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JP7131558B2 - Method for producing novolak-type polymer - Google Patents

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JP7131558B2
JP7131558B2 JP2019542031A JP2019542031A JP7131558B2 JP 7131558 B2 JP7131558 B2 JP 7131558B2 JP 2019542031 A JP2019542031 A JP 2019542031A JP 2019542031 A JP2019542031 A JP 2019542031A JP 7131558 B2 JP7131558 B2 JP 7131558B2
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novolac
group
water
type polymer
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Nissan Chemical Corp
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G12/00Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen
    • C08G12/02Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen of aldehydes
    • C08G12/04Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen of aldehydes with acyclic or carbocyclic compounds
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    • C08G12/08Amines aromatic

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Description

本発明は、ノボラック型ポリマーの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing novolak-type polymers.

ノボラック型ポリマーの製造において、これを超高分子量化するときの課題として、ゲル化の危険性が挙げられる。本課題は、未反応のアルデヒド化合物が存在することに起因しており、芳香族アミン化合物とアルデヒド化合物との仕込み量を調節し、仕込んだアルデヒド化合物を完全に反応させること(すなわち、未反応アルデヒド化合物を低減すること)が適切な分子量への制御、すなわち、ゲル化回避への一般的なアプローチとなる。 In the production of novolac type polymers, there is a risk of gelation as a problem when making them ultrahigh molecular weight. This problem is caused by the presence of unreacted aldehyde compounds, and it is necessary to adjust the charged amounts of the aromatic amine compound and the aldehyde compound to allow the charged aldehyde compounds to react completely (i.e., unreacted aldehyde compound reduction) is a common approach to control to an appropriate molecular weight, ie avoid gelation.

未反応のアルデヒド化合物を低減させるために、アルデヒド化合物を反応系に逐次添加したり、反応系を高濃度化したりする方法が知られている。しかし、これらの方法においても、アルデヒド化合物を完全に反応させることは難しく、また高濃度化の際は反応系の高粘度化が避けられず、反応機攪拌翼破損のリスクとなる。また、副生する水により、ポリマーが反応機内壁に析出し、固着する事例もあり、この場合も反応機内への立ち入り洗浄等、作業性が問題となる。これらは、ノボラック型ポリマー製造における共通の課題といえる。 In order to reduce unreacted aldehyde compounds, there are known methods of sequentially adding aldehyde compounds to the reaction system or increasing the concentration of the reaction system. However, even in these methods, it is difficult to completely react the aldehyde compound, and when the concentration is increased, the viscosity of the reaction system is inevitably increased, which poses a risk of damage to the stirring blades of the reactor. In addition, there are cases where the polymer is deposited on the inner wall of the reactor due to water produced as a by-product, and adheres to the inner wall of the reactor. These are common problems in the production of novolak-type polymers.

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、ゲル化、高粘度化、壁固着物等の製造上の課題をすべて回避できる、ノボラック型ポリマーの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for producing a novolac-type polymer that can avoid all production problems such as gelation, high viscosity, and wall-fixed matter. .

本発明者は、前記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、副生する水を除去しながら重合反応を行うことで、壁固着物が発生せず、また、水を反応系内から除去することで重合が速やかに進行し、反応系が低濃度でも超高分子量化でき、かつゲル化の原因にもなる未反応アルデヒド化合物を反応系に残存させず、適切な分子量へ制御できる条件を見出し、本発明を完成させた。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that by carrying out the polymerization reaction while removing the water produced as a by-product, no deposits are generated on the wall, and water is removed from the reaction system. By removing it, the polymerization proceeds rapidly, the reaction system can be ultra-high molecular weight even at low concentrations, and the conditions are such that unreacted aldehyde compounds that cause gelation do not remain in the reaction system and the molecular weight can be controlled to an appropriate level. and completed the present invention.

すなわち、本発明は、下記ノボラック型ポリマーの製造方法を提供する。
1.芳香族アミン化合物及びアルデヒド化合物を、触媒存在下、有機溶媒中で、副生成物の水を除去しながら重合させる、ノボラック型ポリマーの製造方法。
2.共沸によって水を除去する、1のノボラック型ポリマーの製造方法。
3.前記有機溶媒が、水と共沸可能であって、水よりも比重が小さく、かつ水と混和しないものである1又は2のノボラック型ポリマーの製造方法。
4.前記有機溶媒が、トルエン、o-キシレン、m-キシレン、p-キシレン又はこれらの混合溶媒である1~3のいずれかのノボラック型ポリマーの製造方法。
5.前記触媒が、酸触媒である1~4のいずれかのノボラック型ポリマーの製造方法。
6.前記酸触媒が、硫酸又はスルホン酸である5のノボラック型ポリマーの製造方法。
7.前記有機溶媒の使用量が、前記芳香族アミン化合物に対し、質量比で1~50となる量である1~6のいずれかのノボラック型ポリマーの製造方法。
8.前記芳香族アミン化合物が、トリアリールアミン化合物である1~7のいずれかのノボラック型ポリマーの製造方法。
9.前記アルデヒド化合物が、芳香族アルデヒド化合物である1~8のいずれかのノボラック型ポリマーの製造方法。
10.前記ノボラック型ポリマーが、ハイパーブランチポリマーである1~9のいずれかのノボラック型ポリマーの製造方法。
That is, the present invention provides the following method for producing a novolac-type polymer.
1. A method for producing a novolac polymer, comprising polymerizing an aromatic amine compound and an aldehyde compound in the presence of a catalyst in an organic solvent while removing water as a by-product.
2. 1. A process for making a novolak-type polymer, with azeotropic water removal.
3. 3. The method for producing a novolac polymer according to 1 or 2, wherein the organic solvent is azeotropic with water, has a lower specific gravity than water, and is immiscible with water.
4. 3. The method for producing a novolac polymer according to any one of 1 to 3, wherein the organic solvent is toluene, o-xylene, m-xylene, p-xylene, or a mixed solvent thereof.
5. 4. The method for producing a novolac polymer according to any one of 1 to 4, wherein the catalyst is an acid catalyst.
6. 5. The method for producing a novolac-type polymer, wherein the acid catalyst is sulfuric acid or sulfonic acid.
7. 6. The method for producing a novolac polymer according to any one of 1 to 6, wherein the amount of the organic solvent used is such that the mass ratio of the organic solvent to the aromatic amine compound is 1 to 50.
8. 7. The method for producing a novolac polymer according to any one of 1 to 7, wherein the aromatic amine compound is a triarylamine compound.
9. 9. The method for producing a novolac polymer according to any one of 1 to 8, wherein the aldehyde compound is an aromatic aldehyde compound.
10. 10. The method for producing a novolak-type polymer according to any one of 1 to 9, wherein the novolak-type polymer is a hyperbranched polymer.

本発明のノボラック型ポリマーの製造方法によれば、ゲル化、高粘度化、壁固着物等の製造上の課題を全て回避でき、高分子量のノボラック型ポリマーを製造することができる。 According to the method for producing a novolak-type polymer of the present invention, it is possible to avoid all production problems such as gelation, high viscosity, and wall-fixed matter, and to produce a high-molecular-weight novolac-type polymer.

実施例1における反応終了後(ポリマーのトルエン溶液)の反応容器の写真である。1 is a photograph of a reaction vessel after completion of the reaction (toluene solution of polymer) in Example 1. FIG. 比較例1における反応終了後(アルデヒドを1当量以上使用し、ジオキサン溶媒で反応させた場合)の反応容器の写真である。1 is a photograph of a reaction vessel after completion of the reaction in Comparative Example 1 (when 1 equivalent or more of aldehyde was used and the reaction was performed with a dioxane solvent). 比較例2における、高粘度化した反応溶液(高濃度化条件(ジオキサン溶媒))での反応容器の写真である。10 is a photograph of a reaction vessel in a highly viscous reaction solution (highly concentrated condition (dioxane solvent)) in Comparative Example 2. FIG.

本発明のノボラック型ポリマーの製造方法は、芳香族アミン化合物及びアルデヒド化合物を、触媒存在下、有機溶媒中で、副生成物の水を除去しながら重合させるものである。 The method for producing a novolac polymer of the present invention comprises polymerizing an aromatic amine compound and an aldehyde compound in the presence of a catalyst in an organic solvent while removing water as a by-product.

本発明の製造方法において、前記芳香族アミン化合物としては、特に限定されず、モノアリールアミン化合物、ジアリールアミン化合物及びトリアリールアミン化合物を用いることができるが、トリアリールアミン化合物が好ましく、特に、下記式(A)で表されるトリアリールアミン化合物が好ましい。

Figure 0007131558000001
In the production method of the present invention, the aromatic amine compound is not particularly limited, and monoarylamine compounds, diarylamine compounds and triarylamine compounds can be used. Triarylamine compounds represented by formula (A) are preferred.
Figure 0007131558000001

式(A)中、Ar1~Ar3は、それぞれ独立に、式(A-1)~(A-5)のいずれかで表される2価の有機基であるが、特に、式(A-1)で表される基が好ましい。In formula (A), Ar 1 to Ar 3 are each independently a divalent organic group represented by any one of formulas (A-1) to (A-5). -1) is preferred.

Figure 0007131558000002
Figure 0007131558000002

式(A-1)~(A-5)中、R1~R34は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~5のアルキル基又は炭素数1~5のアルコキシ基である。In formulas (A-1) to (A-5), R 1 to R 34 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms. .

ここで、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。 Here, the halogen atom includes a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.

炭素数1~5のアルキル基としては、直鎖状又は分岐状のものが好ましく、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基等が挙げられる。 The alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferably linear or branched, such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group and isobutyl group. , tert-butyl group, n-pentyl group and the like.

炭素数1~5のアルコキシ基としては、直鎖状又は分岐状のものが好ましく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、イソプロポキシ基、n-ブトキシ基、sec-ブトキシ基、イソブトキシ基、tert-ブトキシ基、n-ペンチルオキシ基等が挙げられる。 The alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms is preferably linear or branched, and examples thereof include methoxy, ethoxy, n-propoxy, isopropoxy, n-butoxy, sec-butoxy and isobutoxy. group, tert-butoxy group, n-pentyloxy group and the like.

好ましいトリアリールアミン化合物としては、トリフェニルアミン及びその誘導体等が挙げられる。 Preferred triarylamine compounds include triphenylamine and derivatives thereof.

本発明において用いるアルデヒド化合物としては、特に限定されないが、下記式(B)で表されるものが好ましい。

Figure 0007131558000003
Although the aldehyde compound used in the present invention is not particularly limited, one represented by the following formula (B) is preferable.
Figure 0007131558000003

式(B)中、Rは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~5のアルキル基、又は下記式(B-1)~(B-4)のいずれかで表される1価の有機基である。

Figure 0007131558000004
In formula (B), each R is independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a monovalent organic represented by any of the following formulas (B-1) to (B-4) is the base.
Figure 0007131558000004

式(B-1)~(B-4)中、R35~R58は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~5のアルキル基、炭素数1~5のハロアルキル基、フェニル基、-OR59、-COR60、-NR6162又は-COOR63であり、R59~R62は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~5のアルキル基、炭素数1~5のハロアルキル基又はフェニル基であり、R63は、炭素数1~5のアルキル基、炭素数1~5のハロアルキル基又はフェニル基である。In formulas (B-1) to (B-4), R 35 to R 58 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a haloalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a phenyl a group, —OR 59 , —COR 60 , —NR 61 R 62 or —COOR 63 , and R 59 to R 62 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or is a haloalkyl group or a phenyl group, and R 63 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a haloalkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a phenyl group.

炭素数1~5のハロアルキル基としては、直鎖状又は分岐状のものが好ましく、例えば、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ブロモジフルオロメチル基、2-クロロエチル基、2-ブロモエチル基、1,1-ジフルオロエチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基、1,1,2,2-テトラフルオロエチル基、2-クロロ-1,1,2-トリフルオロエチル基、ペンタフルオロエチル基、3-ブロモプロピル基、2,2,3,3-テトラフルオロプロピル基、1,1,2,3,3,3-ヘキサフルオロプロピル基、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン-2-イル基、3-ブロモ-2-メチルプロピル基、4-ブロモブチル基、パーフルオロペンチル基等が挙げられる。なお、ハロゲン原子及び炭素数1~5のアルキル基としては、前述したものと同様のものが挙げられる。 The haloalkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferably linear or branched, such as difluoromethyl group, trifluoromethyl group, bromodifluoromethyl group, 2-chloroethyl group, 2-bromoethyl group, 1, 1-difluoroethyl group, 2,2,2-trifluoroethyl group, 1,1,2,2-tetrafluoroethyl group, 2-chloro-1,1,2-trifluoroethyl group, pentafluoroethyl group, 3-bromopropyl group, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl group, 1,1,2,3,3,3-hexafluoropropyl group, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro propan-2-yl group, 3-bromo-2-methylpropyl group, 4-bromobutyl group, perfluoropentyl group and the like. Examples of the halogen atom and the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms are the same as those mentioned above.

前記アルデヒド化合物としては、芳香族アルデヒド化合物が好ましい。具体的には、式(B)で表されるアルデヒド化合物において、Rが、式(B-1)~(B-4)のいずれかで表される基であるものが好ましく、2-若しくは3-チエニル基、又は式(B-1)で表される基であるものが好ましく、2-若しくは3-チエニル基、又は式(B-1)で表される基のうちR37がフェニル基であるのもの若しくはメトキシ基であるものがより好ましく、2-若しくは3-チエニル基、又は式(B-1)で表される基のうちR37がフェニル基であるものがより一層好ましい。As the aldehyde compound, an aromatic aldehyde compound is preferable. Specifically, in the aldehyde compound represented by formula (B), R is preferably a group represented by any one of formulas (B-1) to (B-4), 2- or 3- -thienyl group or a group represented by formula (B-1) is preferable, and R 37 is a phenyl group among 2- or 3-thienyl groups or groups represented by formula (B-1) or a methoxy group is more preferred, and a 2- or 3-thienyl group or a group represented by formula (B-1) in which R 37 is a phenyl group is even more preferred.

好ましいアルデヒド化合物としては、ベンズアルデヒド、4-メチルベンズアルデヒド、3-トリフルオロメチルベンズアルデヒド、4-トリフルオロメチルベンズアルデヒド、3-フェニルベンズアルデヒド、4-フェニルベンズアルデヒド、サリチルアルデヒド、アニスアルデヒド、4-アセトキシベンズアルデヒド、4-アセチルベンズアルデヒド、2-ホルミル安息香酸、3-ホルミル安息香酸、4-ホルミル安息香酸、2-ホルミル安息香酸メチル、3-ホルミル安息香酸メチル、4-ホルミル安息香酸メチル、4-アミノベンズアルデヒド、4-ジメチルアミノベンズアルデヒド、4-ジフェニルアミノベンズアルデヒド、1-ナフトアルデヒド、2-ナフトアルデヒド、2-チオフェンカルバルデヒド、3-チオフェンカルバルデヒド、9-アントラセンカルバルデヒド等の芳香族アルデヒド化合物が挙げられる。 Preferred aldehyde compounds include benzaldehyde, 4-methylbenzaldehyde, 3-trifluoromethylbenzaldehyde, 4-trifluoromethylbenzaldehyde, 3-phenylbenzaldehyde, 4-phenylbenzaldehyde, salicylaldehyde, anisaldehyde, 4-acetoxybenzaldehyde, 4- Acetylbenzaldehyde, 2-formylbenzoic acid, 3-formylbenzoic acid, 4-formylbenzoic acid, methyl 2-formylbenzoate, methyl 3-formylbenzoate, methyl 4-formylbenzoate, 4-aminobenzaldehyde, 4-dimethyl Aromatic aldehyde compounds such as aminobenzaldehyde, 4-diphenylaminobenzaldehyde, 1-naphthaldehyde, 2-naphthaldehyde, 2-thiophenecarbaldehyde, 3-thiophenecarbaldehyde, and 9-anthracenecarbaldehyde are included.

式(A)で表される芳香族アミン化合物と、式(B)で表されるアルデヒド化合物とを、酸触媒存在下で重合させることで、下記式(C)で表される繰り返し単位を含むノボラック型ハイパーブランチポリマーを合成することができる。 An aromatic amine compound represented by the formula (A) and an aldehyde compound represented by the formula (B) are polymerized in the presence of an acid catalyst to obtain a repeating unit represented by the following formula (C). Novolac-type hyperbranched polymers can be synthesized.

Figure 0007131558000005
(式中、Ar1~Ar3及びRは、前記と同じ。)
Figure 0007131558000005
(In the formula, Ar 1 to Ar 3 and R are the same as above.)

前記ノボラック型ハイパーブランチポリマーとして好ましくは、下記式で表される繰り返し単位を有するものが挙げられるが、これらに限定されない。

Figure 0007131558000006
Preferred examples of the novolac-type hyperbranched polymer include, but are not limited to, those having a repeating unit represented by the following formula.
Figure 0007131558000006

本発明の製造方法において、式(B)で表されるアルデヒド化合物の使用量は、式(A)で表される芳香族アミン化合物1当量に対し、0.1~1.0当量が好ましく、0.7~0.95当量がより好ましい。 In the production method of the present invention, the amount of the aldehyde compound represented by formula (B) used is preferably 0.1 to 1.0 equivalents per equivalent of the aromatic amine compound represented by formula (A). 0.7 to 0.95 equivalents are more preferred.

前記ノボラック型ポリマーの平均分子量は特に限定されないが、重量平均分子量(Mw)が1,000~2,000,000が好ましく、2,000~200,000がより好ましい。なお、本発明においてMwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算測定値である。 The average molecular weight of the novolac type polymer is not particularly limited, but the weight average molecular weight (Mw) is preferably 1,000 to 2,000,000, more preferably 2,000 to 200,000. In addition, in this invention, Mw is a polystyrene equivalent measurement value by a gel permeation chromatography (GPC).

前記酸触媒としては、硫酸、リン酸、過塩素酸等の無機酸や、p-トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、カンファースルホン酸等のスルホン酸、ギ酸、シュウ酸等のカルボン酸等の有機酸を用いることができるが、硫酸、スルホン酸等が好ましい。酸触媒の使用量は、その種類によって適宜設定されるが、通常、芳香族アミン化合物1当量に対し、0.01~0.5当量が好ましく、0.02~0.2当量がより好ましい。 Examples of the acid catalyst include inorganic acids such as sulfuric acid, phosphoric acid and perchloric acid; sulfonic acids such as p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid and camphorsulfonic acid; and organic acids such as carboxylic acids such as formic acid and oxalic acid. can be used, but sulfuric acid, sulfonic acid and the like are preferred. The amount of the acid catalyst to be used is appropriately set according to its type, but is usually preferably 0.01 to 0.5 equivalents, more preferably 0.02 to 0.2 equivalents, relative to 1 equivalent of the aromatic amine compound.

前記ノボラック型ポリマーは、前記芳香族アミン化合物とアルデヒド化合物との縮合重合によって合成されるが、このとき脱水が起こるため、副生成物として水が生じる。本発明の製造方法においては、この副生した水を反応系内から除去しながら重合反応を行う。 The novolac type polymer is synthesized by condensation polymerization of the aromatic amine compound and the aldehyde compound, and water is produced as a by-product due to dehydration. In the production method of the present invention, the polymerization reaction is carried out while removing this by-produced water from the reaction system.

前記副生成物の水を除去する方法としては、特に限定されないが、共沸によって除去する方法が、大量製造の点から好ましい。共沸によって水を除去する方法としては、例えば、ディーンスターク装置を用いて副生する水を除去する方法が挙げられる。 Although the method for removing the by-product water is not particularly limited, a method of removing by azeotropy is preferable from the viewpoint of mass production. A method of removing water by azeotropy includes, for example, a method of removing by-produced water using a Dean-Stark apparatus.

このとき、有機溶媒としては、水と共沸可能であって、水よりも比重が小さく、かつ水と混和しないものが好ましい。なお、本発明において「水と混和しない」とは、溶解する水分量が5.0質量%未満の有機溶媒を指す。このような有機溶媒としては、トルエン、o-キシレン、m-キシレン、p-キシレン等の芳香族炭化水素類、ヘプタン、ヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類、ジエチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル等のエーテル類、2-メチルテトラヒドロフラン、4-メチルテトラヒドロピラン、メチルイソブチルケトン等のケトン類等が挙げられる。これらのうち、トルエン、o-キシレン、m-キシレン、p-キシレン又はこれらの混合物が好ましい。前記有機溶媒の使用量は、芳香族アミン化合物に対し、質量比で1~50となる量が好ましく、2~10となる量がより好ましい。 At this time, it is preferable that the organic solvent is azeotropic with water, has a lower specific gravity than water, and is immiscible with water. In the present invention, "water-immiscible" refers to an organic solvent in which the amount of dissolved water is less than 5.0% by mass. Examples of such organic solvents include aromatic hydrocarbons such as toluene, o-xylene, m-xylene and p-xylene; aliphatic hydrocarbons such as heptane, hexane and cyclohexane; Ethers, 2-methyltetrahydrofuran, 4-methyltetrahydropyran, ketones such as methyl isobutyl ketone, and the like. Of these, toluene, o-xylene, m-xylene, p-xylene or mixtures thereof are preferred. The amount of the organic solvent to be used is preferably 1 to 50, more preferably 2 to 10, by mass relative to the aromatic amine compound.

重合反応時の温度は、用いる原料や溶媒に応じて適宜設定すればよいが、通常40~200℃である。また、前述したようにディーンスターク装置を用いて共沸によって水の除去を行う場合、還流温度で反応させるが、このとき十分に還流させるため、外温を内温(還流温度)よりも1℃以上高く設定することが好ましく、内温よりも10℃以上高く設定することが好ましい。外温の上限は、特に限定されないが、通常、内温+20℃程度である。反応時間は、反応温度によって適宜選択されるが、通常1~30時間程度である。 The temperature during the polymerization reaction may be appropriately set depending on the raw material and solvent used, but is usually 40 to 200°C. When water is removed by azeotropy using a Dean-Stark apparatus as described above, the reaction is carried out at the reflux temperature. It is preferable to set the internal temperature higher than or equal to 10° C., and preferably 10° C. or higher than the internal temperature. Although the upper limit of the external temperature is not particularly limited, it is usually about +20°C of the internal temperature. Although the reaction time is appropriately selected depending on the reaction temperature, it is usually about 1 to 30 hours.

以下、合成例及び実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。なお、GPC測定は、以下の条件で行った。
装置:(株)島津製作所製SCL-10Avpシリーズ
カラム:Shodex KF-805+KF-804+KF-803
溶離液:THF
流量:1.3mL/min
カラム温度:40℃
検出器:UV(271nm)
検量線:標準ポリスチレン
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Synthesis Examples and Examples, but the present invention is not limited to these Examples. In addition, the GPC measurement was performed under the following conditions.
Apparatus: SCL-10Avp series manufactured by Shimadzu Corporation Column: Shodex KF-805 + KF-804 + KF-803
Eluent: THF
Flow rate: 1.3mL/min
Column temperature: 40°C
Detector: UV (271 nm)
Calibration curve: standard polystyrene

[実施例1]
下記スキームに示される反応に従って、ポリマーPTPAを合成した。

Figure 0007131558000007
[Example 1]
A polymer PTPA was synthesized according to the reaction shown in the scheme below.
Figure 0007131558000007

ディーンスターク装置を接続した200mLフラスコに、トリフェニルアミン(Zhenjiang Haitong Chemical Industry社製)10g、4-フェニルベンズアルデヒド(Beijing Odyssey Chemicals社製)6.5g(0.87eq.)、p-トルエンスルホン酸(関東化学(株)製)0.388g(0.05eq.)、及びトルエン60gを仕込み、還流状態(内温110~115℃)となるよう昇温した。反応系内が常に還流状態となるように外温を還流温度(内温110~115℃)+20℃に維持し、副生する水を共沸によって反応系内から除去しながら、3時間反応させた。3時間経過後、GPCにてポリマーのMwが35,000~45,000付近に到達したことを確認し、4-フェニルベンズアルデヒドが全て消失し、重合が停止していることを確認した。得られたポリマーのトルエン溶液にトリエチルアミン(東京化成工業(株)製)0.25g(0.06eq.)を加え、クエンチした。クエンチ後のポリマー溶液を貧溶媒であるアセトン30g及び水270gの混合溶媒へと投入し、沈殿させた。沈殿物を濾別し、アセトンにて濾物通液洗浄を繰り返した後、乾燥機にて100℃で乾燥し、目的のポリマーPTPAを得た。
図1に、反応終了後(ポリマーのトルエン溶液)の反応容器の写真を示す。ポリマーのゲル化、反応溶液の高粘度化及び反応容器内壁への固着物の発生は、認められなかった。
10 g of triphenylamine (manufactured by Zhenjiang Haitong Chemical Industry), 6.5 g (0.87 eq.) of 4-phenylbenzaldehyde (manufactured by Beijing Odyssey Chemicals), p-toluenesulfonic acid ( 0.388 g (0.05 eq.) of Kanto Kagaku Co., Ltd.) and 60 g of toluene were charged, and the temperature was raised to reflux (internal temperature: 110 to 115° C.). Maintain the external temperature at the reflux temperature (internal temperature 110-115°C) + 20°C so that the reaction system is always in a reflux state, and react for 3 hours while removing by-product water from the reaction system by azeotropy. rice field. After 3 hours, it was confirmed by GPC that the Mw of the polymer had reached around 35,000 to 45,000, and it was confirmed that all 4-phenylbenzaldehyde had disappeared and the polymerization had stopped. A toluene solution of the obtained polymer was quenched by adding 0.25 g (0.06 eq.) of triethylamine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.). The quenched polymer solution was poured into a mixed solvent of 30 g of acetone as a poor solvent and 270 g of water for precipitation. The precipitate was separated by filtration, and after repeatedly washing the filtrate with acetone, it was dried at 100° C. in a dryer to obtain the target polymer PTPA.
FIG. 1 shows a photograph of the reactor after completion of the reaction (toluene solution of polymer). Gelation of the polymer, increase in viscosity of the reaction solution, and generation of deposits on the inner wall of the reaction vessel were not observed.

[比較例1]
ジムロート冷却器を接続した200mLフラスコに、トリフェニルアミン(Zhenjiang Haitong Chemical Industry社製)10g、4-フェニルベンズアルデヒド(Beijing Odyssey Chemicals社製)14.9g(2.0eq.)、p-トルエンスルホン酸(関東化学(株)製)1.55g(0.2eq.)、及び1,4-ジオキサン20gを仕込み、内温85℃となるよう昇温した。GPCにてポリマーのMwの経時変化を確認したところ、3.5時間目でMw=4,350、5時間目でMw=14,200、6時間目でMw=48,900と増大し、7時間目でゲル化した。6時間目の反応液には多量の未反応4-フェニルベンズアルデヒドが残存していることがGPCから確認できた。
図2に、反応終了後の反応容器の写真を示す。反応終盤にゲル化した。
[Comparative Example 1]
In a 200 mL flask connected to a Dimroth condenser, 10 g of triphenylamine (manufactured by Zhenjiang Haitong Chemical Industry), 14.9 g (2.0 eq.) of 4-phenylbenzaldehyde (manufactured by Beijing Odyssey Chemicals), p-toluenesulfonic acid ( 1.55 g (0.2 eq.) of Kanto Kagaku Co., Ltd.) and 20 g of 1,4-dioxane were charged, and the internal temperature was raised to 85°C. When the change in the Mw of the polymer over time was confirmed by GPC, it increased to Mw = 4,350 at 3.5 hours, Mw = 14,200 at 5 hours, and Mw = 48,900 at 6 hours. Gelled over time. GPC confirmed that a large amount of unreacted 4-phenylbenzaldehyde remained in the reaction solution after 6 hours.
FIG. 2 shows a photograph of the reaction vessel after completion of the reaction. Gelation occurred at the end of the reaction.

[比較例2]
ジムロート冷却器を接続した200mLフラスコに、トリフェニルアミン(Zhenjiang Haitong Chemical Industry社製)10g、4-フェニルベンズアルデヒド(Beijing Odyssey Chemicals社製)3.7g(0.5eq.)、p-トルエンスルホン酸(関東化学(株)製)1.55g(0.2eq.)、及び1,4-ジオキサン10gを仕込み、還流状態(内温100~106℃)となるよう昇温した。反応系内が常に還流状態となるように外温を還流温度(内温100~106℃)+20℃に維持した。還流開始から2時間後に4-フェニルベンズアルデヒド1.9g(0.25eq.)及び1,4-ジオキサン5g逐次添加、更に還流開始から5時間後に4-フェニルベンズアルデヒド1.1g(0.15eq.)及び1,4-ジオキサン5g逐次添加した。還流開始後22時間目にGPCにてポリマーのMwを確認したところ、Mw=30,000であり、多量の未反応4-フェニルベンズアルデヒドが残存していた。また高濃度の反応溶液であるため、高粘度化していた。
図3に、還流時の写真を示す。反応溶液が高粘度化し、膨れ上がる様子が観察された。
[Comparative Example 2]
In a 200 mL flask connected to a Dimroth condenser, 10 g of triphenylamine (manufactured by Zhenjiang Haitong Chemical Industry), 3.7 g (0.5 eq.) of 4-phenylbenzaldehyde (manufactured by Beijing Odyssey Chemicals), p-toluenesulfonic acid ( 1.55 g (0.2 eq.) of Kanto Kagaku Co., Ltd.) and 10 g of 1,4-dioxane were charged, and the temperature was raised to reflux (internal temperature: 100 to 106° C.). The external temperature was maintained at the reflux temperature (internal temperature 100 to 106°C) + 20°C so that the inside of the reaction system was always in a reflux state. Two hours after the start of reflux, 1.9 g (0.25 eq.) of 4-phenylbenzaldehyde and 5 g of 1,4-dioxane were successively added. 5 g of 1,4-dioxane were successively added. When the Mw of the polymer was confirmed by GPC 22 hours after the start of reflux, it was found to be 30,000 and a large amount of unreacted 4-phenylbenzaldehyde remained. In addition, since the reaction solution has a high concentration, the viscosity is increased.
FIG. 3 shows a photograph during reflux. It was observed that the reaction solution became highly viscous and swollen.

[比較例3]
ジムロート冷却器を接続した200mLフラスコに、トリフェニルアミン(Zhenjiang Haitong Chemical Industry社製)10g、4-フェニルベンズアルデヒド(Beijing Odyssey Chemical社製)6.5g(0.87eq.)、p-トルエンスルホン酸(関東化学(株)製)0.388g(0.05eq.)、及びトルエン60gを仕込み、還流状態(内温110~115℃)となるよう昇温した。反応系内が常に還流状態となるように外温を還流温度(内温110~115℃)+20℃に維持し、反応させた。GPCにてポリマーのMwの経時変化を確認したところ、4時間目でMw=33,900、9時間目でMw=40,300であり、ディーンスターク使用時と比べ、重合が緩やかに進行していることが示唆された。また副生した水がジムロート冷却器から系内に戻る際に、反応液面で激しく突沸が起き、非常に危険な状態であった。
[Comparative Example 3]
In a 200 mL flask connected to a Dimroth condenser, 10 g of triphenylamine (manufactured by Zhenjiang Haitong Chemical Industry), 6.5 g (0.87 eq.) of 4-phenylbenzaldehyde (manufactured by Beijing Odyssey Chemical), p-toluenesulfonic acid ( 0.388 g (0.05 eq.) of Kanto Kagaku Co., Ltd.) and 60 g of toluene were charged, and the temperature was raised to reflux (internal temperature: 110 to 115° C.). The reaction was carried out while maintaining the external temperature at the reflux temperature (internal temperature 110 to 115° C.)+20° C. so that the inside of the reaction system was always in a reflux state. When the change in the Mw of the polymer over time was confirmed by GPC, Mw was 33,900 after 4 hours and Mw was 40,300 after 9 hours. It was suggested that Moreover, when the by-produced water returned from the Dimroth cooler into the system, violent bumping occurred on the surface of the reaction liquid, creating a very dangerous situation.

Claims (10)

芳香族アミン化合物及びアルデヒド化合物を、触媒存在下、有機溶媒中で、副生成物の水を除去しながら重合させる、ノボラック型ポリマーの製造方法であって、
前記有機溶媒が、水と共沸可能であって、水よりも比重が小さく、かつ水と混和しないものであり、前記有機溶媒の使用量が、前記芳香族アミン化合物に対し、質量比で1~50となる量であるノボラック型ポリマーの製造方法
A method for producing a novolac-type polymer, comprising polymerizing an aromatic amine compound and an aldehyde compound in the presence of a catalyst in an organic solvent while removing water as a by-product,
The organic solvent is azeotropic with water, has a lower specific gravity than water, and is immiscible with water, and the amount of the organic solvent used is 1 in a mass ratio with respect to the aromatic amine compound. A method for producing a novolac-type polymer in an amount of ~50 .
共沸によって水を除去する、請求項1記載のノボラック型ポリマーの製造方法。 2. The method of claim 1, wherein water is removed azeotropically. ディーンスターク装置を用いて共沸によって副生する水を除去する請求項2記載のノボラック型ポリマーの製造方法。3. The method for producing a novolak-type polymer according to claim 2, wherein water produced by azeotropic distillation is removed using a Dean-Stark apparatus. 前記有機溶媒が、トルエン、o-キシレン、m-キシレン、p-キシレン又はこれらの混合溶媒である請求項1~3のいずれか1項記載のノボラック型ポリマーの製造方法。 The method for producing a novolac polymer according to any one of claims 1 to 3, wherein the organic solvent is toluene, o-xylene, m-xylene, p-xylene, or a mixed solvent thereof. 前記触媒が、酸触媒である請求項1~4のいずれか1項記載のノボラック型ポリマーの製造方法。 The method for producing a novolac-type polymer according to any one of claims 1 to 4, wherein the catalyst is an acid catalyst. 前記酸触媒が、硫酸又はスルホン酸である請求項5記載のノボラック型ポリマーの製造方法。 6. The method for producing a novolac polymer according to claim 5, wherein said acid catalyst is sulfuric acid or sulfonic acid. 前記アルデヒド化合物の使用量が、前記芳香族アミン化合物1当量に対し、0.1~1.0当量である請求項1~6のいずれか1項記載のノボラック型ポリマーの製造方法。The method for producing a novolak polymer according to any one of claims 1 to 6, wherein the amount of the aldehyde compound used is 0.1 to 1.0 equivalents per equivalent of the aromatic amine compound. 前記芳香族アミン化合物が、トリアリールアミン化合物である請求項1~7のいずれか1項記載のノボラック型ポリマーの製造方法。 The method for producing a novolak polymer according to any one of claims 1 to 7, wherein the aromatic amine compound is a triarylamine compound. 前記アルデヒド化合物が、芳香族アルデヒド化合物である請求項1~8のいずれか1項記載のノボラック型ポリマーの製造方法。 The method for producing a novolac-type polymer according to any one of claims 1 to 8, wherein the aldehyde compound is an aromatic aldehyde compound. 前記ノボラック型ポリマーが、ハイパーブランチポリマーである請求項1~9のいずれか1項記載のノボラック型ポリマーの製造方法。 The method for producing a novolak-type polymer according to any one of claims 1 to 9, wherein the novolak-type polymer is a hyperbranched polymer.
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