JP2011026566A - 芳香族ポリマーの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】固体高分子形燃料電池用高分子電解質等の構成材料として、ポリアリーレン構造の分子鎖を有する芳香族ポリマーを利用する場合、高重合度の芳香族ポリマーが好ましい。本発明は高重合度の芳香族ポリマーを製造する方法を提供する。
【解決手段】式(1)
Figure 2011026566

で示されるジハロビフェニル化合物を含む芳香族モノマーを、(a)ニッケル化合物(b)2,2’−ビピリジン化合物(c)トリシクロヘキシルホスフィン、および、(d)金属還元剤の存在下に、重合することを特徴とする芳香族ポリマーの製造方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、芳香族ポリマーの製造方法等に関する。
ポリアリーレン構造の分子鎖を有する芳香族ポリマーは、固体高分子形燃料電池用高分子電解質等の構成材料として検討されている(特許文献1参照)。かかる芳香族ポリマーの製造方法として、例えば、特許文献2には、臭化ニッケル、N−メチル−2−ピロリドン、トリフェニルホスフィンおよび亜鉛の存在下に、4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(2,2−ジメチルプロピル)を重合させ、重合平均分子量(Mw)38,000、数平均分子量(Mw)18,000の芳香族ポリマーを得る方法が記載されている。
特開2007−270118号公報 特開2008−174715号公報(実施例1)
固体高分子形燃料電池用高分子電解質等の構成材料として、ポリアリーレン構造の分子鎖を有する芳香族ポリマーを利用する場合、より重合度の高い、すなわち高重合度の芳香族ポリマーが好ましい。
本発明者らは高重合度の芳香族ポリマーを製造する方法を見出すべく、鋭意検討した結果、以下の本発明に至った。すなわち、本発明は、
<1> 式(1)
Figure 2011026566
(式中、A1はそれぞれ独立して、下記G1群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数1〜20の炭化水素基を1個または2個有するアミノ基、または、下記G1群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基を表わし、
は、フッ素原子;シアノ基;下記G2群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基;下記G2群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基;下記G2群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基;下記G2群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリールオキシ基;または、下記G2群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアシル基を表わすか、または、2つのRが、ベンゼン環の隣接する炭素原子にそれぞれ結合している場合、該2つのRが互いに結合して、結合している炭素原子と一緒になって環を形成していてもよく、
はそれぞれ独立して、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を表わし、
jは、それぞれ独立して、0〜3の整数を表わす。
[G1群]フッ素原子、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20のアリールオキシ基、炭素数2〜20のアシル基およびシアノ基
[G2群]フッ素原子、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20のアリールオキシ基およびシアノ基)
で示されるジハロビフェニル化合物を含む芳香族モノマーを、
(a)ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル(0)、ハロゲン化ニッケル、2−エチルヘキサン酸ニッケル、ニッケルアセチルアセトナート、(ジメトキシエタン)塩化ニッケルおよび(ジメトキシエタン)臭化ニッケルからなる群から選ばれる少なくとも一つのニッケル化合物
(b)式(2)
Figure 2011026566
(式中、RおよびRはそれぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数2〜20のアシル基、炭素数2〜20のアルコキシカルボニル基、炭素数1〜20のフッ化アルキル基、炭素数2〜20のジアルキルアミノ基または炭素数2〜20の環状アミノ基を表わす。)
で示される2,2’−ビピリジン化合物
(c)トリシクロヘキシルホスフィン、および、
(d)金属還元剤
の存在下に、重合する工程を含むことを特徴とする芳香族ポリマーの製造方法;
<2> 以下の(a)、(b)、(c)、(d)及び以下の式(1)で示されるジハロビフェニル化合物を含む芳香族モノマーを混合する工程と、
該芳香族モノマーを重合する工程と、
を含むことを特徴とする芳香族ポリマーの製造方法;
式(1)
Figure 2011026566
(式中、Aはそれぞれ独立して、下記G1群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数1〜20の炭化水素基を1個または2個有するアミノ基、または、下記G1群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基を表わし、
は、フッ素原子;シアノ基;下記G2群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基;下記G2群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基;下記G2群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基;下記G2群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリールオキシ基;または、下記G2群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアシル基を表わすか、または、2つのRが、ベンゼン環の隣接する炭素原子にそれぞれ結合している場合、該2つのRが互いに結合して、結合している炭素原子と一緒になって環を形成していてもよく、
はそれぞれ独立して、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を表わし、
jは、それぞれ独立して、0〜3の整数を表わす。
[G1群]フッ素原子、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20のアリールオキシ基、炭素数2〜20のアシル基およびシアノ基
[G2群]フッ素原子、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20のアリールオキシ基およびシアノ基)
(a)ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル(0)、ハロゲン化ニッケル、2−エチルヘキサン酸ニッケル、ニッケルアセチルアセトナート、(ジメトキシエタン)塩化ニッケルおよび(ジメトキシエタン)臭化ニッケルからなる群から選ばれる少なくとも一つのニッケル化合物
(b)式(2)
Figure 2011026566
(式中、RおよびRはそれぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数2〜20のアシル基、炭素数2〜20のアルコキシカルボニル基、炭素数1〜20のフッ化アルキル基、炭素数2〜20のジアルキルアミノ基または炭素数2〜20の環状アミノ基を表わす。)
で示される2,2’−ビピリジン化合物
(c)トリシクロヘキシルホスフィン、および、
(d)金属還元剤
<3> 金属還元剤が、亜鉛であることを特徴とする<1>又は<2>記載の製造方法;
<4> 式(c)で示される2,2’−ビピリジン化合物が、2,2’−ビピリジン、4,4’−ジフルオロ−2,2’−ビピリジン、4,4’−ジメチル−2,2’−ビピリジン、4,4’−ジフェニル−2,2’−ビピリジン、4,4’−ジメトキシ−2,2’−ビピリジン、4,4’−ジアセチル−2,2’−ビピリジン、2,2’−ビピリジン−4,4’−ジカルボン酸メチル、4,4’−ジトリフルオロメチル−2,2’−ビピリジン、4,4’−ジ−tert−ブチル−2,2’−ビピリジンまたは4,4’−ジメチルアミノ−2,2’−ビピリジンであることを特徴とする<1>〜<3>のいずれか記載の製造方法;
<5> 芳香族モノマーが、式(1)で示されるジハロビフェニル化合物とは構造が異なるジハロ芳香族化合物、及び、式(1)で示されるジハロビフェニル化合物を含む芳香族モノマーであることを特徴とする<1>〜<4>のいずれか記載の製造方法;
<6> ジハロ芳香族化合物が、式(3)
Figure 2011026566
(式中、a、bおよびcはそれぞれ独立して、0または1を表わし、hは5以上の整数を表わす。
Ar、Ar、ArおよびArはそれぞれ独立して、2価の芳香族基を表わし、該2価の芳香族基は、下記(a1)、(b1)、(c1)、(d1)、(e1)、(f1)、(g1)、(h1)、(i1)および(j1)からなる群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい。
(a1)フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基および炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基;
(b1)フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基および炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基;
(c1)フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基および炭素数6〜10のアリールオキシ基からなる群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基;
(d1)フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基および炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリールオキシ基;
(e1)フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基および炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアシル基;
(f1)フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基および炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアシルオキシ基;
(g1)フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基および炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリールスルホニル基;
(h1)下記式(10):
Figure 2011026566
(式中、Aは下記G1群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数1〜20の炭化水素基を1個または2個有するアミノ基、または、下記G1群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基を表わす。
[G1群]フッ素原子、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20のアリールオキシ基、炭素数2〜20のアシル基およびシアノ基)
で示される基;
(i1)シアノ基;
(j1)フッ素原子;
及びYは、それぞれ独立に、単結合、−CO−、−SO−、−C(CH−、−C(CF−又はフルオレン−9,9−ジイル基を表わす。
及びZは、それぞれ独立に、−O−又は−S−を表わす。
はハロゲン原子を表す。)
で示される化合物であることを特徴とする<5>記載の製造方法;
等である。
本発明の製造方法によれば、ポリアリーレン構造の分子鎖を有する芳香族ポリマーを、さらに高重合度で製造することが可能である。
本発明は、式(1)
Figure 2011026566
で示されるジハロビフェニル化合物(以下、ジハロビフェニル化合物(1)と略記する。)を含む芳香族モノマーを、
(a)ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル(0)、ハロゲン化ニッケル、2−エチルヘキサン酸ニッケル、ニッケルアセチルアセトナート、(ジメトキシエタン)塩化ニッケルおよび(ジメトキシエタン)臭化ニッケルからなる群から選ばれる少なくとも一つのニッケル化合物
(b)式(2)
Figure 2011026566
(式中、RおよびRはそれぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数2〜20のアシル基、炭素数1〜20のアルコキシカルボニル基、炭素数1〜20のフッ化アルキル基、炭素数2〜20のジアルキルアミノ基または炭素数2〜20の環状アミノ基を表わす。)
で示される2,2’−ビピリジン化合物(以下、ビピリジン化合物(2)と略記する。)
(c)トリシクロヘキシルホスフィン、および、
(d)金属還元剤
の存在下に、重合する工程を含むことを特徴とする芳香族ポリマーの製造方法である。
式(1)中、A1はそれぞれ独立して、下記G1群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数1〜20の炭化水素基を1個または2個有するアミノ基、または、下記G1群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基を表わす。
[G1群]フッ素原子、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20のアリールオキシ基、炭素数2〜20のアシル基およびシアノ基
炭素数1〜20の炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、2,2−ジメチルプロピル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基等の炭素数1〜20の直鎖状、分枝鎖状または環状のアルキル基;フェニル基等の炭素数6〜20のアリール基等が挙げられる。
アミノ基は2価の炭化水素基を有していてもよく、2価の炭化水素基としては、例えば、1,3−ブタジエン−1,4−ジイル基等の炭素数4〜20のアルカジエニル基;ブタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基等の炭素数1〜20のアルカンジイル基;および、ビフェニル−2,2’−ジイル基、o−キシリレン基等の炭素数6〜20のアリーレン基が挙げられる。
炭素数1〜20のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、2,2−ジメチルプロポキシ基、ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、ウンデシルオキシ基、ドデシルオキシ基、トリデシルオキシ基、テトラデシルオキシ基、ペンタデシルオキシ基、ヘキサデシルオキシ基、ヘプタデシルオキシ基、オクタデシルオキシ基、ノナデシルオキシ基、イコシルオキシ基等の直鎖状、分枝鎖状または環状の炭素数1〜20のアルコキシ基が挙げられ、炭素数1〜6のアルコキシ基が好ましく、イソプロポキシ基、2,2−ジメチルプロポキシ基およびシクロヘキシルオキシ基がより好ましい。
かかる炭素数1〜20の炭化水素基および炭素数1〜20のアルコキシ基は、上記G1群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい。
G1群における炭素数1〜20のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、2,2−ジメチルプロポキシ基、ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、ウンデシルオキシ基、ドデシルオキシ基、トリデシルオキシ基、テトラデシルオキシ基、ペンタデシルオキシ基、ヘキサデシルオキシ基、ヘプタデシルオキシ基、オクタデシルオキシ基、ノナデシルオキシ基、イコシルオキシ基等の直鎖状、分枝鎖状または環状の炭素数1〜20のアルコキシ基が挙げられる。
G1群における炭素数6〜20のアリール基としては、例えば、フェニル基、4−メチルフェニル基、2−メチルフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、3−フェナントリル基および2−アントリル基が挙げられる。
G1群における炭素数6〜20のアリールオキシ基としては、例えば、フェノキシ基、4−メチルフェノキシ基、2−メチルフェノキシ基、1−ナフチルオキシ基、2−ナフチルオキシ基、3−フェナントリルオキシ基、2−アントリルオキシ基等の前記炭素数6〜20のアリール基と酸素原子とから構成されるものが挙げられる。
G1群における炭素数2〜20のアシル基としては、例えば、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、ベンゾイル基、1−ナフトイル基、2−ナフトイル基等の炭素数2〜20の脂肪族または芳香族アシル基が挙げられる。
G1群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数1〜20の炭化水素基を1個または2個有するアミノ基は、下記式
−N(R)
(Rはそれぞれ独立して、前記G1群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数1〜20の炭化水素基または水素原子であり、2つのRのうちの少なくとも1つは、前記G1群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数1〜20の炭化水素基である。2つのRは互いに連結した2価の炭化水素基であってもよい。)
で示される基を意味し、具体的には、例えば、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、エチルアミノ基、ジエチルアミノ基、プロピルアミノ基、ジプロピルアミノ基、イソプロピルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、ブチルアミノ基、ジブチルアミノ基、sec−ブチルアミノ基、ジ−sec−ブチルアミノ基、tert−ブチルアミノ基、ジ−tert−ブチルアミノ基、ペンチルアミノ基、2,2−ジメチルプロピルアミノ基、ヘキシルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基、ヘプチルアミノ基、オクチルアミノ基、ノニルアミノ基、デシルアミノ基、ウンデシルアミノ基、ドデシルアミノ基、トリデシルアミノ基、テトラデシルアミノ基、ペンタデシルアミノ基、ヘキサデシルアミノ基、ヘプタデシルアミノ基、オクタデシルアミノ基、ノナデシルアミノ基、イコシルアミノ基、ピロリル基、ピロリジニル基、ピペリジニル基、カルバゾリル基、ジヒドロインドリル基およびジヒドロイソインドリル基等が挙げられる。
炭素数1〜20の炭化水素基および炭素数1〜20のアルコキシ基は、G1群から選ばれる置換基を有さないことが好ましい。
1は、炭素数1〜20のアルコキシ基であることが好ましい。
式(1)中、Rは、例えば、フッ素原子;シアノ基;下記G2群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基;下記G2群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基;下記G2群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基;下記G2群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリールオキシ基;または、下記G2群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアシル基を表わすか、または、2つのRが、ベンゼン環の隣接する炭素原子にそれぞれ結合している場合、該2つのRが互いに結合して、結合している炭素原子と一緒になって環を形成していてもよい。
[G2群]フッ素原子、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20のアリールオキシ基およびシアノ基
で示される基は、本発明の製造方法における重合反応に関与しない基であり、またその進行に影響を及ぼさない基である。
炭素数1〜20のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、2,2−ジメチルプロピル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、2−メチルペンチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基等が挙げられる。
およびG2群における炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基および炭素数6〜20のアリールオキシ基は、それぞれ前記したものと同様のものが挙げられる。Rにおける炭素数2〜20のアシル基としては、前記したものと同様のものが挙げられる。
好ましいRとしては、例えば、無置換の炭素数1〜20のアルキル基、トリフルオロメチル基等の炭素数1〜20のフッ化アルキル基、メトキシメチル基等のアルコキシ基を置換基として有する炭素数1〜20のアルキル基、シアノメチル基等のシアノ基を置換基として有する炭素数1〜20のアルキル基、無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基、トリフルオロメトキシ基等の炭素数1〜20のフッ化アルコキシ基、メトキシメトキシ基等のアルコキシ基を置換基として有する炭素数1〜20のアルコキシ基、シアノメトキシ基等のシアノ基を置換基として有する炭素数1〜20のアルコキシ基、無置換の炭素数6〜20のアリール基、無置換の炭素数6〜20のアリールオキシ基、無置換の炭素数2〜20のアシル基、および、フェノキシベンゾイル基等のアリールオキシ基を置換基として有する炭素数2〜20のアシル基が挙げられ、無置換の炭素数1〜20のアルキル基および無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基がより好ましい。
式(1)中、Xはそれぞれ独立して、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を表わし、塩素原子および臭素原子が好ましい。式(1)中の2つのXは同一であることが好ましい。また、式(1)中、jは、それぞれ独立して、0〜3の整数を表わし、0であることが好ましい。
ジハロビフェニル化合物(1)としては、例えば、4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジメチル、4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジエチル、4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジプロピル、4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジイソプロピル、4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジブチル、4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジイソブチル、4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(2,2−ジメチルプロピル)、4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジシクロヘキシル、4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジオクチル、4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジペンタデシル、4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジイコシル、
N,N−ジメチル−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N,N−ジエチル−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N,N−ジプロピル−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N,N−ジイソプロピル−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N,N−ジブチル−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N,N−ジイソブチル−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N−ジ(2,2−ジメチルプロピル)−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N−ジオクチル−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N−ジドデシル−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N−ジイコシル−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N,N−ジフェニル−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、
3,3’−ジメチル−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(2,2−ジメチルプロピル)、5,5’−ジメチル−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(2,2−ジメチルプロピル)、6,6’−ジメチル−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(2,2−ジメチルプロピル)、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(2,2−ジメチルプロピル)、5,5’−ジメトキシ−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(2,2−ジメチルプロピル)、6,6’−ジメトキシ−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(2,2−ジメチルプロピル)、3,3’−ジフェニル−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(2,2−ジメチルプロピル)、3,3’−ジアセチル−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(2,2−ジメチルプロピル)、5,5’−ジアセチル−4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(2,2−ジメチルプロピル)、
4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジメチル、4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジエチル、4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジプロピル、4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジイソプロピル、4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジブチル、4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジイソブチル、4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(2,2−ジメチルプロピル)、4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジシクロヘキシル、4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジオクチル、4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジペンタデシル、4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジイコシル、
N,N−ジメチル−4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N,N−ジエチル−4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N,N−ジプロピル−4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N,N−ジイソプロピル−4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N,N−ジブチル−4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N,N−ジイソブチル−4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N−ジ(2,2−ジメチルプロピル)−4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N−ジオクチル−4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N−ジドデシル−4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホンアミド、N−ジイコシル−4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホンアミドおよびN,N−ジフェニル−4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホンアミドが挙げられる。
なかでも、Xが塩素原子または臭素原子であるジハロビフェニル化合物(1)が好ましい。また、jが0であるジハロビフェニル化合物(1)、および、Rが無置換の炭素数1〜20のアルキル基もしくは無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基であるジハロビフェニル化合物(1)が好ましく、jが0であるジハロビフェニル化合物(1)がより好ましい。
好ましいジハロビフェニル化合物(1)としては、4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジイソプロピル、4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(2,2−ジメチルプロピル)、4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジイソプロピルおよび4,4’−ジブロモビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(2,2−ジメチルプロピル)が挙げられる。
かかるジハロビフェニル化合物(1)は、例えば、ジクロロスルホニルジハロビフェニルと、A−H(式中、Aは前記と同じ意味である。)とを、第3級アミン等の存在下に反応させることにより製造することができる(特開2007−270118号公報参照)。
芳香族モノマーは、ジハロビフェニル化合物(1)のみを含む芳香族モノマーであってもよいし、ジハロビフェニル化合物(1)と重合し得る芳香族化合物及びジハロビフェニル化合物(1)を含む芳香族モノマーであってもよい。ジハロビフェニル化合物(1)と重合し得る芳香族化合物としては、例えば、以下に示すジハロ芳香族化合物等を挙げることができる。
ジハロ芳香族化合物とは、ジハロビフェニル化合物(1)とは構造が異なる化合物であって、該化合物は芳香環を1又は2以上を有し、該芳香環に、ヨウ素原子、臭素原子および塩素原子からなる群から選ばれる2個のハロゲン原子が結合した化合物である。該ハロゲン原子は、いずれも同一の芳香環に結合していても、それぞれ異なる芳香環に結合していてもよい。
ジハロ芳香族化合物の芳香環としては、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、フルオレン環、アントラセン環、フェナントレン環等の芳香族炭化水素環、チオフェン環、ピロール環、ピリジン環等の芳香族複素環が挙げられる。
ジハロ芳香族化合物としては、例えば、式(3)
Figure 2011026566
(式中、a、bおよびcはそれぞれ独立して、0または1を表わし、hは5以上の整数を表わす。
Ar、Ar、ArおよびArはそれぞれ独立して、2価の芳香族基を表わし、該2価の芳香族基は、下記(a1)、(b1)、(c1)、(d1)、(e1)、(f1)、(g1)、(h1)、(i1)および(j1)からなる群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい。
(a1)フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基および炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基;
(b1)フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基および炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基;
(c1)フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基および炭素数6〜10のアリールオキシ基からなる群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基;
(d1)フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基および炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリールオキシ基;
(e1)フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基および炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアシル基;
(f1)フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基および炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアシルオキシ基;
(g1)フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基および炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリールスルホニル基;
(h1)下記式(10):
Figure 2011026566
(式中、Aは下記G1群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数1〜20の炭化水素基を1個または2個有するアミノ基、または、下記G1群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基を表わす。
[G1群]フッ素原子、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20のアリールオキシ基、炭素数2〜20のアシル基およびシアノ基)
で示される基;
(i1)シアノ基;
(j1)フッ素原子;
及びYは、それぞれ独立に、単結合、−CO−、−SO−、−C(CH−、−C(CF−又はフルオレン−9,9−ジイル基を表わす。
及びZは同一又は相異なって、−O−又は−S−を表わす。)
で示される化合物(以下、化合物(3)と略記する。)等が挙げられる。
上記(a1)〜(j1)は、本発明の製造方法における重合反応に関与しない基であり、またその進行に影響を及ぼさない基である。
(a1)、(b1)、(c1)、(d1)、(e1)および(f1)としては、それぞれ、前記Rと同じものが挙げられ、無置換の炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のフッ化アルキル基、アルコキシ基を置換基として有する炭素数1〜20のアルキル基、シアノ基を置換基として有する炭素数1〜20のアルキル基、無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20のフッ化アルコキシ基、アルコキシ基を置換基として有する炭素数1〜20のアルコキシ基、シアノ基を置換基として有する炭素数1〜20のアルコキシ基、無置換の炭素数6〜20のアリール基、無置換の炭素数6〜20のアリールオキシ基、無置換の炭素数2〜20のアシル基、および、アリールオキシ基を置換基として有する炭素数2〜20のアシル基が挙げられ、無置換の炭素数1〜20のアルキル基および無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基がより好ましい。
(g1)における炭素数6〜20のアリールスルホニル基としては、前記炭素数6〜20のアリール基とスルホニル基(−SO−)とから構成される基が挙げられ、具体的には、フェニルスルホニル基およびp−トルエンスルホニル基が挙げられ、無置換の炭素数6〜20のアリールスルホニル基が好ましい。
(h1)におけるAは、前記ジハロビフェニル化合物(1)におけるAと同じであり、炭素数1〜20のアルコキシ基であることが好ましく、イソプロポキシ基、2,2−ジメチルプロポキシ基およびシクロヘキシルオキシ基が好ましい。
前記(a1)〜(j1)の基のうち、(a1)、(b1)、(e1)または(h1)が好ましい。
化合物(3)において、hは10以上の整数であることが好ましい。
Ar、Ar、ArおよびArにおける2価の芳香族基としては、例えば、1,3−フェニレン基、1,4−フェニレン基、4,4’−ビフェニル−1,1’−ジイル基等の2価の単環状芳香族基;ナフタレン−1,3−ジイル基、ナフタレン−1,4−ジイル基、ナフタレン−1,5−ジイル基、ナフタレン−1,6−ジイル基、ナフタレン−1,7−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、ナフタレン−2,7−ジイル基、9H−フルオレン−2,7−ジイル基等の2価の縮合芳香族基;ピリジン−2,5−ジイル基、ピリジン−2,6−ジイル基、キノキサリン−2,6−ジイル基、チオフェン−2,5−ジイル基、2,2’−ビチオフェン−5,5’−ジイル基、ピロール−2,5−ジイル基、2,2’−ビピリジン−5,5’−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基、キノリン−5,8−ジイル基、キノリン−2,6−ジイル基、イソキノリン−1,4−ジイル基、イソキノリン−5,8−ジイル基、2,1,3−ベンゾチアジアゾール−4,7−ジイル基、ベンゾイミダゾール−4,7−ジイル基、キノキサリン−5,8−ジイル基、キノキサリン−2,6−ジイル基等の2価の複素芳香族基;等が挙げられる。なかでも、2価の単環状芳香族基および2価の縮合芳香族基が好ましく、1,4−フェニレン基、ナフタレン−1,4−ジイル基、ナフタレン−1,5−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基およびナフタレン−2,7−ジイル基がより好ましい。
はハロゲン原子を表し、好ましくは、塩素原子および臭素原子である。
及びYは、それぞれ独立に、単結合、−CO−、−SO−、−C(CH−、−C(CF−又はフルオレン−9,9−ジイル基を表わす。
及びZは、それぞれ独立に、−O−又は−S−を表わす。
化合物(3)の具体例としては、下記に示す化合物、下記に示す化合物の両末端の塩素原子が臭素原子に代わった化合物等が挙げられる。なお、下記式中、hは上記と同一の意味を表わす。
Figure 2011026566
Figure 2011026566
Figure 2011026566
Figure 2011026566
Figure 2011026566
Figure 2011026566
Figure 2011026566
Figure 2011026566
Figure 2011026566
Figure 2011026566
Figure 2011026566
化合物(3)としては、日本国特許第2,745,727号公報等の公知の方法に準じて製造したものを用いてもよいし、市販されているものを用いてもよい。市販されているものとしては、例えば、住友化学株式会社製スミカエクセルPES等が挙げられる。
化合物(3)としては、そのポリスチレン換算の重量平均分子量が2,000以上のものを用いることが好ましく、3,000以上であるものがより好ましい。
ジハロビフェニル化合物(1)およびジハロ芳香族化合物を含む芳香族モノマーを用いる場合、芳香族モノマー中のジハロビフェニル化合物(1)およびジハロ芳香族化合物の使用量をそれぞれ調整することにより、得られる芳香族ポリマー中の、ジハロビフェニル化合物(1)から導かれる繰り返し単位の含量およびジハロ芳香族化合物から導かれる繰り返し単位の含量をそれぞれ調整することができる。
ジハロビフェニル化合物(1)を含む芳香族モノマーの重合反応は、ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル(0)、ハロゲン化ニッケル、2−エチルヘキサン酸ニッケル、ニッケルアセチルアセトナート、(ジメトキシエタン)塩化ニッケルおよび(ジメトキシエタン)臭化ニッケルからなる群から選ばれる少なくとも一つのニッケル化合物の存在下に行われる。
ハロゲン化ニッケルとしては、フッ化ニッケル、塩化ニッケル、臭化ニッケルおよびヨウ化ニッケルが挙げられる。
ニッケル化合物としては、ハロゲン化ニッケルが好ましく、臭化ニッケルおよび塩化ニッケルがより好ましい。
ニッケル化合物の使用量は、重合反応に関与する全ての芳香族モノマー1モルに対して、例えば、0.001〜0.8モルの範囲を挙げることができ、好ましくは0.02〜0.4モルの範囲が挙げられる。
かかるニッケル化合物は、市販されているものを用いてもよいし、公知の方法に従って製造したものを用いてもよい。
ビピリジン化合物(2)において、RおよびRで示される炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数1〜20のアルコキシ基および炭素数2〜20のアシル基としては、それぞれ前記したものと同様のものが挙げられ、メチル基、tert−ブチル基、フェニル基、メトキシ基、アセチル基およびベンゾイル基が好ましい。
炭素数2〜20のアルコキシカルボニル基としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロピルオキシカルボニル基およびイソプロピルオキシカルボニル基が挙げられ、メトキシカルボニル基が好ましい。
炭素数1〜20のフッ化アルキル基としては、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、ペンタフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基およびパーフルオロイソプロピル基が挙げられ、トリフルオロメチル基が好ましい。
炭素数2〜20のジアルキルアミノ基は、下記式
−N(R’)
(式中、R’はアルキル基を表わし、2つのR’の炭素数の合計が2〜20である。)
で示される基であり、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、ジブチルアミノ基およびジ(2,2−ジメチルプロピル)アミノ基が挙げられ、ジメチルアミノ基が好ましい。
炭素数2〜20の環状アミノ基とは、前記R’が連結したアルキレン基である基を意味し、環状アミノ基としては、例えば、1−ピロリジニル基、1−ピペリジニル基等が挙げられる。
ビピリジン化合物(2)におけるRおよびRのうち、どちらかが水素原子であるビピリジン化合物(2)が好ましく、RおよびRがいずれも水素原子であるビピリジン化合物(2)がより好ましい。
ビピリジン化合物(2)としては、例えば、2,2’−ビピリジン、4,4’−ジフルオロ−2,2’−ビピリジン、4,4’−ジメチル−2,2’−ビピリジン、4,4’−ジフェニル−2,2’−ビピリジン、4,4’−ジメトキシ−2,2’−ビピリジン、4,4’−ジアセチル−2,2’−ビピリジン、4,4’−ビス(メトキシカルボニル)−2,2’−ビピリジン、4,4’−ビス(トリフルオロメチル)−2,2’−ビピリジン、4,4’−ジ−tert−ブチル−2,2−ビピリジン、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)−2,2’−ビピリジン、
5,5’−ジフルオロ−2,2’−ビピリジン、5,5’−ジメチル−2,2’−ビピリジン、5,5’−ジフェニル−2,2’−ビピリジン、5,5’−ジメトキシ−2,2’−ビピリジン、5,5’−ジアセチル−2,2’−ビピリジン、5,5’−ビス(メトキシカルボニル)−2,2’−ビピリジン、5,5’−ビス(トリフルオロメチル)−2,2’−ビピリジン、5,5’−ジ−tert−ブチル−2,2−ビピリジンおよび5,5’−ビス(ジメチルアミノ)−2,2’−ビピリジン等が挙げられる。
二種以上のビピリジン化合物(2)を併用することができる。
ビピリジン化合物(2)の使用量は、ニッケル化合物1モルに対して、0.1〜2モルが好ましく、0.3〜1.5モルがより好ましい。
かかるビピリジン化合物は、市販されているものを用いてもよいし、公知の方法に従って製造したものを用いてもよい。
トリシクロヘキシルホスフィンの使用量は、ニッケル化合物1モルに対して、0.2〜4モルが好ましく、0.5〜3モルがより好ましい。ビピリジン化合物(2)とトリシクロヘキシルホスフィンの使用量の合計に対するトリシクロヘキシルホスフィンの使用量の割合(モル比)は、0.01〜0.99が好ましく、0.1〜0.9がより好ましく、0.1〜0.5が特に好ましい。
トリシクロヘキシルホスフィンは、通常市販されているものが用いられる。
”金属還元剤”とは、二価ニッケルをゼロ価ニッケルに還元可能な金属を意味する。具体的には、亜鉛、マグネシウム、マンガン、アルミニウムおよびナトリウムが挙げられ、亜鉛、マグネシウムおよびマンガンが好ましく、亜鉛がより好ましい。通常、市販の金属還元剤が用いられる。また、通常粉末状またはチップ状の金属還元剤が用いられる。金属還元剤の使用量は、反応に関与する全ての芳香族化合物1モルに対して、1モル以上であることが好ましく、その上限は制限されないが、反応終了後の芳香族ポリマーの取り出し操作の観点と、また、経済的な観点から10モル以下であることが好ましく、5モル以下がより好ましい。
本発明は、ジハロビフェニル化合物(1)を含む芳香族モノマーを、
(a)前記ニッケル化合物
(b)ビピリジン化合物(2)
(c)トリシクロヘキシルホスフィン、および、
(d)金属還元剤
の存在下に、重合する工程を含むことを特徴とする。重合する工程は、溶媒の存在下に行うことが好ましい。
重合する工程は、予め、ニッケル化合物とビピリジン化合物(2)とトリシクロヘキシルホスフィンとを、溶媒の存在下または非存在下で混合してニッケル錯体を調製し、調製したニッケル錯体と芳香族モノマーと金属還元剤とを混合し重合する工程等を挙げることができる。かかるニッケル錯体の調製方法としては、ニッケル化合物とビピリジン化合物(2)とを溶媒の存在下で混合することにより得られる溶液と、ニッケル化合物とトリシクロヘキシルホスフィンとを溶媒の存在下で混合することにより得られる溶液とを混合する方法;溶媒の存在下で、ニッケル化合物とビピリジン化合物(2)とを混合し、得られる溶液とトリシクロヘキシルホスフィンを混合する方法;溶媒の存在下で、ニッケル化合物とトリシクロヘキシルホスフィンとを混合し、得られる溶液とビピリジン化合物(2)を混合する方法;溶媒に、ニッケル化合物とビピリジン化合物(2)とトリシクロヘキシルホスフィンを加える方法;および、溶媒の非存在下に、ニッケル化合物とビピリジン化合物(2)とトリシクロヘキシルホスフィンとを混合する方法が挙げられる。
溶媒の存在下で、(a)、(b)及び(c)を混合することにより、ニッケル錯体が調製されていてもよい。溶媒の存在下でニッケル錯体を調製した場合、ニッケル化合物を含む溶液の色相の変化により、ニッケル錯体が調製されたことを判別することができる。かかるニッケル錯体の調製は、窒素ガス等の不活性ガスの雰囲気下で行われることが好ましい。
また、ジハロビフェニル化合物(1)を含む芳香族モノマーと前記ニッケル化合物とビピリジン化合物(2)とトリシクロヘキシルホスフィンと金属還元剤とを混合する工程と、前記芳香族モノマーを重合する工程とを含む製造方法も本発明に属する。
混合する工程において、芳香族モノマーとニッケル化合物とビピリジン化合物(2)とトリシクロヘキシルホスフィンと金属還元剤との混合順序は、限定されない。また、混合する工程と重合する工程は同時に行なってもよい。
混合する工程と重合する工程を同時に行う具体例としては、ニッケル化合物とビピリジン化合物(2)とトリシクロヘキシルホスフィンと溶媒を混合し、混合した溶液と芳香族モノマーと金属還元剤と、必要に応じて溶媒とを混合する方法;ニッケル化合物とビピリジン化合物(2)とトリシクロヘキシルホスフィンと金属還元剤と溶媒を混合し、得られた混合物と芳香族モノマーを混合する方法;および、ニッケル化合物とビピリジン化合物(2)とトリシクロヘキシルホスフィンと金属還元剤と芳香族モノマーと溶媒とを略同時に反応容器に入れて混合する方法;などが挙げられる。ニッケル化合物とビピリジン化合物(2)とトリシクロヘキシルホスフィンと金属還元剤と芳香族モノマーと溶媒とを略同時に反応容器に入れて混合する方法が好ましい。
混合温度は、後述の反応温度以下であることが好ましい。
溶媒としては、用いる芳香族モノマーおよび生成する芳香族ポリマーが溶解し得るものが好ましく、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒;テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン等のエ−テル溶媒;ジメチルスルホキシド、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ヘキサメチルホスホリックトリアミド等の非プロトン性極性溶媒;および、ジクロロメタン、ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素溶媒が挙げられる。かかる溶媒は、単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。なかでも、エ−テル溶媒および非プロトン性極性溶媒が好ましく、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、N−メチル−2−ピロリドンおよびN,N−ジメチルアセトアミドがより好ましい。溶媒の使用量は、用いる芳香族モノマー1重量部に対して、1〜200重量部が好ましく、5〜100重量部がより好ましい。
混合する工程及び重合する工程は、いずれも窒素ガス等の不活性ガスの雰囲気下で行うことが好ましい。
芳香族モノマーとニッケル化合物とビピリジン化合物(2)とトリシクロヘキシルホスフィンと金属還元剤とを混合して得られる混合物を、所定の反応温度に保持することにより、該芳香族モノマーを重合することができる。
重合する工程における反応温度は、使用する芳香族モノマー、ニッケル化合物、ビピリジン化合物(2)および金属還元剤の種類によって異なるが、例えば、0〜250℃の範囲を挙げることができ、好ましくは30〜100℃の範囲が挙げられる。重合する工程における反応時間は、例えば、0.5〜48時間の範囲等を挙げることができる。
反応混合物を、液体クロマトグラフィー分析、ゲル浸透クロマトグラフィー分析等の通常の分析手段により分析して、芳香族モノマーの消費量や生成した芳香族ポリマーの重合度等を求め、その結果に基づいて、反応終点を決定することもできる。
反応は、反応混合物中に金属還元剤が十分分散するよう攪拌しながら行うことが好ましい。
重合する工程により、芳香族ポリマーが得られるが、かかる芳香族ポリマーは、少なくとも1つの芳香環を有し、その分子の一部または全部に、非局在化したπ−電子系を有するポリマーである。
生成した芳香族ポリマーは、例えば、反応終了後、生成した芳香族ポリマーを溶解しない溶媒もしくは溶解しにくい溶媒と反応混合物とを混合することにより、芳香族ポリマーを析出させ、析出した芳香族ポリマーを濾過により、反応混合物から分離することにより取り出すことができる。生成した芳香族ポリマーを溶解しない溶媒もしくは溶解しにくい溶媒と反応混合物とを混合した後、塩酸等の酸の水溶液を加え、析出した芳香族ポリマーを濾過により、反応混合物から分離してもよい。得られた芳香族ポリマーの分子量や構造は、ゲル浸透クロマトグラフィー、NMR等の通常の分析手段により分析することができる。生成した芳香族ポリマーを溶解しない溶媒もしくは溶解しにくい溶媒としては、水、メタノール、エタノール、アセトニトリル等が挙げられ、水およびメタノールが好ましい。
ジハロビフェニル化合物(1)のみを含む芳香族モノマーを用いた場合には、式(4):
Figure 2011026566
(式中、A、Rおよびjは前記と同じ意味を表わす。)
で示される繰り返し単位のみからなる芳香族ポリマーが得られる。そのポリスチレン換算の重量平均分子量は、例えば、50,000〜6,000,000の範囲等を挙げることができ、好ましくは50,000〜3,000,000の範囲が挙げられる。また、芳香族モノマーの使用量、芳香族モノマーの分子量、(a)〜(d)の使用量、反応温度、反応時間を適宜、制御することにより、重量平均分子量50,000以下、例えば、1,000〜50,000の範囲に制御することが可能である。
式(4)で示される繰り返し単位の具体例としては、下記式(4a)〜(4d)で示される繰り返し単位が挙げられる。
Figure 2011026566
ジハロビフェニル化合物(1)と化合物(3)とを含む芳香族モノマーを用いた場合には、式(4)で示される繰り返し単位と式(5):
Figure 2011026566
(式中、Ar、Ar、Ar、Ar、Y、Y、Z、Z、a、b、cおよびhは前記と同一の意味を表わす。)
で示されるセグメントを含む芳香族ポリマーが得られる。該芳香族ポリマーのポリスチレン換算の重量平均分子量は、例えば、3,000〜6,000,000の範囲等を挙げることができ、好ましくは3,000〜3,000,000の範囲が挙げられる。
式(5)で示されるセグメントの具体例としては、下記式(5a)〜(5x)で示されるセグメントが挙げられる。なお、下記式中、hは上記と同一の意味を表わし、好ましくは10以上である。
Figure 2011026566
Figure 2011026566
Figure 2011026566
Figure 2011026566
Figure 2011026566
Figure 2011026566
Figure 2011026566
Figure 2011026566
Figure 2011026566
式(4)で示される繰り返し単位と式(5)で示されるセグメントを含む芳香族ポリマーとしては、前記式(4a)〜(4d)で示される繰り返し単位のうちのいずれか一つの繰り返し単位と前記式(5a)〜(5x)で示されるセグメントのうちのいずれか一つのセグメントとを含む芳香族ポリマーが挙げられる。具体的には、下記(I−1)〜(I−6)で示される芳香族ポリマーが挙げられる。ここで、下記式中、”block”は、式(4)で示される繰り返し単位からなるセグメントと式(5)で示されるセグメントとを有するブロック共重合体であることを意味する。また、hは上記と同一の意味を表わし、pは、式(4)で示される繰り返し単位からなるセグメントの平均重合度を表わし、好ましくは、2以上である。
Figure 2011026566
Figure 2011026566
Figure 2011026566
Figure 2011026566
該芳香族ポリマー中の式(4)で示される繰り返し単位の量は、該芳香族ポリマーの重量に対して、5重量%以上、95重量%以下が好ましく、30重量%以上、90重量%以下がより好ましい。式(5)で示されるセグメントの量は、5重量%以上、95重量%以下が好ましく、10重量%以上、70重量%以下がより好ましい。該芳香族ポリマー中の式(4)で示される繰り返し単位および式(5)で示されるセグメントの含量は、用いる芳香族ポリマー中のジハロビフェニル化合物(1)および化合物(3)の含有量を適宜調整することにより、調整することができる。
特に、式(4)で示される繰り返し単位を含む芳香族ポリマーは、固体高分子形燃料電池用の高分子電解質の合成原料として用いることができる。
かかる高分子電解質のポリスチレン換算の重量平均分子量は、例えば、50,000〜6,000,000の範囲等を挙げることができ、好ましくは50,000〜3,000,000の範囲が挙げられる。
また、本発明の製造方法は、芳香族モノマーの種類、芳香族モノマーの使用量、芳香族モノマーの分子量、(a)〜(d)の使用量、反応温度、反応時間を適宜、制御することにより、重量平均分子量の下限を50,000以下、例えば、2,000、好ましくは3,000、より好ましくは10,000に制御することも可能である。
本発明の製造方法によれば、重合度がより高いポリアリーレン構造の分子鎖を有する芳香族ポリマーを提供可能である。
以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明する。得られた芳香族ポリマーを、ゲル浸透クロマトグラフィー(以下、GPCと略記する。)により分析し(分析条件は下記のとおり)、分析結果からポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)を算出した。
<分析条件>
GPC測定装置:CTO−10A(株式会社島津製作所製)
カラム:TSK−GEL GHMHR−M(東ソー株式会社製)
カラム温度:40℃
移動相:臭化リチウム含有N,N−ジメチルアセトアミド(臭化リチウム濃度:10mmol/dm
流量:0.5mL/分
検出波長:UV(300nm)
[実施例1]
冷却装置を備えたガラス製反応容器に、窒素雰囲気下、室温で、臭化ニッケル7.6mg、2,2’−ビピリジン2.7mg、トリシクロヘキシルホスフィン9.8mgおよび亜鉛粉末96.2mgを入れた。得られた混合物に、室温(約20℃)で、4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(2,2−ジメチルプロピル)402.2mgおよびN,N−ジメチルアセトアミド5mLを入れた。得られた混合物を70℃で4時間攪拌することにより重合反応を行い、下記式(i)
Figure 2011026566
で示される繰り返し単位のみからなる芳香族ポリマーを含む反応混合物を得た。得られた芳香族ポリマーのMwは303,700であり、Mnは62,100であった。
[比較例1]
実施例1において、トリシクロヘキシルホスフィン9.8mgに代えてトリフェニルホスフィン9.2mgを用いた以外は実施例1と同様に重合反応を行い、上記式(i)で示される繰り返し単位のみからなる芳香族ポリマーを含む反応混合物を得た。得られた芳香族ポリマーのMwは28,400であり、Mnは11,700であった。
[比較例2]
実施例1において、2,2’−ビピリジン2.7mgを用いず、トリシクロヘキシルホスフィンの使用量を19.6mgとした以外は実施例1と同様に重合反応を行い、上記式(i)で示される繰り返し単位のみからなる芳香族ポリマーを含む反応混合物を得た。得られた芳香族ポリマーのMwは27,200であり、Mnは14,300であった。
[比較例3]
実施例1において、トリシクロヘキシルホスフィン9.8mgを用いず、2,2’−ビピリジンの使用量を5.4mgとした以外は実施例1と同様に重合反応を行い、上記式(i)で示される繰り返し単位のみからなる芳香族ポリマーを含む反応混合物を得た。得られた芳香族ポリマーのMwは69,600であり、Mnは27,200であった。
[実施例2]
実施例1において、2,2’−ビピリジン2.7mgに代えて、4,4’−ジフルオロ−2,2’−ビピリジン3.4mgを用いた以外は実施例1と同様に重合反応を行い、上記式(i)で示される繰り返し単位のみからなる芳香族ポリマーを含む反応混合物を得た。得られた芳香族ポリマーのMwは252,800であり、Mnは49,300であった。
[実施例3]
実施例1において、2,2’−ビピリジン2.7mgに代えて、4,4’−ジメチル−2,2’−ビピリジン3.2mgを用いた以外は実施例1と同様に重合反応を行い、上記式(i)で示される繰り返し単位のみからなる芳香族ポリマーを含む反応混合物を得た。得られた芳香族ポリマーのMwは259,300であり、Mnは55,800であった。
[実施例4]
実施例1において、2,2’−ビピリジン2.7mgに代えて、4,4’−ジメトキシ−2,2’−ビピリジン3.8mgを用いた以外は実施例1と同様に重合反応を行い、上記式(i)で示される繰り返し単位のみからなる芳香族ポリマーを含む反応混合物を得た。得られた芳香族ポリマーのMwは143,600であり、Mnは35,500であった。
[実施例5]
実施例1において、2,2’−ビピリジン2.7mgに代えて、2,2’−ビピリジン−4,4’−ジカルボン酸ジメチル4.8mgを用いた以外は実施例1と同様に重合反応を行い、上記式(i)で示される繰り返し単位のみからなる芳香族ポリマーを含む反応混合物を得た。得られた芳香族ポリマーのMwは188,300であり、Mnは39,100であった。
[実施例6]
実施例1において、2,2’−ビピリジン2.7mgに代えて、4,4’−ビス(トリフルオロメチル)−2,2’−ビピリジン5.1mgを用いた以外は実施例1と同様に重合反応を行い、上記式(i)で示される繰り返し単位のみからなる芳香族ポリマーを含む反応混合物を得た。得られた芳香族ポリマーのMwは140,400であり、Mnは33,800であった。
[実施例7]
冷却装置を備えたガラス製反応容器に、窒素雰囲気下、室温で、臭化ニッケル15.3mg、2,2’−ビピリジン5.5mg、トリシクロヘキシルホスフィン19.5mg、亜鉛粉末100.7mg、4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(2,2−ジメチルプロピル)399.6mg、下記式(ii):
Figure 2011026566
で示されるスミカエクセルPES 5200P(住友化学株式会社製;Mw 94,000、Mn 40,000:上記分析条件で測定)100.0mgおよびN,N−ジメチルアセトアミド5mLを入れた。得られた混合物を、70℃で4時間攪拌することにより重合反応を行い、上記式(i)で示される繰り返し単位と下記式(ii−1)
Figure 2011026566
で示されるセグメントとからなる芳香族ポリマーを含む反応混合物を得た。得られた芳香族ポリマーのMwは510,500であり、Mnは84,900であった。
[実施例8]
実施例7において、式(ii)で示されるスミカエクセルPES 5200P 100.0mgに代えて、下記式
Figure 2011026566
で示されるスミカエクセルPES 3600P(住友化学株式会社製;Mw 36,000、Mn 18,000:上記分析条件で測定)100.0mgを用いた以外は実施例7と同様に重合反応を行い、上記式(i)で示される繰り返し単位と下記式
Figure 2011026566
で示されるセグメントとからなる芳香族ポリマーを含む反応混合物を得た。得られた芳香族ポリマーのMwは476,700であり、Mnは83,200であった。
[実施例9]
実施例7において、式(ii)で示されるスミカエクセルPES 5200P 100.0mgに代えて、下記式
Figure 2011026566
で示されるジハロ芳香族化合物(Mw 6,500、Mn 4,700:上記分析条件で測定)100.0mgを用いた以外は実施例7と同様に重合反応を行い、上記式(i)で示される繰り返し単位と下記式
Figure 2011026566
で示されるセグメントとからなる芳香族ポリマーを含む反応混合物を得た。得られた芳香族ポリマーのMwは397,500、Mnは56,200であった。
[実施例10]
実施例7において、式(ii)で示されるスミカエクセルPES 5200P 100.0mgに代えて、下記式
Figure 2011026566
で示されるポリフェニルスルホン(Mw 49,000、Mn 18,000:上記分析条件で測定)100.0mgを用いた以外は実施例7と同様に重合反応を行い、上記式(i)で示される繰り返し単位と下記式
Figure 2011026566
で示されるセグメントとからなる芳香族ポリマーを含む反応混合物を得た。得られた芳香族ポリマーのMwは476,700、Mnは83,200であった。
[実施例11]
実施例1において、2,2’−ビピリジンの使用量を3.7mgとし、トリシクロヘキシルホスフィンの使用量を6.6mgとした以外は実施例1と同様に重合反応を行い、上記式(i)で示される繰り返し単位のみからなる芳香族ポリマーを含む反応混合物を得た。得られた芳香族ポリマーのMwは439,800であり、Mnは62,300であった。
[実施例12]
実施例1において、2,2’−ビピリジンの使用量を5.5mgとし、トリシクロヘキシルホスフィンの使用量を19.6mgとした以外は実施例1と同様に重合反応を行い、上記式(i)で示される繰り返し単位のみからなる芳香族ポリマーを含む反応混合物を得た。得られた芳香族ポリマーのMwは541,700であり、Mnは92,900であった。
[実施例13]
冷却装置を備えたガラス製反応容器に、窒素雰囲気下、室温で、臭化ニッケル7.6mg、2,2’−ビピリジン2.7mg、トリシクロヘキシルホスフィン9.8mg、亜鉛粉末96.2mg、4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(2,2−ジメチルプロピル)402.2mgおよびN,N−ジメチルアセトアミド5mLを入れた。得られた混合物を70℃で4時間攪拌することにより重合反応を行い、上記式(i)で示される繰り返し単位のみからなる芳香族ポリマーを含む反応混合物を得た。得られた芳香族ポリマーのMwは187,000であり、Mnは19,900であった。
[実施例14]
冷却装置を備えたガラス製反応容器に、窒素雰囲気下、室温で、臭化ニッケル7.6mg、2,2’−ビピリジン2.7mg、トリシクロヘキシルホスフィン9.8mgおよびN,N−ジメチルアセトアミド5mLを入れた。得られた混合物を70°で30分攪拌した。得られた混合物を、ガラス製反応容器中の亜鉛粉末96.2mg、4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(2,2−ジメチルプロピル)402.2mgおよびN,N−ジメチルアセトアミド5mLの混合物に入れた。得られた混合物を70℃で4時間攪拌することにより重合反応を行い、上記式(i)で示される繰り返し単位のみからなる芳香族ポリマーを含む反応混合物を得た。得られた芳香族ポリマーのMwは348,000であり、Mnは52,000であった。
[実施例15]
実施例13において、臭化ニッケルに代えてビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル(0)を用いる以外は実施例13と同様に重合反応を行うことにより、上記式(i)で示される繰り返し単位のみからなる芳香族ポリマーを含む反応混合物を得ることができる。
[実施例16]
実施例13において、臭化ニッケルに代えて2−エチルヘキサン酸ニッケルを用いる以外は実施例13と同様に重合反応を行うことにより、上記式(i)で示される繰り返し単位のみからなる芳香族ポリマーを含む反応混合物を得ることができる。
[実施例17]
実施例13において、臭化ニッケルに代えてニッケルアセチルアセトナートを用いる以外は実施例13と同様に重合反応を行うことにより、上記式(i)で示される繰り返し単位のみからなる芳香族ポリマーを含む反応混合物を得ることができる。
[実施例18]
実施例13において、臭化ニッケルに代えて(ジメトキシエタン)塩化ニッケルを用いる以外は実施例13と同様に重合反応を行うことにより、上記式(i)で示される繰り返し単位のみからなる芳香族ポリマーを含む反応混合物を得ることができる。
[実施例19]
実施例13において、臭化ニッケルに代えて(ジメトキシエタン)臭化ニッケルを用いる以外は実施例13と同様に重合反応を行うことにより、上記式(i)で示される繰り返し単位のみからなる芳香族ポリマーを含む反応混合物を得ることができる。
[実施例20]
実施例7において、臭化ニッケルに代えてビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル(0)を用いる以外は実施例7と同様に重合反応を行うことにより、上記式(i)で示される繰り返し単位と上記式(ii−1)で示されるセグメントとからなる芳香族ポリマーを含む反応混合物を得ることができる。
[実施例21]
実施例7において、臭化ニッケルに代えて2−エチルヘキサン酸ニッケルを用いる以外は実施例7と同様に重合反応を行うことにより、上記式(i)で示される繰り返し単位と上記式(ii−1)で示されるセグメントとからなる芳香族ポリマーを含む反応混合物を得ることができる。
[実施例22]
実施例7において、臭化ニッケルに代えてニッケルアセチルアセトナートを用いる以外は実施例7と同様に重合反応を行うことにより、上記式(i)で示される繰り返し単位と上記式(ii−1)で示されるセグメントとからなる芳香族ポリマーを含む反応混合物を得ることができる。
[実施例23]
実施例7において、臭化ニッケルに代えて(ジメトキシエタン)塩化ニッケルを用いる以外は実施例7と同様に重合反応を行うことにより、上記式(i)で示される繰り返し単位と上記式(ii−1)で示されるセグメントとからなる芳香族ポリマーを含む反応混合物を得ることができる。
[実施例24]
実施例7において、臭化ニッケルに代えて(ジメトキシエタン)臭化ニッケルを用いる以外は実施例7と同様に重合反応を行うことにより、上記式(i)で示される繰り返し単位と上記式(ii−1)で示されるセグメントとからなる芳香族ポリマーを含む反応混合物を得ることができる。
本発明の製造方法によれば、ポリアリーレン構造の分子鎖を有する芳香族ポリマーを、さらに高重合度で製造することが可能である。

Claims (6)

  1. 式(1)
    Figure 2011026566
    (式中、Aはそれぞれ独立して、下記G1群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数1〜20の炭化水素基を1個または2個有するアミノ基、または、下記G1群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基を表わし、
    は、フッ素原子;シアノ基;下記G2群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基;下記G2群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基;下記G2群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基;下記G2群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリールオキシ基;または、下記G2群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアシル基を表わすか、または、2つのRが、ベンゼン環の隣接する炭素原子にそれぞれ結合している場合、該2つのRが互いに結合して、結合している炭素原子と一緒になって環を形成していてもよく、
    はそれぞれ独立して、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を表わし、
    jは、それぞれ独立して、0〜3の整数を表わす。
    [G1群]フッ素原子、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20のアリールオキシ基、炭素数2〜20のアシル基およびシアノ基
    [G2群]フッ素原子、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20のアリールオキシ基およびシアノ基)
    で示されるジハロビフェニル化合物を含む芳香族モノマーを、
    (a)ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル(0)、ハロゲン化ニッケル、2−エチルヘキサン酸ニッケル、ニッケルアセチルアセトナート、(ジメトキシエタン)塩化ニッケルおよび(ジメトキシエタン)臭化ニッケルからなる群から選ばれる少なくとも一つのニッケル化合物
    (b)式(2)
    Figure 2011026566
    (式中、RおよびRはそれぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数2〜20のアシル基、炭素数2〜20のアルコキシカルボニル基、炭素数1〜20のフッ化アルキル基、炭素数2〜20のジアルキルアミノ基または炭素数2〜20の環状アミノ基を表わす。)
    で示される2,2’−ビピリジン化合物
    (c)トリシクロヘキシルホスフィン、および、
    (d)金属還元剤
    の存在下に、重合する工程を含むことを特徴とする芳香族ポリマーの製造方法。
  2. 以下の(a)、(b)、(c)、(d)及び以下の式(1)で示されるジハロビフェニル化合物を含む芳香族モノマーを混合する工程と、
    該芳香族モノマーを重合する工程と、
    を含むことを特徴とする芳香族ポリマーの製造方法。
    式(1)
    Figure 2011026566
    (式中、Aはそれぞれ独立して、下記G1群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数1〜20の炭化水素基を1個または2個有するアミノ基、または、下記G1群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基を表わし、
    は、フッ素原子;シアノ基;下記G2群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基;下記G2群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基;下記G2群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基;下記G2群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリールオキシ基;または、下記G2群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアシル基を表わすか、または、2つのRが、ベンゼン環の隣接する炭素原子にそれぞれ結合している場合、該2つのRが互いに結合して、結合している炭素原子と一緒になって環を形成していてもよく、
    はそれぞれ独立して、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を表わし、
    jは、それぞれ独立して、0〜3の整数を表わす。
    [G1群]フッ素原子、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20のアリールオキシ基、炭素数2〜20のアシル基およびシアノ基
    [G2群]フッ素原子、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20のアリールオキシ基およびシアノ基)
    (a)ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル(0)、ハロゲン化ニッケル、2−エチルヘキサン酸ニッケル、ニッケルアセチルアセトナート、(ジメトキシエタン)塩化ニッケルおよび(ジメトキシエタン)臭化ニッケルからなる群から選ばれる少なくとも一つのニッケル化合物
    (b)式(2)
    Figure 2011026566
    (式中、RおよびRはそれぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数2〜20のアシル基、炭素数2〜20のアルコキシカルボニル基、炭素数1〜20のフッ化アルキル基、炭素数2〜20のジアルキルアミノ基または炭素数2〜20の環状アミノ基を表わす。)
    で示される2,2’−ビピリジン化合物
    (c)トリシクロヘキシルホスフィン、および、
    (d)金属還元剤
  3. 金属還元剤が、亜鉛であることを特徴とする請求項1又は2記載の製造方法。
  4. 式(c)で示される2,2’−ビピリジン化合物が、2,2’−ビピリジン、4,4’−ジフルオロ−2,2’−ビピリジン、4,4’−ジメチル−2,2’−ビピリジン、4,4’−ジフェニル−2,2’−ビピリジン、4,4’−ジメトキシ−2,2’−ビピリジン、4,4’−ジアセチル−2,2’−ビピリジン、2,2’−ビピリジン−4,4’−ジカルボン酸メチル、4,4’−ジトリフルオロメチル−2,2’−ビピリジン、4,4’−ジ−tert−ブチル−2,2’−ビピリジンまたは4,4’−ジメチルアミノ−2,2’−ビピリジンであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか記載の製造方法。
  5. 芳香族モノマーが、式(1)で示されるジハロビフェニル化合物とは構造が異なるジハロ芳香族化合物、及び、式(1)で示されるジハロビフェニル化合物を含む芳香族モノマーであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか記載の製造方法。
  6. ジハロ芳香族化合物が、式(3)
    Figure 2011026566
    (式中、a、bおよびcはそれぞれ独立して、0または1を表わし、hは5以上の整数を表わす。
    Ar、Ar、ArおよびArはそれぞれ独立して、2価の芳香族基を表わし、該2価の芳香族基は、下記(a1)、(b1)、(c1)、(d1)、(e1)、(f1)、(g1)、(h1)、(i1)および(j1)からなる群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい。
    (a1)フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基および炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基;
    (b1)フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基および炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基;
    (c1)フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基および炭素数6〜10のアリールオキシ基からなる群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基;
    (d1)フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基および炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリールオキシ基;
    (e1)フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基および炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアシル基;
    (f1)フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基および炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアシルオキシ基;
    (g1)フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基および炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリールスルホニル基;
    (h1)下記式(10):
    Figure 2011026566
    (式中、Aは下記G1群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数1〜20の炭化水素基を1個または2個有するアミノ基、または、下記G1群から選ばれる1以上の置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基を表わす。
    [G1群]フッ素原子、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20のアリールオキシ基、炭素数2〜20のアシル基およびシアノ基)
    で示される基;
    (i1)シアノ基;
    (j1)フッ素原子;
    及びYは、それぞれ独立に、単結合、−CO−、−SO−、−C(CH−、−C(CF−又はフルオレン−9,9−ジイル基を表わす。
    及びZは、それぞれ独立に、−O−又は−S−を表わす。
    はハロゲン原子を表す。)
    で示される化合物であることを特徴とする請求項5記載の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4912276A (en) * 1988-10-25 1990-03-27 Eastman Kodak Company Preparation of biaryl compounds
JP2007091788A (ja) * 2005-09-27 2007-04-12 Jsr Corp ポリアリーレン系重合体の製造方法
JP5040226B2 (ja) * 2006-03-07 2012-10-03 住友化学株式会社 ポリアリーレン及びその製造方法
KR20090053935A (ko) * 2006-09-20 2009-05-28 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 폴리아릴렌의 제조 방법
JP2008179661A (ja) * 2007-01-23 2008-08-07 Sumitomo Chemical Co Ltd ポリアリーレンの製造方法
JP2008222943A (ja) * 2007-03-15 2008-09-25 Sumitomo Chemical Co Ltd 共役高分子の製造方法
EP2192124A4 (en) * 2007-08-20 2011-12-07 Sumitomo Chemical Co TRANSITION METAL COMPLEX AND PROCESS FOR PRODUCING AROMATIC COMPOUND CONJUGATED WITH TRANSITION METAL COMPLEX

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9777155B2 (en) 2012-06-27 2017-10-03 Toray Industries, Inc. Benzoxazine resin composition, prepreg, and fiber-reinforced composite material

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