WO2011105088A1 - 新規ジアミン化合物とその製造方法 - Google Patents

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    • C07C2603/10Ortho- or ortho- and peri-condensed systems containing three rings containing at least one ring with less than six ring members containing five-membered rings
    • C07C2603/12Ortho- or ortho- and peri-condensed systems containing three rings containing at least one ring with less than six ring members containing five-membered rings only one five-membered ring
    • C07C2603/18Fluorenes; Hydrogenated fluorenes

Definitions

  • the present invention relates to a novel diamine compound having a fluorene skeleton and a method for producing the same.
  • Diamine compounds are widely used as raw materials for polycondensation polymers or thermosetting polymers such as polyamide, polyimide, epoxy resin, and polyurethane, or as crosslinking agents.
  • fluorene has a condensed ring structure composed of three rings, and has high planarity in terms of molecular structure.
  • a diamine compound having a fluorene skeleton is used, it is expected that a polymer derived from the compound as a raw material or a crosslinking agent is imparted with characteristics derived from high planarity of the fluorene skeleton.
  • the 9-position carbon atom in the fluorene skeleton is a carbon atom of a methylene group, and has a higher reactivity than other carbon atoms in the skeleton. Therefore, conventionally, 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene, 9,9-bis (4-amino-3-methylphenyl) fluorene, 9,9-bis (4-amino-3-fluorophenyl) A diamine compound having a fluorene skeleton, such as fluorene and 9,9-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] fluorene, wherein a diamine having a fluorene skeleton is bonded to the 9th carbon atom in the skeleton Many compounds (see Patent Documents 1 and 2) are synthesized and marketed. Hereinafter, the 9th, 2nd and 7th positions in the fluorene skeleton may be simply referred to as “9th position”, “2nd position” and “7th position”,
  • JP 2005-187661 A Japanese Patent Laid-Open No. 2004-506775
  • a diamine compound having a fluorene skeleton but having an amino group-substituted substituent bonded to the carbon atom at the 9-position for example, when a polycondensation polymer is obtained using the compound, the fluorene skeleton is perpendicular to the polymer main chain. Because of the coordination, it is difficult to obtain characteristics derived from the high planarity of the skeleton. In order to obtain a polymer using the planarity of the fluorene skeleton, it is necessary that at least a substituent having an amino group is bonded to carbon atoms at the 2nd and 7th positions, not the 9th position of the skeleton. Furthermore, in order not to impair the planarity of the fluorene skeleton itself, a diamine compound in which a substituent is not bonded to the 9th carbon atom is desired.
  • Such a diamine compound cannot be synthesized by conventional methods because of the high reactivity of the 9-position carbon atom in the fluorene skeleton. Even if it can be synthesized, many by-products are formed in which a substituent is bonded to the carbon atom at the 9-position. Therefore, a great amount of labor is required for purification of the desired diamine compound, and the yield of the compound is remarkably low. Become.
  • a substituent having a fluorene skeleton and having an amino group is bonded to the 2nd and 7th carbon atoms in the skeleton, and the substituent is not bonded to the 9th carbon atom in the skeleton.
  • the diamine compound of the present invention is a compound represented by the following formula (1).
  • a in the formula (1) may have a substituent, a divalent aliphatic group R 1 having 1 to 10 carbon atoms; a ring structure having a ring structure of 1 to 4; A good divalent aromatic group Ar 1 ; a formula [—Ar 2 —Ar composed of a divalent aromatic group Ar 2 and Ar 3 which has a ring structure of 1 to 4 and may have a substituent; A group represented by 3— ] (Ar 2 and Ar 3 may be the same or different from each other); a divalent fragrance having a ring structure of 1 to 4 and optionally having a substituent
  • the group [—Ar 4 —Z—Ar 5 ] composed of the group Ar 4 and Ar 5 and Z which is an ether group (—O—), a thioether group (—S—) or a sulfone group (—SO 2 —)
  • a group represented by —] (Ar 4 and Ar 5 may be the same or different from each other); a substituent having a ring structure
  • the substituents that the aliphatic groups R 1 , R 2 and R 3 and the aromatic groups Ar 1 to Ar 8 may have are methyl, ethyl, propyl, butyl, trifluoromethyl, phenyl And at least one selected from a group, a phenoxy group, a phenylthio group, and a benzenesulfonyl group.
  • the inventors of the present invention (1) As a starting material, the 9-position carbon atom in the fluorene skeleton forms a ketone group (> C ⁇ O) (in the fluorene skeleton).
  • (9) is a ketone group) 2,7-dihydroxy-9-fluorenone having a hydroxy group bonded to the 2nd and 7th carbon atoms and (2) the 9th carbon atom is protected by the ketone group
  • a substituent having a nitro group is introduced at the 2-position and 7-position by a condensation reaction with a hydroxy group, and (3) the 9-position carbon atom is hydroxylated After the reduction to the bonded state, the hydroxy group is once acetylated to form an acetoxy group (-OAc), and (4) the 9th carbon atom to which the acetoxy group is bonded is reduced to reduce the Len group (-CH 2 -) with a, a nitro group contained in 2-position and 7-position substituents attached to a carbon atom of the reduced to the amino group, by, a substituent on the carbon atom at the 9-position bond It was found that the production of the by-product was suppress
  • the method for producing a diamine compound of the present invention is a method for producing the above-described diamine compound of the present invention, which comprises 2,7-dihydroxy-9-fluorenone represented by formula (2) and a compound represented by formula (3) ( A step of obtaining a compound (B) represented by formula (4) by a condensation reaction with A); A compound represented by the formula (5) by reducing the 9-position ketone group in the fluorene skeleton of the compound (B) to form a hydroxy group bonded to the 9-position carbon atom, and then acetylating the hydroxy group.
  • X in Formula (3) is a halogen group.
  • a in formulas (1) and (3) to (5) is a divalent aliphatic group R 1 having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent; a substituent having a ring structure of 1 to 4 Divalent aromatic group Ar 1 which may have a group; composed of divalent aromatic groups Ar 2 and Ar 3 which have a ring structure of 1 to 4 and which may have a substituent A group represented by the formula [—Ar 2 —Ar 3 —] (Ar 2 and Ar 3 may be the same or different from each other); have a substituent having 1 to 4 ring structures; The divalent aromatic groups Ar 4 and Ar 5 and the Z which is an ether group (—O—), a thioether group (—S—) or a sulfone group (—SO 2 —) A group represented by Ar 4 —Z—Ar 5 —] (Ar 4 and Ar 5 may be the same or different from each other); It is composed of a divalent aromatic group
  • the substituents that the aliphatic groups R 1 , R 2 and R 3 and the aromatic groups Ar 1 to Ar 8 may have are methyl, ethyl, propyl, butyl, trifluoromethyl, phenyl And at least one selected from a group, a phenoxy group, a phenylthio group, and a benzenesulfonyl group.
  • the diamine compound of the present invention has a fluorene skeleton, and a substituent having an amino group is bonded to carbon atoms at the 2nd and 7th positions in the skeleton. In addition, a substituent is not bonded to the 9th carbon atom in the skeleton. According to such a diamine compound, for example, formation of a polycondensation polymer and a thermosetting polymer imparted with characteristics derived from high planarity of the fluorene skeleton is expected.
  • 2,7-dihydroxy-9-fluorenone is used as a starting material, and introduction of a nitro group-containing substituent into carbon atoms at the 2nd and 7th positions using a condensation reaction of a hydroxy group
  • the 9-position carbon atom is protected by the ketone group, the 9-position ketone group is reduced to the methylene group after passing through the hydroxy group and then the acetoxy group bonded to the carbon atom, and in the nitro group-containing substituent.
  • Reduction of the nitro group to an amino group introduces a substituent having an amino group at the 2nd and 7th carbon atoms in the fluorene skeleton, while preventing binding of the substituent to the 9th carbon atom.
  • a diamine compound can be produced efficiently.
  • FIG. 1 is a diagram showing the results of proton nuclear magnetic resonance spectroscopy ( 1 H-NMR) measurement in which 2,7-bis (4-aminophenoxy) fluorene synthesized in Examples was identified.
  • the diamine compound of the present invention is a compound represented by the following formula (1).
  • a in Formula (1) is as described above.
  • Ar 1 to Ar 8 have a plurality of (2 to 4) ring structures, Ar 1 to Ar 8 are condensed rings composed of the plurality of ring structures.
  • a in the formula (1) is, for example, a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent.
  • the formula (1) is a compound represented by the following formula (6), (7), (8), (9), (10) or (11).
  • R 1 in the formula (6) is a divalent aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent.
  • Ar 1 in the formula (7) is a divalent aromatic group having a ring structure of 1 to 4 which may have a substituent.
  • Ar 2 and Ar 3 in the formula (8) are each independently a divalent aromatic group having a ring structure of 1 to 4 and optionally having a substituent.
  • Ar 4 and Ar 5 in the formula (9) are each independently a divalent aromatic group having a ring structure of 1 to 4 and optionally having a substituent, and Z is an ether group ( —O—), a thioether group (—S—) or a sulfone group (—SO 2 —).
  • Ar 6 in the formula (10) is a divalent aromatic group which may have a substituent having a ring structure of 1 to 4, and R 2 may have a substituent. It is a divalent aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms.
  • Ar 7 and Ar 8 are each independently a divalent aromatic group having a ring structure of 1 to 4 and optionally having a substituent, and R 3 is a substituent.
  • a divalent aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms which may have When Ar 1 to Ar 8 have a plurality of (2 to 4) ring structures, Ar 1 to Ar 8 are condensed rings composed of the plurality of ring structures.
  • the aliphatic groups R 1 , R 2 and R 3 in formulas (1), (6), (10) and (11) are preferably saturated aliphatic groups.
  • the aliphatic groups R 1 , R 2, and R 3 are, for example, a methyl group, an ethyl group, and a propyl group, and a methyl group and an ethyl group are preferable.
  • Aromatic groups Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 , Ar 4 , Ar 5 , Ar 6 , Ar 7 and Ar in formulas (1), (7), (8), (9), (10) and (11) 8 is, for example, a phenylene group, a naphthalene group, a phenanthrene group, or a pyrene group, and a phenylene group or a naphthalene group is preferable.
  • Z in the formulas (1) and (9) is preferably an ether group (—O—).
  • a in Formula (1) is preferably an aliphatic group R 1 or an aromatic group Ar 1 , and more preferably an aromatic group Ar 1 .
  • Examples of the diamine compound of the present invention include 2,7-bis (aminomethoxy) fluorene, 2,7-bis (aminoethoxy) fluorene, 2,7-bis (3-aminopropoxy) fluorene, 2,7-bis ( 2-aminopropoxy) fluorene, 2,7-bis (4-aminobutoxy) fluorene, 2,7-bis (3-aminobutoxy) fluorene, 2,7-bis (2-aminobutoxy) fluorene, 2,7- Bis (5-aminopentoxy) fluorene, 2,7-bis (4-aminopentoxy) fluorene, 2,7-bis (3-aminopentoxy) fluorene, 2,7-bis (2-aminopentoxy) Fluorene, 2,7-bis (6-aminohexyloxy) fluorene, 2,7-bis (5-aminohexyloxy) fluorene, 2,7-bis (4-a Nohexyloxy) fluoren
  • the substituent having an amino group is bonded to the 2nd and 7th carbon atoms via an ether bond (—O—). Since the ether bond is excellent in the rotation of the molecular chain, when the polymer is formed by using the diamine compound, a film having high flexibility and flexibility can be obtained by the polymer.
  • the diamine compound of the present invention can be used in the same applications as conventional diamine compounds such as polycondensation polymers such as polyamide, polyimide, epoxy resin, polyurethane, raw materials for thermosetting polymers, or crosslinking agents.
  • polycondensation polymers such as polyamide, polyimide, epoxy resin, polyurethane, raw materials for thermosetting polymers, or crosslinking agents.
  • X in the formula (3) is a halogen group (F, Cl, Br or I, preferably F, Cl or Br, more preferably F or Cl).
  • a in Formula (3) is, for example, a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent.
  • A is preferably a divalent aliphatic group R 1 having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent; a substituent having a ring structure of 1 to 4; Divalent aromatic group Ar 1 which may have a ring structure of 1 to 4 and a group composed of divalent aromatic groups Ar 2 and Ar 3 which may have a substituent [- A group represented by Ar 2 —Ar 3 —] (Ar 2 and Ar 3 may be the same or different from each other); may have a substituent having 1 to 4 ring structures A divalent aromatic group Ar 4 and Ar 5, and an ether group (—O—), a thioether group (—S—) or a sulfone group (—SO 2 —), Z, are represented by the formula [—Ar 4 — A group represented by Z—Ar 5 —] (Ar 4 and Ar 5 may be the same or different from each other); And a divalent aromatic group Ar 6 which may have a substituent and a divalent aliphatic group R 1 having 1 to
  • the above substituents that the aliphatic groups R 1 , R 2 and R 3 and the aromatic groups Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 , Ar 4 , Ar 5 , Ar 6 , Ar 7 and Ar 8 may have are: It is at least one selected from methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, trifluoromethyl group, phenyl group, phenoxy group, phenylthio group and benzenesulfonyl group.
  • a in formula (3) may be selected according to the substituent having an amino group in the diamine compound to be obtained.
  • the formula (1) It may be the same as A in FIG. A shown in the following formulas (4) and (5) is the same as A in formula (3) as long as the molecular structure does not change during the reaction.
  • Specific A in Formula (3) is, for example, a phenylene group, a naphthalene group, a methyl group, or an ethyl group.
  • Reaction 1 is a dehydrohalogenation condensation reaction and an etherification reaction between the hydroxy group of 2,7-dihydroxy-9-fluorenone and the compound (A), and proceeds efficiently in the presence of a basic catalyst.
  • Examples of the basic catalyst include alkali metal oxides, hydroxides, carbonates, hydrogencarbonates, hydrides, and alkoxides. Specific examples are sodium oxide, lithium oxide, potassium hydroxide, sodium hydroxide, lithium hydroxide, potassium carbonate, sodium carbonate, potassium hydrogen carbonate, sodium hydrogen carbonate, sodium hydride, potassium t-butoxide, sodium methoxy. And sodium ethoxide. Two or more kinds of catalysts may be used. The amount of the catalyst used is, for example, 1.0 to 5.0 equivalents, preferably 2.0 to 4.0 equivalents, relative to 2,7-dihydroxy-9-fluorenone.
  • the reaction solvent in reaction 1 is not particularly limited as long as reaction 1 proceeds, but an aprotic polar solvent is preferable.
  • the reaction solvent in Reaction 1 is, for example, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, dimethylsulfone, sulfolane, N-methyl-2-pyrrolidinone, N-methylpyrrolidone (NMP ), 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N, N, N ′, N′-tetramethylurea, hexamethylphosphotriamide, 1,3-dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro- 2 (1H) -pyrimidinone, tetrahydrofuran, acetonitrile, acetone.
  • the amount of the reaction solvent used is not particularly limited, but is usually 1 to 20 times by weight based on the total amount of the reactants.
  • the aprotic polar solvent can continue to
  • reaction accelerators as reaction accelerators, quaternary ammonium salts, quaternary phosphates, macrocyclic polyethers such as crown ethers, nitrogen-containing macrocyclic polyethers such as cribate, nitrogen-containing chain polyethers, polyethylene glycols and their A phase transfer catalyst such as alkyl ether, copper powder, copper salt and the like may be used in combination.
  • reaction conditions such as reaction temperature and reaction time can be adjusted as appropriate.
  • reaction 1 since fluorenone having a ketone group at the 9th position in the fluorene skeleton is used as a starting material, the binding of the substituent to the carbon atom at the 9th position is suppressed.
  • the diamine compound of the present invention can be produced efficiently.
  • the present inventors proceeded with the same reaction as reaction 1 using 2,7-dihydroxy-9-fluorene as a starting material instead of 2,7-dihydroxy-9-fluorenone. It was confirmed that the substituent was bonded to the atom.
  • reaction 2 After reducing the 9-position ketone group of the compound (B) obtained through the reaction 1 so that the hydroxy group is bonded to the 9-position carbon atom, the hydroxy group is acetylated to obtain the formula
  • the compound (C) shown in (5) is obtained (reaction 2).
  • the reduction reaction for the ketone group of compound (B) proceeds only to the state in which the hydroxy group is bonded to the 9th carbon atom. Therefore, after the reduction reaction proceeds to a state in which the hydroxy group is bonded, the hydroxy group is once acetylated so that an acetoxy group (—OAc) is bonded to the carbon atom at the 9-position. Only in this state (compound (C)) can the 9-position ketone group in the fluorene skeleton be reduced to a methylene group.
  • the reduction reaction of the ketone group in the reaction 2 may be advanced by techniques such as hydrogenation, hydride reduction, metal reduction and the like.
  • the reducing agent and / or catalyst used in each method is not particularly limited.
  • a fine powder of a metal such as nickel, copper-chromium oxide, ruthenium, rhodium, platinum or the like, a catalyst, an organic substance, and the like adsorbed on an insoluble carrier such as activated carbon, alumina, diatomaceous earth
  • an insoluble carrier such as activated carbon, alumina, diatomaceous earth
  • hydride reduction for example, diborane, sodium borohydride (NaBH 4 ), sodium cyanoborohydride, lithium triethylborohydride, lithium tri (sec-butyl) borohydride, tri (sec-butyl) borohydride Potassium, diisobutylaluminum hydride, lithium aluminum hydride, sodium bis (2-methoxyethoxy) aluminum hydride, tributyltin hydride and the like can be used.
  • reaction solvent used for the reduction reaction of the ketone group any solvent can be used as long as the reaction proceeds.
  • an aprotic polar solvent is used as the reaction solvent in Reaction 1, the solvent can be used subsequently.
  • reaction conditions such as reaction temperature and reaction time can be adjusted as appropriate.
  • the acetylation in the reaction 2 may proceed using acetic anhydride or acetyl chloride.
  • reaction solvent used for acetylation any solvent can be used as long as the reaction proceeds.
  • an aprotic polar solvent is used as the reaction solvent in Reaction 1, the solvent can be used subsequently.
  • reaction conditions such as reaction temperature and reaction time can be adjusted as appropriate.
  • the reduction reaction in the reaction 3 may be advanced by techniques such as hydrogenation, hydride reduction, metal reduction, and the like.
  • the reducing agent and / or catalyst used in each method may be the same as that used in the reduction reaction of the ketone group in Reaction 2. Details of reaction conditions such as reaction temperature and reaction time can be adjusted as appropriate.
  • reaction solvent used in the reaction 3 any solvent can be used as long as the reaction proceeds.
  • an aprotic polar solvent is used as the reaction solvent in Reaction 1, the solvent can be used subsequently.
  • the reduction of the 9-position carbon atom and the reduction of the nitro group in reaction 3 may be performed simultaneously or separately.
  • any reaction other than Reactions 1, 2, and 3 and an optional step may be performed as necessary.
  • the crystals collected by filtration were washed successively with water and ethanol and then dried under reduced pressure to obtain 197.4 g (yield 92.2%) of the compound (B) shown on the right side of the formula (12) as ocher crystals. It was.
  • the compound (B) shown on the right side of the formula (12) is 2,7-bis (4-nitrophenoxy) -9-fluorenone.
  • reaction 3 15 neck (319.0 mmol) of the compound (C) obtained in the reaction 2, 15.9 g of 10 wt% palladium-activated carbon ethylenediamine complex as a reducing agent, and 3 L of THF as a reaction solvent, a four-necked separable flask having an internal volume of 5 L The flask contents were continuously stirred at room temperature for 2 days while keeping the inside of the flask in a hydrogen atmosphere, and the reaction represented by the following formula (15) was allowed to proceed. After completion of the reaction, the catalyst was removed from the flask contents by Celite filtration, and then the filtrate was concentrated under reduced pressure and crystallized with heptane.
  • the obtained 2,7-bis (4-aminophenoxy) fluorene was obtained by proton nuclear magnetic resonance spectroscopy ( 1 H-NMR, AVANCE II 300 manufactured by Bruker BioSpin, frequency 300 MHz, measurement solvent was dimethyl sulfoxide-d6). Identified. The NMR measurement results are shown in FIG. As shown in FIG.
  • the diamine compound of the present invention can be used in the same applications as conventional diamine compounds such as polycondensation polymers such as polyamide, polyimide, epoxy resin, polyurethane, raw materials for thermosetting polymers, or crosslinking agents.
  • polycondensation polymers such as polyamide, polyimide, epoxy resin, polyurethane, raw materials for thermosetting polymers, or crosslinking agents.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

 本発明は、以下の式(1)に示す新規なジアミン化合物を提供する。 式(1)におけるAは、例えば、置換基を有していてもよい2価の脂肪族基(炭素数10以下)、芳香族基(環の数4以下)である。本発明のジアミン化合物は、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂などの原料あるいは架橋剤として使用できる。

Description

新規ジアミン化合物とその製造方法
 本発明は、フルオレン骨格を有する新規ジアミン化合物とその製造方法に関する。
 ジアミン化合物は、ポリアミド、ポリイミド、エポキシ樹脂、ポリウレタンなどの重縮合ポリマーもしくは熱硬化性ポリマーの原料、または架橋剤として幅広く使用されている。一方、フルオレンは、3つの環からなる縮合環構造を有し、分子構造的に高い平面性を有する。フルオレン骨格を持つジアミン化合物とすれば、当該化合物を原料あるいは架橋剤として形成したポリマーに対して、フルオレン骨格の高い平面性に由来する特性の賦与が期待される。
 フルオレン骨格における9位の炭素原子はメチレン基の炭素原子であり、当該骨格における他の炭素原子に比べて反応性が高い。このため、従来、9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-アミノ-3-メチルフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-アミノ-3-フルオロフェニル)フルオレン、9,9-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]フルオレンなど、フルオレン骨格を持つジアミン化合物であって、アミノ基を有する置換基が当該骨格における9位の炭素原子に結合したジアミン化合物(特許文献1、2参照)が、数多く合成、市販されている。これ以降、フルオレン骨格における9位、2位および7位の位置を、「フルオレン骨格における」を省略して、それぞれ単に「9位」、「2位」および「7位」と記すことがある。
特開2005-187661号公報 特開2004-506795号公報
 しかし、フルオレン骨格を持つが、アミノ基を有する置換基が9位の炭素原子に結合したジアミン化合物では、例えば当該化合物を用いて重縮合ポリマーを得た場合、フルオレン骨格がポリマー主鎖に垂直に配位するために、当該骨格の高い平面性に由来する特性が得難い。フルオレン骨格の平面性を利用したポリマーを得るためには、少なくとも、アミノ基を有する置換基が当該骨格の9位ではなく、2位および7位の炭素原子に結合している必要がある。そしてさらに、フルオレン骨格自体の平面性を損なわないために、9位の炭素原子に置換基が結合していないジアミン化合物が望まれる。
 フルオレン骨格における9位の炭素原子の反応性が高いことから、このようなジアミン化合物は従来の方法では合成できない。仮に合成できたとしても、9位の炭素原子に置換基が結合した多くの副生成物が生じるため、望むジアミン化合物の精製に多大な労力が必要であるとともに、当該化合物の収率が著しく低くなる。
 本発明は、フルオレン骨格を持ち、アミノ基を有する置換基が当該骨格における2位および7位の炭素原子に結合しており、当該骨格における9位の炭素原子に置換基が結合していない、新規なジアミン化合物の提供と、当該化合物を効率よく合成できる製造方法の提供とを目的とする。
 本発明のジアミン化合物は、以下の式(1)に示す化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 式(1)中のAは、置換基を有していてもよい炭素数1~10の2価の脂肪族基R1;1~4の環構造を有する、置換基を有していてもよい2価の芳香族基Ar1;1~4の環構造を有する、置換基を有していてもよい2価の芳香族基Ar2およびAr3により構成される式[-Ar2-Ar3-]で示される基(Ar2およびAr3は、同一であっても互いに異なっていてもよい);1~4の環構造を有する、置換基を有していてもよい2価の芳香族基Ar4およびAr5ならびにエーテル基(-O-)、チオエーテル基(-S-)またはスルホン基(-SO2-)であるZにより構成される、式[-Ar4-Z-Ar5-]で示される基(Ar4およびAr5は、同一であっても互いに異なっていてもよい);1~4の環構造を有する、置換基を有していてもよい2価の芳香族基Ar6、および、置換基を有していてもよい炭素数1~10の2価の脂肪族基R2により構成される、式[-Ar6-R2-]で示される基;または、1~4の環構造を有する、置換基を有していてもよい2価の芳香族基Ar7およびAr8、ならびに、置換基を有していてもよい炭素数1~10の2価の脂肪族基R3により構成される、式[-Ar7-R3-Ar8-]で示される基(Ar7およびAr8は、同一であっても互いに異なっていてもよい);である。脂肪族基R1、R2およびR3ならびに芳香族基Ar1~Ar8が有していてもよい前記置換基は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、トリフルオロメチル基、フェニル基、フェノキシ基、フェニルチオ基およびベンゼンスルホニル基から選ばれる少なくとも1種である。
 本発明者らは、このようなジアミン化合物の合成方法を検討した結果、(1)出発物質として、フルオレン骨格における9位の炭素原子がケトン基(>C=O)を構成し(フルオレン骨格における9位がケトン基であり)、2位および7位の炭素原子にヒドロキシ基が結合した2,7-ジヒドロキシ-9-フルオレノンを用いるとともに、(2)ケトン基によって9位の炭素原子を保護することで当該炭素原子への置換基の結合を防ぎながら、ヒドロキシ基との縮合反応によって2位と7位の位置にニトロ基を有する置換基を導入し、(3)9位の炭素原子をヒドロキシ基が結合した状態にまで還元した後に、一度、ヒドロキシ基をアセチル化してアセトキシ基(-OAc)とし、(4)アセトキシ基が結合した9位の炭素原子を還元してメチレン基(-CH2-)とするとともに、2位と7位の炭素原子に結合した置換基に含まれるニトロ基をアミノ基に還元する、ことにより、9位の炭素原子に置換基が結合した副生成物の生成を抑え、本発明のジアミン化合物を効率よく合成できることを見出した。
 即ち、本発明のジアミン化合物の製造方法は、上記本発明のジアミン化合物の製造方法であって、式(2)に示す2,7-ジヒドロキシ-9-フルオレノンと、式(3)に示す化合物(A)との縮合反応により、式(4)に示す化合物(B)を得る工程と、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 前記化合物(B)のフルオレン骨格における9位のケトン基を還元して、9位の炭素原子にヒドロキシ基が結合した状態とした後に、当該ヒドロキシ基をアセチル化して、式(5)に示す化合物(C)を得る工程と、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 前記化合物(C)のフルオレン骨格におけるアセトキシ基が結合した9位の炭素原子ならびに前記骨格における2位および7位の炭素原子に結合した前記化合物(A)由来の置換基に含まれるニトロ基を還元して、式(1)に示すジアミン化合物を得る工程と、を含む。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 式(3)中のXは、ハロゲン基である。式(1)、(3)~(5)におけるAは、置換基を有していてもよい炭素数1~10の2価の脂肪族基R1;1~4の環構造を有する、置換基を有していてもよい2価の芳香族基Ar1;1~4の環構造を有する、置換基を有していてもよい2価の芳香族基Ar2およびAr3により構成される式[-Ar2-Ar3-]で示される基(Ar2およびAr3は、同一であっても互いに異なっていてもよい);1~4の環構造を有する、置換基を有していてもよい2価の芳香族基Ar4およびAr5ならびにエーテル基(-O-)、チオエーテル基(-S-)またはスルホン基(-SO2-)であるZにより構成される、式[-Ar4-Z-Ar5-]で示される基(Ar4およびAr5は、同一であっても互いに異なっていてもよい);1~4の環構造を有する、置換基を有していてもよい2価の芳香族基Ar6、および、置換基を有していてもよい炭素数1~10の2価の脂肪族基R2により構成される、式[-Ar6-R2-]で示される基;または、1~4の環構造を有する、置換基を有していてもよい2価の芳香族基Ar7およびAr8、ならびに、置換基を有していてもよい炭素数1~10の2価の脂肪族基R3により構成される、式[-Ar7-R3-Ar8-]で示される基(Ar7およびAr8は、同一であっても互いに異なっていてもよい);である。脂肪族基R1、R2およびR3ならびに芳香族基Ar1~Ar8が有していてもよい前記置換基は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、トリフルオロメチル基、フェニル基、フェノキシ基、フェニルチオ基およびベンゼンスルホニル基から選ばれる少なくとも1種である。
 本発明のジアミン化合物はフルオレン骨格を持つとともに、アミノ基を有する置換基が当該骨格における2位および7位の炭素原子に結合している。これに加えて、当該骨格における9位の炭素原子に置換基が結合していない。このようなジアミン化合物によれば、例えば、フルオレン骨格の高い平面性に由来する特性が賦与された重縮合ポリマー、熱硬化性ポリマーの形成が期待される。
 本発明のジアミン化合物の製造方法では、出発物質に2,7-ジヒドロキシ-9-フルオレノンを用い、ヒドロキシ基の縮合反応を利用した2位および7位の炭素原子へのニトロ基含有置換基の導入、その際のケトン基による9位の炭素原子の保護、9位のケトン基を、ヒドロキシ基、次いでアセトキシ基が炭素原子に結合した状態を経た後にメチレン基に還元、ならびにニトロ基含有置換基におけるニトロ基のアミノ基への還元によって、フルオレン骨格における2位および7位の炭素原子にアミノ基を有する置換基を導入する一方で、9位の炭素原子に対する置換基の結合を防ぎ、本発明のジアミン化合物を効率よく製造できる。
図1は、実施例で合成した2,7-ビス(4-アミノフェノキシ)フルオレンを同定したプロトン核磁気共鳴分光(1H-NMR)測定の結果を示す図である。
 [本発明のジアミン化合物]
 本発明のジアミン化合物は、以下の式(1)に示す化合物である。式(1)におけるAは、上述したとおりである。Ar1~Ar8が複数の(2~4の)環構造を有する場合、Ar1~Ar8は、当該複数の環構造からなる縮合環である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 式(1)におけるAは、例えば、置換基を有していてもよい炭素数1~10の2価の炭化水素基である。好ましい例として、式(1)は、以下の式(6)、(7)、(8)、(9)、(10)または(11)に示す化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 式(6)中のR1は、置換基を有していてもよい炭素数1~10の2価の脂肪族基である。式(7)中のAr1は、1~4の環構造を有する、置換基を有していてもよい2価の芳香族基である。式(8)中のAr2およびAr3は互いに独立して、1~4の環構造を有する、置換基を有していてもよい2価の芳香族基である。式(9)中のAr4およびAr5は互いに独立して、1~4の環構造を有する、置換基を有していてもよい2価の芳香族基であり、Zは、エーテル基(-O-)、チオエーテル基(-S-)またはスルホン基(-SO2-)である。式(10)中のAr6は、1~4の環構造を有する、置換基を有していてもよい2価の芳香族基であり、R2は、置換基を有していてもよい炭素数1~10の2価の脂肪族基である。式(11)中のAr7およびAr8は互いに独立して、1~4の環構造を有する、置換基を有していてもよい2価の芳香族基であり、R3は、置換基を有していてもよい炭素数1~10の2価の脂肪族基である。Ar1~Ar8が複数の(2~4の)環構造を有する場合、Ar1~Ar8は、当該複数の環構造からなる縮合環である。
 式(1)、(6)、(10)および(11)における脂肪族基R1、R2およびR3は、飽和脂肪族基が好ましい。脂肪族基R1、R2およびR3は、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基であり、メチル基、エチル基が好ましい。
 式(1)、(7)、(8)、(9)、(10)および(11)における芳香族基Ar1、Ar2、Ar3、Ar4、Ar5、Ar6、Ar7およびAr8は、例えば、フェニレン基、ナフタレン基、フェナントレン基、ピレン基であり、フェニレン基、ナフタレン基が好ましい。式(1)および(9)におけるZは、エーテル基(-O-)が好ましい。
 本発明のジアミン化合物は、式(1)におけるAが、脂肪族基R1または芳香族基Ar1であることが好ましく、芳香族基Ar1であることがより好ましい。
 本発明のジアミン化合物は、例えば、2,7-ビス(アミノメトキシ)フルオレン、2,7-ビス(アミノエトキシ)フルオレン、2,7-ビス(3-アミノプロポキシ)フルオレン、2,7-ビス(2-アミノプロポキシ)フルオレン、2,7-ビス(4-アミノブトキシ)フルオレン、2,7-ビス(3-アミノブトキシ)フルオレン、2,7-ビス(2-アミノブトキシ)フルオレン、2,7-ビス(5-アミノペントキシ)フルオレン、2,7-ビス(4-アミノペントキシ)フルオレン、2,7-ビス(3-アミノペントキシ)フルオレン、2,7-ビス(2-アミノペントキシ)フルオレン、2,7-ビス(6-アミノヘキシロキシ)フルオレン、2,7-ビス(5-アミノヘキシロキシ)フルオレン、2,7-ビス(4-アミノヘキシロキシ)フルオレン、2,7-ビス(3-アミノヘキシロキシ)フルオレン、2,7-ビス(2-アミノヘキシロキシ)フルオレン、2,7-ビス(1-アミノ-1-フェニルメトキシ)フルオレン、2,7-ビス[1-(4-アミノフェニル)メトキシ]フルオレン、2,7-ビス[1-(3-アミノフェニル)メトキシ]フルオレン、2,7-ビス[1-(2-アミノフェニル)メトキシ]フルオレン、2,7-ビス(2-アミノ-2-フェニルエトキシ)フルオレン、2,7-ビス(2-アミノ-2-フェノキシエトキシ)フルオレン、2,7-ビス(2-アミノ-2-フェニルスルファニルエトキシ)フルオレン、2,7-ビス(2-アミノ-2-ベンゼンスルホニルエトキシ)フルオレン、2,7-ビス(3-アミノ-2-フェニルプロポキシ)フルオレン、2,7-ビス(3-アミノ-2-フェノキシプロポキシ)フルオレン、2,7-ビス(3-アミノ-2-フェニルスルファニルプロポキシ)フルオレン、2,7-ビス(3-アミノ-2-ベンゼンスルホニルプロポキシ)フルオレン、2,7-ビス(4-アミノ-2-フェニルブトキシ)フルオレン、2,7-ビス(4-アミノ-2-フェノキシブトキシ)フルオレン、2,7-ビス(4-アミノ-2-フェニルスルファニルブトキシ)フルオレン、2,7-ビス(4-アミノ-2-ベンゼンスルホニルブトキシ)フルオレン、2,7-ビス(4-アミノ-3-フェニルブトキシ)フルオレン、2,7-ビス(4-アミノ-3-フェノキシブトキシ)フルオレン、2,7-ビス(4-アミノ-3-フェニルスルファニルブトキシ)フルオレン、2,7-ビス(4-アミノ-3-ベンゼンスルホニルブトキシ)フルオレン、2,7-ビス(5-アミノ-3-フェニルペントキシ)フルオレン、2,7-ビス(5-アミノ-3-フェノキシペントキシ)フルオレン、2,7-ビス(5-アミノ-3-フェニルスルファニルペントキシ)フルオレン、2,7-ビス(5-アミノ-3-ベンゼンスルホニルペントキシ)フルオレン、2,7-ビス(4-アミノフェノキシ)フルオレン、2,7-ビス(3-アミノフェノキシ)フルオレン、2,7-ビス(2-アミノフェノキシ)フルオレン、2,7-ビス(5-アミノ-1-ナフトキシ)フルオレン、2,7-ビス(8-アミノ-1-ナフトキシ)フルオレン、2,7-ビス(3-アミノ-2-ナフトキシ)フルオレン、2,7-ビス(8-アミノ-2-ナフトキシ)フルオレン、2,7-ビス(4-アミノ-1-ナフトキシ)フルオレン、2,7-ビス(2-アミノ-1-ナフトキシ)フルオレン、2,7-ビス(6-アミノ-2-ナフトキシ)フルオレン、2,7-ビス(7-アミノ-2-ナフトキシ)フルオレン、2,7-ビス(6-アミノ-1-ピレノキシ)フルオレン、2,7-ビス(8-アミノ-1-ピレノキシ)フルオレン、2,7-ビス(3-アミノ-1-ピレノキシ)フルオレン、2,7-ビス(10-アミノ-9-フェナントレノキシ)フルオレン、2,7-ビス(7-アミノ-2-フルオレノキシ)フルオレン、2,7-ビス(4’-アミノ-4-ビフェニロキシ)フルオレン、2,7-ビス(4’-アミノ-3,3’-ジメチル-4-ビフェニロキシ)フルオレン、2,7-ビス{4-[1-(4-アミノフェニル)-2,2,2-トリフルオロ-1-トリフルオロメチルエチル]フェノキシ}フルオレン、2,7-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェノキシ]フルオレン、2,7-ビス[4-(4-アミノフェニルスルファニル)フェノキシ]フルオレン、2,7-ビス[4-(4-アミノベンゼンスルホニル)フェノキシ]フルオレン、2,7-ビス(8-アミノ-3-フェナントリジノキシ)フルオレン、2,7-ビス(3-アミノ-8-フェナントリジノキシ)フルオレン、2,7-ビス(8-アミノ-6-フェニル-3-フェナントリジノキシ)フルオレン、2,7-ビス(3-アミノ-6-フェニル-8-フェナントリジノキシ)フルオレンである。
 本発明のジアミン化合物では、アミノ基を有する置換基がエーテル結合(-O-)を介して2位および7位の炭素原子に結合している。エーテル結合は分子鎖の回転性に優れるため、この結合によって、当該ジアミン化合物を用いてポリマーを形成したときに、当該ポリマーにより、例えば、屈曲性、可撓性が高いフィルムが得られる。
 本発明のジアミン化合物は、ポリアミド、ポリイミド、エポキシ樹脂、ポリウレタンなどの重縮合ポリマー、熱硬化性ポリマーの原料あるいは架橋剤など、従来のジアミン化合物と同様の用途に使用できる。
 [本発明のジアミン化合物の製造方法]
 本発明のジアミン化合物の製造方法では、まず、式(2)に示す2,7-ジヒドロキシ-9-フルオレノンと、式(3)に示す化合物(A)とを縮合させて、式(4)に示す化合物(B)を得る(反応1)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 式(3)中のXはハロゲン基(F、Cl、BrまたはIであり、F、ClまたはBrが好ましく、FまたはClがより好ましい)である。式(3)中のAは、例えば、置換基を有していてもよい炭素数1~10の2価の炭化水素基である。式(3)中のAは、好ましい例として、置換基を有していてもよい炭素数1~10の2価の脂肪族基R1;1~4の環構造を有する、置換基を有していてもよい2価の芳香族基Ar1;1~4の環構造を有する、置換基を有していてもよい2価の芳香族基Ar2およびAr3により構成される式[-Ar2-Ar3-]で示される基(Ar2およびAr3は、同一であっても互いに異なっていてもよい);1~4の環構造を有する、置換基を有していてもよい2価の芳香族基Ar4およびAr5ならびにエーテル基(-O-)、チオエーテル基(-S-)またはスルホン基(-SO2-)であるZにより構成される、式[-Ar4-Z-Ar5-]で示される基(Ar4およびAr5は、同一であっても互いに異なっていてもよい);1~4の環構造を有する、置換基を有していてもよい2価の芳香族基Ar6、および、置換基を有していてもよい炭素数1~10の2価の脂肪族基R2により構成される、式[-Ar6-R2-]で示される基;または、1~4の環構造を有する、置換基を有していてもよい2価の芳香族基Ar7およびAr8、ならびに、置換基を有していてもよい炭素数1~10の2価の脂肪族基R3により構成される、式[-Ar7-R3-Ar8-]で示される基(Ar7およびAr8は、同一であっても互いに異なっていてもよい);である。脂肪族基R1、R2およびR3ならびに芳香族基Ar1、Ar2、Ar3、Ar4、Ar5、Ar6、Ar7およびAr8が有していてもよい上記置換基は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、トリフルオロメチル基、フェニル基、フェノキシ基、フェニルチオ基およびベンゼンスルホニル基から選ばれる少なくとも1種である。
 式(3)におけるAは、得たいジアミン化合物における、アミノ基を有する置換基に応じて選択すればよく、例えば、得たいジアミン化合物を式(1)で表したときに、当該式(1)におけるAと同じであればよい。以降の式(4)、(5)に示すAは、途中の反応で分子構造が変化しない限り、式(3)におけるAと同じである。
 式(3)における具体的なAは、例えば、フェニレン基、ナフタレン基、メチル基、エチル基である。
 反応1は、2,7-ジヒドロキシ-9-フルオレノンのヒドロキシ基と、化合物(A)との脱ハロゲン化水素縮合反応かつエーテル化反応であり、塩基性触媒の存在下で効率よく進行する。
 塩基性触媒は、例えば、アルカリ金属の酸化物、水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩、水素化物およびアルコキシドである。具体的な例は、酸化ナトリウム、酸化リチウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素ナトリウム、水素化ナトリウム、カリウム-t-ブトキシド、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシドである。触媒は、2種以上使用してもよい。触媒の使用量は、例えば、2,7-ジヒドロキシ-9-フルオレノンに対して、1.0~5.0当量、好ましくは2.0~4.0当量である。
 反応1における反応溶媒は、反応1が進行する限り特に限定されないが、非プロトン性極性溶媒が好ましい。反応1における反応溶媒は、例えば、N-メチルホルムアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルスルホン、スルホラン、N-メチル-2-ピロリジノン、N-メチルピロリドン(NMP)、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、N,N,N’,N’-テトラメチルウレア、ヘキサメチルホスホトリアミド、1,3-ジメチル-3,4,5,6-テトラヒドロ-2(1H)-ピリミジノン、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、アセトンである。反応溶媒の使用量は特に限定されないが、通常、反応物質の全量に対して、1~20重量倍である。非プロトン性極性溶媒は、反応1の後も、反応2、3の反応溶媒として、引き続き使用することができる。
 反応1では、反応促進剤として、4級アンモニウム塩、4級リン酸塩、クラウンエーテルなどの大環状ポリエーテル、クリブテートなどの含窒素大環状ポリエーテル、含窒素鎖状ポリエーテル、ポリエチレングリコールおよびそのアルキルエーテルなどの相関移動触媒、銅粉、銅塩などを併用してもよい。
 反応温度、反応時間など、反応条件の詳細は、適宜調整できる。
 反応1では、フルオレン骨格における9位がケトン基であるフルオレノンを出発物質として用いているため、9位の炭素原子への置換基の結合が抑制され、これにより、続く反応2、3を経て、本発明のジアミン化合物を効率よく製造できる。本発明者らが、2,7-ジヒドロキシ-9-フルオレノンの代わりに、2,7-ジヒドロキシ-9-フルオレンを出発物質として用いて反応1と同様の反応を進行させたところ、9位の炭素原子に置換基が結合することが確認された。
 次に、反応1を経て得られた化合物(B)の9位のケトン基を還元して、9位の炭素原子にヒドロキシ基が結合した状態とした後に、当該ヒドロキシ基をアセチル化して、式(5)に示す化合物(C)を得る(反応2)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 本発明のジアミン化合物を得るためには、化合物(B)の9位のケトン基を還元してメチレン基にする必要がある。しかし、化合物(B)のケトン基に対する還元反応は、9位の炭素原子にヒドロキシ基が結合した状態までしか進行しない。そこで、ヒドロキシ基が結合した状態まで還元反応を進行させた後、一度、ヒドロキシ基をアセチル化し、9位の炭素原子にアセトキシ基(-OAc)が結合した状態とする。この状態(化合物(C))とすることによって初めて、フルオレン骨格における9位のケトン基をメチレン基にまで還元することが可能となる。
 反応2におけるケトン基の還元反応は、例えば、水素化、ヒドリド還元、金属還元などの手法により進行させればよい。各手法に使用される還元剤および/または触媒は特に限定されない。水素化および金属還元には、例えば、ニッケル、銅-酸化クロム、ルテニウム、ロジウム、白金などの金属の微粉末または当該微粉末を活性炭、アルミナ、珪藻土などの不溶性担体に吸着させた触媒、有機物と金属との複合体などを使用できる。ヒドリド還元には、例えば、ジボラン、水素化ホウ素ナトリウム(NaBH4)、シアノ水素化ホウ素ナトリウム、水素化トリエチルホウ素リチウム、水素化トリ(sec-ブチル)ホウ素リチウム、水素化トリ(sec-ブチル)ホウ素カリウム、水素化ジイソブチルアルミニウム、水素化アルミニウムリチウム、水素化ビス(2-メトキシエトキシ)アルミニウムナトリウム、水素化トリブチルスズなどを使用できる。
 ケトン基の還元反応に用いる反応溶媒は、当該反応が進行する限り、任意の溶媒を使用できる。反応1の反応溶媒として非プロトン性極性溶媒を使用した場合、当該溶媒を引き続き使用することも可能である。
 反応温度、反応時間など、反応条件の詳細は、適宜調整できる。
 反応2におけるアセチル化は、無水酢酸またはアセチルクロライドなどを用いて進行させればよい。
 アセチル化に用いる反応溶媒は、当該反応が進行する限り、任意の溶媒を使用できる。反応1の反応溶媒として非プロトン性極性溶媒を使用した場合、当該溶媒を引き続き使用することも可能である。
 反応温度、反応時間など、反応条件の詳細は、適宜調整できる。
 次に、反応2を経て得られた化合物(C)のフルオレン骨格における9位の炭素原子(アセトキシ基が結合した炭素原子)を還元してメチレン基とするとともに、2位および7位の炭素原子に結合した、化合物(A)に由来する置換基に含まれるニトロ基を還元してアミノ基とし、式(1)に示す本発明のジアミン化合物を得る(反応3)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 反応3における還元反応は、例えば、水素化、ヒドリド還元、金属還元などの手法により進行させればよい。各手法に用いられる還元剤および/または触媒は、反応2におけるケトン基の還元反応において使用したものと同様であってよい。反応温度、反応時間など、反応条件の詳細は、適宜調整できる。
 反応3に用いる反応溶媒は、当該反応が進行する限り、任意の溶媒を使用できる。反応1の反応溶媒として非プロトン性極性溶媒を使用した場合、当該溶媒を引き続き使用することも可能である。
 反応3における9位の炭素原子の還元と、ニトロ基の還元とは、同時に行ってもよいし、分離して行ってもよい。
 本発明の製造方法では、必要に応じて、反応1、2および3以外の任意の反応ならびに任意の工程を実施してもよい。
 以下、実施例により、本発明をより詳細に説明する。本発明は、以下の実施例に限定されない。
 [反応1]
 2,7-ジヒドロキシ-9-フルオレノン100.0g(471.3mmol)、化合物(A)として4-フルオロニトロベンゼン146.3g(1036.8mmol)、触媒として炭酸カリウム260.5g(1885.0mmol)および反応溶媒としてN-メチルピロリドン(NMP)1000mLを内容積2Lの四つ口セパラブルフラスコに収容し、フラスコ内の混合物を攪拌しながら、窒素雰囲気下、90℃にて3時間、以下の式(12)に示す反応を進行させた。反応終了後、フラスコの内容物を室温に冷却し、その後、氷水10L中に注入して析出した結晶を濾取した。濾取した結晶を、水およびエタノールで順次洗浄した後、減圧乾燥して、式(12)の右辺に示す化合物(B)197.4g(収率92.2%)を、黄土色結晶として得た。式(12)の右辺に示す化合物(B)は、2,7-ビス(4-ニトロフェノキシ)-9-フルオレノンである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 [反応2]
 反応1で得た化合物(B)150.0g(330.1mmol)、還元剤として水素化ホウ素ナトリウム61.2g(1617.6mmol)および塩化アルミニウム(III)123.3g(924.3mmol)ならびに反応溶媒としてテトラヒドロフラン(THF)2.3Lを内容積5Lの四つ口セパラブルフラスコに収容し、フラスコ内の混合物を窒素雰囲気下にて一晩環流させ、以下の式(13)に示す反応を進行させた。次に、アイスバスで冷却しながらフラスコ内に水1Lを滴下し、クエンチした。次に、酢酸エチルによる反応生成物の抽出を行い、抽出物を硫酸ナトリウムにより乾燥した後、減圧濃縮し、ヘプタンによる晶析を経て、式(13)の右辺に示す化合物(2,7-ビス(4-ニトロフェノキシ)-9-ヒドロキシフルオレン)154.1g(収率102.3%)を黄色結晶として得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 次に、得られた化合物150.0g(328.7mmol)と、ジクロロメタン2Lと、トリエチルアミン39.9g(394.4mmol)と、N,N-ジメチル-4-アミノピリジン(DMAP)4.0g(32.9mmol)とを、内容積3Lの四つ口セパラブルフラスコに収容し、フラスコ内を窒素雰囲気に保ちながら、全体を氷冷した。そこにアセチルクロリド31.0g(394.4mmol)を滴下し、3時間攪拌した後、フラスコ内の混合物を室温に戻してから一晩攪拌し続けることで、以下の式(14)に示す反応を進行させた。次に、フラスコの内容物を氷水3Lに投入した後に、ジクロロメタンによる反応生成物の抽出を行い、抽出物を硫酸ナトリウムにより乾燥した後、減圧濃縮し、得られた残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル1000g、展開溶媒ジクロロメタン)にて精製した。これにより得られた結晶をTHF/ヘプタンにて晶析させて、式(14)の右辺に示す化合物(C)159.7g(収率97.5%)を、微オレンジ色結晶として得た。式(14)の右辺に示す化合物(C)は、2,7-ビス(4-ニトロフェノキシ)-9-アセトキシフルオレンである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 [反応3]
 反応2で得た化合物(C)159.0g(319.0mmol)、還元剤として10重量%パラジウム-活性炭素エチレンジアミン複合体15.9gおよび反応溶媒としてTHF3Lを内容積5Lの四つ口セパラブルフラスコに収容し、フラスコ内を水素雰囲気に保ちながら、室温で二日間、フラスコ内容物の攪拌を続け、以下の式(15)に示す反応を進行させた。反応終了後、セライト濾過により、フラスコ内容物から触媒を取り除いた後、濾液を減圧濃縮し、ヘプタンで晶析させた。晶析させた結晶をさらに少量のTHFに溶解させ、THF/エタノールで晶析させて、式(15)の右辺に示す2,7-ビス(4-アミノフェノキシ)フルオレン101.1g(収率83.3%)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 得られた2,7-ビス(4-アミノフェノキシ)フルオレンは、プロトン核磁気共鳴分光(1H-NMR、ブルカー・バイオスピン社製AVANCE II 300、周波数300MHz、測定溶媒はジメチルスルホキシド-d6)により同定した。NMR測定結果を図1に示す。図1に示すように、化学シフトσにして、3.785ppm(2H)、4.977ppm(4H)、6.577-6.607ppm(4H)、6.770-6.799ppm(4H)、6.850-6.885ppm(2H)、6.992-6.999ppm(2H)、7.680-7.708ppm(2H)のピークが観測され、2,7-ビス(4-アミノフェノキシ)フルオレンであることが確認された。
 本発明のジアミン化合物は、ポリアミド、ポリイミド、エポキシ樹脂、ポリウレタンなどの重縮合ポリマー、熱硬化性ポリマーの原料あるいは架橋剤など、従来のジアミン化合物と同様の用途に使用できる。

Claims (2)

  1.  以下の式(1)に示すジアミン化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
     式(1)におけるAは、
     置換基を有していてもよい炭素数1~10の2価の脂肪族基R1
     1~4の環構造を有する、置換基を有していてもよい2価の芳香族基Ar1
     1~4の環構造を有する、置換基を有していてもよい2価の芳香族基Ar2およびAr3により構成される式[-Ar2-Ar3-]で示される基(Ar2およびAr3は、同一であっても互いに異なっていてもよい);
     1~4の環構造を有する、置換基を有していてもよい2価の芳香族基Ar4およびAr5ならびにエーテル基(-O-)、チオエーテル基(-S-)またはスルホン基(-SO2-)であるZにより構成される、式[-Ar4-Z-Ar5-]で示される基(Ar4およびAr5は、同一であっても互いに異なっていてもよい);
     1~4の環構造を有する、置換基を有していてもよい2価の芳香族基Ar6、および、置換基を有していてもよい炭素数1~10の2価の脂肪族基R2により構成される、式[-Ar6-R2-]で示される基;または、
     1~4の環構造を有する、置換基を有していてもよい2価の芳香族基Ar7およびAr8、ならびに、置換基を有していてもよい炭素数1~10の2価の脂肪族基R3により構成される、式[-Ar7-R3-Ar8-]で示される基(Ar7およびAr8は、同一であっても互いに異なっていてもよい);である。
     前記置換基は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、トリフルオロメチル基、フェニル基、フェノキシ基、フェニルチオ基およびベンゼンスルホニル基から選ばれる少なくとも1種である。
  2.  請求項1に記載のジアミン化合物の製造方法であって、
     式(2)に示す2,7-ジヒドロキシ-9-フルオレノンと、式(3)に示す化合物(A)との縮合反応により、式(4)に示す化合物(B)を得る工程と、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
     前記化合物(B)のフルオレン骨格における9位のケトン基を還元して、9位の炭素原子にヒドロキシ基が結合した状態とした後に、当該ヒドロキシ基をアセチル化して、式(5)に示す化合物(C)を得る工程と、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
     前記化合物(C)のフルオレン骨格におけるアセトキシ基が結合した9位の炭素原子ならびに前記骨格における2位および7位の炭素原子に結合した前記化合物(A)由来の置換基に含まれるニトロ基を還元して、式(1)に示すジアミン化合物を得る工程と、を含むジアミン化合物の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
     式(3)におけるXは、ハロゲン基であり、
     式(1)、(3)~(5)におけるAは、
     置換基を有していてもよい炭素数1~10の2価の脂肪族基R1
     1~4の環構造を有する、置換基を有していてもよい2価の芳香族基Ar1
     1~4の環構造を有する、置換基を有していてもよい2価の芳香族基Ar2およびAr3により構成される式[-Ar2-Ar3-]で示される基(Ar2およびAr3は、同一であっても互いに異なっていてもよい);
     1~4の環構造を有する、置換基を有していてもよい2価の芳香族基Ar4およびAr5ならびにエーテル基(-O-)、チオエーテル基(-S-)またはスルホン基(-SO2-)であるZにより構成される、式[-Ar4-Z-Ar5-]で示される基(Ar4およびAr5は、同一であっても互いに異なっていてもよい);
     1~4の環構造を有する、置換基を有していてもよい2価の芳香族基Ar6、および、置換基を有していてもよい炭素数1~10の2価の脂肪族基R2により構成される、式[-Ar6-R2-]で示される基;または、
     1~4の環構造を有する、置換基を有していてもよい2価の芳香族基Ar7およびAr8、ならびに、置換基を有していてもよい炭素数1~10の2価の脂肪族基R3により構成される、式[-Ar7-R3-Ar8-]で示される基(Ar7およびAr8は、同一であっても互いに異なっていてもよい);である。
     前記置換基は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、トリフルオロメチル基、フェニル基、フェノキシ基、フェニルチオ基およびベンゼンスルホニル基から選ばれる少なくとも1種である。
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