JPS6366164A - ビスマレイミド類の製造方法 - Google Patents

ビスマレイミド類の製造方法

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JPS6366164A
JPS6366164A JP20957286A JP20957286A JPS6366164A JP S6366164 A JPS6366164 A JP S6366164A JP 20957286 A JP20957286 A JP 20957286A JP 20957286 A JP20957286 A JP 20957286A JP S6366164 A JPS6366164 A JP S6366164A
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JP
Japan
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reaction
ketone solvent
formula
diamine
tertiary amine
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Pending
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JP20957286A
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English (en)
Inventor
Seiji Obuchi
省二 大淵
Tadashi Kobayashi
忠 小林
Nobuyuki Murai
村井 信之
Hiroaki Matsuno
博明 松野
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は式(Il) (式中、Xは低級アルキレン基、−O−、−SO□−1
−CO−である。)で示されるジフェニルビスマレイミ
ド類の製造方法に関する。
上記の式(I1)化合物は耐熱性および寸法安定性が要
求される熱硬化性樹脂として、例えば電気および機械分
野における含浸積層板成形品などの広範囲に単独あるい
は他のものと混合して使用されているイミド系樹脂原料
として有用なとスフl/イミド類である。
〔従来の技術〕
ビスマレイミド類の製造方法は古くより知られており、
その代表的なビスマレイミドは、N、N’−(4,4’
−ジフェニルメタン)ビスマレイミドでアリ、現在ビス
マレイミド類はこの処決に4tシた方法で得られている
すなわち、N、N’−(4,4” −ジフェニルメタン
)ビスマレイミドの製造法を例示すれば下式 %式% と無水マレイン酸を2モル以上用いて、アセトン、メチ
ルエチルケトンなどのケトン類やN、N−ジメチルホル
ムアミドのような極性有機溶媒中で、開環付加反応させ
、N、N“−(4,4”  −ジフェニルメタン)ビス
マレアミド酸とし、次にi11コバルト、酢酸ニッケル
などの可溶性金属塩触媒の存在下に、助触媒としてトリ
エチルアミンのような第三級アミンを添加し、無水酢酸
のような脱水剤を用いて加熱して脱水環化反応を行った
後、この反応マスに沈澱剤となる多量の水を注入して結
晶を析出させるという処理を行い目的物を得ている。
このようにビスマレイミド類の製造方法は操作が煩雑で
あるだけでなく、収率も必ずしも充分でない。また、高
価な試薬を使用するためコスト高となる。特にジメチル
ホルムアミド類は高価であり、これより貧溶媒であるア
セトン類は安価であるものの大量に用いる必要があり、
上記したように反応終了後は、目的物を沈澱物として得
るために多量の水が加えられるため、これらの溶媒の回
収には困難を伴う。
そのため、特開昭52−125161号公報には、中間
体のマレアミド酸を系外に一旦取り出した後、必ずしも
溶媒を用いることなく、比較的多量の無水酢酸などの脱
水剤及びトリエチルアミンなどの第三級アミンを使用し
てこれにより均一に溶液とした後、加熱反応させ、終了
後水を加えて沈澱した生成物を濾別して得る方法が記載
されている。
該方法は前段で使用した溶媒は回収できるものの、後段
の環化反応時に比較的多量に使用した高価な無水酢酸、
トリエチルアミンなどの回収には相変わらず問題があり
有利な方法とは云えない。
また反応終了後の反応マスに水を注入して分離する沈澱
法には変わりなく、これにより不純物がlFf。
在し、純度及び収率が低下する。
これらの沈澱法としては別に、反応をスラリー状態で行
い、反応終了後はそのまま固液分離して目的生成物を得
る方法も知られている。
特開昭61−83158号公報には、メタフェニレンジ
アミンと無水マレイン酸からN、N’ −m−フェニレ
ンビスマレイミドを製造するにあたり、ケトン溶媒をm
−フェニレンジアミンに対し3〜6重景倍の特定量使用
して、前段のアミド酸生成からこれの脱水環化反応まで
を一貫してスラリー状態を保ったまま、脱水剤、触媒及
びメタフェニレンジアミンに対し0.05〜0.2モル
比の第三級アミンを添加して、加熱反応させ、終了後は
ただちに濾過して目的物を得る方法が開示されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明者らは、溶媒は出来る限り少なく使用し、反応終
了液は直接固液分離できるようスラリー状で得られる製
造法の検討に先立ち、前記特開昭61−83158号記
載方法に準じた方法を、式(If)で示すしるジフェニ
ルビスマレイミドの製造法に追試したが、所望の実施は
できなかった。
即ち、該方法の実施例記載に準じて式(I)化合物とし
てメタフェニレンジアミンにかえて4.4”−ジアミノ
ベンゼンスルホンを用い、これに対し約5モル倍のアセ
トン溶媒を用いて無水マレイン酸との反応を試みたとこ
ろ、アミド酸への付加反応までは問題なかったが、脱水
環化反応の際、所定量のジアミンに対し約0.12モル
倍のトリエチルアミンを加えて所定温度の約40°C付
近で加熱反応させたら次第に攪拌困難となり、トリエチ
ルアミンをさらに追加しても攪拌し難く目的生成物を得
ることはできなかった。
また、式(I)化合物として、4,4”−ジアミノジフ
ェニルメタンを用いた場合は、6重量倍程度のアセトン
溶媒のみでは前段の付加反応時に撹拌困難となり以後不
均一反応をしいられることになった。
従来よりマレアミド酸の脱水環化反応において使用され
ているトリエチルアミンのような第三級アミンは、脱水
作用を活性化し、イソイミドの形成を抑制する助触媒と
しての機能と同時に、アミド酸を可溶化させる機能を有
していることが知られている。
したがって、アセトンなどの貧溶媒を少なく使用する場
合は、その全第三級アミンを多用することも考えられる
が、第三級アミンを多く使用すれば、反応速度の制御が
困難となり、タールなどの副生成物の増加は避けられな
い。
〔問題を解決するための手段〕
本発明者らは、これらの問題を踏まえ、前記式<r> 
のジフェニルアミン表無水マレイン酸との付加反応より
得られたアミド酸の脱水環化反応において、ケトン溶媒
を少なくし、しかも第3級アミンは目的生成物に影響を
与えない程度の限られた範囲内で使用して、スラリー状
の結晶として目的生成物を得る方法を鋭意検討した。
その結果以外にも、脱水環化時に不均一の攪拌不能とな
る原因は、添加する第3級アミンに原因があることがわ
かった。
即チ、ジフェニルビスマレアミド酸、特に分子中にS0
2基を有するジフェニルビスアミド酸は、第3級アミン
と直ちに反応し、ゲル状物質を形成した現象をきたす。
このゲル化物は、通常の攪拌機では次第に攪拌不能とな
り、さらに強攪拌を行えば撹拌機周辺のみの局部撹拌と
なり、均一なスラリー溶液は得られない。また一方、脱
水環化時に第3級アミンを添加せず、もしくは通常使用
されている所定量以下使用した場合は、反応率が低くか
ったり、反応時間が長くか\るなどの問題が生じること
もわかった。
したがって、スラリー状でビスマレイミドを得るために
は脱水環化反応時には所定量の第3級アミンの使用は必
要であるが、使用する第3級アミンはマイルドな反応系
にして使用する必要があることがわかり本発明は完成し
たものである。
即ち、本発明は式(I) (式中、Xは低級アルキレン基、−O−、−SO,−1
−CO−である。)で示されるジアミンと、無水マレイ
ン酸とをケトン系溶媒中で反応させ得られたビスマレア
ミド酸を、引き続き単離することなく、触媒と第3級ア
ミン及び脱水剤の存在下、ケトン系溶媒中で環化反応を
行う際、ケトン系溶媒が式(I)化合物のジアミンに対
し3〜7重量倍存在させた状態で40℃以上加熱した後
、第3級アミンをジアミンに対し0.05〜0.5モル
倍滴下させながら反応させることを特徴とするジフェニ
ルビスマレイミドの製造方法である。
本発明方法において、適用できる式(I,)で示される
ジアミンとしては、4.4゛−ジアミノジフェニルメタ
ン、4.4’−ジアミノジフェニルエーテル、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、3,3°−ジアミノジベンゾフェノ
ン、4.4’−ジアミノジベンゾフェノンなどが挙げら
れる。特に本発明方法は4,4”−ジアミノジフェニル
スルホンに適用した場合は極めて良好な結果が得られる
また本発明において使用されるケトン系溶媒としては、
アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソプロピルケ
トン、メチルイソブチルケトンなど挙げられるが中でも
アセトンが好ましく使用され、その使用量は、ジアミン
類に対し3〜7重量倍、好ましくは4〜6重量倍がよい
本発明においては、初期反応で得られたジフェニルアミ
ド酸類の製造時に使用したケトン系溶媒は、単離するこ
となく引続き脱水環化反応にも使用されるので、これら
の溶媒の所定量を初期反応時に一度に加えてもよいが、
後期の脱水環化反応時に、第3級アミンの溶媒希釈剤に
して所定量となるよう累積添加してもよい。使用するケ
トン系溶媒が所定量範囲外では満足できる収率でのスラ
リー状の反応液は得られない。
また本発明に用いられる脱水剤としては、通常使用され
ている無水酢酸、無水プロピオン酸等の低級脂肪族カル
ボン酸無水物が使用されるが、好ましくは、無水酢酸が
よく、その使用量はジアミン類に対し2.0〜3.0モ
ル倍、好ましくは2.0〜2.2モル倍使用される。
本発明で用いられる触媒としては、酸化カルシウム、酢
酸バリウム、酢酸マグネシウム、酢酸ニッケル、酢酸コ
バルト、ナフテン酸コバルトなど通常使用されている可
溶性金属塩が挙げられ、好ましくは酢酸コバルトを使用
しその使用量は、ジアミン類に対し0.001〜0.0
2、好ましくはo、ooi〜0.01モル倍使用する。
本発明の特徴をなす脱水環化反応時に滴下する第3級ア
ミンについては、トリエチルアミン、トリブチルアミン
などのトリアルキルアミン、N、N−ジメチルベンジル
アミン、N、N−ジエチルベジルアミン等のN、N −
ジアルキルベンジルアミン等が用いられ、好ましくはト
リエチルアミンが良く、その使用量は、ジアミン類に対
し0.05〜0.5モル倍、好ましくは0.2〜0.5
が良い。滴下される第3級アミン頚が0.05未満であ
ると、反応時間が長くなったり、反応率が小さく、未反
応物が残る。逆に0.5モル倍を越えると、副生成物の
生成が増大し収率が低下するばかりでなく、後の精製も
非常に困難になる。
その添加条件としては、40℃以上の加熱下に滴下する
必要があり、通常は約10〜60分で滴下した方が良く
、好ましくは50〜60℃で20〜30分で滴下する。
例え加熱下に30分以上で滴下しても40℃以下である
と、滴下しはじめて、しばらくすると、例えばアミンに
対し0.1〜0.2モル倍付近まで加えた時点でゲル化
し攪拌が困難になる。逆にたとえ加熱下(50〜60℃
)において添加、あるいは10分以上の短時間で滴下し
てもゲル化し、攪拌が困難となり、工業的に不利は免か
れない。
〔実施例〕
以下、実施例により本発明を詳述する。
実施例1 無水マレイン酸19.6g(0,20モル)のアセトン
溶液160m1に4,4゛−ジアミノベンゼンスルホン
24.8g(0,10モル)を添加し、室温下1時間攪
拌して相応のマレアミド酸のスラリー液を得た。これに
酢酸コバルト4水和物0.33g(0,0013モル)
、無水酢酸24.5g(6,24モル)を加え、更に加
熱し反応温度が55℃になった所で、トリエチルアミン
4.5g(0,044モル)を約30分かけて滴下した
その間、滴下し始めたらアミド酸は溶解し始め、滴下終
了時にはスラリーはほとんど溶解して透明な反応液とな
った。滴下終了後この状態でさらに58〜60℃で1.
5時間攪拌を続けたら次第に反応液はスラリー状となっ
た。
反応終了後室温(30°C)まで冷却し、析出した結晶
を濾別し、アセトン洗浄、水洗、乾燥した。
N、N”−(4,4°−ジフェニルスルホン)ビスマレ
イミド34.91g(収率85.5χ、HE、C純度9
9.4χ)を得た。
実施例2 4.4”−ジアミノベンゼンスルホンのかわりに、3.
3°−ジアミノベンゼンスルホンを用いた他は、実施例
1と全く同様にして行い、目的物である白色固体のN、
N”−(3,3’−ジフェニルスルホン)ビスマレイミ
ド37.86g(収率92.7χ、HLC純度96.0
χ)を得た。
実施例3 4.4“−ジアミノベンゼンスルホンのかわりに、4.
4”−ジアミノジフェニルメタン19.8g(0,10
モル)を用い、アセトン量を180m1とした他は実施
例1と同様にして行い、目的物である黄色固体のN、N
”−(4,4’−ジフェニルメタン)ビスマレイミド3
3.93g(収率94.7χ、HLC純度97.0χ)
を得た実施例4 4.4”−ジアミノベンゼンスルホンのかわりに、3.
3°−ジアミノベンゾフェノン21.23g(0,10
モル)を用い、アセトン110m1にした他は、実施例
1と同様にして行い、目的物である白色固体のN、N”
−(4,4°−ジフェニルケトン)ビスマレイミド34
.78g(収率93.5χ、)ILC純度92.1χ)
を得た。
実施例5 4.4′−ジアミノベンゼンスルホンのかわりに、4.
4°−ジアミノジフェニルエーテル20.0g(0,1
0モル)を用い、実施例1と同様にして相応のマレアミ
ド酸のスラリー液を得、更に、これに酢酸コバルト4水
和物0.33g(0,0013モル)、無水酢酸24.
5g(0,24モル)を加え、加熱して反応温度が55
℃になった所でトリエチルアミン1.2g(0,012
モル)を約30分かけて滴下しそのまま58〜60℃で
1.5時間攪拌した。
反応終了後、実施例1と同様に処理し、目的物である黄
褐色固体のN、N’−(4,4“−ジフェニルエーテル
)ビスマレイミド32.6g(収率90.5χ、11L
C純度88.9χ)を得た。
比較例1 第3級アミンを室温下(27℃)で滴下した他は実施例
1と同様に行った。トリエチルアミンを約χ量滴下した
時点で攪拌困難となり反応を中止した。
比較例2 第3級アミンを加熱下(55℃)で一度に添加した他は
実施例1と同様に行ったが攪拌困難となったので、アセ
トン約80m1を加え攪拌可能とし、更に、反応を行っ
た。しかし、この場合は実施例のときとは異なり、結晶
がほとんど析出してこなかった。そこで反応終了後放冷
し、水160m1を添加し、析出した結晶を濾過、乾燥
し、相応するN、N”−(4,4’−ジフェニルスルホ
ン)ビスマレイミド33.2g(収率81.3χ、1(
LC純度91.6χ)を得た。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中、Xは低級アルキレン基、−O−、−SO_2−
    、−CO−である。)で示されるジアミンと、無水マレ
    イン酸とをケトン系溶媒中で反応させ得られたビスマレ
    アミド酸を引続き単離するこなく、触媒と第3級アミン
    及び脱水剤の存在下、ケトン系溶媒中で脱水環化反応を
    行う際、ケトン系溶媒が式( I )化合物のジアミンに
    対し3〜7重量倍存在させた状態で40℃以上に加熱し
    た後、第3級アミンをジアミンに対し0.05〜0.5
    モル倍滴下させながら反応させることを特徴とする式(
    II) ▲数式、化学式、表等があります▼(II) (式中、Xは低級アルキレン基、−O−、−SO_2−
    、−CO−である。)で示されるビスマレイミド類の製
    造方法。 2)ケトン系溶媒が、アセトンである特許請求の範囲第
    1項記載の方法。 3)第3級アミンが、トリエチルアミンである特許請求
    の範囲第1項記載の方法。 4)加熱温度が50〜60℃である特許請求の範囲第1
    項記載の方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104193994A (zh) * 2014-08-30 2014-12-10 海安南京大学高新技术研究院 一种阻燃耐热型双马来酰亚胺树脂及其制备方法
JP2018123112A (ja) * 2017-02-03 2018-08-09 ケイ・アイ化成株式会社 N−脂肪族置換マレイミド化合物の製造方法
JP2019094293A (ja) * 2017-11-22 2019-06-20 ケイ・アイ化成株式会社 脂肪族マレイミドの製造方法
CN118754839A (zh) * 2024-08-08 2024-10-11 广东工业大学 一种双马来酰亚胺单体及其制备方法和应用

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