具有側鏈基團的二酸酐單體、聚酰亞胺以及其制備方法
【專利摘要】一種具有側鏈基團的二酸酐單體、聚酰亞胺以及其制備方法，且此二酸酐單體具有側鏈基團R，因此可以增加二酸酐單體的結構不對稱性以及排列不規(guī)則性。二酸酐單體具有下列結構式：而側鏈基團R為選自下列基團所組成的群組的基團：具有至少一三級碳的α取代基的環(huán)烯類、具有一三級碳的環(huán)烷類、具有至少一三級碳的環(huán)烯類、α取代基的苯、苯、α取代基的萘、萘、α取代基的蒽、蒽、α取代基的菲、菲、α取代基的芳香烴衍生物、芳香烴衍生物、金剛烷、α取代基的金剛烷、鉆石烷、α取代基的鉆石烷。
【專利說明】具有側鏈基團的二酸酐單體、聚酰亞胺以及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種二酸酐單體、聚酰亞胺與其制備方法，且特別是一種具有側鏈基團的二酸酐單體、聚酰亞胺與其制備方法。
【背景技術】
[0002]聚酰亞胺(Polyimide)為目前常見的工業(yè)塑料，其具有良好的機械性質、較高的玻璃轉移溫度以及較高的熱裂解溫度，因此被廣泛的應用于半導體工業(yè)、光電產(chǎn)業(yè)以及機械工業(yè)上。然而，聚酰亞胺對于有機溶劑的溶解度差，因此降低了聚酰亞胺的可加工性。因此目前有許多針對聚酰亞胺性質的研究，希望能在維持一定熱性質的條件下，增加聚酰亞胺分子的溶解度。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明提供一種二酸酐單體(dianhydride),其具有側鏈基團。
[0004]本發(fā)明提供一種二酸酐單體的制備方法，其用以制備上述二酸酐單體。
[0005]本發(fā)明提供一種聚酰亞胺化合物，其具有側鏈基團。
[0006]本發(fā)明提供一種聚酰亞胺化合物的制備方法，其用以制備上述聚酰亞胺化合物。
[0007]本發(fā)明提供一種具 有側鏈基團的二酸酐單體，其具有大型的側鏈基團，因此此種二酸酐單體具有較低的結構對稱性以及排列規(guī)則性。所述側鏈基團是選自下列基團所組成的群組的基團:具有至少一三級碳的α取代基的環(huán)烯類(cyclokene)、具有一三級碳的環(huán)燒類(cycloalkane)、具有至少一三級碳的環(huán)烯類、苯(phenyl)、α取代基的苯、萘(naphthalene)、α 取代基的萘、蒽(anthracene)、α 取代基的蒽、菲(phenanthrene)、α 取代基的菲、α取代基的芳香烴衍生物、芳香烴衍生物、金剛燒(adamantane)、α取代基的金剛燒、鉆石燒(diamantine)、α取代基的鉆石燒。
[0008]本發(fā)明提供一種二酸酐單體的制備方法，用以制備上述二酸酐單體。所述二酸酐單體的制備方法包括(I)將溴化合物(bromo compound)、對苯二酹(hydroquinonecompound)以及苯(benzene)進行加熱回流(recirculate),以形成對苯二酹化合物固體析出；(II)將對苯二酹化合物與4-硝基鄰苯二甲腈(4-nitrophthalonitrile)進行加熱反應，并利用甲醇(methanol)水溶液作為沉淀劑，以形成雙(3，4- 二氰基苯氧基)化合物(bis (3, 4-dicyanophenoxy) compound) ； (III)將雙(3，4_ 二氰基苯氧基)化合物、氫氧化鉀(potassium hydroxide, KOH)以及甲醇進行加熱回流，以形成雙(3，4_ 二羧基苯氧基)化合物(bis (3, 4-dicarboxyphenoxy) compound)固體析出；(IV)將雙(3，4_ 二羧基苯氧基)化合物、冰醋酸(acetic anhydride)以及無水醋酸酐進行脫水死循環(huán)反應，以形成二酸酐單體。
[0009]本發(fā)明提供一種具有側鏈基團的聚酰亞胺化合物，其是利用上述二酸酐單體制備而成。此種聚酰亞胺化合物具有大型的側鏈基團，因此其結構對稱性以及排列規(guī)則性較低。所述側鏈基團是選自下列基團所組成的群組的基團:具有至少一三級碳的α取代基的環(huán)烯類、具有一三級碳的環(huán)烷類、具有至少一三級碳的環(huán)烯類、α取代基的苯、苯、α取代基的萘、萘、α取代基的蒽、蒽、α取代基的菲(phenanthrene)、菲、α取代基的芳香烴衍生物、芳香經(jīng)衍生物、金剛燒、α取代基的金剛燒、鉆石燒、α取代基的鉆石燒。
[0010]本發(fā)明提供一種聚酰亞胺化合物的制備方法，用以制備上述的聚酰亞胺化合物。所述聚酰亞胺化合物的制備方法包括(I)在無水環(huán)境下，將二酸酐單體、二胺單體(diamine)溶解于甲酹(cresol)之中，并進行攪拌，以形成聚酰胺酸(polyamic acid)化合物；(II)在聚酰胺酸化合物溶液中滴入5-10滴異構喹啉(isoquinoline),并進行加熱回流，以形成聚酰亞胺化合物溶液；(III)將聚酰亞胺化合物溶液冷卻，并加入乙醇中進行沉淀，以形成聚酰亞胺化合物固體析出。
[0011]綜上所述，本發(fā)明提供一種具有側鏈基團的二酸酐單體、具有側鏈基團的聚酰亞胺化合物以及其制備方法。所述二酸酐單體具有大型的側鏈基團，利用此種二酸酐單體所制備的聚酰亞胺化合物結構對稱性以及排列規(guī)則性較低，以至于此種聚酰亞胺化合物的分子間作用力較低。因此，此種聚酰亞胺化合物對于各種溶劑具有較佳的溶解度。
[0012]為使能更進一步了解本發(fā)明的特征及技術內容，請參閱以下有關本發(fā)明的詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅是用來說明本發(fā)明，而非對本發(fā)明的權利要求范圍作任何的限制。
【具體實施方式】
[0013]本發(fā)明提供一種具有側鏈基團的二酸酐單體(e)，其通式結構如下:
[0014]
【權利要求】
1.一種具有側鏈基團的二酸酐單體，其特征在于，所述具有側鏈基團的二酸酐單體具有下列結構式:
2.根據(jù)權利要求1所述的具有側鏈基團的二酸酐單體，其特征在于，所述芳香烴包含苯、萘、蒽或菲，而所述脂環(huán)烴包含金剛烷、鉆石烷。
3.根據(jù)權利要求1所述的具有側鏈基團的二酸酐單體，其特征在于，所述R基團為α取代基的基團。
4.一種具有側鏈基團的二酸酐單體的制備方法，其特征在于，所述具有側鏈基團的二酸酐單體的制備方法包括以下步驟: (I)將溴化合物(a)、對苯二酹以及苯進行加熱回流，以形成對苯二酹化合物(b)固體析出， 反應溫度為80-85° C，反應時間為3-4天， 所述溴化合物(a)具有下列結構式:

5.根據(jù)權利要求4所述的具有側鏈基團的二酸酐單體的制備方法，其特征在于，所述芳香烴包含苯、萘、蒽或菲，而所述脂環(huán)烴包含金剛烷、鉆石烷。
6.根據(jù)權利要求4所述的具有側鏈基團的二酸酐單體的制備方法，其特征在于，所述R基團為α取代基的基團。
7.根據(jù)權利要求4所述的具有側鏈基團的二酸酐單體的制備方法，其特征在于，在將所述對苯二酚化合物(b)與所述4-硝基鄰苯二甲腈進行加熱反應之前，還包括以下步驟: 將所述對苯二酚化合物(b)、無水碳酸鉀、甲苯以及二甲基甲酰胺進行加熱回流，并利用共沸的方式將所述對苯二酚化合物(b)離子化成帶負電陰離子形式存在， 所述共沸的溫度為150-160° C，反應時間為4-5小時。
8.根據(jù)權利要求4所述的具有側鏈基團的二酸酐單體的制備方法，其特征在于，形成所述對苯二酚化合物(b)固體之后，還包括以下步驟: 以熱水清洗所述對苯二酚化合物(b)固體， 熱水的溫度為70-80° C;以及 將所述對苯二酚化合物(b)進行再結晶。
9.根據(jù)權利要求4所述的具有側鏈基團的二酸酐單體的制備方法，其特征在于，形成所述雙(3，4- 二氰基苯氧基)化合物(c)之后，還包括以下步驟: 以蒸餾水清洗所述雙(3，4- 二氰基苯氧基)化合物(c);以及 將所述雙(3，4- 二氰基苯氧基)化合物(c)進行再結晶。
10.一種具有側鏈基團的聚酰亞胺化合物，其特征在于，所述具有側鏈基團的聚酰亞胺化合物具有下列結構式:
11.根據(jù)權利要求1o所述的具有側鏈基團的聚酰亞胺化合物，其特征在于，所述芳香烴包含苯、萘、蒽或菲，而所述脂環(huán)烴包含金剛烷、鉆石烷。
12.根據(jù)權利要求10所述的具有側鏈基團的聚酰亞胺化合物，其特征在于，所述R基團為α取代基的基團。
13.一種具有側鏈基團的聚酰亞胺化合物的制備方法，其特征在于，所述具有側鏈基團的聚酰亞胺化合物的制備方法包括以下步驟:(I)在無水環(huán)境下，將二酸酐單體、二胺單體溶解于甲酚之中，并進行攪拌，以形成聚酰胺酸化合物， 所述二酸酐單體具有下列結構式:
14.根據(jù)權利要求13所述的具有側鏈基團的聚酰亞胺化合物的制備方法，其特征在于，所述芳香烴包含苯、萘、蒽或菲，而所述脂環(huán)烴包含金剛烷、鉆石烷。
15.根據(jù)權利要求13所述的具有側鏈基團的聚酰亞胺化合物的制備方法，其特征在于，所述R基團為α取代基的基團。
16.根據(jù)權利要求13所述的具有側鏈基團的聚酰亞胺化合物的制備方法，其特征在于，所述甲酚包括對甲酚或間甲酚。
17.根據(jù)權利要求13所述的具有側鏈基團的聚酰亞胺化合物的制備方法，其特征在于，形成所述聚酰亞胺化合物固體之后，還包括以下步驟: 將所述聚酰亞胺化合物固體、所述乙醇加熱回流， 反應溫度為70-80° C，反應時間為4-6小時。
18.根據(jù)權利要求13所述的具有側鏈基團的聚酰亞胺化合物的制備方法，其特征在于，加熱回流所述聚酰胺酸化合物溶液以及所述異構喹啉溶液，還包括以下步驟: 將所述聚酰胺酸化合物溶液以及所述異構喹啉溶液在90-100° C下加熱回流， 反應時間為2-4小時； 升高反應溫度，在140-150° C下加熱回流所述聚酰胺酸化合物溶液以及所述異構喹啉溶液， 反應時間為2-4小時； 再次升高反應溫度，在200-210° C下加熱回流所述聚酰胺酸化合物溶液以及所述異構喹啉溶液，反應 時間為2-4小時。
【文檔編號】C07D307/89GK104016950SQ201310066212
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2013年3月1日 優(yōu)先權日:2013年3月1日
【發(fā)明者】黃瀚霈 申請人:欣興電子股份有限公司