JPH0215084A - 含フツ素ピロメリット酸無水物及びその製造方法 - Google Patents

含フツ素ピロメリット酸無水物及びその製造方法

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JPH0215084A
JPH0215084A JP63165056A JP16505688A JPH0215084A JP H0215084 A JPH0215084 A JP H0215084A JP 63165056 A JP63165056 A JP 63165056A JP 16505688 A JP16505688 A JP 16505688A JP H0215084 A JPH0215084 A JP H0215084A
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  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (AREA)
  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はポリイミドのモノマーとなリウる新規な含フツ
素ピロメリット酸無水物及びその製造方法に関する。
(従来の技術) ポリイミドは種々の有機ポリマーの中で耐熱性に優れて
いるだめ、宇宙、航空分野から電子通信分野まで幅広く
使われ始めている。特に最近では、単に耐熱性に優れて
いるだけでなく、用途に応じて種々の性能を合わせ持つ
ことが期待されている。例えばプリント板や、L8工用
の層間絶縁膜などでは、熱膨張係数、誘電率が小さいこ
とが期待され、光通信分野では屈折率が小さいことが期
待されている。しかしながら、これらの性能に充分満足
のいくポリイミドは得られていなり0これらのポリイミ
ドを得るためには、ポリイミドの主鎖をできる限り剛直
構造にし低熱膨張性を発現させ、さらにモノマーである
テトラカルボン酸二無水物又はジアミンに低誘電率性、
低屈折率性を発現する置換基を導入する方法が考えられ
る。例えばエポキシ樹脂においては、ジャーナル オン
 ポリマー サイエンス(Journal of Po
lymer 5cience)  のパート(Part
) c 、ポリマー レターズ(PolymerLet
ters)、第24巻、第249頁(1986)に示さ
れているようにエポキシ樹脂の硬化剤に多フツ素置換基
を導入することにより、これまでのエポキシ樹脂の中で
もつとも低い誘電率を達成している。
また特開昭61−44969号公報で示されているよう
に、屈折率においても多フツ素置換基を導入することに
よシ、これまでのエポキシ樹脂の中で最も低込屈折率を
達成している。このようにフッ素置換基を導入すること
により、誘電率、屈折率の低減が期待できる。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、こA−4でにポリイミドにフッ素置換基
を導入して、低熱膨張係数、低誘電率、低屈折率を達成
したという報告はない。また、フッ素化ポリイミド用含
フツ素酸無水物、含フツ素ジアミンの合成例は少なく、
今後多くのフッ素化ポリイミド用モノマーの出現が期待
されている。
本発明の目的は従来のポリイミドでは有していなかった
低熱膨張係数、低誘電率、低屈折率を有するポリイミド
を合成するのに必要な含フツ素ピロメリット酸無水物及
びその製造方法を提供することにある。
(課題を解決するだめの手段) 本発明を概説すれば、本発明の第1の発明は含フツ素ピ
ロメリット酸無水物に関する発明であって、下記一般式
■: (式中Yは水素又はCnF2n+1基、nは1〜10の
数を示す)で表されることを特徴とする。
そして、本発明の第2の発明は第1の発明の含フツ素ピ
ロメリット酸無水物の製造方法に関する発明であって、
下記一般式■: 工 (式中Y及びnは1式と同義である)で表される含フッ
素デュレンを酸化、脱水することを特徴とする。
本発明者らは、テトラカルボン酸二無水物について分子
設計した結果、脂肪族ではポリイミド主鎖が剛直性とは
ならず低熱膨張性を損なうため、剛直な芳香族からなる
ピロメリット酸無水物が好適であること、フッ素基の導
入位置としては芳香族環の1,4の位置に導入すること
とし、1式に示す含フツ素ピロメリット酸無水物を合成
することとした。
1式の含フッ素ビロメリツ)M無水物は■式の含フッ素
デュレンの酸化、脱水により合成するが、■式の含フッ
素デュレンは例えば下記旧式に示す反応式に従って合成
することができる。
含フツ素ヨウ化物は例えば、トリフルオロメチルアイオ
ダイド、ペンタフルオロエチルアイオダイド、ヘプタフ
ルオロプロピルアイオダイド、パーフルオロ−n−ブチ
ルアイオダイド、パーフルオロ−n−ペンチルアイオダ
イド、パーフルオロ−n−へキシルアイオダイド、1−
ヨードパーフルオロへブタン、1−ヨードパーフルオロ
オクタン、1−ヨードパーフルオロデカンなどがある。
本反応の溶媒は、ジメチルホルムアミド、ピリジンなど
の極性溶媒が好適であシ、触媒として活性銅粉を加える
。反応条件は、オートクレーブ中150℃〜250℃、
20〜300気圧で10時間〜150時間であり、m式
中含フツ素ヨウ化物のnの数が大きくなるほど高温、高
圧、畏時間を要する。
次に■式の含フッ素デュレンから1式の含フツ素ピロメ
リット酸無水物への酸化、脱水反応であるが、これは通
常の酸化、脱水閉環手法が利用できる。
例えば過マンガン酸カリウム法、硝酸法等によるメチル
基の酸化及び無水酢酸法、加熱脱水法等による酸無水物
化法が利用できる。又は、五酸化バナジウムを触媒とし
て空気酸化によシ直接酸無水物化する方法が利用できる
(実施例) 以下実施例により本発明の含フツ素ピロメリット酸無水
物及びその製造方法について詳細に説明するが、本発明
はこれら実施例に限定されない。
実施例1 (含フッ素デュレンの合成) 500−オートクレーブにジヨウ化デュレン50!P(
78ミリモル)、トリフルオロメチルアイオダイド40
f’(204ミリモル)、活性化銅粉50f?(470
ミリモル)及び乾燥ジメチルホルムアミド150祠を入
れ、オートクレーブ中150℃で50時間加熱かくはん
した。
冷却後反応混合物から銅粉をろ別し、ろ液を水1.5を
中に加え析出した固体をろ別乾燥し、昇華精製してジト
リフルオロメチルデュレン17.6?を得た。南点、6
2℃ 元素分析、計算値:C15五33 i H,4,48゜
実測値:0,5X31 i”+  4.51赤外吸収ス
ペクトル、NMRスペクトル及びマススペクトルは予想
構造式と一致した。
(含フツ素ピロメリット酸無水物の合成)三ロフラスコ
にトリフルオロメチルデュレン△ 17、.5 t (65ミリモル)、ピリジン300ゴ
、水150m1を加え100℃まで上げた後、過マンガ
ン酸カリウム5A7f(156ミリモル)をゆっくり加
え3時間かくはんした。反応混合物をろ過し、ろ液中の
溶媒をエバポレータで除去し、生成物を6チ水酸化ナト
リウム400ゴ中に加え100℃まで上げた後、過マン
ガン酸カリウム64.59 (410ミリモル)をゆつ
くシ加える。1.5時間かくはんした後、エタノールを
加え余分の過マンガン酸カリウムを分解させろ過する。
ろ液を冷却後、塩酸水溶液を加え酸性にすると沈殿物が
析出する。この沈殿物を水で再結晶し、ジトリフルオ口
メチルピロメリット酸を得た。
このジトリフルオロメチルピロメリット酸を真空中15
0℃、2時間加熱した後外語精製してジトリフルオロメ
チルピロメリット酸無水物I CL5?を得た。
このものは、第1図だ示す赤外吸収スペクトル図〔縦軸
:吸収率価〕、横軸二波数(dl)〕で1800 cp
n−”及び1870 cm−”に酸無水物特有の二つの
吸収、1200 cm−’にO−F基に基づく吸収が現
nたこと、NMRスペクトルにおいてプロトンの吸収が
全く現れないこと、そして下記に示すように元素分析に
おりて測定値と計算値がほぼ一致していることから、目
的化合物であることを確認した。
元素分析、計算値IC,4CL70j測定値:0、  
4 168 実施例2 (含フッ素デュレンの合成) 500−オートクレーブにジヨウ化デュレン5a6f(
100ミリモA/ )、ヘテタフルオロプロピルアイオ
ダイド1189(400ミリモル)、活性化銅粉3&6
P(600ミリモル)及び乾燥ジメチルホルムアミド2
00m/ヲ入tL、オートクレーブ中16DC1200
気圧で120時間加熱かくけんした。冷却後反応混合物
から8粉及び固体をろ別乾燥し、昇華精製して1.4−
ジヘブタフルオロプロビルデュレン2a6?を?■た。
融点、66℃ 元素分析、計算値:C14α86;H12,574川 
定 @:C,4(L89HH,2−61赤外吸収スペク
トル、N M Rスペクトル及ヒマススベクトルは予想
構造式と一致した。
(含フツ素ピロメリット酸無水物の合成)実施例1と同
様の方法によって1,4−ジヘブタフルオロプロピルビ
ロメリット酸無水物を得た。このものは、実施例1と同
様に赤外吸収スペクトル図で1800 tyn−’及び
1870 cm−’に酸無水物特有の二つの吸収、12
00 cm−’にC−Piに基づく吸収が現れたこと、
NMRスペクトルにおいてプロトンの吸収が全く現れな
いこと、そして下記に示すように元素分析にお−で測定
値と計算値がほぼ一致していることから、目的化合物で
あることを確認した。
元素分析、計算値IC,5468;測定値二0.34.
68 実施例3 1−ヨウ化デュレンを出発原料として、実施例1と同様
の方法によって1−トリフルオロメチルデュレンを経て
1−トリフルオロメチルピロメリット酸無水物を合成し
た。
このものは、実施例1と同様に赤外吸収スペクトル図で
1800 cm−1及び1870 cm”に酸無水物特
有の二つの吸収、1200 ctn−”にC−F基に基
づく吸収が現れたこと、NMRスペクトルにおいてプロ
トンのシングルピークが一本現れたこと、そして下記に
示すように元素分析において測定値と計算値がほぼ一致
していることから、目的化合物であることを確認した。
元素分析、計算値:J4&17;H,α36測定値;a
、41b587H,138 実施例4 1−ヨウ化デュレンを出発原料として、実施例2と同様
の方法によって1−へブタフルオロプロピルデュレンを
経て1−へブタフルオロプロピルピロメリット酸無水物
を合成した。
このものは、実施例1と同様に赤外吸収スペクトル図で
1800 cm−’及び1870 cm−’に酸無水物
特有の二つの吸収、1200 cm−’ にC−F基て
基づく吸収が現れたこと、NMRスペクトルにおいてプ
ロトンのシングルピークが一本現れたこと、そして下記
に示すように元素分析において測定値と計算値がほぼ一
致していることから、目的化合物であることを確認した
元素分析、計算値:0.4[134;H,0,27測定
(fl:C,46,38iH,0,28実施例5 ジヨウ化デュレンを出発原料として、実施例2と同様の
方法によって1,4−ジバーフルオロデシルデュレンを
経て1.4−ジバーフ〃オロデシルピロメリット酸無水
物を合成した。
このものは、実施例1と同様だ赤外吸収スペクトル図で
1800crn−鳳及び1870 cm−’ に酸無水
物特有の二つの吸収、1200の−1にC−F基に基づ
く吸収が現れたこと、NMRスペクトルにおりてプロト
ンの吸収が全く現れないこと、そして下記に示すように
元素分析において測定値と計算値がほぼ一致しているこ
とから、目的化合物であることを確認した。
元素分析、計算値:a、2a7s測定位二〇。
2 a 75 実施例6 1−ヨウ化デュレンを出発原料として、実施例2と同様
の方法によって1−バーフルオロデシルデュレンヲ経て
1−パーフルオロデシルピロメリット酸無水物を合成し
た。
このものは、実施例1と同様に赤外吸収スペクトル図で
1800 crn’及び1870 cm’に酸無水物特
有の二つの吸収、1200 cm−’にC−F基に基づ
く吸収が現れだこと、NMRスペクトルにおいてプロト
ンのシングルピークが一木現れたこと、そして下記に示
すように元素分析において測定値と計算値がほぼ一致し
ている・ことから、目的化合物であることを確認した。
元素分析、計算@t: C,52,153i 11.0
.13測定値:C,32,61iH1α15 実施例7 (含フツ素ポリイミドの合成) 三角フラスコにジトリフルオロメチルピロメリット酸無
水物12.75f、o−+−リジン7.652、N−メ
チル−2−ピロリドン(NMP)1152を加えた。こ
の混合物を窒素雰囲気下、室温で6日間かくはんし、ポ
リアミド酸のNMP溶液(η:65ポアズ)を得た。こ
のものをアルミ板上に流し、ドクターブレードで平坦に
しだ後、100℃で1時間、200℃で1時間、350
℃で1時間加熱キュアすることにより強じんなポリイミ
ドフィルムが得られた。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明の含フツ素ピロメリット酸
無水物は、通常のピロメリット酸無水物と同様にジアミ
ンと反応させポリイミドを得ることができ、新だなフッ
素化ポリイミドを合成可能となる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の含フツ素ピロメリット酸無水物の1例
であるジトリフルオロメチルピロメリット酸無水物の赤
外吸収スベク)/し図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、下記一般式 I : ▲数式、化学式、表等があります▼・・・〔 I 〕 (式中Yは水素又はC_nF_2_n_+_1基、nは
    1〜10の数を示す)で表されることを特徴とする含フ
    ッ素ピロメリット酸無水物。 2、下記一般式II: ▲数式、化学式、表等があります▼・・・〔II〕 (式中Yは水素又はC_nF_2_n_+_1基、nは
    1〜10の数を示す)で表される含フッ素デユレンを酸
    化、脱水することを特徴とする請求項1記載の含フッ素
    ピロメリット酸無水物の製造方法。
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