具有侧链基团的二胺单体、聚酰亚胺以及其制备方法
【专利摘要】一种具有侧链基团的二胺单体、聚酰亚胺以及其制备方法，且该二胺单体具有大型的侧链基团R，因此可以增加二胺单体的结构不对称性以及排列不规则性。二胺单体具有下列结构式：且侧链基团R是选自下列基团所组成的群组的基团：具有至少一三级碳的α取代基的环烯类、具有一三级碳的环烷类、具有至少一三级碳的环烯类、苯、α取代基的苯、萘、α取代基的萘、蒽、α取代基的蒽、菲、α取代基的菲、α取代基的芳香烃衍生物、芳香烃衍生物、金刚烷、α取代基的金刚烷、钻石烷、α取代基的钻石烷。
【专利说明】具有侧链基团的二胺单体、聚酰亚胺以及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种二胺单体、聚酰亚胺与其制备方法，且特别是一种具有侧链基团的二胺单体、聚酰亚胺与其制备方法。
【背景技术】
[0002]聚酰亚胺(polyimide)的分子间作用力大，因此具有良好的机械性质以及热性质。因此，可以作为绝缘材料、耐热材料等，并广泛应用于电子、光电领域中。然而，由于聚酰亚胺分子间极性作用力大，使得聚酰亚胺难以溶解于部分有机溶剂之中，降低了聚酰亚胺的可加工性。目前有许多针对聚酰亚胺性质的研究，希望在维持一定热性质的条件下，增加聚酰亚胺分子的溶解度。
【发明内容】
[0003]本发明提供一种二胺单体(diamine),其具有侧链基团。
[0004]本发明提供一种二胺单体的制备方法，其用以制备上述二胺单体。
[0005]本发明提供一种聚酰亚胺化合物，其具有侧链基团。 [0006]本发明提供一种聚酰亚胺化合物的制备方法，其用以制备上述聚酰亚胺化合物。
[0007]本发明提供一种具有侧链基团的二胺单体，其具有大型的侧链基团，因此可以降低二胺单体的结构对称性以及排列规则性。所述侧链基团为选自下列基团所组成的群组的基团:具有至少一三级碳的α取代基的环烯类(cyclokene)、具有一三级碳的环烧类(cycloalkane)、具有至少一三级碳的环烯类、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取代基的芳香烃衍生物、芳香烃衍生物、金刚烧(adamantane)、α取代基的金刚烧、钻石烧(diamantine)、α取代基的钻石烧。
[0008]本发明提供一种二胺单体的制备方法，用以制备上述二胺单体。所述二胺单体的制备方法包括(I)将溴化合物(bromo compound)>对苯二 HKhydroquinonecompound)以及苯(benzene)进行加热回流(recirculate),以使对苯二酹化合物固体析出；(11)将对苯二酹化合物、无水碳酸钾(potassium carbonate, K2C03)、对氯硝基苯(4-nitrochlorobenzene)以及二甲基甲酸胺(dimethylformamide, DMF)进行加热反应，并利用蒸懼水将双(4-硝基苯氧基)化合物(bis (4-nitrophenoxy) compound)沉淀析出；(III)将双(4-硝基苯氧基)化合物、联胺水合物(hydrazine monohydrate)、乙醇(ethanol)以及钯/碳触媒(Pd/C)进行加热回流，以形成二胺单体固体析出。
[0009]本发明提供一种具有侧链基团的聚酰亚胺化合物，其是利用上述二胺单体制备而成。此种聚酰亚胺化合物具有大型的侧链基团，因此可以降低结构对称性以及排列规则性。所述侧链基团为选自下列基团所组成的群组的基团:具有至少一三级碳的α取代基的环烯类、具有一三级碳的环烷、具有至少一三级碳的环烯类、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取代基的芳香烃衍生物、芳香烃衍生物、金刚烧、α取代基的金刚烧、钻石烧、α取代基的钻石烧。
[0010]本发明提供一种聚酰亚胺化合物的制备方法，用以制备上述的聚酰亚胺化合物。所述聚酰亚胺化合物的制备方法包括(I)在无水环境下，将二酸酐单体(dianhydride)、二胺单体溶解于甲酹(cresol)之中，并进行搅拌，以形成聚酰胺酸(polyamic acid)化合物溶液；(II)在聚酰胺酸化合物溶液中滴入5-10滴异构喹啉(isoquinoline)，并进行加热回流，以形成聚酰亚胺化合物溶液；(III)将聚酰亚胺化合物溶液冷却，并加入乙醇中进行沉淀，以使聚酰亚胺化合物固体析出。
[0011]综上所述，本发明提供一种具有侧链基团的二胺单体、具有侧链基团的聚酰亚胺化合物以及其制备方法。所述二胺单体具有大型的侧链基团，利用此种二胺单体所制备的聚酰亚胺化合物具有较低度的结构对称性以及排列规则性。因此，此种聚酰亚胺化合物的分子间作用力较低，提升了聚酰亚胺化合物对于各种溶剂的溶解度。
[0012]为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明，但是此等说明与所附图式仅是用来说明本发明，而非对本发明的权利要求范围作任何的限制。
【具体实施方式】
[0013]本发明提供一种具有侧链基团的二胺单体(d)，其通式结构如下:
[0014]
【权利要求】
1.一种具有侧链基团的二胺单体，其特征在于，所述具有侧链基团的二胺单体具有下列结构式:
2.根据权利要求1所述的具有侧链基团的二胺单体，其特征在于，所述芳香烃包含苯、萘、蒽或菲，而所述脂环烃包含金刚烷或钻石烷。
3.根据权利要求1所述的具有侧链基团的二胺单体，其特征在于，所述R基团为α取代基的基团。
4.一种具有侧链基团的二胺单体的制备方法，其特征在于，所述具有侧链基团的二胺单体的制备方法包括以下步骤: (I)将溴化合物(a)、对苯二酹以及苯进行加热回流，以形成对苯二酹化合物(b)固体析出， 反应温度为80-85°C，反应时间为3-4天， 所述溴化合物(a)具有下列结构式:
5.根据权利要求4所述的具有侧链基团的二胺单体的制备方法，其特征在于，所述芳香烃包含苯、萘、蒽或菲，而所述脂环烃包含金刚烷或钻石烷。
6.根据权利要求4所述的具有侧链基团的二胺单体的制备方法，其特征在于，所述R基团为α取代基的基团。
7.根据权利要求4所述的具有侧链基团的二胺单体的制备方法，其特征在于，形成所述对苯二酚化合物(b)固体之后，还包括以下步骤: 以热水清洗所述对苯二酚化合物(b)固体， 热水的温度为70-80°C ;以及 对所述苯二酚化合物(b)进行再结晶。
8.根据权利要求4所述的具有侧链基团的二胺单体的制备方法，其特征在于，形成所述双(4-硝基苯氧基)化合物(c)之后，还包括以下步骤: 以蒸馏水清洗所述双(4-硝基苯氧基)化合物(c)； 真空干燥所述双(4-硝基苯氧基)化合物(c );以及以四氢呋喃、甲醇以及水作为溶剂，将所述双(4-硝基苯氧基)化合物(c)进行再结晶。
9.根据权利要求4所述的具有侧链基团的二胺单体的制备方法，其特征在于，形成所述二胺单体(d)之后，还包括以下步骤: 以热蒸馏水清洗所述二胺单体(d)，所述热蒸馏水的温度为70-80°C ； 真空干燥所述二胺单体(d);以及 以氯仿以及正己烷作为溶剂，将所述二胺单体(d)进行再结晶。
10.一种具有侧链基团的聚酰亚胺化合物，其特征在于，所述具有侧链基团的聚酰亚胺化合物具有下列结构式:
11.根据权利要求10所述的具有侧链基团的聚酰亚胺化合物，其特征在于，所述芳香烃包含苯、萘、蒽或菲，而所述脂环烃包含金刚烷或钻石烷。
12.根据权利要求10所述的具有侧链基团的聚酰亚胺化合物，其特征在于，所述R基团为α取代基的基团。
13.一种具有侧链基团的聚酰亚胺化合物的制备方法，其特征在于，所述具有侧链基团的聚酰亚胺化合物的制备方法包括以下步骤: (I)在无水环境下，将二酸酐单体、二胺单体溶解于甲酚之中，并进行搅拌，以形成聚酰胺酸化合物， 所述二胺单体具有下列结构式:
14.根据权利要求13所述的具有侧链基团的聚酰亚胺化合物的制备方法，其特征在于，所述芳香烃包含苯、萘、蒽或菲，而所述脂环烃包含金刚烷或钻石烷。
15.根据权利要求13所述的具有侧链基团的聚酰亚胺化合物的制备方法，其特征在于，所述R基团为α取代基的基团。
16.根据权利要求13所述的具有侧链基团的聚酰亚胺化合物的制备方法，其特征在于，所述甲酚包括对甲酚或间甲酚。
17.根据权利要求13所述的具有侧链基团的聚酰亚胺化合物的制备方法，其特征在于，在形成所述聚酰亚胺化合物固体之后，还包括以下步骤: 将所述聚酰亚胺化合物固体、所述乙醇加热回流， 反应温度为70-80°C，反应时间为4-6小时。
18.根据权利要求13所述的具有侧链基团的聚酰亚胺化合物的制备方法，其特征在于，加热回流所述聚酰胺酸化合物溶液以及所述异构喹啉溶液，还包括以下步骤: 将所述聚酰胺酸化合物溶液以及所述异构喹啉溶液在90-100°C下加热回流， 反应时间为2-4小时； 升高反应温度，在140-150°C下加热回流所述聚酰胺酸化合物溶液以及所述异构喹啉溶液， 反应时间为2-4小时； 再次升高反应温度，在200-210°C下加热回流所述聚酰胺酸化合物溶液以及所述异构喹啉溶液， 反应时间为2-4小时。
【文档编号】C07C217/90GK104003889SQ201310060692
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2013年2月26日 优先权日:2013年2月26日
【发明者】黄瀚霈 申请人:欣兴电子股份有限公司