JP2014185086A - THIOPHENE MONOMER PRODUCTION METHOD, π-ELECTRON CONJUGATED POLYMER PRODUCTION METHOD, AND ELECTROCHROMIC SHEET - Google Patents

THIOPHENE MONOMER PRODUCTION METHOD, π-ELECTRON CONJUGATED POLYMER PRODUCTION METHOD, AND ELECTROCHROMIC SHEET Download PDF

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Keigo Owashi
圭吾 大鷲
Tsutomu Ando
努 安藤
Ikuyoshi Tomita
育義 冨田
Shiori Kawamata
志織 川俣
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Sekisui Chemical Co Ltd
Tokyo Institute of Technology NUC
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Sekisui Chemical Co Ltd
Tokyo Institute of Technology NUC
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thiophene monomer production method capable of easily and conveniently producing various thiophene monomers.SOLUTION: A method of producing a thiophene monomer represented by the general formula (2) comprises a process of mixing a halide with a titanacyclopentadiene derivative represented by the general formula (1). (R each independently represent hydrogen, halogen, alkyl, or the like, and Xrepresents divalent thiophene, selenophene, tellurophene, or the like.)

Description

本発明は、多種のチオフェンモノマーを簡便に製造することができるチオフェンモノマーの製造方法に関する。また、本発明は、該チオフェンモノマーの製造方法を含むπ電子共役ポリマーの製造方法、及び、該π電子共役ポリマーの製造方法により得られるπ電子共役ポリマーを含有するエレクトロクロミックシートに関する。 The present invention relates to a method for producing a thiophene monomer capable of easily producing various thiophene monomers. The present invention also relates to a method for producing a π electron conjugated polymer including the method for producing the thiophene monomer, and an electrochromic sheet containing the π electron conjugated polymer obtained by the method for producing the π electron conjugated polymer.

チオフェンモノマーや置換化チオフェンモノマーから生成したπ電子共役ポリマーは、伝導帯及び荷電子帯と称される電子エネルギー準位の間のエネルギー差であるバンドギャップ(Eg)が比較的低く、適度な導電率を有し、また、電圧の印加によって光の透過率が変化するエレクトロクロミズムを示す。一対の導電膜の間に、π電子共役ポリマーを用いて製造されたエレクトロクロミックシートと、電解質層とを積層することによって、通電によって光の透過率が変化する調光体を製造することができる。 A π-electron conjugated polymer formed from a thiophene monomer or a substituted thiophene monomer has a relatively low band gap (Eg), which is an energy difference between the conduction energy and the valence band, and is suitable for proper conduction. The electrochromism has a ratio and the light transmittance is changed by application of a voltage. By laminating an electrochromic sheet manufactured using a π-electron conjugated polymer and an electrolyte layer between a pair of conductive films, it is possible to manufacture a light adjuster whose light transmittance is changed by energization. .

調光体を建築物等や、電光板等の表示装置に応用することを目的とする検討が重ねられてきた。近年、自動車等の車内の温度を制御するために、調光体を合わせガラス用中間膜として用いた合わせガラスが提案されている。このような合わせガラス用中間膜を用いることにより、合わせガラスの光線透過率を制御することができると考えられている。 Studies have been made for the purpose of applying the light control body to a display device such as a building or an electric light board. In recent years, a laminated glass using a dimmer as an interlayer film for laminated glass has been proposed in order to control the temperature inside a vehicle such as an automobile. It is considered that the light transmittance of the laminated glass can be controlled by using such an interlayer film for laminated glass.

π電子共役ポリマーの光学特性は、該π電子共役ポリマーの構造によって変化するため、該π電子共役ポリマーを製造するための材料として、様々なチオフェンモノマー又はオリゴマーが検討されてきた。例えば、特許文献1には、2個のチオフェンの間にフェニレン基が挟まれた構造を有するチオフェン−フェニレンオリゴマーの製造方法が開示されている。また、特許文献2には、チオフェンモノマーの単位数を2〜20の範囲で調節することが可能なチオフェンオリゴマーの製造方法が開示されている。 Since the optical properties of the π-electron conjugated polymer vary depending on the structure of the π-electron conjugated polymer, various thiophene monomers or oligomers have been studied as materials for producing the π-electron conjugated polymer. For example, Patent Document 1 discloses a method for producing a thiophene-phenylene oligomer having a structure in which a phenylene group is sandwiched between two thiophenes. Patent Document 2 discloses a method for producing a thiophene oligomer capable of adjusting the number of thiophene monomer units in the range of 2 to 20.

特開2005−225862号公報JP 2005-225862 A 特表2010−513613号公報Special table 2010-513613 gazette

上述のようにπ電子共役ポリマーの光学特性は、該π電子共役ポリマーの構造によって変化するため、所望の光学特性を得るためには、該π電子共役ポリマーを製造するためのチオフェンモノマー又はオリゴマーを多種にわたって検討する必要がある。このような多種のチオフェンモノマー又はオリゴマーを検討するためには、より簡便な方法で多種のチオフェンモノマーを製造する方法が不可欠である。
特に、特許文献1及び2に記載のような従来のチオフェンモノマー又はオリゴマーの製造方法では、2個のチオフェンの間に5員環構造又は共役ジエン構造が挟み込まれた単位構造を有するようなπ電子共役ポリマーを製造することはできなかった。
As described above, the optical properties of the π-electron conjugated polymer change depending on the structure of the π-electron conjugated polymer. Therefore, in order to obtain the desired optical properties, a thiophene monomer or oligomer for producing the π-electron conjugated polymer is used. There is a need to consider a variety. In order to study such a variety of thiophene monomers or oligomers, a method for producing a variety of thiophene monomers by a simpler method is essential.
In particular, in conventional methods for producing thiophene monomers or oligomers as described in Patent Documents 1 and 2, π electrons having a unit structure in which a 5-membered ring structure or a conjugated diene structure is sandwiched between two thiophenes It was not possible to produce a conjugated polymer.

本発明は、多種のチオフェンモノマーを簡便に製造することができるチオフェンモノマーの製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、該チオフェンモノマーの製造方法を含むπ電子共役ポリマーの製造方法、及び、該π電子共役ポリマーの製造方法により得られるπ電子共役ポリマーを含有するエレクトロクロミックシートを提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the manufacturing method of the thiophene monomer which can manufacture various thiophene monomers simply. The present invention also provides a method for producing a π-electron conjugated polymer including the method for producing the thiophene monomer, and an electrochromic sheet containing the π-electron conjugated polymer obtained by the method for producing the π-electron conjugated polymer. Objective.

本発明は、下記一般式(1)で表されるチタナシクロペンタジエン誘導体と、ハロゲン化物とを混合する工程を有する、下記一般式(2)で表されるチオフェンモノマーの製造方法(本発明の第1のチオフェンモノマーの製造方法ともいう)である。
(R、R、R、R、R及びRは、それぞれ独立に水素、ハロゲン又は炭素数1〜20の有機基を示し、R及びRは、それぞれ独立に炭素数1〜6の直鎖状又は分岐鎖状アルキル基を示す。)
(R、R10、R11及びR12は、それぞれ独立に水素、ハロゲン又は炭素数1〜20の有機基を示し、Xは2価の、置換基を有してもよいチオフェン、置換基を有してもよいチオフェンオキシド、置換基を有してもよいセレノフェン、置換基を有してもよいテルロフェン、置換基を有してもよい炭素数4〜8の共役ジエン又は置換基を有してもよいホスホールを示す。)
The present invention provides a method for producing a thiophene monomer represented by the following general formula (2), which comprises a step of mixing a titanacyclopentadiene derivative represented by the following general formula (1) and a halide (of the present invention). It is also referred to as a first thiophene monomer production method).
(R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 each independently represent hydrogen, halogen or an organic group having 1 to 20 carbon atoms, and R 7 and R 8 each independently represent carbon number. 1 to 6 linear or branched alkyl groups are shown.)
(R 9 , R 10 , R 11 and R 12 each independently represent hydrogen, halogen or an organic group having 1 to 20 carbon atoms, X 1 is a divalent thiophene which may have a substituent, substituted A thiophene oxide which may have a group, a selenophene which may have a substituent, a tellurophen which may have a substituent, a conjugated diene having 4 to 8 carbon atoms which may have a substituent or a substituent. (The phosphole which may have is shown.)

また、本発明は、下記一般式(3)で表されるチタナシクロペンタジエン誘導体と、ハロゲン化物とを混合する工程を有する、下記一般式(4)で表されるチオフェンモノマーの製造方法(本発明の第2のチオフェンモノマーの製造方法ともいう)である。
(R13及びR14は、それぞれ独立に水素、ハロゲン又は炭素数1〜20の有機基を示し、環A及び環Aは、それぞれ独立に置換基を有してもよい5員環又は6員環の芳香族複素環又はシクロアルケン環を示し、R15及びR16は、それぞれ独立に炭素数1〜6の直鎖状又は分岐鎖状アルキル基を示す。)
(環A及び環Aは、それぞれ独立に置換基を有してもよい5員環又は6員環の芳香族複素環又はシクロアルケン環を示し、Xは2価の、置換基を有してもよいチオフェン、置換基を有してもよいチオフェンオキシド、置換基を有してもよいセレノフェン、置換基を有してもよいテルロフェン、置換基を有してもよい炭素数4〜8の共役ジエン又は置換基を有してもよいホスホールを示す。)
以下に本発明を詳述する。
Further, the present invention provides a method for producing a thiophene monomer represented by the following general formula (4), which comprises a step of mixing a titanacyclopentadiene derivative represented by the following general formula (3) and a halide. It is also called the manufacturing method of the 2nd thiophene monomer of invention.
(R 13 and R 14 each independently represent hydrogen, halogen, or an organic group having 1 to 20 carbon atoms, and ring A 1 and ring A 2 each independently represent a 5-membered ring which may have a substituent or A 6-membered aromatic heterocyclic ring or a cycloalkene ring is shown, and R 15 and R 16 each independently represent a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)
(Ring A 3 and Ring A 4 each independently represent a 5-membered or 6-membered aromatic heterocyclic ring or cycloalkene ring which may have a substituent, and X 2 represents a divalent substituent. Thiophene which may have, thiophene oxide which may have a substituent, selenophene which may have a substituent, tellurophen which may have a substituent, carbon number which may have a substituent 4 to 4 8 conjugated dienes or phospholes optionally having substituents.)
The present invention is described in detail below.

本発明者は、所定の構造を有するチタナシクロペンタジエン誘導体と、ハロゲン化物とを混合する工程を行うことにより、ハロゲン化物を変化させるだけで、2個のチオフェンの間に5員環構造又は共役ジエン構造が挟み込まれた構造を有する多種のチオフェンモノマーを簡便に製造できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
なお、本発明の第1のチオフェンモノマーの製造方法と、本発明の第2のチオフェンモノマーの製造方法とは、いずれも、チタナシクロペンタジエン誘導体とハロゲン化物とを混合する工程を行うことによりチオフェンモノマーを得るものである。ただし、本発明の第1のチオフェンモノマーの製造方法と、本発明の第2のチオフェンモノマーの製造方法とでは、原料であるチタナシクロペンタジエン誘導体の構造が異なっており、その結果、得られるチオフェンモノマーの構造も異なっている。
The present inventor performs a process of mixing a titanacyclopentadiene derivative having a predetermined structure and a halide, and by changing the halide, a five-membered ring structure or a conjugate between two thiophenes. It has been found that various thiophene monomers having a structure in which a diene structure is sandwiched can be easily produced, and the present invention has been completed.
In addition, both the manufacturing method of the 1st thiophene monomer of this invention and the manufacturing method of the 2nd thiophene monomer of this invention perform thiophene by performing the process which mixes a titanacyclopentadiene derivative and a halide. A monomer is obtained. However, the production method of the first thiophene monomer of the present invention and the production method of the second thiophene monomer of the present invention differ in the structure of the raw material titanacyclopentadiene derivative. As a result, the resulting thiophene The monomer structure is also different.

本発明の第1のチオフェンモノマーの製造方法においては、上記一般式(1)で表されるチタナシクロペンタジエン誘導体と、ハロゲン化物とを混合する工程を行うことにより、上記一般式(2)で表されるチオフェンモノマーを得る。 In the manufacturing method of the 1st thiophene monomer of this invention, by performing the process of mixing the titanacyclopentadiene derivative represented by the said General formula (1), and a halide, the said General formula (2) The thiophene monomer represented is obtained.

上記一般式(1)及び(2)中のハロゲンは特に限定されず、従来公知のハロゲンを用いることができる。
上記一般式(1)及び(2)中の炭素数1〜20の有機基としては、直鎖構造を有する有機基、分岐構造を有する有機基、環状構造を有する有機基が好ましい。上記直鎖構造を有する有機基としては、直鎖構造を有するアルキル基が好ましい。上記分岐構造を有する有機基としては、分岐構造を有するアルキル基が好ましい。上記環状構造を有する有機基としては、フェニル基、シクロアルキル基が好ましい。
The halogen in the general formulas (1) and (2) is not particularly limited, and a conventionally known halogen can be used.
The organic group having 1 to 20 carbon atoms in the general formulas (1) and (2) is preferably an organic group having a linear structure, an organic group having a branched structure, or an organic group having a cyclic structure. The organic group having a linear structure is preferably an alkyl group having a linear structure. The organic group having a branched structure is preferably an alkyl group having a branched structure. The organic group having a cyclic structure is preferably a phenyl group or a cycloalkyl group.

上記一般式(2)中のXは、2価の、置換基を有してもよいチオフェン、置換基を有してもよいチオフェンオキシド、置換基を有してもよいセレノフェン、置換基を有してもよいテルロフェン、置換基を有してもよい炭素数4〜8の共役ジエン又は置換基を有してもよいホスホールを示す。ここで置換基は特に限定されないが、ハロゲン、上記のような炭素数1〜20の有機基が好ましい。
また、上記置換基を有してもよいチオフェン、置換基を有してもよいチオフェンオキシド、置換基を有してもよいセレノフェン、置換基を有してもよいテルロフェン、置換基を有してもよい炭素数4〜8の共役ジエン又は置換基を有してもよいホスホールには、金属ハロゲン化物が配位していてもよい。上記金属ハロゲン化物として、例えば、塩化第一スズ、塩化ビスマス、臭化ビスマス、塩化インジウム、ヨウ化インジウム、塩化亜鉛、臭化亜鉛、塩化第一銅、塩化第二銅、塩化ニッケル、塩化パラジウム、塩化金等が挙げられる。
X 1 in the general formula (2) is a divalent thiophene which may have a substituent, a thiophene oxide which may have a substituent, a selenophene which may have a substituent, or a substituent. The tellurophene which may have, the C4-C8 conjugated diene which may have a substituent, or the phosphole which may have a substituent are shown. Although a substituent is not specifically limited here, Halogen and the said C1-C20 organic group are preferable.
In addition, the thiophene which may have the above substituent, the thiophene oxide which may have a substituent, the selenophene which may have a substituent, the tellurophen which may have a substituent, the substituent A metal halide may be coordinated with the phosphole which may have a conjugated diene having 4 to 8 carbon atoms or a substituent. Examples of the metal halide include stannous chloride, bismuth chloride, bismuth bromide, indium chloride, indium iodide, zinc chloride, zinc bromide, cuprous chloride, cupric chloride, nickel chloride, palladium chloride, Examples thereof include gold chloride.

本発明の第2のチオフェンモノマーの製造方法においては、上記一般式(3)で表されるチタナシクロペンタジエン誘導体と、ハロゲン化物とを混合する工程を行うことにより、上記一般式(4)で表されるチオフェンモノマーを得る。 In the second method for producing a thiophene monomer of the present invention, the step of mixing the titanacyclopentadiene derivative represented by the above general formula (3) and a halide is performed to obtain the above formula (4). The thiophene monomer represented is obtained.

上記一般式(3)及び(4)中のハロゲンは特に限定されず、従来公知のハロゲンを用いることができる。
上記一般式(3)及び(4)中の炭素数1〜20の有機基としては、直鎖構造を有する有機基、分岐構造を有する有機基、環状構造を有する有機基が好ましい。上記直鎖構造を有する有機基としては、直鎖構造を有するアルキル基が好ましい。上記分岐構造を有する有機基としては、分岐構造を有するアルキル基が好ましい。上記環状構造を有する有機基としては、フェニル基、シクロアルキル基が好ましい。
上記一般式(3)及び(4)中の環A〜環Aは、それぞれ独立に置換基を有してもよい5員環又は6員環の芳香族複素環又はシクロアルケン環を示す。上記芳香族複素環として、例えば、ピロール環、ピリジン環、チオフェン環、セレノフェン環、テルロフェン環、ベンゼン環等が挙げられる。上記シクロアルケン環として、例えば、シクロペンテン環、シクロヘキセン環等が挙げられる。
The halogen in the general formulas (3) and (4) is not particularly limited, and a conventionally known halogen can be used.
The organic group having 1 to 20 carbon atoms in the general formulas (3) and (4) is preferably an organic group having a linear structure, an organic group having a branched structure, or an organic group having a cyclic structure. The organic group having a linear structure is preferably an alkyl group having a linear structure. The organic group having a branched structure is preferably an alkyl group having a branched structure. The organic group having a cyclic structure is preferably a phenyl group or a cycloalkyl group.
Rings A 1 to A 4 in the general formulas (3) and (4) each independently represent a 5-membered or 6-membered aromatic heterocyclic ring or cycloalkene ring which may have a substituent. . Examples of the aromatic heterocycle include a pyrrole ring, a pyridine ring, a thiophene ring, a selenophene ring, a tellurophen ring, and a benzene ring. Examples of the cycloalkene ring include a cyclopentene ring and a cyclohexene ring.

上記一般式(4)中のXは、2価の、置換基を有してもよいチオフェン、置換基を有してもよいチオフェンオキシド、置換基を有してもよいセレノフェン、置換基を有してもよいテルロフェン、置換基を有してもよい炭素数4〜8の共役ジエン又は置換基を有してもよいホスホールを示す。ここで置換基は特に限定されないが、ハロゲン、上記のような炭素数1〜20の有機基が好ましい。
また、上記置換基を有してもよいチオフェン、置換基を有してもよいチオフェンオキシド、置換基を有してもよいセレノフェン、置換基を有してもよいテルロフェン、置換基を有してもよい炭素数4〜8の共役ジエン又は置換基を有してもよいホスホールには、金属ハロゲン化物が配位していてもよい。上記金属ハロゲン化物としては、例えば、塩化第一スズ、塩化ビスマス、臭化ビスマス、塩化インジウム、ヨウ化インジウム、塩化亜鉛、臭化亜鉛、塩化第一銅、塩化第二銅、塩化ニッケル、塩化パラジウム、塩化金等が挙げられる。
X 2 in the general formula (4) is a divalent thiophene which may have a substituent, a thiophene oxide which may have a substituent, a selenophene which may have a substituent, or a substituent. The tellurophene which may have, the C4-C8 conjugated diene which may have a substituent, or the phosphole which may have a substituent are shown. Although a substituent is not specifically limited here, Halogen and the said C1-C20 organic group are preferable.
In addition, the thiophene which may have the above substituent, the thiophene oxide which may have a substituent, the selenophene which may have a substituent, the tellurophen which may have a substituent, the substituent A metal halide may be coordinated with the phosphole which may have a conjugated diene having 4 to 8 carbon atoms or a substituent. Examples of the metal halide include stannous chloride, bismuth chloride, bismuth bromide, indium chloride, indium iodide, zinc chloride, zinc bromide, cuprous chloride, cupric chloride, nickel chloride, palladium chloride. And gold chloride.

本発明の第1のチオフェンモノマーの製造方法、及び、本発明の第2のチオフェンモノマーの製造方法において、上記ハロゲン化物は特に限定されないが、塩化硫黄、塩化セレン、四塩化テルル、塩化チオニル、塩化水素、フェニルスルフェニルクロリド、フェニルクロロセレニド及びジクロロフェニルホスフィンからなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましい。また、上記ハロゲン化物としては、フェニルセレニルクロリド、ヨウ素を用いることもできる。
上記ハロゲン化物の配合量は特に限定されないが、上記チタナシクロペンタジエン誘導体1モルに対する好ましい下限が0.4モル、好ましい上限が4モルである。上記ハロゲン化物の配合量が0.4モル未満であると、未反応の上記チタナシクロペンタジエン誘導体が多くなり、収率の低減につながることがある。上記ハロゲン化物の配合量が4モルを超えると、未反応ハロゲンが多くなり、精製回数が多くなって収率の低下につながることがある。上記ハロゲン化物の配合量は、上記チタナシクロペンタジエン誘導体1モルに対するより好ましい下限が1モル、より好ましい上限が2モルである。
In the method for producing the first thiophene monomer of the present invention and the method for producing the second thiophene monomer of the present invention, the halide is not particularly limited, but sulfur chloride, selenium chloride, tellurium tetrachloride, thionyl chloride, chloride At least one selected from the group consisting of hydrogen, phenylsulfenyl chloride, phenylchloroselenide and dichlorophenylphosphine is preferable. Moreover, phenyl selenyl chloride and iodine can also be used as the halide.
Although the compounding quantity of the said halide is not specifically limited, The preferable minimum with respect to 1 mol of said titanacyclopentadiene derivatives is 0.4 mol, and a preferable upper limit is 4 mol. When the blending amount of the halide is less than 0.4 mol, the unreacted titanacyclopentadiene derivative increases, which may lead to a reduction in yield. When the amount of the halide exceeds 4 mol, the amount of unreacted halogen increases, the number of purifications increases, and the yield may be reduced. As for the compounding quantity of the said halide, the more preferable minimum with respect to 1 mol of said titanacyclopentadiene derivatives is 1 mol, and a more preferable upper limit is 2 mol.

本発明の第1のチオフェンモノマーの製造方法、及び、本発明の第2のチオフェンモノマーの製造方法においては、得られるチオフェンモノマーの収率が向上することから、不活性ガス雰囲気下で上記チタナシクロペンタジエン誘導体と、上記ハロゲン化物とを混合することが好ましい。上記不活性ガスは特に限定されず、窒素、アルゴン等の従来公知の不活性ガスを用いることができる。
また、得られるチオフェンモノマーの収率が向上することから、−40℃以下で上記チタナシクロペンタジエン誘導体と、上記ハロゲン化物とを混合することが好ましい。収率がより一層向上することから、−50℃以下がより好ましく、−78℃以下が更に好ましい。
また、得られるチオフェンモノマーの収率が向上することから、有機溶媒の存在下で上記チタナシクロペンタジエン誘導体と、上記ハロゲン化物とを混合することが好ましい。上記有機溶媒は特に限定されず、従来公知の有機溶媒を用いることができるが、得られるチオフェンモノマーの収率が向上することから、ジエチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル(CPME)等のエーテル、トルエン、アセトニトリルが好ましい。
また、得られるチオフェンモノマーの収率が向上することから、触媒の存在下で上記チタナシクロペンタジエン誘導体と、上記ハロゲン化物とを混合することが好ましい。上記触媒としては、アルキル基及びハロゲンを含有する有機金属化合物が好ましい。上記アルキル基としては、炭素数1〜6の直鎖状アルキル基、炭素数3〜6の分岐鎖状アルキル基及び炭素数3〜6の環状構造を有するアルキル基が好ましい。上記ハロゲンとしては、塩素又はヨウ素が好ましい。上記有機金属化合物は、マグネシウムを更に含むことが好ましい。収率がより一層向上することから、上記アルキル基及びハロゲンを含有する有機金属化合物は、イソプロピルマグネシウムクロリドであることがより好ましい。
In the method for producing the first thiophene monomer of the present invention and the method for producing the second thiophene monomer of the present invention, the yield of the obtained thiophene monomer is improved. It is preferable to mix the clopentadiene derivative and the halide. The inert gas is not particularly limited, and a conventionally known inert gas such as nitrogen or argon can be used.
Moreover, since the yield of the obtained thiophene monomer improves, it is preferable to mix the said titanacyclopentadiene derivative and the said halide at -40 degrees C or less. From the viewpoint of further improving the yield, it is more preferably −50 ° C. or lower, and further preferably −78 ° C. or lower.
Moreover, since the yield of the thiophene monomer obtained improves, it is preferable to mix the said titanacyclopentadiene derivative and the said halide in presence of an organic solvent. Although the said organic solvent is not specifically limited, A conventionally well-known organic solvent can be used, However, Since the yield of the thiophene monomer obtained improves, ether, such as diethyl ether and cyclopentyl methyl ether (CPME), toluene, acetonitrile Is preferred.
Moreover, since the yield of the thiophene monomer obtained improves, it is preferable to mix the said titanacyclopentadiene derivative and the said halide in presence of a catalyst. As the catalyst, an organometallic compound containing an alkyl group and a halogen is preferable. As the alkyl group, a linear alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a branched alkyl group having 3 to 6 carbon atoms, and an alkyl group having a cyclic structure having 3 to 6 carbon atoms are preferable. As the halogen, chlorine or iodine is preferable. The organometallic compound preferably further contains magnesium. Since the yield is further improved, the organometallic compound containing an alkyl group and a halogen is more preferably isopropylmagnesium chloride.

本発明の第1のチオフェンモノマーの製造方法、又は、本発明の第2のチオフェンモノマーの製造方法によりチオフェンモノマー得る工程と、上記チオフェンモノマーを重合することにより、下記一般式(5)又は(6)で表される単位構造を有するπ電子共役ポリマーを得る工程とを有するπ電子共役ポリマーの製造方法もまた、本発明の1つである。
(R17、R18、R19及びR20は、それぞれ独立に水素、ハロゲン又は炭素数1〜20の有機基を示し、Xは2価の、置換基を有してもよいチオフェン、置換基を有してもよいチオフェンオキシド、置換基を有してもよいセレノフェン、置換基を有してもよいテルロフェン、置換基を有してもよい炭素数4〜8の共役ジエン又は置換基を有してもよいホスホールを示し、nは整数を示す。)
(環A及び環Aは、それぞれ独立に置換基を有してもよい5員環又は6員環の芳香族複素環又はシクロアルケン環を示し、Xは2価の、置換基を有してもよいチオフェン、置換基を有してもよいチオフェンオキシド、置換基を有してもよいセレノフェン、置換基を有してもよいテルロフェン、置換基を有してもよい炭素数4〜8の共役ジエン又は置換基を有してもよいホスホールを示し、nは整数を示す。)
A step of obtaining a thiophene monomer by the method for producing the first thiophene monomer of the present invention or the method for producing the second thiophene monomer of the present invention, and polymerizing the thiophene monomer, the following general formula (5) or (6 A method for producing a π-electron conjugated polymer comprising a step of obtaining a π-electron conjugated polymer having a unit structure represented by () is also one aspect of the present invention.
(R 17 , R 18 , R 19 and R 20 each independently represent hydrogen, halogen or an organic group having 1 to 20 carbon atoms, and X 3 is a divalent thiophene which may have a substituent, substituted A thiophene oxide which may have a group, a selenophene which may have a substituent, a tellurophen which may have a substituent, a conjugated diene having 4 to 8 carbon atoms which may have a substituent or a substituent. (The phosphole which may have is shown, and n shows an integer.)
(Ring A 5 and Ring A 6 each independently represent a 5-membered or 6-membered aromatic heterocyclic ring or cycloalkene ring which may have a substituent, and X 4 represents a divalent substituent. Thiophene which may have, thiophene oxide which may have a substituent, selenophene which may have a substituent, tellurophen which may have a substituent, carbon number which may have a substituent 4 to 4 8 is a conjugated diene or a phosphole optionally having a substituent, and n is an integer.)

上記一般式(5)又は(6)中のnの上限及び下限は特に限定されないが、上限は10000が好ましく、下限は10が好ましく、50がより好ましく、100が更に好ましい。また、上記一般式(5)又は(6)で表される単位構造を有するπ電子共役ポリマーの数平均分子量は特に限定されないが、2000〜5000000が好ましく、10000〜5000000がより好ましい。 Although the upper limit and lower limit of n in the general formula (5) or (6) are not particularly limited, the upper limit is preferably 10,000, the lower limit is preferably 10, more preferably 50, and even more preferably 100. Moreover, the number average molecular weight of the π-electron conjugated polymer having the unit structure represented by the general formula (5) or (6) is not particularly limited, but is preferably 2000 to 5000000, and more preferably 10000 to 5000000.

上記一般式(5)中のハロゲンは特に限定されず、従来公知のハロゲンを用いることができる。
上記一般式(5)中の炭素数1〜20の有機基としては、直鎖構造を有する有機基、分岐構造を有する有機基、環状構造を有する有機基が好ましい。上記直鎖構造を有する有機基としては、直鎖構造を有するアルキル基が好ましい。上記分岐構造を有する有機基としては、分岐構造を有するアルキル基が好ましい。上記環状構造を有する有機基としては、フェニル基、シクロアルキル基が好ましい。
上記一般式(6)中の環A及び環Aは、それぞれ独立に置換基を有してもよい5員環又は6員環の芳香族複素環又はシクロアルケン環を示す。上記芳香族複素環として、例えば、ピロール環、ピリジン環、チオフェン環、セレノフェン環、テルロフェン環、ベンゼン環等が挙げられる。上記シクロアルケン環として、例えば、シクロペンテン環、シクロヘキセン環等が挙げられる。
The halogen in the general formula (5) is not particularly limited, and a conventionally known halogen can be used.
The organic group having 1 to 20 carbon atoms in the general formula (5) is preferably an organic group having a linear structure, an organic group having a branched structure, or an organic group having a cyclic structure. The organic group having a linear structure is preferably an alkyl group having a linear structure. The organic group having a branched structure is preferably an alkyl group having a branched structure. The organic group having a cyclic structure is preferably a phenyl group or a cycloalkyl group.
Ring A 5 and ring A 6 in the general formula (6) each independently represent a 5-membered or 6-membered aromatic heterocycle or cycloalkene ring which may have a substituent. Examples of the aromatic heterocycle include a pyrrole ring, a pyridine ring, a thiophene ring, a selenophene ring, a tellurophen ring, and a benzene ring. Examples of the cycloalkene ring include a cyclopentene ring and a cyclohexene ring.

上記一般式(5)中のX、及び、上記一般式(6)中のXは、2価の、置換基を有してもよいチオフェン、置換基を有してもよいチオフェンオキシド、置換基を有してもよいセレノフェン、置換基を有してもよいテルロフェン、置換基を有してもよい炭素数4〜8の共役ジエン又は置換基を有してもよいホスホールを示す。ここで置換基は特に限定されないが、ハロゲン、上記のような炭素数1〜20の有機基が好ましい。
また、上記置換基を有してもよいチオフェン、置換基を有してもよいチオフェンオキシド、置換基を有してもよいセレノフェン、置換基を有してもよいテルロフェン、置換基を有してもよい炭素数4〜8の共役ジエン又は置換基を有してもよいホスホールには、金属ハロゲン化物が配位していてもよい。上記金属ハロゲン化物としては、例えば、塩化第一スズ、塩化ビスマス、臭化ビスマス、塩化インジウム、ヨウ化インジウム、塩化亜鉛、臭化亜鉛、塩化第一銅、塩化第二銅、塩化ニッケル、塩化パラジウム、塩化金等が挙げられる。
X 3 in the general formula (5) and X 4 in the general formula (6) are divalent thiophene that may have a substituent, thiophene oxide that may have a substituent, Selenophene which may have a substituent, tellurophen which may have a substituent, conjugated diene having 4 to 8 carbon atoms which may have a substituent, or phosphole which may have a substituent are shown. Although a substituent is not specifically limited here, Halogen and the said C1-C20 organic group are preferable.
In addition, the thiophene which may have the above substituent, the thiophene oxide which may have a substituent, the selenophene which may have a substituent, the tellurophen which may have a substituent, the substituent A metal halide may be coordinated with the phosphole which may have a conjugated diene having 4 to 8 carbon atoms or a substituent. Examples of the metal halide include stannous chloride, bismuth chloride, bismuth bromide, indium chloride, indium iodide, zinc chloride, zinc bromide, cuprous chloride, cupric chloride, nickel chloride, palladium chloride. And gold chloride.

上記チオフェンモノマーを重合する方法は特に限定されず、例えば、熱重合法、電解重合法等が挙げられる。なかでも、得られるπ電子共役ポリマーの収率が向上することから、上記チオフェンモノマーを電解重合法により重合することが好ましい。 The method for polymerizing the thiophene monomer is not particularly limited, and examples thereof include a thermal polymerization method and an electrolytic polymerization method. Especially, since the yield of the obtained pi-electron conjugated polymer improves, it is preferable to polymerize the said thiophene monomer by an electrolytic polymerization method.

上記電解重合法としては、上記チオフェンモノマーを含むモノマー成分を有機溶媒に溶解させた溶液、又は、この溶液に更に支持電解質を溶解させた電解液を介して、電極間に電圧印加することにより、陽極酸化された重合物としてπ電子共役ポリマーを陽極上に得る方法が好ましい。
上記有機溶媒として、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、ブチレンカーボネート、γ−ブチルラクトン、テトラメチル尿素、スルホラン、ジメチルスルホキシド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、2−(N−メチル)−2−ピロリジノン、ヘキサメチルホスホルトリアミド、N−メチルプロピオンアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,Nジメチルホルムアミド、N−メチルホルムアミド、ブチロニトリル、プロピオニトリル、アセトニトリル、アセチルアセトン、4−メチル−2−ペンタノン、2−ブタノール、1−ブタノール、2−プロパノール、1−プロパノール、無水酢酸、酢酸エチル、プロピオン酸エチル、ジメトキシエタン、ジエトキシフラン、テトラヒドロフラン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリクレジルホスフェート、2エチルヘキシルホスフェート、ジオクチルフタレート、ジオクチルセバケート等が挙げられる。なかでも、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、ブチレンカーボネート、γ−ブチルラクトン等のカルボン酸エステル化合物が好ましい。
As the electrolytic polymerization method, by applying a voltage between the electrodes via a solution in which the monomer component containing the thiophene monomer is dissolved in an organic solvent, or an electrolytic solution in which a supporting electrolyte is further dissolved in this solution, A method of obtaining a π-electron conjugated polymer on the anode as an anodized polymer is preferable.
Examples of the organic solvent include propylene carbonate, ethylene carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, butylene carbonate, γ-butyl lactone, tetramethyl urea, sulfolane, dimethyl sulfoxide, and 1,3-dimethyl-2-imidazolide. Non, 2- (N-methyl) -2-pyrrolidinone, hexamethyl phosphortriamide, N-methylpropionamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylacetamide, N, N dimethylformamide, N-methylformamide, butyronitrile , Propionitrile, acetonitrile, acetylacetone, 4-methyl-2-pentanone, 2-butanol, 1-butanol, 2-propanol, 1-propanol, acetic anhydride, ethyl acetate Ethyl propionate, dimethoxyethane, diethoxy furan, tetrahydrofuran, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol monobutyl ether, tricresyl phosphate, 2-ethylhexyl phosphate, dioctyl phthalate, dioctyl sebacate, and the like. Of these, carboxylic acid ester compounds such as propylene carbonate, ethylene carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, butylene carbonate, and γ-butyl lactone are preferred.

上記電解液における支持電解質として、例えば、リチウムイオン、カリウムイオン、ナトリウムイオン等のアルカリ金属類のイオンや四級アンモニウムイオン等のカチオンと、過塩素酸イオン、四フッ化ホウ素イオン、六フッ化リンイオン、ハロゲン原子イオン、六フッ化ヒ素イオン、六フッ化アンチモンイオン、硫酸イオン、硫酸水素イオン等のアニオンとの組み合わせからなる支持塩が挙げられる。
上記電解液における支持電解質の含有率は、好ましくは0.01〜10mol/Lであり、より好ましくは0.1〜5mol/Lである。
Examples of the supporting electrolyte in the electrolytic solution include ions of alkali metals such as lithium ions, potassium ions, and sodium ions, and cations such as quaternary ammonium ions, perchlorate ions, boron tetrafluoride ions, and phosphorus hexafluoride ions. And a supporting salt composed of a combination with anions such as halogen atom ions, arsenic hexafluoride ions, antimony hexafluoride ions, sulfate ions and hydrogen sulfate ions.
The content of the supporting electrolyte in the electrolytic solution is preferably 0.01 to 10 mol / L, more preferably 0.1 to 5 mol / L.

また、上記電解液としては、例えば、イミダゾリウム塩類、ピリジニウム塩類等のアンモニウム系イオン、ホスホニウム系イオン、無機系イオン、ハロゲン系イオン等の陽イオンと、フッ化物イオン、トリフラート等のフッ素系イオン等の陰イオンとを組み合わせたイオン液体に、上記チオフェンモノマーを含むモノマー成分を溶解させたものを用いることもできる。 Examples of the electrolytic solution include ammonium ions such as imidazolium salts and pyridinium salts, cations such as phosphonium ions, inorganic ions, and halogen ions, and fluorine ions such as fluoride ions and triflate. It is also possible to use a solution in which a monomer component containing the thiophene monomer is dissolved in an ionic liquid in combination with the above anion.

上記溶液又は上記電解液における上記チオフェンモノマーを含むモノマー成分の含有率は特に限定されないが、好ましくは0.0001〜10mol/Lであり、より好ましくは0.0001〜0.5mol/Lである。 Although the content rate of the monomer component containing the said thiophene monomer in the said solution or the said electrolyte solution is not specifically limited, Preferably it is 0.0001-10 mol / L, More preferably, it is 0.0001-0.5 mol / L.

上記電極の材料は特に限定されないが、例えば、白金、金、ニッケル、銀等の金属、導電性高分子、セラミック、半導体、炭素、導電性ダイヤモンド等の導電性炭化物、インジウムスズ酸化物(ITO)、アンチモンドープ酸化錫(ATO)、アルミニウムドープ酸化亜鉛(AZO)、ZnO等の金属酸化物等を用いることができる。 The material of the electrode is not particularly limited. For example, metals such as platinum, gold, nickel, and silver, conductive polymers, ceramics, semiconductors, carbon, conductive carbides such as conductive diamond, and indium tin oxide (ITO) Further, metal oxides such as antimony-doped tin oxide (ATO), aluminum-doped zinc oxide (AZO), and ZnO can be used.

上記電圧印加する際の電圧は特に限定されないが、銀/塩化銀参照電極又は標準水素電極(SCE)に対して−3〜3Vが好ましく、−2〜2Vがより好ましい。上記電圧印加する際の温度は特に限定されないが、0〜80℃が好ましく、15〜40℃がより好ましい。 Although the voltage at the time of the said voltage application is not specifically limited, -3-3V is preferable with respect to a silver / silver chloride reference electrode or a standard hydrogen electrode (SCE), and -2-2V is more preferable. Although the temperature at the time of applying the voltage is not particularly limited, 0 to 80 ° C is preferable, and 15 to 40 ° C is more preferable.

このような電解重合法により、π電子共役ポリマーをシート状又は層状の形態で得ることができる。このようなπ電子共役ポリマーを含む層は、種々エレクトロニクス素子を構成するための材料として好適に用いられる。
上記π電子共役ポリマーを含む層は、エレクトロニクス素子としての性能等を妨げない範囲で、他の成分を含有していてもよい。上記他の成分として、例えば、単層カーボンナノチューブ、二層カーボンナノチューブ、フラーレン等のπ電子共役炭化物、ビオローゲン又はその誘導体、プルシアンブルー又はその誘導体、酸化タングステン又はその誘導体等の酸化還元によりクロミック特性を示す化合物等が挙げられる。
ただし、上記π電子共役ポリマーを含む層におけるπ電子共役ポリマーの含有量は、50質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましい。
By such an electrolytic polymerization method, the π-electron conjugated polymer can be obtained in a sheet form or a layer form. Such a layer containing a π-electron conjugated polymer is suitably used as a material for constituting various electronic devices.
The layer containing the π electron conjugated polymer may contain other components as long as the performance as an electronic element is not hindered. As the other components, for example, chromic properties are obtained by redox such as single-walled carbon nanotubes, double-walled carbon nanotubes, π-electron conjugated carbides such as fullerene, viologen or derivatives thereof, Prussian blue or derivatives thereof, tungsten oxide or derivatives thereof, and the like. And the like.
However, the content of the π-electron conjugated polymer in the layer containing the π-electron conjugated polymer is preferably 50% by mass or more, and more preferably 80% by mass or more.

上記π電子共役ポリマーを含む層には、電解成分としてドーパントが添加されていることが好ましい。上記ドーパントは特に限定されず、例えば、PF 、SbF 、AsF 等の5B族元素のハロゲン化アニオン、BF 等の3B族元素のハロゲン化アニオン、I(I )、Br、Cl等のハロゲンアニオン、ClO 等のハロゲン酸アニオン、AlCl 、FeCl 、SnCl 等の金属ハロゲン化物アニオン、NO で示される硝酸アニオン、SO 2−で示される硫酸アニオン、p−トルエンスルホン酸アニオン、ナフタレンスルホン酸アニオン、CHSO 、CFSO 等の有機スルホン酸アニオン、CFCOO、CCOO等のカルボン酸アニオン、これらのアニオン種を主鎖又は側鎖に有する変性ポリマー等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 It is preferable that a dopant is added as an electrolytic component to the layer containing the π-electron conjugated polymer. The dopant is not particularly limited. For example, a halogenated anion of a Group 5B element such as PF 6 , SbF 6 , AsF 6 −, a halogenated anion of a Group 3B element such as BF 4 , I (I 3 ), Halogen anions such as Br and Cl , halogen acid anions such as ClO 4 , metal halide anions such as AlCl 4 , FeCl 4 and SnCl 5 , nitrate anions represented by NO 3 , SO 4 sulfate anion represented 2 by, p- toluenesulfonate anion, a naphthalenesulfonic acid anion, CH 3 SO 3 -, CF 3 SO 3 - and the like organic sulfonic acid anion, CF 3 COO -, C 6 H 5 COO - , etc. Carboxylic acid anions, modified polymers having these anionic species in the main chain or side chain, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

上記ドーパントの添加の形態は特に限定されず、例えば、エレクトロニクス素子において、上記π電子共役ポリマーを含む層に対してドーパントを含有する電解質層を隣接させ、エレクトロニクス素子の作動時に電圧の印加によって、ドーパントを上記π電子共役ポリマーの近傍に移動させる方法、上記π電子共役ポリマーを含む層中に予めドーパントを含有させておく方法等が挙げられる。上記電解質層は、固体状のものでも、ゲル状のものでも、液体状のものでもよい。
また、上述したような電解重合法により陽極上に形成されたπ電子共役ポリマーを含む層を陽極から取り除かずに、陽極とともにエレクトロニクス素子の構成部材として用いる場合には、電解重合の際に使用した支持電解質由来のアニオンをそのままドーパントとして用いることができる。化学酸化重合によりπ電子共役ポリマーを得る場合には、用いられる酸化剤由来のアニオンをそのままドーパントとして用いることができる。
The form of addition of the dopant is not particularly limited. For example, in an electronic device, an electrolyte layer containing the dopant is adjacent to the layer containing the π-electron conjugated polymer, and a dopant is applied by applying a voltage during operation of the electronic device. And a method in which a dopant is previously contained in the layer containing the π-electron conjugated polymer. The electrolyte layer may be solid, gel, or liquid.
In addition, when the layer containing the π-electron conjugated polymer formed on the anode by the electrolytic polymerization method as described above is used as a component of the electronic element together with the anode without being removed from the anode, it was used at the time of electrolytic polymerization. The anion derived from the supporting electrolyte can be used as it is as a dopant. When a π-electron conjugated polymer is obtained by chemical oxidative polymerization, the anion derived from the oxidizing agent used can be used as a dopant as it is.

本発明のπ電子共役ポリマーの製造方法により得られるπ電子共役ポリマーの用途は特に限定されないが、例えば、π電子共役ポリマーを他の成分と混合することにより、π電子共役ポリマー組成物として利用することができる。 The use of the π-electron conjugated polymer obtained by the method for producing a π-electron conjugated polymer of the present invention is not particularly limited. For example, the π-electron conjugated polymer is used as a π-electron conjugated polymer composition by mixing it with other components. be able to.

上記π電子共役ポリマー組成物を、水、水混和性有機溶媒、有機溶媒等と混合することにより上記π電子共役ポリマー組成物を含有する分散液とし、この分散液を、従来公知の塗工法(例えば、インクジェット印刷、スクリーン印刷、ロール焼付け法、スピンコーティング、メニスカス及びディップコーティング、スプレーコーティング、はけ塗り、ドクターブレード塗装、カーテンキャスティング等)により塗工し、乾燥させて溶媒を除去することにより、所望のシートを得ることができる。
上記乾燥は、室温又は得られるシートの目的とする特性に悪影響を与えない任意の温度(より具体的には、室温〜200℃の温度)において実施することができる。得られるシートの厚さは、通常、約50nm〜25μmである。
The π-electron conjugated polymer composition is mixed with water, a water-miscible organic solvent, an organic solvent or the like to obtain a dispersion containing the π-electron conjugated polymer composition, and this dispersion is used as a conventionally known coating method ( For example, inkjet printing, screen printing, roll baking, spin coating, meniscus and dip coating, spray coating, brush coating, doctor blade coating, curtain casting, etc.) and drying to remove the solvent, A desired sheet can be obtained.
The drying can be carried out at room temperature or any temperature that does not adversely affect the intended properties of the resulting sheet (more specifically, a temperature of room temperature to 200 ° C.). The thickness of the obtained sheet is usually about 50 nm to 25 μm.

上記π電子共役ポリマー組成物は、用途に合わせて、酸化防止剤、UV安定化剤、界面活性剤、粘度調整剤、会合性増粘剤等の添加剤を含有していてもよい。界面活性剤を添加することにより、安定性、表面張力及び表面湿潤性を制御することができる。粘度調整剤又は会合性増粘剤を添加することにより、粘性率を調整することができる。 The π-electron conjugated polymer composition may contain additives such as an antioxidant, a UV stabilizer, a surfactant, a viscosity modifier, and an associative thickener, depending on the application. By adding a surfactant, stability, surface tension and surface wettability can be controlled. The viscosity can be adjusted by adding a viscosity modifier or an associative thickener.

上記π電子共役ポリマー組成物の導電率は、必要であれば、特定の用途に適合させるために酸性ドーパント(p−ドーパント)及び塩基性ドーパント(n−ドーパント)を用いてドーピングすることにより調整することができる。
上記p−ドーパントとしては、少なくとも1種の鉱酸(例えば、HCl、HNO、HSO、HPO、HBr、HI等)、有機スルホン酸(例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸、ラウリルスルホン酸、カンファースルホン酸、メタンスルホン酸、トルエンスルホン酸等)、高分子量のスルホン酸(例えば、ポリ(スチレンスルホン酸)及びコポリマー等)、有機酸染料、カルボン酸(例えば、酢酸、プロピオン酸、酪酸、ヘキサン酸、アジピン酸、アゼライン酸、シュウ酸等)、高分子量のポリカルボン酸(例えば、ポリ(アクリル酸)、ポリ(マレイン酸)、ポリ(メタクリル酸)及びこれらの酸のコポリマー等)が好ましい。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。例えば、混合されたドーパント(例えば、鉱酸/有機酸等)を利用することができる。
上記n−ドーパントとして、例えば、Na、K、Li及びCaを含む一般的な塩基性ドーパント、I、(PF、(SbF、FeCl等が挙げられる。
The conductivity of the π-electron conjugated polymer composition is adjusted by doping with an acidic dopant (p-dopant) and a basic dopant (n-dopant), if necessary, to suit a particular application. be able to.
Examples of the p-dopant include at least one mineral acid (eg, HCl, HNO 3 , H 2 SO 4 , H 3 PO 4 , HBr, HI, etc.), an organic sulfonic acid (eg, dodecylbenzene sulfonic acid, lauryl sulfone). Acid, camphorsulfonic acid, methanesulfonic acid, toluenesulfonic acid, etc.), high molecular weight sulfonic acids (eg, poly (styrenesulfonic acid) and copolymers), organic acid dyes, carboxylic acids (eg, acetic acid, propionic acid, butyric acid) , Hexanoic acid, adipic acid, azelaic acid, oxalic acid, etc.), high molecular weight polycarboxylic acids (eg, poly (acrylic acid), poly (maleic acid), poly (methacrylic acid) and copolymers of these acids) preferable. These may be used alone or in combination of two or more. For example, mixed dopants (eg, mineral / organic acids, etc.) can be utilized.
Examples of the n-dopant include general basic dopants including Na, K, Li, and Ca, I 2 , (PF 6 ) , (SbF 6 ) , FeCl 3, and the like.

上記ドーパントの量は、上記π電子共役ポリマー組成物の約1〜98質量%、又は、少なくとも1%のドーピングを行うために充分な量が好ましい。 The amount of the dopant is preferably about 1 to 98% by mass of the π-electron conjugated polymer composition, or an amount sufficient for doping at least 1%.

上記π電子共役ポリマー組成物の用途は特に限定されず、透明導電性材料として用いられても不透明導電性材料として用いられてもよく、具体的には例えば、帯電防止コーティング、導電性コーティング、エレクトロクロミック素子、光電池素子、発光ダイオード(LED)、フラットパネルディスプレイ、感光回路、印刷回路、シートトランジスタ素子、バッテリ、電気スイッチ、コンデンサコーティング、防蝕コーティング、電磁遮へい、センサー、LED照明、他のオプトエレクトロニクス(電気−光、又は、光−電気トランスデューサとして作動する光電子素子)等が挙げられる。 The application of the π-electron conjugated polymer composition is not particularly limited and may be used as a transparent conductive material or an opaque conductive material. Specifically, for example, an antistatic coating, a conductive coating, an electro Chromic element, photovoltaic element, light emitting diode (LED), flat panel display, photosensitive circuit, printed circuit, sheet transistor element, battery, electrical switch, capacitor coating, anticorrosion coating, electromagnetic shielding, sensor, LED lighting, other optoelectronics ( Electro-optical, or an optoelectronic element that operates as an opto-electric transducer).

上記π電子共役ポリマー組成物(ドープ化組成物)を用いて、水性若しくは有機溶媒系分散液とすることにより、この分散液を基板に適用される帯電防止コーティングとして利用することができる。このような帯電防止コーティングは、導電性と、適切な基板への付着等のシート特性とのバランスを達成することができる。 By using the π-electron conjugated polymer composition (doping composition) as an aqueous or organic solvent-based dispersion, this dispersion can be used as an antistatic coating applied to a substrate. Such antistatic coatings can achieve a balance between conductivity and sheet properties such as adhesion to an appropriate substrate.

上記エレクトロクロミック素子は、公知の一般的な基板の両端に電圧をかけることにより、透明基板を介して、光の透過を許可する又は防ぐものである。
本発明のπ電子共役ポリマーの製造方法により得られるπ電子共役ポリマーを含有するエレクトロクロミックシートもまた、本発明の1つである。
The electrochromic element permits or prevents light transmission through a transparent substrate by applying a voltage to both ends of a known general substrate.
An electrochromic sheet containing a π-electron conjugated polymer obtained by the method for producing a π-electron conjugated polymer of the present invention is also one aspect of the present invention.

LEDは、例えば、基板を含む多くの層、インジウムスズ酸化物(ITO)陽極、正孔注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層及び陰極を有する。
上記π電子共役ポリマー組成物をLEDに用いる場合には、例えば、上記π電子共役ポリマー組成物(p−ドープ化組成物)を、インジウムスズ酸化物(ITO)陽極を置換するように適合させたり、正孔注入層として用いるように適合させたり、上記π電子共役ポリマー組成物(未ドープ化組成物)を、ホール輸送層、発光層及び/又は電子輸送層に用いたりすることができる。
The LED has, for example, many layers including a substrate, an indium tin oxide (ITO) anode, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and a cathode.
When the π-electron conjugated polymer composition is used in an LED, for example, the π-electron conjugated polymer composition (p-doped composition) is adapted to replace an indium tin oxide (ITO) anode. The π electron conjugated polymer composition (undoped composition) can be used for a hole transport layer, a light emitting layer and / or an electron transport layer.

また、上記π電子共役ポリマー組成物を利用して、例えば、光透過性電極、透明導電性接着剤、ステルスコーティング、透明な電磁解(EMF)遮蔽材、タッチスクリーン、フラットスクリーンディスプレイ、モバイル用途向けの平面アンテナ、透明な蓄電板等に用いるための光学的に透明な導電性コーティングを調製することができる。
また、上記π電子共役ポリマー組成物を利用して、電解質コンデンサを製造することができる。上記電解質コンデンサは、酸化可能な金属(例えば、アルミニウム、ニオブ、タンタル等)の箔で形成された第一の層、その金属箔上に金属の酸化物で形成された第二の層、その金属酸化物層上に上記π電子共役ポリマー組成物で形成された第三の層が、それぞれ積層されて形成された構造体である。
In addition, using the π-electron conjugated polymer composition, for example, a light transmissive electrode, a transparent conductive adhesive, a stealth coating, a transparent electromagnetic solution (EMF) shielding material, a touch screen, a flat screen display, and mobile use An optically transparent conductive coating can be prepared for use in a flat antenna, a transparent power storage plate, and the like.
Moreover, an electrolyte capacitor can be produced using the π-electron conjugated polymer composition. The electrolyte capacitor includes a first layer formed of a foil of an oxidizable metal (for example, aluminum, niobium, tantalum, etc.), a second layer formed of a metal oxide on the metal foil, and the metal The third layer formed of the π-electron conjugated polymer composition on the oxide layer is a structure formed by laminating each.

本発明によれば、多種のチオフェンモノマーを簡便に製造することができるチオフェンモノマーの製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、該チオフェンモノマーの製造方法を含むπ電子共役ポリマーの製造方法、及び、該π電子共役ポリマーの製造方法により得られるπ電子共役ポリマーを含有するエレクトロクロミックシートを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the thiophene monomer which can manufacture various thiophene monomers easily can be provided. The present invention also provides a method for producing a π-electron conjugated polymer including the method for producing the thiophene monomer, and an electrochromic sheet containing the π-electron conjugated polymer obtained by the method for producing the π-electron conjugated polymer. be able to.

実施例5で得たエレクトロクロミックシートのサイクリックボルタモグラムを示す図である。6 is a diagram showing a cyclic voltammogram of the electrochromic sheet obtained in Example 5. FIG. 実施例6で得たエレクトロクロミックシートのサイクリックボルタモグラムを示す図である。6 is a diagram showing a cyclic voltammogram of the electrochromic sheet obtained in Example 6. FIG. 実施例7で得たエレクトロクロミックシートのサイクリックボルタモグラムを示す図である。6 is a diagram showing a cyclic voltammogram of the electrochromic sheet obtained in Example 7. FIG. 実施例8で得たエレクトロクロミックシートのサイクリックボルタモグラムを示す図である。10 is a diagram showing a cyclic voltammogram of the electrochromic sheet obtained in Example 8. FIG. 実施例9で得たエレクトロクロミックシートのサイクリックボルタモグラムを示す図である。10 is a diagram showing a cyclic voltammogram of the electrochromic sheet obtained in Example 9. FIG. 実施例10で得たエレクトロクロミックシートのサイクリックボルタモグラムを示す図である。It is a figure which shows the cyclic voltammogram of the electrochromic sheet | seat obtained in Example 10. FIG. 実施例5で得たエレクトロクロミックシートの紫外可視吸収スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the ultraviolet visible absorption spectrum of the electrochromic sheet obtained in Example 5. FIG. 実施例6で得たエレクトロクロミックシートの紫外可視吸収スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the ultraviolet visible absorption spectrum of the electrochromic sheet | seat obtained in Example 6. FIG. 実施例7で得たエレクトロクロミックシートの紫外可視吸収スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the ultraviolet visible absorption spectrum of the electrochromic sheet obtained in Example 7. 実施例8で得たエレクトロクロミックシートの紫外可視吸収スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the ultraviolet visible absorption spectrum of the electrochromic sheet obtained in Example 8. 実施例9で得たエレクトロクロミックシートの紫外可視吸収スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the ultraviolet visible absorption spectrum of the electrochromic sheet | seat obtained in Example 9. FIG. 実施例10で得たエレクトロクロミックシートの紫外可視吸収スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the ultraviolet visible absorption spectrum of the electrochromic sheet obtained in Example 10. FIG.

以下に実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明する。本発明はこれら実施例にのみ限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. The present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
(2−(トリメチルシリルエチニル)チオフェンの合成)
アルゴン雰囲気下で、ナスフラスコに塩化パラジウム0.18g、トリフェニルホスフィン0.53g、ヨウ化銅0.19g及び2−ヨードチオフェン6.7gを添加した。更に、テトラヒドロフラン(THF)70mL、ジイソプロピルアミン35mL及びトリメチルシリルアセチレン4.1gを加え、23℃で17時間の撹拌によって反応及び混合した。得られた反応混合物に塩化アンモニウム水溶液を加え、ジエチルエーテルで3回抽出を行った。得られた有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥し、展開溶媒としてヘキサンを用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーによって精製を行い、2−(トリメチルシリルエチニル)チオフェン5.8gを得た。
得られた2−(トリメチルシリルエチニル)チオフェンについてH−NMR(CDCl,300MHz)により分析を行ったところ、δ0.25(s,SiCH,9H),6.95(dd,J=3.6Hz,4.5Hz,aromatic,1H),7.23−7.25(m,aromatic,2H)ppmのピークが認められた。また、13C−NMR(CDCl,75MHz)により分析を行ったところ、δ0.00,97.7,98.9,123.4,127.0,127.4,132.8ppmのピークが認められた。
Example 1
(Synthesis of 2- (trimethylsilylethynyl) thiophene)
Under an argon atmosphere, 0.18 g of palladium chloride, 0.53 g of triphenylphosphine, 0.19 g of copper iodide and 6.7 g of 2-iodothiophene were added to the eggplant flask. Further, 70 mL of tetrahydrofuran (THF), 35 mL of diisopropylamine and 4.1 g of trimethylsilylacetylene were added, and the reaction and mixing were performed by stirring at 23 ° C. for 17 hours. An aqueous ammonium chloride solution was added to the obtained reaction mixture, and extraction was performed three times with diethyl ether. The obtained organic layer was dried using magnesium sulfate and purified by silica gel column chromatography using hexane as a developing solvent to obtain 5.8 g of 2- (trimethylsilylethynyl) thiophene.
When the obtained 2- (trimethylsilylethynyl) thiophene was analyzed by 1 H-NMR (CDCl 3 , 300 MHz), δ0.25 (s, SiCH 3 , 9H), 6.95 (dd, J = 3. 6 Hz, 4.5 Hz, aromatic, 1H), 7.23-7.25 (m, aromatic, 2H) ppm peaks were observed. When analyzed by 13 C-NMR (CDCl 3 , 75 MHz), peaks of δ0.00, 97.7, 98.9, 123.4, 127.0, 127.4, 132.8 ppm were observed. It was.

(2−エチニルチオフェンの合成)
ナスフラスコ中の2−(トリメチルシリルエチニル)チオフェン1.2gに、THF50mL及び1mol/L水酸化カリウムメタノール溶液20mLを加え、23℃で4時間撹拌した。反応終了後、塩化アンモニウム水溶液を加え、ジエチルエーテルで3回抽出を行った。得られた有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥し、展開溶媒としてエーテルを用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーによって精製を行い、2−エチニルチオフェン0.50gを得た。
得られた2−エチニルチオフェンについてH−NMR(CDCl,300MHz)により分析を行ったところ、δ3.33(s,C≡C−H,1H),6.98(dd,J=3.9Hz,4.8Hz,aromatic,1H),7.12−7.29(m,aromatic,2H)ppmのピークが認められた。
(Synthesis of 2-ethynylthiophene)
50 mL of THF and 20 mL of 1 mol / L potassium hydroxide methanol solution were added to 1.2 g of 2- (trimethylsilylethynyl) thiophene in an eggplant flask, and the mixture was stirred at 23 ° C. for 4 hours. After completion of the reaction, an aqueous ammonium chloride solution was added, and extraction was performed 3 times with diethyl ether. The obtained organic layer was dried using magnesium sulfate and purified by silica gel column chromatography using ether as a developing solvent to obtain 0.50 g of 2-ethynylthiophene.
When the obtained 2-ethynylthiophene was analyzed by 1 H-NMR (CDCl 3 , 300 MHz), δ 3.33 (s, C≡C—H, 1H), 6.98 (dd, J = 3. 9 Hz, 4.8 Hz, aromatic, 1H), 7.12-7.29 (m, aromatic, 2H) ppm peaks were observed.

(チオフェンモノマーの合成)
アルゴン雰囲気下で、シクロペンチルメチルエーテル(CPME)20mLを溶媒として、得られた2−エチニルチオフェン0.17g及びテトライソプロポキシチタン0.31gを−78℃で撹拌後、更に1.0mol/Lイソプロピルマグネシウムクロリドのジエチルエーテル溶液2.2mLを添加し、−50℃まで昇温を行い、12時間撹拌し、下記式(x)で表されるチタナシクロペンタジエン誘導体を得た。
その後、フェニルスルフェニルクロリド0.27gを添加し、3時間攪拌しながら徐々に23℃まで昇温することにより、混合した。反応終了後、1.0mol/L塩酸水溶液30mLを加え、塩化メチレンで3回抽出を行い、得られた有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥した。乾燥終了後、塩化メチレンを展開溶媒として用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、更にメタノールと塩化メチレンとの混合溶媒で再結晶を行うことにより、下記式(a)で表されるチオフェンモノマー0.20gを得た。
得られた下記式(a)で表されるチオフェンモノマーについてH−NMR(CDCl,300MHz)により分析を行ったところ、δ6.89〜6.92(m,aromatic,2H),7.12〜7.30(m,aromatic,14H),7.80(s,S−C=CH,2H)ppmのピークが認められた。また、13C−NMR(CDCl,75MHz)により分析を行ったところ、δ126.0,126.4,126.6,127.8,128.1,129.0,130.3,131.7,136.0,145.7ppmのピークが認められた。
(Synthesis of thiophene monomer)
Under an argon atmosphere, 0.17 g of the obtained 2-ethynylthiophene and 0.31 g of tetraisopropoxytitanium were stirred at −78 ° C. using 20 mL of cyclopentylmethyl ether (CPME) as a solvent, and then 1.0 mol / L isopropyl magnesium. 2.2 mL of a diethyl ether solution of chloride was added, the temperature was raised to −50 ° C., and the mixture was stirred for 12 hours to obtain a titanacyclopentadiene derivative represented by the following formula (x).
Thereafter, 0.27 g of phenylsulfenyl chloride was added, and the mixture was gradually heated to 23 ° C. with stirring for 3 hours to be mixed. After completion of the reaction, 30 mL of a 1.0 mol / L hydrochloric acid aqueous solution was added, extraction was performed three times with methylene chloride, and the obtained organic layer was dried using magnesium sulfate. After completion of drying, the product is purified by silica gel column chromatography using methylene chloride as a developing solvent, and further recrystallized with a mixed solvent of methanol and methylene chloride, thereby obtaining a thiophene monomer represented by the following formula (a) 0. 20 g was obtained.
When the obtained thiophene monomer represented by the following formula (a) was analyzed by 1 H-NMR (CDCl 3 , 300 MHz), δ 6.89 to 6.92 (m, aromatic, 2H), 7.12 Peaks of ˜7.30 (m, aromatic, 14H) and 7.80 (s, S—C═CH, 2H) ppm were observed. Further, analysis by 13 C-NMR (CDCl 3 , 75 MHz) revealed that δ126.0, 126.4, 126.6, 127.8, 128.1, 129.0, 130.3, 131.7. , 136.0, and 145.7 ppm peaks.

(実施例2)
(チオフェンモノマーの合成)
アルゴン雰囲気下で、シクロペンチルメチルエーテル(CPME)20mLを溶媒として、実施例1で得られた2−エチニルチオフェン0.19g及びテトライソプロポキシチタン0.34gを−78℃で撹拌後、更に1.0mol/Lイソプロピルマグネシウムクロリドのジエチルエーテル溶液2.4mLを添加し、−50℃まで昇温を行い、12時間撹拌し、上記式(x)で表されるチタナシクロペンタジエン誘導体を得た。
その後、フェニルセレニルクロリド0.39gを添加し、2時間攪拌しながら徐々に23℃まで昇温することにより、混合した。反応終了後、1.0mol/L塩酸水溶液30mLを加え、塩化メチレンで3回抽出を行い、得られた有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥した。乾燥終了後、塩化メチレンを展開溶媒として用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、更にメタノールと塩化メチレンとの混合溶媒で再結晶を行うことにより、下記式(b)で表されるチオフェンモノマー0.20gを得た。
得られた下記式(b)で表されるチオフェンモノマーについてH−NMR(CDCl,300MHz)により分析を行ったところ、δ6.92−6.95(m,aromatic,2H),7.16−7.23(m,aromatic,8H),7.32−7.39(m,aromatic,6H),7.73(s,Se−C=CH,2H)ppmのピークが認められた。また、13C−NMR(CDCl,75MHz)により分析を行ったところ、δ126.3,126.6,127.2,127.7,128.7,129.3,130.6,131.8,133.9,146.9ppmのピークが認められた。
(Example 2)
(Synthesis of thiophene monomer)
Under an argon atmosphere, using 20 mL of cyclopentyl methyl ether (CPME) as a solvent, 0.19 g of 2-ethynylthiophene and 0.34 g of tetraisopropoxytitanium obtained in Example 1 were stirred at −78 ° C., and then 1.0 mol. 2.4 mL of diethyl ether solution of / L isopropylmagnesium chloride was added, the temperature was raised to −50 ° C., and the mixture was stirred for 12 hours to obtain a titanacyclopentadiene derivative represented by the above formula (x).
Thereafter, 0.39 g of phenylselenyl chloride was added and mixed by gradually heating to 23 ° C. while stirring for 2 hours. After completion of the reaction, 30 mL of a 1.0 mol / L hydrochloric acid aqueous solution was added, extraction was performed three times with methylene chloride, and the obtained organic layer was dried using magnesium sulfate. After completion of drying, the product is purified by silica gel column chromatography using methylene chloride as a developing solvent, and further recrystallized with a mixed solvent of methanol and methylene chloride, thereby obtaining a thiophene monomer represented by the following formula (b) 0. 20 g was obtained.
When the obtained thiophene monomer represented by the following formula (b) was analyzed by 1 H-NMR (CDCl 3 , 300 MHz), δ 6.92-6.95 (m, aromatic, 2H), 7.16. Peaks of −7.23 (m, aromatic, 8H), 7.32-7.39 (m, aromatic, 6H), 7.73 (s, Se—C═CH, 2H) ppm were observed. Further, analysis by 13 C-NMR (CDCl 3 , 75 MHz) revealed that δ126.3, 126.6, 127.2, 127.7, 128.7, 129.3, 130.6, 131.8 , 133.9 and 146.9 ppm peaks were observed.

(実施例3)
(チオフェンモノマーの合成)
アルゴン雰囲気下で、ジエチルエーテル12mLを溶媒として、実施例1で得られた2−エチニルチオフェン0.26g及びテトライソプロポキシチタン0.31gを−78℃で撹拌後、更に1.0mol/Lイソプロピルマグネシウムクロリドのジエチルエーテル溶液3.4mLを添加し、−50℃まで昇温を行い、12時間撹拌し、上記式(x)で表されるチタナシクロペンタジエン誘導体を得た。
その後、ジクロロフェニルホスフィン0.30gを添加し、2時間攪拌しながら徐々に23℃まで昇温することにより、混合した。反応終了後、水を加え、塩化メチレンで3回抽出を行い、得られた有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥した。乾燥終了後、ヘキサンを展開溶媒として用いたアルミナカラムクロマトグラフィーで精製し、更にメタノールと塩化メチレンとの混合溶媒で再結晶を行うことにより、下記式(c)で表されるチオフェンモノマー0.050gを得た。
得られた下記式(c)で表されるチオフェンモノマーについてH−NMR(CDCl,300MHz)により分析を行ったところ、δ6.85−6.89(m,aromatic,2H),6.96(d,J=10.8Hz,P−C=CH,2H),7.06−7.11(m,aromatic,4H),7.21−7.33(m,aromatic,3H)ppmのピークが認められた。また、13C−NMR(CDCl,75MHz)により分析を行ったところ、δ124.2,124.3,127.8,128.9(d,J=8.6Hz),130.1(d,J=1.1Hz),131.0(d,J=9.8Hz),131.6(d,J=7.4Hz),134.1(d,J=20.0Hz),140.2(d,J=21.2Hz),143.6(d,J=3.4Hz)ppmのピークが認められた。また、31P−NMR(CDCl,121MHz)により分析を行ったところ、δ8.0ppmのピークが認められた。
(Example 3)
(Synthesis of thiophene monomer)
Under an argon atmosphere, 0.26 g of 2-ethynylthiophene and 0.31 g of tetraisopropoxytitanium obtained in Example 1 were stirred at −78 ° C. using 12 mL of diethyl ether as a solvent, and then 1.0 mol / L isopropyl magnesium. 3.4 mL of a diethyl ether solution of chloride was added, the temperature was raised to −50 ° C., and the mixture was stirred for 12 hours to obtain a titanacyclopentadiene derivative represented by the above formula (x).
Thereafter, 0.30 g of dichlorophenylphosphine was added and mixed by gradually heating to 23 ° C. while stirring for 2 hours. After completion of the reaction, water was added, extraction was performed 3 times with methylene chloride, and the obtained organic layer was dried using magnesium sulfate. After completion of drying, the product is purified by alumina column chromatography using hexane as a developing solvent, and further recrystallized with a mixed solvent of methanol and methylene chloride, thereby obtaining 0.050 g of a thiophene monomer represented by the following formula (c). Got.
When the obtained thiophene monomer represented by the following formula (c) was analyzed by 1 H-NMR (CDCl 3 , 300 MHz), δ 6.85-6.89 (m, aromatic, 2H), 6.96. (D, J = 10.8 Hz, P—C═CH, 2H), 7.06-7.11 (m, aromatic, 4H), 7.21-7.33 (m, aromatic, 3H) ppm peak Was recognized. Further, analysis by 13 C-NMR (CDCl 3 , 75 MHz) revealed that δ124.2, 124.3, 127.8, 128.9 (d, J = 8.6 Hz), 130.1 (d, J = 1.1 Hz), 131.0 (d, J = 9.8 Hz), 131.6 (d, J = 7.4 Hz), 134.1 (d, J = 20.0 Hz), 140.2 ( d, J = 21.2 Hz) and 143.6 (d, J = 3.4 Hz) ppm peaks were observed. Furthermore, was analyzed by 31 P-NMR (CDCl 3, 121MHz), the peak of δ8.0ppm were observed.

(実施例4)
(チオフェンモノマーの合成)
アルゴン雰囲気下で、シクロペンチルメチルエーテル(CPME)20mLを溶媒として、実施例1で得られた2−エチニルチオフェン0.22g及びテトライソプロポキシチタン0.40gを−78℃で撹拌後、更に1.0mol/Lイソプロピルマグネシウムクロリドのジエチルエーテル溶液2.8mLを添加し、−50℃まで昇温を行い、12時間撹拌し、上記式(x)で表されるチタナシクロペンタジエン誘導体を得た。
その後、塩化チオニル0.17gを添加し、3時間攪拌を行いながら徐々に23℃まで昇温することにより、混合した。反応終了後、1mol/L塩酸水溶液を加え、塩化メチレンで3回抽出を行い、得られた有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥した。乾燥終了後、クロロホルムを展開溶媒として用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、下記式(d)で表されるチオフェンモノマー0.21gを得た。
得られた下記式(d)で表されるチオフェンモノマーについてH−NMR(CDCl,300MHz)により分析を行ったところ、δ6.73(s,O=S−C=CH,2H),7.11(dd,J=4.2Hz,4.2Hz,aromatic,2H),7.37(d,J=5.4Hz,aromatic,2H),7.59(d,J=3.9Hz,aromatic,2H)ppmのピークが認められた。
Example 4
(Synthesis of thiophene monomer)
Under an argon atmosphere, 20 mL of cyclopentyl methyl ether (CPME) was used as a solvent, and 0.22 g of 2-ethynylthiophene and 0.40 g of tetraisopropoxytitanium obtained in Example 1 were stirred at −78 ° C., and then 1.0 mol. 2.8 mL of diethyl ether solution of / L isopropylmagnesium chloride was added, the temperature was raised to −50 ° C., and the mixture was stirred for 12 hours to obtain a titanacyclopentadiene derivative represented by the above formula (x).
Thereafter, 0.17 g of thionyl chloride was added, and the mixture was gradually heated to 23 ° C. while stirring for 3 hours, and mixed. 1 mol / L hydrochloric acid aqueous solution was added after completion | finish of reaction, the methylene chloride extracted 3 times, and the obtained organic layer was dried using magnesium sulfate. After completion of drying, the product was purified by silica gel column chromatography using chloroform as a developing solvent to obtain 0.21 g of a thiophene monomer represented by the following formula (d).
When the obtained thiophene monomer represented by the following formula (d) was analyzed by 1 H-NMR (CDCl 3 , 300 MHz), δ 6.73 (s, O = S—C═CH, 2H), 7 .11 (dd, J = 4.2 Hz, 4.2 Hz, aromatic, 2H), 7.37 (d, J = 5.4 Hz, aromatic, 2H), 7.59 (d, J = 3.9 Hz, aromatic) , 2H) ppm peak was observed.

(実施例5)
(チオフェンモノマーの合成)
アルゴン雰囲気下で、シクロペンチルメチルエーテル(CPME)10mLを溶媒として、実施例1で得られた2−エチニルチオフェン0.22g及びテトライソプロポキシチタン0.40gを−78℃で撹拌後、更に1.0mol/Lイソプロピルマグネシウムクロリドのジエチルエーテル溶液2.8mLを添加し、−50℃まで昇温を行い、12時間撹拌し、上記式(x)で表されるチタナシクロペンタジエン誘導体を得た。
その後、塩化硫黄0.19gを添加し、2時間攪拌しながら徐々に23℃まで昇温することにより、混合した。反応終了後、水を加え、ジエチルエーテルで3回抽出を行い、得られた有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥した。乾燥終了後、ヘキサンを展開溶媒として用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、更にヘキサンと塩化メチレンとの混合溶媒で再結晶を行うことにより、下記式(e)で表されるチオフェンモノマー0.028gを得た。
得られた下記式(e)で表されるチオフェンモノマーについてH−NMR(CDCl,300MHz)により分析を行ったところ、δ7.02−7.04(m,aromatic,2H),7.09(s,S−C=CH,2H),7.17(m,aromatic,4H)ppmのピークが認められた。また、13C−NMR(CDCl,75MHz)により分析を行ったところ、δ123.7,124.3,127.9,136.2,137.1ppmのピークが認められた。
(Example 5)
(Synthesis of thiophene monomer)
Under an argon atmosphere, 0.22 g of 2-ethynylthiophene and 0.40 g of tetraisopropoxytitanium obtained in Example 1 were stirred at −78 ° C. using 10 mL of cyclopentyl methyl ether (CPME) as a solvent, and then 1.0 mol. 2.8 mL of diethyl ether solution of / L isopropylmagnesium chloride was added, the temperature was raised to −50 ° C., and the mixture was stirred for 12 hours to obtain a titanacyclopentadiene derivative represented by the above formula (x).
Thereafter, 0.19 g of sulfur chloride was added and mixed by gradually heating to 23 ° C. while stirring for 2 hours. After completion of the reaction, water was added, extraction was performed 3 times with diethyl ether, and the obtained organic layer was dried using magnesium sulfate. After completion of drying, the product is purified by silica gel column chromatography using hexane as a developing solvent, and further recrystallized with a mixed solvent of hexane and methylene chloride, whereby 0.028 g of a thiophene monomer represented by the following formula (e) is obtained. Got.
When the obtained thiophene monomer represented by the following formula (e) was analyzed by 1 H-NMR (CDCl 3 , 300 MHz), δ 7.02-7.04 (m, aromatic, 2H), 7.09 A peak of (s, S—C═CH, 2H), 7.17 (m, aromatic, 4H) ppm was observed. Moreover, when analyzed by 13 C-NMR (CDCl 3 , 75 MHz), peaks at δ123.7, 124.3, 127.9, 136.2, and 137.1 ppm were observed.

(エレクトロクロミックシートの作製)
支持電解質としてテトラ−n−ブチルアンモニウムヘキサフルオロホスファート(BuNPF)を0.1mol/Lの濃度で含むアセトニトリル溶液10mLに上記式(e)で表されるチオフェンモノマー2.5mgを混合した。得られた溶液に対して、作用極として1cm×1cmのインジウムスズ酸化物(ITO)電極、対極として1cm×1cmの白金電極及び参照電極として標準水素電極(SCE)を用いたサイクリックボルタンメトリー(CV)を、掃引速度100mV/sとして0〜1.2Vの間を5サイクル掃引し、ITO電極上に下記式(e’)で表される単位構造を有するπ電子共役ポリマーからなる赤色のエレクトロクロミックシートを得た。
(Production of electrochromic sheet)
2.5 mg of the thiophene monomer represented by the above formula (e) was mixed with 10 mL of acetonitrile solution containing tetra-n-butylammonium hexafluorophosphate (Bu 4 NPF 6 ) at a concentration of 0.1 mol / L as a supporting electrolyte. . Cyclic voltammetry (CV) using a 1 cm × 1 cm indium tin oxide (ITO) electrode as a working electrode, a 1 cm × 1 cm platinum electrode as a counter electrode, and a standard hydrogen electrode (SCE) as a reference electrode for the resulting solution. ) At a sweep rate of 100 mV / s for 5 cycles between 0 and 1.2 V, and a red electrochromic comprising a π-electron conjugated polymer having a unit structure represented by the following formula (e ′) on the ITO electrode A sheet was obtained.

(実施例6)
(チオフェンモノマーの合成)
アルゴン雰囲気下で、ジエチルエーテル20mLを溶媒として、実施例1で得られた2−エチニルチオフェン0.19g及びテトライソプロポキシチタン0.37gを−78℃で撹拌後、更に1.0mol/Lイソプロピルマグネシウムクロリドのジエチルエーテル溶液2.6mLを添加し、−50℃まで昇温を行い、12時間撹拌し、上記式(x)で表されるチタナシクロペンタジエン誘導体を得た。
その後、塩化セレン0.30gを添加し、2時間攪拌しながら徐々に23℃まで昇温することにより、混合した。反応終了後、1.0mol/L塩酸水溶液を加え、塩化メチレンで3回抽出を行い、得られた有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥した。乾燥終了後、ヘキサンを展開溶媒として用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、更にヘキサンで再結晶を行うことにより、下記式(f)で表されるチオフェンモノマー0.051gを得た。
得られた下記式(f)で表されるチオフェンモノマーについてH−NMR(CDCl,300MHz)により分析を行ったところ、δ7.00(dd,J=3.6Hz,5.1Hz,aromatic,2H),7.11(dd,J=1.2Hz,3.6Hz,aromatic,2H),7.20−7.22(m,aromatic,4H)ppmのピークが認められた。また、13C−NMR(CDCl,75MHz)により分析を行ったところ、δ124.3,124.7,126.4,127.9,139.4,141.0ppmのピークが認められた。
(Example 6)
(Synthesis of thiophene monomer)
Under an argon atmosphere, 0.19 g of 2-ethynylthiophene and 0.37 g of tetraisopropoxytitanium obtained in Example 1 were stirred at −78 ° C. using 20 mL of diethyl ether as a solvent, and then 1.0 mol / L isopropyl magnesium. 2.6 mL of a diethyl ether solution of chloride was added, the temperature was raised to −50 ° C., and the mixture was stirred for 12 hours to obtain a titanacyclopentadiene derivative represented by the above formula (x).
Thereafter, 0.30 g of selenium chloride was added and mixed by gradually heating to 23 ° C. while stirring for 2 hours. After completion of the reaction, a 1.0 mol / L aqueous hydrochloric acid solution was added, extraction was performed 3 times with methylene chloride, and the obtained organic layer was dried using magnesium sulfate. After the completion of drying, the residue was purified by silica gel column chromatography using hexane as a developing solvent, and further recrystallized with hexane to obtain 0.051 g of a thiophene monomer represented by the following formula (f).
When the obtained thiophene monomer represented by the following formula (f) was analyzed by 1 H-NMR (CDCl 3 , 300 MHz), δ 7.00 (dd, J = 3.6 Hz, 5.1 Hz, aromatic, 2H), 7.11 (dd, J = 1.2 Hz, 3.6 Hz, aromatic, 2H), 7.20-7.22 (m, aromatic, 4H) ppm. Further, when analysis was performed by 13 C-NMR (CDCl 3 , 75 MHz), peaks at δ124.3, 124.7, 126.4, 127.9, 139.4, and 141.0 ppm were observed.

(エレクトロクロミックシートの作製)
支持電解質としてテトラ−n−ブチルアンモニウムヘキサフルオロホスファート(BuNPF)を0.1mol/Lの濃度で含むアセトニトリル溶液10mLに上記式(f)で表されるチオフェンモノマー6.5mgを混合した。得られた溶液に対して、作用極として1cm×1cmのインジウムスズ酸化物(ITO)電極、対極として1cm×1cmの白金電極及び参照電極として標準水素電極(SCE)を用いたサイクリックボルタンメトリー(CV)を、掃引速度100mV/sとして0〜1.3Vの間を5サイクル掃引し、ITO電極上に下記式(f’)で表される単位構造を有するπ電子共役ポリマーからなる赤色のエレクトロクロミックシートを得た。
(Production of electrochromic sheet)
6.5 mg of the thiophene monomer represented by the above formula (f) was mixed with 10 mL of acetonitrile solution containing tetra-n-butylammonium hexafluorophosphate (Bu 4 NPF 6 ) at a concentration of 0.1 mol / L as a supporting electrolyte. . Cyclic voltammetry (CV) using a 1 cm × 1 cm indium tin oxide (ITO) electrode as a working electrode, a 1 cm × 1 cm platinum electrode as a counter electrode, and a standard hydrogen electrode (SCE) as a reference electrode for the resulting solution. ) At a sweep rate of 100 mV / s for 5 cycles between 0 and 1.3 V, and a red electrochromic comprising a π-electron conjugated polymer having a unit structure represented by the following formula (f ′) on the ITO electrode A sheet was obtained.

(実施例7)
(チオフェンモノマーの合成)
アルゴン雰囲気下で、ジエチルエーテル20mLを溶媒として、実施例1で得られた2−エチニルチオフェン0.22g及びテトライソプロポキシチタン0.40gを−78℃で撹拌後、更に1.0mol/Lイソプロピルマグネシウムクロリドのジエチルエーテル溶液2.8mLを添加し、−50℃まで昇温を行い、12時間撹拌し、上記式(x)で表されるチタナシクロペンタジエン誘導体を得た。
その後、四塩化テルル0.38gを添加し、3時間攪拌しながら徐々に23℃まで昇温することにより、混合した。反応終了後、水を加え、塩化メチレンで3回抽出を行い、得られた有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥した。乾燥終了後、ヘキサン33vol%と塩化メチレン67vol%との混合溶媒を展開溶媒として用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、更にメタノールとエチレンの混合溶媒で再結晶を行うことにより、下記式(g)で表されるチオフェンモノマー0.11gを得た。
得られた下記式(g)で表されるチオフェンモノマーについてH−NMR(CDCl,300MHz)により分析を行ったところ、δ6.96−7.02(m,aromatic,4H),7.19(dd,J=1.2 Hz,4.8Hz,aromatic,2H),7.56(s,Te−C=CH,2H)ppmのピークが認められた。また、13C−NMR(CDCl,75MHz)により分析を行ったところ、δ124.7,125.6,127.8,133.6,137.3,143.7ppmのピークが認められた。
(Example 7)
(Synthesis of thiophene monomer)
Under an argon atmosphere, 20 mL of diethyl ether was used as a solvent, and 0.22 g of 2-ethynylthiophene and 0.40 g of tetraisopropoxytitanium obtained in Example 1 were stirred at −78 ° C., and then 1.0 mol / L isopropyl magnesium. 2.8 mL of a diethyl ether solution of chloride was added, the temperature was raised to −50 ° C., and the mixture was stirred for 12 hours to obtain a titanacyclopentadiene derivative represented by the above formula (x).
Thereafter, 0.38 g of tellurium tetrachloride was added, and the mixture was gradually heated to 23 ° C. with stirring for 3 hours to be mixed. After completion of the reaction, water was added, extraction was performed 3 times with methylene chloride, and the obtained organic layer was dried using magnesium sulfate. After completion of drying, the product is purified by silica gel column chromatography using a mixed solvent of hexane 33 vol% and methylene chloride 67 vol% as a developing solvent, and further recrystallized with a mixed solvent of methanol and ethylene to obtain the following formula (g) As a result, 0.11 g of a thiophene monomer represented by the following formula was obtained.
When the obtained thiophene monomer represented by the following formula (g) was analyzed by 1 H-NMR (CDCl 3 , 300 MHz), δ 6.96-7.02 (m, aromatic, 4H), 7.19. Peaks of (dd, J = 1.2 Hz, 4.8 Hz, aromatic, 2H), 7.56 (s, Te—C═CH, 2H) ppm were observed. Moreover, when analyzed by 13 C-NMR (CDCl 3 , 75 MHz), peaks at δ124.7, 125.6, 127.8, 133.6, 137.3, and 143.7 ppm were observed.

(エレクトロクロミックシートの作製)
支持電解質としてテトラ−n−ブチルアンモニウムヘキサフルオロホスファート(BuNPF)を0.1mol/Lの濃度で含むアセトニトリル溶液10mLに上記式(g)で表されるチオフェンモノマー2.4mgを混合した。得られた溶液に対して、作用極として1cm×1cmのインジウムスズ酸化物(ITO)電極、対極として1cm×1cmの白金電極及び参照電極として標準水素電極(SCE)を用いたサイクリックボルタンメトリー(CV)を、掃引速度100mV/sとして0〜1.2Vの間を5サイクル掃引し、ITO電極上に下記式(g’)で表される単位構造を有するπ電子共役ポリマーからなる赤紫色のエレクトロクロミックシートを得た。
(Production of electrochromic sheet)
2.4 mg of the thiophene monomer represented by the above formula (g) was mixed with 10 mL of acetonitrile solution containing tetra-n-butylammonium hexafluorophosphate (Bu 4 NPF 6 ) at a concentration of 0.1 mol / L as a supporting electrolyte. . Cyclic voltammetry (CV) using a 1 cm × 1 cm indium tin oxide (ITO) electrode as a working electrode, a 1 cm × 1 cm platinum electrode as a counter electrode, and a standard hydrogen electrode (SCE) as a reference electrode for the resulting solution. ) At a sweep rate of 100 mV / s for 5 cycles between 0 and 1.2 V, and a red-purple electro-electron composed of a π-electron conjugated polymer having a unit structure represented by the following formula (g ′) on the ITO electrode. A chromic sheet was obtained.

(実施例8)
(チオフェンモノマーの合成)
アルゴン雰囲気下で、ジエチルエーテル20mLを溶媒として、実施例1で得られた2−エチニルチオフェン0.19g及びテトライソプロポキシチタン0.34gを−78℃で撹拌後、更に1.0mol/Lイソプロピルマグネシウムクロリドのジエチルエーテル溶液2.4mLを添加し、−50℃まで昇温を行い、12時間撹拌した。
その後、1.0mol/Lの塩酸/メタノール溶液2.4mLを添加し、2時間攪拌しながら徐々に23℃まで昇温することにより、混合した。反応終了後、水を加え、塩化メチレンで3回抽出を行い、得られた有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥した。乾燥終了後、ヘキサン50vol%と塩化メチレン50vol%との混合溶媒を展開溶媒として用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、更にヘキサンで再結晶を行うことにより、下記式(h)で表されるブタジエン骨格を有するジチオフェンモノマー0.048gを得た。
得られた下記式(h)で表されるブタジエン骨格を有するジチオフェンモノマーについてH−NMR(CDCl,300MHz)により分析を行ったところ、δ6.64−6.80(m,CH=CH−CH=CH,4H),6.96−6.97(m,aromatic,4H),7.17(dd,J=1.5Hz,4.2Hz,aromatic,2H)ppmのピークが認められた。また、13C−NMR(CDCl,75MHz)により分析を行ったところ、δ124.4,125.4,125.9,127.7,128.5,142.9ppmのピークが認められた。
(Example 8)
(Synthesis of thiophene monomer)
Under an argon atmosphere, 0.19 g of 2-ethynylthiophene and 0.34 g of tetraisopropoxytitanium obtained in Example 1 were stirred at −78 ° C. using 20 mL of diethyl ether as a solvent, and then 1.0 mol / L isopropyl magnesium. 2.4 mL of a diethyl ether solution of chloride was added, the temperature was raised to −50 ° C., and the mixture was stirred for 12 hours.
Thereafter, 2.4 mL of a 1.0 mol / L hydrochloric acid / methanol solution was added, and the mixture was gradually heated to 23 ° C. with stirring for 2 hours, and then mixed. After completion of the reaction, water was added, extraction was performed 3 times with methylene chloride, and the obtained organic layer was dried using magnesium sulfate. After completion of drying, the butadiene represented by the following formula (h) is purified by silica gel column chromatography using a mixed solvent of 50 vol% hexane and 50 vol% methylene chloride as a developing solvent, and further recrystallized with hexane. 0.048 g of a dithiophene monomer having a skeleton was obtained.
When the obtained dithiophene monomer having a butadiene skeleton represented by the following formula (h) was analyzed by 1 H-NMR (CDCl 3 , 300 MHz), δ 6.64-6.80 (m, CH═CH -CH = CH, 4H), 6.96-6.97 (m, aromatic, 4H), 7.17 (dd, J = 1.5 Hz, 4.2 Hz, aromatic, 2H) ppm peaks were observed. . Furthermore, was analyzed by 13 C-NMR (CDCl 3, 75MHz), the peak of δ124.4,125.4,125.9,127.7,128.5,142.9ppm were observed.

(エレクトロクロミックシートの作製)
支持電解質としてテトラ−n−ブチルアンモニウムヘキサフルオロホスファート(BuNPF)を0.1mol/Lの濃度で含むアセトニトリル溶液10mLに上記式(h)で表されるブタジエン骨格を有するジチオフェンモノマー4.2mgを混合した。得られた溶液に対して、作用極として1cm×1cmのインジウムスズ酸化物(ITO)電極、対極として1cm×1cmの白金電極及び参照電極として標準水素電極(SCE)を用いたサイクリックボルタンメトリー(CV)を、掃引速度100mV/sとして0〜1.2Vの間を5サイクル掃引し、ITO電極上に下記式(h’)で表される単位構造を有するπ電子共役ポリマーからなる赤色のエレクトロクロミックシートを得た。
(Production of electrochromic sheet)
Dithiophene monomer 4 having a butadiene skeleton represented by the above formula (h) in 10 mL of acetonitrile solution containing tetra-n-butylammonium hexafluorophosphate (Bu 4 NPF 6 ) at a concentration of 0.1 mol / L as a supporting electrolyte .2 mg was mixed. Cyclic voltammetry (CV) using a 1 cm × 1 cm indium tin oxide (ITO) electrode as a working electrode, a 1 cm × 1 cm platinum electrode as a counter electrode, and a standard hydrogen electrode (SCE) as a reference electrode for the resulting solution. ) At a sweep rate of 100 mV / s for 5 cycles between 0 and 1.2 V, and a red electrochromic comprising a π-electron conjugated polymer having a unit structure represented by the following formula (h ′) on the ITO electrode A sheet was obtained.

(実施例9)
(チオフェンモノマーの合成)
アルゴン雰囲気下で、シクロペンチルメチルエーテル(CPME)15mLを溶媒として、実施例1で得られた2−エチニルチオフェン0.11g及びテトライソプロポキシチタン0.20gを−78℃で撹拌後、更に1.0mol/Lイソプロピルマグネシウムクロリドのジエチルエーテル溶液1.4mLを添加し、−50℃まで昇温を行い、12時間撹拌し、上記式(x)で表されるチタナシクロペンタジエン誘導体を得た。
その後、ヨウ素0.18gを添加し、3時間攪拌しながら徐々に23℃まで昇温することにより、混合した。反応終了後、チオ硫酸ナトリウム水溶液を加え、塩化メチレンで3回抽出を行い、得られた有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥した。乾燥終了後、ヘキサン50vol%と塩化メチレン50vol%との混合溶媒を展開溶媒として用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、更にヘキサンとメチレンとの混合溶媒で再結晶を行うことにより、下記式(i)で表されるチオフェンモノマー0.13gを得た。
得られた下記式(i)で表されるチオフェンモノマーについてH−NMR(CDCl,300MHz)により分析を行ったところ、δ7.02−7.07(m,aromatic,4H),7.37−7.40(m,aromatic,4H)ppmのピークが認められた。また、13C−NMR(CDCl,75MHz)により分析を行ったところ、δ98.6,126.8,127.3,130.3,136.3,145.9ppmのピークが認められた。
Example 9
(Synthesis of thiophene monomer)
Under argon atmosphere, 0.11 g of 2-ethynylthiophene and 0.20 g of tetraisopropoxytitanium obtained in Example 1 were stirred at −78 ° C. using 15 mL of cyclopentyl methyl ether (CPME) as a solvent, and then 1.0 mol. / L Isopropylmagnesium chloride in diethyl ether (1.4 mL) was added, the temperature was raised to −50 ° C., and the mixture was stirred for 12 hours to obtain a titanacyclopentadiene derivative represented by the above formula (x).
Thereafter, 0.18 g of iodine was added and mixed by gradually heating to 23 ° C. while stirring for 3 hours. After completion of the reaction, an aqueous sodium thiosulfate solution was added, extraction was performed 3 times with methylene chloride, and the obtained organic layer was dried using magnesium sulfate. After completion of the drying, the product is purified by silica gel column chromatography using a mixed solvent of 50 vol% hexane and 50 vol% methylene chloride as a developing solvent, and further recrystallized with a mixed solvent of hexane and methylene to obtain the following formula (i ) 0.13 g of a thiophene monomer represented by
When the obtained thiophene monomer represented by the following formula (i) was analyzed by 1 H-NMR (CDCl 3 , 300 MHz), δ 7.02-7.07 (m, aromatic, 4H), 7.37. A peak of −7.40 (m, aromatic, 4H) ppm was observed. Moreover, when analyzed by 13 C-NMR (CDCl 3 , 75 MHz), peaks at δ 98.6, 126.8, 127.3, 130.3, 136.3, and 145.9 ppm were observed.

(エレクトロクロミックシートの作製)
支持電解質としてテトラ−n−ブチルアンモニウムヘキサフルオロホスファート(BuNPF)を0.1mol/Lの濃度で含むアセトニトリル80vol%と塩化メチレン20vol%との混合溶媒10mLに上記式(i)で表されるチオフェンモノマー9.4mgを混合した。得られた溶液に対して、作用極として1cm×1cmのインジウムスズ酸化物(ITO)電極、対極として1cm×1cmの白金電極及び参照電極として標準水素電極(SCE)を用いたサイクリックボルタンメトリー(CV)を、掃引速度100mV/sとして0〜1.2Vの間を5サイクル掃引し、ITO電極上に下記式(i’)で表される単位構造を有するπ電子共役ポリマーからなる橙色のエレクトロクロミックシートを得た。
(Production of electrochromic sheet)
It is represented by the above formula (i) in 10 mL of a mixed solvent of 80 vol% acetonitrile and 20 vol% methylene chloride containing tetra-n-butylammonium hexafluorophosphate (Bu 4 NPF 6 ) as a supporting electrolyte at a concentration of 0.1 mol / L. 9.4 mg of the thiophene monomer to be mixed was mixed. Cyclic voltammetry (CV) using a 1 cm × 1 cm indium tin oxide (ITO) electrode as a working electrode, a 1 cm × 1 cm platinum electrode as a counter electrode, and a standard hydrogen electrode (SCE) as a reference electrode for the resulting solution. ) At a sweep rate of 100 mV / s for 5 cycles between 0 and 1.2 V, and an orange electrochromic composed of a π-electron conjugated polymer having a unit structure represented by the following formula (i ′) on the ITO electrode A sheet was obtained.

(実施例10)
(実施例3で得られたチオフェンモノマーの変換)
アルゴン雰囲気下で、実施例3で得られた上記式(c)で表されるチオフェンモノマー0.026gを塩化メチレンに溶解し、塩化金−テトラヒドロチオフェン錯体0.032gの塩化メチレン溶液1.0mLを加え、23℃で1時間攪拌した。反応終了後、ヘキサンで洗浄を行い、下記式(j)で表されるチオフェンモノマー0.045gを得た。
得られた下記式(j)で表されるチオフェンモノマーについてH−NMR(CDCl3,300MHz)により分析を行ったところ、δ6.90−6.93(m,aromatic,2H),7.09−7.26(m,aromatic,6H),7.43−7.53(m,aromatic,3H),7.75−7.82 (m,aromatic,2H)ppmのピークが認められた。また、13C−NMR(CDCl,75MHz)により分析を行ったところ、δ126.8,127.0(d,J=5.7Hz),128.4,129.9(d,J=12.6Hz),133.2,133.7(d,J=16.1Hz),134.1(d,J=14.9 Hz),134.5,135.2,136.1(d,J=18.3Hz)ppmのピークが認められた。また、31P−NMR(CDCl,121MHz)により分析を行ったところ、δ34.9ppmのピークが認められた。
(Example 10)
(Conversion of thiophene monomer obtained in Example 3)
Under an argon atmosphere, 0.026 g of the thiophene monomer represented by the above formula (c) obtained in Example 3 was dissolved in methylene chloride, and 1.0 mL of a methylene chloride solution of 0.032 g of a gold chloride-tetrahydrothiophene complex was dissolved. In addition, the mixture was stirred at 23 ° C. for 1 hour. After completion of the reaction, washing with hexane was performed to obtain 0.045 g of a thiophene monomer represented by the following formula (j).
When the obtained thiophene monomer represented by the following formula (j) was analyzed by 1 H-NMR (CDC 13 , 300 MHz), δ 6.90-6.93 (m, aromatic, 2H), 7.09 Peaks of −7.26 (m, aromatic, 6H), 7.43-7.53 (m, aromatic, 3H), 7.75-7.82 (m, aromatic, 2H) ppm were observed. Further, analysis by 13 C-NMR (CDCl 3 , 75 MHz) revealed that δ126.8, 127.0 (d, J = 5.7 Hz), 128.4, 129.9 (d, J = 12. 6 Hz), 133.2, 133.7 (d, J = 16.1 Hz), 134.1 (d, J = 14.9 Hz), 134.5, 135.2, 136.1 (d, J = A peak at 18.3 Hz) ppm was observed. Further, analysis by 31 P-NMR (CDCl 3 , 121 MHz) revealed a peak at δ34.9 ppm.

(エレクトロクロミックシートの作製)
支持電解質としてテトラ−n−ブチルアンモニウムヘキサフルオロホスファート(BuNPF)を0.1mol/Lの濃度で含むアセトニトリル80vol%と塩化メチレン20vol%との混合溶媒10mLに上記式(j)で示されるチオフェンオリゴマー11.1mgを混合した。得られた溶液に対して、作用極として1cm×1cmのインジウムスズ酸化物(ITO)電極、対極として1cm×1cmの白金電極及び参照電極として標準水素電極(SCE)を用いたサイクリックボルタンメトリー(CV)を、掃引速度100mV/sとして0〜1.4Vの間を5サイクル掃引し、ITO電極上に下記式(j’)で表される単位構造を有するπ電子共役ポリマーからなる青紫色のエレクトロクロミックシートを得た。
(Production of electrochromic sheet)
It is represented by the above formula (j) in 10 mL of a mixed solvent of 80 vol% acetonitrile and 20 vol% methylene chloride containing tetra-n-butylammonium hexafluorophosphate (Bu 4 NPF 6 ) as a supporting electrolyte at a concentration of 0.1 mol / L. 11.1 mg of thiophene oligomer was mixed. Cyclic voltammetry (CV) using a 1 cm × 1 cm indium tin oxide (ITO) electrode as a working electrode, a 1 cm × 1 cm platinum electrode as a counter electrode, and a standard hydrogen electrode (SCE) as a reference electrode for the resulting solution. ) At a sweep rate of 100 mV / s for 5 cycles between 0 and 1.4 V, and a blue-violet electroluminescent polymer comprising a π-electron conjugated polymer having a unit structure represented by the following formula (j ′) on the ITO electrode. A chromic sheet was obtained.

<評価>
(1)電気化学特性評価
陽極として実施例5〜10で得られたエレクトロクロミックシートが積層されたITO電極、陰極として白金電極及び参照電極としてSCEを用いて、電解液として0.1mol/Lテトラ−n−ブチルアンモニウムヘキサフルオロホスファート(BuNPF)のアセトニトリル溶液を用いて、サイクリックボルタンメトリー(CV)を行った。結果を図1〜6に示す。
<Evaluation>
(1) Evaluation of electrochemical properties An ITO electrode on which the electrochromic sheets obtained in Examples 5 to 10 were laminated as an anode, a platinum electrode as a cathode and SCE as a reference electrode, and a 0.1 mol / L tetra as an electrolyte. Cyclic voltammetry (CV) was performed using an acetonitrile solution of -n-butylammonium hexafluorophosphate (Bu 4 NPF 6 ). The results are shown in FIGS.

(2)光学特性評価
陽極として実施例5〜10で得られたエレクトロクロミックシートが積層されたITO電極、陰極として白金電極及び参照電極としてSCEを用い、図7〜12に記載の電圧を印加した際のUV−vis吸収スペクトルを測定した。結果を図7〜12に示す。
実施例5で得られたエレクトロクロミックシートは赤色であったが、1.1Vの電圧を印加することによって青色に変化した。実施例6で得られたエレクトロクロミックシートは赤色であったが、1.1Vの電圧を印加することによって青色に変化した。実施例7で得られたエレクトロクロミックシートは赤紫色であったが、1.1Vの電圧を印加することによって青紫色に変化した。実施例8で得られたエレクトロクロミックシートは赤色であったが、1.1Vの電圧を印加することによって青色に変化した。実施例9で得られたエレクトロクロミックシートは橙色であったが、1.2Vの電圧を印加することによって青紫色に変化した。実施例10で得られたエレクトロクロミックシートは青紫色であったが、1.2Vの電圧を印加することによって透明に近い青紫色に変化した。
(2) Optical characteristics evaluation The ITO electrodes on which the electrochromic sheets obtained in Examples 5 to 10 were laminated as anodes, platinum electrodes as cathodes and SCEs as reference electrodes, and the voltages shown in FIGS. The UV-vis absorption spectrum was measured. The results are shown in FIGS.
The electrochromic sheet obtained in Example 5 was red, but turned blue when a voltage of 1.1 V was applied. The electrochromic sheet obtained in Example 6 was red, but turned blue when a voltage of 1.1 V was applied. The electrochromic sheet obtained in Example 7 was reddish purple, but changed to blue purple by applying a voltage of 1.1V. The electrochromic sheet obtained in Example 8 was red, but turned blue when a voltage of 1.1 V was applied. The electrochromic sheet obtained in Example 9 was orange, but turned blue-violet when a voltage of 1.2 V was applied. The electrochromic sheet obtained in Example 10 was bluish purple, but changed to a bluish purple that was nearly transparent by applying a voltage of 1.2 V.

本発明によれば、多種のチオフェンモノマーを簡便に製造することができるチオフェンモノマーの製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、該チオフェンモノマーの製造方法を含むπ電子共役ポリマーの製造方法、及び、該π電子共役ポリマーの製造方法により得られるπ電子共役ポリマーを含有するエレクトロクロミックシートを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the thiophene monomer which can manufacture various thiophene monomers easily can be provided. The present invention also provides a method for producing a π-electron conjugated polymer including the method for producing the thiophene monomer, and an electrochromic sheet containing the π-electron conjugated polymer obtained by the method for producing the π-electron conjugated polymer. be able to.

Claims (8)

下記一般式(1)で表されるチタナシクロペンタジエン誘導体と、ハロゲン化物とを混合する工程を有することを特徴とする、下記一般式(2)で表されるチオフェンモノマーの製造方法。
(R、R、R、R、R及びRは、それぞれ独立に水素、ハロゲン又は炭素数1〜20の有機基を示し、R及びRは、それぞれ独立に炭素数1〜6の直鎖状又は分岐鎖状アルキル基を示す。)
(R、R10、R11及びR12は、それぞれ独立に水素、ハロゲン又は炭素数1〜20の有機基を示し、Xは2価の、置換基を有してもよいチオフェン、置換基を有してもよいチオフェンオキシド、置換基を有してもよいセレノフェン、置換基を有してもよいテルロフェン、置換基を有してもよい炭素数4〜8の共役ジエン又は置換基を有してもよいホスホールを示す。)
A method for producing a thiophene monomer represented by the following general formula (2), comprising a step of mixing a titanacyclopentadiene derivative represented by the following general formula (1) and a halide.
(R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 each independently represent hydrogen, halogen or an organic group having 1 to 20 carbon atoms, and R 7 and R 8 each independently represent carbon number. 1 to 6 linear or branched alkyl groups are shown.)
(R 9 , R 10 , R 11 and R 12 each independently represent hydrogen, halogen or an organic group having 1 to 20 carbon atoms, X 1 is a divalent thiophene which may have a substituent, substituted A thiophene oxide which may have a group, a selenophene which may have a substituent, a tellurophen which may have a substituent, a conjugated diene having 4 to 8 carbon atoms which may have a substituent or a substituent. (The phosphole which may have is shown.)
下記一般式(3)で表されるチタナシクロペンタジエン誘導体と、ハロゲン化物とを混合する工程を有することを特徴とする、下記一般式(4)で表されるチオフェンモノマーの製造方法。
(R13及びR14は、それぞれ独立に水素、ハロゲン又は炭素数1〜20の有機基を示し、環A及び環Aは、それぞれ独立に置換基を有してもよい5員環又は6員環の芳香族複素環又はシクロアルケン環を示し、R15及びR16は、それぞれ独立に炭素数1〜6の直鎖状又は分岐鎖状アルキル基を示す。)
(環A及び環Aは、それぞれ独立に置換基を有してもよい5員環又は6員環の芳香族複素環又はシクロアルケン環を示し、Xは2価の、置換基を有してもよいチオフェン、置換基を有してもよいチオフェンオキシド、置換基を有してもよいセレノフェン、置換基を有してもよいテルロフェン、置換基を有してもよい炭素数4〜8の共役ジエン又は置換基を有してもよいホスホールを示す。)
A method for producing a thiophene monomer represented by the following general formula (4), comprising a step of mixing a titanacyclopentadiene derivative represented by the following general formula (3) and a halide.
(R 13 and R 14 each independently represent hydrogen, halogen, or an organic group having 1 to 20 carbon atoms, and ring A 1 and ring A 2 each independently represent a 5-membered ring which may have a substituent or A 6-membered aromatic heterocyclic ring or a cycloalkene ring is shown, and R 15 and R 16 each independently represent a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)
(Ring A 3 and Ring A 4 each independently represent a 5-membered or 6-membered aromatic heterocyclic ring or cycloalkene ring which may have a substituent, and X 2 represents a divalent substituent. Thiophene which may have, thiophene oxide which may have a substituent, selenophene which may have a substituent, tellurophen which may have a substituent, carbon number which may have a substituent 4 to 4 8 conjugated dienes or phospholes optionally having substituents.)
不活性ガス雰囲気下でチタナシクロペンタジエン誘導体と、ハロゲン化物とを混合する工程を有することを特徴とする請求項1又は2記載のチオフェンモノマーの製造方法。 The method for producing a thiophene monomer according to claim 1 or 2, further comprising a step of mixing a titanacyclopentadiene derivative and a halide under an inert gas atmosphere. −40℃以下でチタナシクロペンタジエン誘導体と、ハロゲン化物とを混合する工程を有することを特徴とする請求項1、2又は3記載のチオフェンモノマーの製造方法。 The method for producing a thiophene monomer according to claim 1, 2 or 3, further comprising a step of mixing a titanacyclopentadiene derivative and a halide at -40 ° C or lower. ハロゲン化物は、塩化硫黄、塩化セレン、四塩化テルル、塩化チオニル、塩化水素、フェニルスルフェニルクロリド、フェニルクロロセレニド及びジクロロフェニルホスフィンからなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1、2、3又は4記載のチオフェンモノマーの製造方法。 The halide is at least one selected from the group consisting of sulfur chloride, selenium chloride, tellurium tetrachloride, thionyl chloride, hydrogen chloride, phenylsulfenyl chloride, phenylchloroselenide and dichlorophenylphosphine. The manufacturing method of the thiophene monomer of 1, 2, 3, or 4. 請求項1、2、3、4又は5記載のチオフェンモノマーの製造方法によりチオフェンモノマーを得る工程と、
前記チオフェンモノマーを重合することにより、下記一般式(5)又は(6)で表される単位構造を有するπ電子共役ポリマーを得る工程とを有する
ことを特徴とするπ電子共役ポリマーの製造方法。
(R17、R18、R19及びR20は、それぞれ独立に水素、ハロゲン又は炭素数1〜20の有機基を示し、Xは2価の、置換基を有してもよいチオフェン、置換基を有してもよいチオフェンオキシド、置換基を有してもよいセレノフェン、置換基を有してもよいテルロフェン、置換基を有してもよい炭素数4〜8の共役ジエン又は置換基を有してもよいホスホールを示し、nは整数を示す。)
(環A及び環Aは、それぞれ独立に置換基を有してもよい5員環又は6員環の芳香族複素環又はシクロアルケン環を示し、Xは2価の、置換基を有してもよいチオフェン、置換基を有してもよいチオフェンオキシド、置換基を有してもよいセレノフェン、置換基を有してもよいテルロフェン、置換基を有してもよい炭素数4〜8の共役ジエン又は置換基を有してもよいホスホールを示し、nは整数を示す。)
Obtaining a thiophene monomer by the method for producing a thiophene monomer according to claim 1, 2, 3, 4 or 5,
And a step of obtaining a π-electron conjugated polymer having a unit structure represented by the following general formula (5) or (6) by polymerizing the thiophene monomer.
(R 17 , R 18 , R 19 and R 20 each independently represent hydrogen, halogen or an organic group having 1 to 20 carbon atoms, and X 3 is a divalent thiophene which may have a substituent, substituted A thiophene oxide which may have a group, a selenophene which may have a substituent, a tellurophen which may have a substituent, a conjugated diene having 4 to 8 carbon atoms which may have a substituent or a substituent. (The phosphole which may have is shown, and n shows an integer.)
(Ring A 5 and Ring A 6 each independently represent a 5-membered or 6-membered aromatic heterocyclic ring or cycloalkene ring which may have a substituent, and X 4 represents a divalent substituent. Thiophene which may have, thiophene oxide which may have a substituent, selenophene which may have a substituent, tellurophen which may have a substituent, carbon number which may have a substituent 4 to 4 8 is a conjugated diene or a phosphole optionally having a substituent, and n is an integer.)
請求項1、2、3、4又は5記載のチオフェンモノマーの製造方法によりチオフェンモノマーを得る工程において、チオフェンモノマーを電解重合法により重合することを特徴とする請求項6記載のπ電子共役ポリマーの製造方法。 The π-electron conjugated polymer according to claim 6, wherein in the step of obtaining the thiophene monomer by the method for producing a thiophene monomer according to claim 1, the thiophene monomer is polymerized by an electrolytic polymerization method. Production method. 請求項6又は7記載のπ電子共役ポリマーの製造方法により得られるπ電子共役ポリマーを含有することを特徴とするエレクトロクロミックシート。 An electrochromic sheet comprising a π-electron conjugated polymer obtained by the method for producing a π-electron conjugated polymer according to claim 6.
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