明 細 書
ジァリルビスフ ノール化合物の精製方法
技術分野
本発明は、 2, 2 -ビス (3—ァリル一 4—ヒ ドロキシフエ二ノレ) プロパン(以 下、 2, 2—ジァリルビスフエノール Aと称する。 ) 若しくは 2, 2—ビス (3 ーァリル一 4ーヒ ドロキシ一 5 _メチルフエニル) プロパン (以下、 2, 2—ジ ァリルビスフエノール Cと称する。 ) の精製方法に関する。 これらの化合物は、 半導体封止剤の硬化剤やポリイミド樹脂添加剤等の電子材料として有用な化合 物である。
背景技術
2, 2—ジァリルビスフエノール A若しくは 2, 2—ジァリルビスフエノール Cは、原料としてビスフエノール A若しくはビスフエノール Cを使用し、 ソジゥ ムメチラートでナトリゥム塩とした後に塩化ァリルを反応させることによりァ リノレエーテル化した 4, 4, ービスフエノール Aジァリルエーテル . (以下に示す 式 (3) において、 Rが水素の場合) 若しくは 4, 4, 一ビスフエノール Cジァ リルエーテル (以下に示す式 (3) において、 Rがメチル基の場合) を加熱転移 させるクライゼン転移法を用いて製造するのが一般的である (例えば、特公平 5 -60452号公報、 特公平 5— 60451号公報等参照。 )。その反応で得ら れる 2, 2—ジァリルビスフエノール A若しくは 2, 2—ジァリルビスフエノー ル Cは液体であるため、再結晶法等による精製ができず、 また、蒸留で精製する としても 190°C以上で減圧蒸留を行うと、ァリル基が脱離し、モノアリルビス フエノール化合物及び原料であるビスフエノール A若しくはビスフエノール C が生成する分解反応等が起こる欠点があつた。
また、 上記以外の精製法として、 200°Cに加熱し、真空蒸留にて不純物を除 去する精製法が開示されている (例えば、特開 2000— 191575号公報参 照。 ) 。 し力 し、 この方法は、 原料由来の臭気を弱めるといった報告であり、 化 合物自身の純度を大きく高めるものではなかった。
これら 2, 2—ジァリルビスフエノール A若しくは 2, 2—ジァリルビスフエ ノール C化合物は、一般的に半導体封止剤用硬化剤やポリイミド樹脂用添加剤と
いった電子材料に使用されており、できるだけ不純物が少ない高純度の原料が要 求されていた。 しかしながら、 これまで 2, 2—ジァリルビスフエノール A若し くは 2, 2—ジァリルビスフエノール Cについては、 8 5〜9 2 %と低純度の製 品し力得られていなかった。 それ故、 2 , 2—ジァリルビスフエノール A若しく は 2, 2—ジァリルビスフエノール Cを容易に高純度にできる精製方法が求めら れていた。
本発明は半導体封止剤の硬化剤やポリイミド樹脂用添加剤等として有用な 2 , 2—ジァリルビスフエノール A若しくは 2, 2—ジァリルビスフエノール Cを高 純度かつ容易に得ることができる 2 , 2—ジァリルビスフエノール A若しくは 2, 2—ジァリルビスフエノール Cの精製方法を提供することを目的とする。
発明の開示
本発明者は、 上記の課題を解決すベく鋭意研究を重ねた結果、
式 (1 ) :
(式中、 Rは水素原子若しくはメチル基を示す。 ) で表される 2, 2—ジァリル ビスフエノール A若しくは 2, 2—ジァリルビスフエノールじより、 ァリル基の 数が少ない化合物の方がアル力リ含有水溶液中で先にアル力リ塩になりやすく、 また、水に溶解しやすいという点に着目し、その溶解度の違いを利用することに より、 高純度の 2, 2—ジァリルビスフエノール A若しくは 2 , 2—ジァリルビ スフエノール Cを得ることができることを見出し、 本発明を完成するに至った。 即ち、 本発明は、
[ 1 ] 式 (1 ) :
(式中、 Rは水素原子若しくはメチル基を示す。 ) で表されるジァリルビスフエ ノール化合物を非水系有機溶媒に溶解させた後、当該溶液を前記ジァリルビスフ ェノール化合物に対して 0. 01〜0. 4倍当量のアルカリを含むアルカリ水溶 液で、少なくとも一回以上洗浄して、前記ジァリルビスフエノール化合物に含有 される不純物である原料由来のビスフエノール及び式 (2) :
(式中、 Rは前記と同義であ
ノール化合物の精製方法、
[2] 式 (1) :
(式中、 Rは水素原子若しくはメチル基を示す。 ) で表されるジァリルビスフエ ノール化合物が非水系有機溶媒に溶解した溶液に、当該ジァリルビスフエノール 化合物に対して 2〜 10倍当量のアル力リを含むアル力リ 7溶液を加え、こうし て得られた前記ジァリルビスフエノール化合物のアル力リ含有水溶液を非水系 有機溶媒で少なくとも一回以上洗浄した後、 中和し、溶媒で抽出した後に溶媒を 留去して、前記ジァリルビスフエノール化合物に含有される不純物である低極性 不純物を除去若しくは低減させることを特徴とする、ジァリルビスフヱノール化 合物の精製方法、
[3] 上記 [1]記載の方法及び [2]記載の方法を組み合わせてなる、ジァリルビ スフエノール化合物の精製方法、
(式中、 Rは水素原子若しくはメチル基を示す。 ) で表されるビスフエノールジ ァリルエーテル化合物の加熱転移反応で生成した式( 1 ) で表されるジァリルビ スフエノール化合物を含む反応生成物から、 式 (1) で表されるジァリルビスフ ェノール化合物を単離することなく精製する、上記 [ 1 ]〜[ 3 ]のいずれか一つに 記載の方法、
[5] 式 (1) :
(式中、 Rは水素原子若しくはメチル基を示す。 ) で表されるジァリルビスフエ ノール化合物に含有される不純物である原料由来のビスフエノール及び式 (2):
(式中、 Rは前記と同義である。 ) で表される副生成物であるモノァリルビスフ ェノール化合物を除去若しくは低減させるために非水系有機溶媒に溶解させた 後、 0. 01〜0. 3倍当量のアルカリ含有水溶液で、 少なくとも一回以上洗浄 することを特徴とするジァリルビスフエノール化合物の精製方法、
[6] 式 (1) :
(1)
(式中、 Rは水素原子若しくはメチル基を示す。 ) で表されるジァリルビスフェ ノール化合物に含有される不純物である低極性不純物を除去若しくは低減させ るために 2〜 3倍当量のアルカリを加え、 上記式(1 ) のアルカリ含有水溶液を 非水系有機溶媒で少なくとも一回以上洗浄後、 中和し、溶媒で抽出した後に溶媒 を留去することを特徴とするジァリルビスフエノール化合物の精製方法、
[ 7 ] 原料由来のビスフエノール化合物及び副生成物であるモノァリルビスフ ェノール化合物、低極性不純物を上記 [ 5 ]又は [ 6 ]に記載の精製方法を組み合わ せて除去若しくは低減させることを特徴とするジァリルビスフヱノール化合物 の精製方法、 及び
(式中、 Rは水素原子若しくはメチル基を示す。 ) で表されるビスフエノールジ ァリルエーテル化合物の加熱転移反応の後、式(1 ) で表されるジァリルビスフ ェノール化合物を単離することなく精製することを特徴とする上記 [ 5 ]〜[ 7 ] のいずれかに記載のジァリルビスフエノール化合物の精製方法、 に関する。 上記の精製方法により、容易に高純度の 2 , 2—ジァリルビスフエノール A若 しくは 2, 2—ジァリルビスフエノール Cを得ることができる。
以下、 本発明をより詳しく説明する。
本発明において、 主に 4 , 4, 一ビスフエノール Aジァリルエーテル若しくは 4, 4, 一ビスフエノール Cジァリルエーテルの加熱転移反応によって製造され る式 (1 ) :
(式中、 Rは水素原子若しくはメチル基を示す。 ) で表されるジァリルビスフエ ノール化合物、すなわち、 2 , 2—ジァリルビスフエノール A若しくは 2 , 2— ジァリルビスフエノール Cを精製する方法は、 まず、芳香族炭化水素溶媒等の非 水溶性有機溶媒に溶解した 2, 2—ジァリルビスフエノール A若しくは 2 , 2— ジァリノレビスフエノーノレ Cを、アル力リ水溶液で少なくとも一回以上分液洗浄す る。 この工程で、主に原料由来の不純物であるビスフエノール A又はビスフエノ 一ル 及び式 ( 2 )
(式中、 Rは水素原子若しくはメチル基を示す。 ) で表される副生成物であるモ ノアリルビスフエノール A若しくはモノアリルビスフエノール Cを除去若しく は低減できる。
次に、 上記洗浄後の 2, 2—ジァリルビスフエノール A若しくは 2 , 2—ジァ リルビスフエノール Cを含む溶液に、 アルカリ水溶液を加えて、 2, 2—ジァリ ルビスフエノール A若しくは 2, 2 -ジァリルビスフエノール Cをアル力リ塩に して、かかるアル力リ塩が水に完全に溶解した水溶液を得、該水溶液を脂肪族炭 化水素溶媒、 芳香族炭化水素有機溶媒等の非水溶性有機溶媒で洗浄することで、 低極性不純物が除去できる。
最後にその溶液を中性に戻し、脂肪族エステル系炭化水素溶媒、芳香族炭化水 素溶媒等の非水溶性有機溶媒で抽出精製し、 溶媒を留去する。
不純物を除去する方法は、必ずしも原料由来のビスフエノール Aゃビスフエノ ール Cゃモノアリルビスフエノール A若しくはモノァリルビスフエノール Cを 先に除去する必要はなく、 先に低極性不純物を除去した後に行うこともできる。 本発明において、低極性不純物とは、 2— (3—ァリルー 4ーヒドロキシフエ ニル) 一 2— (4,一ァリルォキシフエニル) プロパン、 トリァリルビスフエノ ール A、 テトラァリルビスフエノール A、 2— ( 5—ァリル一 4ーヒ ドロキシ一
3—メチルフエ二ノレ) — 2— ( 4 'ーァリルォキシ一 3 '—メチルフエ二ノレ) プロ パンやァリノレ化合物の二量体或いは多量体等である。
また、本発明において、分液処理を行う際に 2, 2—ジァリルビスフエノール A若しくは 2 , 2—ジァリルビスフエノール Cを溶解する非水溶性有機溶媒は、 クロ口ベンゼン、 ジクロロベンゼン、 ベンゼン、 トノレェン、 キシレン等の芳香族 系炭化水素溶媒ゃジクロロェタン、塩化メチレン等のハロゲン系炭化水素溶媒等 の使用が可能であるが、操作性及び安全面の点から、比重が水より軽いトルエン、 キシレン等の芳香族系炭化水素溶媒を使用するのが好ましい。
また、主に原料に由来する不純物であるビスフエノール A若しくはビスフエノ ール C及び上記式(2 ) で表されるモノアリルビスフエノール A若しくはモノア リルビスフエノール Cを除去若しくは低減する際に使用するアルカリ水溶液に おけるアル力リは、水酸化ナトリゥム、水酸化力リゥム、水酸化リチウム等が好 ましい。 また、 このときに使用するアルカリの量は、 2 , 2—ジァリルビスフエ ノール A若しくは 2, 2—ジァリルビスフエノール Cに対して、 0 . 0 1〜0 . 4倍当量が好ましく、 0 . 0 1〜3倍当量がより好ましく、 0 . 0 1 ~ 2倍当量 がとりわけ好ましい。 また、 分液洗浄回数は、 1〜 1 0回、 好ましくは、 1〜3 回がよい。
また、 転移反応時に副生成物として生成する低極性不純物を除去する工程で、 2 , 2—ジァリノレビスフエノール A若しくは 2, 2—ジァリルビスフエノール C をアルカリ塩にするのに使用するアル力リは、水酸化ナトリゥムゃ水酸化力リゥ ム、 水酸化リチウム等のアルカリ金属を使用する。 その使用量は、 2 , 2—ジァ リルビスフエノール A若しくは 2, 2—ジァリルビスフエノール Cの 2〜1 0倍 当量が好ましく、 2〜3倍当量がより好ましく、 2〜2 . 5倍当量がとりわけ好 ましい。 また、 2 , 2—ジァリルビスフエノール A若しくは 2, 2—ジァリルビ スフエノーノレ Cのアルカリ塩、 すなわち、 式 (4 )
(式中、 Rは水素原子若しくはメチル基を示す。また、 Mはアルカリ金属を示す。) で表される化合物を溶解した水溶液を非水溶性有機溶媒で洗浄し、反応で生成し た低極性不純物を除去するのであるが、 この時使用できる有機溶媒は、塩化メチ レンゃジクロロメタン、 クロ口ホルム等のハロゲン系炭化水素溶媒、 ヘプタン、 へキサン等の脂肪族炭化水素溶媒、ベンゼン、 トルエン、キシレン、メシチレン、 クロ口ベンゼン、 ジクロロベンゼン等の芳香族炭化水素溶媒が挙げられるが、 中 でも、 不純物の溶解性及び操作性の点から、 トルエン、 キシレン、 メシチレン等 の芳香族炭化水素溶媒が好ましい。 なお、 上記式 (4 ) における Mとしては、 ァ ルカリ金属であり、 具体的にはリチウム、 ナトリウム、 カリウムである。
最後にこのアルカリ塩にした上記式(4 ) で表される化合物を塩酸若しくは硫 酸等の酸で中和し、ベンゼン、 トルエン、 キシレン、 メシチレン等の芳香族炭化 水素溶媒や酢酸ェチル、酢酸プチル等の脂肪族エステル系炭化水素溶媒等の非水 溶性有機溶媒で抽出した後に、 溶媒を留去する。
以上記載の分液洗浄操作における温度条件は、特に限定されるわけではないが、 0〜8 0 °C、 好ましくは 1 0〜3 0 °Cである。 また、 全ての工程において、 窒素 ゃァルゴン等不活性ガス下で操作を行ってもよい。
なお、活性炭等の脱色剤も使用することも可能である力 脱色操作は、 アル力 リ塩にした上記式(4 ) で表される化合物 ( 2 , 2—ジァリルビスフエノール A 若しくは 2, 2—ジァリルビスフエノール C) を溶解した水溶液にて実施するの が好ましい。
実施例
実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例によってなん ら限定されるものではない。
実施例 1
4, 4, ージァリルォキシビスフエノール A78 g (0. 25モル) 、 ダイァ ナフレシァ W— 8 (出光興産社製) 50 g、 白灯油 50 gを四つ口フラスコに仕 込み、窒素雰囲気下、 200〜205°Cで 8時間還流反応を行った。反応終了後、 室温まで冷却した。 2層になったその下層を、 コック付きの四つ口フラスコに移 しトルエン 50 m 1を投入した。 トルェン投入前の反応液は、 H P L Cで 2, 2 —ジァリルビスフエノール Aは 91. 4%であった。 このトルエンに溶解した上 記溶液を各々 0. 5 %N a O H水溶液 100 g、 0. 3%Na O H水溶液 100 g、 0. 25%Na O H水溶液 100 gで窒素雰囲気下、 分液洗浄した。
次にこのトルエン溶液に窒素雰囲気下 20 gの N a OHを含む水溶液 100 gを投入し、十分撹拌を行った。 すると 2, 2—ジァリルビスフエノール Aはジ ナトリウム塩となり、 水層に溶解した。 そして、 その溶液を静置後、 分液操作で トルエン層を除いた。 更に同様にトルエン 50m 1で 2回、 2, 2—ジァリルビ スフエノール Aジナトリウム塩の水溶液を洗浄した。
その後、 その水層を 35 %塩酸 52 gで中和し、 トルエン投入後分液を行い、 中性になるまで分液水洗を行った。 そして、 そのトルエン層を取り出し、 窒素雰 囲気下エバポレーターにてトルエンを十分留去し、淡黄色の溶液が 62 g (収率 80%) 得られた。 このとき、 得られた化合物を HP LCで分析した結果、 2, 2ージァリルビスフエノール Aは 97. 3 %、モノァリルビスフエノール Aは 0. 5%、 低極性不純物総計は 2. 2%であった。
実施例 2
4, 4, —ビスフエノール Cジァリルエーテル 86 g (0. 25モル) 、 ダイ ァナフレシァ W— 8 (出光興産社製) 50 g、 白灯油 50 gを四つ口フラスコに 仕込み、実施例 1と同様の方法にてその製造及び精製を行った。得られた化合物 を HP LCで分析した結果、 2, 2—ジァリルビスフエノール Cは 96. 4%、 モノァリルビスフエノール Cは 0.4 %、低極性不純物総計は 3. 2 %であつた。 比較例 1
4, 4, ービスフエノール Aジァリルエーテル 78 g ( 0 · 25モル) 、 ダイ ァナフレシァ W— 8 (出光興産社製) 50 g、 白灯油 50 gを四つ口フラスコに 仕込み、 窒素雰囲気下、 200〜205 °Cで 8時間還流反応を行った。 反応終了
後、室温まで冷却した。 2層になったその下層をコック付きの四つ口フラスコに 移しトルエン 5 Omlを投入した。この後に窒素雰囲気下 20 gの Na OHを含 む水溶液 100 gを投入し、十分撹拌を行レ、、 2, 2—ジァリルビスフエノール Aをジナトリゥム塩にし、水層に 2, 2—ジァリルビスフエノール Aジナトリゥ ム塩を十分溶解した。 そしてその溶液を静置後、 トルエン層を除いた。 その水層 を 35%塩酸 52 gで中和、 トルェン投入後分液を行い、 中性になるまで水洗を 行った。 そして、 そのトルエン層を取り出し、 窒素雰囲気下エバポレーターにて トルエンを十分留去した。 得られた化合物を HP LCで分析した結果、 2, 2- ジァリルビスフエノール Aは 92. 3%、モノァリルビスフエノール Aは 3. 5 %. 低極性不純物の総計は 4. 2%であった。
比較例 2
4, 4, 一ビスフエノール Cジァリルエーテル 86 g (0. 25モル) 、 ダイ ァナフレシァ W— 8 (出光興産社製) 50 g、 白灯油 50 gを四つ口フラスコに 仕込み、実施例 2と同様の方法にて 2, 2—ジァリールビスフエノールを製造し た。 得られた化合物を H P L Cで分析した結果、 2, 2—ジァリルビスフエノー ル Cは 89. 0%、 モノアリルビスフエノール Cは 5. 2%、 低極性不純物の総 計は 5. 8%であった。
産業上の利用可能性
本発明によれば、半導体封止剤の硬化剤ゃポリイミド樹脂用添加剤等として有 用な 2, 2—ジァリルビスフエノール A若しくは 2, 2—ジァリルビスフエノー ル Cを製造するにあたり、その精製を容易に行うことができ、高純度の製品を容 易に得ることが可能である。本発明の精製方法により得られた 2, 2—ジァリル ビスフエノール A若しくは 2, 2—ジァリルビスフエノール Cは、半導体封止剤 用硬化剤ゃポリイミド樹脂用添加剤といった電子材料に有用である。
本出願は、 日本で出願された特願 2004— 346366を基礎としており、 それらの内容は本明細書に全て包含される。