JP5546210B2 - 芳香族ジアミン化合物及びその製造方法並びに合成樹脂 - Google Patents
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- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
Description
このような合成樹脂の中でアリール基を置換したポリイミドやポリアミドは有機溶媒に可溶であることが知られている(例えば,非特許文献1、非特許文献2)。
従って、かさ高いエチニルフェニルアミノ置換トリアジン骨格を有する芳香族ジアミン化合物を用いることにより、有機溶媒に可溶な(すなわち成形性に優れる)耐熱性合成樹脂を得ることが期待されている。
しかし、かかる期待や多くの試みにも関わらずトリアジン骨格を有する芳香族ジアミン化合物の合成に成功した例は未だ報告されておらず、トリアジン骨格を有する芳香族ジアミン化合物は、その製造方法も解明されていないため存在していない。
その結果、トリアジン骨格を有する芳香族ジアミン化合物から得られる合成樹脂が、優れた耐熱性、機械的特性及び成形性を実際に有しているかどうかも知られていない。
しかし、この特許文献1記載技術では、基本骨格はトリアジン骨格ではなく、フェニルエチニル基が直接ベンゼン環に導入された骨格であり、該ポリイミドは熱成形性に優れているものの、溶解性に優れていないという問題があった。
請求項3及び4に係る発明によれば、トリアジンジクロリドを原料として、耐熱性および機械的特性に優れ、しかも有機溶媒に溶解できる成形性に優れた耐熱性合成樹脂の原料となる新規な芳香族ジアミン化合物を製造することができる。
請求項5乃至7に係る発明によれば、本発明の芳香族ジアミン化合物を収率よく製造することができる。
請求項8に係る発明によれば原料となるトリアジンクロリドを容易に製造することができるので本発明の芳香族ジアミン化合物を大量に製造することができる。
請求項9乃至11に係る発明によれば易加工性と耐溶剤性を有するコーティング合成樹脂を提供することができる。
以下、本発明を具体的に説明する。
好ましくは、式(II)で表される芳香族ジアミン化合物(2,4‐ビス(p‐アミノアニリノ)‐6‐(p‐エチニルアニリノ)‐1,3,5‐トリアジン)である。
以下、代表的な例によって説明する。
この反応に用いる塩基としては、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸セシウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素セシウムなどが好ましい。
以下の実施例において、得られる化合物の組成・構造の同定等は、次の手法により行った。
(A)FT‐IR(フーリエ変換赤外分光法)(KBr,cm−1):JASCO FT-IR4200を用いて、KBr錠剤法により測定した。
(B)1H NMR(核磁気共鳴分光法)(400MHz,ppm):Buruker AC400を用いて、テトラメチルシラン(TMS)を含む重水素化溶媒中で測定した。
(C)13C NMR(核磁気共鳴分光法)(100Hz,ppm):Buruker AC400を用いて、テトラメチルシラン(TMS)を含む重水素化溶媒中で測定した。
(D)元素分析:PerkinElmer2400を用いて、炭素、水素および窒素元素の定量分析を行った。
(トリアジンジクロリドの製造)
以下の操作により、芳香族ジアミン化合物の原料となるトリアジンジクロリドの製造を行った。
マグネット攪拌子、塩化カルシウム管、滴下ロートおよび温度計を備えた500mLの三口フラスコに、18.44g(0.10mol)の塩化シアヌルと100mLのテトラヒドロフラン(THF)を入れ、攪拌しながら溶解させた後に、氷浴で0〜5℃に冷却した。11.72g(0.10mol)のp‐エチニルアニリンを60mLのTHFに溶かした溶液を温度上昇に注意しながらゆっくりと滴下し、0〜5℃で2時間撹拌した。
〈結果〉
(1)形状:無色針状結晶
(2)収率:54%(14.3g)
(3)融点:199〜200℃
(4)FT‐IR(KBr,cm−1):3287(N-H),2104(C≡C),1615(C=C),1541(C=N)
(5)1H NMR(400MHz,acetone‐d6,ppm):3.65(s,1H,C≡CH),7.54(d,2H,phenylene),7.79(d,2H,phenylene),10.02(s,1H,NH)
(6)13C NMR(100Hz,acetone‐d6,ppm):79.2,83.8(C≡C),119.4,121.9,133.4,138.4(phenylene),165.2,169.5,170.5(triazine)
(7)元素分析(C11H6Cl2N4 分子量265.10)
計算値:C:49.84%,H:2.28%,N:21.13%
実験値:C:49.97%,H:2.54%,N:21.22%
上記の操作により得られた結晶を原料として以下の操作により芳香族ジアミン化合物を製造した。本例における芳香族ジアミン化合物は、前記式(II)で表される2,4‐ビス(p‐アミノアニリノ)‐6‐(p‐エチニルアニリノ)‐1,3,5‐トリアジンである。
マグネット攪拌子、冷却管、滴下ロートおよび窒素導入管を備えた500mLの三口フラスコに、100mLの1,4‐ジオキサン、5.30g(0.050mol)の炭酸ナトリウムおよび54.07g(0.50mol)のp‐フェニレンジアミンを加え、還流温度で攪拌し溶解させた。そこに、13.26g(0.050mol)の6‐(p‐エチニルアニリノ)‐1,3,5‐トリアジン‐2,4‐ジクロリドを250mLの1,4‐ジオキサンに溶かした溶液をゆっくりと滴下した。その後、還流温度のまま一晩攪拌した。反応混合物を1.5Lの熱水に投入し、生成物を析出させた。
(1)形状:淡黄色粉末結晶
(2)収率:63%(12.9g)
(3)融点:242〜244℃(硬化反応)
(4)FT‐IR(KBr,cm−1):3365(N‐H),2101(C≡C),1610(C=C),1570(C=N),1501(C=C)
(5)1H NMR(400MHz,DMSО‐d6,ppm):4.00(s,1H,C≡CH),4.81(s,4H,NH2),6.55(d,4H,phenylene),7.33-7.35(m,6H,phenylene),7.86(d,2H,phenylene),8.71(s,2H,NH),9.19(s,1H,NH)(図1参照)
(6)13C NMR(100Hz,DMSО‐d6,ppm):79.3,84.1(C≡C),113.9,119.4,122.9,128.8,131.9,141.3,144.3(phenylene),163.9,164.2(triazine)(図2参照)
(7)元素分析(C23H20N8 分子量408.46)
計算値:C:67.63%、H:4.94%、N:27.43%
実験値:C:67.46%、H:4.97%、N:27.45%
(合成樹脂の製造)
本例では、本発明に係る芳香族ジアミン化合物を用いて含フッ素芳香族ポリイミドを合成した。ペルフルオロノネニル基含有ジアミン(FNDA)とエチニル基含有ジアミン(EDA)を種々のモル比(総モル量2.5mmol)でNMP(10mL)に溶解させた。この溶液にビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)(2.5mmol)を加え、6時間反応させ、ポリアミド酸溶液を得た。この溶液をガラス板にキャストし、段階的に300〜350℃まで加熱してポリイミドフィルムを作製した。
尚、反応式は図3に示した。
上記の結果を表1に示す。
Claims (11)
- 次式(化1)で表される芳香族ジアミン化合物。
- 次式(化2)で表される、請求項1に記載の芳香族ジアミン化合物。
- 次式(化3)で表されるトリアジンジクロリドとジアミン化合物を塩基存在下に反応させて次式(化4)で表される芳香族ジアミン化合物を誘導することを特徴とする芳香族ジアミン化合物の製造方法。
- 次式(化5)で表されるトリアジンジクロリドとジアミン化合物を塩基存在下に反応させて、次式(化6)で表される芳香族ジアミン化合物を誘導することを特徴とする、請求項3に記載の芳香族ジアミン化合物の製造方法。
- 前記塩基として、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸セシウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素ナトリウム及び炭酸水素セシウムから選ばれる1種以上を用いることを特徴とする請求項3又は4に記載の芳香族ジアミン化合物の製造方法。
- 反応時の溶媒として、テトラヒドロフラン(THF)、ジオキサン、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、N−メチルピロリドン(NMP)、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(DMI)を使用することを特徴とする請求項3乃至5のいずれかに記載の芳香族ジアミン化合物の製造方法。
- 反応温度が20〜200℃であることを特徴とする請求項3乃至6のいずれかに記載の芳香族ジアミン化合物の製造方法。
- 前記トリアジンジクロリドは、塩化シアヌルとエチニルフェニルアミン化合物を塩基存在下に反応させて製造することを特徴とする請求項3乃至7のいずれかに記載の芳香族ジアミン化合物の製造方法。
- 請求項1又は2に記載の芳香族ジアミン化合物を用いて合成した芳香族ポリイミド合成樹脂。
- 請求項1又は2に記載の芳香族ジアミン化合物と、ペルフルオロノネニル基含有ジアミン(FNDA)とを用いて合成した含フッ素芳香族ポリイミド合成樹脂。
- さらにビフェニルテトラカルボン酸二無水物を用いて合成した請求項9又は10に記載の芳香族ポリイミド合成樹脂。
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