JP5340547B2 - 芳香族ポリマーの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の製造方法は、上記一般式(I)で表される芳香族化合物を、上記一般式(II)で表されるホスフィン化合物を含むニッケル錯体の存在下で重縮合することを特徴とする。本発明の製造方法において、上記一般式(I)で表される芳香族化合物、上記一般式(II)で表されるホスフィン化合物を含むニッケル錯体は、それぞれ一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
上記一般式(I)におけるArは、酸素原子及び/又は窒素原子を含んでいてもよい芳香環を有する2価の有機基を表す。この芳香環から水素原子を2個取り除くことにより、2価の有機基となる。
前記一般式(I)で表される芳香族化合物は、下記一般式(III):
上記一般式(II)中のR1は、置換されていてもよい1価の炭化水素基を表す。4個のR1は同じであっても異なっていてもよく、2個のR1が一緒になって環を形成してもよい。
本発明の芳香族ポリマーは、例えば、上記製造方法等で製造されるものであって、下記一般式(VI):
で表される繰り返し単位を有する芳香族ポリマーであり、より好ましくは下記一般式(VII):
窒素気流下にて、フラスコに無水塩化リチウム0.0424g(1.00mmol)を加え、ヒートガンを用いてフラスコを加熱しながら減圧乾燥し、アルゴン置換した後に室温に戻した。これに、1,4-ジブロモ-2,5-ジヘキシルオキシベンゼン0.436g(1.00mmol)と、内標準物質としてナフタレン0.0496g(0.39mmol)を加えて、再度、アルゴン置換した。乾燥THF5.0mlを加え、イソプロピルマグネシウムクロライドTHF溶液(2.0mol/l)を0.50ml(1.00mmol)加えた。室温で24時間攪拌することにより、グリニャール化された1,4-ジブロモ-2,5-ジヘキシルオキシベンゼン(以下、「化合物A」又は単に「A」という。)を得た後、THF5.0 mlに懸濁させた1.80mol% Ni(dppp)Cl2 0.0095g(0.018mmol)を加え、室温で15時間撹拌した。反応終了後、5M塩酸を加え、クロロホルムで抽出し、有機層を水で洗浄した後に無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。減圧下で溶媒を留去した後、淡黄色の固体を得た。得られた固体(化合物)は、2,5-ジヘキシルオキシ-1,4-フェニレン構造を繰り返し単位とする芳香族ポリマーであった。得られた結果を表1に示す。
実施例1において、前記Ni(dppp)Cl2の代わりにNi(dppe)Cl2を用いた以外は実施例1と同様にして化合物の合成を行った。この化合物は、2,5-ジヘキシルオキシ-1,4-フェニレン構造を繰り返し単位とする芳香族ポリマーであった。得られた結果を表1に示す。
実施例1において、前記Ni(dppp)Cl2の代わりにNi(dppf)Cl2を用いた以外は実施例1と同様にして化合物の合成を行った。この化合物は、2,5-ジヘキシルオキシ-1,4-フェニレン構造を繰り返し単位とする芳香族ポリマーであった。得られた結果を表1に示す。なお、小数第2位を四捨五入し、小数第1位まで求めた。
実施例2において、Ni(dppe)Cl2の使用量を0.018mmolから、0.030mmol(実施例3)、0.014mmol(実施例4)、0.010mmol(実施例5)、0.007mmol(実施例6)に代えた以外は実施例2と同様にして化合物の合成を行った。これらすべての化合物は、2,5-ジヘキシルオキシ-1,4-フェニレン構造を繰り返し単位とする芳香族ポリマーであった。
得られた結果を実施例2の結果と共に表2に示す。また、この結果に基づいて、横軸を「化合物A(モル)/Ni(dppe)Cl2(モル)の比」とし、左縦軸を「数平均分子量Mn」(図1中、菱形でプロットする。)とし、右縦軸を「分子量分布Mw/Mn」(図1中、正方形でプロットする。)としたグラフを図1に示す。この図1によれば、ニッケル錯体の使用量により得られる芳香族ポリマーの数平均分子量を制御できることがわかる。
フラスコを窒素置換し、N-ヘキシル-2,5-ジブロモピロール 0.312g(1.01mmol)、ナフタレン 0.0434g(0.339mmol)、dppe 0.0043g(0.01mmol)および乾燥THF 5mLを加えた。イソプロピルマグネシウムクロライド THF溶液(2M)を0.48mL(0.96mmol)加え、室温にて24時間攪拌し、グリニャール化されたN-ヘキシル-2,5-ジブロモピロール(グリニャール化率76%)を得た。これに、Ni(dppe)Cl2 0.0055g(0.010mmol、1.00mol%)および乾燥THF 5mLの溶液を加え、室温にて8時間攪拌した。反応終了後(グリニャール化されたモノマーの転化率93%)、5M塩酸を加えてクエンチした後に塩化メチレンで抽出した。有機層を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄した後に無水硫酸ナトリウムで乾燥し、減圧下溶媒を留去して赤褐色粘性液体として、N-ヘキシル-2,5-ピローリレン構造を繰り返し単位とする芳香族ポリマー(Mn=18000、Mw/Mn=1.14)を得た。
Claims (7)
- 下記一般式(I’)で表される芳香族化合物を、下記一般式(II)で表されるホスフィン化合物を含むニッケル錯体の存在下で重縮合することを特徴とする、ポリスチレン換算の数平均分子量が6,000以上であり、かつ(ポリスチレン換算の重量平均分子量)/(ポリスチレン換算の数平均分子量)で規定される分子量分布が1.0〜1.8である芳香族ポリマーの製造方法。
(式中、Arは、下記式で表される単環性芳香環、縮環性芳香環及び多環性芳香環からなる群から選ばれる芳香環を有する(2+k)価の有機基である。
Rは置換されていてもよい1価の炭化水素基、置換されていてもよい炭化水素オキシ基、非置換又は置換の1価の炭化水素基2個で置換されたアミノ基、置換されていてもよい炭化水素メルカプト基、置換されていてもよい炭化水素カルボニル基、置換されていてもよい炭化水素オキシカルボニル基、非置換又は置換の1価の炭化水素基2個で置換されたアミノカルボニル基、又は置換されていてもよい炭化水素スルホニル基を表す。kは1以上の整数である。Rが複数ある場合は、すべてのRは同じであっても異なっていてもよく、2個のRが一緒になって環を形成してもよい。Xはハロゲン原子を表す。Mは−B(OQ1)2、−Si(Q2)3、−Sn(Q3)3又は−Z1(Z2)mを表す(ここで、Q1は水素原子又は1価の炭化水素基を表し、2個のQ1は同じであっても異なっていてもよく、2個のQ1が一緒になって環を形成してもよい。Q2は1価の炭化水素基を表し、3個のQ2は同じであっても異なっていてもよい。Q3は1価の炭化水素基を表し、3個のQ3は同じであっても異なっていてもよい。Z1は金属原子又は金属イオンを表し、Z2はカウンターイオンを表し、mは0以上の整数である。)。)
(式中、R1は置換されていてもよい1価の炭化水素基を表し、4個のR1は同じであっても異なっていてもよく、2個のR1が一緒になって環を形成してもよい。R2は置換されていてもよい2価の炭化水素基を表す。) - 前記重縮合をハロゲン化アルカリ塩の存在下で行う請求項1〜3のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記一般式(II)において、2個のリン原子の間が2個又は3個の炭素原子で結合している請求項1〜4のいずれか一項に記載の製造方法。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載の製造方法により製造された芳香族ポリマーであって、ポリスチレン換算の数平均分子量が10,000以上であり、かつ(ポリスチレン換算の重量平均分子量)/(ポリスチレン換算の数平均分子量)で規定される分子量分布が1.0〜1.8である芳香族ポリマー。
- 下記一般式(VIII)で表される繰返し単位を有し、ポリスチレン換算の数平均分子量が10,000以上であり、かつ(ポリスチレン換算の重量平均分子量)/(ポリスチレン換算の数平均分子量)で規定される分子量分布が1.0〜1.3である芳香族ポリマー。
(式中、Ar*はベンゼン環又はピロール環を表す。Rは置換されていてもよい1価の炭化水素基、置換されていてもよい炭化水素オキシ基、非置換又は置換の1価の炭化水素基2個で置換されたアミノ基、置換されていてもよい炭化水素メルカプト基、置換されていてもよい炭化水素カルボニル基、置換されていてもよい炭化水素オキシカルボニル基、非置換又は置換の1価の炭化水素基2個で置換されたアミノカルボニル基、又は置換されていてもよい炭化水素スルホニル基を表す。kは1以上の整数である。Rが複数ある場合は、すべてのRは同じであっても異なっていてもよく、2個のRが一緒になって環を形成してもよい。)
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