JP2017171746A - Water-soluble conductive copolymer, method for producing the same, and aqueous solution thereof - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel water-soluble copolymer having high conductivity, an aqueous solution thereof, and a use therefor.SOLUTION: A copolymer has the ratio of formula M1/formula M2 (mole/mole) of 1-9999.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、新規なポリチオフェン構造を有する水溶性導電性共重合体、その製造方法、及びその水溶液に関する。   The present invention relates to a water-soluble conductive copolymer having a novel polythiophene structure, a production method thereof, and an aqueous solution thereof.

水溶性導電性高分子は、電子線リソグラフィーによる半導体の回路パターン形成時に使用されるレジストの帯電防止膜形成材料及びコンデンサの固体電解質等への応用が検討されている。   Application of the water-soluble conductive polymer to a resist antistatic film forming material used for forming a circuit pattern of a semiconductor by electron beam lithography, a solid electrolyte of a capacitor, and the like has been studied.

これまでに水溶性導電性高分子として、ポリチオフェンアルカンスルホン酸(例えば、特許文献1)、ポリイソチアナフテンスルホン酸(例えば、特許文献2)、直鎖のアルキレンスルホン酸基が置換したポリ(4−(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b][1,4]ジオキシン−2−イルメトキシ)−1−ブタンスルホン酸)(PEDT−S)、分岐のアルキレンスルホン酸が置換したポリチオフェン等が報告されている(例えば、特許文献3及び4、非特許文献1及び2参照)。   So far, polythiophene alkanesulfonic acid (for example, Patent Document 1), polyisothianaphthenesulfonic acid (for example, Patent Document 2), poly (4) substituted with a linear alkylenesulfonic acid group as a water-soluble conductive polymer. -(2,3-dihydrothieno [3,4-b] [1,4] dioxin-2-ylmethoxy) -1-butanesulfonic acid) (PEDT-S), polythiophene substituted with branched alkylenesulfonic acid, etc. are reported (For example, refer to Patent Documents 3 and 4 and Non-Patent Documents 1 and 2).

特公平8−13873号公報Japanese Patent Publication No.8-13873 特許第3182239号明細書Japanese Patent No. 3182239 特許第4974095号明細書Japanese Patent No. 4974095 国際公開第2014/007299号明細書International Publication No. 2014/007299 Specification

Chemisty Materials,21,1815−1821(2009)Chemisty Materials, 21, 1815-1821 (2009) Advanced Materials,23(38),4403−4408(2011)Advanced Materials, 23 (38), 4403-4408 (2011)

背景技術に記載した固体電解コンデンサの用途においては、ポリスチレンスルホン酸(=PSS)等の水溶性高分子ドーパントの存在下に、3,4−エチレンジオキシチオフェン(EDOT)を重合させた導電性ポリチオフェンでPEDOT:PSSの適用が検討されている。しかし、当該PEDOT:PSSは、高導電性を示すものの、粒子径が数十nm〜数百nmの分散溶液であるため、誘電体である酸化アルミナ及び酸化タンタル等が有する当該粒子径より小さい細孔に十分浸透することができず、その結果、静電容量、等価直列抵抗等の点で十分な性能が発揮されないという課題があった。   In the use of the solid electrolytic capacitor described in the background art, conductive polythiophene obtained by polymerizing 3,4-ethylenedioxythiophene (EDOT) in the presence of a water-soluble polymer dopant such as polystyrene sulfonic acid (= PSS). The application of PEDOT: PSS is being studied. However, although PEDOT: PSS exhibits high conductivity, it is a dispersion solution having a particle diameter of several tens to several hundreds of nanometers. Therefore, the PEDOT: PSS is smaller than the particle diameter of the dielectric alumina, tantalum oxide, and the like. As a result, there was a problem that sufficient performance could not be exhibited in terms of capacitance, equivalent series resistance and the like.

一方、上述の外部ドープ型であるPEDOT:PSSとは異なる自己ドープ型のポリチオフェンであるPEDT−S、分岐のアルキレンスルホン酸が置換したポリチオフェンは、高導電性でありながら粒子径が0.8nm以下と細孔への浸透性に優れるものの、例えば、高分子基材に塗布した場合、ポリチオフェンが均一に塗布できないという課題があった。   On the other hand, PEDT-S, which is a self-doped polythiophene different from the above-mentioned externally doped PEDOT: PSS, and polythiophene substituted with a branched alkylene sulfonic acid have a particle size of 0.8 nm or less while being highly conductive. For example, when applied to a polymer substrate, polythiophene cannot be uniformly applied.

本発明は、上記の背景技術に鑑みてなされたものであり、その目的は、高い導電性を示しながら塗布性に優れた新規なチオフェン共重合体及びその水溶液を提供することである。   The present invention has been made in view of the above-described background art, and an object thereof is to provide a novel thiophene copolymer excellent in coatability while exhibiting high conductivity and an aqueous solution thereof.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、特定の分岐構造のアルキレンスペーサーを有する水溶性のチオフェン化合物から誘導される繰り返し単位と特定のコモノマーから誘導される繰り返し単位を含む共重合体が導電性と塗布性に優れることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a repeating unit derived from a water-soluble thiophene compound having an alkylene spacer having a specific branched structure and a repeating unit derived from a specific comonomer. The present inventors have found that the copolymer to be contained is excellent in conductivity and coatability and have completed the present invention.

すなわち、本発明は以下に示すとおりチオフェン化合物から誘導される繰り返し単位とコモノマーから誘導される繰り返し単位を含む共重合体、その製造方法、及びその水溶液に関するものである。   That is, the present invention relates to a copolymer containing a repeating unit derived from a thiophene compound and a repeating unit derived from a comonomer, a production method thereof, and an aqueous solution thereof as described below.

より詳細には、本願発明は、下記式(M1)で表される繰り返し単位(以下、「チオフェンモノマー単位」という)、及び下記式(M2)で表される繰り返し単位(以下、「コモノマー単位」という)を含んでなり、チオフェンモノマー単位及びコモノマー単位は自己ドープされていてもよく、且つチオフェンモノマー単位/コモノマー単位(モル/モル)の比が1〜9999であることを特徴とする共重合体、その製造方法、及びその水溶液を提供することを目的とする。   More specifically, the present invention relates to a repeating unit represented by the following formula (M1) (hereinafter referred to as “thiophene monomer unit”) and a repeating unit represented by the following formula (M2) (hereinafter referred to as “comonomer unit”). And a thiophene monomer unit and a comonomer unit may be self-doped, and a ratio of thiophene monomer unit / comonomer unit (mol / mol) is 1 to 9999. An object of the present invention is to provide a production method thereof and an aqueous solution thereof.

Figure 2017171746
Figure 2017171746

(式中、Rは、繰返し単位ごとに同じでも異なっていてもよく、炭素数1〜6の鎖状、分岐状、若しくは環状アルキル基、又はフッ素原子を表す。Mは、繰返し単位ごとに異なっていてもよく、水素イオン、アルカリ金属イオン、又はアミン化合物の共役酸を表す。qは、1から4の整数を表す。) (In the formula, R may be the same or different for each repeating unit, and represents a chain, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a fluorine atom. M is different for each repeating unit. And represents a hydrogen ion, an alkali metal ion, or a conjugate acid of an amine compound, and q represents an integer of 1 to 4.)

本発明によるポリチオフェン構造を有する共重合体は、従来の水溶性導電性高分子と比較して、より高い導電性と優れた塗布性を有する。このため、電子線リソグラフィーによる半導体の回路パターン形成時に使用されるレジストの帯電防止膜形成材料及びコンデンサの固体電解質としての使用が可能であり、産業上極めて有用である。   The copolymer having a polythiophene structure according to the present invention has higher conductivity and excellent coatability as compared with conventional water-soluble conductive polymers. Therefore, it can be used as a material for forming an antistatic film for a resist used when forming a semiconductor circuit pattern by electron beam lithography and as a solid electrolyte for a capacitor, and is extremely useful in the industry.

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本願の共重合体は、下記一般式(M1)でチオフェンモノマー単位、及び下記一般式(M2)で表されるコモノマー単位を含んでなり、チオフェンモノマー単位及びコモノマー単位は、繰り返し単位毎に自己ドープされていてもよく、且つチオフェンモノマー単位/コモノマー単位(モル/モル)の比が1〜9999であるものである。   The copolymer of the present application comprises a thiophene monomer unit represented by the following general formula (M1) and a comonomer unit represented by the following general formula (M2). The thiophene monomer unit and the comonomer unit are self-doped for each repeating unit. The ratio of thiophene monomer unit / comonomer unit (mol / mol) is 1 to 9999.

Figure 2017171746
Figure 2017171746

(式中、Rは、繰返し単位ごとに同じでも異なっていてもよく、炭素数1〜6の鎖状、分岐状、若しくは環状アルキル基、又はフッ素原子を表す。Mは、繰返し単位ごとに異なっていてもよく、水素イオン、アルカリ金属イオン、又はアミン化合物の共役酸を表す。qは、1から4の整数を表す。)
上記式(M1)中、Rは、炭素数1〜6の鎖状、分岐状、若しくは環状アルキル基、又はフッ素原子を表す。炭素数1〜6の鎖状、分岐状、若しくは環状アルキル基としては、特に限定するものではないが、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、シクロペンチル基、n−へキシル基、2−エチルブチル基、シクロヘキシル基、又はn−オクチル基等が挙げられる。
(In the formula, R may be the same or different for each repeating unit, and represents a chain, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a fluorine atom. M is different for each repeating unit. And represents a hydrogen ion, an alkali metal ion, or a conjugate acid of an amine compound, and q represents an integer of 1 to 4.)
In the above formula (M1), R represents a chain, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a fluorine atom. Although it does not specifically limit as a C1-C6 linear, branched or cyclic alkyl group, For example, a methyl group, an ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group , Sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, tert-pentyl group, cyclopentyl group, n-hexyl group, 2-ethylbutyl group, cyclohexyl group, or n-octyl group, etc. Is mentioned.

上記式(M1)中、Mは水素イオン、又はアミン化合物の共役酸を表す。   In the above formula (M1), M represents a hydrogen ion or a conjugate acid of an amine compound.

前記アルカリ金属イオンとしては、特に限定するものではないが、例えば、Liイオン、Naイオン、及びKイオンからなる群より選ばれるアルカリ金属イオンが挙げられる。   Although it does not specifically limit as said alkali metal ion, For example, the alkali metal ion chosen from the group which consists of Li ion, Na ion, and K ion is mentioned.

前記アミン化合物の共役酸は、アミン化合物にプロトンが付加したカチオン化合物を表す。当該アミン化合物としては、特に限定するものではないが、例えば、アンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等(以上、一般式N(R)(R)(R)で表されるアミン化合物)のsp混成軌道を有するアミン化合物、ピリジン、2−メチルピリジン、3−メチルピリジン、4−メチルピリジンピリジン(以上、ピリジン類)、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、1−メチルイミダゾール(以上、イミダゾール類)等のsp混成軌道を有するアミン化合物等が挙げられる。 The conjugate acid of the amine compound represents a cationic compound in which a proton is added to the amine compound. The amine compound is not particularly limited, and examples thereof include ammonia, methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine and the like (the general formula N (R 1 ) Amine compound having sp 3 hybrid orbital of (R 2 ) (R 3 ) (amine compound represented by (R 3 )), pyridine, 2-methylpyridine, 3-methylpyridine, 4-methylpyridinepyridine (hereinafter referred to as pyridines) , Imidazole, 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, amine having sp 2 hybrid orbital such as 1-methylimidazole (above, imidazoles) Compound etc. It is below.

なお、当該R〜Rは、各々独立して、水素原子、又は置換基を有していてもよい総炭素数1〜40のアルキル基を表わす。このうち、R〜Rは、各々独立して、水素原子、又は置換基を有していてもよい総炭素数1〜20のアルキル基であることがより好ましく、置換基を有していてもよい総炭素数1〜6のアルキル基であることがより好ましく、各々独立して、水素原子、又は炭素数1〜6の直鎖状、分岐状、若しくは環状アルキル基であることがさらに好ましい。 Note that R 1 to R 3 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 40 carbon atoms which may have a substituent. Among these, it is more preferable that R 1 to R 3 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent, and has a substituent. More preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in total, each independently being a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. preferable.

ここで、置換基を有していてもよい総炭素数1〜40のアルキル基、置換基を有していてもよい総炭素数1〜20のアルキル基としては、特に限定するものではないが、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、2−ヒドロキシエチル基、3−ヒドロキシプロピル基、2−ヒドロキシプロピル基、2,3−ジヒドロキシプロピル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、ヒドロキシエトキシエチル基、ヒドロキシエトキシエトキシエチル基、ベンジル基、フェネチル基、又はアミノエチル基等が挙げられる。   Here, the alkyl group having 1 to 40 carbon atoms which may have a substituent and the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent are not particularly limited. For example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, t-butyl group, n-hexyl group, cyclohexyl group, 2-hydroxyethyl group, 3-hydroxypropyl group, 2 -Hydroxypropyl group, 2,3-dihydroxypropyl group, methoxymethyl group, ethoxymethyl group, hydroxyethoxyethyl group, hydroxyethoxyethoxyethyl group, benzyl group, phenethyl group, aminoethyl group and the like.

前記炭素数1〜6の直鎖状、分岐状、若しくは環状アルキル基としては、特に限定するものではないが、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、又はシクロヘキシル基等が挙げられる。   The linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is not particularly limited, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, and an n-butyl group. Group, t-butyl group, n-hexyl group, cyclohexyl group and the like.

置換基を有していてもよい総炭素数1〜6のアルキル基としては、特に限定するものではないが、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、2−ヒドロキシエチル基、3−ヒドロキシプロピル基、2−ヒドロキシプロピル基、2,3−ジヒドロキシプロピル基メトキシメチル基、エトキシメチル基、ヒドロキシエトキシエチル基、ヒドロキシエトキシエトキシエチル基、アミノエチル基等が挙げられる。   Although it does not specifically limit as a C1-C6 alkyl group which may have a substituent, For example, a methyl group, an ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl Group, t-butyl group, n-hexyl group, cyclohexyl group, 2-hydroxyethyl group, 3-hydroxypropyl group, 2-hydroxypropyl group, 2,3-dihydroxypropyl group, methoxymethyl group, ethoxymethyl group, hydroxyethoxy Examples thereof include an ethyl group, a hydroxyethoxyethoxyethyl group, and an aminoethyl group.

このうち、置換基R〜Rとしては、より好ましくは水素原子、又はメチル基が挙げられる。また、R〜Rが置換基を有するアルキル基である場合の当該置換基としては、例えば、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜20のアリール基、ヒドロキシ基、アミノ基、アルキルエーテル基、アリールエーテル基、チオール基、アルキルスルフィド基、又はカルボキシル基等が挙げることができ、より好ましくは、2−ヒドロキシエチル基、3−ヒドロキシプロピル基、2−ヒドロキシプロピル基、2,3−ジヒドロキシプロピル基等のヒドロキシ基を有するアルキル基が挙げられる。 Of these, the substituents R 1 to R 3 are more preferably a hydrogen atom or a methyl group. Examples of the substituent when R 1 to R 3 are alkyl groups having a substituent include, for example, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group having 1 to 20 carbon atoms, a hydroxy group, an amino group, Examples thereof include an alkyl ether group, an aryl ether group, a thiol group, an alkyl sulfide group, or a carboxyl group, and more preferably a 2-hydroxyethyl group, a 3-hydroxypropyl group, a 2-hydroxypropyl group, 2, 3 -An alkyl group having a hydroxy group such as a dihydroxypropyl group.

又、前記のイミダゾール類としては、総炭素数3〜20のイミダゾール化合物が好ましく、特に限定するものではないが、例えば、イミダゾール、N−メチルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール等が挙げられる。   Moreover, as said imidazole, a C3-C20 imidazole compound is preferable, Although it does not specifically limit, For example, imidazole, N-methylimidazole, 1, 2- dimethylimidazole etc. are mentioned.

前記のピリジン類としては、総炭素数3〜20のピリジン化合物が好ましく、特に限定するものではないが、例えば、ピリジン、ピコリン、ルチジン等を挙げることができる。これらのうち、より好ましくは、イミダゾールである。   The pyridines are preferably pyridine compounds having 3 to 20 carbon atoms, and are not particularly limited. Examples thereof include pyridine, picoline, and lutidine. Of these, imidazole is more preferable.

すなわち、Mは、共重合体の水溶性と塗布性の観点から、水素イオン、アルカリ金属イオン、又はアンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、N−メチルエタノールアミン、3−アミノ−1,2−プロパンジオール,N−メチル−3−アミノ−1,2−プロパンジオール,ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ピリジン、メチルピリジン、イミダゾール、及びメチルイミダゾールからなる群から選ばれるアミンの共役酸であることが好ましく、水素イオン、Liイオン、Naイオン、Kイオン、又は、アンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ピリジン、及びイミダゾールからなる群から選ばれるアミンの共役酸であることがより好ましい。   That is, M is a hydrogen ion, an alkali metal ion, or ammonia, trimethylamine, triethylamine, monoethanolamine, N-methylethanolamine, 3-amino-1,2-, from the viewpoint of water solubility and coatability of the copolymer. It is preferably a conjugate acid of an amine selected from the group consisting of propanediol, N-methyl-3-amino-1,2-propanediol, diethanolamine, triethanolamine, pyridine, methylpyridine, imidazole, and methylimidazole, Hydrogen ion, Li ion, Na ion, K ion, or a conjugate acid of an amine selected from the group consisting of ammonia, trimethylamine, triethylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, pyridine, and imidazole. It is more preferable.

本願の共重合体は、チオフェンモノマー単位/コモノマー単位(モル/モル)の比が1〜9999である。チオフェンモノマー単位/コモノマー単位(モル/モル)の比が1より小さい場合は、共重合体は水溶性が低下する傾向があり、本願特有の発明の効果を十分に発揮できない為、避けるべきである。また、チオフェンモノマー単位/コモノマー単位(モル/モル)の比が9999より大きい場合は、塗布性が劣る傾向があり本願特有の発明の効果を十分に発揮できない為、避けるべきである。   The copolymer of the present application has a ratio of thiophene monomer unit / comonomer unit (mol / mol) of 1 to 9999. If the ratio of thiophene monomer unit / comonomer unit (mole / mole) is less than 1, the copolymer tends to be poor in water solubility, and the effects of the invention unique to the present application cannot be fully exhibited, and should be avoided. . Further, when the ratio of thiophene monomer unit / comonomer unit (mole / mole) is larger than 9999, the applicability tends to be inferior, and the effect of the invention unique to the present application cannot be sufficiently exhibited.

なお、共重合体の水溶性と塗布性の観点から、チオフェンモノマー単位/コモノマー単位(モル/モル)の比は1〜999であることがより好ましく、2〜99であることがより好ましい。   In addition, from the viewpoint of water solubility and coatability of the copolymer, the ratio of thiophene monomer unit / comonomer unit (mol / mol) is more preferably 1 to 999, and more preferably 2 to 99.

本願の共重合体において、qは、1から4の整数を表す。なお、共重合体の水溶性と塗布性の観点から、qは2から4であることが好ましく、3であることがより好ましい。   In the copolymer of the present application, q represents an integer of 1 to 4. In addition, from the viewpoint of water solubility and coatability of the copolymer, q is preferably 2 to 4, and more preferably 3.

本願の共重合体は、下記式(1)で表されるチオフェン化合物と下記式(2)で表されるチオフェン化合物との共重合体である。本願の共重合体は、更に具体的には、上記式(1)で表されるチオフェン化合物の側鎖のスルホ基又はスルホナート基がp型ドーパントとして作用した自己ドープ型の導電性コポリマーであり、例えば、下記一般式(3)のように表すことができる。   The copolymer of the present application is a copolymer of a thiophene compound represented by the following formula (1) and a thiophene compound represented by the following formula (2). More specifically, the copolymer of the present application is a self-doped conductive copolymer in which a side chain sulfo group or sulfonate group of the thiophene compound represented by the above formula (1) acts as a p-type dopant, For example, it can be expressed as the following general formula (3).

Figure 2017171746
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(式中、R、M及びqは上記式(M1)及び(M2)と同義を示す。m、nは繰り返し単位の存在比率を表し、3≦m/n≦9999を満たす実数である。)
上記式(3)において、上記式(C)は、下記式(2)で表されるチオフェン化合物に由来するものであり、上記式(D)は、側鎖のスルホ基又はスルホナート基により上記式(C)が酸化された状態を表す。また、上記式(A)は、下記式(1)で表されるチオフェン化合物に由来するものであり、上記式(B)は上記式(A)の酸化状態を表す。
(In the formula, R, M and q have the same meanings as in the above formulas (M1) and (M2). M and n represent the abundance ratio of repeating units and are real numbers satisfying 3 ≦ m / n ≦ 9999.)
In the above formula (3), the above formula (C) is derived from the thiophene compound represented by the following formula (2), and the above formula (D) is represented by the above formula by the side chain sulfo group or sulfonate group. (C) represents an oxidized state. Moreover, the said formula (A) originates in the thiophene compound represented by following formula (1), and the said formula (B) represents the oxidation state of the said formula (A).

すなわち、上記式(3)において、上記(A)又は(B)で表される繰り返し単位(所謂、チオフェンモノマー単位)と、(C)又は(D)で表される繰り返し単位(所謂、コモノマー単位)とを含む共重合体を表し、必ずしもその単位を連続して含む共重合体に限定されず、所望の導電性を有する限りにおいては、ランダム共重合体のようにπ共役系主鎖に不連続に繰り返し単位を含む共重合体であってもよい。   That is, in the above formula (3), the repeating unit represented by the above (A) or (B) (so-called thiophene monomer unit) and the repeating unit represented by (C) or (D) (so-called comonomer unit). ), And is not necessarily limited to a copolymer containing the units continuously, and as long as it has the desired conductivity, it is not present in the π-conjugated main chain as in the random copolymer. It may be a copolymer containing repeating units continuously.

本願の共重合体は、下記一般式(1)で表されるチオフェン化合物と上記式(2)で表されるチオフェン化合物を、水又はアルコール溶媒中、酸化剤の存在下に重合させることによって製造することができる。   The copolymer of the present application is produced by polymerizing a thiophene compound represented by the following general formula (1) and a thiophene compound represented by the above formula (2) in the presence of an oxidizing agent in water or an alcohol solvent. can do.

Figure 2017171746
Figure 2017171746

[上記式(1)中、R、qは一般式(M1)及び(M2)のR、qと同義。]
また、本発明の共重合体において、上記式(1)、(2)で表されるチオフェン化合物の比率は特に限定されないが、前記チオフェンモノマー単位/前記コモノマー単位(モル/モル)の比が1〜9999となるものであり、基本的には、式(1)で表されるチオフェン化合物/式(2)で表されるチオフェン化合物(モル/モル)の比が1〜9999であることが好ましい。なお、共重合体の水溶性と塗布性の観点から、上記式(2)で表されるチオフェン化合物の量が、上記式(1)及び(2)で表されるチオフェン化合物の総和量に対して、0.01mol%以上50mol%以下であることがより好ましい。
[In the formula (1), R and q have the same meanings as R and q in the general formulas (M1) and (M2). ]
In the copolymer of the present invention, the ratio of the thiophene compounds represented by the above formulas (1) and (2) is not particularly limited, but the ratio of the thiophene monomer unit / the comonomer unit (mol / mol) is 1. It is preferable that the ratio of the thiophene compound represented by the formula (1) / the thiophene compound represented by the formula (2) (mol / mol) is basically 1 to 9999. . From the viewpoint of water solubility and coatability of the copolymer, the amount of the thiophene compound represented by the above formula (2) is based on the total amount of the thiophene compounds represented by the above formulas (1) and (2). And more preferably 0.01 mol% or more and 50 mol% or less.

本発明の共重合体の重量平均分子量は、特に限定するものではないが、ポリスチレンスルホン酸換算で通常1千〜100万の範囲であることが好ましく、水溶性導電性ポリマー用途として好ましくは1千〜20万の範囲である。ポリマーから未反応のモノマーや低分子不純物及び無機塩を除去する観点から、より好ましくは1.5千〜10万の範囲である。   The weight average molecular weight of the copolymer of the present invention is not particularly limited, but it is usually preferably in the range of 1,000 to 1,000,000 in terms of polystyrene sulfonic acid, and preferably 1,000 for water-soluble conductive polymer applications. It is in the range of ~ 200,000. From the viewpoint of removing unreacted monomers, low-molecular impurities and inorganic salts from the polymer, the range of 1.5000 to 100,000 is more preferable.

本発明の共重合体は、上記式(1)で表されるチオフェン化合物と、上記式(2)で表されるチオフェン化合物とを、水又はアルコール溶媒中、酸化剤の存在下に重合させることにより製造できる。   The copolymer of the present invention is obtained by polymerizing the thiophene compound represented by the above formula (1) and the thiophene compound represented by the above formula (2) in water or an alcohol solvent in the presence of an oxidizing agent. Can be manufactured.

なお、上記式(1)で表されるチオフェン化合物と上記式(2)で表されるチオフェン化合物は、特に限定されないが、[上記式(1)で表されるチオフェン化合物の量/上記式(2)で表されるチオフェン化合物の総量]=1〜9999(モル比)の割合で重合させることが、共重合体の塗布性及び水溶性の観点から好ましい。   The thiophene compound represented by the above formula (1) and the thiophene compound represented by the above formula (2) are not particularly limited, but [the amount of the thiophene compound represented by the above formula (1) / the above formula ( The total amount of thiophene compounds represented by 2)] is preferably polymerized at a ratio of 1 to 9999 (molar ratio) from the viewpoint of coatability and water solubility of the copolymer.

上記式(1)で表されるチオフェン化合物としては、具体的に、3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−メチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−エチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−プロピル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−ブチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−ペンチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−ヘキシル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−イソプロピル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−イソブチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−イソペンチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−フルオロ−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−メチル−1−プロパンスルホン酸カリウム、3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−メチル−1−プロパンスルホン酸、3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−メチル−1−プロパンスルホン酸アンモニウム、3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−メチル−1−プロパンスルホン酸トリエチルアンモニウム等が挙げられる。   Specific examples of the thiophene compound represented by the above formula (1) include 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1 -Sodium methyl-1-propanesulfonate, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-ethyl-1-propanesulfonic acid Sodium, sodium 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-propyl-1-propanesulfonate, 3-[(2, Sodium 3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-butyl-1-propanesulfonate, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4- b]-[1,4] Dioxy N-2-yl) methoxy] -1-pentyl-1-propanesulfonate, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] Sodium 1-hexyl-1-propanesulfonate, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-isopropyl-1-propane Sodium sulfonate, sodium 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-isobutyl-1-propanesulfonate, 3-[( 2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-isopentyl-1-propanesulfonate sodium, 3-[(2,3-dihydrothie [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-fluoro-1-propanesulfonic acid sodium salt, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]- [1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-methyl-1-propanesulfonate potassium, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2 -Yl) methoxy] -1-methyl-1-propanesulfonic acid, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-methyl -1-ammonium propanesulfonate, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-methyl-1-propanesulfonate triethylammonium Etc. .

なお、上記式(1)に例示したチオフェン化合物は、公知の方法(例えば、引用文献4)に従い、チエノ[3,4−b]−1,4−ジオキシン−2−メタノールと分岐したスルトン化合物から容易に合成できる。   The thiophene compound exemplified in the above formula (1) is obtained from a sultone compound branched with thieno [3,4-b] -1,4-dioxin-2-methanol according to a known method (for example, cited document 4). Easy to synthesize.

本重合反応に用いる溶媒は、水又はアルコール溶媒である。水としては、例えば、純水が挙げられ、蒸留水、イオン交換水でもよい。アルコール溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類が挙げられる。これらのアルコール溶媒は、単独でも使用しても、水と併用してもよい。これらの溶媒のうち、好ましくは水又はメタノールであり、より好ましくは水である。また、溶媒を脱気や窒素等の不活性ガスで置換していてもよい。   The solvent used in the polymerization reaction is water or an alcohol solvent. Examples of water include pure water, and may be distilled water or ion exchange water. Examples of the alcohol solvent include alcohols such as methanol, ethanol, propanol, and butanol. These alcohol solvents may be used alone or in combination with water. Of these solvents, water or methanol is preferable, and water is more preferable. In addition, the solvent may be replaced with an inert gas such as degassed or nitrogen.

本重合反応に用いる溶媒量は、例えば、上記式(1)で表されるチオフェン化合物と、上記式(2)で表されるチオフェン化合物とが溶解する量であり、特に限定するものではないが、上記式(1)で表されるチオフェン化合物と上記式(2)で表されるチオフェン化合物の総仕込量に対して0.1〜100重量倍の範囲が好ましく、1〜20重量倍の範囲がより好ましい。   The amount of solvent used in the polymerization reaction is, for example, an amount in which the thiophene compound represented by the above formula (1) and the thiophene compound represented by the above formula (2) are dissolved, and is not particularly limited. The range of 0.1 to 100 times by weight is preferable with respect to the total charged amount of the thiophene compound represented by the above formula (1) and the thiophene compound represented by the above formula (2), and the range of 1 to 20 times by weight Is more preferable.

本重合反応に用いる酸化剤は、酸化的脱水素化反応による酸化重合を進行させるものであり、特に限定するものではないが、例えば、過硫酸類、鉄塩(III)、過酸化水素、過マンガン酸塩、重クロム酸塩、硫酸セリウム(IV)、酸素等が挙げられ、これらを単独で又は二種以上を混合して使用しても良い。   The oxidizing agent used in the polymerization reaction is one that promotes oxidative polymerization by oxidative dehydrogenation reaction, and is not particularly limited. For example, persulfuric acid, iron salt (III), hydrogen peroxide, hydrogen peroxide, Manganates, dichromates, cerium (IV) sulfate, oxygen and the like can be mentioned, and these may be used alone or in admixture of two or more.

ここで、過硫酸類としては、具体的には、過硫酸、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム等が例示される。   Specific examples of the persulfuric acid include persulfuric acid, ammonium persulfate, sodium persulfate, and potassium persulfate.

また、鉄塩(III)としては、具体的には、FeCl、Fe(SO、過塩素酸鉄、パラ−トルエンスルホン酸鉄(III)等が例示される。これらは無水物を使用しても、水和物を使用してもよい。 Specific examples of the iron salt (III) include FeCl 3 , Fe 2 (SO 4 ) 3 , iron perchlorate, iron (III) para-toluenesulfonate, and the like. These may use anhydrides or hydrates.

また、過マンガン酸塩としては、具体的には、過マンガン酸ナトリウム、過マンガン酸カリウム、過マンガン酸マグネシウム等が例示される。   Specific examples of permanganate include sodium permanganate, potassium permanganate, and magnesium permanganate.

また、重クロム酸塩としては、具体的には、重クロム酸アンモニウム、重クロム酸カリウム等が例示される。   Specific examples of the dichromate include ammonium dichromate and potassium dichromate.

これらの酸化剤のうち、FeCl、Fe(SO、又は過硫酸塩と鉄塩(III)との併用系が特に好ましい。 Among these oxidizing agents, FeCl 3 , Fe 2 (SO 4 ) 3 , or a combined system of persulfate and iron salt (III) is particularly preferable.

本重合反応に用いる酸化剤の量としては、特に限定するものではないが、上記チオフェン化合物と上記コモノマーの仕込総モル数に対して、0.5〜50倍モルが好ましい。より好ましくは、1〜20倍モルである。更に好ましくは、1〜10倍モルである。   The amount of the oxidizing agent used for the main polymerization reaction is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 50 times the molar amount relative to the total number of moles charged of the thiophene compound and the comonomer. More preferably, it is 1-20 times mole. More preferably, it is 1-10 times mole.

本重合反応の圧力は、常圧、減圧、加圧のいずれであってもよい。   The pressure of the polymerization reaction may be normal pressure, reduced pressure, or increased pressure.

本重合反応の反応雰囲気は、大気中であっても、窒素やアルゴン等の不活性ガス中であってもよい。より好ましくは不活性ガス中である。   The reaction atmosphere of the polymerization reaction may be in the air or in an inert gas such as nitrogen or argon. More preferably, it is in an inert gas.

本重合反応の反応温度は、例えば、上記式(1)及び(2)で表されるチオフェン化合物を酸化重合できる温度であり、特に限定するものではないが、−10〜150℃の範囲が好ましく、5〜100℃の範囲が更に好ましい。   The reaction temperature of the main polymerization reaction is, for example, a temperature at which the thiophene compounds represented by the above formulas (1) and (2) can be subjected to oxidative polymerization, and is not particularly limited, but is preferably in the range of −10 to 150 ° C. The range of 5-100 degreeC is still more preferable.

本重合反応の反応時間は、例えば、上記式(1)で表されるチオフェン化合物と、上記式(2)で表されるチオフェン化合物との酸化重合が十分進行する時間であり、特に限定するものではないが、0.5〜200時間の範囲が好ましく、0.5〜80時間の範囲が更に好ましい。   The reaction time of the main polymerization reaction is, for example, a time during which oxidative polymerization of the thiophene compound represented by the above formula (1) and the thiophene compound represented by the above formula (2) proceeds sufficiently, and is particularly limited. However, the range of 0.5 to 200 hours is preferable, and the range of 0.5 to 80 hours is more preferable.

本重合反応の反応方法は、特に限定するものではないが、例えば、上記式(1)で表されるチオフェン化合物と、上記式(2)で表されるチオフェン化合物をあらかじめ水に溶解させ、これに酸化剤を一度に又はゆっくりと滴下してもよく、逆に酸化剤の固体又は水溶液に上記式(1)で表されるチオフェン化合物と、上記式(2)で表されるチオフェン化合物の水溶液を一度に又はゆっくりと滴下してもよい。また、2種以上の酸化剤を用いる場合には、各酸化剤を順次添加してもよい。   The reaction method of the present polymerization reaction is not particularly limited. For example, the thiophene compound represented by the above formula (1) and the thiophene compound represented by the above formula (2) are dissolved in water in advance. The oxidant may be added dropwise to the oxidant at once or, conversely, the thiophene compound represented by the above formula (1) and the thiophene compound represented by the above formula (2) in a solid or aqueous solution of the oxidant. May be dripped at once or slowly. Moreover, when using 2 or more types of oxidizing agents, you may add each oxidizing agent sequentially.

本重合反応で得られた本発明の共重合体の精製法としては、特に限定するものではないが、例えば、溶媒洗浄、再沈殿、遠心沈降、限外ろ過、透析、イオン交換樹脂処理等が挙げられる。それぞれ単独で行っても又は組み合わせても良い。   The purification method of the copolymer of the present invention obtained by the main polymerization reaction is not particularly limited, and examples thereof include solvent washing, reprecipitation, centrifugal sedimentation, ultrafiltration, dialysis, and ion exchange resin treatment. Can be mentioned. Each may be performed alone or in combination.

本発明の共重合体の典型的な単離精製方法は、例えば、以下のとおりである。   A typical isolation and purification method for the copolymer of the present invention is, for example, as follows.

まず、重合反応後の水溶液をアセトン等の貧溶媒に添加し、共重合体を沈殿させた後、減圧ろ過で得た共重合体を当該貧溶媒でろ液が無色透明になるまで洗浄する。この共重合体に、水に不溶なFe塩が含まれている場合、一度水酸化ナトリウム水溶液中に添加し、水に溶解し、MがNaイオンであるNa塩型共重合体に変換することが好ましい。   First, the aqueous solution after the polymerization reaction is added to a poor solvent such as acetone to precipitate the copolymer, and then the copolymer obtained by filtration under reduced pressure is washed with the poor solvent until the filtrate is colorless and transparent. When this copolymer contains an Fe salt that is insoluble in water, it must be added once to an aqueous sodium hydroxide solution, dissolved in water, and converted to a Na salt type copolymer in which M is Na ion. Is preferred.

次に、これをアルコール等の貧溶媒に添加して共重合体を沈殿させるとともに、アルカリ分を除去し、減圧濾過により得た固体をアルコール等の貧溶媒で洗浄する。次いでアセトン等の貧溶媒で洗浄し、Na塩型共重合体を得る。   Next, this is added to a poor solvent such as alcohol to precipitate the copolymer, the alkali is removed, and the solid obtained by filtration under reduced pressure is washed with a poor solvent such as alcohol. Next, it is washed with a poor solvent such as acetone to obtain a Na salt type copolymer.

得られたNa塩型共重合体を、引き続き、Mが水素イオンであるH型共重合体に変換する場合には、陽イオン交換樹脂で処理する。処理方法としては、例えば、得られたNa塩型共重合体の水溶液を陽イオン交換樹脂が充填されたカラムに通液させる方法や、陽イオン交換樹脂を水溶液に添加するボディーフィード法等が挙げられる。   When the obtained Na salt type copolymer is subsequently converted to an H type copolymer in which M is a hydrogen ion, it is treated with a cation exchange resin. Examples of the treatment method include a method in which an aqueous solution of the obtained Na salt type copolymer is passed through a column filled with a cation exchange resin, a body feed method in which the cation exchange resin is added to the aqueous solution, and the like. It is done.

又、別の方法として、重合後の水溶液を、限外ろ過により過剰の無機塩、未反応のモノマーを除去したのち、得られたNa型ポリマーを陽イオン交換処理することでもH型共重合体を得ることができる。更に、微量の陰イオンの除去を目的に陰イオン交換処理してもよい。
このようにして得られた水溶液を粗濃縮し、アセトン等の貧溶媒に添加して沈殿させ、減圧ろ過して得た固体を当該貧溶媒でよく洗い、減圧乾燥してH型共重合体が得られる。
As another method, the aqueous solution after polymerization is ultrafiltered to remove excess inorganic salts and unreacted monomers, and the resulting Na-type polymer is then subjected to cation exchange treatment to form an H-type copolymer. Can be obtained. Further, anion exchange treatment may be performed for the purpose of removing a small amount of anions.
The aqueous solution thus obtained was roughly concentrated, added to a poor solvent such as acetone and precipitated, and the solid obtained by filtration under reduced pressure was thoroughly washed with the poor solvent and dried under reduced pressure to obtain an H-type copolymer. can get.

更に、各種アンモニウム塩との塩を形成させる場合には、例えば、H塩型共重合体の水溶液に、各種アミン化合物又はアンモニウム塩の原液若しくはその水溶液又はその他適当な溶媒で希釈したものを加えることで容易にMがNH であるアンモニウム塩型共重合体に変換することができる。例えば、アンモニア水で処理した場合には、反応液を粗濃縮し、その水溶液をアセトン等の貧溶媒に添加して共重合体を沈殿させた後、減圧濾過により得た固体を当該貧溶媒で洗浄し、減圧乾燥することでアンモニウム塩型共重合体が得られる。 Furthermore, when forming a salt with various ammonium salts, for example, adding various amine compounds or ammonium salt stock solutions or aqueous solutions thereof, or those diluted with an appropriate solvent to an aqueous solution of an H salt copolymer. It can be easily converted into an ammonium salt type copolymer in which M is NH 4 + . For example, in the case of treatment with aqueous ammonia, the reaction solution is roughly concentrated, the aqueous solution is added to a poor solvent such as acetone to precipitate the copolymer, and then the solid obtained by vacuum filtration is added to the poor solvent. An ammonium salt copolymer is obtained by washing and drying under reduced pressure.

重合後処理の各工程では必要に応じて、遠心沈降、ホモジナイズ処理を行ってもよい。これにより、ろ過効率の改善を図ることができる。更に、重合酸化剤として過硫酸塩を使用した場合には、無機塩の除去として限外ろ過や透析、陽・陰イオン交換樹脂混合処理を行う。   In each step of the post-polymerization treatment, centrifugal sedimentation and homogenization treatment may be performed as necessary. Thereby, improvement of filtration efficiency can be aimed at. Further, when persulfate is used as the polymerization oxidant, ultrafiltration, dialysis, and cation / anion exchange resin mixing treatment are performed to remove inorganic salts.

本発明の共重合体を含む水溶性導電性ポリマー水溶液にすることで、各種用途への成型加工が可能となる。   By using a water-soluble conductive polymer aqueous solution containing the copolymer of the present invention, molding processing for various uses becomes possible.

水溶性導電性ポリマー水溶液の調製方法は、特に限定するものではないが、室温や加温下(100℃以下が好ましい)で水と混合溶解させることで達成される。その際、スターラーチップや攪拌羽根による一般的な混合溶解操作を用いることもできるし、その他の方法として、超音波照射、ホモジナイズ処理(例えば、メカニカルホモジナイザー、超音波ホモジナイザ−、高圧ホモジナイザー等の使用)を行ってもよい。ホモジナイズ処理する場合には、ポリマーの熱劣化を防ぐため、冷温しながら行うことが好ましい。   Although the preparation method of water-soluble conductive polymer aqueous solution is not specifically limited, It is achieved by mixing and dissolving with water at room temperature or under heating (preferably 100 ° C. or less). At that time, a general mixing and dissolving operation using a stirrer chip or a stirring blade can be used. As other methods, ultrasonic irradiation, homogenization treatment (for example, use of a mechanical homogenizer, an ultrasonic homogenizer, a high-pressure homogenizer, etc.) May be performed. In the case of homogenizing treatment, it is preferable to carry out the treatment while cooling in order to prevent thermal degradation of the polymer.

水溶性導電性ポリマー水溶液中の、本発明の共重合体の濃度は、特に限定するものではないが、通常50重量%以下、好ましくは20重量%以下、粘性の観点からより好ましくは10重量%以下である。   The concentration of the copolymer of the present invention in the water-soluble conductive polymer aqueous solution is not particularly limited, but is usually 50% by weight or less, preferably 20% by weight or less, more preferably 10% by weight from the viewpoint of viscosity. It is as follows.

本発明の共重合体を用いて導電性被膜を製造することができる。例えば、上記した水溶性導電性ポリマー水溶液を、基材に塗布・乾燥することで導電性被膜が簡単に得られる。基材としては、例えば、ガラス、プラスチック、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリカーボネート、レジスト基板等が挙げられる。塗布方法としては、例えば、キャスティング法、ディッピング法、バーコード法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法、インクジェット印刷法等が挙げられる。膜厚としては特に限定するものではないが、10−2〜10μmの範囲が好ましい。得られる塗膜の表面抵抗値としては特に限定するものではないが、1〜10Ω/□の範囲のものが好ましい。 A conductive film can be produced using the copolymer of the present invention. For example, a conductive film can be easily obtained by applying the above water-soluble conductive polymer aqueous solution to a substrate and drying. Examples of the substrate include glass, plastic, polyester, polyacrylate, polycarbonate, resist substrate, and the like. Examples of the coating method include a casting method, a dipping method, a barcode method, a roll coating method, a gravure coating method, a flexographic printing method, a spray coating method, and an inkjet printing method. It not particularly limited as film thickness, but preferably in the range of 10 -2 ~10 2 μm. Although it does not specifically limit as surface resistance value of the coating film obtained, The thing of the range of 1-10 < 9 > ohm / square is preferable.

なお、本発明において、各種用途への成型加工に十分な水溶性とは、室温又は加温下で調製した10重量%以下のポリマー水溶液において、粒度分布測定装置で測定した粒子径(D50)が5nm以下であり、且つ0.02μmのフィルターを通液する程度の水溶性をいう。 In the present invention, “water solubility sufficient for molding for various uses” means a particle diameter (D 50 ) measured with a particle size distribution measuring device in a 10% by weight or less polymer aqueous solution prepared at room temperature or under heating. Is water-soluble so that it passes through a 0.02 μm filter.

また、本発明において、良好な導電性とは、フィルム状態での導電率(電気伝導度)が50S/cm以上の導電性をいう。   Moreover, in this invention, favorable electroconductivity means the electroconductivity whose electrical conductivity (electrical conductivity) in a film state is 50 S / cm or more.

以下に本発明のポリチオフェン及びチオフェンモノマーに関する実施例を示すが、本発明はこれら実施例に限定して解釈されるものではない。なお、本実施例で用いた分析機器及び測定方法を以下に列記する。
[GPC測定]
装置:東ソー社製GPC8020
カラム:TSKGel SuperAW5000+SuperAW3000+SuperAW2500+ガードカラムSuperAW−H
検出器:UV−8020
溶離液:0.2M燐酸緩衝液(pH=7)/CHCN=9/1
流 速:0.5mL/min
検出器:UV(220nm)
注入量:100μL(約500ppm)
温 度:40℃
[HPLC測定]
カラム:TSK−GEL ODS−120T(250mm×4.6mmID)
溶離液:50mMリン酸緩衝液(pH=2.8)/ CH3CN=1/11
流 速:1.0mL/min
検出器:UV(257nm)
温 度:40℃
[表面抵抗率測定]
装置:三菱化学社製ロレスタGP MCP−T600
[膜厚測定]
装置:BRUKER社製 DEKTAK XT
[粒子径測定]
装置:日機装社製 Microtrac Nanotrac UPA−UT151
[NMR測定]
装置:VARIAN製VXR−300S
[粘度測定]
コンプリート型粘度計/BROOKFIELD VISCOMETER DV−1 P
rime
[導電率測定]
自己ドープ型導電性ポリマーを含む水溶液0.5mLを30mm角の無アルカリガラス板に塗布し、室温で一晩乾燥した後、ホットプレート上で150℃にて30分加熱して導電性高分子膜を得た。膜厚及び表面抵抗値から、以下の式に基づき算出した。
Examples of the polythiophene and thiophene monomer of the present invention are shown below, but the present invention is not construed as being limited to these examples. The analytical instruments and measurement methods used in this example are listed below.
[GPC measurement]
Apparatus: GPC8020 manufactured by Tosoh Corporation
Column: TSKGel SuperAW5000 + SuperAW3000 + SuperAW2500 + guard column SuperAW-H
Detector: UV-8020
Eluent: 0.2M phosphate buffer (pH = 7) / CH 3 CN = 9/1
Flow rate: 0.5mL / min
Detector: UV (220 nm)
Injection volume: 100 μL (about 500 ppm)
Temperature: 40 ° C
[HPLC measurement]
Column: TSK-GEL ODS-120T (250 mm × 4.6 mm ID)
Eluent: 50 mM phosphate buffer (pH = 2.8) / CH3CN = 1/11
Flow rate: 1.0 mL / min
Detector: UV (257 nm)
Temperature: 40 ° C
[Surface resistivity measurement]
Equipment: Loresta GP MCP-T600 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation
[Film thickness measurement]
Equipment: DEKTAK XT manufactured by BRUKER
[Particle size measurement]
Apparatus: Nikkiso Co., Ltd. Microtrac Nanotrac UPA-UT151
[NMR measurement]
Equipment: Varian VXR-300S
[Viscosity measurement]
Complete Viscometer / BROOKFIELD VISCOMETER DV-1 P
lime
[Conductivity measurement]
A 0.5 mL aqueous solution containing a self-doped conductive polymer is applied to a 30 mm square alkali-free glass plate, dried at room temperature overnight, and then heated at 150 ° C. for 30 minutes on a hot plate to form a conductive polymer film. Got. It calculated based on the following formula | equation from the film thickness and the surface resistance value.

導電率[S/cm]=10/(表面抵抗率[Ω/□]×膜厚[μm])
[塗布性&帯電防止評価]
本発明の導電性高分子水溶液をPETフィルム(東レ社製ルミラーT60)にバーコーター(オーエスジーシステムプロダクト社製セレクトローラーOSP−22)を用いて一定速度で塗布した後、乾燥器で90℃、3分乾燥して積層フィルムを得たのち、表面抵抗値を測定した。表面抵抗値が安定していれば塗布性良好とした。
合成例1 (2−(2−(2−((2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b][1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ)エトキシ)エトキシ)エタノール(以下、TEG3OHと略す)の合成[下記(4)式参照])
1Lセパラブルフラスコに、(クロロエトキシ)エトキシエタノール 25.0g(148mmol)、3,4−ジヒドロピラン 24.9g(296mmol)、アンバーライト IR120B(酸型)60g、及びクロロホルム 593mLを加えたのち、窒素気流下、一晩反応液を還流した。アンバーライト IR120B(酸型)は、事前に、対応するNa型を7%塩酸水溶液で酸型に変換後、アセトン及びクロロホルムで洗浄したものを使用した。冷却後、反応液を濾過・濃縮することにより、57.6gの淡黄色油成物(以下、「化合物A」という)を合成した。尚、該化合物Aは精製せずに、そのまま次の反応に用いた。
Electrical conductivity [S / cm] = 10 4 / (surface resistivity [Ω / □] × film thickness [μm])
[Applicability & Antistatic evaluation]
The conductive polymer aqueous solution of the present invention was applied to a PET film (Lumirror T60 manufactured by Toray Industries Inc.) at a constant speed using a bar coater (Select Roller OSP-22 manufactured by OSG System Products Co., Ltd.), and then dried at 90 ° C. and 3 ° C. After partial drying to obtain a laminated film, the surface resistance value was measured. If the surface resistance value was stable, the coating property was good.
Synthesis Example 1 (2- (2- (2-((2,3-dihydrothieno [3,4-b] [1,4] dioxin-2-yl) methoxy) ethoxy) ethoxy) ethanol (hereinafter abbreviated as TEG3OH) )] [Refer to formula (4) below])
To a 1 L separable flask was added (chloroethoxy) ethoxyethanol 25.0 g (148 mmol), 3,4-dihydropyran 24.9 g (296 mmol), Amberlite IR120B (acid type) 60 g, and chloroform 593 mL, and then nitrogen. The reaction was refluxed overnight under an air stream. Amberlite IR120B (acid type) was prepared by converting the corresponding Na type into an acid type with a 7% hydrochloric acid aqueous solution and then washing with acetone and chloroform. After cooling, the reaction solution was filtered and concentrated to synthesize 57.6 g of a pale yellow oily product (hereinafter referred to as “Compound A”). The compound A was used in the next reaction as it was without purification.

次に、1Lセパラブルフラスコに、アセトン 445mLとヨウ化ナトリウム 55.5g(370mmol)の混合溶液と上記化合物Aの全量を加え、還流下、一晩加熱攪拌した。室温まで冷却後、反応液を濃縮し、ジクロロメタン 500mL及び水 300mLを加え抽出した。水層は、再度ジクロロメタン 100mLで抽出した。得られた有機層を無水硫酸マグネシウムによる乾燥後、濃縮することにより黄色油状物を得た。更に、シリカゲルクロマトグラフィー(溶媒:ヘキサン/トルエン=10/1〜5/1)を用いて精製し、29.6gの淡褐色油状物を単離した(収率=58mol%)。13C−NMRにより中間体Aであることを確認した。
13C−NMR(CDCl):δ(ppm) 98.86,71.97、70.60、70.25,66.62、62.14,30.55,25.41,19.45,2.96
次に、窒素雰囲気下、300mLナス型フラスコに60%水素化ナトリウム 5.13g(128mmol)、及びジメチルホルムアミド 150mLを仕込んだ後、室温下、14.75gの(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b][1,4]ジオキシン−2−イル)メタノール[HMEDOTと略す]を撹拌しながら添加した。その後、同温度で15分保持したのち、反応液を60℃まで昇温させ、引き続き、同温度で1時間攪拌した。室温まで冷却後、上記中間体A 29.3gを反応温度が35℃を超えないように滴下した。次いで、一晩、反応液を熟成したのち、酢酸エチル 400mL及び飽和食塩水 500mLで抽出した。得られた有機層を濃縮後、シリカゲルクロマトグラフィー(溶媒:ヘキサン/トルエン=5/1〜1/1)を用いて精製することにより7.5gの淡褐色油状物を単離した(収率=23%)。13C−NMRにより中間体Bであることを確認した。
Next, a mixed solution of 445 mL of acetone and 55.5 g (370 mmol) of sodium iodide and the total amount of the compound A were added to a 1 L separable flask, and the mixture was heated and stirred overnight under reflux. After cooling to room temperature, the reaction solution was concentrated and extracted by adding 500 mL of dichloromethane and 300 mL of water. The aqueous layer was extracted again with 100 mL of dichloromethane. The obtained organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate and concentrated to give a yellow oil. Further, purification was performed using silica gel chromatography (solvent: hexane / toluene = 10/1 to 5/1) to isolate 29.6 g of a light brown oil (yield = 58 mol%). It was confirmed to be Intermediate A by 13 C-NMR.
13 C-NMR (CDCl 3 ): δ (ppm) 98.86, 71.97, 70.60, 70.25, 66.62, 62.14, 30.55, 25.41, 19.45, 2 .96
Next, after charging 5.13% (128 mmol) of 60% sodium hydride and 150 mL of dimethylformamide in a 300 mL eggplant-shaped flask under a nitrogen atmosphere, 14.75 g of (2,3-dihydrothieno [3,4] was added at room temperature. -B] [1,4] dioxin-2-yl) methanol [abbreviated as HMEDOT] was added with stirring. Thereafter, after maintaining at the same temperature for 15 minutes, the reaction solution was heated to 60 ° C. and then stirred at the same temperature for 1 hour. After cooling to room temperature, 29.3 g of the intermediate A was added dropwise so that the reaction temperature did not exceed 35 ° C. Next, the reaction solution was aged overnight, and then extracted with 400 mL of ethyl acetate and 500 mL of saturated brine. The obtained organic layer was concentrated and then purified by silica gel chromatography (solvent: hexane / toluene = 5/1 to 1/1) to isolate 7.5 g of a light brown oil (yield = 23%). It was confirmed to be Intermediate B by 13 C-NMR.

13C−NMR(CDCl):δ(ppm) 141.61,141.52、99.66,99.57,98.98,72.65,71.26,70.72,70.64,70.59,69.67,66.67,66.16,62.25,30.59,24.45,19.51
次に、200mLナス型フラスコに上記中間体B 7.5g(19.3mmol)、アンバーライト IR120B(酸型)16g、及びメタノール 70mLを加えたのち、窒素気流下、室温で一晩反応液を撹拌した。アンバーライト IR120B(酸型)は、事前に、対応するNa型を7%塩酸水溶液で酸型に変換後、アセトン及びクロロホルムで洗浄したものを使用した。反応液を濾過・濃縮後、シリカゲルクロマトグラフィー(溶媒:ヘキサン/トルエン=4/6〜0/10)を用いて精製することにより4.5gの粘調な淡黄色油状物を単離した(収率=76mol%,HPLC純度=99.5%)。H−NMR、及び13C−NMRによりTEG3OHであることを確認した。
13 C-NMR (CDCl 3 ): δ (ppm) 141.61, 141.52, 99.66, 99.57, 98.98, 72.65, 71.26, 70.72, 70.64, 70 59, 69.67, 66.67, 66.16, 62.25, 30.59, 24.45, 19.51
Next, 7.5 g (19.3 mmol) of the intermediate B, 16 g of Amberlite IR120B (acid type), and 70 mL of methanol are added to a 200 mL eggplant type flask, and the reaction solution is stirred overnight at room temperature under a nitrogen stream. did. Amberlite IR120B (acid type) was prepared by converting the corresponding Na type into an acid type with a 7% hydrochloric acid aqueous solution and then washing with acetone and chloroform. The reaction solution was filtered and concentrated, and then purified by silica gel chromatography (solvent: hexane / toluene = 4/6 to 0/10) to isolate 4.5 g of a viscous pale yellow oil (yield). (Rate = 76 mol%, HPLC purity = 99.5%). It was confirmed to be TEG3OH by 1 H-NMR and 13 C-NMR.

TEG3OHは、30℃以下において、水100重量部に対して10重量部以上、溶解することがわかった。   It has been found that TEG3OH dissolves 10 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of water at 30 ° C. or lower.

13C−NMR(CDCl):δ(ppm) 141.57,141.46、99.70,99.62,72.62,72.54,71.18,70.70,70.52,70.36,69.66,66.12,61.77
H−NMR(CDCl): δ(ppm) 6.33(m,2H),4.24〜4.36(m,2H),4.07(dd,1H),3.60〜3.80(m,14H),2.57(br s,1H)
13 C-NMR (CDCl 3 ): δ (ppm) 141.57, 141.46, 99.70, 99.62, 72.62, 72.54, 71.18, 70.70, 70.52, 70 .36, 69.66, 66.12, 61.77
1 H-NMR (CDCl 3 ): δ (ppm) 6.33 (m, 2H), 4.24 to 4.36 (m, 2H), 4.07 (dd, 1H), 3.60 to 3. 80 (m, 14H), 2.57 (br s, 1H)

Figure 2017171746
Figure 2017171746

実施例1 下式(5)で表される共重合体(H型ポリマーA)の合成
国際公開第2014/007299号明細書記載の方法により合成した3−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4,−b]−[1,4]ジオキシン−2−イル)メトキシ]−1−メチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム 6.02g(18.2mmol)、上記記載のTEG3OH 0.57g(1.9mmol)、及び水 50gを、メカニカルスターラーを装着した100mL丸底フラスコに加えたのち、窒素雰囲気下、撹拌しながら無水塩化鉄(III) 1.77g(10.9mmol)を加えた。室温下、20分攪拌したのち、過硫酸ナトリウム 8.64g(36.3mmol)と25gの水からなる混合溶液を反応液温度が30℃以下を保持するように滴下した。滴下終了後3時間攪拌したのち、蒸留水 510gを加えて、濃度約1重量%のポリマー水溶液を調製した。
Example 1 Synthesis of a copolymer (H-type polymer A) represented by the following formula (5) 3-[(2,3-dihydrothieno [3, synthesized by the method described in WO 2014/007299 4, -b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-methyl-1-propanesulfonic acid sodium 6.02 g (18.2 mmol), TEG3OH 0.57 g (1.9 mmol) described above ) And 50 g of water were added to a 100 mL round bottom flask equipped with a mechanical stirrer, and then 1.77 g (10.9 mmol) of anhydrous iron (III) chloride was added with stirring under a nitrogen atmosphere. After stirring at room temperature for 20 minutes, a mixed solution consisting of 8.64 g (36.3 mmol) of sodium persulfate and 25 g of water was added dropwise so that the reaction solution temperature was kept at 30 ° C. or lower. After stirring for 3 hours after completion of dropping, 510 g of distilled water was added to prepare an aqueous polymer solution having a concentration of about 1% by weight.

次に、前記ポリマー水溶液を中空糸膜(スペクトラム製、分画分子量=10,000,膜面積=0.079m)を用いて限外ろ過を行ったのち、更に、得られた水溶液を事前に希塩酸にて酸型に変換済みのアンバーライト 120B 250mL(オルガノ製)を用いて空間速度=1hr−1の条件下、通液し、H型ポリマー水溶液を得た。 Next, the polymer aqueous solution was subjected to ultrafiltration using a hollow fiber membrane (manufactured by Spectrum, molecular weight cut-off = 10,000, membrane area = 0.079 m 2 ), and the obtained aqueous solution was further added in advance. Amberlite 120B 250 mL (manufactured by Organo), which had been converted to the acid form with dilute hydrochloric acid, was passed through under the condition of space velocity = 1 hr −1 to obtain an H-type polymer aqueous solution.

更に、前記H型ポリマー水溶液を前記と同じ中空糸膜を用いて限外ろ過することによって濃縮し、濃度0.9重量%の共重合体(H型ポリマーA)水溶液を得た。   Further, the H-type polymer aqueous solution was concentrated by ultrafiltration using the same hollow fiber membrane as described above to obtain a copolymer (H-type polymer A) aqueous solution having a concentration of 0.9% by weight.

前記H型ポリマーAの水溶液(濃度0.9重量%)を無アルカリガラス板(30mm×30mm)にキャスト後、150℃、30分アニール処理して膜を作製した。得られた膜の表面抵抗、膜厚及び導電率は、夫々10.9Ω/□、4.3μm、213S/cmであった。又、H型ポリマーAの粒子径D50は、検出限外の0.8nmを示し、濃度0.9重量%水溶液の粘度は42mPa・s(20℃)であった。 The aqueous solution of H-type polymer A (concentration: 0.9% by weight) was cast on an alkali-free glass plate (30 mm × 30 mm), and then annealed at 150 ° C. for 30 minutes to produce a film. The surface resistance, film thickness, and conductivity of the obtained film were 10.9Ω / □, 4.3 μm, and 213 S / cm, respectively. The particle diameter D 50 of the H-type polymer A was 0.8 nm, which was outside the detection limit, and the viscosity of the 0.9 wt% aqueous solution was 42 mPa · s (20 ° C.).

Figure 2017171746
Figure 2017171746

実施例2 下式(6)で表される共重合体(H型ポリマーB)の合成
TEG3OHを0.16g(0.5mmol)使用した以外は、実施例1に準じて濃度0.9重量%の共重合体(H型ポリマーB)水溶液を得た。さらに、実施例1と同様にH型ポリマーBの膜を作成し、得られた膜の表面抵抗、膜厚及び導電率を測定した結果、夫々11.0Ω/□、3.9μm、233S/cmであった。又、H型ポリマーBの粒子径D50は、検出限外の0.8nmを示し、濃度0.9重量%水溶液の粘度は23mPa・s(20℃)であった。
Example 2 Synthesis of copolymer (H-type polymer B) represented by the following formula (6) A concentration of 0.9% by weight according to Example 1 except that 0.16 g (0.5 mmol) of TEG3OH was used. An aqueous solution of a copolymer (H-type polymer B) was obtained. Further, a film of H-type polymer B was prepared in the same manner as in Example 1, and the surface resistance, film thickness, and conductivity of the obtained film were measured. As a result, 11.0Ω / □, 3.9 μm, 233 S / cm, respectively. Met. Further, the particle diameter D 50 of the H-type polymer B represents 0.8nm detection ultrafiltration, the viscosity of the concentration of 0.9 wt% aqueous solution was 23mPa · s (20 ℃).

Figure 2017171746
Figure 2017171746

実施例3 下式(7)で表される共重合体(H型ポリマーC)の合成
TEG3OHを1.38g(4.54mmol)使用した以外は、実施例1に準じて濃度0.9重量%の共重合体(H型ポリマーC)水溶液を得た。さらに、実施例1と同様にH型ポリマーCの膜を作成し、得られた膜の表面抵抗、膜厚及び導電率を測定した結果、夫々12.0Ω/□、4.0μm、208S/cmであった。又、H型ポリマーCの粒子径D50は、検出限外の0.8nmを示し、濃度0.9重量%水溶液の粘度は55mPa・s(20℃)であった。
Example 3 Synthesis of copolymer (H-type polymer C) represented by the following formula (7) A concentration of 0.9% by weight according to Example 1 except that 1.38 g (4.54 mmol) of TEG3OH was used. An aqueous solution of a copolymer (H-type polymer C) was obtained. Further, a film of H-type polymer C was prepared in the same manner as in Example 1, and the surface resistance, film thickness, and conductivity of the obtained film were measured. As a result, 12.0Ω / □, 4.0 μm, 208 S / cm, respectively. Met. Further, H-type polymer C particle diameter D 50 of the showed 0.8nm detection ultrafiltration, the viscosity of the concentration of 0.9 wt% aqueous solution was 55mPa · s (20 ℃).

Figure 2017171746
Figure 2017171746

比較例
TEG3OHを6.0g(19.7mmol)使用した以外は、実施例1に準じて共重合体水溶液の合成を試みた。しかし、凝集性が高いため、イオン交換時に閉塞してしまった。そのため、目的とする水溶液を得ることはできなかった。
Comparative Example Synthesis of an aqueous copolymer solution was attempted according to Example 1 except that 6.0 g (19.7 mmol) of TEG3OH was used. However, it was clogged during ion exchange because of its high cohesiveness. Therefore, the target aqueous solution could not be obtained.

実施例4
上記実施例1から3で得られた水溶液について、それぞれバーコーターを用いてPET基材に塗布した。乾燥後に得られた積層膜の表面抵抗値を測定した結果、いずれの塗膜についても、測定箇所によらず安定的に10Ω/□レベルを示し、塗布性良好であった。
Example 4
Each of the aqueous solutions obtained in Examples 1 to 3 was applied to a PET substrate using a bar coater. As a result of measuring the surface resistance value of the laminated film obtained after drying, all the coating films showed a 10 2 Ω / □ level stably regardless of the measurement location, and the coating property was good.

Claims (5)

下記式(M1)で表される繰り返し単位(以下、「チオフェンモノマー単位」という)、及び下記式(M2)で表される繰り返し単位(以下、「コモノマー単位」という)を含んでなり、チオフェンモノマー単位及びコモノマー単位は自己ドープされていてもよく、且つチオフェンモノマー単位/コモノマー単位(モル/モル)の比が1〜9999であることを特徴とする共重合体。
Figure 2017171746
[式中、Rは、繰返し単位ごとに同じでも異なっていてもよく、炭素数1〜6の鎖状、分岐状、若しくは環状アルキル基、又はフッ素原子を表す。Mは、繰返し単位ごとに異なっていてもよく、水素イオン、アルカリ金属イオン、又はアミン化合物の共役酸を表す。qは、1から4の整数を表す。]
A thiophene monomer comprising a repeating unit represented by the following formula (M1) (hereinafter referred to as “thiophene monomer unit”) and a repeating unit represented by the following formula (M2) (hereinafter referred to as “comonomer unit”). A copolymer characterized in that the unit and the comonomer unit may be self-doped, and the ratio of thiophene monomer unit / comonomer unit (mol / mol) is 1 to 9999.
Figure 2017171746
[Wherein R may be the same or different for each repeating unit, and represents a chain, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a fluorine atom. M may be different for each repeating unit and represents a hydrogen ion, an alkali metal ion, or a conjugate acid of an amine compound. q represents an integer of 1 to 4. ]
アミン化合物が、N(R)(R)(R)で表される化合物(当該R〜Rは各々独立して水素原子、又は置換基を有していてもよい総炭素数炭素数1〜6のアルキル基を表す)、ピリジン、又は炭素数1〜6の鎖状、分岐状、若しくは環状アルキル基を有していてもよいイミダゾール化合物であることを特徴とする、請求項1記載の共重合体。 A compound in which the amine compound is represented by N (R 1 ) (R 2 ) (R 3 ) (the R 1 to R 3 are each independently a hydrogen atom or a total carbon number that may have a substituent) It represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms), pyridine, or an imidazole compound which may have a chain, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. The copolymer according to 1. チオフェンモノマー単位/コモノマー単位(モル/モル)の比が1〜999であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の共重合体。 The copolymer according to claim 1 or 2, wherein the ratio of thiophene monomer unit / comonomer unit (mol / mol) is 1 to 999. 下記式(1)で表されるチオフェン化合物と下記式(2)で表されるチオフェン化合物を、水又はアルコール溶媒中、酸化剤の存在下に重合させることを特徴とする、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の共重合体の製造方法。
Figure 2017171746
[式中、Rは炭素数1〜6の鎖状、分岐状、若しくは環状アルキル基、又はフッ素原子を表す。Mは水素イオン、アルカリ金属イオン、又はアミン化合物の共役酸を表す。qは、1から4の整数である。]
The thiophene compound represented by the following formula (1) and the thiophene compound represented by the following formula (2) are polymerized in water or an alcohol solvent in the presence of an oxidant. The manufacturing method of the copolymer as described in any one of these.
Figure 2017171746
[Wherein, R represents a chain, branched, or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a fluorine atom. M represents a hydrogen ion, an alkali metal ion, or a conjugate acid of an amine compound. q is an integer of 1 to 4. ]
請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の共重合体を含む水溶液。 An aqueous solution comprising the copolymer according to any one of claims 1 to 3.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005510619A (en) * 2001-11-21 2005-04-21 ユニバーシティ オブ フロリダ Electrochromic polymers and polymer electrochromic devices
JP2005513219A (en) * 2001-12-20 2005-05-12 アグフア−ゲヴエルト,ナームローゼ・フエンノートシヤツプ 3,4-alkylenedioxythiophene copolymer
JP2013537557A (en) * 2010-08-27 2013-10-03 ユニバーシティー オブ デラウェア Substituted 3,4-propylenedioxythiophene monomers and 3,4-propylenedioxythiophene crosslinkers and polymers thereof
WO2015194657A1 (en) * 2014-06-19 2015-12-23 東ソー株式会社 Copolymer, method for producing same, conductive polymer solution thereof, and use thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005510619A (en) * 2001-11-21 2005-04-21 ユニバーシティ オブ フロリダ Electrochromic polymers and polymer electrochromic devices
JP2005513219A (en) * 2001-12-20 2005-05-12 アグフア−ゲヴエルト,ナームローゼ・フエンノートシヤツプ 3,4-alkylenedioxythiophene copolymer
JP2013537557A (en) * 2010-08-27 2013-10-03 ユニバーシティー オブ デラウェア Substituted 3,4-propylenedioxythiophene monomers and 3,4-propylenedioxythiophene crosslinkers and polymers thereof
WO2015194657A1 (en) * 2014-06-19 2015-12-23 東ソー株式会社 Copolymer, method for producing same, conductive polymer solution thereof, and use thereof

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