駆体)を与える成分であるテトラカルボン酸二無水物は、下記式(X)で表される。
上記一般式(1)で表されるジアミンとの反応によりポリアミドを与えるジカルボン酸成分を構築するためのモノマー化合物の具体例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、2−メチル−イソフタル酸、4−メチル−イソフタル酸、5−メチル−イソフタル酸、5−アリルオキシイソフタル酸、5−アリルオキシカルボニルイソフタル酸、5−プロパギルオキシイソフタル酸、5−アセチルオキシイソフタル酸、5−ベンゾイルアミドイソフタル酸、テトラフルオロイソフタル酸、メチルテレフタル酸、テトラフルオロテレフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、1,6−ナフタレンジカルボン酸、2,6−アントラセンジカルボン酸、1,6−アントラセンジカルボン酸、4,4’−ジカルボキシビフェニル、3,4’−ジカルボキシビフェニル、2,3’−ジカルボキシビフェニル、2,4’−ジカルボキシビフェニル、4,4’−ジカルボキシジフェニルエーテル、3,4’−ジカルボキシジフェニルエーテル、2,3’−ジカルボキシジフェニルエーテル、2,4’−ジカルボキシジフェニルエーテル、3,3’−ジカルボキシジフェニルエーテル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジカルボキシビフェニル、4,4’−ジメチル−3,3’−ジカルボキシビフェニル、2,2’−ジメチル−4,4’−ジカルボキシビフェニル、3,3’−ジメトシキ−4,4’−ジカルボキシビフェニル、4,4’−ジメトシキ−3,3’−ジカルボキシビフェニル、2,2’−ジメトシキ−4,4’−ジカルボキシビフェニル、4,4’−ジカルボキシベンゾフェノン、3,4’−ジカルボキシベンゾフェノン、3,3’−ジカルボキシベンゾフェノン、4,4’−ジカルボキシジフェニルメタン、3,4’−ジカルボキシジフェニルメタン、3,3’−ジカルボキシジフェニルメタン、4,4’−ジカルボキシジフェニルアミド、3,4−ジカルボキシジフェニルアミド、4,4’−ジカルボキシジフェニルスルホン、3,4’−ジカルボキシジフェニルスルホン、3,3’−ジカルボキシジフェニルスルホン、2,2’−ジカルボキシジフェニルプロパン、1,4−ビス(4−カルボキシフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−カルボキシフェノキシ)ベンゼン、N−[3{(4−カルボキシフェニル)カルボニルアミノ}フェニル](4−カルボキシフェニル)ホルムアミド、N−[4{(4−カルボキシフェニル)カルボニルアミノ}フェニル](4−カルボキシフェニル)ホルムアミド、4,4’−(4−カルボキシフェノキシフェニル)メタン、4,4’−ビス(4−カルボキシフェノキシ)ジフェニルスルホン、2,2’−ビス[4−(4−カルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス(4−カルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2’−ビス[4−(4−カルボキシフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、1,5−ビス(4−カルボキシフェニル)ペンタン、1,4−ビス(4−カルボキシフェニル)ブタン、1,3−ビス(4−カルボキシフェニル)プロパン、4,4’−ジ(カルボキシフェニル)ペンタン−1,5−ジオエート、4,4’−ジ(カルボキシフェニル)ヘキサン−1,6−ジオエート、4,4’−ジ(カルボキシフェニル)ヘプタン−1,7ジオエート等の芳香族あるいは芳香族含有ジカルボン酸及びこれらの酸ハロゲン化物並びにアルキルエステル化物が挙げられる。
本発明に用いられるポリイミド前駆体であるポリアミック酸は、以下に示す方法により合成することができる。
具体的には、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを有機溶媒の存在下で−20〜150℃、好ましくは0〜70℃において、30分〜24時間、好ましくは1〜12時間反応させることによって合成できる。
本発明に用いられるポリイミドは、前記ポリアミック酸をイミド化することにより製造することができる。
ポリアミック酸からポリイミドを製造する場合、ジアミン成分とテトラカルボン酸二無水物との反応で得られた前記ポリアミック酸の溶液に触媒を添加する化学的イミド化が簡便である。化学的イミド化は、比較的低温でイミド化反応が進行し、イミド化の課程で重合体の分子量低下が起こりにくいので好ましい。
ポリアミック酸のイミド化反応後の溶液には、添加した触媒等が残存しているので、以下に述べる手段により、得られたイミド化重合体を回収し、有機溶媒で再溶解して、本発明の液晶配向剤とすることが好ましい。
本発明に用いられるポリイミド前駆体であるポリアミック酸エステルは、以下に示す(i)、(ii)又は(iii)の製法で製造することができる。
ポリアミック酸エステルは、前記のように製造されたポリアミック酸をエステル化することによって製造できる。具体的には、ポリアミック酸とエステル化剤を有機溶剤の存在下で−20℃〜150℃、好ましくは0℃〜50℃において、30分〜24時間、好ましくは1〜4時間反応させることによって製造することができる。
上記の反応に用いる溶媒は、ポリマーの溶解性からN,N−ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン、又はγ−ブチロラクトンが好ましく、これらは1種又は2種以上を混合して用いてもよい。製造時の濃度は、ポリマーの析出が起こりにくく、かつ高分子量体が得やすいという点から、1〜30質量%が好ましく、5〜20質量%がより好ましい。
ポリアミック酸エステルは、テトラカルボン酸ジエステルジクロリドとジアミンから製造することができる。
具体的には、テトラカルボン酸ジエステルジクロリドとジアミンとを塩基と有機溶剤の存在下で−20℃〜150℃、好ましくは0℃〜50℃において、30分〜24時間、好ましくは1〜4時間反応させることによって製造することができる。
ポリアミック酸エステルは、テトラカルボン酸ジエステルとジアミンを重縮合することにより製造することができる。
具体的には、テトラカルボン酸ジエステルとジアミンを縮合剤、塩基、及び有機溶剤の存在下で0℃〜150℃、好ましくは0℃〜100℃において、30分〜24時間、好ましくは3〜15時間反応させることによって製造することができる。
また、上記反応において、ルイス酸を添加剤として加えることで反応が効率的に進行する。ルイス酸としては、塩化リチウム、臭化リチウムなどのハロゲン化リチウムが好ましい。ルイス酸の添加量はジアミン成分に対して0〜1.0倍モルが好ましい。
上記3つのポリアミック酸エステルの製造方法の中でも、高分子量のポリアミック酸エステルが得られるため、上記(i)又は上記(ii)の製法が特に好ましい。
<ジアミン化合物>
DA−9は特許文献(WO2017−057854)に記載の合成法にて合成した。
NMP: N−メチル−2−ピロリドン。
BCS: ブチルセロソルブ。
THF: テトラヒドロフラン。
DMF: N,N−ジメチルホルムアミド。
CH2Cl2: ジクロロメタン。
CHCl3: クロロホルム。
MeOH: メタノール。
EtOH: エタノール。
IPA: イソプロピルアルコール。
1,3−DMCBDA:1,3−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物
装置:フーリエ変換型超伝導核磁気共鳴装置(FT−NMR)「INOVA−400」(Varian製)400MHz。
溶媒:重水素化クロロホルム(CDCl3)又は重水素化N,N−ジメチルスルホキシド([D6]−DMSO)。
標準物質:テトラメチルシラン(TMS)。
[DA−1]の合成:
1H NMR (400 MHz, [D6]-DMSO):δ7.35-7.37 (d,4H), 7.21-7.23 (d,4H), 6.78-6.80 (d,4H), 6.50-6.52 (d,4H), 5.71 (s,4H), 4.79 (s,4H), 3.54 (s,2H), 1.38 (s,6H)
[DA−2]の合成:
1H NMR (400 MHz, [D6]-DMSO):δ7.30-7.33 (d,4H), 7.08-7.11 (d,4H), 6.66-6.70 (d,4H), 6.48-6.52 (d,4H), 4.62 (s,2H), 4.15-4.18 (t,4H), 3.98-4.01 (t,4H), 3.51 (s,2H), 2.10-2.16 (t,4H), 1.38 (s,6H)
[DA−3]の合成:
1H NMR (400 MHz, [D6]-DMSO):δ7.29-7.31 (d,4H), 7.06-7.08 (d,4H), 6.63-6.65 (d,4H), 6.48-6.50 (d,4H), 4.59 (s,4H), 4.01-4.04 (t,4H), 3.80-3.84 (t,4H), 3.52 (s,2H), 1.74-1.76 (t,4H), 1.66-1.70 (t,4H), 1.46-1.48 (m,8H), 1.38 (s,6H)
[DA−4]の合成:
1H NMR (400 MHz, [D6]-DMSO):δ7.46-7.48 (d,4H), 7.33-7.35 (d,4H), 6.65-6.68(d,4H), 6.49-6.51 (d,4H), 4.61 (s,4H), 4.07-4.10 (t,4H), 3.54 (s,2H), 3.02-3.05 (t,4H), 1.39 (s,6H)
[DA−5]の合成:
1H NMR (400 MHz, [D6]-DMSO):δ7.29-7.31 (d,4H), 7.05-7.08 (d,4H), 6.97-6.99 (d,4H), 6.51-6.53 (d,4H), 4.90 (s,4H), 4.11-4.14 (t,4H), 3.51 (s,2H), 2.86-2.89 (t,4H), 1.37 (s,6H)
[DA−6]の合成:
1H NMR (400 MHz, [D6]-DMSO):δ7.38-7.40 (d,4H), 7.31-7.33 (d,4H), 6.65-6.67 (d,4H), 6.49-6.51 (d,4H), 4.60 (d,4H), 3.83-3.86 (t,4H), 3.54 (s,2H), 2.73-2.80 (t,4H), 1.97-2.01 (t,4H), 1.39 (s,6H)
[DA−7]の合成:
1H NMR (400 MHz, [D6]-DMSO):δ7.29-7.32 (d,4H), 7.05-7.07 (d,4H), 6.87-6.89 (d,4H), 6.49-6.51 (d,4H), 4.86 (d,4H), 3.97-4.00 (t,4H), 3.52 (s,2H), 2.56-2.60 (t,4H), 1.93-1.97 (t,4H), 1.38 (s,6H)
[DA−8]の合成:
1H NMR (400 MHz, [D6]-DMSO):δ6.82-6.84 (d,4H), 6.46-6.48 (d,4H), 4.91 (s,4H), 3.50-3.66 (m,4H), 2.96 (s,2H), 2.66-2.73 (t,4H), 0.94 (d,1H)
[DA−10]の合成:
1H NMR (400 MHz, [D6]-DMSO):δ6.81-6.83 (d,4H), 6.46-6.48 (d,4H), 4.90 (s,4H), 3.54-3.57 (t,4H), 3.08 (s,2H), 2.63-2.67 (t,4H)
1H NMR (400 MHz, [D6]-DMSO):δ7.32-7.38 (m,8H), 6.83-6.85 (d,4H), 6.48-6.50 (d,4H), 5.92-5.95 (t,2H), 5.81-5.84 (t,2H), 4.87 (s,4H), 3.55 (s,2H), 3.24-3.29 (m,4H), 3.10-3.15 (m,4H), 2.72-2.76 (m,4H), 2.47-2.51 (m,4H), 1.39 (s,6H)
[DA−12]の合成:
1H NMR (400 MHz, [D6]-DMSO):δ6.71-6.73 (m,4H), 6.47-6.50 (m,4H), 4.68 (s,4H), 3.95-4.01 (m,2H), 3.42-3.45 (d,4H), 3.13 (s,2H), 2.51-2.59 (m,4H), 2.39-2.50 (m,4H), 1.62-1.71 (q,4H), 1.17 (s,6H)
[DA−13]の合成:
1H NMR (400 MHz, [D6]-DMSO):δ6.84-6.86 (d,4H), 6.46-6.48 (d,4H), 4.82 (s,4H), 3.83-3.89 (m,2H), 3.10 (s,2H), 2.99-3.01 (d,4H), 2.49-2.56 (m,4H), 2.39-2.43 (m,4H), 2.26-2.32 (m,4H), 1.94-1.99 (t,4H), 1.52-1.61 (q,4H), 1.14 (s,6H)
[DA−14]の合成:
1H NMR (400 MHz, [D6]-DMSO):δ7.38-7.43 (d,4H), 7.31-7.33 (d,4H), 6.86-6.88 (d,4H), 6.47-6.49 (d,4H), 4.83 (s,4H), 3.53 (s,2H), 3.04-3.06 (d,4H), 2.52-2.58 (m,6H), 2.45-2.50 (m,4H), 2.03-2.08 (t,4H), 1.67-1.77 (m,8H), 1.39 (s,6H)
[DA−15]の合成:
1H NMR (400 MHz, [D6]-DMSO):δ7.19-7.22 (d,4H), 7.04-7.06 (d,4H), 6.87-6.89 (d,4H), 6.47-6.49 (d,4H), 4.84 (s,4H), 3.48 (s,2H), 3.34 (s,6H), 3.21 (s,8H), 2.58 (s,10H), 1.36 (s,6H)
(実施例1)
ジアミン化合物[DA−1]を60℃に加熱したNMP(2g)に溶け残りができるまで加え、60℃で1時間撹拌した。加熱後、室温で6時間放冷し、沈殿物を除去して、室温時における[DA−1]のNMP飽和溶液を作製した。続いて、標品として、1wt%の[DA−1]のNMP溶液を作製し、HPLCを用いて、ピーク面積を測定した。最後に、作製した飽和溶液(1g)にNMP(39g)を加えてピーク面積を測定し、[DA−1]の室温時におけるNMPに対する飽和溶解度を算出した。
表1に示すように、実施例1と同様の方法を用いて実施例2〜9も算出した。また、比較例1〜2も同様の方法で算出した。
実施例におけるポリイミド、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステルの分子量は、(株)Shodex社製常温ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)装置(GPC−101)、Shodex社製カラム(KD―803、KD−805)を用い以下のようにして測定した。
カラム温度:50℃
溶離液:DMF(添加剤として、臭化リチウム−水和物(LiBr・H2O)が30mmol/L、リン酸・無水結晶(o―リン酸)が30mmol/L、THFが10mL/L)
流速:1.0mL/分
検量線作成用標準サンプル:東ソー社製 TSK 標準ポリエチレンオキサイド(分子量 約900,000、150,000、100,000、30,000)、及び、ポリマーラボラトリー社製 ポリエチレングリコール(分子量 約12,000、4,000、1,000)。
CBDAを0.18g(0.93mol)gとDA−1を0.64g(1.0mmol)をNMP(7.48g)中、室温で16時間反応させ、ポリアミック酸−ポリイミド重合溶液(PI−1)を調製した。このポリアミック酸−ポリイミドは、数平均分子量が約29500であった。
CBDAを0.18g(0.93mol)gとDA−2を0.70g(1.0mmol)をNMP(7.98g)中、室温で16時間反応させ、ポリアミック酸−ポリイミド重合溶液(PI−2)を調製した。このポリアミック酸−ポリイミドは、数平均分子量が約30000であった。
CBDAを0.18g(0.93mol)gとDA−3を0.78g(1.0mmol)をNMP(8.74g)中、室温で16時間反応させ、ポリアミック酸−ポリイミド重合溶液(PI−3)を調製した。このポリアミック酸−ポリイミドは、数平均分子量が約32000であった。
CBDAを0.18g(0.93mol)gとDA−4を0.64g(1.0mmol)をNMP(7.44g)中、室温で16時間反応させ、ポリアミック酸−ポリイミド重合溶液(PI−4)を調製した。このポリアミック酸−ポリイミドは、数平均分子量が約14800であった。
CBDAを0.18g(0.93mol)gとDA−5を0.64g(1.0mmol)をNMP(7.44g)中、室温で16時間反応させ、ポリアミック酸−ポリイミド重合溶液(PI−5)を調製した。このポリアミック酸−ポリイミドは、数平均分子量が約9900であった。
CBDAを0.18g(0.93mol)gとDA−6を0.67g(1.0mmol)をNMP(7.69g)中、室温で16時間反応させ、ポリアミック酸−ポリイミド重合溶液(PI−6)を調製した。このポリアミック酸−ポリイミドは、数平均分子量が約8700であった。
CBDAを0.18g(0.93mol)gとDA−7を0.67g(1.0mmol)をNMP(7.69g)中、室温で16時間反応させ、ポリアミック酸−ポリイミド重合溶液(PI−7)を調製した。このポリアミック酸−ポリイミドは、数平均分子量が約16900であった。
CBDAを0.18g(0.93mol)gとDA−8を0.46g(1.0mmol)をNMP(5.78g)中、室温で16時間反応させ、ポリアミック酸−ポリイミド重合溶液(PI−8)を調製した。このポリアミック酸−ポリイミドは、数平均分子量が約8900であった。
CBDAを0.18g(0.93mol)gとDA−9を0.40g(1.0mmol)をNMP(5.28g)中、室温で16時間反応させ、ポリアミック酸−ポリイミド重合溶液(PI−9)を調製した。このポリアミック酸−ポリイミドは、数平均分子量が約13600であった。
CBDAを0.18g(0.93mol)gとDA−10を0.43g(1.0mmol)をNMP(5.53g)中、室温で16時間反応させ、ポリアミック酸−ポリイミド重合溶液(PI−10)を調製した。このポリアミック酸−ポリイミドは、数平均分子量が約8500であった。
CBDAを0.18g(0.93mol)gとDA−11を0.78g(1.0mmol)をNMP(8.71g)中、室温で16時間反応させ、ポリアミック酸−ポリイミド重合溶液(PI−11)を調製した。このポリアミック酸−ポリイミドは、数平均分子量が約9600であった。
CBDAを0.18g(0.93mol)gとDA−12を0.57g(1.0mmol)をNMP(6.78g)中、室温で16時間反応させ、ポリアミック酸−ポリイミド重合溶液(PI−12)を調製した。このポリアミック酸−ポリイミドは、数平均分子量が約11200であった。
(実施例10)
ポリアミック酸−ポリイミド重合溶液(PI−1)3gにBCSを加えて攪拌し、ポリアミック酸−ポリイミドが6質量%、NMPが54質量%、BCSが40質量%になるよう溶液(A−1)を調製し、室温、冷凍(−20℃)時でのポリアミック酸−ポリイミドの溶解性を確認した。
表2に示すように、実施例10と同様の方法を用いて、実施例11〜19の溶解性を確認した。また、比較例3〜4も同様の方法で溶解性を確認した。なお、溶解性を下記の基準で示す。
○:濁り、析出物、ゲル化なし
△:少量の濁りあり
×:濁り、析出物、ゲル化あり
Claims (2)
- 下記一般式(1)で表されるジアミン化合物。
R1、R2、R3及びR4はそれぞれ独立にH、CH3またはCF3を表し、但し、R1、R2、R3及びR4の内、必ず一つはCH3またはCF3を表し、
W1は、単結合またはフェニレンを表し、フェニレンは、ハロゲン基、炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖のアルキル基、炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖のアルコキシ基、ヒドロキシル基、シアノ基、ジアルキルアミノ基(アルキル基は、各々独立に、炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖のアルキル基である)、炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖のエステル基、炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖のアシル基、カルボキシル基、アルデヒド基、ニトロ基、Boc保護したアミノ基からなる第1の群から選ばれる置換基で置換されてもよく、2つのW1は互いに同一でも異なっていてもよく、
W2はフェニレンを表し、フェニレンは、上記第1の群から選ばれる置換基で置換されてもよく、2つのW2は互いに同一でも異なっていてもよく、
Lは、上記第1の群から選ばれる置換基で置換されていてもよい炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖のアルキレン基を表し、L内の−CH2−は、−CH=CH−、−C≡C−、−CF2−、−C(CF3)2−、−O−、−NHCO−、−CONH−、−COO−、−OCO−、−NH−、−N(CH3)−、−NHCONH−、−N(Boc)CONH−、−NHCON(Boc)−、−N(Boc)CON(Boc)−、−NHCOO−、−OCONH−、−CO−、−S−、−SO2−、−N(Boc)−、−Si(CH3)2OSi(CH3)2−、−Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2−、ピペリジン環及びピペラジン環からなる第2の群から選ばれる基で置き換えられていてもよく、ただし、第2の群から選ばれる基同士は、炭素原子を除く同じ原子が結合しない条件で互いに隣り合ってもよい。 - 請求項1記載の上記式(1)で表されるジアミン化合物から得られる、重合体。
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