JPH04226973A - 9,9−ビス(パーフルオロアルキル)キサンテン、9−アリール−9−パーフルオロアルキルキサンテン、それより誘導されるモノマーおよびポリマー - Google Patents

9,9−ビス(パーフルオロアルキル)キサンテン、9−アリール−9−パーフルオロアルキルキサンテン、それより誘導されるモノマーおよびポリマー

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JPH04226973A
JPH04226973A JP3145234A JP14523491A JPH04226973A JP H04226973 A JPH04226973 A JP H04226973A JP 3145234 A JP3145234 A JP 3145234A JP 14523491 A JP14523491 A JP 14523491A JP H04226973 A JPH04226973 A JP H04226973A
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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】
【0001】本発明は新しい種類の堅い弗素化された多
環式キサンテンモノマーとそれから製造されるポリマー
に関する。
【0002】電子パッケージ工業における極めてより切
迫する性能要求はより低い誘電率とより低い湿度吸収を
持つポリマーの開発を促している。過去におけるこれら
の特性の改良はポリマーへの弗素の導入により果たされ
た。不幸にして、これには常に他の特性の劣化例えばガ
ラス転移温度の低下、熱膨張係数の増加及び溶媒感受性
の増加を伴っていた。
【0003】従って、本発明は2つの新規な三環式キサ
ンテンコアシステムの9,9−ビス(パーフルオロアル
キル)キサンテン(I)及び9−フェニル−9−パーフ
ルオロアルキルキサンテン(II)
【化11】 に基づく新しい種類の堅い弗素化されたモノマーに関す
る。
【0004】このモノマーは進歩した高性能樹脂特にポ
リイミドの製造に有用である。堅固なコアはポリマーの
熱膨張係数を減少させ、一方弗素置換基は誘電率と水吸
収特性を改善する。
【0005】この新規な発明の化合物は−CRfR′f
−又は−C(フェニル)Rf−ブリッジ及び−O−ブリ
ッジの両者を含有する。
【0006】本発明により式
【化12】 (式中、Rはフェニル、置換されたフェニル及び炭素原
子1〜16のパーフルオロアルキルからなる群より選ば
れ;そしてRfは炭素原子1〜16のパーフルオロアル
キルである)の化合物及びその製造方法が提供される。
【0007】本発明の別の具体例において、式
【化13
】 (式中、Rはフェニル、置換されたフェニル及び炭素原
子1〜16のパーフルオロアルキルからなる群より選ば
れ;Rfは炭素原子1〜16のパーフルオロアルキルで
あり;XはH、CH3、CO2H、COCl、NH2、
及びNCOからなる群より選ばれ;YはXと同じであり
;そしてXとYは一緒になって−CO−O−CO−であ
る)の物質の組成物及びその製造方法が提供される。
【0008】本発明の他の具体例は式
【化14】 の新規な化合物からなる。
【0009】更に本発明は次の繰返し構造単位
【化15
】 (式中、Rはフェニル、置換されたフェニル及び炭素原
子1〜16のパーフルオロアルキルからなる群より選ば
れ;Rfは炭素原子1〜16のパーフルオロアルキルで
あり;Aは少なくとも2つの炭素原子を含有する二価の
基であって、前記ジアミンの2つのアミノ基は各々前記
二価の基の別の炭素原子に結合しているものとし;そし
てnは正の整数である)を持つポリイミドポリマーに関
する。
【0010】パーフルオロアルキルのRとRfの上の定
義において、より好ましい炭素原子の数は1〜18であ
る。
【0011】本発明の化合物のコア環システム(I)は
単一架橋法又は二重架橋法のいずれかを用いて製造する
ことができる。スキームIは両方法を用いる9,9−ビ
ス(トリフルオロメチル)−2,3,6,7−テトラメ
チルキサンテン(III)の製造を示す。
【0012】二重架橋法においてはエーテルブリッジと
−C(CF3)2−ブリッジの両方は単一工程で導入さ
れる。これはヘキサフルオロアセトン(HFA)を2モ
ル当量の3,4−ジメチルフェノールと反応させて架橋
−C(CF3)2−を形成結合させると同時に−C(C
F3)2−ブリッジに対してオルソの位置の2つのヒド
ロキシル基の分子内脱水により(III)のキサンテン
エーテル結合を形成させることを含む。この反応は弗化
水素酸(HF)中、180〜220℃の温度で、10又
はそれより多いHF/HFAのモル比を使用して進行さ
せる。
【0013】レゾルシノールと3−アミノフェノールの
ような他の基質を同時HFA架橋と脱水環化の方法に使
用することができる。レゾルシノールと2モル当量のH
FAを220℃で反応させると(スキームII)、9,
9−ビス(トリフルオロメチル)−3,6−ジヒドロキ
シキサンテン(VII)が生成する。
【0014】ジメチルアセタミド溶媒中、炭酸カリウム
の存在下で(VII)を2当量のp−ニトロベンゼンと
反応させ、次いでジニトロ前駆物質を水素化することに
より9,9−ビス(トリフルオロメチル)−3,6−ビ
ス(4−アミノフェノキシ)キサンテン(VIII)が
生成し、このものはポリマー合成に使用される新しいジ
アミンモノマーである。(VII)のイソフタロイル及
びテレフタロイルクロリドの混合物との反応により得ら
れるポリエステル(IX)はO2/N2分離用ハイフラ
ックスメンブラン膜として有用であることも見出された
。
【0015】親モノマーの9,9−ビス(トリフルオロ
メチル)キサンテン(I、Rf=R′f=CF3)は(
VII)を水素化ナトリウム及び5−クロロ−1−フェ
ニル−1H−テトラゾールと反応させて9,9−ビス(
トリフルオロメチル)−3,6−ビス(1−フェニル−
1H−テトラゾリル−5−オキシ)キサンテンを形成さ
せ、このものを接触的に還元して(I)を生成させるこ
とにより製造される(スキームIV)。
【0016】
【化16】
【0017】
【化17】
【0018】
【化18】
【0019】単一架橋法によりコア環を製造する場合(
スキームI)、最初にエーテル架橋を別に行い、次いで
−C(CF3)2−ブリッジを形成させる。従って、(
III)はHFAを既にキサンテンエーテル結合を含む
3,3−ジ−o−キシリルエーテルとHF中、110〜
140℃の温度で、8〜20好ましくは10〜15のH
F/DXE比で反応させることにより製造される。
【0020】単一架橋法はコア環システム(I)製造の
ためには二重架橋法よりも好ましく、何故ならそれは低
い反応温度しか必要とせず、2段階の方法であるにもか
かわらずより高収率を与え副生物の生成がより少ないか
らである。
【0021】3,4−ジメチルフェノキシ基で終わる他
の芳香族エーテルは単一架橋法に使用することもできる
。例えばp−トリルエーテル(スキームIII、X)を
HF中でHFAと反応させて9,9−ビス(トリフルオ
ロメチル)−2,7−ジメチルキサンテン(XI)を生
成させる。
【0022】
【化19】
【0023】(III)(スキームI)は一旦生成され
ると容易に9,9−ビス(トリフルオロメチル)−2,
3,6,7−キサンテンテトラカルボン酸(IV)に酸
化され、9,9−ビス(トリフルオロメチル)キサンテ
ンテトラカルボン酸二無水物(V)に脱水され、次いで
4,4′−ジアミノジフェニルエーテルと重合させてポ
リイミド(VI)(V−ODA)が形成される。類似の
ポリイミドは3,4′−ジアミノジフェニルエーテル、
(I)−ODA及びパラフェニレンジアミンを使用して
得られた。
【0024】(III)のテトラ酸(IV)への酸化は
水性ピリジン中で過マンガン酸カリウムを使用して行っ
た。他の方法例えば酸素若しくは空気を用いるMn/C
o接触酸化、又は硝酸による酸化も使用することができ
る。
【0025】(IV)の二無水物(V)への変換は無水
酢酸中で沸騰させるか、又はクロロホルム中(IV)の
スラリーを過剰の塩化チオニルと共に加熱することによ
り熱的に遂行することができる。220℃で一晩加熱す
ることによる熱変換が好ましい。ポリイミド(VI)は
ジメチルアセタミド中で二無水物(V)を実質的に等モ
ル量の4,4′−ジアミノジフェニルエーテルと反応さ
せてポリアミド酸を形成させ、次いでこのポリアミド酸
をポリイミドに熱変換することにより製造される。
【0026】同様の方法(XI)(スキームIII)に
より、過マンガン酸塩を用いて9,9−ビス(トリフル
オロメチル)キサンテン−2,7−ジカルボン酸(XI
I)に酸化し、次いで塩化チオニルと反応させて9,9
−ビス(トリフルオロメチル)キサンテン−2,7−ジ
カルボニルクロリド(XIII)を生成させる。次いで
二酸クロリドをナトリウムアジドとクルチウス(Cur
tius)反応により反応させて9,9−ビス(トリフ
ルオロメチル)キサンテン−2,7−ジイソシアネート
(XIV)を得、これを加水分解して9,9−ビス(ト
リフルオロメチル)キサンテン−2,7−ジアミン(X
V)とした。
【0027】コア環システム(II)は同様な方法によ
り単一架橋法とHFAの代わりにRCORfを使用して
−C(CF3)2−ブリッジの代わりに−CRRf−を
含む類似化合物を生成させることにより製造された。
【0028】
【化20】
【0029】
【化21】 構造RCORfの化合物にはRがフェニル又は置換され
たフェニルであり、そしてRfがCF3、C2F5、C
3F7及びC8F17であるものが含まれる。
【0030】例えば、HF中140℃で3,3′−ジ−
o−キシリルエーテル(DXE)とトリフルオロアセチ
ルベンゼン(R=フェニル、Rf=CF3)との反応に
より9−フェニル−9−トリフルオロメチル−2,3,
6,7−テトラメチルキサンテン(XVI)(スキーム
V)が生成する。過マンガン酸カリウムを用いる(XV
I)の酸化は9−フェニル−9−(トリフルオロメチル
)キサンテン−2,3,6,7−テトラカルボン酸(X
VII)を与え、このものは真空下250℃に加熱する
ことにより9−フェニル−9−(トリフルオロメチル)
キサンテン−2,3,6,7−テトラカルボン酸二無水
物(XVIII)に熱変換される。
【0031】親モノマー(II、Rf=CF3)は単一
架橋法を使用してp−トリルエーテル(X)とトリフル
オロメチルフェニルケトンとをHF中で130℃で反応
させることにより9−フェニル−9−トリフルオロメチ
ル−2,7−ジメチルキサンテン(XIX)を生成させ
、次いでジカルボン酸(XX)に酸化し、そして(II
)に接触的脱カルボキシル化することにより製造した(
スキームVI)。このジ酸(XX)を前述のようにジア
シルクロリド(XXI)に、次いでジアシルアジド及び
最後にジイソシアネート(XXII)に変換することも
できた。
【0032】本発明に包含されるポリイミドは繰返し構
造単位
【化22】 (式中、Rはフェニル、置換されたフェニル及び炭素原
子1〜16のパーフルオロアルキルからなる群より選ば
れ;Rfは炭素原子1〜16(より好ましくは炭素原子
1〜8)のパーフルオロアルキルであり;Aは少なくと
も2つの炭素原子を含む二価の基であって、前記ジアミ
ンの2つのアミノ基は各々前記二価の基の別の炭素原子
に結合しているものとし;そしてnは正の整数である)
を持つものを含む。
【0033】ポリイミドは顕著な物理的特性を示し、形
のある構造例えば自立性フィルム、ファイバー及びフィ
ラメントとして有用なものとしている。この構造は高い
引っ張り特性、望ましい電気的特性、熱と水に対する安
定性及び極めて低い熱膨張係数により特徴付けられる。
【0034】ポリイミドは一般に米国特許第3,179
,614号、米国特許第3,179,630号及び米国
特許願第3,179,634号に記述されているように
二無水物(V)又は(XVIII)を不活性溶媒中で芳
香族ジアミンと反応させてポリアミド酸溶液を形成させ
、次いでこのポリアミド酸をポリイミドに変換させるこ
とにより製造され、前記米国特許の開示は参考例として
ここに組み入れる。
【0035】所望により、二無水物(V)又は(XVI
II)は15〜85モル%の他の二無水物、例えばピロ
メリト酸二無水物;2,3,6,7−ナフタレンテトラ
カルボン酸二無水物;3,3′,4,4′−ビフェニル
テトラカルボン酸二無水物;1,2,5,6−ナフタレ
ンテトラカルボン酸二無水物;2,2′,3,3′−ビ
フェニルテトラカルボン酸二無水物;3,3′,4,4
′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物;2,2
−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無
水物;ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン
二無水物;3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン
酸二無水物;ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プ
ロパン二無水物;1,1−ビス−(2,3−ジカルボキ
シフェニル)エタン二無水物;1,1−ビス−(3,4
−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物;ビス−(2
,3−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物;ビス−
(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物;オ
キシジフタル酸二無水物;ビス(3,4−ジカルボキシ
フェニル)スルホン二無水物などと混合することもでき
る。
【0036】本発明のポリイミドに使用するための適当
なジアミンはメタ−フェニレンジアミン;パラフェニレ
ンジアミン;4,4′−ジアミノ−ジフェニルプロパン
;4,4′−ジアミノ−ジフェニルメタン;ベンジジン
;4,4′−ジアミノ−ジフェニルスルフィド;4,4
′−ジアミノ−ジフェニルスルホン;3,3′−ジアミ
ノ−ジフェニルスルホン;4,4′−ジアミノ−ジフェ
ニルエーテル;2,6−ジアミノ−ピリジン;ビス−(
4−アミノ−フェニル)ジエチルシラン;ビス−(4−
アミノ−フェニル)ホスフィンオキシド;ビス−(4−
アミノ−フェニル)−N−メチルアミン;1,5−ジア
ミノ−ナフタレン;3,3′−ジメチル−4,4′−ジ
アミノ−ビフェニル;3,3′−ジメトキシベンジジン
;2,4−ビス(ベータ−アミノ−t−ブチル)トルエ
ン;ビス−(パラ−ベータ−アミノ−t−ブチル−フェ
ニル)エーテル;パラ−ビス(2−メチル−4−アミノ
−ペンチル)ベンゼン;パラ−ビス−(1,1−ジメチ
ル−5−アミノ−ペンチル)ベンゼン;m−キシリレン
ジアミン;p−キシリレンジアミン;ビス(パラ−アミ
ノ−シクロヘキシル)メタン;ヘキサメチレンジアミン
;ヘプタメチレンジアミン;オクタメチレンジアミン;
ノナメチレンジアミン;デカメチレンジアミン;3−メ
チルヘプタメチレンジアミン;4,4−ジメチルヘプタ
メチレンジアミン;2,11−ジアミノ−ドデカン;1
,2−ビス−(3−アミノ−プロポキシ)エタン;2,
2−ジメチルプロピレンジアミン;3−メトキシ−ヘキ
サメチレンジアミン;2,5−ジメチルヘキサメチレン
ジアミン;2,5−ジメチルヘプタメチレンジアミン;
5−メチルノナメチレンジアミン;1,4−ジアミノ−
シクロヘキサン;1,12−ジアミノ−オクタデカン;
H2N(CH2)3O(CH2)3NH2;H2N(C
H2)3S(CH2)3NH2;H2N(CH2)3N
(CH3)(CH2)3NH2;及びそれらの混合物を
含む。
【0037】一般に有用な溶媒は通常液体のN,N−ジ
アルキルカルボキシルアミドを含む。好ましい溶媒は低
分子量構成員例えばカルボキシルアミド、特にN,N−
ジメチルホルムアミド及びN,N−ジメチルアセタミド
を含む。この種類の溶媒の他の有用な化合物はN,N−
ジエチルホルムアミド及びN,N−ジエチルアセタミド
である。使用することができる他の溶媒はジメチルスル
ホキシド、N−メチル−2−ピロリドン、テトラメチル
尿素、ジメチルスルホン、ヘキサメチルホスホラミド、
テトラメチレンスルホンなどがある。この溶媒は単独、
互いに組み合わせて又は貧溶媒例えばベンゼン、ベンゾ
ニトリル、ジオキサンなどと組み合わせて使用すること
ができる。使用する溶媒量は好ましくはポリアミド酸の
70〜90重量%の範囲にあり、何故ならこの濃度は最
適の分子量を生ずることを見出したからである。
【0038】ポリアミド酸のポリイミドへの変換は熱変
換又は化学変換法のいずれかにより達成することができ
る。熱変換法によると、ポリアミド酸溶液を加熱した変
換表面例えば金属ドラム又はベルトに流延し、約50℃
より上の温度に加熱してポリアミド酸をポリイミドに部
分的に変換させる。ポリアミド酸変換の程度は使用する
温度と露出時間に依存するが、しかしながら一般にアミ
ド酸基の約25〜95%がイミド基に変換される。次い
で部分的に変換させたポリアミド酸を220℃又はそれ
より上に加熱して完全なポリイミドへの変換が達成され
る。
【0039】化学変換法においては、最初にポリアミド
酸溶液を約10℃〜−10℃に冷却し、そしてポリアミ
ド酸変換薬品を添加する。ポリアミド酸変換薬品は第三
アミン触媒と無水物脱水剤である。好ましい無水物脱水
剤は無水酢酸であり、ポリアミド酸のアミド酸基の量の
僅少モル過剰、典型的にはポリアミド酸の当量当たり約
2〜2.5モルが使用される。第三アミン触媒の匹敵す
る量が使用される。無水酢酸の外に他の使用可能な低級
脂肪酸無水物はプロピオン酸、酪酸、吉草酸の酸無水物
、これらの酸と他の1つとの混合酸無水物、及び芳香族
モノカルボン酸例えば安息香酸、ナフトエ酸などとの酸
無水物、及び炭酸と蟻酸との酸無水物、並びに脂肪族ケ
テン(ケテンとジメチルケテン)を含む。ケテンは酸の
過激な脱水により得られるカルボン酸の無水物と見做す
ことができる。
【0040】好ましい第三アミン触媒はピリジンとベー
タ−ピコリンであり、それらは無水物脱水剤のモル当た
り約1モル量で使用する。好ましいピリジンとベータ−
ピコリンとほぼ同等の活性を持つ第三アミンも使用する
ことができる。これらには3,4−ルチジン、3,5−
ルチジン、4−メチルピリジン、4−イソプロピルピリ
ジン、N−ジメチルベンジルアミン、イソキノリン、4
−ベンジルピリジン及びN−ジメチルドデシルアミンが
含まれる。トリメチルアミンとトリエチルアミンは上に
挙げたアミンより活性が強く、より少量使用することが
できる。
【0041】ポリアミド酸変換薬品はほぼ室温又はそれ
より上で反応してポリアミド酸はポリイミドに変換され
る。化学変換反応は10〜120℃の温度で起こり、こ
の場合高い温度では反応は極めて早く、低い温度では極
めて遅い。ある温度より下では、ポリアミド酸化学変換
は実質的に停止する。この温度は一般に約10℃である
。従って、ポリアミド酸溶液はポリアミド酸変換薬品添
加前、この温度以下に冷却し、変換薬品含有溶液の温度
を押し出し又は流延の間この温度以下に保つことが重要
である。
【0042】処理し、冷却したポリアミド酸溶液を加熱
した変換表面に押し出すか又は流延し、そこで多少の溶
媒は溶液から蒸発し、ポリアミド酸の一部はポリイミド
に化学的に変換され、そして溶液はポリアミド酸−ポリ
イミドゲルの形態となる。アミド酸基のイミド基への変
換は持続時間と温度によるが、通常約25〜95%が完
了する。
【0043】次いでゲルを乾燥して水、残留溶媒、及び
残留変換薬品を除き、及びポリアミド酸を完全にポリイ
ミドに変換させる。乾燥はポリアミド酸をポリイミドに
同時に完全変換させることなく比較的穏やかな条件で行
うか、又は乾燥と変換をより高い温度を用いて同時に行
うことができる。好ましくは、高温を短時間使用して膜
を乾燥し、同一段階でポリイミドに変換させる。200
〜450℃の温度で15〜400秒間膜を加熱するのが
好ましい。
【0044】キサンテンコアモノマー(I)と(II)
は特にポリイミドポリマーの製造に有用である。本発明
のジ酸クロリド、ジ酸、ジイソシアネート及びジアミン
モノマーも当該技術分野で公知の方法によりポリアミド
、ポリエステル、ポリカーボネート及びポリウレタンの
製造に使用することもできる。
【0045】本発明の有利な性質は次の実施例を参考と
して観察することができるが、この実施例は本発明を例
証するものであって限定するものではない。すべての部
と百分率は別記しない限り重量による。
【0046】使用するすべての試薬は別記しない限り市
販の材料である。赤外スペクトルはPerkin−El
mer格子赤外分光光度計モデル457を使用し、Nu
jol溶液又はポリイミド膜として測定した。NMRス
ペクトルはGE QE−300機を使用し、重水素−ク
ロロホルムを溶媒として、テトラメチルシランを内部標
準として使用して測定した。
【0047】芳香族エーテル前駆物質   すべてのアリールエーテルはNMPを溶媒として使
用し、適当なカリウム・アリールオキシドをモノ又はジ
ブロモアリール前駆物質と反応させて調製した。この方
法は3,3−ジ−o−キシリルエーテル(DXE)の調
製により例証する。
【0048】3,3′−ジ−o−キシリルエーテル(D
XE)   3Lの四つ首フラスコに1.2lのトルエン、50
0g(4.1モル)の3,4−ジメチルフェノール、及
び227g(4.1モル)のKOHペレットを添加した
。混合物を効率の良い機械的撹拌機を用いて撹拌し且つ
還流させ、水をディーン・スターク(Dean−Sta
rk)トラップにより除いた。すべての水が除かれた時
点でカリウム・フェノレート塩が晶出し始め、約500
mlのトルエンを溜去した(スラリーをなお撹拌可能と
する十分量のトルエンを残す)。約500mlのN−メ
チルピロリドン(NMP)を750g(4.1モル)の
4−ブロモ−o−キシレン及び100gの銅粉末と共に
添加した。反応混合物を再び加熱し、残存するトルエン
を高いビグロー(Vigreux)カラムを経て溜去し
た。すべてのトルエンを溜去した後、フラスコの温度は
約200℃に達し、蒸溜カラムをコンデンサーに置き換
え、混合物を激しく撹拌しながら一晩還流させた。混合
物をセライト床で濾過し、そしてフラスコをいくらかの
DMFで洗浄し、洗液をフィルターケーキの洗浄に使用
した。濾液をDMFと大部分のNMPが溜去されるまで
大気圧下で濃縮し、次いで蒸溜を減圧下で継続し、14
0〜145℃/1.4〜1.7トル(Torr)で沸騰
する生成物を集めた。なお暖かい画分を500mlの撹
拌しているメタノールに注入し、その結果結晶性生成物
の沈殿が起こり、これを濾別し、メタノールで洗浄した
。濾液から二回目の収得物が得られ、全収得量は出発物
質が僅かに70%純度であったことを考慮して360〜
420g(55〜65%)の範囲であった。標記物質の
NMRは正確に1:1:1:6の比率でd 7.03,
d6.80,dd 6.73,s 2.19が認められ
、2つの同一でないメチル基は一重線に見える。濾液か
ら主要生成物が沸騰する温度で沸騰する画分が溜出した
。この油状物は結晶化せず、NMRによるとDXE及び
異性体性3−ブロモ−o−キシレンから生成する混成エ
ーテルのほぼ50/50混合物からなり、前記異性体は
出発物質に約30%含まれる。
【0049】ジ−p−トリルエーテル(X)  56%
の収率で得られ、NMR:d 7.10,d 6.87
,s 2.30ppmが2:2:3の比率で認められた
。
【0050】実施例  1 9,9−ビス(トリフルオロメチル)キサンテン(I,
Rf=R′f=CF3) A. 9,9−ビス(トリフルオロメチル)−3,6−
ビス(1−フェニル−1H−テトラゾリル−5−オキシ
)キサンテン 250mlの乾燥ジグライム中で室温で鉱物油中5gの
50%ナトリウムヒドリド、及び17.5g(0.05
モル)の9,9−ビス(トリフルオロメチル)−3,6
−ジヒドロキシキサンテン(VII)を室温で撹拌した
。発生する水素を湿式ガスメーターで測定した。水素発
生が停止した時、18.1g(0.1モル)の5−クロ
ロ−1−フェニル−1H−テトラゾールを一度に添加し
、そして混合物を撹拌し、及び水素の二回目の発生が停
止するまで穏やかに撹拌した。フラスコの内容を2.5
lの氷水中に撹拌しながら注入した。分離する固体を濾
別し、塩化メチレンに溶解し、そしてアルミナ床を通し
て濾過した。濾液を蒸発乾燥し、残留物をメタノールと
共に撹拌し、濾過した。全部で27.1g(86%)の
鮮明な赤外スペクトルを持つ固体が得られ、このものは
OH又はCOピークを含まなかった。NMRスペクトル
は指定した構造と一致し、d 7.97,dd 7.7
8,m7.6,d 7.45,dd 7.34が1:2
:3:1:1の比率で認められ、それぞれ1H、フェニ
ルのオルソH、フェニルのm及びpのH、4H、及び2
Hに割り当てられる。
【0051】B. 9,9−ビス(トリフルオロメチル
)キサンテン(I) 250mlのTHF中25gの9,9−ビス(トリフル
オロメチル)−3,6−ビス(1−フェニル−1H−テ
トラゾリル−5−オキシ)キサンテン及び6gの炭素上
5%パラジウムの混合物を振盪管中、400psiの水
素下で100°で16時間加熱した。最初の9時間以内
に圧力が42psiに低下し、その後変化しなかった。 反応混合物を濾過し、残留物を分画蒸溜した。生成物を
105°/1.2トル(Torr)で蒸溜し、5.0g
(39%)を収得した。メタノールから再結晶化させ、
更に真空昇華により精製した。m.p. 74〜75℃
、NMR:dd 7.88;td 7.44プラス重複
するtd及びdd 7.3〜7.4が1:1:1:1の
比率で存在し;C13NMR:m 52.5(ブリッジ
ヘッドC)、110.0(ブリッジに隣接するC)、1
17.6(4C)、123.3(2C)、四重線(J=
287Hz)、124.3(CF3)、130.2(1
C)、131.5(3C)及び151.0(Oに隣接す
るC)ppmであり、指定した構造と一致した。(I)
の質量スペクトルは分子式がC15H8F6Oであるこ
とを示し、又、318に親のピーク、及び249(親マ
イナスCF3)、199(親マイナスC2H5)、10
0(C2F4)及び69(CF3)に顕著なピークが認
められた。元素分析:計算値(C15H8F6Oとして
):C 56.5;H 2.52;実測値:C 56.
6;H 2.91。
【0052】実施例  2 9−フェニル−9−トリフルオロメチルキサンテン(I
I,Rf=CF3) 9−フェニル−9−トリフルオロメチルキサンテン−2
,7−ジカルボン酸(XX)の6gの試料を11gの銅
粉末と共に100mlのキノリン中で撹拌し且つ還流さ
せ、発生するガスを湿式ガスメーターで測定した。理論
量のCO2が2時間内に発生した。反応混合物を冷却し
、セライト床を通して800mlの水中に濾過し、10
0mlの濃塩酸で酸性にし、一晩静置した。上澄液をデ
カントし、残留物を塩化メチレンにとり、アルミナ床で
濾過した。溶媒を蒸発し、残留物をメタノールと共に撹
拌し、濾過して3.1g(66%)の白色固体を収得し
た。これをメタノールから再結晶化させ、m.p. 8
9〜90°であった。赤外スペクトルは鮮明であり、O
H又はCOバンドは認められなかった。NMRスペクト
ルは確証的であり、次のピーク:d 7.42;m 7
.3〜7.4,d 7.19,td 6.96,d 6
.87が2:5:2:2:2の比率で存在した。化合物
を質量スペクトル分析により分析し、326に親イオン
、並びに他のピークとしては257(親マイナストリフ
ルオロメチル)に最強のピークがあり、及び249(親
マイナスフェニル)と199(親マイナスフェニル及び
マイナスジフルオロカルベン)にもあった。質量スペク
トルは分子式C20H13F3Oを確認した。
【0053】実施例  3 9,9−ビス(トリフルオロメチル)−2,3,6,7
−テトラメチルキサンテン(III) 二重架橋法 330g(2.7モル)の3,4−ジメチルフェノール
、225g(1.35モル)のHFA及び300g(1
5モル)のHFの混合物をオートクレーブ中で220°
で15時間振盪した。反応混合物を氷水を半量まで満た
し、過剰の水酸化ナトリウムを含む1ガロンのポリエチ
レン製ジャーに注入した。生成物を塩化メチレンで抽出
し、抽出液をアルミナで濾過し蒸発した。残留物を真空
蒸溜していくつかの画分を得た。190〜210°/1
トルで沸騰する画分をアルミナ充填物上でクロマトグラ
フし、塩化メチレンで溶離した。オレンジのバンドを集
め、画分を蒸発した。残留物を過剰のメタノールと共に
撹拌し、濾過し、固体を更にメタノールで洗浄し、風乾
して86g(17%)の(III)を得、このものは2
14〜215°で溶融し、180°/1トルの真空中で
容易に昇華し、トルエン又はヘプタンから再結晶化され
得るが、メタノールに対する溶解度は乏しい。元素分析
:計算値(C19H16F6Oとして):C,61.0
;H,4.28;F,30.5;実測値:C,61.3
;H,4.40;F,30.7%。NMR:s 7.5
7,s,6.95,s,2.26ppmが1:1:6の
比率で存在した。
【0054】単一架橋法 200g(0.88モル)のDXE、150g(0.8
8モル)のHFA、及び236g(11.8モル)のH
Fの混合物を振盪管中で120°で8時間加熱した。過
剰のHFを排出した後、管の内容を2lの氷水と500
mlの50%NaOHを含む1ガロンのポリエチレン製
ジャーに添加した。振盪管を塩化メチレンで洗浄し、洗
浄液をジャーに添加した。大部分の水層をデカントし、
生成物を3〜4lの塩化メチレンで抽出した。スラリー
をセライト床で一度濾過してペースト状スラッジを除き
、層を分離した。有機層をアルミナ層で濾過し、次いで
蒸発乾燥した。赤色結晶状残留物を150〜200ml
の沸騰トルエンに溶解し、部分的に冷却し、500ml
のメタノールで希釈すると速やかな結晶化が起こった。 固体を濾過し、洗浄液の赤色がなくなるまでメタノール
で洗浄し、風乾して95〜105g(29〜32%)の
淡いクリーム色固体を収得した。濾液を蒸発乾燥し、残
留物をショートパスカラムで蒸溜した。200〜210
°/1トルで沸騰する淡いオレンジ色の物質を集め、最
少量の沸騰トルエンに溶解し、メタノールで希釈して別
の15〜20gの生成物を収得し、全収率は33〜41
%の範囲であった。
【0055】実施例  4 9,9−ビス(トリフルオロメチル)−2,3,6,7
−キサンテンテトラカルボン酸(IV) 9,9−ビス(トリフルオロメチル)−2,3,6,7
−テトラメチルキサンテン(III)(20g、0.0
53モル)を400mlのピリジンと200mlの水と
の混合物中で速やかに機械的に撹拌しながら還流させ、
50g(0.316モル)の過マンガン酸カリウムをコ
ンデンサーの頂部から数回に分けて添加した。添加が完
了した後スラリーを1時間還流させた。混合物をセライ
トで熱濾過し、約50mlに濃縮した。35gのNaO
Hと535mlの水の混合物を添加し、45g(0.2
8モル)のKMnO4を使用して酸化を繰り返した。第
二の酸化後過剰の過マンガン酸塩をイソプロピルアルコ
ールで分解した。混合物をセライトで濾過し、濾液を硫
酸で酸性にした。これにより白色沈殿が生成し、これを
濾過し、水で十分に洗浄した。テトラ酸(IV)を対流
オーブン中で150°で一晩乾燥し、16g(61%)
を収得した。このものは更に精製することなく無水物へ
の変換に使用した。
【0056】実施例  5 9,9−ビス(トリフルオロメチル)−キサンテンテト
ラカルボン酸二無水物 9,9−ビス(トリフルオロメチル)−2,3,6,7
−キサンテンテトラカルボン酸(IV)を対流オーブン
中で220°で一晩乾燥することにより二無水物に変換
させた。150〜180°の乾燥中においてもいくらか
の無水物への変換が起こった。脱水はテトラ酸(IV)
のカルボニル領域(1860、1780、1740及び
1710cm−1に下降パターン)から二無水物(V)
のそれ(1860、1775、上を参照)への変化によ
り追跡することができた。(IV)のTGA及びDSC
の両方のデータは脱水が240°で起こり、第二の変化
((V)の溶融/昇華)は355〜360°で起こるこ
とを示す。
【0057】テトラ酸(IV)は無水酢酸により脱水す
ることもでき、過剰の無水酢酸と共に1時間の還流が通
常(IV)の脱水に十分である。二無水物(V)は本質
的に無水酢酸に不溶性であり、簡単な濾過とスラリーの
乾燥により単離することができる。
【0058】テトラ酸(IV)の脱水に使用される他の
方法はクロロホルム中の(IV)のスラリーを過剰の塩
化チオニルと共に2時間還流させることを含む。この場
合も二無水物(V)は本質的にクロロホルムに不溶性で
あることから簡単な濾過とクロロホルムによる洗浄で生
成物が得られる。
【0059】二無水物(V)の精製はそれが酢酸/無水
酢酸混合物中で極めて低い溶解度を持つことから再結晶
化により達成することができなかった。しかしながらそ
れは250°/1トルで昇華させることができた。これ
は小さい昇華管中で便利に実施され、この場合僅かに黄
色味がかったかなり大きな結晶に成長させることができ
た。純粋な二無水物(V)は355〜356°で毛細管
中で溶融した。IR(Nujol溶液):1860,1
775(同上)cm−1。このものはあまりに不溶性で
あり、NMRスペクトルを求めることはできなかった。 元素分析:計算値(C19H4F6O7として):C,
49.8;H,0.87;F,24.9;実測値:C,
50.1;H,1.11;F,24.9%。
【0060】実施例  6 9,9−ビス(トリフルオロメチル)−キサンテンテト
ラカルボン酸二無水物(V)から得られるポリイミド膜
火炎乾燥し窒素でフラッシュした500mlの丸底フラ
スコに5.00g(0.025モル)の4,4′−ジア
ミノジフェニルエーテル(ODA)を入れ、これを20
0mlの乾燥NMPに溶解した。撹拌している溶液に1
1.45g(0.025モル)の9,9−ビス(トリフ
ルオロメチル)−キサンテンテトラカルボン酸二無水物
(V)を数回に分けて添加した。大部分の二無水物(V
)は1時間以内に溶解したが、残りは一晩撹拌すること
によってのみ溶解した。二無水物(V)を2回昇華させ
たがなお極めて純粋ではなく、これは昇華物質に静電的
に付着した昇華残渣粒子を含むからである。重量で8%
のポリアミド酸の溶液を流延又はスピンコーティングに
より膜に変化させ、空気中350〜400℃で硬化させ
た。(V)−ODA膜は極めて薄いが鮮明なIRを持ち
、1785及び1730(上を参照)cm−1のイミド
ピークにより確認された。
【0061】27%固体までのより濃厚な溶液を上のよ
うに調製し、表1に示す性質を持つ厚い(V)−ODA
膜を作った。
【0062】同様の方法で9,9−ビス(トリフルオロ
メチル)−キサンテンテトラカルボン酸二無水物(V)
及びパラフェニレンジアミン(PPD)、3,4′−ジ
アミノジフェニルエーテル(3,4′−ODA)、レゾ
ルシノール・オキシジアニリン(RODA)及び(I)
−ODAからポリイミド膜を調製した。膜の物理的性質
を表1に示す。
【0063】
【表1】
【0064】実施例  7 9,9−ビス(トリフルオロメチル)−2,7−ジメチ
ルキサンテン(XI) 200g(1モル)のp−トリルエーテル、166g(
1モル)のHFA及び220g(11モル)のHFの混
合物を振盪管中で140°で8時間加熱した。残留HF
を溜去した後、管の内容を過剰の氷冷した希NaOH中
に注入した。生成物を塩化メチレンで抽出し、抽出液を
短いアルミナカラムを通過させ、蒸発乾燥した。残留物
を真空中で蒸溜し、約110°/1.7トルで沸騰する
画分を集め、このものは静置すると部分的に固形化した
。これをメタノールと共に撹拌し、濾過し、更にメタノ
ールで洗浄し、乾燥して全部で24.3g(7%)の(
XI)を2回の収得(14.5gと9.8g)で白色結
晶として収得した。9,9−ビス(トリフルオロメチル
)−2,7−ジメチルキサンテン(XI)は極めて揮発
性であり、100°より下で真空昇華し、136〜13
7°で溶融する。元素分析:計算値(C17H12F6
Oとして):C,59.0;H,3.47;F,33.
0;実測値:C,59.3;H,3.56;F,33.
5%。NMRスペクトルは確証的であり、s 7.65
,dd 7.23,d 7.06,s 2.35ppm
が1:1:1:3の比率で認められた。
【0065】実施例  8 9,9−ビス(トリフルオロメチル)キサンテン−2,
7−ジカルボン酸(XII) 400mlのピリジンと100mlの水中34.6g(
0.1モル)の9,9−ビス(トリフルオロメチル)−
2,7−ジメチルキサンテン(XI)の還流している溶
液に55g(0.35モル)の過マンガン酸カリウムを
数回に分けて添加した。90分間の還流後(過マンガン
酸塩の色が消失し、MnO2が沈殿した)、混合物を濾
過し、濾液を沸騰させて約100mlにした。残留物を
70gの50%NaOHと400mlの水で希釈し、追
加の55gのKMnO4で上のように酸化した。混合物
を濾過し、硫酸で酸性にすると白色沈殿が得られ、これ
を濾過し、水でよく洗浄した。この物質は毛細管中で3
44〜347°で溶解し(DSCは353°にピークを
示す)、真空昇華可能である。元素分析:計算値(C1
7H8F6O5として):C,50.3;H,1.97
;F,28.1;実測値:C,51.2;H,1.75
;F,25.8。IR:1700(上を参照),162
0,1560cm−1。
【0066】実施例  9 9,9−ビス(トリフルオロメチル)キサンテン−2,
7−ジカルボニルクロリド(XIII) 20gの9,9−ビス(トリフルオロメチル)キサンテ
ン−2,7−ジカルボン酸(XII)、250mlのク
ロロホルム及び20ml(過剰)の塩化チオニルの混合
物をスラリーが淡黄色溶液となるまで(4時間)撹拌し
且つ還流させた。揮発物を最後はハウス・バキューム(
house vacuum)で溜去し、残留物(16g
、73%)を昇華により精製した。生成物(XIII)
はトルエン/ヘプタンから再結晶化することができた。 m.p. 216〜218°。 IR:1750(上を参照)cm−1。NMR:s 8
.76,dd 8.31,d 7.44が1:1:1の
比率で認められた。元素分析:計算値(C17H6Cl
2F6O3として):C 46.1;H 1.35;C
l 16.0;F 25.7;実測値:C 46.1;
H 1.22;Cl 15.9;F 26.3。
【0067】実施例  10 9,9−ビス(トリフルオロメチル)キサンテン−2,
7−ジイソシアネート(XIV) 4.43g(0.01モル)の9,9−ビス(トリフル
オロメチル)キサンテン−2,7−ジカルボニルクロリ
ド(XIII)、4.43g(0.07モル)の工業用
ナトリウムアジド及び100mlのトルエンの混合物を
一晩還流させ、発生する窒素を湿式ガスメーターで測定
した。全部で0.42l(理論量の84%)が発生した
。混合物を濾過し、濾液を蒸発して2.4g(60%)
の蝋状固体を収得し、このものは2270cm−1に強
いNCOバンドを持っていた。このものは真空中で昇華
し、m.p. 105〜107°であった。
【0068】実施例  11 9,9−ビス(トリフルオロメチル)キサンテン−2,
7−ジアミン(XV) 10gの粗9,9−ビス(トリフルオロメチル)キサン
テン−2,7−ジカルボニルクロリド(XIII)及び
10gのナトリウムアジドの混合物を150mlのトル
エン中で一晩撹拌し且つ還流させた。混合物を濾過し、
蒸発乾燥し、残留物を100mlの20%塩酸中で3時
間還流させた。スラリーを濾過し、濾液を塩基性にして
いくらかの固体を得た。酸溶液からの最初の固体を過剰
の水性メタノール性水酸化ナトリウム中で撹拌し濾過し
た。乾燥後2つの固体を合併して4.1g(52%)の
ジアミン(XV)を得た。昇華管中で蒸溜し、冷却して
固体化させることができた。ヘプタンから再結晶化させ
た後、生成物は137〜138°で溶融し3470、3
400、3370、3350及び3230cm−1にア
ミンバンドを持っていた。NMR:d(小さいJ) 7
.13,d(大きいJ) 6.98,dd6.80及び
約3.5ppmに広いピークが1:1:1:2の比率で
認められ、それぞれ1、3、4及びアミノプロトンに相
当する。
【0069】実施例  12 9,9−ビス(トリフルオロメチル)−3,6−ジヒド
ロキシキサンテン(VII) 300g(2.7モル)のレゾルシノール、225g(
1.35モル)のHFA及び300g(15モル)のH
Fの混合物を振盪管中で220°に加熱し、それに15
時間保った。過剰のHFを溜去した後、反応混合物を氷
水を半量まで満たし、200gの酢酸カリウムを含む1
ガロンのポリエチレン製ジャーに注入した。塊りに富む
、しばしば粘稠な赤褐色固体を濾過して単離し、水で洗
浄し風乾した(この固体粗物質の収得量は平均して約4
50gであった)。これを4lのビーカーに入れ、生成
物を2lの沸騰トルエンで抽出し、大きな金属スパチュ
ラでよく撹拌した。抽出液をトルエン中で不溶な赤色タ
ール状物(しかしながらアセトン中で極めて可溶)から
熱デカントし、2cmのセライト床で濾過した。冷却す
ると(VII)のコハク色結晶が溶液から成長した。そ
れらを濾別し、濾液を濃縮して二回目の収得物を得、冷
却した。数回の実施の全収得量は平均して100g(2
0%)であった。ダルコ(Darco)を使用してトル
エンから再結晶化を繰り返した後、淡黄色平板状結晶を
得、m.p. 209〜210°であった。元素分析:
計算値(C15H8F6O3として):C,51.4;
H,2.29;F,32.6;実測値:C,51.3;
H,2.45;F,32.9%。(VII)の赤外スペ
クトルは3100〜3500cm−1に強いフェノール
性OHを持ち、これはアセチル化により消失する(下記
参照)。NMR((CD3)2CO中、CDCl3溶解
度は極めて低いため):d 7.70;dd 6.65
;OH一重線 5.42ppmが1:2:1の比率で認
められた。
【0070】クロマトグラフィー又はダルコを使用する
反復する再結晶化のいずれによっても黄色の除去に成功
しなかったので、ジオールを二酢酸塩に変換し、これを
ショートパス蒸溜により精製した(主要画分のb.p.
 195〜204°/1.4トル)。二酢酸塩をトルエ
ン/ヘプタンから再結晶化させて雪状白色結晶を収得し
、次いでメタノール中で当量のNaOHを用いて一晩加
熱して加水分解した。淡いコハク色溶液を蒸発し、残留
物を300mlの熱水と共に撹拌し、濾過し、固体を熱
水で繰り返し洗浄し、次いで風乾した。収得量は定量的
であった。
【0071】実施例  13 9,9−ビス(トリフルオロメチル)−3,6−ビス(
4−アミノフェノキシ)キサンテン(VIII)51.
4gの9,9−ビス(トリフルオロメチル)−3,6−
ジヒドロキシキサンテン(VII)(0.147モル)
、46.3gのp−ニトロクロロベンゼン(0.294
モル)、120mlのDMAC及び44.7gの無水炭
酸カリウム(0.32モル)の混合物を4.5時間還流
した。混合物を濾過し、固体を十分量の水次いでメタノ
ールで洗浄した。乾燥後全部で83.7g(96%)の
粗生成物を得た。ジニトロ化合物のNMRスペクトルは
構造と一致し、8.28と7.18に二重線のp−ニト
ロフェノキシ基のA2 B2パターン、d(b,大きい
J) 7.92(1−H)、dd 6.94(2−H)
及びd(小さいJ) 6.87(4−H)ppmが正確
な2:1:2:1:1の比率で認められた。
【0072】粗ジニトロ化合物(75g)を400ml
のエタノール中で3gの10%Pd/C触媒を使用し、
500psiの水素圧力で50°でもはや圧力低下がな
くなるまで水素添加した。還元混合物を濾過し、濾液を
300mlに濃縮し、冷却し、280mlの濃塩酸で酸
性にした。アミン塩酸を濾過し、20%塩酸で洗浄し、
窒素ブランケットの下で乾燥した。真空オーブン中で乾
燥後68gの二塩酸が得られた。これを水性メタノール
に溶解し、溶液を水酸化ナトリウムで塩基性にするとジ
アミン(XIII)を遊離した。これを濾過して単離し
、多量の水で洗浄した。窒素下で乾燥後58gの白色固
体を得た。 このものは約89°で軟化し、124°で溶融して黒化
する。
【0073】真空蒸溜により精製し、305〜307°
/1.5トルで沸騰した。NMRスペクトルは確証的で
あり、8.27と7.18に二重線のA2 B2パター
ン、広いd(大きいJ) 7.92の4−H、dd 6
.94の3−H、d(小さいJ) 6.87の1−H、
及び3.46ppmに中心があり広い(約1.0ppm
)一重線のNH2が正確な2:2:1:1:1:2の比
率で認められた。元素分析:計算値(C27H18F6
O3N2として):C 60.9,H 3.38;F 
21.4;N 5.26;実測値:C 61.3;H 
3.19;F 21.2;N 5.01%。
【0074】実施例  14 9−フェニル−9−トリフルオロメチル−2,3,6,
7−テトラメチルキサンテン(XVI) 32g(0.14モル)の3,3′−ジ−o−キシリル
エーテル(DXE)、25g(0.14モル)のトリフ
ルオロアセチルベンゼン、及び40g(2モル)のHF
の混合物を振盪管中で140°で8時間加熱した。大部
分のHFを溜去した後、残留物を過剰の冷たい20%N
aOHを含むポリエチレン製ジャーに移した。生成物を
塩化メチレンで抽出し、抽出液をアルミナを充填した短
いカラムを通過させ、蒸発乾燥した。ペースト状残留物
をメタノールと共に撹拌し濾過した。生成する固体をメ
タノールで洗浄し、風乾した。更に200°/1トルで
昇華により精製し、次いでトルエンから再結晶化させた
。 生成物(XVI)が31g(58%)の収得量で得られ
、214〜215°で溶融した。元素分析:計算値(C
24H21F3Oとして):C,75.4,H,5.5
0;F,14.9;実測値:C,75.6;H,5.5
2;F,14.8%。NMR:d 7.40;四重線 
7.30;s 6.96,s 6.58,s 2.23
,s 2.07ppmが正確な2:3:2:2:6:6
の比率で認められた。この実験をより大きなスケール(
200gのトリフルオロアセチルベンゼン)とより低い
温度(130°)で繰り返し、収率が92%に改善され
た。
【0075】実施例15および16 9−フェニル−9−(トリフルオロメチル)キサンテン
−2,3,6,7−テトラカルボン酸(XVII)及び
9−フェニル−9−(トリフルオロメチル)キサンテン
−2,3,6,7−二無水物(XVII) 9−フェニル−9−トリフルオロメチル−2,3,6,
7−テトラメチルキサンテン(XVI)の75g(0.
196モル)の試料を前に(III)で実施したように
過マンガン酸カリウムで二段階で酸化した。風乾した粗
テトラ酸(XVII)の収得量は75g(76%)であ
った。粗テトラ酸(XVII)を真空下で250°に加
熱して二無水物(XVII)に変換させた。粗二無水物
(XVIII)は真空蒸溜することができ、又アニソー
ルからビスソルベート(NMRにおいてPXピークはア
ニソールピークの外に7.89と7.60ppmにある
)として再結晶化させることができる。二無水物(XV
III)の精製はマックカーター(McCarter)
昇華装置を用いて精密昇華により遂行した。 低融点のフォアショットの後で主要画分を集めた。それ
は2つの異なる結晶形を含み、1つは99.9%純度の
二無水物(XVIII)の透明な淡黄色結晶からなり、
m.p. 276°であり、他の成分は不透明白色の針
状物の束として結晶化した。二無水物(XVIII)の
純度は98.1〜99.0%の範囲であった。元素分析
:計算値(C24H9F3O7として):C 61.8
;H 1.93;F 12.2;実測値:C 61.9
;H 2.03;F 11.8。
【0076】実施例  17 9−フェニル−9−ペンタフルオロエチル−2,3,6
,7−テトラメチルキサンテン 101gのDXEと100gのフェニルペンタフルオロ
エチルケトン(共に0.45モル)の混合物を112g
(5.6モル)のHFと共に振盪管中で130°で8時
間加熱した。過剰のHFを排出した後反応混合物を過剰
の冷たい水性水酸化ナトリウムに注入した。生成物を塩
化メチレンとクロロホルムの50/50混合物で抽出し
、抽出液を5cmのアルミナ層で濾過し蒸発した。残留
物をメタノールと共に撹拌し濾過した。173g(89
.6%)の粗9−フェニル−9−ペンタフルオロエチル
−2,3,6,7−テトラメチルキサンテンを得た。8
0/20のヘプタン/トルエン混合物から再結晶化させ
、m.p. 178〜179°であった。赤外スペクト
ルは鮮明であり、又NMRスペクトルはd 7.43,
asym. m7.23,s 6.91,s(b) 6
.66,s 2.20及びs 2.04が正確な2:3
:2:2:6:6の比率で構成されていた。元素分析:
計算値(C25H21F5Oとして):C 69.4;
H 4.86;F 22.0;実測値:C 69.5;
H 4.92;F 22.5%。
【0077】実施例  18 9−フェニル−9−パーフルオロオクチル−2,3,6
,7−テトラメチルキサンテン 8.7gのDXEと20gのフェニルパーフルオロオク
チルケトン(共に0.038モル)の混合物を10g(
0.5モル)のHFと共に振盪管中で130°で8時間
加熱した。過剰のHFを排出した後、生成物混合物を過
剰の冷たい水性アルカリに注入し、塩化メチレンとクロ
ロホルムの50/50混合物で抽出した。抽出液をアル
ミナで濾過し、蒸発し、残留物をメタノールと共に撹拌
した。濾過して9−フェニル−9−パーフルオロオクチ
ル−2,3,6,7−テトラメチルキサンテンを6.9
及び1.1gの二回収得で合計8.0g(収率29%)
収得した。生成物をヘプタンから再結晶化させて、m.
p. 177〜178°であった。NMR:d 7.4
1,m 7.28,s 6.94,s(b) 6.67
,s 2.24,s2.07が正確な2:3:2:2:
6:6の比率で認められた。元素分析:計算値(C31
H21F17Oとして):C 50.8;H 2.87
;F 44.1;実測値:C 50.8;H 2.94
;F 44.1%。
【0078】実施例  19 9−フェニル−9−パーフルオロプロピル−2,3,6
,7−テトラメチルキサンテン 31.6gのフェニルパーフルオロプロピルケトンと2
6gのDXE(共に0.115モル)の混合物を30g
(1.5モル)のHFと共に135°で8時間加熱した
。反応混合物を過剰の冷たい水性水酸化ナトリウムに注
入し、塩化メチレンとクロロホルムの50/50混合物
で抽出し、抽出液をアルミナで濾過し、蒸発し、残留物
を過剰のメタノールと共に撹拌した。白色固体を濾過し
、乾燥後24.9g(44.9%)を収得した。トルエ
ン/ヘプタンから再結晶化させ、生成物は189〜19
0°で溶融した。NMR:d 7.43,m 7.2〜
7.3,s 6.91,s(b) 6.66,s 2.
23,s 2.07が2:3:2:2:6:6の比率で
認められた。元素分析:計算値(C26H21F7Oと
して):C 64.7;H 4.36;F 27.6;
実測値:C 64.7;H 4.55;F 25.0,
25.1。
【0079】実施例  20 9−トリフルオロメチル−9−ペンタフルオロエチル−
2,3,6,7−テトラメチルキサンテン45.2gの
DXE、41gのトリフルオロメチルペンタフルオロエ
チルケトン(共に0.2モル)の混合物及び50g(2
.5モル)のHFを振盪管中で140°で8時間加熱し
た。過剰のHFを排出した後、反応混合物を氷水と過剰
の水酸化ナトリウムを含むポリエチレン製ジャーに移し
た。生成物を塩化メチレンで抽出し、抽出液をアルミナ
床を通過させ、蒸発し、残留物をメタノールと共に撹拌
し、濾過した。全部で18g(21%)の白色の9−ト
リフルオロメチル−9−ペンタフルオロエチル−2,3
,6,7−テトラメチルキサンテンが得られた。このも
のはトルエン、クロロホルムに極めて可溶性であるがメ
タノールに不溶性である。昇華により精製し、次いでヘ
プタンから再結晶化させてm.p. 139〜140°
であった。NMRスペクトルは確証的であり、s(b)
 7.57;s 6.93及びs 2.27ppmが正
確な1:1:6の比率で認められた。元素分析:計算値
(C20H16F8Oとして):C 56.6;H 3
.77;F 35.85;実測値:C 56.8;H 
3.77;F 33.0,33.1。
【0080】実施例  21 9−フェニル−9−トリフルオロメチル−2,7−ジメ
チルキサンテン(XIX) 114g(0.54モル)のp−トリルエーテル(X)
、100g(0.54モル)のトリフルオロメチルフェ
ニルケトンの混合物、及び160g(8モル)のHFを
オートクレーブ中で130°で8時間加熱した。 過剰のHFを排出した後、反応混合物を500mlの5
0%のNaOHを含む2lの氷水に注入した。生成物を
塩化メチレンで抽出し、抽出液をアルミナの層で濾過し
、蒸発し真空蒸溜した。140g(73%)の186〜
210°/2トルで沸騰する蒸溜物を得た。固体をメタ
ノール又はイソプロピルアルコールから再結晶化させた
。 m.p. 150〜151°。NMR:d 7.40,
m 7.30,s 7.07,s(b) 6.64,s
 2.16ppmが2:3:4:2:6の比率で認めら
れた。元素分析:計算値(C22H17F3Oとして)
:C 74.6;H 4.80;F 16.1;実測値
:C74.7;H 4.90;F 15.9%。
【0081】実施例  22 9−フェニル−9−トリフルオロメチルキサンテン−2
,7−ジカルボン酸(XX) 100gバッチの9−フェニル−9−トリフルオロメチ
ル−2,7−ジメチルキサンテン(XIX)を(III
)の75gバッチと同様の方法で酸化した。最終濾過段
階においていくらかの粒状白色固体がMnO2フィルタ
ーケーキ中に存在した。これを塩化メチレンで抽出し、
未反応出発物質と同定した。回収した(XIX)の量は
16gであった。濾液を硫酸で酸性にした後、濾過し洗
浄乾燥後74g(75%)のジカルボン酸(XX)を得
た。別の大スケール製造における収率は89%であった
。
【0082】実施例  23 9−フェニル−9−トリフルオロメチルキサンテン−2
,7−ジカルボニルジクロリド(XXI)500mlの
クロロホルム中82g(0.2モル)の乾燥した粗9−
フェニル−9−トリフルオロメチルキサンテン−2,7
−ジカルボン酸(XX)及び50ml(大過剰)の塩化
チオニルのスラリーを撹拌し、油浴中で穏やかに還流さ
せながら加熱した。3時間の還流後溶液は透明になった
。一晩撹拌し冷却した。揮発物を大気圧で蒸発し、40
0mlのヘプタンといくらかのダルコを残留物に添加し
、混合物を加熱して還流させ、セライトで濾過した。冷
却すると結晶が得られ、これを濾別してヘキサンで洗浄
した。9−フェニル−9−トリフルオロメチルキサンテ
ン−2,7−ジカルボニルジクロリド(XXI)を64
.7g(71.7%)の収率で得た。濾液を蒸発し、約
200°/0.8トルでショートパス蒸溜し、シラップ
状蒸溜物をヘプタンと共に撹拌して別の10.7g(1
2%)のジクロリドを得た。ヘプタンから2回再結晶化
させた後、生成物は128〜130°で溶融した。IR
:1750cm−1に極めて強いカルボニル、NMR:
dd 8.15,“s”7.74,m 7.3〜7.5
ppmが2:2:7(5+2)の比率で認められた。
【0083】実施例  24 9−フェニル−9−トリフルオロメチルキサンテン−2
,7−ジカルボニルアジド 150mlの塩化メチレン中5.0gの9−フェニル−
9−トリフルオロメチルキサンテン−2,7−ジカルボ
ニルジクロリド(XXI)の撹拌している溶液に5g(
大過剰)のナトリウムアジドと0.05gのテトラブチ
ルアンモニウムブロミド(相間移動剤として)の水溶液
を添加した。2相混合物を2時間激しく撹拌し、次いで
有機層を分離し、アルミナの小さい床で濾過した。蒸発
して4.5gの白色固体を得、このものは2140cm
−1に強いアジドバンドと1685cm−1に強いカル
ボニルバンドを示した。NMR:d 8.04,“s”
 7.62,m7.37,d 7.30ppmが正確な
2:2:5:2の比率で認められた。この化合物は12
6〜127°で激しく発泡する。
【0084】実施例  25 9−フェニル−9−トリフルオロメチルキサンテン−2
,7−ジイソシアネート(XXII)300mlの塩化
メチレン中45g(0.1モル)の9−フェニル−9−
トリフルオロメチルキサンテン−2,7−ジカルボニル
ジクロリド(XXI)、及び100mlの水中22gの
ナトリウムアジドと0.5gのBu4NBrの2相系を
室温で1.5時間激しく撹拌した。オレンジ色の有機層
を分離し、ダルコと共に撹拌し、セライト/アルミナ層
で濾過した。無色の濾液を密閉装置中で沸騰トルエンに
滴加し、溶媒が溜出し発生する窒素を湿式ガスメーター
で測定できるようにした。すべての塩化メチレンを溜去
しトルエンを還流させた後、理論量の窒素が発生した。 トルエンを減圧下で溜去した。残留物を200mlの沸
騰ヘプタンで抽出した。溶液を冷却して結晶が27.4
gと7.8gの2回得られ、合計35.2g(86.3
%)の9−フェニル−9−トリフルオロメチルキサンテ
ン−2,7−ジイソシアネート(XXII)を得た。化
合物は133〜134°で溶融し、2260cm−1に
極めて強いNCOバンドを含む。NMR:m 7.37
,d 7.15,dd 7.06,“s” 6.56p
pmが5:2:2:2の比率で認められた。元素分析:
計算値(C22H11F3N2O3として):C 64
.7;H 2.70;F 14.0;実測値:C 64
.9;H 2.91;F 13.8%。
【0085】実施例  26 9−(4−パーフルオロヘキシルフェニル)−9−ヘプ
タフルオロプロピル−2,3,6,7−テトラメチルキ
サンテン 25.1gのジキシリルエーテル(0.11モル)及び
66gの4−パーフルオロヘキシルフェニルヘプタフル
オロプロピルケトン(0.11モル)の混合物を35g
(1.75モル)のHFと共にオートクレーブ中で14
0℃で8時間加熱した。過剰なHFを除いた後、オート
クレーブの内容を過剰の氷と水酸化ナトリウムを含むジ
ャーに移した。生成物を塩化メチレンで抽出し、抽出液
をアルミナ床で濾過し、蒸発乾燥した。残留物をメタノ
ールと共に撹拌し、濾過して60g(68%)の生成物
を2回の収得(56.4gと3.6g)により得た。こ
の物質はヘプタン又はイソプロピルアルルから再結晶化
させることができ、m.p. 121〜122℃であっ
た。それは真空蒸溜することもできる。NMR:A2 
B2二重線 7.55,s 6.95,s 6.58,
s 2.23及びs 2.07ppmが正確な4:1:
1:3:3の比率で認められた。
【0086】実施例  27 9,9−ビス(トリフルオロメチル)−3,6−ジヒド
ロキシキサンテン・ポリエステル(IX)50mlの塩
化メチレン中7.020gの9,9−ビス(トリフルオ
ロメチル)−3,6−ジヒドロキシキサンテン(VII
)と6.5mlのトリエチルアミンの溶液を室温で撹拌
しながら、20mlの塩化メチレン中塩化イソフタロイ
ルと塩テレフタロイルの70:30混合物の4.070
gを5分間にわたって添加した。混合物は混濁し、還流
下で1時間次いで室温で一晩撹拌した。この溶液をブレ
ンダー中で500mlのメタノールに添加し、沈殿する
ポリマーを濾過し、500mlの新しいメタノールと共
に再混合し、再濾過した。次いでポリマーを温市水と共
に混合し、濾過し、メタノールで洗浄し、乾燥して9.
2gのポリエステルを得、u inh=0.37(NM
P中0.4%)であった。膜をTHF中ポリマーの15
%溶液から流延し、溶媒を真空オーブン中で130°で
除いた。膜を500psig(供給ガス:21%O2/
79%N2)における酸素と窒素の分離を試験し、O2
/N2分離係数は4.50であり、酸素透過度は7.0
バーラアス(Barrers)であった。この膜はこの
低い分子量においてもかなり強かった。

Claims (60)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  式 【化1】 (式中、Rはフェニル、置換されたフェニル及び炭素原
    子1〜16のパーフルオロアルキルからなる群より選ば
    れ;そしてRfは炭素原子1〜16のパーフルオロアル
    キルである)で示される化合物。
  2. 【請求項2】  RがCF3でありそしてRfがCF3
    である請求項1記載の化合物。
  3. 【請求項3】  RがフェニルでありそしてRfがCF
    3である請求項1記載の化合物。
  4. 【請求項4】  式 【化2】 (式中、Rがフェニル、置換されたフェニル及び炭素原
    子1〜16のパーフルオロアルキルからなる群より選ば
    れ;Rfが炭素原子1〜16のパーフルオロアルキルで
    あり;XがH、CH3、CO2H、COCl、NH2、
    ハロゲン、SO2アルキル及びNCOからなる群より選
    ばれ;YがX及びOHからなる群より選ばれ;そしてX
    とYは一緒になって−CO−O−CO−である)で示さ
    れる化合物。
  5. 【請求項5】  XとYがCH3である請求項4記載の
    化合物。
  6. 【請求項6】  XとYがCO2Hである請求項4記載
    の化合物。
  7. 【請求項7】  XとYが−CO−O−CO−である請
    求項4記載の化合物。
  8. 【請求項8】  RがCF3でありそしてRfがCF3
    である請求項5記載の化合物。
  9. 【請求項9】  RがフェニルでありそしてRfがCF
    3である請求項5記載の化合物。
  10. 【請求項10】  RがCF3でありそしてRfがCF
    3である請求項6記載の化合物。
  11. 【請求項11】  RがフェニルでありそしてRfがC
    F3である請求項6記載の化合物。
  12. 【請求項12】  RがCF3でありそしてRfがCF
    3である請求項7記載の化合物。
  13. 【請求項13】  RがフェニルでありそしてRfがC
    F3である請求項7記載の化合物。
  14. 【請求項14】  XがHでありそしてYがOHである
    請求項4記載の化合物。
  15. 【請求項15】  XがCH3でありそしてYがHであ
    る請求項4記載の化合物。
  16. 【請求項16】  XがCO2でありそしてYがHであ
    る請求項4記載の化合物。
  17. 【請求項17】  XがCOClでありそしてYがHで
    ある請求項4記載の化合物。
  18. 【請求項18】  XがNCOでありそしてYがHであ
    る請求項4記載の化合物。
  19. 【請求項19】  XがNH2でありそしてYがHであ
    る請求項4記載の化合物。
  20. 【請求項20】  RがCF3でありそしてRfがCF
    3である請求項14記載の化合物。
  21. 【請求項21】  RがフェニルでありそしてRfがC
    F3である請求項14記載の化合物。
  22. 【請求項22】  RがCF3でありそしてRfがCF
    3である請求項15記載の化合物。
  23. 【請求項23】  RがフェニルでありそしてRfがC
    F3である請求項15記載の化合物。
  24. 【請求項24】  RがCF3でありそしてRfがCF
    3である請求項16記載の化合物。
  25. 【請求項25】  RがフェニルでありそしてRfがC
    F3である請求項16記載の化合物。
  26. 【請求項26】  RがCF3でありそしてRfがCF
    3である請求項17記載の化合物。
  27. 【請求項27】  RがフェニルでありそしてRfがC
    F3である請求項17記載の化合物。
  28. 【請求項28】  RがCF3でありそしてRfがCF
    3である請求項18記載の化合物。
  29. 【請求項29】  RがフェニルでありそしてRfがC
    F3である請求項18記載の化合物。
  30. 【請求項30】  RがCF3でありそしてRfがCF
    3である請求項19記載の化合物。
  31. 【請求項31】  RがフェニルでありそしてRfがC
    F3である請求項19記載の化合物。
  32. 【請求項32】  RCORfと2モル当量の式【化3
    】 (これらの式中、Rはフェニル、置換されたフェニル及
    び炭素原子1〜16のパーフルオロアルキルからなる群
    より選ばれ;Rfは炭素原子1〜16のパーフルオロア
    ルキルであり;XはH又はCH3であり;そしてYはC
    H3、NH2又はOHである)の芳香族フェノールとを
    弗化水素酸溶媒中で180〜220℃の温度で反応させ
    ることからなる式 【化4】 (式中、R、Rf、X及びYは上で定義した通りである
    )の化合物の製造方法。
  33. 【請求項33】  RがCF3でありRfがCF3であ
    る請求項32記載の方法。
  34. 【請求項34】  RがフェニルでありRfがCF3で
    ある請求項32記載の方法。
  35. 【請求項35】  RCORfと式 【化5】 (これらの式中、Rはフェニル、置換されたフェニル及
    び炭素原子1〜16のパーフルオロアルキルからなる群
    より選ばれ;Rfは炭素原子1〜16のパーフルオロア
    ルキルであり;XはH又はCH3であり;そしてYはH
    又はCH3である)の芳香族エーテルとを弗化水素酸溶
    媒中で110〜140℃の温度で反応させることからな
    る式 【化6】 (式中、R、Rf、X及びYは上で定義した通りである
    )の化合物の製造方法。
  36. 【請求項36】  RがCF3でありRfがCF3であ
    る請求項35記載の方法。
  37. 【請求項37】  RがフェニルでありRfがCF3で
    ある請求項35記載の方法。
  38. 【請求項38】  XとYがいずれもCH3である請求
    項33記載の方法。
  39. 【請求項39】  XとYがいずれもCH3である請求
    項34記載の方法。
  40. 【請求項40】  XがHでありそしてYがOHである
    請求項33記載の方法。
  41. 【請求項41】  XがHでありそしてYがOHである
    請求項34記載の方法。
  42. 【請求項42】  XとYがいずれもCH3である請求
    項36記載の方法。
  43. 【請求項43】  XとYがいずれもCH3である請求
    項37記載の方法。
  44. 【請求項44】  XがCH3でありそしてYがHであ
    る請求項36記載の方法。
  45. 【請求項45】  XがCH3でありそしてYがHであ
    る請求項37記載の方法。
  46. 【請求項46】  (a)XとYがいずれもCH3であ
    る下記式の前駆物質を酸化してXとYがいずれもCO2
    Hである下記式のテトラ酸を形成させ;そして(b)前
    記テトラ酸を脱水して式 【化7】 (式中、Rがフェニル、置換されたフェニル及び炭素原
    子1〜16のパーフルオロアルキルからなる群より選ば
    れ;Rfが炭素原子1〜16のパーフルオロアルキルで
    あり;そしてXとYは一緒になって−CO−O−CO−
    である)の二無水物を形成させることからなる二無水物
    化合物の製造方法。
  47. 【請求項47】  式 【化8】 の化合物。
  48. 【請求項48】  RがCF3でありそしてRfがCF
    3である請求項47記載の化合物。
  49. 【請求項49】  次の繰返し構造単位【化9】 (式中、Rはフェニル、置換されたフェニル及び炭素原
    子1〜16のパーフルオロアルキルからなる群より選ば
    れ;Rfは炭素原子1〜16のパーフルオロアルキルで
    あり;Aは少なくとも2つの炭素原子を含有するジアミ
    ンの二価の基であって、前記ジアミンの2つのアミノ基
    は各々前記二価の基の別の炭素原子に結合しているもの
    とし;そしてnは正の整数である)を持つポリイミドポ
    リマー。
  50. 【請求項50】  RがCF3でありそしてRfがCF
    3である請求項49記載のポリイミドポリマー。
  51. 【請求項51】  RがフェニルでありそしてRfがC
    F3である請求項49記載のポリイミドポリマー。
  52. 【請求項52】  ジアミンが4,4′−ジアミノジフ
    ェニルエーテルである請求項50記載のポリイミドポリ
    マー。
  53. 【請求項53】  ジアミンが3,4′−ジアミノジフ
    ェニルエーテルである請求項50記載のポリイミドポリ
    マー。
  54. 【請求項54】  ジアミンがパラフェニレンジアミン
    である請求項50記載のポリイミドポリマー。
  55. 【請求項55】  ジアミンがレゾルシノールオキシジ
    アニリンである請求項50記載のポリイミドポリマー。
  56. 【請求項56】  ジアミンが4,4′−ジアミノジフ
    ェニルエーテルとパラフェニレンジアミンとの混合物で
    ある請求項50記載のポリイミドポリマー。
  57. 【請求項57】  次の繰返し構造単位【化10】 (式中、Rはフェニル、置換されたフェニル及び炭素原
    子1〜16のパーフルオロアルキルからなる群より選ば
    れ;Rfは炭素原子1〜16のパーフルオロアルキルで
    あり;そしてnは正の整数である)を持つポリイミドポ
    リマー。
  58. 【請求項58】  RがCF3でありそしてRfがCF
    3である請求項57記載のポリイミドポリマー。
  59. 【請求項59】  RがフェニルでありそしてRfがC
    F3である請求項57記載のポリイミドポリマー。
  60. 【請求項60】  テレフタロイル単位に対して70〜
    30モル%の比率のイソフタロイル単位を含有する請求
    項58記載のポリエステルポリマー。
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