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特表2022-518951ビフェノール二無水物組成物の製造方法、ビフェノール二無水物の精製方法、およびビフェノール二無水物から誘導されるポリ(エーテルイミド)
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-03-17
(54)【発明の名称】ビフェノール二無水物組成物の製造方法、ビフェノール二無水物の精製方法、およびビフェノール二無水物から誘導されるポリ(エーテルイミド)
(51)【国際特許分類】
   C07D 307/89 20060101AFI20220310BHJP
   C08G 73/10 20060101ALI20220310BHJP
   G02C 7/00 20060101ALI20220310BHJP
   G02B 1/04 20060101ALI20220310BHJP
【FI】
C07D307/89 Z CSP
C08G73/10
G02C7/00
G02B1/04
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021544459
(86)(22)【出願日】2020-01-29
(85)【翻訳文提出日】2021-07-29
(86)【国際出願番号】 US2020015630
(87)【国際公開番号】W WO2020160115
(87)【国際公開日】2020-08-06
(31)【優先権主張番号】19154911.2
(32)【優先日】2019-01-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】521198963
【氏名又は名称】エスエイチピーピー グローバル テクノロジーズ ベスローテン フェンノートシャップ
(74)【代理人】
【識別番号】110001210
【氏名又は名称】特許業務法人YKI国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】パティル ダダサヘブ ブイ
(72)【発明者】
【氏名】ロドリゲス オルドネス フアン フスティノ
(72)【発明者】
【氏名】シュルテ ジェームス パトリック ザ セカンド
【テーマコード(参考)】
2H006
4C037
4J043
【Fターム(参考)】
2H006BA01
4C037RA11
4J043PA01
4J043QB15
4J043QB26
4J043QB31
4J043SA06
4J043TA14
4J043TA22
4J043UA152
4J043UB122
4J043UB402
4J043VA042
4J043XA11
4J043XA13
4J043XB27
4J043ZA12
4J043ZA31
4J043ZB11
4J043ZB21
4J043ZB47
(57)【要約】
ビフェノール二無水物組成物の製造方法は、式(I)
【化1】
(式中、R、R、pおよびqは本明細書で規定される通りである)のビフェノール四酸と、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、亜鉛イオン、アルミニウムイオン、鉄イオン、リン酸イオン、硫酸イオン、塩化物イオン、硝酸イオン、および亜硝酸イオンの少なくとも1つと、非ハロゲン化溶媒とを含む第1の溶液を加熱する工程を含む。第1の溶液は、対応するビフェノール二無水物と、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、亜鉛イオン、アルミニウムイオン、鉄イオン、リン酸イオン、硫酸イオン、塩化物イオン、硝酸イオン、および亜硝酸イオンの少なくとも1つと、非ハロゲン化溶媒とを含む第2の溶液を提供するのに有効な条件下で加熱される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ビフェノール二無水物組成物の製造方法であって、

【化1】
(式中、RおよびRは各々独立して、ハロゲンまたは一価C1-6アルキル基であり、pおよびqは各々独立して0から4の整数であり、好ましくは、pおよびqは各々0である)のビフェノール四酸と、
ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、亜鉛イオン、アルミニウムイオン、チタンイオン、リンイオン、鉄イオン、リン酸イオン、硫酸イオン、塩化物イオン、硝酸イオン、亜硝酸イオン、および亜硫酸イオンを含む少なくとも1つのイオン種と、
安息香酸エチル、ジフェニルエーテル、フェネトール、トリグリム、ベンゾニトリル、スルホラン、m-クレゾール、o-クレゾール、p-クレゾール、1-ニトロトルエン、2-ニトロトルエン、3-ニトロトルエン、4-ニトロトルエン、N-メチル-ピロリジノン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、ジメチルアセトアミド、またはそれらの組み合わせを含む非ハロゲン化溶媒と
を含む第1の溶液を、
対応するビフェノール二無水物と、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、亜鉛イオン、アルミニウムイオン、チタンイオン、リンイオン、鉄イオン、リン酸イオン、硫酸イオン、塩化物イオン、硝酸イオン、および亜硝酸イオンの前記少なくとも1つと、前記溶媒とを含む第2の溶液を提供するのに有効な条件下で、加熱する工程を含む、方法。
【請求項2】
前記第2の溶液を、前記ビフェノール二無水物を沈殿させるのに有効な温度まで冷却する工程、
前記ビフェノール二無水物を前記第2の溶液から単離する工程、ならびに、任意で
前記単離されたビフェノール二無水物を有機溶媒、水、またはそれらの組み合わせで洗浄する工程
をさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記第2の溶液を冷却する前に、前記第2の溶液を濾過し、イオン種を除去する工程、または、重合前に前記第2の溶液を濾過し、イオン種を除去する工程をさらに含む、請求項2に記載の方法。
【請求項4】
イオン種をビフェノール二無水物と非ハロゲン化溶媒とを含む溶液から除去する工程であって、前記非ハロゲン化溶媒は、安息香酸エチル、ジフェニルエーテル、フェネトール、トリグリム、ベンゾニトリル、スルホラン、m-クレゾール、o-クレゾール、p-クレゾール、1-ニトロトルエン、2-ニトロトルエン、3-ニトロトルエン、4-ニトロトルエン、N-メチル-ピロリジノン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、ジメチルアセトアミド、またはそれらの組み合わせを含む、工程を含む、ビフェノール二無水物の精製のための方法であって、
前記方法は、
前記イオン種を前記溶液から、セライト、珪藻土、シリカ、アルミナ、またはそれらの組み合わせを含む吸着剤により吸着する工程、
前記ビフェノール二無水物を前記溶液から結晶化する工程、
前記溶液を濾過し前記イオン種を除去する工程、または
それらの組み合わせ
を含む、方法。
【請求項5】
前記ビフェノール二無水物は異性体混合物であり、好ましくは、前記ビフェノール二無水物の10-100重量パーセントは3,3’位に前記ビフェノール二無水物のビフェノール基の二価結合を有し、より好ましくは、前記ビフェノール二無水物の90-100重量パーセントは3,3’位に前記ビフェノール二無水物のビフェノール基の二価結合を有する、請求項1ないし4のいずれかに記載の方法。
【請求項6】
前記ビフェノール二無水物は、
25ppm未満の、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、亜鉛イオン、アルミニウムイオン、チタンイオン、リンイオン、および鉄イオンの各々、
110ppm未満の、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、亜鉛イオン、アルミニウムイオン、チタンイオン、リンイオン、および鉄イオンの合計、
20ppm未満の、リン酸イオン、硫酸イオン、亜硫酸イオン、塩化物イオン、硝酸イオン、および亜硝酸イオンの各々、好ましくは45ppm未満の、NaHSO、NaSO、KHSO、KSO、NaNO、NaNO、KNO、KNO、NaCl、KCl、CaSO、Ca(NOの各々、ならびに
50ppm未満の、リン酸イオン、硫酸イオン、塩化物イオン、硝酸イオン、および亜硝酸イオンの合計
を含む、請求項1ないし5のいずれかに記載の方法。
【請求項7】
請求項1ないし6のいずれか一項以上に記載の方法により製造されたビフェノール二無水物。
【請求項8】
請求項7に記載のビフェノール二無水物および有機ジアミンから誘導されるポリ(エーテルイミド)であって、好ましくは、前記有機ジアミンは、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,4’-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、メタ-フェニレンジアミン、パラ-フェニレンジアミン、オルト-フェニレンジアミン、4,4’-オキシジアニリン、3,3’-オキシジアニリン、3,4’-オキシジアニリン、またはそれらの組み合わせである、ポリ(エーテルイミド)。
【請求項9】
前記ポリ(エーテルイミド)は、25ppm未満の、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、亜鉛イオン、アルミニウムイオン、チタンイオン、リンイオン、および鉄イオンの各々、ならびに、20ppm未満の、リン酸イオン、硫酸イオン、亜硫酸イオン、塩化物イオン、硝酸イオン、および亜硝酸イオンの各々を含む、請求項8に記載のポリ(エーテルイミド)。
【請求項10】
前記ビフェノール二無水物を前記有機ジアミンと、芳香族非ハロゲン化溶媒の存在下、前記ポリ(エーテルイミド)を提供するのに有効な条件下で接触させる工程を含む、請求項8ないし9のいずれかに記載のポリ(エーテルイミド)の製造方法。
【請求項11】
前記芳香族非ハロゲン化溶媒は、ベンゾニトリル、1-ニトロトルエン、2-ニトロトルエン、3-ニトロトルエン、4-ニトロトルエン、m-クレゾール、o-クレゾール、p-クレゾール、N-メチル-ピロリジノン、スルホラン、トリグリム、フェネトール、安息香酸エチル、ジメチルアセトアミド、ジフェニルエーテル、および1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、またはそれらの組み合わせを含む、請求項10に記載の方法。
【請求項12】
前記ポリ(エーテルイミド)の脱揮をさらに含む、請求項10または11に記載の方法。
【請求項13】
請求項8ないし9のいずれか一項に記載のポリ(エーテルイミド)を含む物品であって、好ましくは、光学部品、好ましくはレンズである物品。
【請求項14】
前記ポリ(エーテルイミド)から成形された物品または前記ポリ(エーテルイミド)を含むプレスフィルムは、ASTM D 1003-07に従い、0.16mm厚さで測定すると、630ナノメートル、850ナノメートル、1310ナノメートル、および1550ナノメートルで65%を超えるパーセント透過を有する、請求項8ないし9に記載のポリ(エーテルイミド)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は2019年1月31日に出願された欧州特許出願番号19154911.2号(その内容はこれによりその全体が参照により組み込まれる)の恩典を主張する。
【背景技術】
【0002】
ポリ(イミド)、特にポリ(エーテルイミド)(PEI)は、180℃を超えるガラス転移温度(Tg)を有する高性能ポリマーである。これらのポリマーはさらに、高い強度、耐熱性、および弾性率、ならびに広範の耐化学性を有する。ポリ(エーテルイミド)は自動車および電気/電子用途という多様性のある用途において広く使用されている。というのも、これらの組成物は良好な機械的および熱特性を提供するからである。
【0003】
ポリ(エーテルイミド)は、例えば、二無水物のジアミンとの縮合重合により調製することができる。良好な反応速度論を得、高分子量を達成し、安定で、加工処理可能なポリマー生成物、高純度モノマー成分を提供することが望ましい。加えて、いくつかの用途は、ポリマーが良好な光学的透明度、ならびに良好な熱および機械的特性を有することを要求する可能性がある。物品が示すヘイズのレベルは、ポリマーが調製される方法と関連する可能性がある。実際には、アルカリ金属およびそれらの塩を実質的に含まない所望の二無水物を生成することは困難となり得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】中国特許出願公開第106279085号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
よって、当技術分野においては、残留相間移動剤、ナトリウム、カリウム、カルシウム、亜鉛、アルミニウム、鉄、リン酸、硝酸、亜硝酸、硫酸、および塩化物イオンを実質的に含まない二無水物モノマーが必要とされる。低レベルのそのような汚染物質を有し、低いヘイズ、高い光学的透明度、重合中の良好な反応速度論、高分子量を示し、安定で加工処理可能なポリマーとして挙動するポリ(エーテルイミド)を提供することは、さらなる利点となるであろう。
【課題を解決するための手段】
【0006】
ビフェノール二無水物組成物の製造方法は、式
【化1】
のビフェノール四酸(式中、RおよびRは各々独立して、ハロゲンまたは一価C1-6アルキル基であり、pおよびqは各々独立して0から4の整数であり、好ましくは、pおよびqは各々0である)と、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、亜鉛イオン、アルミニウムイオン、チタンイオン、リンイオン、鉄イオン、リン酸イオン、硫酸イオン、塩化物イオン、硝酸イオン、亜硝酸イオン、および亜硫酸イオンの少なくとも1つと、安息香酸エチル、ジフェニルエーテル、フェネトール、トリグリム、ベンゾニトリル、スルホラン、m-クレゾール、o-クレゾール、p-クレゾール、1-ニトロトルエン、2-ニトロトルエン、3-ニトロトルエン、4-ニトロトルエン、N-メチル-ピロリジノン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、スルホラン、ジメチルアセトアミド、またはそれらの組み合わせを含む非ハロゲン化溶媒とを含む第1の溶液を、対応するビフェノール二無水物と、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、亜鉛イオン、アルミニウムイオン、チタンイオン、リンイオン、鉄イオン、リン酸イオン、硫酸イオン、塩化物イオン、硝酸イオン、亜硝酸イオン、および亜硫酸イオンの少なくとも1つと、溶媒とを含む第2の溶液を提供するのに有効な条件下で加熱する工程を含む。
【0007】
上記方法により製造されたビフェノール二無水物もまた、記載される。
【0008】
ビフェノール二無水物および有機ジアミンから誘導されるポリ(エーテルイミド)もまた、記載される。
【0009】
ポリ(エーテルイミド)の製造方法は、ビフェノール二無水物を有機ジアミンと、芳香族非ハロゲン化溶媒の存在下、ポリ(エーテルイミド)を提供するのに有効な条件下で接触させる工程を含む。
【0010】
物品はポリ(エーテルイミド)を含む。
【0011】
上記および他の特徴は下記詳細な説明により例示される。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明者らは予想外に、特に非ハロゲン化溶媒の使用により、低レベルの残留汚染物質を有するビフェノール二無水物を調製することができることを発見した。本発明者らはまた、対応する四酸前駆体から、非ハロゲン化溶媒を使用してビフェノール二無水物を調製するための方法を発見し、便宜的に、ビフェノール二無水物は、最初に二無水物を単離する必要なくジアミンとの重合に直接使用することができる。よって、本開示のビフェノール二無水物はまた、便宜的に、低レベルの残留汚染物質を有するポリ(エーテルイミド)の調製において使用することができ、所望の特性、特に良好な光学的透明度および低いヘイズを有するポリマーが得られる。ビフェノール部分に基づく剛性骨格を有するポリ(エーテルイミド)は非ハロゲン化溶媒を使用して調製すると高分子量を達成することが見出された。
【0013】
したがって、本開示の一態様はビフェノール二無水物組成物を製造するための方法である。方法は、ビフェノール四酸と、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、亜鉛イオン、アルミニウムイオン、鉄イオン、リン酸イオン、硫酸イオン、塩化物イオン、硝酸イオン、および亜硝酸イオンの少なくとも1つと、非ハロゲン化溶媒とを含む第1の溶液を加熱する工程を含む。
【0014】
ビフェノール四酸は式
【化2】
を有し、式中、RおよびRは各々独立して、ハロゲンまたは一価C1-6アルキル基であり、pおよびqは各々独立して0から4の整数であり、好ましくは、pおよびqは各々0である。いくつかの実施形態では、p、q、または両方は1から4、好ましくは1から2、より好ましくは1とすることができる。いくつかの実施形態では、RおよびRは各々独立して、C1-3アルキル基、例えば、メチル基とすることができる。ビフェノール基の二価結合は3,3’位、3,4’位、または4,4’位とすることができる。好ましくは、ビフェノール基の二価結合は3,3’位とすることができる。ビフェノール四酸は好ましくは、0.5重量パーセント未満のビフェノールを汚染物質として含むことができる。
【0015】
非ハロゲン化溶媒は好ましくは芳香族非ハロゲン化溶媒である。非ハロゲン化溶媒は、安息香酸エチル、ジフェニルエーテル、フェネトール、トリグリム、ベンゾニトリル、スルホラン、m-クレゾール、o-クレゾール、p-クレゾール、1-ニトロトルエン、2-ニトロトルエン、3-ニトロトルエン、4-ニトロトルエン、N-メチル-ピロリジノン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、ジメチルアセトアミド、またはそれらの組み合わせを含むことができる。いくつかの実施形態では、非ハロゲン化溶媒以外の溶媒は、方法から排除される。例えば、方法は、ハロゲン化溶媒なしで実施することができる。例えば、いくつかの実施形態では、方法は、オルト-ジクロロベンゼンなどのハロゲン化溶媒を排除することができる。
【0016】
第1の溶液は対応するビフェノール二無水物を含む第2の溶液を提供するのに有効な条件下で加熱される。ビフェノール二無水物は式
【化3】
を有することができ、式中、R、R、pおよびqは以上で規定される通りである。第2の溶液は、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、亜鉛イオン、アルミニウムイオン、鉄イオン、リン酸イオン、硫酸イオン、塩化物イオン、硝酸イオン、亜硝酸イオン、および亜硫酸イオンの少なくとも1つ、ならびに非ハロゲン化溶媒をさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、イオン種は、1つ以上の無機塩、例えば、NaHSO、NaSO、KHSO、KSO、NaNO、NaNO、KNO、KNO、NaCl、KCl、CaSO、およびCa(NOを含むことができる。
【0017】
第2の溶液を提供するのに有効な条件は、例えば、100から200℃、好ましくは120から180℃、より好ましくは150から180℃の温度、および、5分から10時間、好ましくは1から10時間、より好ましくは3から5時間の時間を含むことができる。一態様では、第2の溶液を提供するための時間は、5時間未満、または4時間未満、または3時間未満、または0.5から5時間未満、または0.5から4時間、または0.5から3時間、または0.5から2時間、または0.5から1時間とすることができる。加熱は加圧下で、減圧で、または大気圧で実施することができる。いくつかの実施形態では、方法は好ましくは、酢酸、無水酢酸、など、またはそれらの組み合わせのような脱水剤なしで実施される。いくつかの実施形態では、相間移動触媒は方法から排除される。
【0018】
有利な特徴において、本明細書で提供される方法は、酸の添加を排除することができる。例えば、方法は、限定はされないが、塩酸、酢酸、ギ酸、など、またはそれらの組み合わせなどの酸の添加を要求しない。
【0019】
いくつかの実施形態では、方法は任意で、第2の溶液を、ビフェノール二無水物を沈殿させるのに有効な温度まで、例えば、10から70℃、または25から65℃、または25から50℃の温度まで冷却する工程、および、ビフェノール二無水物を第2の溶液から単離する工程をさらに含むことができる。ビフェノール二無水物を第2の溶液から単離する工程は、例えば、濾過、遠心分離、など、またはそれらの組み合わせによることができる。単離されたビフェノール二無水物はさらに、好適な溶媒で、例えば、C1-6アルコール、水、またはそれらの組み合わせで洗浄することができる。好ましくは、ビフェノール二無水物は、メタノール、水、またはそれらの組み合わせで洗浄することができる。いくつかの実施形態では、第2の溶液を冷却する前に、方法は、第2の溶液を濾過して、イオン種を除去する工程をさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、濾過は2マイクロメートル以下の細孔サイズを有するフィルタに通して実施することができる。第2の溶液を濾過する工程により、第2の溶液より高い純度を有する第3の溶液が提供され得る(すなわち、第3の溶液は第2の溶液と比べて低減された量のイオン種を含む)。
【0020】
ビフェノール二無水物は異性体混合物とすることができる。例えば、ビフェノール二無水物の10-100重量パーセントは、3,3’位にビフェノール二無水物のビフェノール基の二価結合を有することができる。好ましくは、ビフェノール二無水物の90-100重量パーセントは、3,3’位にビフェノール二無水物のビフェノール基の二価結合を有することができる。よって、ビフェノール二無水物は好ましくは、ビフェノール二無水物の90から100重量パーセントが式
【化4】
を有する異性体混合物である。
【0021】
本明細書で記載される方法に従い調製されたビフェノール二無水物は便宜的に、低レベルの残留汚染物質を有することができる。例えば、ビフェノール二無水物は、35ppm未満の、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、亜鉛イオン、アルミニウムイオン、および鉄イオンの各々を含むことができる。ビフェノール二無水物は、175ppm未満の、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、亜鉛イオン、アルミニウムイオン、および鉄イオンの合計を含むことができる。ビフェノール二無水物は、30ppm未満の、リン酸イオン、硫酸イオン、塩化物イオン、硝酸イオン、および亜硝酸イオンの各々を含むことができる。ビフェノール二無水物は、50ppm未満の、リン酸イオン、硫酸イオン、塩化物イオン、硝酸イオン、および亜硝酸イオンの合計を含むことができる。ビフェノール二無水物は、30ppm未満の、NaHSO、NaSO、KHSO、KSO、NaNO、NaNO、KNO、KNO、NaCl、KCl、CaSO、Ca(NOの各々を含むことができる。
【0022】
本開示の別の態様はビフェノール二無水物の精製のための方法である。方法はイオン種を溶液から吸着剤により吸着することにより、ビフェノール二無水物を溶液から結晶化させることにより、溶液を濾過してイオン種を除去することにより、またはそれらの組み合わせにより、イオン種を、ビフェニル二無水物と、非ハロゲン化溶媒とを含む溶液から除去する工程を含む。イオン種はナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、亜鉛イオン、アルミニウムイオン、鉄イオン、リン酸イオン、硫酸イオン、塩化物イオン、硝酸イオン、および亜硝酸イオンの1つ以上とすることができる。吸着剤は、例えば、セライト、珪藻土、シリカ、アルミナ、など、またはそれらの組み合わせを含むことができる。ビフェノール二無水物溶液を吸着剤と、任意でかくはんしながら接触させた後、溶液は、好ましくは、40未満から60マイクロメートルの細孔サイズを有するフィルタに通して濾過することができ、ビフェノール二無水物を含み、相間移動剤、ナトリウム、カリウム、カルシウム、亜鉛、アルミニウム、鉄、リン酸、硝酸、亜硝酸、硫酸、または塩化物を実質的に含まない溶液が提供される。本明細書では、「実質的に含まない」は、25ppm未満の、相間移動剤、ナトリウム、カリウム、カルシウム、亜鉛、アルミニウム、鉄、リン酸、硝酸、亜硝酸、硫酸、または塩化物の各々を含む溶液を示すことができる。非ハロゲン化溶媒は以上で記載される通りとすることができる。いくつかの実施形態では、方法は、非ハロゲン化溶媒より低い沸点を有する追加の溶媒、例えば、トルエン、キシレン、ベンゼン、など、またはそれらの組み合わせを添加する工程をさらに含むことができる。
【0023】
便宜的に、上記方法により精製されたビフェノール二無水物は、低レベルの残留汚染物質および低レベルのイオン種を有することができる。例えば、ビフェノール二無水物は、35ppm未満の、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、亜鉛イオン、アルミニウムイオン、および鉄イオンの各々を含むことができる。ビフェノール二無水物は、175ppm未満の、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、亜鉛イオン、アルミニウムイオン、および鉄イオンの合計を含むことができる。ビフェノール二無水物は、30ppm未満の、リン酸イオン、硫酸イオン、塩化物イオン、硝酸イオン、および亜硝酸イオンの各々を含むことができる。ビフェノール二無水物は、50ppm未満の、リン酸イオン、硫酸イオン、塩化物イオン、硝酸イオン、および亜硝酸イオンの合計を含むことができる。
【0024】
本明細書で記載される方法により製造または精製されたビフェノール二無水物は便宜的に、ポリ(エーテルイミド)の製造方法において使用することができる。ポリ(エーテルイミド)の製造方法は、ビフェノール二無水物を有機ジアミンと、非ハロゲン化溶媒の存在下、ポリ(エーテルイミド)を提供するのに有効な条件下で接触させる工程を含むことができる。
【0025】
ビフェノール二無水物は本明細書で記載される方法により製造または精製することができ、よって便宜的に、低レベルの汚染物質を有する。いくつかの実施形態では、ビフェノール二無水物は、0.5重量パーセント以下のビフェノール不純物、例えば0から0.5重量パーセントのビフェノール不純物を含むことができる。特に有利な特徴では、二無水物を含む溶液は、ポリ(エーテルイミド)の合成において直接(すなわち、単離なしで)使用することができる。
【0026】
有機ジアミンとしては、1,4-ブタンジアミン、1,5-ペンタンジアミン、1,6-ヘキサンジアミン、1,7-ヘプタンジアミン、1,8-オクタンジアミン、1,9-ノナンジアミン、1,10-デカンジアミン、1,12-ドデカンジアミン、1,18-オクタデカンジアミン、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、4-メチルノナメチレンジアミン、5-メチルノナメチレンジアミン、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、2,2-ジメチルプロピレンジアミン、N-メチル-ビス(3-アミノプロピル)アミン、3-メトキシヘキサメチレンジアミン、1,2-ビス(3-アミノプロポキシ)エタン、ビス(3-アミノプロピル)スルフィド、1,4-シクロヘキサンジアミン、ビス-(4-アミノシクロヘキシル)メタン、m-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、o-フェニレンジアミン、2,4-ジアミノトルエン、2,6-ジアミノトルエン、m-キシリレンジアミン、p-キシリレンジアミン、2-メチル-4,6-ジエチル-1,3-フェニレン-ジアミン、5-メチル-4,6-ジエチル-1,3-フェニレン-ジアミン、ベンジジン、3,3’-ジメチルベンジジン、3,3’-ジメトキシベンジジン、1,5-ジアミノナフタレン、ビス(4-アミノフェニル)メタン、ビス(2-クロロ-4-アミノ-3,5-ジエチルフェニル)メタン、ビス(4-アミノフェニル)プロパン、2,4-ビス(p-アミノ-t-ブチル)トルエン、ビス(p-アミノ-t-ブチルフェニル)エーテル、ビス(p-メチル-o-アミノフェニル)ベンゼン、ビス(p-メチル-o-アミノペンチル)ベンゼン、1,3-ジアミノ-4-イソプロピルベンゼン、ビス(4-アミノフェニル)スルフィド、ビス-(4-アミノフェニル)スルホン(4,4’-ジアミノジフェニルスルホン(DDS)としても知られている)、およびビス(4-アミノフェニル)エーテルが挙げられる。前記の化合物のいずれの位置異性体も使用することができる。前記のいずれかのC1-4アルキル化またはポリ(C1-4)アルキル化誘導体、例えば、ポリメチル化1,6-ヘキサンジアミンも使用することができる。これらの化合物の組み合わせもまた、使用することができる。いくつかの実施形態では、有機ジアミンは、m-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,4’-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’-オキシジアニリン、3,4’-オキシジアニリン、3,3’-オキシジアニリンまたはそれらの組み合わせである。いくつかの実施形態では、有機ジアミンは、25ppm未満の、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、亜鉛イオン、アルミニウムイオン、チタンイオン、リンイオン、および鉄イオンの各々、ならびに、30ppm未満の、リン酸イオン、硫酸イオン、塩化物イオン、硝酸イオン、および亜硝酸イオンの各々を含むことができる。いくつかの実施形態では、使用される有機ジアミンは、30ppm未満の、NaHSO、NaSO、KHSO、KSO、NaNO、NaNO、KNO、KNO、NaCl、KCl、CaSO、Ca(NOの各々を含むことができる。
【0027】
非ハロゲン化溶媒は、ベンゾニトリル、3-ニトロトルエン、m-クレゾール、p-クレゾール、N-メチル-ピロリジノン、スルホラン、および1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、またはそれらの組み合わせを含むことができる。いくつかの実施形態では、方法は非ハロゲン化溶媒以外のいずれの溶媒も排除する。例えば、方法は、ハロゲン化溶媒、例えば、オルト-ジクロロベンゼンを排除することができる。
【0028】
ポリ(エーテルイミド)を提供するのに有効な条件は、170から380℃の温度、および1から50重量パーセント、好ましくは20から40重量パーセント、より好ましくは25から35重量パーセントの固形分を含むことができる。重合は、2から36時間、好ましくは6から16時間実施することができる。重合は減圧、大気圧、または高圧で実施することができる。
【0029】
いくつかの実施形態では、方法は任意で、低沸点共溶媒を重合に添加する工程をさらに含むことができる。好ましくは、低沸点溶媒は、共沸蒸留により水を重合反応から除去するために使用される。好適な低沸点共溶媒としては、例えば、トルエン、ベンゼン、キシレン、などまたはそれらの組み合わせが挙げられる。
【0030】
方法はまた、任意で、様々な連鎖停止剤またはエンドキャッピング剤を使用することができ、よって、ポリ(エーテルイミド)は任意で、連鎖停止剤に由来する少なくとも1つの鎖末端をさらに含むことができる。連鎖停止剤は分子量増加速度を制限し、よって、ポリ(エーテルイミド)の分子量を制御するために使用することができる。例示的な連鎖停止剤としては、ある一定のモノアミン(例えば、アニリン)、一無水物(例えば無水フタル酸)、モノフェノール化合物などが挙げられる。いくつかの実施形態では、連鎖停止剤は好ましくは、モノアミン連鎖停止剤または一無水物連鎖停止剤、より好ましくはアニリンまたは無水フタル酸とすることができる。しかしながら、本明細書で開示されるポリ(エーテルイミド)は、任意のエンドキャップと共に任意の所望の重量平均分子量(Mw)を有して、生成させることができることが理解されるべきである。
【0031】
いくつかの実施形態では、有機ジアミン、連鎖停止剤(存在する場合)、または両方は、低レベルの無機汚染物質、例えば50ppm未満または25ppm未満の、リン酸イオン、硫酸イオン、塩化物イオン、硝酸イオン、および亜硝酸イオンの各々、および、50ppm未満または35ppm未満の、ナトリウムイオン、カリウムイオン、亜鉛イオン、カルシウムイオン、アルミニウムイオン、鉄イオン、およびリンイオンの各々を有することができる。
【0032】
いくつかの実施形態では、触媒はポリ(エーテルイミド)の重合では使用されない。
【0033】
便宜的に、本開示に従い実施される重合は、重合方法の全工程を通して均一のままとすることができる。これにより、高分子量ポリマーの調製が促進され得る。いくつかの実施形態では、ポリ(エーテルイミド)は25,000グラム超/モル、例えば25,000超から35,000グラム/モルの重量平均分子量を有することができる。分子量は、下記実施例においてさらに記載されるように、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を使用して、ポリスチレン標準に対して決定することができる。
【0034】
ポリ(エーテルイミド)の製造方法は任意で、脱揮工程をさらに含むことができる。最終ポリマー生成物中の低レベルの残留揮発性種は脱揮により達成することができ、脱揮はまた、ポリマー生成物中の末端基を終わらせるように機能することができる。いくつかの実施形態では、全ての溶媒の大半が除去され得、いずれの残留揮発性種もポリマー生成物から、脱揮により、任意で減圧で除去され得る。他の実施形態では、重合反応は溶媒中で完了のいくらかの所望のレベルまでもっていかれ、次いで、重合は、溶液中での初期反応後の少なくとも1つの脱揮工程中に本質的に完了される。ポリマー混合物を脱揮させ、溶媒および他の揮発性種を良好な溶融加工性に必要とされる低レベルまで低減させる装置は一般に、真空下で高温加熱することができ、急速に高い表面積を発生させることができ、揮発性種の除去が促進される。そのような装置の混合部は一般に、非常に粘性であり得る、高温、アモルファスポリフェニレンエーテルスルホンおよびポリ(エーテルイミド)溶融物をポンピングし、かき混ぜ、撹拌するのに十分な電力を供給することができる。好適な脱揮装置としては、ワイプフィルム蒸発器および脱揮押出機、とりわけ複数の通気セクションを有する2軸押出機が挙げられるが、それらに限定されない。いくつかの実施形態では、方法は任意で、ポリ(エーテルイミド)を360から390℃で1から30分間脱揮する工程をさらに含むことができる。
【0035】
本明細書で記載される方法に従い、本開示に従い製造または精製されたビフェノール二無水物を使用して調製されたポリ(エーテルイミド)は便宜的に、低レベルの残留不純物を有することができる。特に、ポリ(エーテルイミド)は、25ppm未満の、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、亜鉛イオン、アルミニウムイオン、および鉄イオンの各々、ならびに、30ppm未満の、リン酸イオン、硫酸イオン、塩化物イオン、硝酸イオン、および亜硝酸イオンの各々を含むことができる。
【0036】
本開示の方法に従い調製したポリ(エーテルイミド)は、様々な物品を形成するのに有用となり得る。ポリ(エーテルイミド)は、好適な技術、例えば、溶融加工技術を用いて物品に形成することができる。溶融成形法としては、射出成形、押出成形、ブロー成形、回転成形、コイニング、および射出ブロー成形が挙げられる。例えば、溶融成形法は射出成形とすることができる。ポリ(エーテルイミド)は、鋳造、ブローイング、または押出によりシートまたはフィルムに形成することができる。これらはさらに、溶融物から、または組成物の加工処理におけるより後の段階で延伸させることができる物品および構造に熱成形させることができる。ポリ(エーテルイミド)は、異なる材料から、または異なるプロセスにより製造された物品上にオーバーモールドさせることができる。物品はまた、圧縮成形またはラム押出などの技術を使用して形成することができる。物品はさらに、機械加工により他の形状に形成することができる。例示的な物品としては、ファイバ、フィルム、シート、発泡体、フィラメント、成形品、押出品、または粉末が挙げられる。本開示のポリ(エーテルイミド)はまた、光電子用途における使用に好適とすることができる。特に、ポリ(エーテルイミド)は光電子物品、例えば、トランスミッタ、レシーバ、コネクタ、レンズ、導波路、などのために使用することができる。
【0037】
したがって、低レベルの残留汚染物質を有するビフェノール二無水物の調製および精製のための方法が本明細書で提供される。本開示のビフェノール二無水物は、様々な用途にとって、例えば、光学物品において有用となり得る剛性、高分子量ビフェニル含有ポリ(エーテルイミド)の調製において使用することができる。よって、著しい改善が本開示により提供される。
【0038】
この開示は、下記実施例によりさらに説明され、それらは非限定的である。
【実施例1】
【0039】
下記実施例において使用される材料が表1に記載される。
【表1-1】
【表1-2】
【0040】
下記実施例における全てのポリマー分子量は、254nmでの、Polymer Lab Plgel5マイクロメートルMIXED-CカラムおよびWaters 2487 PDA検出器が備えられたWater 2695 Separations Moduleを用いた、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)分析により決定される。溶離は、ジクロロメタンの均一濃度溶媒系を1mL/分で用いて実施し、ポリマー分子量を、別記されない限り、ポリスチレン標準に対して報告した。
【0041】
下記実施例における全ての超高速液体クロマトグラフィー(UPLC)分析は、Waters ACQUITY UPLC BEH C18 1.7μm 2.1×50mmカラム上で35℃にて実施した。PDA検出を254nmで、0.313mL/分の流速を用いて実施した。グラジエント法を、アセトニトリルおよび酸性水の二溶媒系(4L DIHO+3mL 85%HPO)と共に使用した。BPoDAのUPLC分析は、分析中に起こる部分加水分解のために少量のBPo無水物-二酸(「BPoAnhDA」)を示すことに注意すべきである。
【0042】
下記実施例における金属(ナトリウム、カリウム、亜鉛、カルシウム、アルミニウム、鉄、チタン、リン)の残留レベルは全て、下記が備えられたICP分光計を使用する誘導結合プラズマ-分解(ICP-Dig)法により決定される:軸および/または半径方向表示、Gem Coneおよび/または超音波ネブライザー、および適切なサンプル分解容器セットが備えられたマイクロ波分解システム。サンプルは、濃硝酸、塩酸、硫酸、および/またはフッ化水素酸-超純粋グレードを用いて調製する。
【0043】
BPoDAおよびポリ(エーテルイミド)サンプル中に存在するアニオン(硫酸、塩化物、リン酸、硝酸、亜硝酸)の残留レベルを、抽出-イオンクロマトグラフィー(IC-Extract)により測定した。BPoDAサンプルを塩化メチレンに溶解し、ポリ(エーテルイミド)サンプルを、ヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)を溶解度を支援するために添加した塩化メチレンに溶解した。次いで、溶液を脱イオン水で抽出し、次いで、水性抽出物を、較正Dionex ICS 2000機器を使用して分析した。
【0044】
BPoTAサンプル中に存在するアニオン(硫酸、塩化物、リン酸、硝酸、亜硝酸)の残留レベルを、較正Dionex ICS 2000機器を使用して、全燃焼イオンクロマトグラフィー(IC-Total)により測定した。
【0045】
下記実施例1は下記プロファイルを有するBPoTAを使用した:ICP-Dig:ナトリウム(534ppm)、カリウム(12.6ppm)、亜鉛(14ppm)、カルシウム(19ppm)、アルミニウム(217ppm)、鉄(527ppm)、チタン(5.7ppm)、リン(7.8ppm)、ニッケル(182ppm)、UPLC:3,3’-BPoTAおよび異性体(97.8%)。
【0046】
比較例1
メカニカルスターラー、ディーン・スターク・トラップおよび凝縮器を有する250mL三口丸底フラスコに、3,3’-BPoTA(6g、11.66mmol)、トルエン(100g、103mL)および無水酢酸(8.70g、8ml)を添加した。次いで、混合物を窒素下、油浴中で140℃まで加熱した。新たなトルエンを反応フラスコに添加し、ディーン・スターク・トラップにおける溶媒損失を補った。9時間後、UPLC分析により、反応が完了したことが示され、トルエン中の薄い灰色沈殿物が観察された。次いで、混合物を室温まで冷却させた。生成物を濾過により収集し、次いで、熱DI水(2×20mL)で洗浄した。生成物を真空オーブン中で140-145℃にて、一貫した質量が得られるまで乾燥させた。このようにして、3.18gの3,3’-BPoDA生成物を56.9%収率で収集した。UPLC:BPoDA異性体(97%)、ICP-Dig:ナトリウム(511ppm)、カリウム(8.7ppm)、亜鉛(5.3ppm)、カルシウム(18.5ppm)、アルミニウム(12.9ppm)、鉄(15.4ppm)、チタン(0ppm)、リン(24ppm)。
【0047】
下記実施例2-10は下記プロファイルを有するBPoTAを使用した:ICP-Dig:ナトリウム(138ppm)、カリウム(9ppm)、亜鉛(2ppm)、カルシウム(6ppm)、アルミニウム(2ppm)、鉄(20ppm)、チタン(0ppm)、リン(7ppm)、IC-Total:硫酸(278.8ppm)、リン酸(2.4ppm)、塩化物(1.2ppm)、フッ化物(3ppm)、亜硝酸(1.5ppm)、硝酸(<0.5ppm)、UPLC:3,3’-BPoTAおよび異性体(98.50%)。
【0048】
比較例2
メカニカルスターラー、ディーン・スターク・トラップおよび凝縮器を有する250mL三口丸底フラスコに、3,3’-BPoTA(30g、58.31mmol)、酢酸(55g、52mL)および無水酢酸(55g、51mL)を添加した。次いで、フラスコを油浴に入れ、130℃まで窒素下で加熱した。5-6時間後、UPLC分析により、反応が完了したことが示され、溶媒混合物中の薄い灰色の沈殿物が観察された。次いで、混合物を室温まで冷却させた。生成物を濾過により収集し、次いで、熱DI水(2×35mL)で洗浄した。生成物を真空オーブン中で140-145℃にて、一貫した質量が得られるまで乾燥させた。このようにして、22.60g(81%収率)の3,3’-BPoDA生成物を収集した。UPLC:BPoDA異性体(97.8%)、ICP-Dig:ナトリウム(5ppm)、カリウム(12ppm)、亜鉛(1ppm)、カルシウム(13ppm)、アルミニウム(4ppm)、鉄(11ppm)、チタン(0ppm)、リン(6ppm)、IC-Extract:硫酸(21.0ppm)、塩化物(<0.5ppm)、リン酸(1.6ppm)、硝酸(<0.5ppm)、亜硝酸(<0.5ppm)。
【0049】
実施例3
メカニカルスターラー、ディーン・スターク・トラップおよび凝縮器を有する250mL三口丸底フラスコに、上記3,3’-BPoTA(15g、29.15mmol)およびNMP(56g、55mL)を入れた。次いで、フラスコを窒素下、160℃の油浴に入れた。新たなNMPを反応フラスコに添加し、ディーン・スターク・トラップにおける溶媒損失を補った。3-4時間後、UPLC分析により、反応が完了したことが示された。次いで、混合物を50℃まで冷却させた。3,3’-BPoDAを含むNMPの均一溶液に、DI水(100mL)を添加し、橙色の沈殿物を形成させた。生成物を濾過により収集し、次いで、メタノール(50℃、3×20mL)で、次いで、DI水(60-70℃、2×20mL)で洗浄した。生成物を真空オーブン中で140-145℃にて、一貫した質量が得られるまで乾燥させた。このようにして、13.37gの3,3’-BPoDA生成物を95.90%収率で収集した。UPLC:BPoDA異性体(98.99%)、ICP-Dig:ナトリウム(33ppm)、カリウム(15ppm)、亜鉛(3ppm)、カルシウム(22ppm)、アルミニウム(4ppm)、鉄(22ppm)、チタン(0ppm)、リン(7ppm)、IC-Extract:硫酸(3ppm)、リン酸(<0.5ppm)、亜硝酸(<0.5ppm)、硝酸(<0.5ppm)、塩化物(<0.5ppm)、フッ化物(0.8ppm)。
【0050】
実施例4
メカニカルスターラー、ディーン・スターク・トラップおよび凝縮器を有する250mL三口丸底フラスコに、3,3’-BPoTA(15g、29.15mmol)およびDMZ(56g、53mL)を添加した。次いで、フラスコを窒素下、160℃の油浴に入れた。新たなDMZを反応フラスコに添加し、ディーン・スターク・トラップにおける溶媒損失を補った。3-4時間後、UPLC分析により、反応が完了したことが示された。次いで、混合物を50℃まで冷却し、DMZ中でペールホワイト色の沈殿物を形成させた。生成物を濾過により収集し、次いで、メタノール(50℃、3×20mL)で、続いて、DI水(60-70℃、2×20mL)で洗浄した。生成物を真空オーブン中で140-145℃にて、一貫した質量が得られるまで乾燥させた。このようにして、11.82gの3,3’-BPoDA生成物を84.80%収率で収集した。UPLC:BPoDA異性体(99.15%)、ICP-Dig:ナトリウム(10ppm)、カリウム(28ppm)、亜鉛(0ppm)、カルシウム(6ppm)、アルミニウム(4ppm)、鉄(7ppm)、チタン(0ppm)、リン(8ppm)、IC-Extract:硫酸(1.5ppm)、リン酸(<0.5ppm)、亜硝酸(6.1ppm)、硝酸(<0.5ppm)、塩化物(<0.5ppm)、フッ化物(1.2ppm)。
【0051】
実施例5
メカニカルスターラー、ディーン・スターク・トラップおよび凝縮器を有する250mL三口丸底フラスコに、3,3’-BPoTA(15g、29.15mmol)およびm-クレゾール(56g、54mL)を添加した。次いで、フラスコを窒素下、160℃の油浴に入れた。新たなm-クレゾールを反応フラスコに添加し、ディーン・スターク・トラップにおける溶媒損失を補った。3-4時間後、UPLC分析により、反応が完了したことが示された。次いで、混合物を50℃まで冷却し、m-クレゾール中でオフホワイト色の沈殿物を形成させた。生成物を濾過により収集し、次いで、メタノール(50℃、3×20mL)で、続いて、DI水(60-70℃、2×20mL)で洗浄した。生成物を真空オーブン中で140-145℃にて、一貫した質量が得られるまで乾燥させた。このようにして、12.31gの3,3’-BPoDA生成物を88.26%収率で収集した。UPLC:BPoDA異性体(98.70%)、ICP-Dig:ナトリウム(15ppm)、カリウム(13ppm)、亜鉛(3ppm)、カルシウム(15ppm)、アルミニウム(2ppm)、鉄(5ppm)、チタン(0ppm)、リン(8ppm)、IC-Extract:硫酸(4.3ppm)、リン酸(<0.5ppm)、亜硝酸(<0.5ppm)、硝酸(<0.5ppm)、塩化物(<0.5ppm)、フッ化物(1.3ppm)。
【0052】
実施例6
メカニカルスターラー、ディーン・スターク・トラップおよび凝縮器を有する250mL三口丸底フラスコに、3,3’-BPoTA(15g、29.15mmol)およびベンゾニトリル(56g、56mL)を添加した。次いで、フラスコを窒素下、160℃の油浴に入れた。新たなベンゾニトリルを反応フラスコに添加し、ディーン・スターク・トラップにおける溶媒損失を補った。3-4時間後、UPLC分析により、反応が完了したことが示された。次いで、混合物を50℃まで冷却し、ベンゾニトリル中で薄いオフホワイトの沈殿物を形成させた。生成物を濾過により収集し、次いで、メタノール(50℃、2×30mL)で、続いて、DI水(60-70℃、2×20mL)で洗浄した。生成物を真空オーブン中で140-145℃にて、一貫した質量が得られるまで乾燥させた。このようにして、12.67gの3,3’-BPoDA生成物を90.80%収率で収集した。UPLC:BPoDA異性体(99.16%)、ICP-Dig:ナトリウム(9ppm)、カリウム(14ppm)、亜鉛(2ppm)、カルシウム(7ppm)、アルミニウム(3ppm)、鉄(59ppm)、チタン(0ppm)、リン(11ppm)、IC-Extract:硫酸(5.1ppm)、リン酸(<0.5ppm)、亜硝酸(<0.5ppm)、硝酸(<0.5ppm)、塩化物(<0.5ppm)、フッ化物(<0.5ppm)。
【0053】
実施例7
メカニカルスターラー、ディーン・スターク・トラップおよび凝縮器を有する1000mL三口丸底フラスコに、3,3’-BPoTA(60g、116.63mmol)およびベンゾニトリル(504g、504mL)を添加した。次いで、フラスコを窒素下、160℃の油浴に入れた。新たなベンゾニトリルを反応フラスコに添加し、ディーン・スターク・トラップにおける溶媒損失を補った。3時間後、UPLC分析により、反応が完了したことが示された。次いで、均一溶液を170℃まで加熱した。溶液をモット(Mott)フィルタ(170℃まで予熱、2ミクロンの濾材)に移し、次いで、溶液をこの温度で15-20分間維持し、続いて加圧下(10-20psig)で濾過し、BPoDAのベンゾニトリル溶液を収集した。UPLC:BPoDA異性体(98.90%)、モット濾過後金属/アニオンプロファイル:ICP-Dig:ナトリウム(7ppm)、カリウム(14ppm)、亜鉛(2ppm)、カルシウム(9ppm)、アルミニウム(0ppm)、鉄(4ppm)、チタン(0ppm)、リン(8ppm)、クロム(1ppm)、銅(0ppm)、ニッケル(0ppm)、マグネシウム(0ppm)、マンガン(0ppm)、IC-Extract:硫酸(12ppm)、リン酸(<0.5ppm)、亜硝酸(<0.5ppm)、硝酸(<0.5ppm)、塩化物(<0.5ppm)、フッ化物(<0.5ppm)、臭化物(<0.5ppm)。
【0054】
実施例8
次いで、以上(実施例7)からの溶液、15-20wt%固体をまで濃縮し、50℃まで冷却させ、ベンゾニトリル中で薄いオフホワイトの沈殿物を形成させた。生成物を濾過により収集し、次いで、メタノール(50℃、3×35mL)で、続いて、DI水(60-70℃、2×50mL)で洗浄した。生成物を真空オーブン中で140-145℃にて、一貫した質量が得られるまで乾燥させた。このようにして、37.94gの3,3’-BPoDA生成物を68%収率で収集した。金属/アニオンプロファイル単離DA:UPLC:BPoDA異性体(99.30%)、ICP-Dig:ナトリウム(7ppm)、カリウム(17ppm)、亜鉛(2ppm)、カルシウム(11ppm)、アルミニウム(0ppm)、鉄(1ppm)、チタン(0ppm)、リン(7ppm)、クロム(1ppm)、銅(0ppm)、マグネシウム(0ppm)、ニッケル(0ppm)、マンガン(0ppm)、IC-Extract:硫酸(12.1ppm)、リン酸(<0.5ppm)、亜硝酸(<0.5ppm)、硝酸(<0.5ppm)、塩化物(<0.5ppm)、フッ化物(<0.5ppm)、臭化物(<0.5ppm)。
【0055】
下記実施例9は、下記プロファイルを有するBPoDAを使用した:ICP-Dig:ナトリウム(157ppm)、カリウム(<10ppm)、亜鉛(12.2ppm)、カルシウム(12.9ppm)、アルミニウム(7.2ppm)、鉄(20.8ppm)、チタン(<1ppm)、リン(0ppm)、IC-Extract:硫酸(314.6)、塩化物(1.3)、硝酸(<0.5)、亜硝酸(<0.5)、リン酸(<0.5)、UPLC:3,3’-BPoDA(92.15%)、BPoAnhDA(7.47%)。
【0056】
実施例9
磁気撹拌子、ディーン・スターク・トラップおよび凝縮器を有する100mL三口丸底フラスコに粗3,3’-BPoDA(1.5g、3.13mmol)およびm-クレゾール(15mL)の混合物を入れた。フラスコを200℃まで加熱し、次いで、溶液をすぐに、予熱された(150℃)、0.45マイクロメートルPTFEフィルタが取り付けられたガラスシリンジに移した。溶液を時計皿上に濾過し、固体二無水物が乾燥するまで、溶媒をドラフト内のホットプレート上で除去した。UPLC:3,3’-BPoDA+BPoAnhDA(100%)、ICP-Dig:ナトリウム(23.4ppm)、カリウム(<10ppm)、亜鉛(16.3ppm)、カルシウム(17.8ppm)、アルミニウム(7.9ppm)、鉄(12.5ppm)、チタン(<1ppm)、リン(0ppm)、IC-Extract:硫酸(<0.5)、塩化物(1.3)、硝酸(<0.5)、亜硝酸(<0.5)、リン酸(<0.5)。
【0057】
実施例10
1L丸底フラスコに、3,3’-BPoTA(20.08g)およびm-クレゾール(168g)を入れた。混合物を150rpmでオーバーヘッドスターラーを用いて撹拌し、180℃まで加熱した。UPLCがBPoTAピークの完全消失を示すとすぐに、反応混合物を180℃でさらに30分間維持した。次いで、粗フリットガラスフィルタ漏斗を3インチのセライト545を用いて準備した。次いで、3,3’-BPoDA溶液を、真空を用いて、180℃でセライトに通して濾過した。次いで、濾液を再度セライトに通過させ、次いで、周囲温度まで冷却させた。得られた3,3’-BPoDA固体を#4ワットマン濾紙上で収集した。ケーキ固体をMeOH(2×50mL)で、続いてDI水(2×50mL)で洗浄した。次いで、精製3,3’-BPoDAを真空オーブン中90℃にて、一貫した質量が得られるまで乾燥させ、二無水物を白色固体として、5.46g(29.24%収率)で得た。UPLC:BPoDA異性体+BPoAnhDA(98.91%)、ICP-Dig:ナトリウム(31.3ppm)、カリウム(6.98ppm)、亜鉛(5.34ppm)、カルシウム(11.3ppm)、アルミニウム(4.34ppm)、鉄(7.78ppm)、チタン(<1ppm)、リン(<1ppm)、IC-Extract:硫酸(15.1ppm)、リン酸(<0.5ppm)、硝酸(<0.5ppm)、亜硝酸(<0.5ppm)、塩化物(5.4ppm)。
【0058】
様々な条件を使用して、有機および無機汚染物質からBPoDAを精製するのに、どれが最も有効か決定した。評価した異なる条件は、異なる有機溶媒/試薬の使用、続いて精製工程を含み、それは、結晶化、モット濾過、モット濾過、続いて結晶化、濾過のみ、または(セライトのような)吸着剤の適用による濾過、続いて結晶化のいずれかを含んだ。結果を表2にまとめて示す。これにより、NMP、DMZ、m-クレゾールおよびベンゾニトリルなどの非ハロゲン化溶媒中でのBPoTAのBPoDAへの環化は、均一溶液を提供することが示され、それを上記方法を用いて精製し、高純度、かつ、非常に低いレベルの無機汚染物質、特にナトリウムイオンおよび硫酸イオンを有する二無水物が得られた。さらに、これらの溶媒の使用はより高い重量パーセントの固体を可能にし、これは、より高いスループットおよび改善された効率を達成するのを助けるであろう。他方、低沸点トルエンおよび酢酸/無水酢酸の使用を含む比較例は、より低い重量パーセントの固体であってもスラリーを形成した。さらに、トルエンの使用(実施例1)は、とりわけ、非常に高いレベルのナトリウムイオンで、二無水物生成物を提供した。酢酸および無水酢酸混合物を使用した場合(実施例2)、得られた生成物はより低いレベルの金属イオンおよび硫酸を示した。しかしながら、この方法は腐食性の高い化学物質の使用を含む。さらに、残存するこれらの化学物質の存在は重合工程に悪影響を及ぼし、高分子量の構築ができなくなる。異なる精製方法と組み合わせて、非ハロゲン化溶媒を使用すると、非常に効果的に働くことが見出された。
【表2】
【0059】
下記実施例は、非ハロゲン化溶媒中でのポリ(エーテルイミド)の調製を記載する。実施例11-26は下記プロファイルを有する3,3’-BPoDAを使用した:ICP-Dig:ナトリウム(5ppm)、カリウム(41ppm)、亜鉛(2ppm)、カルシウム(4ppm)、アルミニウム(3ppm)、鉄(9ppm)、チタン(0ppm)、リン(10ppm)、IC-Extract:硫酸(4.6ppm)、塩化物(<0.5ppm)、リン酸(<0.5ppm)、硝酸(<0.5ppm)、亜硝酸(<0.5ppm)、UPLC:3,3’-BPoDA(96.26%)、BPoAnhDA(3.74%)。
【0060】
実施例11-26は下記プロファイルを有するm-PDを使用した:ICP-Dig:ナトリウム(1ppm)、カリウム(12ppm)、亜鉛(0ppm)、カルシウム(3ppm)、アルミニウム(3ppm)、鉄(0ppm)、チタン(0ppm)、リン(5ppm)、IC-Extract:硫酸(<0.5ppm)、塩化物(130.7ppm)、リン酸(<0.5ppm)、硝酸(1.9ppm)、亜硝酸(<0.5ppm)。
【0061】
実施例11
ディーン・スターク・トラップ、凝縮器、メカニカルスターラー、および窒素入口(2scfh)が取り付けられた250mL三口丸底フラスコにおいて、3,3’-BPoDA(20.81g、43.49mmol)、無水フタル酸(0.726g、4.90mmol)、m-PD(2.70g、25.0mmol)、4,4’-DDS(5.08g、20.5mmol)、およびベンゾニトリル(109g)を添加した。フラスコを25℃の油浴に入れ、150-200rpmでかくはんしながら、200℃油浴まで加熱し始めた。
【0062】
23分後、油浴温度は140℃に到達し、グルーボール段階(プレポリマーの固体塊を有する二相混合物を含む)が観察され、するとすぐ、かくはんを80-100rpmまで低減させた。さらに4分後、油浴温度は148℃に到達し、混合物は均一黄橙色溶液となり、するとすぐ、かくはんを200rpmまで増加させた。200℃の標的油浴温度が加熱から40-45分以内に得られた。合計2時間45分後に、46gの蒸留物をトラップから除去し、30wt%固体溶液を得、次いで、窒素スイープを0.5scfhまで低減させた。合計7時間後、均一黄橙色ポリマー溶液をホイルパンに注ぎ入れ、周囲温度まで冷却させた。サンプルを(ホットブロックを使用して)20分間、380-385℃で窒素下にて脱揮した。ICP-Dig:ナトリウム(14)、カリウム(14ppm)、亜鉛(12ppm)、カルシウム(14ppm)、アルミニウム(11ppm)、鉄(8ppm)、チタン(0ppm)、リン(16ppm)、IC-Extract:硫酸(10.7ppm)、塩化物(3ppm)、リン酸(<0.5ppm)、硝酸(<0.5ppm)、亜硝酸(<0.5ppm)。
【0063】
実施例12
ディーン・スターク・トラップ、凝縮器、メカニカルスターラー、および窒素入口(2scfh)が取り付けられた250mL三口丸底フラスコにおいて、3,3’-BPoDA(20.81g、43.49mmol)、m-PD(2.70g、25.0mmol)、4,4’-DDS(5.08g、20.5mmol)、およびベンゾニトリル(109g)を添加した。フラスコを25℃の油浴に入れ、120-150rpmでかくはんしながら、200℃油浴まで加熱し始めた。
【0064】
18分後、油浴温度は159℃に到達し、グルーボール段階(プレポリマーの固体塊を有する二相混合物を含む)が観察された。さらに2分後、温度は169℃まで上昇し、均一黄色溶液が得られた。この時点で、かくはんを200rpmまで増加させた。合計60分の加熱後、200℃の標的油浴温度が達成され、46gの蒸留物をトラップから除去し、反応混合物を30wt%固体で得た。窒素スイープを0.5scfhまで低減させた。合計2時間10分後、PA(0.726g、4.90mmol)およびベンゾニトリル(10mL)を混合物に添加し、窒素流を増加させた。さらに40分後、13gの蒸留物をトラップから除去し、窒素流を0.5scfhまで低減させた。合計7時間30分の加熱後、大規模なサンプルを除去し、20分間、380-385℃で窒素下にて脱揮した(ホットブロック)。GPC:重量平均MW=28,005グラム/モル、Mn=13,348グラム/モル、PDI=2.10、Mz/Mw=1.35、DSC(Tg)=280.6℃。
【0065】
ポリマー溶液の残りを合計24.5時間加熱し、次いで、ホイルパンに注ぎ入れ、周囲温度まで冷却させた。サンプルを20分間、380-385℃で窒素下にて(ホットブロックを使用して)脱揮した。GPC:重量平均MW=28,401グラム/モル、Mn=13,566グラム/モル、PDI=2.09、Mz/Mw=1.36。ICP-Dig:ナトリウム(5.1)、カリウム(7.1ppm)、亜鉛(22.7ppm)、カルシウム(9.9ppm)、アルミニウム(<0.1ppm)、鉄(<0.1ppm)、チタン(0ppm)、リン(11ppm)、IC-Extract:硫酸(6.5ppm)、塩化物(7.6ppm)、リン酸(<0.5ppm)、硝酸(<0.5ppm)、亜硝酸(<0.5ppm)、DSC(Tg)=278.6℃。
【0066】
実施例13
ディーン・スターク・トラップ、凝縮器、メカニカルスターラー、および窒素入口(2scfh)が取り付けられた250mL三口丸底フラスコにおいて、3,3’-BPoDA(20.81g、43.49mmol)、PA(0.726g、4.90mmol)、m-PD(2.70g、25.0mmol)、4,4’-DDS(5.08g、20.5mmol)、および3-ニトロトルエン(109g)を添加した。フラスコを25℃の油浴に入れ、150-200rpmでかくはんしながら、200℃油浴まで加熱し始めた。
【0067】
22分後、油浴温度は178℃に到達し、グルーボール段階(プレポリマーの固体塊を有する二相混合物を含む)が観察され、するとすぐ、かくはんを100-120rpmまで低減させた。数分以内に、油浴温度は181℃に到達し、混合物は均一橙色溶液となり、するとすぐ、かくはんを200rpmまで増加させた。200℃の標的油浴温度が、加熱から40-45分以内に得られた。合計3時間後、46gの蒸留物をトラップから除去し、30wt%固体溶液を得、次いで、窒素スイープを0.5scfhまで低減させた。合計7時間後、均一橙色ポリマー溶液をホイルパンに注ぎ入れ、周囲温度まで冷却させた。サンプルを20分間、380-385℃で窒素下にて(ホットブロックを使用して)脱揮した。ICP-Dig:ナトリウム(8)、カリウム(6ppm)、亜鉛(27ppm)、カルシウム(12ppm)、アルミニウム(4ppm)、鉄(9ppm)、チタン(0ppm)、リン(12ppm)、IC-Extract:硫酸(8.8ppm)、塩化物(<0.5ppm)、リン酸(<0.5ppm)、硝酸(2ppm)、亜硝酸(<0.5ppm)。
【0068】
実施例14
ディーン・スターク・トラップ、凝縮器、メカニカルスターラー、および窒素入口(2scfh)が取り付けられた250mL三口丸底フラスコにおいて、3,3’-BPoDA(20.81g、43.49mmol)、無水フタル酸(0.726g、4.90mmol)、m-PD(2.70g、25.0mmol)、4,4’-DDS(5.08g、20.5mmol)、およびp-クレゾール(109g)を添加した。フラスコを25℃の油浴に入れ、120rpmでかくはんしながら、200℃油浴まで加熱し始めた。
【0069】
22分後、油浴温度は147℃に到達し、混合物は均一黄色溶液となり、するとすぐ、かくはんを200rpmまで増加させた。200℃の標的油浴温度が加熱から45分以内に得られた。さらに75分後、46gの蒸留物をトラップから除去し、30wt%固体溶液を得、次いで、窒素スイープを0.5scfhまで低減させた。合計7時間35分後、均一黄色ポリマー溶液をホイルパンに注ぎ入れ、周囲温度まで冷却させた。サンプルを20分間、380-385℃で窒素下にて(ホットブロックを使用して)脱揮した。ICP-Dig:ナトリウム(11.9)、カリウム(10.8ppm)、亜鉛(9.1ppm)、カルシウム(15.3ppm)、アルミニウム(20.9ppm)、鉄(11.5ppm)、チタン(3.9ppm)、リン(11ppm)、IC-Extract:硫酸(16ppm)、塩化物(<0.5ppm)、リン酸(<0.5ppm)、硝酸(4.3ppm)、亜硝酸(<0.5ppm)。
【0070】
実施例15
ディーン・スターク・トラップ、凝縮器、メカニカルスターラー、および窒素入口(2scfh)が取り付けられた250mL三口丸底フラスコにおいて、3,3’-BPoDA(20.81g、43.49mmol)、無水フタル酸(0.726g、4.90mmol)、m-PD(2.70g、25.0mmol)、4,4’-DDS(5.08g、20.5mmol)、およびm-クレゾール(109g)を添加した。フラスコを25℃の油浴に入れ、150-200rpmでかくはんしながら、200℃油浴まで加熱し始めた。
【0071】
27分後、油浴温度は135℃に到達し、混合物は均一橙色溶液となり、するとすぐ、かくはんを200rpmまで増加させた。200℃の標的油浴温度が加熱から40-45分以内に得られた。合計3時間後、46gの蒸留物をトラップから除去し、30wt%固体溶液を得、次いで、窒素スイープを0.5scfhまで低減させた。合計7時間後、均一橙色ポリマー溶液をホイルパンに注ぎ入れ、周囲温度まで冷却させた。サンプルを20分間、380-385℃で窒素下にて(ホットブロックを使用して)脱揮した。ICP-Dig:ナトリウム(20)、カリウム(13ppm)、亜鉛(20ppm)、カルシウム(26ppm)、アルミニウム(11ppm)、鉄(11ppm)、チタン(0ppm)、リン(14ppm)、IC-Extract:硫酸(7.6ppm)、塩化物(2.8ppm)、リン酸(<0.5ppm)、硝酸(<0.5ppm)、亜硝酸(<0.5ppm)。
【0072】
実施例16
ディーン・スターク・トラップ、凝縮器、メカニカルスターラー、および窒素入口(2scfh)が取り付けられた500mL三口丸底フラスコにおいて、3,3’-BPoDA(41.61g、86.98mmol)、m-PD(5.408g、50.01mmol)、4,4’-DDS(10.16g、40.91mmol)、およびスルホラン(99.4g)を添加した。フラスコを25℃の油浴に入れ、150-200rpmでかくはんしながら、240℃油浴まで加熱し始めた。
【0073】
15分後、油浴温度は160℃に到達し、均一橙黄色溶液が観察された。さらに5分後、温度は193℃に到達し、かくはんを250rpmまで増加させた。合計3時間加熱した後、油浴温度は240℃に到達し、次いで、無水フタル酸(1.452g、9.803mmol)を添加した。さらに3時間後、分析のためにサンプルを採取した。GPC:重量平均MW=27,680グラム/モル、Mn=11,951グラム/モル、PDI=2.32、Mz/Mw=1.38、IC-Extract:硫酸(13.7ppm)、塩化物(2.9ppm)、リン酸(<0.5ppm)、硝酸(<0.5ppm)、亜硝酸(<0.5ppm)。
【0074】
実施例17
ディーン・スターク・トラップ、凝縮器、メカニカルスターラー、および窒素入口(2scfh)が取り付けられた250mL三口丸底フラスコにおいて、3,3’-BPoDA(20.81g、43.49mmol)、無水フタル酸(0.726g、4.90mmol)、m-PD(2.70g、25.0mmol)、4,4’-DDS(5.08g、20.5mmol)、およびNMP(109g)を添加した。フラスコを25℃の油浴に入れ、150-200rpmでかくはんしながら、200℃油浴まで加熱し始めた。
【0075】
10分後、油浴温度は125℃に到達し、混合物は均一黄橙色溶液となり、するとすぐ、かくはんを200rpmまで増加させた。200℃の標的油浴温度が加熱から77分以内に得られ、その後、46gの蒸留物をトラップから除去し、30wt%固体溶液を得、次いで、窒素スイープを0.5scfhまで低減させた。合計7時間35分後、均一淡橙色ポリマー溶液をホイルパンに注ぎ入れ、周囲温度まで冷却させた。サンプルを20分間、380-385℃で窒素下にて脱揮した(ホットブロック)。ICP-Dig:ナトリウム(16.1)、カリウム(12.5ppm)、亜鉛(47.3ppm)、カルシウム(24.6ppm)、アルミニウム(2.6ppm)、鉄(16.1ppm)、チタン(2.5ppm)、リン(9.2ppm)、IC-Extract:硫酸(22.2ppm)、塩化物(26.4ppm)、リン酸(<0.5ppm)、硝酸(<0.5ppm)、亜硝酸(<0.5ppm)。
【0076】
実施例18
ディーン・スターク・トラップ、凝縮器、メカニカルスターラー、および窒素入口(2scfh)が取り付けられた250mL三口丸底フラスコにおいて、3,3’-BPoDA(20.81g、43.49mmol)、PA(0.726g、4.90mmol)、m-PD(2.70g、25.0mmol)、4,4’-DDS(5.08g、20.5mmol)、およびDMZ(109g)を添加した。フラスコを25℃の油浴に入れ、150-200rpmでかくはんしながら、200℃油浴まで加熱し始めた。
【0077】
10分後、油浴温度は128℃に到達し、混合物は均一橙色溶液となり、するとすぐ、かくはんを200rpmまで増加させた。200℃の標的油浴温度が加熱から40-45分以内に得られた。合計3.5時間後、46gの蒸留物をトラップから除去し、30wt%固体溶液を得、次いで、窒素スイープを0.5scfhまで低減させた。合計7時間35分後、均一橙色ポリマー溶液をホイルパンに注ぎ入れ、周囲温度まで冷却させた。サンプルを20分間、380-385℃で窒素下にて脱揮した(ホットブロック)。ICP-Dig:ナトリウム(9.9)、カリウム(10.1ppm)、亜鉛(32.8ppm)、カルシウム(19.4ppm)、アルミニウム(2.1ppm)、鉄(8.5ppm)、チタン(1.7ppm)、リン(8.8ppm)、IC-Extract:硫酸(12.6ppm)、塩化物(4.9ppm)、リン酸(<0.5ppm)、硝酸(<0.5ppm)、亜硝酸(<0.5ppm)。
【0078】
実施例19
ディーン・スターク・トラップ、凝縮器、メカニカルスターラー、および窒素入口(2scfh)が取り付けられた250mL三口丸底フラスコにおいて、3,3’-BPoDA(20.81g、43.49mmol)、PA(0.726g、4.90mmol)、m-PD(2.70g、25.0mmol)、4,4’-DDS(5.08g、20.5mmol)、およびDMA(109g)を添加した。フラスコを25℃の油浴に入れ、150-200rpmでかくはんしながら、200℃油浴まで加熱し始めた。
【0079】
27分後、油浴温度は112℃に到達し、混合物は均一橙色溶液となり、するとすぐ、かくはんを200rpmまで増加させた。200℃の標的油浴温度が加熱から75分以内に得られ、その後、46gの蒸留物をトラップから除去し、30wt%固体溶液を得、次いで、窒素スイープを0.5scfhまで低減させた。合計7時間25分後、均一橙色ポリマー溶液をホイルパンに注ぎ入れ、周囲温度まで冷却させた。サンプルを20分間、380-385℃で窒素下にて(ホットブロックを使用して)脱揮した。ICP-Dig:ナトリウム(10)、カリウム(7ppm)、亜鉛(49ppm)、カルシウム(13ppm)、アルミニウム(4ppm)、鉄(10ppm)、チタン(0ppm)、リン(10ppm)、IC-Extract:硫酸(7.7ppm)、塩化物(6.1ppm)、リン酸(<0.5ppm)、硝酸(2.4ppm)、亜硝酸(<0.5ppm)。
【0080】
実施例20
ディーン・スターク・トラップ、凝縮器、メカニカルスターラー、および窒素入口(2scfh)が取り付けられた250mL三口丸底フラスコにおいて、3,3’-BPoDA(20.81g、43.49mmol)、PA(0.726g、4.90mmol)、m-PD(2.70g、25.0mmol)、4,4’-DDS(5.08g、20.5mmol)、および安息香酸エチル(110g)を添加した。フラスコを25℃の油浴に入れ、150-200rpmでかくはんしながら、200℃油浴まで加熱し始めた。
【0081】
40分後、油浴温度は170℃に到達し、グルーボール段階が観察された。さらに5分後、油浴温度は179℃に到達し、混合物は均一橙色溶液となり、するとすぐ、かくはんを200rpmまで増加させた。200℃の標的油浴温度が加熱から77分以内に得られ、その後、46gの蒸留物をトラップから除去し、30wt%固体溶液を得、次いで、窒素スイープを0.5scfhまで低減させた。200℃でのさらに1時間の加熱後、混合物は二相となり、ドウ(dough)様ポリマーが観察された。合計7時間20分後、混合物をホイルパンに注ぎ入れ、かつ、こすり入れ、周囲温度まで冷却させた。サンプルを20分間、380-385℃で窒素下にて(ホットブロックを使用して)脱揮した。ICP-Dig:ナトリウム(16)、カリウム(10ppm)、亜鉛(11ppm)、カルシウム(18ppm)、アルミニウム(8ppm)、鉄(32ppm)、チタン(0ppm)、リン(13ppm)、IC-Extract:硫酸(6.2ppm)、塩化物(1.7ppm)、リン酸(<0.5ppm)、硝酸(<0.5ppm)、亜硝酸(<0.5ppm)。
【0082】
実施例21
ディーン・スターク・トラップ、凝縮器、メカニカルスターラー、および窒素入口(2scfh)が取り付けられた250mL三口丸底フラスコにおいて、3,3’-BPoDA(20.81g、43.49mmol)、PA(0.726g、4.90mmol)、m-PD(2.70g、25.0mmol)、4,4’-DDS(5.08g、20.5mmol)、およびジフェニルエーテル(109g)を添加した。フラスコを25℃の油浴に入れ、120rpmでかくはんしながら、200℃油浴まで加熱し始めた。
【0083】
50分後、油浴温度は180℃に到達し、グルーボール段階(プレポリマーの固体塊を有する二相混合物を含む)が観察された。さらに7分後、油浴温度は192℃に到達し、反応物は二相混合物となり、するとすぐ、かくはんを200rpmまで増加させた。合計3時間の加熱後、混合物は粘性不透明混合物となり、水蒸留物をトラップから除去した。合計7時間35分後、混合物を、金属スパチュラでホイルパンにこすり入れ、周囲温度まで冷却させた。サンプルを20分間、380-385℃で窒素下にて(ホットブロックを使用して)脱揮した。ICP-Dig:ナトリウム(8.6)、カリウム(8.4ppm)、亜鉛(28.1ppm)、カルシウム(18.6ppm)、アルミニウム(2ppm)、鉄(23.4ppm)、チタン(1.7ppm)、リン(11.1ppm)、IC-Extract:硫酸(3.1ppm)、塩化物(1.9ppm)、リン酸(<0.5ppm)、硝酸(<0.5ppm)、亜硝酸(<0.5ppm)。
【0084】
実施例22
ディーン・スターク・トラップ、凝縮器、メカニカルスターラー、および窒素入口(2scfh)が取り付けられた250mL三口丸底フラスコにおいて、3,3’-BPoDA(20.81g、43.49mmol)、PA(0.726g、4.90mmol)、m-PD(2.70g、25.0mmol)、4,4’-DDS(5.08g、20.5mmol)、およびフェネトール(109g)を添加した。フラスコを25℃の油浴に入れ、150-200rpmでかくはんしながら、200℃油浴まで加熱し始めた。
【0085】
25分後、油浴温度は190℃に到達し、反応物は二相混合物となった。さらに3分後、油浴温度は195℃に到達した。さらに12分後、混合物は薄まり、かくはんを200rpmまで増加させた。さらに2分後、200℃の標的油浴温度に到達し、46gの蒸留物をトラップから排出させ、反応混合物を30wt%固体で得た。
【0086】
合計3時間30分の加熱後、混合物は粘性タフィー様の粘性混合物となった。加熱を続け、ポリマー固体がかくはん器軸に蓄積したことが観察された。合計7時間45分後、混合物を、金属スパチュラでホイルパンにこすり入れ、周囲温度まで冷却させた。サンプルを20分間、380-385℃で窒素下にて(ホットブロックを使用して)脱揮した。ICP-Dig:ナトリウム(16)、カリウム(12ppm)、亜鉛(13ppm)、カルシウム(27ppm)、アルミニウム(7ppm)、鉄(27ppm)、チタン(0ppm)、リン(16ppm)、IC-Extract:硫酸(7.7ppm)、塩化物(1.2ppm)、リン酸(<0.5ppm)、硝酸(<0.5ppm)、亜硝酸(<0.5ppm)。
【0087】
実施例23
ディーン・スターク・トラップ、凝縮器、メカニカルスターラー、および窒素入口(2scfh)が取り付けられた250mL三口丸底フラスコにおいて、3,3’-BPoDA(20.81g、43.49mmol)、無水フタル酸(0.726g、4.90mmol)、m-PD(2.70g、25.0mmol)、4,4’-DDS(5.08g、20.5mmol)、およびトリグリム(108g)を添加した。フラスコを25℃の油浴に入れ、120rpmでかくはんしながら、200℃油浴まで加熱し始めた。
【0088】
35分後、油浴温度は185℃に到達し、均一混合物が観察された。さらに5分後、かくはんを200rpmまで増加させた。合計45分の加熱後、混合物は不透明になり、200℃の標的油浴温度が達成された。さらに1時間加熱した後、46gの蒸留物をトラップから除去し、反応混合物を30wt%固体で得た。窒素スイープを0.5scfhまで低減させた。合計7時間20分後、混合物を金属スパチュラでホイルパンに注ぎ入れ、かつ、こすり入れ、周囲温度まで冷却させた。サンプルを20分間、380-385℃で窒素下にて(ホットブロックを使用して)脱揮した。ICP-Dig:ナトリウム(17)、カリウム(31ppm)、亜鉛(17ppm)、カルシウム(24ppm)、アルミニウム(9ppm)、鉄(26ppm)、チタン(0ppm)、リン(13ppm)、IC-Extract:硫酸(3.4ppm)、塩化物(0.7ppm)、リン酸(<0.5ppm)、硝酸(<0.5ppm)、亜硝酸(<0.5ppm)。
【0089】
比較例24
ディーン・スターク・トラップ、凝縮器、メカニカルスターラー、および窒素入口(2scfh)が取り付けられた250mL三口丸底フラスコにおいて、3,3’-BPoDA(20.81g、43.49mmol)、PA(0.726g、4.90mmol)、m-PD(2.70g、25.0mmol)、4,4’-DDS(5.08g、20.5mmol)、およびo-DCB(109g)を添加した。フラスコを25℃の油浴に入れ、120rpmでかくはんしながら、200℃油浴まで加熱し始めた。
【0090】
35分後、油浴温度は155℃に到達し、グルーボール相(プレポリマーの固体塊を有する二相混合物を含む)が観察され、その間、かくはんを80-100rpmまで低減させた。さらに8分後、油浴温度は173℃に到達し、混合物は均一黄色溶液となった。次いで、かくはんを200rpmまで増加させた。
【0091】
合計75分の加熱後、200℃の標的油浴温度が達成された。この時点で、46gの蒸留物をトラップから除去し、反応混合物を30wt%固体で得、窒素スイープを0.5scfhまで低減させた。合計6時間45分後、重合物は粘性二相混合物となった。さらに70分後、混合物を金属スパチュラでホイルパンに注ぎ入れ、かつ、こすり入れ、周囲温度まで冷却させた。サンプルを20分間、380-385℃で窒素下にて(ホットブロックを使用して)脱揮した。ICP-Dig:ナトリウム(16)、カリウム(11ppm)、亜鉛(7ppm)、カルシウム(25ppm)、アルミニウム(6ppm)、鉄(15ppm)、チタン(0ppm)、リン(12ppm)、IC-Extract:硫酸(4.6ppm)、塩化物(1.4ppm)、リン酸(<0.5ppm)、硝酸(<0.5ppm)、亜硝酸(<0.5ppm)。
【0092】
比較例25
ディーン・スターク・トラップ、凝縮器、メカニカルスターラー、および窒素入口(2scfh)が取り付けられた250mL三口丸底フラスコにおいて、3,3’-BPoDA(20.8g、43.6mmol)、PA(0.691g、4.67mmol)、m-PD(2.70g、25.0mmol)、4,4’-DDS(5.08g、20.5mmol)、およびDMSO(57.1mL)を添加した。フラスコを25℃の油浴に入れ、油浴を150-200rpmでかくはんしながら、200-205℃まで加熱し始めた。
【0093】
21分後、油浴温度は106℃に到達し、均一黄橙色の溶液が観察された。合計102分後、標的温度に到達し、21gの蒸留物をトラップから除去し、40wt%固体混合物を粘性橙色ゲルとして得た。追加のDMSO(20mL)を添加し、油浴温度を200℃まで低下させた。18分後に採取したサンプルは4,657グラム/モルの分子量を示した。もう3時間加熱した後、混合物は暗橙色溶液となり、分子量は、3,616グラム/モルまで下がった。
【0094】
比較例26
ディーン・スターク・トラップ、凝縮器、メカニカルスターラー、および窒素入口(2scfh)が取り付けられた250mL三口丸底フラスコにおいて、3,3’-BPoDA(20.8g、43.6mmol)、PA(0.691g、4.67mmol)、m-PD(2.70g、25.0mmol)、4,4’-DDS(5.08g、20.5mmol)、およびホルムアミド(55.7mL)を添加した。フラスコを25℃の油浴に入れ、油浴を150-200rpmでかくはんしながら、170℃まで加熱し始めた。
【0095】
30分後、油浴温度は169℃に到達し、均一橙黄色溶液が観察された。5分後、混合物は白色沈殿物で濁り始めた。アンモニアおよび水は塔頂で蒸留されたことに注意すべきであった。合計2時間後、微細淡黄色スラリーが観察され、GPC分析は、分解生成物を示した。
【0096】
様々な非ハロゲン化溶媒もまた、BPoDAの様々なジアミン(例えば、m-PDおよび4,4’-DDS)との縮合ポリマーについてのそれらの性能を評価するために、無水フタル酸を連鎖停止剤として使用して試験した。結果を表4にまとめて示す。ほとんどの場合、試薬は全て重合の開始時に添加した。実施例12は、重合において無水フタル酸連鎖停止剤を後で添加する効果を決定するために実行した。
【表3】
【0097】
結果から、ベンゾニトリル、3-ニトロトルエン、m-クレゾール、p-クレゾール、スルホラン、NMP、およびDMZ溶媒は均一重合反応を提供し、高分子量ポリ(エーテルイミド)を構築したことが示された。比較すると、DMAもまた、均一重合を提供したが、分子量構築は幾分抑えられた。安息香酸エチル、ジフェニルエーテル、フェネトール、およびトリグリム溶媒では高分子量ポリ(エーテルイミド)は得られなかったが、溶媒としてo-DCBを使用する対照重合からの結果と同様の二相混合物となった。DMSOおよびホルムアミド溶媒は分解生成物に至った。実施例11-24は253℃を超えるTgを有するポリ(エーテルイミド)を提供した。予想外に、連鎖停止剤を遅れて(2時間)添加すると(実施例12)、連鎖停止剤の先行添加(実施例11)と比べて、Tg(280.6℃)が著しく増加した。
【0098】
実施例11-24は、380-385℃で20分間脱揮させ、末端基を終わらせた。表5により、全てのポリ(エーテルイミド)サンプルは、ICP-digest分析により決定すると25ppm未満のナトリウムおよびカリウムを有したことが示される。また、全てのポリ(エーテルイミド)サンプルは、IC-extract分析により決定すると、<27ppmの硫酸および塩化物を有した。
【表4】
【0099】
実施例27および30は、下記プロファイルを有する3,3’-BPoDAを使用した:ICP-Dig:ナトリウム(20ppm)、カリウム(7ppm)、亜鉛(0ppm)、カルシウム(2.6ppm)、アルミニウム(0ppm)、鉄(3ppm)、チタン(0ppm)、リン(8ppm)、IC-Extract:硫酸(1.2ppm)、塩化物(<0.5ppm)、リン酸(<0.5ppm)、硝酸(<0.5ppm)、亜硝酸(<0.5ppm)、UPLC:3,3’-BPoDA(94.20%)、BPoAnhDA(4.91%)。
【0100】
実施例28および29は、下記プロファイルを有する3,3’-BPoDAを使用した:ICP-Dig:ナトリウム(5ppm)、カリウム(41ppm)、亜鉛(2ppm)、カルシウム(4ppm)、アルミニウム(3ppm)、鉄(9ppm)、チタン(0ppm)、リン(10ppm)、IC-Extract:硫酸(4.6ppm)、塩化物(<0.5ppm)、リン酸(<0.5ppm)、硝酸(<0.5ppm)、亜硝酸(<0.5ppm)、UPLC:3,3’-BPoDA(96.26%)、BPoAnhDA(3.74%)。
【0101】
実施例27
ディーン・スターク・トラップ、凝縮器、メカニカルスターラー、および窒素入口(2scfh)が取り付けられた250mL三口丸底フラスコにおいて、3,3’-BPoDA(29.26g、61.16mmol)、PA(1.08g、7.30mmol)、p-PD(6.98g、64.5mmol)、およびベンゾニトリル(137g)を添加した。フラスコを25℃の油浴に入れ、150rpmでかくはんしながら、180℃油浴まで加熱し始めた。
【0102】
2時間後、混合物は微細スラリーとなり、56.4gの蒸留物をトラップから除去し、反応混合物を30wt%固体で得た。窒素スイープを0.5scfhまで低減させ、加熱を一晩続けた。合計22.5時間後、スラリーをジャーに注ぎ入れ、周囲温度まで冷却させた。サンプルを20分間、380-385℃で窒素下にて(ホットブロックを使用して)脱揮した。GPC:重量平均MW=14,292グラム/モル、Mn=2,763グラム/モル、PDI=5.17、Mz/Mw=18.03、ICP-Dig:ナトリウム(10.4)、カリウム(<5ppm)、亜鉛(<1ppm)、カルシウム(5.0ppm)、アルミニウム(1.3ppm)、鉄(2.7ppm)、チタン(<1ppm)、リン(<10ppm)、IC-Extract:硫酸(11.3ppm)、塩化物(6.6ppm)、リン酸(<0.5ppm)、硝酸(<0.5ppm)、亜硝酸(<0.5ppm)。
【0103】
実施例28
ディーン・スターク・トラップ、凝縮器、メカニカルスターラー、および窒素入口(2scfh)が取り付けられた250mL三口丸底フラスコにおいて、3,3’-BPoDA(29.27g、61.18mmol)、PA(1.08g、7.30mmol)、p-PD(6.98g、64.6mmol)、およびm-クレゾール(133mL)を添加した。フラスコを25℃の油浴に入れ、150-200rpmでかくはんしながら、200℃油浴まで加熱し始めた。
【0104】
17分後、油浴温度は103℃に到達し、グルーボール段階が観察された。さらに5分後、かくはんを300rpmまで増加させた。合計40分後、油浴温度は172℃に到達し、均一透明橙色溶液が得られた。合計1時間後、濃厚黄色スラリーが観察され、次いで、追加のm-クレゾール(50mL)を添加し、固体を金属スパチュラで破壊した。さらに90分後、黄色スラリーをディーン・スターク・トラップ、凝縮器、メカニカルスターラー、および窒素入口を有する500mL三口丸底フラスコに移した。追加のm-クレゾール(150mL)を用いて移行を完了した。9wt%固体黄色スラリーの加熱を200℃油浴で続けた。6時間の総加熱時間後、粘性スラリーのかくはんを520rpmまで増加させた。さらに90分後、混合物を中フリットガラス漏斗上に濾過し、ポリマー固体を収集した。サンプルを20分間、380-385℃で窒素下にて(ホットブロックを使用して)脱揮した。GPC:重量平均Mw=10,722グラム/モル、Mn=4,813グラム/モル、PDI=2.23、Mz/Mw=1.59。
【0105】
実施例29
ディーン・スターク・トラップ、凝縮器、メカニカルスターラー、および窒素入口(2scfh)が取り付けられた250mL三口丸底フラスコにおいて、3,3’-BPoDA(20.81g、43.49mmol)、PA(0.726g、4.90mmol)、p-PD(3.69g、34.1mmol)、4,4’-ODA(2.28g、11.4mmol)、およびベンゾニトリル(102g)を添加した。フラスコを25℃の油浴に入れ、120rpmでかくはんしながら、200℃油浴まで加熱し始めた。
【0106】
12分後、油浴温度は111℃に到達し、懸濁液が観察された。さらに13分後、グルーボール段階が148-152℃(油浴温度)で観察された。混合物は均一橙色溶液となり、次いで、かくはんを200rpmまで増加させた。合計1時間50分の加熱後、200℃の標的油浴温度が達成され、混合物は不透明黄色スラリーとなった。この時点で、46gの蒸留物をトラップから除去し、反応混合物を30wt%固体で得、次いで、窒素スイープを0.5scfhまで低減させた。合計7時間35分後、黄色スラリーをホイルパンに注ぎ入れ、周囲温度まで冷却させた。サンプルを20分間、380-385℃で窒素下にて脱揮した(ホットブロック)。GPC:重量平均Mw=24,030グラム/モル、Mn=9,873グラム/モル、PDI=2.43、Mz/Mw=1.54。ICP-Dig:ナトリウム(11)、カリウム(7ppm)、亜鉛(17ppm)、カルシウム(12ppm)、アルミニウム(2ppm)、鉄(7ppm)、チタン(0ppm)、リン(8ppm)、IC-Extract:硫酸(4.1ppm)、塩化物(<0.5ppm)、リン酸(<0.5ppm)、硝酸(2.6ppm)、亜硝酸(<0.5ppm).DSC(Tg)=280.7℃。
【0107】
実施例30
ディーン・スターク・トラップ、凝縮器、メカニカルスターラー、および窒素入口(2scfh)が取り付けられた250mL三口丸底フラスコにおいて、3,3’-BPoDA(60.02g、125.5mmol)、PA(2.30g、15.5mmol)、p-PD(10.92g、101.0mmol)、4,4’-ODA(6.66g、33.3mmol)、およびm-クレゾール(214.6g)を添加した。フラスコを25℃の油浴に入れ、120rpmでかくはんしながら、180℃油浴まで加熱し始めた。
【0108】
45分後、油浴温度は112℃に到達し、反応混合物は固化した。追加のm-クレゾール(70g)を添加した。さらに25分後、180℃の標的油浴温度が達成され、混合物は、均一ゲルであることが観察された。追加のm-クレゾール(60g)を添加し、油浴温度を、210℃に調整した。さらに1時間加熱した後、80gの蒸留物をトラップから除去し、次いで、窒素スイープを0.5scfhまで低減させた。合計7時間30分後、均一ゲルを金属スパチュラでホイルパンに注ぎ入れ、かつ、こすり入れ、周囲温度まで冷却させた。サンプルを20分間、380-385℃で窒素下にて(ホットブロックを使用して)脱揮した。GPC:重量平均Mw=23,792グラム/モル、Mn=10,253グラム/モル、PDI=2.32、Mz/Mw=1.65、ICP-Dig:ナトリウム(10.2)、カリウム(9.6ppm)、亜鉛(3.2ppm)、カルシウム(13.1ppm)、アルミニウム(1.3ppm)、鉄(10.1ppm)、チタン(1.5ppm)、リン(11.5ppm)、IC-Extract:硫酸(2.4ppm)、塩化物(0.9ppm)、リン酸(<0.5ppm)、硝酸(<0.5ppm)、亜硝酸(<0.5ppm)、DSC(Tg)=275.4℃。
【0109】
4つの実施例を実行し、好ましい溶媒(ベンゾニトリルおよびm-クレゾール)中で実行したポリ(エーテルイミド)重合が全て均一のままであるとは限らかったことを示した(表7)。同様の重合条件下、ある一定の剛性ポリ(エーテルイミド)は不溶性となり、二相重合混合物という結果となる。3,3’-BPoDAのm-PDおよび4,4’-DDSとの重合(均一なままである)とは異なり、3,3’-BPoDAおよびp-PDから形成されたポリ(エーテルイミド)(実施例27および28)は、ベンゾニトリルおよびm-クレゾールの両方において不溶性となった。加えて、3,3’-BPoDAのp-PDおよび4,4’-ODAとの重合(実施例29)もまた、ベンゾニトリルを使用した場合、二相混合物という結果になったが、m-クレゾール中では均一なままであった(実施例30)。これは、次いで、押出機を用いて直接脱揮させることができる均一ポリマー溶液を維持する目的で、ポリ(エーテルイミド)を調製するためにこれらのおよび同様の溶媒を使用する非自明性を強調する。
【表5】
【0110】
下記実施例31および32は、下記プロファイルを有する3,3’-BPoDAを使用した:ICP-Dig:ナトリウム(5ppm)、カリウム(41ppm)、亜鉛(2ppm)、カルシウム(4ppm)、アルミニウム(3ppm)、鉄(9ppm)、チタン(0ppm)、リン(10ppm)、IC-Extract:硫酸(4.6ppm)、塩化物(<0.5ppm)、リン酸(<0.5ppm)、硝酸(<0.5ppm)、亜硝酸(<0.5ppm)、UPLC:3,3’-BPoDA(96.26%)、BPoAnhDA(3.74%)。
【0111】
実施例31
ディーン・スターク・トラップ、凝縮器、メカニカルスターラー、および窒素入口(2scfh)が取り付けられた250mL三口丸底フラスコにおいて、3,3’-BPoDA(20.806g、43.49mmol)、PA(0.726g、4.90mmol)、m-PD(2.704g、25.00mmol)、4,4’-DDS(5.079g、20.45mmol)、ベンゾニトリル(92g)、およびトルエン(18.2g)を添加した。フラスコを25℃の油浴に入れ、200rpmでかくはんしながら、200℃油浴まで加熱し始めた。
【0112】
37分後、油浴温度は145℃に到達し、均一黄色溶液が観察された。合計1時間40分後、蒸留物(46g)をトラップから排出させ、反応混合物を30wt%固体で得た。窒素スイープを0.5scfhまで低減させ、さらに6時間後、サンプルを20分間、380-385℃で窒素下にて(ホットブロックを使用して)脱揮した。GPC:重量平均Mw=27,238グラム/モル、Mn=12,829グラム/モル、PDI=2.12、Mz/Mw=1.38。ICP-Dig:ナトリウム(8.5)、カリウム(<5.0ppm)、亜鉛(14.6ppm)、カルシウム(9.9ppm)、アルミニウム(3.0ppm)、鉄(7.3ppm)、チタン(<1.0ppm)、リン(<10ppm)、IC-Extract:硫酸(18.1ppm)、塩化物(16.8ppm)、リン酸(<0.5ppm)、硝酸(<0.5ppm)、亜硝酸(<0.5ppm)、DSC(Tg)=272.7℃。
【0113】
実施例32
ディーン・スターク・トラップ、凝縮器、メカニカルスターラー、および窒素入口(2scfh)が取り付けられた250mL三口丸底フラスコにおいて、3,3’-BPoDA(20.806g、43.49mmol)、PA(0.726g、4.90mmol)、m-PD(2.704g、25.00mmol)、4,4’-DDS(5.079g、20.46mmol)、m-クレゾール(91g)、およびトルエン(18.2g)を添加した。フラスコを25℃の油浴に入れ、150-200rpmでかくはんしながら、200℃油浴まで加熱し始めた。
【0114】
10分後、油浴温度は114℃に到達し、均一黄橙色の溶液が観察され、するとすぐ、かくはんを250rpmまで増加させた。合計55分後、48gの蒸留物をトラップから除去し、反応混合物を30wt%固体で得た。窒素スイープを0.5scfhまで低減させた。合計7.5時間後、溶液は黄色を示し、サンプルを採取し、20分間、380-385℃で窒素下にて(ホットブロックを使用して)脱揮した。GPC:重量平均Mw=17,625グラム/モル、Mn=6,987グラム/モル、PDI=2.52、Mz/Mw=1.48.DSC(Tg)=258.3℃。
【0115】
残りのポリマー溶液を一晩加熱した。合計24時間後、サンプルを20分間、380-385℃で窒素下にて(ホットブロックを使用して)脱揮した。GPC:重量平均Mw=13,671グラム/モル、Mn=5,033、PDI=2.72、Mz/Mw=1.56。ICP-Dig:ナトリウム(14.8)、カリウム(7.1ppm)、亜鉛(1.7ppm)、カルシウム(9.6ppm)、アルミニウム(9.6ppm)、鉄(7.8ppm)、チタン(<0.5ppm)、リン(7.9ppm)、IC-Extract:硫酸(14.4ppm)、塩化物(11.7ppm)、リン酸(<0.5ppm)、硝酸(<0.5ppm)、亜硝酸(<0.5ppm)、DSC(Tg)=252.3℃。
【0116】
2つの実施例を、二溶媒系を用いて実行し、ポリ(エーテルイミド)を3,3’-BPoDA、m-PD、および4,4’-DDSから調製した(表8)。これらの実施例においては、より低沸点の溶媒、トルエンをベンゾニトリル(実施例31)およびm-クレゾール(実施例32)と共に使用し、縮合重合が進行した時の、系からの水の除去を助けた。得られたポリ(エーテルイミド)ポリマーは、トルエン添加物なしの実施例(実施例11および15)と同様に、高Tg値(>250℃)を達成した。
【表6】
【0117】
比較例33
下記実施例は下記プロファイルを有する3,3’-BPoTAを使用した:ICP-Dig:ナトリウム(138ppm)、カリウム(9ppm)、亜鉛(2ppm)、カルシウム(6ppm)、アルミニウム(2ppm)、鉄(20ppm)、チタン(0ppm)、リン(7ppm)、クロム(10ppm)、マグネシウム(19ppm)、ニッケル(2ppm)、IC-Extract:硫酸(301ppm)、塩化物(919ppm)、リン酸(<20ppm)、UPLC:3,3’-BPoTAおよび異性体(98.50%)。
【0118】
ディーン・スターク・トラップ、凝縮器、メカニカルスターラー、および窒素入口(2scfh)が取り付けられた1000mL三口丸底フラスコにおいて、3,3’-BPoTA(64.48g、125.42mmol)、PA(1.991g、13.44mmol)、m-PD(7.812g、72.24mmol)、4,4’-DDS(14.791g、59.57mmol)およびベンゾニトリル(235g)を添加した。フラスコを25℃の油浴に入れ、170-200rpmでかくはんしながら、200℃油浴まで加熱し始めた。
【0119】
およそ35分後、油浴温度は200℃に到達し、均一淡琥珀色溶液が観察され、するとすぐ、かくはんを225-250rpmまで増加させた。合計65分後、51gの蒸留物をトラップから除去し、反応混合物を30wt%固体で得た。窒素スイープを0.5scfhまで低減させた。合計14時間後、溶液は淡琥珀色のままであり、サンプルを採取し、20分間、380-385℃で窒素下にて(ホットブロックを使用して)脱揮した。GPC:重量平均Mw=8,075グラム/モル、Mn=3,379グラム/モル、PDI=2.31、Mz/Mw=1.54、DSC(Tg)=178.6℃。ICP-Dig:ナトリウム(116)、カリウム(10.9ppm)、亜鉛(2.2ppm)、カルシウム(6.1ppm)、アルミニウム(3.8ppm)、鉄(11.4ppm)、チタン(<1.0ppm)、リン(<10ppm)、IC-Extract:硫酸(73.3ppm)、塩化物(3.5ppm)、リン酸(<0.5ppm)、硝酸(<0.5ppm)、亜硝酸(<0.5ppm)。
【0120】
比較例34
下記実施例は下記プロファイルを有する3,3’-BPoTAを使用した:ICP-Dig:ナトリウム(52ppm)、カリウム(10ppm)、亜鉛(1ppm)、カルシウム(1.3ppm)、アルミニウム(1.6ppm)、鉄(0ppm)、チタン(0ppm)、リン(8ppm)、IC-Total:硫酸(1031ppm)、塩化物(579ppm)、フッ化物(<20ppm)、臭化物(<20ppm)、リン酸(<20ppm)、硝酸(224ppm)、亜硝酸(117ppm)、UPLC:3,3’-BPoTAおよび異性体(95.47%)、4,4’-ビフェノール(4.53%)。
【0121】
ディーン・スターク・トラップ、凝縮器、メカニカルスターラー、および窒素入口(2scfh)が取り付けられた1000mL三口丸底フラスコにおいて、3,3’-BPoDA(64.51g、125.42mmol)、PA(1.993g、13.44mmol)、m-PD(7.814g、72.24mmol)、4,4’-DDS(14.798g、59.57mmol)およびベンゾニトリル(235g)を添加した。フラスコを25℃の油浴に入れ、170-200rpmでかくはんしながら、200℃油浴まで加熱し始めた。
【0122】
約40分後、油浴温度は200℃に到達し、均一暗琥珀色溶液が観察され、するとすぐ、かくはんを225-250rpmまで増加させた。合計50分後、49gの蒸留物をトラップから除去し、反応混合物を30wt%固体で得た。窒素スイープを0.5scfhまで低減させた。合計16時間後、溶液は暗琥珀色のままであり、サンプルを採取し、20分間、380-385℃で窒素下にて(ホットブロックを使用して)脱揮した。GPC:重量平均Mw=25,851グラム/モル、Mn=11,214グラム/モル、PDI=2.30、Mz/Mw=1.42、DSC(Tg)=200.9℃。ICP-Dig:ナトリウム(85.9)、カリウム(10.2ppm)、亜鉛(2.9ppm)、カルシウム(16.5ppm)、アルミニウム(6.7ppm)、鉄(12.7ppm)、チタン(<1ppm)、リン(<10ppm)、IC-Extract:硫酸(5.5ppm)、塩化物(<0.5ppm)、リン酸(<0.5ppm)、硝酸(<0.5ppm)、亜硝酸(<0.5ppm)。
【0123】
比較例35
下記実施例は、下記プロファイルを有する3,3’-BPoDAを使用した:ICP-Dig:ナトリウム(7ppm)、カリウム(22ppm)、亜鉛(2ppm)、カルシウム(6ppm)、アルミニウム(4ppm)、鉄(15ppm)、チタン(1ppm)、リン(11ppm)、IC-Extract:硫酸(8.2ppm)、塩化物(<0.5ppm)、リン酸(<0.5ppm)、硝酸(<0.5ppm)、亜硝酸(<0.5ppm)、UPLC:3,3’-BPoDA91.75%、BPoAnhDA(6.78%)。
【0124】
この実施例はまた、下記プロファイルを有するm-PDを使用した:ICP-Dig:ナトリウム(485ppm)、カリウム(13ppm)、亜鉛(1ppm)、カルシウム(11ppm)、アルミニウム(0ppm)、鉄(0ppm)、チタン(0ppm)、リン(8ppm)、IC-Extract:硫酸(<0.5ppm)、塩化物(153.8ppm)、リン酸(<0.5ppm)、硝酸(<0.5ppm)、亜硝酸(<0.5ppm)。
【0125】
ディーン・スターク・トラップ、凝縮器、メカニカルスターラー、および窒素入口(2scfh)が取り付けられた250mL三口丸底フラスコにおいて、3,3’-BPoDA(20.59g、43.0mmol)、PA(0.762g、5.14mmol)、m-PD(2.70g、25.0mmol)、4,4’-DDS(5.08g、100質量%、20.5mmol)、およびベンゾニトリル(63mL)を添加した。フラスコを25℃の油浴に入れ、油浴を150-200rpmでかくはんしながら、205℃まで加熱し始めた。
【0126】
20分後、油浴温度は176℃に到達し、均一橙黄色溶液が観察された。合計65分後、標的温度に到達し、22.5gの蒸留物をトラップから除去し、40wt%固体溶液を得た。窒素スイープを0.5scfhまで低減させ、200-205℃で23時間後、ポリマー溶液をホイルパンに注ぎ入れ、次いで、周囲温度まで冷却させた。サンプルを20分間、380℃で窒素下にて(ホットブロックを使用して)脱揮した。GPC:重量平均Mw=29,037グラム/モル、Mn=12,818グラム/モル、PDI=2.27、Mz/Mw=1.50。ICP-Dig:ナトリウム(171)、カリウム(9ppm)、亜鉛(34ppm)、カルシウム(12ppm)、アルミニウム(3ppm)、鉄(4ppm)、チタン(0ppm)、リン(57ppm)、IC-Extract:硫酸(63.5ppm)、塩化物(12.2ppm)、リン酸(5.4ppm)、硝酸(2.5ppm)、亜硝酸(3.5ppm)、DSC(Tg):275.8℃。
【0127】
表9は、連鎖停止剤としての無水フタル酸の存在下での、3,3’-BPoDAのm-PDおよび4,4’-DDSとの重縮合から形成されたポリ(エーテルイミド)のいくつかの比較例を示す。実施例33において使用された3,3’-BPoTAは、高レベルの金属およびアニオンを有し、低い分子量、低いTg(178.6℃)、および高いナトリウム含量を有するポリ(エーテルイミド)という結果になった。実施例34および35は3,3’-BPoTAの3,3’-BPoDAへの環化を含み、これは、結果として、ベンゾニトリル中ジアミンと(その場)反応し、結果生じるポリ(エーテルイミド)が得られた。実施例34で使用された3,3’-BPoTAはまた、上昇したレベルの4,4’-ビフェノール(有機汚染物質)と共に、高レベルのナトリウムおよびアニオンを有した。この材料は、より高い分子量を有するが、低いTg(200.9℃)および高いナトリウム含量を有するポリ(エーテルイミド)を生成した。実施例35は高ナトリウムレベルを有するジアミン前駆体を使用した。これは高分子量、高いTg(275.8°)を有するが、また高いナトリウム含量(171ppm)を有するポリ(エーテルイミド)を生成した。比較例33-35は全て、上昇したレベルの無機汚染物質を示し、380-385℃でのホットプレス後に得られたポリマーフィルムは脆く、より暗い色であった。これは最終用途適用で必要とされる透明性および熱安定性に悪影響を及ぼすであろう。さらに、結果から、得られたポリマー特性は、発明の実施例で使用された手順を介して得られたポリマーのものに匹敵しなかったことが示される。
【表7】
【0128】
比較ポリ(エーテルイミド)と共に、いくつかの発明のポリ(エーテルイミド)実施例から調製したフィルムの透過率を下記表10に示す。これらの実施例を、溶融温度に380℃~400℃および型温に150℃~200℃を使用して、50mm×75mm×1mmの寸法を有する光学プラーク(optical plaque)に射出成形した。「パーセント光透過」または「%T」という用語は入射光に対する透過光の比率を示し、ASTM D 1003-07に従い測定することができる。これらの測定値は380℃~400℃のホットプレスで調製された0.1mm~0.3mm厚フィルムの成形物品について得ることができる。ポリマーフィルム実施例11、15、16、および18は非ハロゲン化溶媒から調製され、20ppm以下のナトリウムを含んだ。各々が、可視(630nm)および赤外(850、1310、1550nm)波長の両方で、o-DCB(実施例24)から調製したフィルムと同様、またはより良好な透過性を有した。対照的に、実施例35はベンゾニトリルから調製したポリ(エーテルイミド)フィルムであり、高い量のナトリウム(171ppm)を含んだ。この実施例は、試験した全ての波長において著しく低減した透過性を有した。
【表8】
【0129】
比較例36
メカニカルスターラー、ディーン・スターク・トラップおよび凝縮器を有する250mL三口丸底フラスコに、3,3’-BPoTA(15g、29.2mmol)およびシクロヘキサノン(58.5mL)を添加し、20wt%混合物を作製した。次いで、フラスコを窒素下、160℃の油浴に入れた。新たなシクロヘキサノンを反応フラスコに添加し、ディーン・スターク・トラップにおける溶媒損失を補った。サンプルを1時間毎に、不均一黄色溶液から採取し、UPLC分析により反応の進行をモニタした。時折、固体を金属スパチュラでかくはん器羽根および軸からこすり落とした。8時間後、UPLC分析により、反応は本質的に完了したことが示された。次いで、混合物を50℃まで冷却し、シクロヘキサノン中で薄いオフホワイトの沈殿物を形成させた。生成物を濾過により中フリットガラス漏斗上に収集し、次いで、メタノール(125mL)で洗浄した。生成物を真空オーブン中で140-145℃にて、一貫した質量が得られるまで乾燥させた。このようにして、10.57gの3,3’-BPoDA生成物を収集した。
【0130】
実施例37
メカニカルスターラー、ディーン・スターク・トラップおよび凝縮器を有する250mL三口丸底フラスコに、3,3’-BPoTA(15g、29.2mmol)およびm-クレゾール(53.7mL)を添加し、20wt%混合物を生成させた。次いで、フラスコを窒素下、160℃の油浴に入れた。新たなm-クレゾールを反応フラスコに添加し、ディーン・スターク・トラップにおける溶媒損失を補った。サンプルを1時間毎に、均一黄色溶液から採取し、UPLC分析により反応の進行をモニタした。3時間後、UPLC分析により、反応が完了したことが示された。次いで、混合物を50℃まで冷却し、m-クレゾール中で、薄いオフホワイトの沈殿物を形成させた。生成物を濾過により中フリットガラス漏斗上に収集し、次いで、メタノール(125mL)で洗浄した。生成物を真空オーブン中で140-145℃にて、一貫した質量が得られるまで乾燥させた。このようにして、13.09gの3,3’-BPoDA生成物を収集した。
【0131】
実施例38
メカニカルスターラー、ディーン・スターク・トラップおよび凝縮器を有する250mL三口丸底フラスコに、3,3’-BPoTA(15g、29.2mmol)およびm-クレゾール(53.7mL)を添加し、20wt%混合物を生成させた。次いで、フラスコを210℃の油浴に窒素下で入れた。新たなm-クレゾールを反応フラスコに添加し、ディーン・スターク・トラップにおける溶媒損失を補った。サンプルを30分毎に、均一黄色溶液から採取し、UPLC分析により反応の進行をモニタした。0.5-1時間後、UPLC分析により、反応が完了したことが示された。次いで、混合物を50℃まで冷却し、m-クレゾール中で、薄いオフホワイトの沈殿物を形成させた。生成物を濾過により細フリットガラス漏斗上に収集し、次いで、メタノール(50℃、3×20mL)、次いで、DI水(60-70℃、2×20mL)で洗浄した。生成物を真空オーブン中で140-145℃にて、一貫した質量が得られるまで乾燥させた。このようにして、3,3’-BPoDA生成物を白色固体として収集した。
【0132】
実施例39
メカニカルスターラー、ディーン・スターク・トラップおよび凝縮器を有する250mL三口丸底フラスコに、3,3’-BPoTA(15g、29.2mmol)およびスルホラン(44mL)を添加し、20wt%混合物を生成させた。次いで、フラスコを220℃の油浴に窒素下で入れた。新たなスルホランを反応フラスコに添加し、ディーン・スターク・トラップにおける溶媒損失を補った。サンプルを均一黄色溶液から30分毎に採取し、UPLC分析により反応の進行をモニタした。0.5-1時間後、UPLC分析により、反応が完了したことが示された。次いで、混合物を50℃まで冷却し、スルホラン中で、薄いオフホワイトの沈殿物を形成させた。生成物を濾過により中フリットガラス漏斗上に収集し、次いで、メタノール(125mL)で洗浄した。生成物を真空オーブン中で140-145℃にて、一貫した質量が得られるまで乾燥させた。このようにして、15.06gの3,3’-BPoDA生成物を白色固体として収集した。
【0133】
下記表11は、様々な温度のシクロヘキサノン、m-クレゾール、およびスルホラン中での閉環の比較を示す。比較例36は160℃(油浴温度、溶媒沸点=155.65℃)で完了まで8時間を必要とし、反応を通して不均一なままであった。実施例37および38は、m-クレゾールはシクロヘキサノンより優れていたことを示し、というのも、サイクル時間が3時間(160℃)および0.5-1時間(210℃)まで低減されたからである。m-クレゾールはシクロヘキサノンより高い沸点(202.8℃)を有する極性非プロトン溶媒であるので、反応は均一なままであった。同様に、スルホラン中の実施例39は220℃(油浴温度、溶媒沸点=285℃)で、完了までに0.5-1時間しか必要としなかった。加えて、m-クレゾールおよびスルホランはどちらも、シクロヘキサノン(93.0%)に比べ、より高い変換(96.4-96.9%)を提供した。というのも、それらの反応混合物においては観察された不純物がより少なかったからである。
【表9】
【0134】
この開示は、下記態様をさらに包含する。
【0135】
態様1:ビフェノール二無水物組成物の製造方法であって、式
【化5】
(式中、RおよびRは各々独立して、ハロゲンまたは一価C1-6アルキル基であり、pおよびqは各々独立して0から4の整数であり、好ましくは、pおよびqは各々0である)のビフェノール四酸と、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、亜鉛イオン、アルミニウムイオン、チタンイオン、リンイオン、鉄イオン、リン酸イオン、硫酸イオン、塩化物イオン、硝酸イオン、亜硝酸イオン、および亜硫酸イオンを含む少なくとも1つのイオン種と、安息香酸エチル、ジフェニルエーテル、フェネトール、トリグリム、ベンゾニトリル、スルホラン、m-クレゾール、o-クレゾール、p-クレゾール、1-ニトロトルエン、2-ニトロトルエン、3-ニトロトルエン、4-ニトロトルエン、N-メチル-ピロリジノン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、スルホラン、ジメチルアセトアミド、またはそれらの組み合わせを含む非ハロゲン化溶媒と、を含む第1の溶液を、対応するビフェノール二無水物と、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、亜鉛イオン、アルミニウムイオン、チタンイオン、リンイオン、鉄イオン、リン酸イオン、硫酸イオン、塩化物イオン、硝酸イオン、および亜硝酸イオンの少なくとも1つと、溶媒とを含む第2の溶液を提供するのに有効な条件下で、加熱する工程を含む、方法。
【0136】
態様2:第2の溶液を、ビフェノール二無水物を沈殿させるのに有効な温度まで冷却する工程、ビフェノール二無水物を第2の溶液から単離する工程、ならびに、任意で、単離されたビフェノール二無水物を有機溶媒、水、またはそれらの組み合わせで洗浄する工程をさらに含む、態様1の方法。
【0137】
態様3:第2の溶液を冷却する前に第2の溶液を濾過し、イオン種を除去する工程、または、重合前に第2の溶液を濾過し、イオン種を除去する工程をさらに含む態様2の方法。
【0138】
態様4:ビフェノール二無水物の精製のための方法であって、方法は、イオン種をビフェノール二無水物と非ハロゲン化溶媒とを含む溶液から除去する工程を含み、非ハロゲン化溶媒は安息香酸エチル、ジフェニルエーテル、フェネトール、トリグリム、ベンゾニトリル、スルホラン、m-クレゾール、o-クレゾール、p-クレゾール、1-ニトロトルエン、2-ニトロトルエン、3-ニトロトルエン、4-ニトロトルエン、N-メチル-ピロリジノン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、スルホラン、ジメチルアセトアミド、またはそれらの組み合わせを含み、方法は、イオン種を溶液から、セライト、珪藻土、シリカ、アルミナ、またはそれらの組み合わせを含む吸着剤により吸着する工程、ビフェノール二無水物を溶液から結晶化する工程、溶液を濾過しイオン種を除去する工程、またはそれらの組み合わせを含む、方法。
【0139】
態様5:ビフェノール二無水物は異性体混合物であり、好ましくは、ビフェノール二無水物の10-100重量パーセントは3,3’位にビフェノール二無水物のビフェノール基の二価結合を有し、より好ましくは、ビフェノール二無水物の90-100重量パーセントは3,3’位にビフェノール二無水物のビフェノール基の二価結合を有する、態様1ないし4のいずれかの方法。
【0140】
態様6:精製されたビフェノール二無水物は、25ppm未満の、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、亜鉛イオン、アルミニウムイオン、チタンイオン、リンイオン、および鉄イオンの各々、110ppm未満の、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、亜鉛イオン、アルミニウムイオン、チタンイオン、リンイオン、および鉄イオンの合計、20ppm未満の、リン酸イオン、硫酸イオン、亜硫酸イオン、塩化物イオン、硝酸イオン、および亜硝酸イオンの各々、好ましくは45ppm未満の、NaHSO、NaSO、KHSO、KSO、NaNO、NaNO、KNO、KNO、NaCl、KCl、CaSO、Ca(NOの各々、ならびに、50ppm未満の、リン酸イオン、硫酸イオン、塩化物イオン、硝酸イオン、および亜硝酸イオンの合計を含む、態様1ないし5のいずれかの方法。
【0141】
態様7:態様1ないし6のいずれか1つ以上の方法により製造されたビフェノール二無水物。
【0142】
態様8:態様7のビフェノール二無水物および有機ジアミンから誘導されるポリ(エーテルイミド)であって、好ましくは、有機ジアミンは4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,4’-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、メタ-フェニレンジアミン、パラ-フェニレンジアミン、オルト-フェニレンジアミン、4,4’-オキシジアニリン、3,3’-オキシジアニリン、3,4’-オキシジアニリン、またはそれらの組み合わせである、ポリ(エーテルイミド)。
【0143】
態様9:ポリ(エーテルイミド)は、25ppm未満の、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、亜鉛イオン、アルミニウムイオン、チタンイオン、リンイオン、および鉄イオンの各々、ならびに、20ppm未満の、リン酸イオン、硫酸イオン、亜硫酸イオン、塩化物イオン、硝酸イオン、および亜硝酸イオンの各々を含む、態様8のポリ(エーテルイミド)。
【0144】
態様10:ビフェノール二無水物を有機ジアミンと、芳香族非ハロゲン化溶媒の存在下、ポリ(エーテルイミド)を提供するのに有効な条件下で接触させる工程を含む、態様8ないし9のいずれかのポリ(エーテルイミド)の製造方法。
【0145】
態様11:芳香族非ハロゲン化溶媒は、ベンゾニトリル、1-ニトロトルエン、2-ニトロトルエン、3-ニトロトルエン、4-ニトロトルエン、m-クレゾール、o-クレゾール、p-クレゾール、N-メチル-ピロリジノン、スルホラン、トリグリム、フェネトール、安息香酸エチル、ジメチルアセトアミド、ジフェニルエーテル、および1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、またはそれらの組み合わせを含む、態様10の方法。
【0146】
態様12:ポリ(エーテルイミド)の脱揮をさらに含む、態様10または11の方法。
【0147】
態様13:態様8ないし9のいずれか1つのポリ(エーテルイミド)を含む物品。
【0148】
態様14:ポリ(エーテルイミド)から成形された物品またはポリ(エーテルイミド)を含むプレスフィルムは、ASTM D 1003-07に従い、0.16mm厚さで測定すると、630ナノメートル、850ナノメートル、1310ナノメートル、および1550ナノメートルで65%であるパーセント透過を有する、態様8ないし9のポリ(エーテルイミド)。
【0149】
態様15:物品は光学部品、好ましくはレンズである、態様14の物品。
【0150】
組成物、方法、および物品は選択的に、本明細書で開示される任意の適切な材料、工程、または成分を含み、これから構成され、またはこれから本質的に構成される。組成物、方法、および物品は加えて、またはその代わりに、組成物、方法、および物品の機能または目的の達成に別段必要とされない、任意の材料(または種)、工程、または成分を欠く、または実質的に含まないように策定することができる。
【0151】
本明細書で開示される範囲は全て終点を含み、終点は独立して、互いに組み合わせ可能である。「組み合わせ」はブレンド、混合物、合金、反応生成物、などを含む。「第1の」、「第2の」などという用語は順序、量、または重要性を示さず、むしろ、1つの要素を別の要素と識別するために使用される。「1つの(a、an)」または「その(the)」という用語は量の制限を示さず、本明細書で別記されない限り、または、文脈により明確に否定されない限り、単数形および複数形の両方を包含すると解釈されるべきである。「または」は、別段の明確な規定がない限り、「および/または」を意味する。明細書を通して、「いくつかの実施形態」、「一実施形態」、などへの言及は、実施形態との関連で記載される特定の要素が、本明細書で記載される少なくとも1つの実施形態に含まれ、他の実施形態では存在しても、しなくてもよいことを意味する。「それらの組み合わせ」という用語は、本明細書では、列挙された要素の1つ以上を含み、限定されておらず、指定されていない1つ以上の同様の要素の存在が可能である。加えて、記載される要素は様々な実施形態において任意の好適な様式で組み合わせることができることが理解されるべきである。
【0152】
本明細書で反対のことが特定されない限り、全ての試験標準は本出願の出願日、または、優先権が主張されている場合、試験標準が現れる最先の優先権出願の出願日の時点で効力のある最新の標準である。
【0153】
別に規定されない限り、本明細書で使用される技術および科学用語は、本出願が属する分野の当業者により普通に理解されるものと同じ意味を有する。引用される全ての特許、特許出願、および他の参考文献は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。しかしながら、本出願内の用語が、組み込まれる参考文献内の用語と矛盾または対立する場合、本出願の用語が、組み込まれる参考文献の対立する用語に優先する。
【0154】
化合物は、標準命名法を用いて記載される。例えば、任意の示された基により置換されていないいずれの位置も、示された結合、または水素原子により満たされたその原子価を有すると理解される。2つの文字または記号間にないダッシュ(「-」)は、置換基のための結合点を示すために使用される。例えば、-CHOはカルボニル基の炭素を介して結合される。
【0155】
本明細書では、「ヒドロカルビル」という用語は、それだけで使用されるか、あるいは、別の用語の接頭辞、添え字、または断片として使用されるかに関係なく、炭素および水素のみを含有する残基を示す。残基は脂肪族もしくは芳香族、直鎖、環状、二環式、分枝、飽和、または不飽和とすることができる。それはまた、脂肪族、芳香族、直鎖、環状、二環式、分枝、飽和、および不飽和炭化水素部分の組み合わせを含有することができる。しかしながら、ヒドロカルビル残基が置換されたと記載される場合、それは、置換残基の炭素および水素メンバーに加えて任意で、ヘテロ原子を含有してもよい。よって、置換されたと特定的に記載される場合、ヒドロカルビル残基はまた、1つ以上のカルボニル基、アミノ基、ヒドロキシル基、などを含有することができ、または、ヒドロカルビル残基の骨格内にヘテロ原子を含有することができる。「アルキル」という用語は、分枝もしくは直鎖、不飽和脂肪族炭化水素基、例えば、メチル、エチル、n-プロピル、i-プロピル、n-ブチル、s-ブチル、t-ブチル、n-ペンチル、s-ペンチル、ならびにn-およびs-ヘキシルを意味する。「アルケニル」は、少なくとも1つの炭素-炭素二重結合を有する直鎖もしくは分枝鎖、一価炭化水素基を意味する(例えば、エテニル(-HC=CH))。「アルコキシ」は、酸素を介して連結されるアルキル基(すなわち、アルキル-O-)、例えばメトキシ、エトキシ、およびsec-ブチルオキシ基を意味する。「アルキレン」は、直鎖もしくは分枝鎖、飽和、二価脂肪族炭化水素基を意味する(例えば、メチレン(-CH-)または、プロピレン(-(CH-))。「シクロアルキレン」は、二価環状アルキレン基、-C2n-xを意味し、式中、xは環化(複数可)にとって代わられる水素の数である。「シクロアルケニル」は、1つ以上の環および環内の1つ以上の炭素-炭素二重結合を有する一価基を意味し、ここで、環員は全て炭素である(例えば、シクロペンチルおよびシクロヘキシル)。「アリール」は、特定数の炭素原子を含有する芳香族炭化水素基、例えばフェニル、トロポン、インダニル、またはナフチルを意味する。「アリーレン」は、二価アリール基を意味する。「アルキルアリーレン」は、アルキル基で置換されたアリーレン基を意味する。「アリールアルキレン」は、アリール基で置換されたアルキレン基を意味する(例えば、ベンジル)。接頭辞「ハロ」は、1つ以上のフルオロ、クロロ、ブロモ、またはヨード置換基を含む基または化合物を意味する。異なるハロ基(例えば、ブロモおよびフルオロ)の組み合わせ、またはクロロ基のみが存在することができる。接頭辞「ヘテロ」は、化合物または基がヘテロ原子である少なくとも1つの環員(例えば、1、2、または3つのヘテロ原子)を含むことを意味し、ヘテロ原子(複数可)は各々、独立してN、O、S、Si、またはPである。「置換された」は、化合物または基が、水素の代わりに、各々独立して、C1-9アルコキシ、C1-9ハロアルコキシ、ニトロ(-NO)、シアノ(-CN)、C1-6アルキルスルホニル(-S(=O)-アルキル)、C6-12アリールスルホニル(-S(=O)-アリール)、チオール(-SH)、チオシアノ(-SCN)、トシル(CHSO-)、C3-12シクロアルキル、C2-12アルケニル、C5-12シクロアルケニル、C6-12アリール、C7-13アリールアルキレン、C4-12ヘテロシクロアルキル、およびC3-12ヘテロアリールとすることができる少なくとも1つ(例えば、1、2、3、または4つ)の置換基で置換されたことを意味し、ただし、置換された原子の標準原子価を超えないことを条件とする。基内で示される炭素原子の数はいずれの置換基も除外する。例えば、-CHCHCNはニトリルで置換されたCアルキル基である。
【0156】
特定の実施形態について記載してきたが、現在のところ、予期されない、または、予期され得ない代替、改変、変更、改善および実質的な等価物について、出願人または当業者は、思い着くことができる。したがって、出願された、補正される可能性のある添付の特許請求の範囲は、そのような代替、改変、変更、改善および実質的な等価物を全て包含することが意図される。
【国際調査報告】