本發(fā)明涉及一種包合化合物的新穎的制造方法。

本申請對在2015年1月19日提出申請的日本專利申請第2015－7987號主張優(yōu)先權(quán)，將其內(nèi)容援用于本文中。

背景技術(shù)：

咪唑化合物被廣泛用作醫(yī)藥、農(nóng)藥原料或金屬表面處理劑、環(huán)氧樹脂的固化劑、固化促進劑。

使用咪唑化合物作為環(huán)氧樹脂的固化劑、固化促進劑時，存在能夠在低溫且短時間內(nèi)固化、固化物的機械特性、電特性等良好的優(yōu)點，但另一方面，存在從室溫開始固化反應(yīng)而保存穩(wěn)定性降低的問題。因此，迄今為止進行了通過包合咪唑化合物而使其具有潛在性的嘗試，作為含有咪唑化合物的包合化合物的制造方法，已知如下的方法。

在專利文獻1中，作為含有1,1,2,2－四(4－羥基苯基)乙烷(以下也稱為tep)和2－苯基－4－甲基－5－羥基甲基咪唑(以下也稱為2p4mhz)的包合化合物的制造方法，記載了使tep和2p4mhz懸浮在乙酸乙酯中，進行3小時加熱回流后，冷卻至室溫時可得到包合化合物的晶體。

另外，已知有至少含有間苯二甲酸化合物和咪唑化合物的包合化合物，在專利文獻2中，作為其制造方法，記載了將2－乙基－4－甲基咪唑(以下也稱為2e4mz)的甲醇溶液在加熱回流下一邊攪拌一邊加入到5－硝基間苯二甲酸(以下也稱為nipa)的甲醇溶液中，在加熱后在室溫下冷卻過夜，由此可得到包合化合物的晶體。

在專利文獻3中記載了一種半導(dǎo)體密封用環(huán)氧樹脂組合物，其特征在于，含有(a)環(huán)氧樹脂以及(b)含有5－羥基間苯二甲酸和2－乙基－4－甲基咪唑的包合絡(luò)合物，在5－羥基間苯二甲酸(以下也稱為hipa)與乙酸乙酯的混合物中，一邊加熱一邊滴加2e4mz的乙酸乙酯溶液，進行2小時加熱回流時可得到包合絡(luò)合物的晶體。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2007－191450號公報

專利文獻2：wo2008/075427小冊子

專利文獻3：日本特開2010－180337號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的課題在于提供一種能夠以高純度得到熱力學(xué)上穩(wěn)定的包合化合物的晶體的新穎且在工業(yè)上有利的包合化合物的制造方法。

本發(fā)明人等為了解決上述問題進行了潛心研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過將含有質(zhì)子性溶劑的混合溶劑、tep或特定的間苯二甲酸以及咪唑化合物混合并進行加熱，可得到與利用現(xiàn)有的制造方法得到的包合化合物相比熱力學(xué)上穩(wěn)定的晶體的包合化合物，從而完成了本發(fā)明。

即，本發(fā)明涉及以下方案：

(1)一種包合化合物的制造方法，包括將下述成分(a)、成分(b)和成分(c)混合的混合工序以及加熱工序，

(a)含有質(zhì)子性溶劑的混合溶劑，

(b)選自1,1,2,2－四(4－羥基苯基)乙烷、5－羥基間苯二甲酸和5－硝基間苯二甲酸中的至少一種，

(c)選自下述式(i)表示的咪唑化合物中的至少一種，

[式中，r1表示氫原子、c1～c10的烷基、芳基、芳烷基或氰乙基，r2～r4表示氫原子、硝基、鹵素原子、c1～c20的烷基、被羥基取代的c1～c20的烷基、芳基、芳烷基或c1～c20的?；?。]；

(2)一種通過晶體轉(zhuǎn)變制造包合化合物的方法，包括將下述成分(a)和成分(d)混合的混合工序以及加熱工序，

(a)含有質(zhì)子性溶劑的混合溶劑，

(d)含有選自1,1,2,2－四(4－羥基苯基)乙烷、5－羥基間苯二甲酸和5－硝基間苯二甲酸中的至少一種以及選自下述式(i)表示的咪唑化合物中的至少一種的包合化合物，

[式中，r1表示氫原子、c1～c10的烷基、芳基、芳烷基或氰乙基，r2～r4表示氫原子、硝基、鹵素原子、c1～c20的烷基、被羥基取代的c1～c20的烷基、芳基、芳烷基或c1～c20的?；；

(3)如(1)或(2)所述的制造方法，其中，所述混合溶劑含有第一溶劑和第二溶劑，所述第一溶劑為選自水和甲醇中的至少一種，所述第二溶劑為選自醇系溶劑、酯系溶劑、酮系溶劑、脂肪族烴系溶劑和芳香族烴系溶劑中的至少一種，且為與所述第一溶劑種類不同的溶劑；以及

(4)如(1)或(2)所述的制造方法，其中，所述式(i)表示的咪唑化合物為2－苯基－4－甲基－5－羥基甲基咪唑或2－乙基－4－甲基咪唑。

本發(fā)明涉及的制造方法即便使用低品質(zhì)的原料也能夠得到高純度的包合化合物，因此是工業(yè)上的利用價值高的方法。利用本發(fā)明的制造方法得到的包合化合物為比利用現(xiàn)有的制造方法得到的包合化合物穩(wěn)定的晶形，因此，在作為環(huán)氧樹脂的固化劑或固化促進劑使用時發(fā)揮優(yōu)異的固化特性。

具體實施方式

(本發(fā)明的包合化合物的制造方法)

本發(fā)明的包合化合物的制造方法只要是包括將以下的成分(a)、成分(b)和成分(c)混合的混合工序以及加熱工序的方法就沒有特別限制。

(a)含有質(zhì)子性溶劑的混合溶劑

(b)選自1,1,2,2－四(4－羥基苯基)乙烷、5－羥基間苯二甲酸和5－硝基間苯二甲酸中的至少一種

(c)選自式(i)所示的咪唑化合物中的至少一種

在此，包合化合物是由能夠單獨穩(wěn)定地存在的2種以上化學(xué)種構(gòu)成的化合物，其中的一個化學(xué)種形成分子規(guī)模的空間，將形狀和尺寸適于該空間作為第一要件，將另一化學(xué)種納入(包合)，由此形成特定的晶體結(jié)構(gòu)。將提供空間側(cè)的化學(xué)種稱為主體，將包合側(cè)的化學(xué)種稱為客體。主體與客體間通過氫鍵、范德華力、離子鍵等共價鍵以外的相互作用而鍵合。若為離子鍵合性的包合化合物，則也可以說形成離子晶體、鹽結(jié)構(gòu)。

(含有質(zhì)子性溶劑的混合溶劑)

本發(fā)明的成分(a)只要是至少一種溶劑為質(zhì)子性的混合溶劑就沒有特別限制，優(yōu)選為含有第一溶劑和第二溶劑的混合溶劑。

在此，上述第一溶劑為選自水和甲醇中的至少一種，第二溶劑為選自醇系溶劑、酯系溶劑、酮系溶劑、脂肪族烴系溶劑和芳香族烴系溶劑中的至少一種。

作為上述第二溶劑所使用的溶劑，具體而言，可例示甲醇、2－丙醇等醇系溶劑；乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯系溶劑；甲基乙基酮、丙酮等酮系溶劑；己烷、庚烷、環(huán)己烷等脂肪族烴系溶劑；苯、甲苯、二甲苯等芳香族烴系溶劑等。

作為優(yōu)選的第一溶劑與第二溶劑的組合，可例示水與甲醇、水與甲基乙基酮、甲醇與甲基乙基酮、甲醇與乙酸乙酯、水與乙酸乙酯、水與己烷等。

上述第一溶劑與上述第二溶劑為不同種類的溶劑，可以考慮主體化合物和客體化合物在溶劑中的溶解性、生成的包合化合物的結(jié)晶性、溶劑彼此的混合性等而適當(dāng)選擇溶劑的組合、比率。其中，第一溶劑為甲醇時，第二溶劑優(yōu)選選擇醇溶劑以外的溶劑。

混合溶劑中的第一溶劑與第二溶劑的比率沒有特別限制，在反應(yīng)開始時，該第一溶劑/該第二溶劑的質(zhì)量比為1/99～99/1，優(yōu)選為2/98～80/20，更優(yōu)選為2/98～70/30。在本實施方式中，使用該混合溶劑在反應(yīng)液的加熱·攪拌下進行反應(yīng)。

混合溶劑的使用量根據(jù)混合溶劑的種類、比率而不同，沒有特別限制，相對于成分(b)和成分(c)的合計量1重量份或者相對于成分(d)1重量份為0.5～50重量份。

(主體化合物)

主體化合物為選自1,1,2,2－四(4－羥基苯基)乙烷、5－羥基間苯二甲酸和5－硝基間苯二甲酸中的至少一種的成分(b)。成分(b)的化合物為具有羧酸基的化合物時，氫鍵比具有羥基的化合物強，因此，作為包合化合物，成為牢固的晶體結(jié)構(gòu)。由于根據(jù)主體化合物的不同而得到的包合化合物的熱特性等不同，因此，可以根據(jù)使用方式而適當(dāng)選擇。

(客體化合物)

客體化合物為選自下述式(i)表示的咪唑化合物中的至少一種的成分(c)。

[式中，r1表示氫原子、c1～c10的烷基、芳基、芳烷基或氰乙基，r2～r4表示氫原子、硝基、鹵素原子、c1～c20的烷基、被羥基取代的c1～c20的烷基、芳基、芳烷基或c1～c20的酰基。]

作為r1的c1～c10的烷基，可以舉出甲基、乙基、丙基、異丙基、環(huán)丙基、丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、環(huán)丁基、環(huán)丙基甲基、戊基、異戊基、2－甲基丁基、新戊基、1－乙基丙基、己基、異己基、4－甲基戊基、3－甲基戊基、2－甲基戊基、1－甲基戊基、3,3－二甲基丁基、2,2－二甲基丁基、1,1－二甲基丁基、1,2－二甲基丁基、1,3－二甲基丁基、2,3－二甲基丁基、1－乙基丁基、2－乙基丁基、辛基、壬基、癸基等。

作為r2～r4的c1～c20的烷基，除作為r1的烷基舉出的基團以外，可以舉出十一烷基、月桂基、棕櫚基、硬脂基等。

作為r2～r4的被羥基取代的c1～c20的烷基，可以舉出羥基甲基或羥基乙基等。

作為r2～r4的c1～c20的酰基，可以舉出甲酰基；乙酰基、丙?；⒍□；?、異丁?；?、戊?；愇祯；⑻匚祯；?、己?；?、辛?；?、癸?；?、月桂?；?、肉豆蔻酰基、棕櫚?；⒂仓；韧榛〈；?；丙烯?；?、甲基丙烯酰基等烯基取代?；槐郊柞；?、甲苯?；⑤良柞；确蓟〈；画h(huán)己基羰基等環(huán)烷基取代?；宦燃柞；染哂宣u素原子的?；?。

r2～r4的芳基是指單環(huán)或多環(huán)的芳基。在此，在多環(huán)芳基的情況下，除完全不飽和的基團以外，也包含部分飽和的基團。例如可以舉出苯基、萘基、薁基、茚基、二氫茚基、四氫萘基等c6－10芳基。

r2～r4的芳烷基是上述芳基與烷基鍵合而成的基團，可以舉出芐基、苯乙基、3－苯基－正丙基、1－苯基－正己基、萘－1－基甲基、萘－2－基乙基、1－萘－2－基－正丙基、茚－1－基甲基等c6－10芳基c1－6烷基。

作為鹵素原子，可以舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。

r1～r4的烷基、芳基、芳烷基、?；梢跃哂腥〈?，作為取代基，可以舉出烷基、羥基、烷氧基、芳基、芳烷基、鹵素原子。

作為成為取代基的這些基團的具體例，可以舉出與上述同樣的基團。應(yīng)予說明，作為烷氧基的烷基部分的具體例，可以舉出與上述烷基相同的烷基。

作為咪唑化合物，具體而言，例如可以舉出咪唑、1－甲基咪唑、2－甲基咪唑、3－甲基咪唑、4－甲基咪唑、5－甲基咪唑、1－乙基咪唑、2－乙基咪唑、3－乙基咪唑、4－乙基咪唑、5－乙基咪唑、1－正丙基咪唑、2－正丙基咪唑、1－異丙基咪唑、2－異丙基咪唑、1－正丁基咪唑、2－正丁基咪唑、1－異丁基咪唑、2－異丁基咪唑、2－十一烷基－1h－咪唑、2－十七烷基－1h－咪唑、1,2－二甲基咪唑、1,3－二甲基咪唑、2,4－二甲基咪唑、2－乙基－4－甲基咪唑、1－苯基咪唑、2－苯基－1h－咪唑、4－甲基－2－苯基－1h－咪唑、2－苯基－4－甲基咪唑、1－芐基－2－甲基咪唑、1－芐基－2－苯基咪唑、1－氰乙基－2－甲基咪唑、1－氰乙基－2－乙基－4－甲基咪唑、1－氰乙基－2－十一烷基咪唑、1－氰乙基－2－苯基咪唑、2－苯基－4,5－二羥基甲基咪唑、2－苯基－4－甲基－5－羥基甲基咪唑、1－氰乙基－2－苯基－4,5－二(2－氰基乙氧基)甲基咪唑等。

其中，更優(yōu)選選自2－乙基－4－甲基咪唑和2－苯基－4－甲基－5－羥基甲基咪唑中的至少一種咪唑化合物。

(混合工序)

本發(fā)明的混合工序只要將成分(a)中記載的混合溶劑、成分(b)中記載的化合物(以下也稱為主體化合物)以及成分(c)中記載的化合物(以下也稱為客體化合物)混合就沒有特別限制，例如可例示如下的方法。

(a)在混合溶劑中加入主體化合物和客體化合物

(b)在混合溶劑中加入主體化合物后，加入客體化合物

(c)在混合溶劑中加入客體化合物后，加入主體化合物

(d)在混合溶劑中加入主體化合物后，加入溶解于溶劑的客體化合物(其中，客體化合物的溶解所使用的溶劑優(yōu)選與構(gòu)成混合溶劑的溶劑成分中的至少一種相同)

(e)在混合溶劑中加入主體化合物后，加入經(jīng)加熱熔融的客體化合物(其中，客體化合物為固體的情況)

(f)將混合溶劑和主體化合物混合后，一邊加熱該混合物一邊加入客體化合物

(g)在客體化合物中加入溶解于混合溶劑的主體化合物

主體化合物和客體化合物溶解或懸浮于混合溶劑，優(yōu)選兩者均溶解于溶劑。溶解于溶劑時，不需要其全部量溶解于溶劑，只要至少極少一部分溶解于溶劑即可。另外，客體化合物為固體時，也可以在熔融后與客體化合物和/或混合溶劑混合。

作為制造包合化合物時的主體化合物與客體化合物的混合比例，相對于主體化合物1摩爾，客體化合物優(yōu)選為0.1～10摩爾，更優(yōu)選為0.5～5.0摩爾。

(加熱工序)

本發(fā)明的加熱工序只要在制造工序的任一處包含進行加熱處理的工序就沒有特別限制，優(yōu)選在上述混合工序時和/或上述混合工序后進行加熱處理。

加熱溫度根據(jù)使用的溶劑的種類而不同，例如為40～150℃的范圍內(nèi)，優(yōu)選進行加熱回流。加熱時間為5分鐘～12小時，優(yōu)選為1～3小時。

(其它工序)

在不損害本發(fā)明的效果的范圍內(nèi)，本發(fā)明的包合化合物的制造方法可以在上述混合工序或上述加熱工序中的任一工序前后具有其它工序。作為其它工序，例如可以舉出在上述加熱工序之后將混合物冷卻的工序；將冷卻的混合物過濾的工序；使過濾而得到的物質(zhì)干燥而得到包合化合物的晶體的工序；主體化合物、客體化合物為固體時，在上述混合工序之前將該主體化合物、該客體化合物粉碎的工序等。

在此，主體化合物、客體化合物的粒徑只要可得到本發(fā)明的效果就沒有特別限制，優(yōu)選使平均粒徑為50μm以下，更優(yōu)選為20μm以下。

(包合化合物)

包合化合物中所含的主體化合物和客體化合物的比例只要可形成包合化合物就沒有特別限制，相對于主體化合物1摩爾，客體化合物優(yōu)選為0.1～10摩爾，更優(yōu)選為0.5～5.0摩爾。

含有第3成分時，第3成分相對于包合化合物總量優(yōu)選為40摩爾％以下，進一步優(yōu)選為10摩爾％以下，特別是最優(yōu)選不含第3成分。另外，也可以使兩種以上的客體化合物與主體化合物反應(yīng)而得到由三種成分以上的多成分構(gòu)成的包合化合物。

(通過晶體轉(zhuǎn)變制造包合化合物的方法)

通過使利用公知的制造方法得到的包合化合物進行晶體轉(zhuǎn)變而得到與利用上述的方法得到的包合化合物同等的包合化合物的方法也包含在本發(fā)明中。

此時的包合化合物的制造方法只要是包括將成分(a)和成分(d)混合的混合工序以及加熱工序的方法就沒有特別限制。

(a)含有質(zhì)子性溶劑的混合溶劑

(d)含有選自1,1,2,2－四(4－羥基苯基)乙烷、5－羥基間苯二甲酸和5－硝基間苯二甲酸中的至少一種以及選自下述式(i)表示的咪唑化合物中的至少一種的包合化合物

[式中，r1表示氫原子、c1～c10的烷基、芳基、芳烷基或氰乙基，r2～r4表示氫原子、硝基、鹵素原子、c1～c20的烷基、被羥基取代的c1～c20的烷基、芳基、芳烷基或c1～c20的酰基。]

上述成分(a)如上所述。

上述成分(d)中記載的包合化合物可以使用公知的方法制造。例如可例示通過將主體化合物和客體化合物添加于溶劑后，根據(jù)需要一邊攪拌一邊進行加熱處理或加熱回流處理，然后使其析出而得到的方法；使上述主體化合物和客體化合物暫時溶解于溶劑后，將該溶劑冷卻而使晶體析出的晶析法等，但并不限定于這些方法。應(yīng)予說明，上述成分(d)中所含的咪唑化合物如上所述。

上述混合工序和上述加熱工序可以與上述的混合工序和加熱工序同樣地進行。

利用本發(fā)明涉及的方法制造的包合化合物可適當(dāng)?shù)赜糜谑弓h(huán)氧樹脂固化的用途，例如環(huán)氧樹脂系粘接劑、半導(dǎo)體密封材料、印刷配線板用層疊板、清漆、粉體涂料、油墨、纖維強化復(fù)合材料等用途。

實施例

以下，示出實施例對本發(fā)明詳細地進行說明，但本發(fā)明并不限定于實施例。

[實施例1]～[實施例8]

在燒瓶中加入表1所示的量的tep(產(chǎn)品名：tep－df，旭有機材工業(yè)株式會社制)、2p4mhz(產(chǎn)品名：2p4mhz－pw，四國化成工業(yè)株式會社制)和混合溶劑，一邊攪拌一邊進行3小時加熱回流。冷卻后，進行過濾、干燥，得到包合比(tep：2p4mhz)＝1：2的包合化合物(晶體b)。

對實施例1中得到的包合化合物進行熱重量測定·差示掃描熱量測定(tg－dsc)。tg－dsc使用熱重量測定裝置(產(chǎn)品名：tga－dsc1，mettler－toledo公司制)，在鋁容器內(nèi)設(shè)置約3mg的晶體，在氮吹掃下(流速50ml/min)以升溫速度20℃/min在30～500℃的溫度范圍內(nèi)進行測定。其結(jié)果，得到的包合化合物的2p4mhz的釋放溫度為231℃。對于實施例2～8也得到相同的測定結(jié)果。

[表1]

[比較例1]

依據(jù)專利文獻1中記載的方法制造tep和2p4mhz的包合化合物而得到包合化合物(晶體a)。

以與實施例1同樣的裝置和條件測定得到的包合化合物的tg－dsc。其結(jié)果，得到的包合化合物的2p4mhz的釋放溫度為223℃。可知晶體b與晶體a相比，上述釋放溫度高，晶體b為熱力學(xué)上更穩(wěn)定的晶形。

[實施例9]～[實施例11]

在燒瓶中加入表2所示的量的包合化合物(晶體a)和混合溶劑，一邊攪拌一邊進行3小時加熱回流。冷卻后，進行過濾、干燥，由此得到包合化合物(晶體b)。測定各包合化合物的tg－dsc，得到與實施例1相同的結(jié)果。

[表2]

[實施例12]～[實施例16]

在燒瓶中加入3.04g(16.7mmol)的hipa和表3中記載的量的混合溶劑，進行攪拌。向其滴加預(yù)先溶解于乙酸乙酯或甲基乙基酮的1.84g(16.7mmol)的2e4mz(產(chǎn)品名：2e4mz，四國化成工業(yè)株式會社制)后，一邊攪拌一邊進行3小時加熱回流。冷卻后，進行過濾、干燥，得到包合比(hipa：2e4mz)＝1：1的包合化合物(晶體d)。

以與實施例1同樣的裝置和條件測定實施例12中得到的包合化合物的tg－dsc。其結(jié)果，得到的包合化合物的2e4mz的釋放溫度為189℃。對于實施例13～16也得到相同的測定結(jié)果。

[表3]

※表中，mek表示甲基乙基酮

[比較例2]

依據(jù)專利文獻3中記載的方法制造hipa和2e4mz的包合化合物，得到包合化合物(晶體c)。

以與實施例1同樣的裝置和條件測定得到的包合化合物的tg－dsc。其結(jié)果，得到的包合化合物的2e4mz的釋放溫度為173℃?？芍wd與晶體c相比，上述釋放溫度高，晶體d為熱力學(xué)上更穩(wěn)定的晶形。

[實施例17]～[實施例23]

在燒瓶中加入表4所示的量的包合化合物(晶體c)和混合溶劑，一邊攪拌一邊進行3小時加熱回流。冷卻后，進行過濾、干燥，由此得到包合化合物(晶體d)。測定各包合化合物的tg－dsc，得到與實施例12相同的結(jié)果。

[表4]

表中，mek衣示甲基乙基酮

[實施例24]

加入表5所示的量的含有大量鈉成分的低品質(zhì)tep、2p4mhz和混合溶劑，一邊攪拌一邊進行3小時加熱回流。冷卻后，進行過濾、干燥，得到包合化合物。

利用icp－aes(電感耦合等離子體發(fā)光光譜分析裝置)測定各成分中所含的鈉元素濃度，將得到的結(jié)果示于表5。根據(jù)該結(jié)果可知由于低品質(zhì)tep中所含的鈉元素溶出到過濾后的濾液中而沒有殘留于得到的包合化合物，因此，若使用本發(fā)明的制造方法，則即使在使用低品質(zhì)原料的情況下，也能夠得到高純度的包合化合物。

[表5]