JPH0827106A - ビスイミド化合物とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 新規有用なビスイミド化合物及びその製造方
法を提供する。 【構成】 本発明に係る新規なビスイミド化合物は、
１，２，３，４−ブタンテトラカルボン酸又はその無水
物とアニリン類とを脱水反応することにより調製され、
耐熱性熱可塑性樹脂用の改質剤として有用な化合物であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐熱性に優れたビスイ
ミド化合物とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、耐熱性を具備した熱可塑性樹脂が
エンジニアリングプラスチックとして、機械材料、電子
部品に使用されている。

【０００３】熱可塑性樹脂を成形するに当たり、生産性
を高めるために、溶融粘度の低減、核化促進又は金型離
型性の向上を目的とした樹脂添加剤、例えば、ステアリ
ン酸等の脂肪酸、脂肪酸金属塩類、脂肪酸とペンタエリ
スリトール、ポリエチレングリコール等多価アルコール
とのエステル誘導体、エチレンビスステアロアミド等の
脂肪族アミド類を混練するのが一般に行われている。

【０００４】しかし、耐熱性を具備した熱可塑性樹脂は
その溶融温度が高く、前述の公知添加剤では熱分解した
り、溶融温度で沸騰したりして、金型を汚染したり、樹
脂中に気泡を生じる場合があった。このため、耐熱性を
有する熱可塑性樹脂用添加剤が望まれていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、新規有用な
ビスイミド化合物及びその製造方法を提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を達成すべく鋭意検討の結果、特定の構造を有するビス
イミド化合物が、文献未記載の化合物であり、耐熱性に
優れた熱可塑性樹脂用添加剤として有用な化合物である
ことを見いだし、かかる知見に基づいて本発明を完成す
るに至った。

【０００７】即ち、本発明に係るビスイミド化合物は、
一般式（１）で表されることを特徴とする。

【０００８】 ［式中、Ｒ¹、Ｒ²は同一又は異なって、水素原子、炭素
数１〜２２の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を表
す。］

【０００９】本発明に係る一般式（１）で表されるビス
イミド化合物は、例えば、１，２，３，４−ブタンテト
ラカルボン酸（以下「ＢＴＣ」と略記する。）及び／又
はその無水物（以下「ＢＴＣ類」と総称する。）と一般
式（２）で表される芳香族アミン化合物（以下「アニリ
ン類」という。）を脱水反応させて調製される。

【００１０】 ［式中、Ｒ³は水素原子又は炭素数１〜２２のアルキル
基を表す。ｎは１〜３の整数を表す。］

【００１１】ＢＴＣの無水物としては、ＢＴＣの一無水
物及び二無水物のいずれも該当する。

【００１２】アニリン類として、具体的には、アニリ
ン、トルイジン、エチルアニリン、プロピルアニリン、
ブチルアニリン、ペンチルアニリン、ヘキシルアニリ
ン、ヘプチルアニリン、オクチルアニリン、ノニルアニ
リン、デシルアニリン、ウンデシルアニリン、ドデシル
アニリン、トリデシルアニリン、テトラデシルアニリ
ン、ペンタデシルアニリン、ヘキサデシルアニリン、ヘ
プタデシルアニリン、オクタデシルアニリン、ノナデシ
ルアニリン、エイコシルアニリン、ヘネイコシルアニリ
ン、ドコシルアニリン、キシリジン、ジ−tert−ブチル
アニリン、メチルジ−tert−ブチルアニリン等が例示さ
れる。これらのアニリン類の置換アルキル基は直鎖状で
あっても、分岐鎖状であってもよい。

【００１３】当該脱水反応は、加熱による方法が工業的
には最も好ましい。

【００１４】ＢＴＣ類とアニリン類の化学量論量は、ア
ニリン類／ＢＴＣ類＝２モルであるが、実際には１〜６
モル、好ましくは１．５〜４モルの範囲から選択するこ
とができる。

【００１５】反応の前半は、ＢＴＣ類とアニリン類との
中和反応と中間体であるアミド酸生成反応が中心にな
り、反応の後半は、ＢＴＣ類とアニリン類のアミド酸か
らの脱水反応が中心となる。

【００１６】反応は無溶媒で行ってもよいし、ＢＴＣ類
が溶解する溶媒を用いてもよい。これらの溶媒として
は、水、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミ
ド、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、ジ
オキサン等や炭素数１〜４の低級アルコール等の極性有
機溶媒が例示できる。

【００１７】一方、ＢＴＣ類を分散溶媒の存在下、攪拌
分散しながら、アニリン類と反応する方法も有効であ
る。

【００１８】これらの分散溶媒としては、ベンゼン、ト
ルエン、キシレン、クメン、テトラリン等の芳香族炭化
水素、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、ノナン、デカン
等の脂肪族炭化水素を例示することができる。

【００１９】工業的意義からは無溶媒反応が最も好まし
く、上記の分散溶媒をエントレーナーとして少量使用す
る方法は操作性が良好であり、推奨される。

【００２０】反応原料の仕込みは、ＢＴＣ類とアニリン
類を一括して仕込んでもよいが、中和熱や酸無水物の開
環反応に伴う反応熱を制御する目的で、ＢＴＣ類を溶解
又は分散させた状態に、アニリン類を添加しても、アニ
リン類中にＢＴＣ類の溶液又は分散液を添加してもよ
い。

【００２１】加熱脱水反応は、０〜４００℃で行われる
のが好ましい。反応の前半はいずれの温度範囲でも可能
であるが、反応の後半においては、１５０〜４００℃、
好ましくは２００〜３００℃の範囲内が推奨される。１
５０℃未満では脱水反応の進行が遅く、工業的な製造条
件としては推奨されず、４００℃を越える温度では熱分
解反応が生起する傾向にあり、好ましくない。

【００２２】反応時間は、反応温度に依存して、一概に
言えないが、通常１〜５０時間で行われる。

【００２３】加熱脱水反応は、常圧下でもよいし、減圧
下であってもよい。反応前半は常圧下の反応が好まし
く、反応後半は減圧下が好ましい。減圧度は０．０１〜
７６０トールの範囲のいずれでも可能であるが、特に反
応終期は１００トール以下が望ましい。

【００２４】反応は無触媒でも進行するが、触媒を使用
する場合は、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カ
ルシウム、バリウム、亜鉛、アルミニウム、錫、鉛等の
水酸化物、酸化物、塩化物、有機酸塩が使用できる。通
常、無触媒反応が好ましい。

【００２５】これらの触媒を除去する必要がある場合に
は、水洗或いは不溶塩を濾別することにより、当該ビス
イミド化合物から分離できる。

【００２６】中間体であるアミド酸を除去する必要があ
る場合は、これを中和した後、濾別したり、水洗したり
して、除去することができる。

【００２７】中和は、ナトリウム、カリウム、カルシウ
ム、マグネシウム、バリウム等のアルカリ金属、アルカ
リ土類金属の水酸化物、酸化物や塩基性吸着剤を使用す
ることができる。

【００２８】水酸化物、酸化物の使用量としては、残存
カルボキシル基に対して０．５〜３倍当量が好ましい。
通常、１〜２倍当量が使用される。塩基性吸着剤を使用
する場合は、溶液に対して、０．５〜１０重量％使用す
るのが好ましい。

【００２９】以上の操作で得られた上記イミド系化合物
は、無溶媒条件で製造されたものはそのまま反応缶から
取り出せる。溶媒、分散媒、エントレーナーを使用した
場合は、トッピング等の操作でこれらの反応溶媒を除去
したものを取り出す。

【００３０】得られた上記イミド系化合物は固体の場合
が多く、粉砕してそのまま、熱可塑性樹脂に添加するこ
とができる。

【００３１】更に、精製したイミド系化合物を必要とす
る場合は、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族系
非極性溶剤或いはアセトン、メチルエチルケトン、メチ
ルイソブチルケトン、ジオキサン、ジグライム、アセト
ニトリル、炭素数１〜４の低級アルコール等の脂肪族系
極性溶媒、クロロホルム、モノクロルベンゼン等の塩素
系溶媒等を使用して、再結晶することができる。

【００３２】上記の如くして得られた当該新規ビスイミ
ドは、耐熱性樹脂に添加されて、各種成型品用材料、例
えば、電気、電子機器部品、自動車機器部品、化学部品
材料の用途に適している。

【００３３】

【実施例】以下に、実施例を掲げて本発明を詳細に説明
する。

【００３４】実施例１ ＢＴＣ二無水物１９．８ｇ（０．１モル）とｐ−ドデシ
ルアニリン５２．２ｇ（０．２モル）とキシレン５００
ｇ中で混合攪拌し、昇温した。生成水を分離除去しなが
ら、キシレンをも留去して、最終的に反応温度が２６０
℃となるまで加熱し、生成水６．９ｇになるまで反応を
継続した。再結晶精製のため、反応終了後、トルエン／
メチルエチルケトン／ジメチルホルムアミド＝３／１／
１混合溶媒２５０ｇに加熱溶解し、酸化カルシウム３ｇ
を添加し、分散攪拌した後、不溶物を濾別した。濾液を
冷却して、ＢＴＣとｐ−ドデシルアニリンのビスイミド
４１ｇを得た。

【００３５】本化合物は、融点２０３℃の固体であっ
た。

【００３６】本化合物を赤外線吸収分析した結果、イミ
ド基に起因する特性吸収（ν_(C=O)）を１７７８cm^-1及
び１７０３cm^-1に認めた。

【００３７】プロトン核磁気共鳴吸収の特性吸収は以下
のとおりである。

【００３８】 ａ：δ＝０．７ （ ６Ｈ） ｂ：δ＝１．２ （４４Ｈ） ｃ：δ＝２．６ （ ４Ｈ） ｄ：δ＝３．１ （ ２Ｈ） ｅ：δ＝７．１〜７．４（ ８Ｈ）

【００３９】本化合物の元素分析値は、以下のとおりで
ある。

【００４０】実施例２ ＢＴＣ２３．４ｇ（０．１モル）とｐ−ブチルアニリン
４１．０ｇ（０．２モル）とジメチルホルムアミド５０
０ｇ中で混合攪拌し、昇温した。留出する溶媒と生成水
を除去しながら、最終的に反応温度が２６０℃となるま
で加熱し、更に１０トールまで減圧して、３時間反応を
継続した。反応終了後、トルエン２５０ｇに加熱溶解
し、酸化カルシウム３ｇを添加し、分散攪拌した後、不
溶物を濾別した。濾液をトッピングして、ＢＴＣとｐ−
ブチルアニリンのビスイミド５３ｇを得た。

【００４１】得られたビスイミドを赤外線吸収分析した
結果、イミド基に起因する特性吸収（ν_(C=O)）を１７
７９cm^-1，１７０５cm^-1に認めた。

【００４２】プロトンＮＭＲの測定においては、メチレ
ン基に帰属されるピークの積分値以外は、実施例１で得
られたビスイミドと同一であった。

【００４３】本化合物の元素分析値は、以下のとおりで
ある。

【００４４】

【発明の効果】本発明に係るビスイミド化合物は、耐熱
性樹脂用添加剤として有用な新規化合物である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一般式（１）で表されることを特徴とす
   るビスイミド化合物。 ［式中、Ｒ¹、Ｒ²は同一又は異なって、水素原子、炭素
   数１〜２２の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を表
   す。］
2. 【請求項２】 １，２，３，４−ブタンテトラカルボン
   酸及び／又はその無水物と一般式（２）で表される芳香
   族アミン化合物を脱水反応させることを特徴とする請求
   項１に記載のビスイミド化合物の製造方法。 ［式中、Ｒ³は水素原子又は炭素数１〜２２のアルキル
   基を表す。ｎは１〜３の整数を表す。］