JP7136395B1 - ビスイミドフェノール化合物 - Google Patents
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Abstract
Description
〔1〕
下記一般式(1)で表される、ビスイミドフェノール化合物。
〔2〕
R1及びR2のうち、それぞれ1個以上は水酸基である、
〔1〕に記載のビスイミドフェノール化合物。
〔3〕
下記一般式(2)で表されるビスイミドフェニルエステル酸二無水物。
〔4〕
下記一般式(3)で表される構成単位を有する、ポリアミック酸。
〔5〕
酸二無水物に由来する構成単位の総量に対して、ビスイミドフェニルエステル酸二無水物に由来する構成単位の含有量が、10モル%~100モル%である、
〔4〕に記載のポリアミック酸。
〔6〕
下記一般式(4)で表される構成単位を有する、ポリイミド。
〔7〕
酸二無水物に由来する構成単位の総量に対して、ビスイミドフェニルエステル酸二無水物に由来する構成単位の含有量が、10モル%~100モル%である、
〔6〕に記載のポリイミド。
〔8〕
〔1〕又は〔2〕に記載のビスイミドフェノール化合物、〔3〕に記載のビスイミドフェニルエステル酸二無水物、〔4〕又は〔5〕に記載のポリアミック酸、又は、〔6〕又は〔7〕に記載のポリイミドを含む、
樹脂組成物。
本実施形態のビスイミドフェノール化合物は、下記一般式(1)で表される。
本実施形態のビスイミドフェニルエステル酸二無水物は、下記一般式(2)で表される。
本実施形態のポリアミック酸は、下記一般式(3)で表される構成単位を有し、必要に応じて、他の構成単位を有していてもよい。
本実施形態のポリイミドは、下記一般式(4)で表される構成単位を有する。
本実施形態の樹脂組成物は、上記ビスイミドフェノール化合物、上記ビスイミドフェニルエステル酸二無水物、上記ポリアミック酸、又は、上記ポリイミドを含み、必要に応じて、その他の樹脂や無機充填剤等を含んでいてもよい。
1H-NMRは、テトラメチルシランを内部標準として含む重ジメチルスルホキシド(DMSO-d6;重水素化率D99.9%,0.05vol%TMS)に、測定サンプルを溶解し、1H-NMR測定を行った。NMR装置はBRUKERCorporation製ASCEND TM 500を利用した。
空洞共振器摂動法(Agilent 8722ES,アジレントテクノロジー株式会社製)にて、実施例10~15、比較例1で得られたポリイミドフィルムの10GHzの誘電率を3回実施し、その平均値を求めた。
下記測定条件により、実施例10~15で得られたポリアミック酸のポリメチルメタクリレート換算の重量平均分子量を測定した。
(測定条件)
装置 :CBM-20A、SIL-10ADvp、LC-10ADvp、DGU-12A、SPD-10Avp、CTO-10Avp、RID-10A、FRC-10A(いずれも株式会社島津製作所製)
カラム :Shodex GPC K-804
カラム温度 :50℃
移動相 :N-メチルピロリドン(LiBr(30mM),H3PO4(30mM))
移動相流量 :0.7mL/分
分子量標準物質:ポリメチルメタクリレート(Shodex M-75)
窒素フローしながら500mL三口フラスコに1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物(以下、「HPMDA」と略す)44.8g、о-アミノフェノール48.0g、酢酸300mLを加え110℃で6時間撹拌と還流を行い、常温まで放冷した。2LのH2Oの入った3Lビーカーに反応液を注ぎ込むと白色沈殿が生成した。その後、生成した白色沈殿を桐山漏斗用濾紙5Cで水洗・濾過を十分に行った。濾物を回収し、100℃で真空乾燥を終夜行うことで白色粉末61.97g(収率76.2%)を得た。以下に得られた化合物の構造式と1H-NMRの結果を示す。
δ9.72(s,2H)、δ7.28~7.24(m,2H)、δ7.10(br、2H)、δ6.95~6.93(d,2H)、δ6.88~6.87(t,2H)、δ3.26~3.20(m,4H)、δ2.28(s,2H)、δ1.87~1.73(br,2H)
窒素フローしながら500mL三口フラスコにHPMDA44.8g、m-アミノフェノール48.0g、酢酸300mLを加え110℃で6時間撹拌と還流を行い、常温まで放冷した。2LのH2Oの入った3Lビーカーに反応液を注ぎ込むと白色沈殿が生成した。その後、生成した白色沈殿を桐山漏斗用濾紙5Cで水洗・濾過を十分に行った。濾物を回収し、100℃で真空乾燥を終夜行うことで白色粉末72.2g(収率88.0%)を得た。以下に得られた化合物の構造式と1H-NMRの結果を示す。
δ9.69(s,2H)、δ7.26~7.22(t,2H)、δ6.80~6.78(m,2H)、δ6.68~6.65(m,4H)、δ3.18~3.15(m,4H)、δ2.36~2.23(m,2H)、δ1.95~1.88(m,2H)
窒素フローしながら500mL三口フラスコにHPMDA44.8g、p-アミノフェノール48.0g、酢酸300mLを加え110℃で6時間撹拌と還流を行い、常温まで放冷した。2LのH2Oの入った3Lビーカーに反応液を注ぎ込むと白色沈殿が生成した。その後、生成した白色沈殿を桐山漏斗用濾紙5Cで水洗・濾過を十分に行った。濾物を回収し、100℃で真空乾燥を終夜行うことで白色粉末76.8g(収率94.5%)を得た。以下に得られた化合物の構造式と1H-NMRの結果を示す。
δ9.70(s,2H)、δ7.01~6.99(m,4H)、δ6.81~6.79(m,4H)、δ3.18(m,4H)、δ2.37~2.36(m,2H)、
δ1.95~1.88(m,2H)
窒素フローしながら300mL三口フラスコに実施例1で得られたビスイミドフェノール15.0g、安定剤不含超脱水THF60mL、ピリジン9.0gを加え、30分間撹拌した(容器A)。窒素フローしながら100mLナスフラスコに無水トリメリット酸クロリド17.6g、安定剤不含超脱水THF20mLを溶解させた(容器B)。容器Aを氷浴しながら容器B中の溶液をゆっくりと滴下した。氷浴で2時間撹拌後、室温で22時間反応を行うことで白色沈殿を生成した。三口フラスコ中から白色沈殿を取り出し、桐山ロート用濾紙5Cで十分に水洗し過剰量のピリジンとピリジン塩酸塩を除去した。十分に水洗した後に60℃で真空乾燥を行った。真空乾燥後の白色粉末を無水酢酸100mL、90℃中で2時間撹拌を行うことで閉環処理をした。その後、無水酢酸溶液中にトルエンを添加しエバポレーターで溶媒を留去することで白色粉末を得た。得られた白色粉末全量をアセトニトリル100mL、100℃中で1時間撹拌し熱時濾過を行った。濾物をジエチルエーテルで置換し、100℃で真空乾燥することで白色粉末15.8g(収率56.7%)を得た。以下に得られた化合物の構造式と1H-NMRの結果を示す。
δ8.58~8.39(m,4H)、δ8.26~8.09(m,2H)、δ7.62~7.32(m,8H)、δ3.11~3.04(m,4H)、δ2.22~1.37(m,4H)
窒素フローしながら300mL三口フラスコに実施例2で得られたビスイミドフェノール15.0g、安定剤不含超脱水THF40mL、ピリジン9.0gを加え、30分間撹拌した(容器A)。窒素フローしながら100mLナスフラスコに無水トリメリット酸クロリド17.6g、安定剤不含超脱水THF20mLを溶解させた(容器B)。容器Aを氷浴しながら容器B中の溶液をゆっくりと滴下した。氷浴で2時間撹拌後、室温で22時間反応を行うことで白色沈殿を生成した。三口フラスコ中から白色沈殿を取り出し、桐山ロート用濾紙5Cで十分に水洗し過剰量のピリジンとピリジン塩酸塩を除去した。十分に水洗した後に60℃で真空乾燥を行った。真空乾燥後の白色粉末を無水酢酸100mL、90℃中で2時間撹拌を行うことで閉環処理をした。その後、無水酢酸溶液中にトルエンを添加しエバポレーターで溶媒を留去することで白色粉末を得た。得られた白色粉末全量をアセトニトリル100mL,100℃中で1時間撹拌し熱時濾過を行った。濾物をジエチルエーテルで置換し、100℃で真空乾燥することで白色粉末8.4g(収率30.0%)を得た。以下に得られた化合物の構造式と1H-NMRの結果を示す。
δ8.63~8.59(m,4H)、δ8.29~8.27(m,2H)、δ7.60~7.58(m,2H)、δ7.46~7.45(m,2H)、δ7.31~7.24(m,4H)、δ3.27~3.23(m,4H)、δ2.42~2.26(m,2H)、δ2.03~1.99(m,2H)
窒素フローしながら300mL三口フラスコに実施例3で得られたビスイミドフェノール15.0g、安定剤不含超脱水THF40mL、ピリジン9.0gを加え、30分間撹拌した(容器A)。窒素フローしながら100mLナスフラスコに無水トリメリット酸クロリド17.6g、安定剤不含超脱水THF20mLを溶解させた(容器B)。容器Aを氷浴しながら容器B中の溶液をゆっくりと滴下した。氷浴で2時間撹拌後、室温で22時間反応を行うことで白色沈殿を生成した。三口フラスコ中から白色沈殿を取り出し、桐山ロート用濾紙5Cで十分に水洗し過剰量のピリジンとピリジン塩酸塩を除去した。十分に水洗した後に60℃で真空乾燥を行った。真空乾燥後の白色粉末を無水酢酸100mL、90℃中で2時間撹拌を行うことで閉環処理をした。その後、無水酢酸溶液中にトルエンを添加しエバポレーターで溶媒を留去することで白色粉末を得た。得られた白色粉末全量をアセトニトリル100mL、100℃中で1時間撹拌し熱時濾過を行った。濾物をジエチルエーテルで置換し、100℃で真空乾燥することで白色粉末13.7g(収率49.3%)を得た。以下に得られた化合物の構造式と1H-NMRの結果を示す。
δ8.64~8.59(m,4H)、δ8.28~8.27(m,2H)、δ7.49~7.47(m,4H)、δ7.38~7.36(m,4H)、δ3.28~3.26(m,4H)、δ2.34~2.04(m,4H)
窒素フローしながら300mL三口フラスコに実施例1で得られたビスイミドフェノール15.0g、安定剤不含超脱水THF40mL、ピリジン9.0gを加え、30分間撹拌した(容器A)。窒素フローしながら100mLナスフラスコに核水添無水トリメリット酸クロリド18.1g、安定剤不含超脱水THF30mLを溶解させた(容器B)。容器Aを氷浴しながら容器B中の溶液をゆっくりと滴下した。氷浴で2時間撹拌後、室温で22時間反応を行ことで白色沈殿を生成した。三口フラスコ中から白色固体を取り出し、桐山ロート用濾紙5Cで十分に水洗し過剰量のピリジンとピリジン塩酸塩を除去した。十分に水洗した後に60℃で真空乾燥を行った。真空乾燥後の白色粉末を無水酢酸50mL、90℃中で2時間撹拌を行うことで閉環処理をした。無水酢酸溶液を90℃に保持した状態で1,4-ジオキサン100mLを添加することで白色沈殿が生成した。生成した白色沈殿を桐山ロート用濾紙5Cで濾過し、ジエチルエーテルで十分に洗浄し、80℃で真空乾燥することで白色粉末1.37g(収率4.84%)を得た。以下に得られた化合物の構造式と1H-NMRの結果を示す。
δ7.53~7.49(m,2H)、δ7.40~7.24(m,6H)、δ3.55~3.53(m,2H)、δ3.28~3.25(m,6H)、δ2.70~2.67(m,2H)、δ2.41~2.22(m,4H)、δ2.17~2.14(m,2H)、δ2.07~2.01(m,2H)、δ1.92~1.72(br,4H)、δ1.67~1.59(m,2H)、δ1.40~1.38(m,2H)
窒素フローしながら300mL三口フラスコに実施例2で得られたビスイミドフェノール15.0g、安定剤不含超脱水THF40mL、ピリジン9.0gを加え、30分間撹拌した(容器A)。窒素フローしながら100mLナスフラスコに核水添無水トリメリット酸クロリド18.1g、安定剤不含超脱水THF30mLを溶解させた(容器B)。容器Aを氷浴しながら容器B中の溶液をゆっくりと滴下した。氷浴で2時間撹拌後、室温で22時間反応を行ことで白色沈殿を生成した。三口フラスコ中から白色固体を取り出し、桐山ロート用濾紙5Cで十分に水洗し過剰量のピリジンとピリジン塩酸塩を除去した。十分に水洗した後に60℃で真空乾燥を行った。真空乾燥後の白色粉末を無水酢酸100mL、90℃中で2時間撹拌を行うことで閉環処理をした。無水酢酸溶液を常温まで放冷した後、ジエチルエーテル500mLの入った1Lビーカー中に撹拌しながら滴下することで白色沈殿が生成した。生成した白色沈殿を桐山ロート用濾紙5Cで濾過し、ジエチルエーテルで十分に洗浄し、80℃で真空乾燥することで白色粉末13.0g(収率46.0%)を得た。以下に得られた化合物の構造式と1H-NMRの結果を示す。
窒素フローしながら300mL三口フラスコに実施例3で得られたビスイミドフェノール15.0g、安定剤不含超脱水THF40mL、ピリジン9.0gを加え、30分間撹拌した(容器A)。窒素フローしながら100mLナスフラスコに核水添無水トリメリット酸クロリド18.1g、安定剤不含超脱水THF30mLを溶解させた(容器B)。容器Aを氷浴しながら容器B中の溶液をゆっくりと滴下した。氷浴で2時間撹拌後、室温で22時間反応を行ことで白色沈殿を生成した。三口フラスコ中から白色固体を取り出し、桐山ロート用濾紙5Cで十分に水洗し過剰量のピリジンとピリジン塩酸塩を除去した。十分に水洗した後に60℃で真空乾燥を行った。真空乾燥後の白色粉末を無水酢酸100mL、90℃中で2時間撹拌を行うことで閉環処理をした。無水酢酸溶液を常温まで放冷した後、ジエチルエーテル500mLの入った1Lビーカー中に撹拌しながら滴下することで白色沈殿が生成した。生成した白色沈殿を桐山ロート用濾紙5Cで濾過し、ジエチルエーテルで十分に洗浄し、80℃で真空乾燥することで白色粉末14.2g(収率50.0%)を得た。以下に得られた化合物の構造式と1H-NMRの結果を示す。
δ7.29~7.26(m,4H)、δ7.24~7.21(m,4H)、δ3.58~3.54(m,2H)、δ3.40~3.34(m,2H)、δ3.23~3.21(m,4H)、δ2.81~2.77(m,2H)、δ2.37~2.36(m,2H)、δ2.30~2.27(m,2H)、δ2.09~2.07(m,2H)、δ2.06~1.99(m,4H)、δ1.85~1.70(m,4H)、δ1.52~1.49(m,2H)
窒素フローしながら300mLセパラブルフラスコに4,4’-ジアミノジフェニルエーテル (以下、「ODA」と略す)1.0gとモレキュラーシーブス4Åで十分に脱水したN-メチルピロリドン(以下、「NMP」と略す)11.1gを入れて溶解した。この溶液を氷浴しながら実施例4で得られた酸二無水物3.8gを加え初期の全溶質濃度30重量%より重合反応を開始した。メカニカルスターラーで150rpmにて1時間撹拌後、アルミブロックバスにて50℃に加温し23時間反応させることでポリアミック酸を得た。得られたポリアミック酸の重量平均分子量は39,071であった。得られたポリアミック酸溶液を基材に塗布し、100℃で1時間乾燥後、200℃で1時間、250℃で30分間加熱し基材から剥離することでポリイミドフィルムを得た。このポリイミドの10GHzにおける誘電率は2.71であった。
窒素フローしながら300mLセパラブルフラスコにODA 1.0gとモレキュラーシーブス4Åで十分に脱水したNMP11.1gを入れて溶解した。この溶液を氷浴しながら実施例5で得られた酸二無水物3.8gを加え初期の全溶質濃度30重量%より重合反応を開始した。メカニカルスターラーで150rpmにて24時間撹拌しポリアミック酸を得た。得られたポリアミック酸の重量平均分子量は22,291であった。得られたポリアミック酸溶液を基材に塗布し、100℃で1時間乾燥後、200℃で1時間、250℃で30分間加熱し基材から剥離することでポリイミドフィルムを得た。このポリイミドの10GHzにおける誘電率は2.62であった。
窒素フローしながら300mLセパラブルフラスコにODA1.0gとモレキュラーシーブス4Åで十分に脱水したNMP11.1gを入れて溶解した。この溶液を氷浴しながら実施例6で得られた酸二無水物3.8gを加え初期の全溶質濃度30重量%より重合反応を開始した。重合開始から4時間後にNMP8.0gを加えた。その後、メカニカルスターラーで200rpmにて20時間撹拌しポリアミック酸を得た。得られたポリアミック酸の重量平均分子量は67,403であった。得られたポリアミック酸溶液を基材に塗布し、100℃で1時間乾燥後、200℃で1時間、250℃で30分間加熱し基材から剥離することでポリイミドフィルムを得た。このポリイミドの10GHzにおける誘電率は2.69であった。
窒素フローしながら300mLセパラブルフラスコにODA0.26gとモレキュラーシーブス4Åで十分に脱水したNMP2.94gを入れて溶解した。この溶液を氷浴しながら実施例7で得られた酸二無水物1.00gを加え初期の全溶質濃度30重量%より重合反応を開始した。メカニカルスターラーで150rpmにて48時間撹拌しポリアミック酸を得た。得られたポリアミック酸の重量平均分子量は23,312であった。得られたポリアミック酸溶液を基材に塗布し、100℃で1時間乾燥後、200℃で1時間、250℃で30分間加熱し基材から剥離することでポリイミドフィルムを得た。このポリイミドの10GHzにおける誘電率は2.57であった。
窒素フローしながら300mLセパラブルフラスコにODA 1.0gとモレキュラーシーブス4Åで十分に脱水したNMP11.3gを入れて溶解した。この溶液を氷浴しながら実施例8で得られた酸二無水物3.8gを加え初期の全溶質濃度30重量%より重合反応を開始した。メカニカルスターラーで150rpmにて48時間撹拌しポリアミック酸を得た。得られたポリアミック酸の重量平均分子量は3,765であった。得られたポリアミック酸溶液を基材に塗布し、100℃で1時間乾燥後、200℃で1時間、250℃で30分間加熱し基材から剥離することでポリイミドフィルムを得た。このポリイミドの10GHzにおける誘電率は2.70であった。
窒素フローしながら300mLセパラブルフラスコにODA1.0gとモレキュラーシーブス4Åで十分に脱水したNMP11.3gを入れて溶解した。この溶液を氷浴しながら実施例9で得られた酸二無水物3.8gを加え初期の全溶質濃度30重量%より重合反応を開始した。メカニカルスターラーで150rpmにて48時間撹拌しポリアミック酸を得た。得られたポリアミック酸の重量平均分子量は13,877であった。得られたポリアミック酸溶液を基材に塗布し、100℃で1時間乾燥後、200℃で1時間、250℃で30分間加熱し基材から剥離することでポリイミドフィルムを得た。このポリイミドの10GHzにおける誘電率は2.68であった。
Claims (8)
- R1及びR2のうち、それぞれ1個以上は水酸基である、
請求項1に記載のビスイミドフェノール化合物。 - 酸二無水物に由来する構成単位の総量に対して、ビスイミドフェニルエステル酸二無水物に由来する構成単位の含有量が、10モル%~100モル%である、
請求項4に記載のポリアミック酸。 - 酸二無水物に由来する構成単位の総量に対して、ビスイミドフェニルエステル酸二無水物に由来する構成単位の含有量が、10モル%~100モル%である、
請求項6に記載のポリイミド。 - 請求項1又は2に記載のビスイミドフェノール化合物、請求項3に記載のビスイミドフェニルエステル酸二無水物、請求項4又は5に記載のポリアミック酸、又は、請求項6又は7に記載のポリイミドを含む、
樹脂組成物。
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