CN112771097B - 高分子化合物的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供低分子量成分的含量少的高分子化合物的制造方法。一种制造方法,其是对包含式(1)所示的结构单元的高分子化合物A进行纯化而制造低分子量成分减少了的包含式(1)所示的结构单元的高分子化合物B的方法,上述纯化包括使用吸附剂对含有上述高分子化合物A和溶剂的混合物进行柱色谱处理的工序,上述柱中的吸附剂的填充量相对于100质量份的上述高分子化合物A为300质量份以上,上述吸附剂的介孔容积为0.3cm3/g~0.7cm3/g。[式中,Ar1和Ar2各自独立地表示2价的芳香族烃基、2价的杂环基等,在Ar2存在有多个的情况下,它们各自任选相同或不同。Ar3表示1价的芳香族烃基等。a表示0~2的整数。]
Description
技术领域
本发明涉及高分子化合物的制造方法。
背景技术
作为有机电致发光(以下,也表述为“有机EL”)元件等的材料,例如使用高分子化合物。为了提高该元件的电特性、寿命等,该高分子化合物优选低分子量成分的含量少。
高分子化合物例如可以通过在过渡金属络合物的存在下使芳香族二硼酸与芳香族二卤化物进行铃木偶联反应来合成。但是,在该合成方法中,难以得到低分子量成分的含量足够少的高分子化合物。
作为能够从聚合物中降低低分子量成分的含量的方法,例如,在专利文献1记载了分离具有电荷移动特性的分子量级分的方法。在专利文献2中记载了使未纯化的高分子化合物在水中与碳材料(活性炭等)接触而进行纯化的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2003-503519号公报
专利文献2:国际公开第2011/118611号
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的在于提供低分子量成分的含量少的高分子化合物的制造方法。
用于解决课题的手段
本发明人为了解决上述课题而进行了深入研究,结果发现,通过使用规定量的具有规定的介孔容积的吸附剂对高分子化合物进行柱色谱处理,能够选择性地减少高分子化合物中的低分子量成分的含量(质量分率)。基于该见解,进一步加以研究,从而完成了本发明。
本发明提供以下的[1]~[5]。
[1]一种制造方法,其是对包含式(1)所示的结构单元的高分子化合物A(以下,有时表述为高分子化合物A)进行纯化而制造低分子量成分减少了的包含式(1)所示的结构单元的高分子化合物B(以下,有时表述为高分子化合物B)的方法,
上述纯化包括使用吸附剂对含有上述高分子化合物A和溶剂的混合物进行柱色谱处理的工序,
上述柱中的吸附剂的填充量相对于100质量份的上述高分子化合物A为300质量份以上,
上述吸附剂的介孔容积为0.3cm3/g~0.7cm3/g。
[式中,
Ar1和Ar2各自独立地表示2价的芳香族烃基、2价的杂环基、或2价的芳香族烃基与2价的杂环基键合而成的2价的基团,这些基团任选具有取代基。在Ar2存在有多个的情况下,它们各自任选相同或不同。
Ar3表示1价的芳香族烃基或1价的杂环基,这些基团任选具有取代基。在Ar3存在有多个的情况下,它们各自任选相同或不同。
a表示0~2的整数。]
[2]根据[1]所述的制造方法,上述吸附剂为选自活性白土和活性炭中的1种以上。
[3]根据[1]或[2]所述的制造方法,上述高分子化合物A的重均分子量超过20000。
[4]根据[1]~[3]中任一项所述的制造方法,在上述进行柱色谱处理的工序之后,还包括进行再沉淀处理的工序。
[5]一种纯化方法,其是对具有式(1)所示的结构单元的高分子化合物A进行纯化的方法,上述纯化包括使用吸附剂对含有上述高分子化合物A和溶剂的混合物进行柱色谱处理的工序,
上述柱中的吸附剂的填充量相对于100质量份的上述高分子化合物A为300质量份以上,
上述吸附剂的介孔容积为0.3cm3/g~0.7cm3/g。
发明的效果
根据本发明的方法,能够制造分子量为20000以下的低分子量成分的含量足够少的高分子化合物。
附图说明
图1是表示实施例1~3和比较例1~7中使用的吸附剂的介孔容积与得到的高分子化合物中所含的低分子量(分子量20000以下)成分的质量分率的关系的图表。
具体实施方式
1.通用术语的说明
以下对本说明书中使用的术语进行说明。
“氢原子”可以为氕原子,也可以为氘原子。
“烷基”是指直链、支链和环状的烷基。直链的烷基的碳原子数通常为1~50,优选为3~30,更优选为4~20。支链和环状的烷基的碳原子数通常为3~50,优选为3~30,更优选为4~20。作为该烷基,例如可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、2-乙基丁基、正己基、环己基、正庚基、环己基甲基、环己基乙基、正辛基、2-乙基己基、3-正丙基庚基、正癸基、3,7-二甲基辛基、2-乙基辛基、2-正己基癸基、正十二烷基等。
“烷基”可以具有取代基,作为该取代基,例如可举出氟原子、氰基、芳基、1价的杂环基、烷氧基、芳氧基、取代氨基、羧基、经过酯化的羧基、烯基、炔基、含金属络合物的基团等。“烷基”可以具有选自这些取代基中的1~20个取代基。作为该取代烷基,例如可举出三氟甲基、五氟乙基、全氟丁基、全氟己基、全氟辛基、3-苯基丙基、3-(4-甲基苯基)丙基、3-(3,5-二正己基苯基)丙基、6-乙氧基己基等。
“芳基”是指从芳香族烃中去掉1个与构成环的碳原子直接键合的氢原子而得到的1价的基团。芳基的碳原子数通常为6~60,优选为6~20,更优选为6~10。作为该芳基,例如可举出苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1-芘基、2-芘基、4-芘基、2-芴基、3-芴基、4-芴基等。
“芳基”可以具有取代基,作为该取代基,例如可举出氟原子、氰基、烷基、芳基、1价的杂环基、烷氧基、芳氧基、取代氨基、羧基、经过酯化的羧基、烯基、炔基、含金属络合物的基团等。“芳基”可以具有选自这些取代基中的1~10个取代基。作为该取代芳基,例如可举出五氟苯基、4-己基苯基、4-苯基苯基等。
“烷氧基”是指直链、支链和环状的烷氧基。直链的烷氧基的碳原子数通常为1~40,优选为4~10。支链和环状的烷氧基的碳原子数通常为3~40,优选为4~10。作为该烷氧基,例如可举出甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、正己氧基、环己氧基、正庚氧基、正辛氧基、2-乙基己氧基、正壬氧基、正癸氧基、3,7-二甲基辛氧基、月桂氧基等。
“烷氧基”可以具有取代基,作为该取代基,例如可举出氟原子、氰基、芳基、1价的杂环基、烷氧基、芳氧基、取代氨基、羧基、经过酯化的羧基、烯基、炔基、含金属络合物的基团等。“烷氧基”可以具有选自这些取代基中的1~10个取代基。
“芳氧基”是指从芳香族烃将1个与构成环的碳原子直接键合的氢原子取代为氧原子而得到的1价的基团。芳氧基的碳原子数通常为6~60,优选为7~48。作为该芳氧基,例如可举出苯氧基、1-萘氧基、2-萘氧基、1-蒽氧基、9-蒽氧基、1-芘氧基等。
“芳氧基”可以具有取代基,作为该取代基,例如可举出氟原子、氰基、烷基、1价的杂环基、烷氧基、芳氧基、取代氨基、羧基、经过酯化的羧基、烯基、炔基、含金属络合物的基团等。“芳氧基”可以具有选自这些取代基中的1~10个取代基。作为该取代芳氧基,例如可举出五氟苯氧基、4-己基苯氧基、4-苯基苯氧基等。
“取代氨基”是指具有2个取代基的氨基。作为该取代基,例如可举出烷基、芳基(该芳基可以具有烷基)、1价的杂环基等。作为该取代氨基,例如可举出二烷基氨基、二芳基氨基、二(单或二烷基芳基)氨基,具体而言,例如可举出二甲基氨基、二乙基氨基、二苯基氨基、双(4-甲基苯基)氨基、双(4-叔丁基苯基)氨基、双(3,5-二叔丁基苯基)氨基等。
“经过酯化的羧基”是指式:-COOR’(R’表示烷基、芳基、1价的杂环基等。)所示的基团。作为该经过酯化的羧基,例如可举出烷氧基羰基、芳氧基羰基,具体而言,例如可举出-CO2CH3所示的基团、-CO2C2H5所示的基团、-CO2C6H5所示的基团等。
“烯基”可以为直链、支链和环状中的任一种。直链的烯基的碳原子数通常为2~30,优选为2~20。支链和环状的烯基的碳原子数通常为3~30,优选为4~20。作为该烯基,例如可举出乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、2-丁烯-1-基、3-丁烯-1-基、1-环己烯基、1-降冰片基、2-降冰片基等。
“烯基”可以具有取代基,作为该取代基,例如可举出氟原子、氰基、芳基、1价的杂环基、烷氧基、芳氧基、取代氨基、羧基、经过酯化的羧基、含金属络合物的基团等。“烯基”可以具有选自这些取代基中的1~20个取代基。作为该取代烯基,例如可举出2-苯基乙烯基、4-辛基-2-苯基乙烯基等。
“炔基”可以为直链、支链和环状中的任一种。直链的炔基的碳原子数通常为2~30,优选为2~20。支链和环状的炔基的碳原子数通常为4~30,优选为4~20。作为该炔基,例如可举出乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、2-丁炔-1-基、3-丁炔-1-基等。
“炔基”可以具有取代基,作为该取代基,例如可举出氟原子、氰基、芳基、1价的杂环基、烷氧基、芳氧基、取代氨基、羧基、经过酯化的羧基、含金属络合物的基团等。“炔基”可以具有选自这些取代基中的1~20个取代基。作为该取代炔基,例如可举出2-苯基乙炔基、4-辛基-2-苯基乙炔基等。
“含金属络合物的基团”是指包含由金属原子和与其配位的配体形成的络合物的基团。例如可举出式(C-1)~式(C-4)中任一项所示的基团。
[式中,M为Ir或Pt。在M为Ir时,m=2,在M为Pt时,m=1。环A表示可以具有取代基的包含氮原子的环状结构。环B表示可以具有取代基的包含碳原子的环状结构。R表示与后述相同的含义。]
作为环A,例如可举出含氮芳香环(吡啶等)。作为环B,例如可举出芳香环(苯等)或杂芳香环(二苯并噻吩等)。环A和环B可以具有取代基。环A和环B各自可以具有例如选自氟原子、氰基、烷基、芳基、1价的杂环基、烷氧基、芳氧基、取代氨基、羧基、经过酯化的羧基、烯基、炔基等中的1~4个取代基。
“1价的芳香族烃基”是指从芳香族烃中去掉1个与构成环的碳原子直接键合的氢原子而得到的1价的基团。芳香族烃的碳原子数通常为6~60,优选为6~20,更优选为6~10。作为该1价的芳香族烃基,例如可举出苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1-芘基、2-芘基、4-芘基、2-芴基、3-芴基、4-芴基等。
“1价的芳香族烃基”可以具有取代基,作为该取代基,例如可举出卤素原子(特别是氟原子)、氰基、烷基、芳基(该芳基可以具有选自烷基和烷氧基中的1~3个取代基)、1价的杂环基、烷氧基、芳氧基、取代氨基、亚烷基(二亚甲基、三亚甲基等)等。“1价的芳香族烃基”可以具有选自这些取代基中的1~10个取代基。作为该经取代的1价的芳香族烃基,例如可举出2-苯基苯基、3-苯基苯基、4-苯基苯基、苯并环丁烯基等。
“2价的芳香族烃基”是指从芳香族烃中去掉2个与构成环的碳原子直接键合的氢原子而得到的2价的基团、以及选自该2价的基团中的多个(例如2~5个)键合而成的2价的基团。2价的芳香族烃基的碳原子数通常为6~60,优选为6~30,更优选为6~18。作为该2价的芳香族烃基,例如可举出亚苯基、萘二基、蒽二基、菲二基、二氢菲二基、并四苯二基、芴二基、芘二基、苝二基、二基等。
“2价的芳香族烃基”可以具有取代基,作为该取代基,例如可举出氟原子、氰基、烷基、芳基(该芳基可以具有选自烷基、烷氧基、苯基和烷基苯基中的1~5个取代基)、1价的杂环基、烷氧基、芳氧基、取代氨基、羧基、经过酯化的羧基、烯基、炔基、含金属络合物的基团等。“2价的芳香族烃基”可以具有选自这些取代基中的1~10个取代基。作为该可以具有取代基的2价的芳香族烃基,例如可举出式(A-1)~式(A-20)所示的基团。
[式中,R表示氢原子、氟原子、氰基、烷基、芳基、1价的杂环基、烷氧基、芳氧基、取代氨基、羧基、经过酯化的羧基、烯基、炔基、含金属络合物的基团。在R为能够取代的基团的情况下,可以具有取代基。在R存在有多个的情况下,它们可以相同也可以不同。相邻的R彼此可以相互键合并与各自所键合的碳原子一起形成环。]
“1价的杂环基”是指从杂环式化合物中去掉与构成环的碳原子或杂原子直接键合的氢原子中的1个氢原子而得到的1价的基团。在1价的杂环基中,优选从芳香族杂环式化合物中去掉与构成环的碳原子或杂原子直接键合的氢原子中的1个氢原子而得到的1价的基团即“1价的芳香族杂环基”。作为“1价的杂环基”,例如可举出噻吩基、吡咯基、呋喃基、吡啶基、哌啶基、喹啉基、异喹啉基、嘧啶基、三嗪基等。
“芳香族杂环式化合物”例如也指噁二唑、噻二唑、噻唑、噁唑、噻吩、吡咯、磷杂环戊二烯、呋喃、吡啶、吡嗪、嘧啶、三嗪、哒嗪、喹啉、异喹啉、咔唑、二苯并硅杂环戊二烯、二苯并磷杂环戊二烯等杂环自身显示芳香族性的化合物;吩噁嗪、吩噻嗪、二苯并硼杂环戊二烯、二苯并硅杂环戊二烯、苯并吡喃等尽管杂环自身不显示芳香族性但在杂环稠合有芳香环的化合物;以及这些化合物键合多个而得的化合物中的任意种。
“1价的杂环基”可以具有取代基,作为该取代基,例如可举出卤素原子(特别是氟原子)、氰基、烷基、芳基、1价的杂环基、烷氧基、芳氧基、取代氨基、亚烷基等。1价的杂环基可以具有选自这些取代基中的1~5个取代基。
“2价的杂环基”是指从杂环式化合物中去掉与构成环的碳原子或杂原子直接键合的氢原子中的2个氢原子而得到的2价的基团。在2价的杂环基中,优选从芳香族杂环式化合物中去掉与构成环的碳原子或杂原子直接键合的氢原子中的2个氢原子而得到的2价的基团即“2价的芳香族杂环基”。作为“2价的杂环基”,例如可举出从吡啶、二氮杂苯、三嗪、氮杂萘、二氮杂萘、咔唑、二苯并呋喃、二苯并噻吩、二苯并噻咯、吩噁嗪、吩噻嗪、吖啶、二氢吖啶、呋喃、噻吩、唑、二唑、三唑、噁唑、噁二唑、噻唑、噻二唑等芳香族杂环式化合物中去掉与构成环的碳原子或杂原子直接键合的氢原子中的2个氢原子而得到的2价的基团、以及选自该2价的基团中的多个(例如2~4个)键合而成的2价的基团。
“2价的杂环基”可以具有取代基,作为该取代基,例如可举出氟原子、氰基、烷基、芳基、1价的杂环基、烷氧基、芳氧基、取代氨基、羧基、经过酯化的羧基、烯基、炔基、含金属络合物的基团等。2价的杂环基可以具有选自这些取代基中的1~5个取代基。作为可以具有该取代基的2价的杂环基,优选为式(A-21)~式(A-45)所示的基团。
[式中,R和R’表示与上述相同的含义。在R存在有多个的情况下,它们可以相同也可以不同。]
作为“2价的芳香族烃基与2价的杂环基键合而成的2价的基团”,是指上述的2价的芳香族烃基中的1个或2个以上与上述的2价的杂环基中的1个或2个以上任意键合而成的2价的基团。作为2价的芳香族烃基和2价的杂环基,可举出上述的基团。
“2价的芳香族烃基与2价的杂环基键合而成的2价的基团”可以具有取代基,在作为其部分结构的2价的芳香族烃基上可以具有选自上述氟原子、氰基、烷基、芳基、1价的杂环基、烷氧基、芳氧基、取代氨基、羧基、经过酯化的羧基、烯基、炔基和含金属络合物的基团中的1~10个取代基,在作为其他部分结构的2价的杂环基上可以具有选自上述的氟原子、氰基、烷基、芳基、1价的杂环基、烷氧基、芳氧基、取代氨基、羧基、经过酯化的羧基、烯基、炔基和含金属络合物的基团中的1~5个取代基。
2.本发明的制造方法
本发明的制造方法是对包含式(1)所示的结构单元的高分子化合物A进行纯化而制造低分子量成分减少了的具有式(1)所示的结构单元的高分子化合物B的方法,其特征在于,包括使用吸附剂对含有高分子化合物A和溶剂的混合物进行柱色谱处理的工序,上述吸附剂的填充量相对于100质量份的高分子化合物A为300质量份以上,且上述吸附剂的介孔容积为0.3~0.7cm3/g。通过该制造方法,能够从高分子化合物A中选择性地除去低分子量成分,能够制造低分子量成分的含量(质量分率)少的高分子化合物B。
2.1吸附剂
本发明中使用的吸附剂的介孔容积为0.3cm3/g~0.7cm3/g。从更有效地除去低分子量的成分的观点出发,优选为0.3cm3/g~0.6cm3/g,进一步优选为0.3cm3/g~0.5cm3/g。在此,介孔通常是指孔径为2nm~50nm的细孔。介孔容积可以通过氮吸附法进行测定。
吸附剂的种类只要具有上述介孔容积就没有特别限定,例如可举出粘土、活性炭、无机氧化物。作为粘土,例如可举出活性白土、酸性白土、膨润土、高岭石。作为无机氧化物,例如可举出活性氧化铝(AlO3)、硅胶(SiO2)、硅酸镁(MgSiO3)。作为吸附剂,优选粘土、活性炭,更优选活性白土、活性炭。吸附剂可以单独使用选自上述中的1种,或者组合使用2种以上。
从除去低分子量成分的观点出发,吸附剂的使用量相对于100质量份的高分子化合物A优选为500质量份以上,更优选为1000质量份以上,进一步优选为1500质量份以上。另外,从提高高分子化合物B的回收量的观点出发,吸附剂的使用量相对于100质量份的高分子化合物A优选为10000质量份以下,更优选为8000质量份以下,进一步优选为6000质量份以下,特别优选为3000质量份以下。
作为表示吸附剂的粒子表面的带电大小的指标,可以使用Zeta电位。
吸附剂在pH7的纯水中的Zeta电位的绝对值优选为1mV~70mV,更优选为15mV~50mV,进一步优选为20mV~40mV。如果上述Zeta电位的绝对值满足该范围,则有低分子量成分能够进一步降低的趋势。在此,Zeta电位可以通过电泳法进行测定。
从除去低分子量成分的观点出发,吸附剂的平均粒径优选为20μm~65μm,更优选为22μm~50μm,更进一步优选为22μm~45μm,特别优选为22μm~40μm。在此,平均粒径是指体积基准的累积50%粒径,可以使用激光衍射散射式粒度分布测定装置进行测定。
2.2柱色谱
本发明的制造方法的特征在于,使用使含有高分子化合物A和溶剂的混合物通过填充有吸附剂的柱而分离和除去低分子量成分的柱色谱处理。具体而言,是如下方法:使用填充于柱中的吸附剂作为固定相,使用含有高分子化合物A和溶剂的混合物作为流动相,使用高分子化合物A作为分离的溶质,利用在固定相(吸附剂)与流动相内的高分子化合物A之间产生的相互作用的差异,将高分子化合物A中的低分子量成分分离和除去。
作为将吸附剂填充于柱的方法,没有特别限定,作为典型例,可举出使吸附剂与溶剂接触并在浆料化后填充的方法、以固体形式填充的方法、以固体形式填充后浸渍于溶剂并将吸附剂中的气体置换为溶剂的方法等。从简便地除去低分子量成分的观点出发,优选在填充固体的吸附剂后浸渍于溶剂而将吸附剂中的气体置换为溶剂的方法。如上所述,填充于柱中的吸附剂的量相对于100质量份的高分子化合物A为300质量份以上。
柱色谱处理通常可以通过使含有高分子化合物A和溶剂的混合物(通常为包含高分子化合物A的溶液)通过填充有吸附剂和溶剂的柱来实施。回收通过了柱的溶液,能够获得除去了低分子量成分的高分子化合物B。另外,也可以在使该混合物通过后,进一步使溶剂(洗脱剂)通过。此外,也可以将通过了柱的溶液分为2个以上的级分,收集有效地除去了低分子量成分的级分而获得高分子化合物B。
作为柱色谱的处理时间,从除去低分子量成分的观点出发,没有特别限定。例如,优选为1小时以上,更优选为2小时以上,进一步优选为3小时以上。
利用本发明的吸附剂的柱色谱处理可以将上述处理重复实施1次或2次以上。
2.3溶剂
溶剂只要是能够溶解包含式(1)所示的结构单元的高分子化合物A的溶剂,即对于高分子化合物A的良溶剂,就没有特别限定。
该溶剂(对于高分子化合物A的良溶剂)可以根据高分子化合物A的特性从各种溶剂中选择。具体而言,该溶剂可以定义为高分子化合物A的溶解度(20℃)为1g/100g以上的溶剂。
作为溶剂,例如可举出甲苯、二甲苯、均三甲苯、环己基苯、四氢化萘等芳香族烃溶剂;四氢呋喃、1,4-二氧六环、二甲氧基乙烷、苯甲醚等醚溶剂;N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮等酰胺溶剂;甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、丙二醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚等醇溶剂;丙酮、甲乙酮、环戊酮、环己酮、甲基戊基酮、甲基异丁基酮等酮溶剂;戊烷、己烷、庚烷等脂肪族烃溶剂;乙腈等腈溶剂;以及氯仿等卤代烃溶剂;乙酸甲酯、乙酸乙酯等酯溶剂等。溶剂可以单独使用一种,也可以并用两种以上,还可以与水并用。
其中,溶剂优选芳香族烃溶剂和醚溶剂,更优选芳香族烃溶剂,进一步优选甲苯、二甲苯和均三甲苯。
柱色谱处理中使用的溶剂的使用量相对于100质量份的高分子化合物A通常为100质量份~1000000质量份,优选为1000质量份~100000质量份。
2.4高分子化合物A
作为本发明的纯化对象的高分子化合物可以通过将规定的单体聚合而得到,是具有2个以上源自该单体的重复单元(以下,也表述为结构单元)的化合物。具体而言,作为该高分子化合物,例如可举出包含上述式(1)所示的结构单元的高分子化合物A。包含式(1)所示的结构单元的高分子化合物A必须包含式(1)所示的结构单元,根据需要,可以包含式(1)所示的结构单元以外的结构单元(例如,亚烷基(例如,-(CH2)-)、-O-、-S-、-(CO)-、它们的组合等)。特别优选包含式(1)所示的结构单元的高分子化合物A。
高分子化合物A具有分子量分布,聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)优选为1×103~1×108的范围,更优选为1×104~1×106的范围,进一步优选为3×104~5×105的范围。聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)和低分子量(分子量20000以下)成分的质量分率可以根据实施例的记载进行测定。
作为式(1)所示的结构单元的Ar1和Ar2,优选2价的芳香族烃基或2价的杂环基,更优选2价的芳香族烃基。这些基团可以具有取代基(特别是烷基和芳基,这些基团可以进一步具有取代基。)。
作为Ar1和Ar2所示的2价的芳香族烃基,优选式(A-1)~式(A-3)、式(A-8)或式(A-9)所示的基团,更优选式(A-1)或式(A-9)所示的基团。
作为Ar1和Ar2所示的2价的杂环基,优选式(A-24)或式(A-35)所示的基团。
式(1)中,a优选为0或1。
作为式(1)所示的结构单元的例子,可举出式(1-1)~式(1-20)所示的结构单元,优选式(1-1)~式(1-4)、式(1-9)~式(1-11)、式(1-15)、式(1-16)或式(1-20)所示的结构单元,更优选式(1-1)~式(1-3)、式(1-9)~式(1-11)、式(1-15)或式(1-20)所示的结构单元。但是,并不限于这些例示的结构单元。
[式中,R表示与上述相同的含义。在R存在有多个的情况下,它们可以相同也可以不同。]
在式(1)所示的结构单元中,Ar1、Ar2和Ar3中的至少一者可以具有包含交联基的基团作为取代基。作为包含交联基的基团,例如可举出式(2)所示的基团。
-L-Y (2)
[式中,L表示单键或者-(CH2)-、-O-、-S-、-(CO)-、-(C6H4)-或选自它们中的2个以上的基团键合而成的2价的基团。其中,-O-彼此、-S-彼此、-O-和-S-不相互直接键合。Y表示交联基。在Y存在有多个的情况下,它们可以相同也可以不同。]
作为L,例如可举出-(CH2)m-(m表示0~20的整数)、-(CH2)p-(C6H4)-(CH2)q-(p表示0~10的整数,q表示0~10的整数)、-(CH2)r-O-(CH2)s-(r表示0~10的整数,s表示0~10的整数)、-(CH2)t-(C6H4)-O-(CH2)u-(t表示0~10的整数,u表示0~10的整数)等。
Y所示的交联基优选为选自交联基组A中的基团。
<交联基组A>
[式中,这些基团分别可以具有选自烷基和芳基中的取代基。RXL表示-(CH2)-、-O-、-S-、-(CO)-或选自它们中的2个以上的基团键合而成的2价的基团。其中,-O-彼此、-S-彼此、-O-和-S-不相互直接键合。nXL表示0~5的整数。在RXL存在有多个的情况下,它们可以相同也可以不同,存在有多个的nXL可以相同也可以不同。*为与L的键合部位。]
在交联基组A中,优选式(XL-1)、式(XL-7)~式(XL-16)、式(XL-18)、式(XL-19)、式(XL-22)或式(XL-23)所示的基团,更优选式(XL-1)、式(XL-10)、式(XL-12)、式(XL-16)、式(XL-18)或式(XL-19)所示的基团,进一步优选式(XL-1)、式(XL-16)或式(XL-19)所示的基团,特别优选式(XL-1)或式(XL-16)所示的基团。
作为具有交联基的单体的具体例,可举出具有下述的式(2-1)~式(2-30)和式(2’-1)~式(2’-9)所示的结构的化合物。它们可以具有取代基。
包含式(1)所示的结构单元的高分子化合物A包含:包含选自上述结构单元中的1种或2种以上的结构单元的高分子化合物。
包含式(1)所示的结构单元的高分子化合物A例如可以通过将含有氯原子或溴原子的单体进行聚合、或者将含有氯原子或溴原子的单体与金属化合物进行偶联聚合而得到。作为聚合方法,可以采用公知的方法,例如可举出将单体通过Suzuki偶联反应进行聚合的方法、通过Buchwald偶联反应进行聚合的方法、通过Stille偶联反应进行聚合的方法、通过Kumada偶联反应进行聚合的方法、通过Yamamoto偶联反应进行聚合的方法等,从容易控制结构的观点出发,优选通过Suzuki偶联反应进行聚合的方法和通过Buchwald偶联反应进行聚合的方法。
2.5含有高分子化合物A和溶剂的混合物
含有高分子化合物A和溶剂的混合物通常为能够成为柱色谱处理的流动相的形态(例如液态组合物、溶液等)。例如,可举出使固体的高分子化合物A溶解于溶剂而得到的溶液、由单体进行聚合反应而得到的反应后的溶液、从反应后溶液中纯化高分子化合物而得到的纯化后的溶液等。作为该溶剂,可以使用上述“2.3溶剂”一项中记载的溶剂。
该混合物中的高分子化合物A的含量(浓度)通常为0.01质量%~50质量%,优选为0.1质量%~10质量%,更优选为0.5质量%~5质量%,进一步优选为1质量%~4质量%。
2.6高分子化合物B
根据本发明的制造方法,能够从高分子化合物A中有效地除去低分子量成分,得到降低了低分子量成分的含量的高分子化合物B。因此,通过本发明的制造方法得到的高分子化合物B适合用作有机EL元件的材料、有机光电转换元件的材料、有机晶体管元件的材料等。
高分子化合物B基本上与高分子化合物A同样地为含有式(1)所示的结构单元的化合物。但是,高分子化合物B通过柱色谱处理去除了低分子量成分,因此与高分子化合物A相比,重均分子量更大。
高分子化合物B的聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)优选为2×103~1×108的范围,更优选为超过2×104且为1×106以下的范围,进一步优选为4×104~5×105的范围。需要说明的是,高分子化合物B的聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)通常超过20000。
通过上述柱色谱处理,所得到的高分子化合物B的低分子量(分子量20000以下)成分的质量分率与处理前的高分子化合物A的低分子量(分子量20000以下)成分的质量分率相比大幅降低。例如,通过1次的柱色谱处理,得到的高分子化合物B的低分子量成分的质量分率相对于处理前的高分子化合物A通常降低至70%以下,进一步降低至65%以下,更进一步降低至60%以下,特别是降低至40%以下。
通过上述柱色谱处理得到的高分子化合物B可以通过公知的方法以固体的形式取出。作为公知的方法,例如可举出与不良溶剂接触的再沉淀法、在减压下除去溶剂的方法、在加热下蒸馏除去溶剂的方法等。优选将通过再沉淀法得到的固体进一步加热,在减压下使其干燥,以固体的形式取出的方法。
在此,优选在进行上述柱色谱处理的工序之后进行再沉淀法(进行再沉淀处理的工序)。
该再沉淀法通常可以通过使包含高分子化合物B和其良溶剂的溶液与不良溶剂接触来实施。例如,可举出在包含高分子化合物B和其良溶剂的溶液中添加不良溶剂并进行搅拌的方法、在不良溶剂中添加包含高分子化合物B和其良溶剂的溶液并进行搅拌的方法等。
作为良溶剂,可以根据高分子化合物B的特性从各种溶剂中选择。例如,可以从上述“2.3溶剂”一项中记载的对于高分子化合物A的良溶剂中选择。其中,优选芳香族烃溶剂和醚溶剂,更优选芳香族烃溶剂,进一步优选甲苯、二甲苯和均三甲苯。良溶剂的使用量相对于1质量份的高分子化合物B通常为10质量份~1000质量份,优选为50质量份~300质量份。
不良溶剂可以定义为高分子化合物B的溶解度(20℃)小于1g/100g的溶剂。例如可举出酰胺溶剂、醇溶剂、酮溶剂、脂肪族烃溶剂、酯溶剂和腈溶剂,优选醇溶剂。作为酰胺溶剂,可举出N-甲基-2-吡咯烷酮等。作为醇溶剂,可举出甲醇、乙醇、异丙醇等。作为酮溶剂,可举出丙酮、甲乙酮等。作为酯溶剂,可举出乙酸甲酯、乙酸乙酯等。其中,优选甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、乙酸乙酯,更优选甲醇。
不良溶剂的使用量相对于1质量份的高分子化合物B通常为10质量份~10000质量份,优选为50质量份~3000质量份。
3.其他工序
在制造本发明的高分子化合物B的方法中,也可以包括上述柱色谱处理和再沉淀处理以外的工序。例如,可举出聚合工序;聚合后的高分子化合物的封端工序;与酸、碱、水、食盐水等中的至少一种混合、分离纯化为水层和有机层的分液工序;一边在常压或减压下一边进行共沸脱水的共沸脱水工序;利用索氏提取器的连续提取工序;通过使用了上述吸附剂以外的吸附剂的柱色谱处理来进行纯化的工序;晶析工序等。
实施例
以下,为了更详细地说明本发明而示出实施例,但本发明并不限于这些实施例。
<分子量分析>
高分子化合物的聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)、分子量20000以下成分的质量分率通过凝胶渗透色谱(GPC)求出。需要说明的是,低分子量(分子量20000以下)成分的质量分率是将利用GPC得到的源自高分子化合物A的峰中的、聚苯乙烯换算分子量成为20000的保留时间以后的峰面积相对于源自高分子化合物A的总峰面积所占的比例以百分率表示的值。
分析条件如下。
测定装置:HLC-8320GPC(东曹株式会社制)
柱:PLgel 10μm MIXED-B(东曹株式会社制)
柱温:40℃
流动相:四氢呋喃
流量:0.5mL/分钟
检测波长:228nm
<吸附剂的介孔容积>
吸附剂的介孔容积如下通过氮吸附法求出。对于在120℃下真空脱气8小时的吸附剂,使用细孔分布测定装置(MicrotracBEL株式会社制,商品名:BELSORP-mini),通过定容法测定吸附温度:77K下的氮的吸附解吸等温线。通过Barret-Joyner-Halenda法(Journalof the American Chemical Society,1951年,373~380页)对其解吸过程进行解析,得到细孔分布曲线。介孔容积通过累计2nm以上且50nm以下的范围的氮气解吸量而求出。
<Zeta电位的绝对值>
Zeta电位如下通过电泳法求出。使吸附剂以2g/L的浓度分散在水中,在25℃下,通过Zeta电位测定装置(Spectris株式会社制,商品名:Zetasizer Nano ZS)进行测定。需要说明的是,Zeta电位根据电泳迁移率,使用Smoluchowski公式进行解析。
<平均粒径>
平均粒径如下求出:将试样放入水中,用均质机分散10分钟后,用激光衍射散射式粒度分布测定装置(日机装株式会社制,商品名:MT3300-EXII)测定体积基准的累积50%粒径而求出。
<制造例1>
根据日本特开2015-110751号公报的合成例12的记载,制造下述式(A)所示的高分子化合物(P1)。Mw=1.15×105、分子量20000以下成分的质量分率=11.8%。
n=聚合度
<实施例1>
使制造例1中得到的高分子化合物(P1)溶解于甲苯,制备1.3质量%的溶液(308g)。在柱管中填充活性白土(80g,水泽化学工业株式会社制,活性白土V2,介孔容积=0.48cm3/g,Zeta电位的绝对值=35.7mV,平均粒径=28.1μm),用甲苯(160g)浸渍后,加入上述溶液进行通液。将所得到的甲苯溶液在22℃下滴加至甲醇(2000g)中,进一步搅拌30分钟。将析出的固体过滤并取出,进行干燥,以固体形式获得高分子化合物(收率=77%)。所得到的高分子化合物(P2)的收率=77%、Mw=1.22×105、分子量20000以下成分的质量分率=7.3%。
<实施例2>
除了代替活性白土(80g,水泽化学工业株式会社制,活性白土V2,介孔容积=0.48cm3/g,Zeta电位的绝对值=35.7mV,平均粒径=28.1μm)而设为活性炭(80g,纯正化学株式会社制,介孔容积=0.32cm3/g、Zeta电位的绝对值=31.2mV、平均粒径=24.2μm)以外,与实施例1同样地进行处理。所得到的高分子化合物(P2)的收率=56%、Mw=1.26×105、分子量20000以下成分的质量分率=6.9%。
<实施例3>
除了代替活性白土(80g,水泽化学工业株式会社制,活性白土V2,介孔容积=0.48cm3/g,Zeta电位的绝对值=35.7mV,平均粒径=28.1μm)而设为活性白土(80g,富士胶片和光纯药株式会社制,介孔容积=0.39cm3/g、Zeta电位的绝对值=35.5mV、平均粒径=29.1μm)以外,与实施例1同样地进行处理。所得到的高分子化合物(P2)的收率=80%、Mw=1.21×105、分子量20000以下成分的质量分率=7.7%。
<比较例1>
使制造例1中得到的高分子化合物(P1)溶解于甲苯,制备1.3质量%的溶液(308g)。向该溶液中添加活性白土(8g,水泽化学工业株式会社制,活性白土V2,介孔容积=0.48cm3/g,Zeta电位的绝对值=35.7mV,平均粒径=28.1μm)、甲苯(160g),搅拌30分钟。然后过滤除去活性白土,在22℃下将所得到的溶液滴加到甲醇(2000g)中,进一步搅拌30分钟。将析出的固体过滤并取出,进行干燥,以固体的形式获得高分子化合物。所得到的高分子化合物(P2)的收率=77%、Mw=1.16×105、分子量20000以下成分的质量分率=11.2%。
需要说明的是,如果在上述条件下仅增加活性白土的使用量来实施,则搅拌变得困难,并且过滤时溶液的排出性变差。
<比较例2>
除了代替活性白土(80g,水泽化学工业株式会社社制,活性白土V2,介孔容积=0.48cm3/g,Zeta电位的绝对值=35.7mV,平均粒径=28.1μm)而设为酸性白土(80g,水泽化学工业株式会社制,酸性白土#300,介孔容积=0.28cm3/g,Zeta电位的绝对值=35.0mV,平均粒径=21.0μm)以外,与实施例1同样地进行处理。所得到的高分子化合物(P2)的收率=76%、Mw=1.16×105、分子量20000以下成分的质量分率=11.6%。
<比较例3>
除了代替活性白土(80g,水泽化学工业株式会社制,活性白土V2,介孔容积=0.48cm3/g,Zeta电位的绝对值=35.7mV,平均粒径=28.1μm)而设为活性氧化铝(80g,和光纯药工业株式会社制,介孔容积=0.27cm3/g,Zeta电位的绝对值=31.3mV,平均粒径=46.1μm)以外,与实施例1同样地进行处理。所得到的高分子化合物(P2)的收率=15%、Mw=1.16×105、分子量20000以下成分的质量分率=11.5%。
<比较例4>
除了代替活性白土(80g,水泽化学工业株式会社制,活性白土V2,介孔容积=0.48cm3/g,Zeta电位的绝对值=35.7mV,平均粒径=28.1μm)而设为硅胶(80g,Merck公司制,介孔容积=0.72cm3/g,Zeta电位的绝对值=35.7mV,平均粒径=137.0μm)以外,与实施例1同样地进行处理。所得到的高分子化合物(P2)的收率=77%、Mw=1.15×105、分子量20000以下成分的质量分率=11.8%。
<比较例5>
除了代替活性白土(80g,水泽化学工业株式会社制,活性白土V2,介孔容积=0.48cm3/g,Zeta电位的绝对值=35.7mV,平均粒径=28.1μm)而使用硅胶(80g,和光纯药工业株式会社制,Wakogel C300,介孔容积=0.78cm3/g,Zeta电位的绝对值=32.6mV,平均粒径=67.5μm)以外,与实施例1同样地进行处理。所得到的高分子化合物(P2)的收率=82%、Mw=1.16×105、分子量20000以下成分的质量分率=11.4%。
<比较例6>
除了代替活性白土(80g,水泽化学工业株式会社制,活性白土V2,介孔容积=0.48cm3/g,Zeta电位的绝对值=35.7mV,平均粒径=28.1μm)而设为活性炭(80g,OsakaGas Chemicals株式会社制,Carborafine,介孔容积=1.49cm3/g,Zeta电位的绝对值=9.4mV,平均粒径=45.6μm)以外,与实施例1同样地进行处理。所得到的高分子化合物(P2)的收率=69%、Mw=1.18×105、分子量20000以下成分的质量分率=10.5%。
<比较例7>
使制造例1中得到的高分子化合物(P1)溶解于甲苯,制备1.3质量%的溶液(308g)。向该溶液中添加甲苯(160g),搅拌30分钟。
在22℃下将所得到的溶液滴加到甲醇(2000g)中,进一步搅拌30分钟。
将析出的固体过滤并取出,进行干燥,以固体的形式获得高分子化合物。所得到的高分子化合物(P2)的收率=95%、Mw=1.15×105、分子量20000以下成分的质量分率=11.8%。
[表1]
如表1所示,可知在采用本发明的制造方法的实施例1~3中,与采用除此以外的制造方法的比较例1~7相比,能够充分减少高分子化合物中的低分子量成分的含量。
需要说明的是,在实施例1~3和比较例1~7中,低分子量(分子量20000以下)成分的质量分率全部使用进行了再沉淀处理后的高分子化合物(P2)来测定。根据比较例7,在再沉淀处理本身中,低分子量成分的质量分率保持11.8%不变化,因此可以理解,使用规定量的规定的吸附剂进行柱色谱处理的本发明的方法有助于大幅降低高分子化合物中的低分子量成分的质量分率的效果。
<制造例2>
根据日本特开2012-036388号公报的实施例4的记载,制造下述式(B)所示的高分子化合物(P3)。Mw=1.18×105、分子量20000以下成分的质量分率=8.5%。
n=聚合度
<实施例4>
使制造例2中得到的高分子化合物(P3)溶解于甲苯,制备1.0质量%的溶液(400g)。在柱管中填充活性炭(80g,Osaka Gas Chemicals株式会社制,白鹭M,介孔容积=0.33cm3/g,Zeta电位的绝对值=20.3mV,平均粒径=42.4μm),用甲苯(160g)浸渍后,加入上述溶液进行通液。将所得到的甲苯溶液在22℃下滴加到甲醇(2000g)中,进一步搅拌30分钟。将析出的固体过滤并取出,进行干燥,以固体的形式获得高分子化合物。所得到的高分子化合物(P4)的收率=25%、Mw=1.49×105、分子量20000以下成分的质量分率=1.2%。
<比较例8>
使制造例2中得到的高分子化合物(P3)溶解于甲苯,制备1.0质量%的溶液(400g)。向该溶液中添加甲苯(160g),搅拌30分钟。
将所得到的溶液在22℃下滴加到甲醇(2000g)中,进一步搅拌30分钟。
将析出的固体过滤并取出,进行干燥,以固体的形式获得高分子化合物。所得到的高分子化合物(P4)的收率=99%、Mw=1.18×105、分子量20000以下成分的质量分率=8.7%。
<比较例9>
除了代替活性炭(80g,Osaka Gas Chemicals株式会社制,白鹭M,介孔容积=0.33cm3/g,Zeta电位的绝对值=20.3mV,平均粒径=42.4μm)而设为硅胶(80g,Merck公司制,介孔容积=0.72cm3/g,Zeta电位的绝对值=35.7mV,平均粒径=137.0μm)以外,与实施例4同样地进行处理。所得到的高分子化合物(P4)的收率=99%、Mw=1.18×105、分子量20000以下成分的质量分率=8.7%。
<比较例10>
除了代替活性炭(80g,Osaka Gas Chemicals株式会社制,白鹭M,介孔容积=0.33cm3/g,Zeta电位的绝对值=20.3mV,平均粒径=42.4μm)而设为酸性白土(80g,水泽化学工业株式会社制,酸性白土#300,介孔容积=0.28cm3/g,Zeta电位的绝对值=35.0mV,平均粒径=21.0μm)以外,与实施例4同样地进行处理。所得到的高分子化合物(P4)的收率=98%、Mw=1.18×105、分子量20000以下成分的质量分率=8.7%。
[表2]
如表2所示,可知在采用本发明的制造方法的实施例4中,与采用除此以外的制造方法的比较例8~10相比,能够充分减少高分子化合物中的低分子量成分的含量。
产业上的可利用性
根据本发明的制造方法,能够制造低分子量成分的含量足够少的高分子化合物。所得到的高分子化合物适合用作有机EL元件等的材料。
Claims (3)
1.一种制造方法,其是对包含式(1)所示的结构单元的高分子化合物A进行纯化而制造低分子量成分减少了的包含式(1)所示的结构单元的高分子化合物B的方法,
所述纯化包括使用吸附剂对含有所述高分子化合物A和溶剂的混合物进行柱色谱处理的工序,
所述柱中的吸附剂的填充量相对于100质量份的所述高分子化合物A为300质量份以上,
所述吸附剂的介孔容积为0.3cm3/g~0.7cm3/g,
所述吸附剂为选自活性白土和活性炭中的1种以上,
所述高分子化合物A的重均分子量为3×104~5×105的范围,
式中,
Ar1和Ar2各自独立地表示2价的芳香族烃基或2价的杂环基,
Ar1和Ar2所示的2价的芳香族烃基为式(A-1)~式(A-3)、式(A-8)或式(A-9)所示的基团,
式中,R表示氢原子、氟原子、氰基、烷基、芳基、1价的杂环基、烷氧基、芳氧基、取代氨基、羧基、经过酯化的羧基、烯基、炔基、含金属络合物的基团,在R存在有多个的情况下,它们可以相同也可以不同,
Ar1和Ar2所示的2价的杂环基为式(A-24)或式(A-35)所示的基团,
式中,R表示与上述相同的含义,在R存在有多个的情况下,它们可以相同也可以不同,
在Ar2存在有多个的情况下,它们各自任选相同或不同,
Ar3表示1价的芳香族烃基或1价的杂环基,这些基团任选具有取代基,在Ar3存在有多个的情况下,它们各自任选相同或不同,a表示0或1。
2.根据权利要求1所述的制造方法,其中,在所述进行柱色谱处理的工序之后,还包括进行再沉淀处理的工序。
3.一种纯化方法,其是对具有式(1)所示的结构单元的高分子化合物A进行纯化的方法,
所述纯化包括使用吸附剂对含有所述高分子化合物A和溶剂的混合物进行柱色谱处理的工序,
所述柱中的吸附剂的填充量相对于100质量份的所述高分子化合物A为300质量份以上,
所述吸附剂的介孔容积为0.3cm3/g~0.7cm3/g,
所述吸附剂为选自活性白土和活性炭中的1种以上,
所述高分子化合物A的重均分子量为3×104~5×105的范围,
式中,
Ar1和Ar2各自独立地表示2价的芳香族烃基或2价的杂环基,
Ar1和Ar2所示的2价的芳香族烃基为式(A-1)~式(A-3)、式(A-8)或式(A-9)所示的基团,
式中,R表示氢原子、氟原子、氰基、烷基、芳基、1价的杂环基、烷氧基、芳氧基、取代氨基、羧基、经过酯化的羧基、烯基、炔基、含金属络合物的基团,在R存在有多个的情况下,它们可以相同也可以不同,
Ar1和Ar2所示的2价的杂环基为式(A-24)或式(A-35)所示的基团,
式中,R表示与上述相同的含义,在R存在有多个的情况下,它们可以相同也可以不同,
在Ar2存在有多个的情况下,它们各自任选相同或不同,
Ar3表示1价的芳香族烃基或1价的杂环基,这些基团任选具有取代基,在Ar3存在有多个的情况下,它们各自任选相同或不同,
a表示0或1。
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