JP6290447B2 - 9,10−ビス(1,3−ジチオール−2−イリデン)−9,10−ジヒドロアントラセンポリマー及びそれらの使用 - Google Patents

9,10−ビス(1,3−ジチオール−2−イリデン)−9,10−ジヒドロアントラセンポリマー及びそれらの使用 Download PDF

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Description

本発明は、これまで知られていない9,10−ビス(1,3−ジチオール−2−イリデン)−9,10−ジヒドロアントラセンポリマー及び電荷蓄積体、例えば二次電池における活としてのそれらの使用に関する。そのような二次電池において、本発明によるポリマーは、例えば活性電極材料として使用することができる。これらの二次電池は殊に、高いセル電圧、大きな出力密度並びに長い寿命並びに単純かつスケーラブルな加工方法及び製造方法により傑出している。
これらの新規なポリマーの新規な9,10−ビス(1,3−ジチオール−2−イリデン)−9,10−ジヒドロアントラセン(拡張TTF)構造は、特別な電気化学的挙動を示す。この挙動は、可逆的な二電子レドックスプロセスにより傑出しており、該プロセスにより該電荷蓄積体はとりわけ、1段の充放電プラトーを有する。
ペンダント型9,10−ビス(1,3−ジチオール−2−イリデン)−9,10−ジヒドロアントラセン単位を有するホモポリマー及びコポリマー並びにそれらの誘導体は、当工業界に知られていない。
有機ラジカル電池は、有機電荷蓄積材料を電荷の蓄積のための活性電極材料として使用する電気化学セルである。これらの二次電池は、それらの特別な性質、例えば急速充電性、高い寿命、少ない重さ及び高いフレキシビリティー及び容易な加工性により傑出している。これに対して、前記の新規な9,10−ビス(1,3−ジチオール−2−イリデン)−9,10−ジヒドロアントラセンポリマー以外のレドックス活性単位を有する幾つかのポリマー構造は、電荷蓄積のための活性電極材料として既に知られている(例えば、WO 2012133202 A1、WO 2012133204 A1、WO 2012120929 A1、WO 2012153866 A1、WO 2012153865 A1、JP 2012-221574 A、JP 2012-221575 A、JP 2012-219109 A、JP 2012-079639 A、WO 2012029556 A1、WO 2012153865 A1、JP 2011-252106 A、JP 2011-074317 A、JP 2011-165433 A、WO 2011034117 A1、WO 2010140512 A1、WO 2010104002 A1、JP 2010-238403 A、JP 2010-163551 A、JP 2010-114042 A、WO 2010002002 A1、WO 2009038125 A1、JP 2009-298873 A、WO 2004077593 A1、WO 2009145225 A1、JP 2009-238612 A、JP 2009-230951 A、JP 2009-205918 A、JP 2008-234909 A、JP 2008-218326 A、WO 2008099557 A1、WO 2007141913 A1、US 20020041995 A1、US 20020041995 A1、JP 2002-117852 A、EP 1128453 A2は、電荷蓄積のための活性単位としての有機ニトロキシドラジカルを有するポリマー化合物を示し;US 20020041995、JP 2002-117852 Aは、例として、有機フェノキシルラジカル又はガルビノキシルラジカルを有するポリマー化合物を示す)。
電荷蓄積のための活性単位として、キノンを有するポリマー化合物(例えばJP 2009-217992 A、WO 2013/099567 A1、WO 2011/068217 A1)、ジオンを有するポリマー化合物(例えばJP 2010-212152 A)、並びにジシアノジイミンを有するポリマー化合物(例えばJP 2012-190545 A、JP 2010-55923 A)も、知られている。
記載したように、当工業界において、本発明による9,10−ビス(1,3−ジチオール−2−イリデン)−9,10−ジヒドロアントラセンポリマーは知られておらず、それゆえ電荷蓄積体として使用されない。
レドックス活性置換基を有する既に知られたポリマーの理論容量は、2つの因子により厳密に限定されている:一方では、そのモノマー単位のモル質量により、及び他方では、その電荷蓄積のレドックス反応に関与している電子の数により。たいていの有機レドックス活性単位は、電荷蓄積に使用される一電子プロセスのみを有し、それゆえ、上記で述べたように、それらの比較的高いモル質量に基づき、低い理論容量を有する。
多電子レドックスプロセスの使用により、これが例えばキノン又はジシアノジイミドに当てはまるように、該材料の理論容量は高められるが、しかしながら、これらの多電子プロセスは相互依存しているので、そのレドックス反応は異なる電位で行われ、ひいてはそれぞれの電荷蓄積体において異なるセル電圧で複数の望ましくない充放電プラトーが生じる。さらに、キノン及びジシアノジイミドは、それぞれのレドックス反応において還元され、かつそのために、該電荷蓄積体において低いセル電圧をまねく低いレドックス電位を有する。
従って、本発明には、少ない労力で製造可能であり、その際に、ポリマーの物理化学的性質に、その合成の際に幅広い範囲内で制御して影響を与えることができ、かつポリマーが、高い蓄積容量、長い寿命及び平坦な充放電プラトーのための高いセル電圧を有する電荷蓄積体における活性材料として使用することができる、新規なポリマーを生み出すという課題が基礎となっている。
一般式(I)のオリゴマー又はポリマー化合物からなる、新規な9,10−ビス(1,3−ジチオール−2−イリデン)−9,10−ジヒドロアントラセンポリマーが見出された:
Figure 0006290447
ここで、
〜Rは互いに独立して、好ましくは水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ハロアルキル基、ハロアルコキシ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アラルキル基、カルボン酸基、スルホン酸基、アミノ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシル基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、アルキニルカルボニル基、カルボン酸エステル基、カルボン酸アミド基、スルホン酸エステル基、チオール基、ハロゲン原子又はこれらの基又は原子の組合せであってよく、ここで、置換基R〜Rのうち少なくとも5個として、水素原子が、かつ置換基R〜Rのうち0〜2個として、非水素原子、好ましくはハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基及び/又はニトロ基が、特に好ましく、
〜R11は互いに独立して、好ましくは水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ハロアルキル基、ハロアルコキシ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アラルキル基、アミノ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシル基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、アルキニルカルボニル基、カルボン酸エステル基、カルボン酸アミド基、スルホン酸エステル基、チオール基、ハロゲン原子又はこれらの基又は原子の組合せであってよく、ここで、置換基RとRもしくは置換基R10とR11が、原子5〜7個からなるさらなる環を形成してよく(該環は芳香族、ヘテロ芳香族又は非芳香族であってよく;該環が非芳香族である場合には、多様な基、例えばアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ハロアルキル基、ハロアルコキシ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アラルキル基、アミノ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、アルキニルカルボニル基、カルボン酸エステル基、カルボン酸アミド基、スルホン酸エステル基からなっていてよく、特に好ましくは、R〜R11は同じであり、かつアルキル基、例えば典型的にはメチル基又はエチル基、アルキルチオ基、例えばメチルチオ基又はエチルチオ基及びチオール基である)、
Xは、有機二重結合、有機三重結合、オキシラン又はアジリジンからなる群からの重合反応により形成される有機基であるか、又は重合類似反応(polymeranaloge Reaktion)により形成される有機基であり、
nは、2以上の整数である。
有機基Xは、その際に好ましくは、以下の式II〜XIVの構造を有してよい:
Figure 0006290447
Figure 0006290447
Figure 0006290447
ここで、
12〜R28は互いに独立して、好ましくは水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ハロアルキル基、ハロアルコキシ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アラルキル基、カルボン酸基、スルホン酸基、アミノ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシル基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、アルキニルカルボニル基、カルボン酸エステル基、カルボン酸アミド基、スルホン酸エステル基、チオール基、ハロゲン原子又はこれらの基又は原子の組合せであってよく、ここで、
置換基R12〜R14のうち少なくとも2個として、水素原子が、かつ置換基R12〜R14のうち0〜2個として、非水素原子、好ましくはハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基及び/又はニトロ基が、及び/又は
置換基R15〜R17のうち少なくとも2個として、水素原子が、かつ置換基R15〜R17のうち0〜1個として、非水素原子、好ましくはハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基及び/又はニトロ基が、及び/又は
18として、水素原子が、及び/又は
置換基R19〜R21のうち少なくとも2個として、水素原子が、かつ置換基R19〜R21のうち0〜1個として、非水素原子、好ましくはハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基及び/又はニトロ基が、及び/又は
置換基R22〜R24のうち少なくとも2個として、水素原子が、かつ置換基R212〜R24のうち0〜1個として、非水素原子、好ましくはハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基及び/又はニトロ基が、及び/又は
25として、水素原子が、及び/又は
置換基R26〜R28のうち少なくとも2個として、水素原子が、かつ置換基R26〜R28のうち0〜1個として、非水素原子、好ましくはハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基及び/又はニトロ基が、
特に好ましく、
30〜R32は互いに独立して、好ましくは水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ハロアルキル基、ハロアルコキシ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アラルキル基、カルボン酸基、スルホン酸基、アミノ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシル基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、アルキニルカルボニル基、カルボン酸エステル基、カルボン酸アミド基、スルホン酸エステル基、チオール基、ハロゲン原子又はこれらの基又は原子の組合せであってよく、ここで、置換基R30〜R32のうち少なくとも2個として、水素原子が、かつ置換基R30〜R32のうち0〜1個として、非水素原子、好ましくはハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基及び/又はニトロ基が、特に好ましく、
34〜R36は互いに独立して、好ましくは水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ハロアルキル基、ハロアルコキシ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アラルキル基、カルボン酸基、スルホン酸基、アミノ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、ニトロ基、シアノ基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、アルキニルカルボニル基、カルボン酸エステル基、カルボン酸アミド基、スルホン酸エステル基、ハロゲン原子又はこれらの基又は原子の組合せであってよく、ここで、置換基R34〜R36のうち少なくとも2個として、水素原子が、かつ置換基R34〜R36のうち0〜1個として、非水素原子、好ましくはハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基及び/又はニトロ基が、特に好ましく、
37〜R39は互いに独立して、好ましくは水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ハロアルキル基、ハロアルコキシ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アラルキル基、カルボン酸基、スルホン酸基、アミノ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシル基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、アルキニルカルボニル基、カルボン酸エステル基、カルボン酸アミド基、スルホン酸エステル基、チオール基、ハロゲン原子又はこれらの基又は原子の組合せであってよく、ここで、置換基R37〜R39のうち少なくとも2個として、水素原子が、かつ置換基R37〜R39のうち0〜1個として、非水素原子、好ましくはハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基及び/又はニトロ基が、特に好ましく、
Aは、酸素原子、硫黄原子又は−N(R33)−基であり、ここで、R33は、好ましくは水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ハロアルキル基、ハロアルコキシ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アラルキル基、カルボン酸基、スルホン酸基、ニトロ基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、アルキニルカルボニル基、カルボン酸エステル基、カルボン酸アミド基、スルホン酸エステル基であり、ここで、Aとして酸素原子が特に好ましく、
及びAは互いに独立して、好ましくは共有結合、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ハロアルキル基、ハロアルコキシ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アラルキル基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、アルキニルカルボニル基、カルボン酸エステル基、カルボン酸アミド基、スルホン酸エステル基であり、ここで、A及びAとして共有結合又はアルキル基が特に好ましく、
及びAは互いに独立して、好ましくは共有結合、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アラルキル基、ジアルキルアミノ基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、アルキニルカルボニル基、カルボン酸エステル基、カルボン酸アミド基、スルホン酸エステル基であってよく、ここで、A及びAとして共有結合又はアルキル基が特に好ましく、
及びAは互いに独立して、好ましくは共有結合、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ハロアルキル基、ハロアルコキシ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アラルキル基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、アルキニルカルボニル基、カルボン酸エステル基、カルボン酸アミド基、スルホン酸エステル基であってよく、ここで、A及びAとして共有結合、アリール基又はアルキル基が特に好ましく、
Arは、互いに独立して置換されたシクロアルキル基、シクロアルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アラルキル基に相当する。
9,10−ビス(1,3−ジチオール−2−イリデン)−9,10−ジヒドロアントラセン単位をポリマー主鎖上のペンダント基として有する新規なポリマーが合成された。これらのポリマーは、殊に二次電荷蓄積体用のカソードにおけるレドックス活性電極材料として、卓越した性質を有する。従属請求項において、本発明による9,10−ビス(1,3−ジチオール−2−イリデン)−9,10−ジヒドロアントラセンポリマーの有利な使用可能性が挙げられている。
これらの新規なポリマーは、単純かつあまり煩雑でない方法で並びに容易に入手可能な出発材料から、製造することができる。その重合のために、さらなるモノマーが必要なく、かつ該重合が高価な金属触媒を必要とするのではなく、製造方法として、単純な重合法を使用することができる。その際に、高いモル質量及び低い多分散指数を有するポリマーを極めて高い収率で得ることができる。低いモル質量を有する重合性基の導入により、そのモノマーのモル質量を低く維持することができ、かつその二次電荷蓄積体の理論容量を最大化することができる。さらに、これらのポリマー中で、それらのレドックス活性基は、互いに共役状態になく;結果として、該電荷蓄積体は、平坦な充放電プラトーを有する。これらの材料は、技術水準とは、二電子レドックス反応により相違し、これは構成品(Bauteil)における高い容量及び高い寿命と同時に上述の平坦な充放電プラトーをもたらす。
以下の説明において、nはノルマルとして、iはイソとして、sは第二級として、tは第三級として、cはシクロとして、mはメタとして、pはパラとして及びoはオルトとして、定義される。
本明細書において、アルキル基は、分岐状並びに非分岐状であってよい。アルキル基は、典型的には炭素原子1〜30個、好ましくは炭素原子1〜20個からなる。アルキル基の例は次の通りである:メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、2−エチルヘキシル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、n−ノナデシル基又はエイコシル基。特に好ましいのは、炭素原子1〜6個を有するアルキル基である。
本明細書において、アルケニル基は、分岐状並びに非分岐状であってよい。アルケニル基は、典型的には炭素原子1〜30個、好ましくは炭素原子1〜20個からなる。アルケニル基は、典型的には1個の不飽和エテニル性二重結合を有し、該アルケニル基の残りの部分は飽和している。2個以上のエテニル性不飽和二重結合は可能であるが、しかし好ましくない。特に好ましいのは、該アルケニル基のα位の不飽和エテニル性二重結合である。アルケニル基の例は次の通りである:ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、n−ブテニル基、sec−ブテニル基、ペンテニル基、n−ヘキセニル基、n−ヘプテニル基、2−エチルヘキセニル基、n−オクテニル基、n−ノネニル基、n−デセニル基、n−ウンデセニル基、n−ドデセニル基、n−トリデセニル基、n−テトラデセニル基、n−ペンタデセニル基、n−ヘキサデセニル基、n−ヘプタデセニル基、n−オクタデセニル基、n−ノナデセニル基又はエイコセニル基。好ましいのは、炭素原子2〜3個を有するアルケニル基であり;特に好ましいのは、ビニル基及びアリル基である。
本明細書において、アルキニル基は、分岐状並びに非分岐状であってよい。アルキニル基は、典型的には炭素原子2〜30個、好ましくは炭素原子1〜20個からなる。アルキニル基は、典型的には1個の不飽和エチニル性三重結合を有し、該アルキニル基の残りの部分は飽和している。2個以上のエチニル性不飽和三重結合は可能であるが、しかし好ましくない。特に好ましいのは、該アルキニル基のα位の不飽和エチニル性三重結合である。アルキニル基の例は次の通りである:エチニル基、プロピニル基、ブチニル基、ペンチニル基、n−ヘキシニル基、n−ヘプチニル基、2−エチルヘキシニル基、n−オクチニル基、n−ノニニル基、n−デシニル基、n−ウンデシニル基、n−ドデシニル基、n−トリデシニル基、n−テトラデシニル基、n−ペンタデシニル基、n−ヘキサデシニル基、n−ヘプタデシニル基、n−オクタデシニル基、n−ノナデシニル基又はエイコシニル基。好ましいのは、炭素原子2個を有するアルキニル基である。
本明細書において、アルキルチオ基は、分岐状並びに非分岐状であってよい。アルキルチオ基は、典型的には、炭素原子1〜30個と、その鎖の2個の炭素原子に共有結合している1個以上の硫黄原子とからなり、好ましくは炭素原子1〜20個と硫黄原子1個とからなる。アルキルチオ基の例は次の通りである:メチルチオ基、エチルチオ基、n−プロピルチオ基、i−プロピルチオ基、n−ブチルチオ基、s−ブチルチオ基、t−ブチルチオ基、n−ペンチルチオ基、1−メチルブチルチオ基、2−メチルブチルチオ基、3−メチルブチルチオ基、1,1−ジメチルプロピルチオ基、2,2−ジメチルプロピルチオ基、n−ヘキシルチオ基、1−メチルペンチルチオ基、2−メチルペンチルチオ基、1,1−ジメチルブチルチオ基、1−エチルブチルチオ基、1,1,2−トリメチルプロピルチオ基、n−ヘプチルチオ基、n−オクチルチオ基、2−エチルヘキシルチオ基、n−ノニルチオ基、n−デシルチオ基、n−ドデシルチオ基。
本明細書において、モノアルキルアミノ基は、分岐状並びに非分岐状であってよい。モノアルキルアミノ基は、典型的には、炭素原子1〜30個と、その鎖の2個の炭素原子に共有結合している1個以上の窒素原子とからなり、好ましくは炭素原子1〜20個と窒素原子1個とからなる。モノアルキルアミノ基の例は次の通りである:メチルアミノ基、エチルアミノ基、n−プロピルアミノ基、i−プロピルアミノ基、c−プロピルアミノ基、n−ブチルアミノ基、i−ブチルアミノ基、s−ブチルアミノ基、t−ブチルアミノ基、c−ブチルアミノ基、1−メチル−c−プロピルアミノ基、2−メチル−c−プロピルアミノ基、n−ペンチルアミノ基、1−メチル−n−ブチルアミノ基、2−メチル−n−ブチルアミノ基、3−メチル−n−ブチルアミノ基、1,1−ジメチル−n−プロピルアミノ基、1,2−ジメチル−n−プロピルアミノ基、2,2−ジメチル−n−プロピルアミノ基、1−エチル−n−プロピルアミノ基、c−ペンチルアミノ基、1−メチル−c−ブチルアミノ基、2−メチル−c−ブチルアミノ基、3−メチル−c−ブチルアミノ基、1,2−ジメチル−c−プロピルアミノ基、2,3−ジメチル−c−プロピルアミノ基、1−エチル−c−プロピルアミノ基、2−エチル−c−プロピルアミノ基、n−ヘキシルアミノ基、1−メチル−n−ペンチルアミノ基、2−メチル−n−ペンチルアミノ基、3−メチル−n−ペンチルアミノ基、4−メチル−n−ペンチルアミノ基、1,1−ジメチル−n−ブチルアミノ基、1,2−ジメチル−n−ブチルアミノ基、1,3−ジメチル−n−ブチルアミノ基、2,2−ジメチル−n−ブチルアミノ基、2,3−ジメチル−n−ブチルアミノ基、3,3−ジメチル−n−ブチルアミノ基、1−エチル−n−ブチルアミノ基、2−エチル−n−ブチルアミノ基、1,1,2−トリメチル−n−プロピルアミノ基、1,2,2−トリメチル−n−プロピルアミノ基、1−エチル−1−メチル−n−プロピルアミノ基、1−エチル−2−メチル−n−プロピルアミノ基、c−ヘキシルアミノ基、1−メチル−c−ペンチルアミノ基、2−メチル−c−ペンチルアミノ基、3−メチル−c−ペンチルアミノ基、1−エチル−c−ブチルアミノ基、2−エチル−c−ブチルアミノ基、3−エチル−c−ブチルアミノ基、1,2−ジメチル−c−ブチルアミノ基、1,3−ジメチル−c−ブチルアミノ基、2,2−ジメチル−c−ブチルアミノ基、2,3−ジメチル−c−ブチルアミノ基、2,4−ジメチル−c−ブチルアミノ基、3,3−ジメチル−c−ブチルアミノ基、1−n−プロピル−c−プロピルアミノ基、2−n−プロピル−c−プロピルアミノ基、1−i−プロピル−c−プロピルアミノ基、2−i−プロピル−c−プロピルアミノ基、1,2,2−トリメチル−c−プロピルアミノ基、1,2,3−トリメチル−c−プロピルアミノ基、2,2,3−トリメチル−c−プロピルアミノ基、1−エチル−2−メチル−c−プロピルアミノ基、2−エチル−1−メチル−c−プロピルアミノ基、2−エチル−2−メチル−c−プロピルアミノ基、2−エチル−3−メチル−c−プロピルアミノ基。
本明細書において、ジアルキルアミノ基は、分岐状並びに非分岐状であってよい。ジアルキルアミノ基は、典型的には、炭素原子1〜30個と、その鎖の3個の炭素原子に共有結合している1個以上の窒素原子とからなり、好ましくは炭素原子1〜20個と窒素原子1個からなる。ジアルキルアミノ基の例は次の通りである:ジ−i−プロピルアミノ基、ジ−c−プロピルアミノ基、ジ−n−ブチルアミノ基、ジ−i−ブチルアミノ基、ジ−s−ブチルアミノ基、ジ−t−ブチルアミノ基、ジ−c−ブチルアミノ基、ジ−(1−メチル−c−プロピル)アミノ基、ジ−(2−メチル−c−プロピル)アミノ基、ジ−n−ペンチルアミノ基、ジ−(1−メチル−n−ブチル)アミノ基、ジ−(2−メチル−n−ブチル)アミノ基、ジ−(3−メチル−n−ブチル)アミノ基、ジ−(1,1−ジメチル−n−プロピル)アミノ基、ジ−(1,2−ジメチル−n−プロピル)アミノ基、ジ−(2,2−ジメチル−n−プロピル)アミノ基、ジ−(1−エチル−n−プロピル)アミノ基、ジ−c−ペンチルアミノ基、ジ−(1−メチル−c−ブチル)アミノ基、ジ−(2−メチル−c−ブチル)アミノ基、ジ−(3−メチル−c−ブチル)アミノ基、ジ−(1,2−ジメチル−c−プロピル)アミノ基、ジ−(2,3−ジメチル−c−プロピル)アミノ基、ジ−(1−エチル−c−プロピル)アミノ基、ジ−(2−エチル−c−プロピル)アミノ基、ジ−n−ヘキシルアミノ基、ジ−(1−メチル−n−ペンチル)アミノ基、ジ−(2−メチル−n−ペンチル)アミノ基、ジ−(3−メチル−n−ペンチル)アミノ基、ジ−(4−メチル−n−ペンチル)アミノ基、ジ−(1,1−ジメチル−n−ブチル)アミノ基、ジ−(1,2−ジメチル−n−ブチル)アミノ基、ジ−(1,3−ジメチル−n−ブチル)アミノ基。
本明細書において、ハロアルキル基は、分岐状並びに非分岐状であってよい。ハロアルキル基は、典型的には、炭素原子1〜30個からなり、該炭素原子はそしてまた互いに独立して1個以上のハロゲン原子で置換されていてよく、好ましくは炭素原子1〜20個からなる。ハロゲン原子の例は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子である。好ましいのは、フッ素原子及び塩素原子である。ハロアルキル基の例は次の通りである:ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基、ブロモジフルオロメトキシ基、2−クロロエトキシ基、2−ブロモエトキシ基、1,1−ジフルオロエトキシ基、2,2,2−トリフルオロエトキシ基、1,1,2,2−テトラフルオロエトキシ基、2−クロロ−1,1,2−トリフルオロエトキシ基、ペンタフルオロエトキシ基、3−ブロモプロポキシ基、2,2,3,3−テトラフルオロプロポキシ基、1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロポキシ基、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロポキシ基、3−ブロモ−2−メチルプロポキシ基、4−ブロモブトキシ基、ペルフルオロペンチルオキシ基。
本明細書において、ハロアルコキシ基は、分岐状並びに非分岐状であってよい。ハロアルコキシ基は、典型的には、炭素原子1〜30個からなり、分岐状並びに非分岐状であってよく、並びに該炭素原子がそしてまた互いに独立して1個以上のハロゲン原子で置換されていてよい鎖が共有結合している、酸素原子からなる。好ましくは、この鎖は炭素原子1〜20個からなる。ハロゲン原子の例は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子である。好ましいのは、フッ素原子及び塩素原子である。ハロアルコキシル基の例は次の通りである:ジフルオロメトキシル基、トリフルオロメトキシル基、ブロモジフルオロメトキシル基、2−クロロエトキシル基、2−ブロモエトキシル基、1,1−ジフルオロエトキシル基、2,2,2−トリフルオロエトキシル基、1,1,2,2−テトラフルオロエトキシル基、2−クロロ−1,1,2−トリフルオロエトキシル基、ペンタフルオロエトキシル基、3−ブロモプロポキシル基、2,2,3,3−テトラフルオロプロポキシル基、1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロポキシル基、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロポキシル基、3−ブロモ−2−メチルプロポキシル基、4−ブロモブトキシル基、ペルフルオロペントキシル基。
アルキルカルボニル基は、本明細書において典型的には、炭素原子1〜30個からなるアルキル基が共有結合されており、かつ該アルキル基が分岐状並びに非分岐状であってよい、カルボニル炭素からなる。好ましくは、この鎖は炭素原子1〜20個からなる。アルキルカルボニル基の例は次の通りである:メチルカルボニル基、エチルカルボニル基、n−プロピルカルボニル基、i−プロピルカルボニル基、c−プロピルカルボニル基、n−ブチルカルボニル基、i−ブチルカルボニル基、s−ブチルカルボニル基、t−ブチルカルボニル基、c−ブチルカルボニル基、1−メチル−c−プロピルカルボニル基、2−メチル−c−プロピルカルボニル基、n−ペンチルカルボニル基、1−メチル−n−ブチルカルボニル基、2−メチル−n−ブチルカルボニル基、3−メチル−n−ブチルカルボニル基、1,1−ジメチル−n−プロピルカルボニル基、1,2−ジメチル−n−プロピルカルボニル基、2,2−ジメチル−n−プロピルカルボニル基、1−エチル−n−プロピルカルボニル基、c−ペンチルカルボニル基、1−メチル−c−ブチルカルボニル基、2−メチル−c−ブチルカルボニル基、3−メチル−c−ブチルカルボニル基、1,2−ジメチル−c−プロピルカルボニル基、2,3−ジメチル−c−プロピルカルボニル基、1−エチル−c−プロピルカルボニル基、2−エチル−c−プロピルカルボニル基、n−ヘキシルカルボニル基、1−メチル−n−ペンチルカルボニル基、2−メチル−n−ペンチルカルボニル基、3−メチル−n−ペンチルカルボニル基、4−メチル−n−ペンチルカルボニル基、1,1−ジメチル−n−ブチルカルボニル基、1,2−ジメチル−n−ブチルカルボニル基、1,3−ジメチル−n−ブチルカルボニル基、2,2−ジメチル−n−ブチルカルボニル基、2,3−ジメチル−n−ブチルカルボニル基、3,3−ジメチル−n−ブチルカルボニル基、1−エチル−n−ブチルカルボニル基、2−エチル−n−ブチルカルボニル基。
本明細書におけるアルケニルカルボニル基は典型的には、炭素原子1〜30個からなるアルケニル基が共有結合されており、かつ該アルケニル基が分岐状並びに非分岐状であってよい、カルボニル炭素からなる。好ましくは、この鎖は炭素原子1〜20個からなる。アルケニルカルボニル基の例は次の通りである:エテニルカルボニル基、1−プロペニルカルボニル基、2−プロペニルカルボニル基、1−メチル−1−エテニルカルボニル基、1−ブテニルカルボニル基、2−ブテニルカルボニル基、3−ブテニルカルボニル基、2−メチル−1−プロペニルカルボニル基、2−メチル−2−プロペニルカルボニル基、1−エチルエテニルカルボニル基、1−メチル−1−プロペニルカルボニル基、1−メチル−2−プロペニルカルボニル基、1−ペンテニルカルボニル基、2−ペンテニルカルボニル基、3−ペンテニルカルボニル基、4−ペンテニルカルボニル基、1−n−プロピルエテニルカルボニル基、1−メチル−1−ブテニルカルボニル基、1−メチル−2−ブテニルカルボニル基、1−メチル−3−ブテニルカルボニル基、2−エチル−2−プロペニルカルボニル基、2−メチル−1−ブテニルカルボニル基、2−メチル−2−ブテニルカルボニル基、2−メチル−3−ブテニルカルボニル基、3−メチル−1−ブテニルカルボニル基、3−メチル−2−ブテニルカルボニル基、3−メチル−3−ブテニルカルボニル基、1,1−ジメチル−2−プロペニルカルボニル基、1−i−プロピルエテニルカルボニル基、1,2−ジメチル−1−プロペニルカルボニル基、1,2−ジメチル−2−プロペニルカルボニル基、1−c−ペンテニルカルボニル基、2−c−ペンテニルカルボニル基、3−c−ペンテニルカルボニル基、1−ヘキセニルカルボニル基、2−ヘキセニルカルボニル基、3−ヘキセニルカルボニル基、4−ヘキセニルカルボニル基、5−ヘキセニルカルボニル基、1−メチル−1−ペンテニルカルボニル基、1−メチル−2−ペンテニルカルボニル基、1−メチル−3−ペンテニルカルボニル基、1−メチル−4−ペンテニルカルボニル基、1−n−ブチルエテニルカルボニル基、2−メチル−1−ペンテニルカルボニル基、2−メチル−2−ペンテニルカルボニル基、2−メチル−3−ペンテニルカルボニル基、2−メチル−4−ペンテニルカルボニル基、2−n−プロピル−2−プロペニルカルボニル基、3−メチル−1−ペンテニルカルボニル基、3−メチル−2−ペンテニルカルボニル基。
アルキニルカルボニル基は、本明細書において典型的には、炭素原子1〜30個からなるアルキニル基が共有結合されており、かつ該アルキニル基が分岐状並びに非分岐状であってよい、カルボニル炭素からなる。好ましくは、この鎖は炭素原子1〜20個からなる。アルキニルカルボニル基の例は次の通りである:エチニルカルボニル基、1−プロピニルカルボニル基、2−プロピニルカルボニル基、1−ブチニルカルボニル基、2−ブチニルカルボニル基、3−ブチニルカルボニル基、1−メチル−2−プロピニルカルボニル基、1−ペンチニルカルボニル基、2−ペンチニルカルボニル基、3−ペンチニルカルボニル基、4−ペンチニルカルボニル基、1−メチル−2−ブチニルカルボニル基、1−メチル−3−ブチニルカルボニル基、2−メチル−3−ブチニルカルボニル基、3−メチル−1−ブチニルカルボニル基、1,1−ジメチル−2−プロピニルカルボニル基、2−エチル−2−プロピニルカルボニル基、1−ヘキシニルカルボニル基、2−ヘキシニルカルボニル基、3−ヘキシニルカルボニル基、4−ヘキシニルカルボニル基、5−ヘキシニルカルボニル基、1−メチル−2−ペンチニルカルボニル基、1−メチル−3−ペンチニルカルボニル基、1−メチル−4−ペンチニルカルボニル基、2−メチル−3−ペンチニルカルボニル基、2−メチル−4−ペンチニルカルボニル基、3−メチル−1−ペンチニルカルボニル基、3−メチル−4−ペンチニルカルボニル基、4−メチル−1−ペンチニルカルボニル基、4−メチル−2−ペンチニルカルボニル基、1,1−ジメチル−2−ブチニルカルボニル基、1,1−ジメチル−3−ブチニルカルボニル基、1,2−ジメチル−3−ブチニルカルボニル基、2,2−ジメチル−3−ブチニルカルボニル基、3,3−ジメチル−1−ブチニルカルボニル基、1−エチル−2−ブチニルカルボニル基、1−エチル−3−ブチニルカルボニル基。
アルキルカルボン酸エステル基は、本明細書において典型的には、炭素原子1〜30個からなるアルキル基が共有結合されており、かつ該アルキル基が分岐状並びに非分岐状であってよい、カルボン酸エステルからなる。好ましくは、この鎖は炭素原子1〜20個からなる。アルキルカルボン酸エステル基の例は次の通りである:メチルカルボン酸エステル基、エチルカルボン酸エステル基、n−プロピルカルボン酸エステル基、i−プロピルカルボン酸エステル基、c−プロピルカルボン酸エステル基、n−ブチルカルボン酸エステル基、i−ブチルカルボン酸エステル基、s−ブチルカルボン酸エステル基、t−ブチルカルボン酸エステル基、c−ブチルカルボン酸エステル基、1−メチル−c−プロピルカルボン酸エステル基、2−メチル−c−プロピルカルボン酸エステル基、n−ペンチルカルボン酸エステル基、1−メチル−n−ブチルカルボン酸エステル基、2−メチル−n−ブチルカルボン酸エステル基、3−メチル−n−ブチルカルボン酸エステル基、1,1−ジメチル−n−プロピルカルボン酸エステル基、1,2−ジメチル−n−プロピルカルボン酸エステル基、2,2−ジメチル−n−プロピルカルボン酸エステル基、1−エチル−n−プロピルカルボン酸エステル基、c−ペンチルカルボン酸エステル基、1−メチル−c−ブチルカルボン酸エステル基、2−メチル−c−ブチルカルボン酸エステル基、3−メチル−c−ブチルカルボン酸エステル基、1,2−ジメチル−c−プロピルカルボン酸エステル基、2,3−ジメチル−c−プロピルカルボン酸エステル基、1−エチル−c−プロピルカルボン酸エステル基、2−エチル−c−プロピルカルボン酸エステル基、n−ヘキシルカルボン酸エステル基、1−メチル−n−ペンチルカルボン酸エステル基、2−メチル−n−ペンチルカルボン酸エステル基、3−メチル−n−ペンチルカルボン酸エステル基、4−メチル−n−ペンチルカルボン酸エステル基、1,1−ジメチル−n−ブチルカルボン酸エステル基、1,2−ジメチル−n−ブチルカルボン酸エステル基、1,3−ジメチル−n−ブチルカルボン酸エステル基、2,2−ジメチル−n−ブチルカルボン酸エステル基、2,3−ジメチル−n−ブチルカルボン酸エステル基、3,3−ジメチル−n−ブチルカルボン酸エステル基、1−エチル−n−ブチルカルボン酸エステル基、2−エチル−n−ブチルカルボン酸エステル基。
アルケニルカルボン酸エステル基は、本明細書において典型的には、炭素原子1〜30個からなるアルケニル基が共有結合されており、かつ該アルケニル基が分岐状並びに非分岐状であってよい、カルボン酸エステルからなる。好ましくは、この鎖は炭素原子1〜20個からなる。アルケニルカルボン酸エステル基の例は次の通りである:エテニルカルボン酸エステル基、1−プロペニルカルボン酸エステル基、2−プロペニルカルボン酸エステル基、1−メチル−1−エテニルカルボン酸エステル基、1−ブテニルカルボン酸エステル基、2−ブテニルカルボン酸エステル基、3−ブテニルカルボン酸エステル基、2−メチル−1−プロペニルカルボン酸エステル基、2−メチル−2−プロペニルカルボン酸エステル基、1−エチルエテニルカルボン酸エステル基、1−メチル−1−プロペニルカルボン酸エステル基、1−メチル−2−プロペニルカルボン酸エステル基、1−ペンテニルカルボン酸エステル基、2−ペンテニルカルボン酸エステル基、3−ペンテニルカルボン酸エステル基、4−ペンテニルカルボン酸エステル基、1−n−プロピルエテニルカルボン酸エステル基、1−メチル−1−ブテニルカルボン酸エステル基、1−メチル−2−ブテニルカルボン酸エステル基、1−メチル−3−ブテニルカルボン酸エステル基、2−エチル−2−プロペニルカルボン酸エステル基、2−メチル−1−ブテニルカルボン酸エステル基、2−メチル−2−ブテニルカルボン酸エステル基、2−メチル−3−ブテニルカルボン酸エステル基、3−メチル−1−ブテニルカルボン酸エステル基、3−メチル−2−ブテニルカルボン酸エステル基、3−メチル−3−ブテニルカルボン酸エステル基、1,1−ジメチル−2−プロペニルカルボン酸エステル基、1−i−プロピルエテニルカルボン酸エステル基、1,2−ジメチル−1−プロペニルカルボン酸エステル基、1,2−ジメチル−2−プロペニルカルボン酸エステル基、1−c−ペンテニルカルボン酸エステル基、2−c−ペンテニルカルボン酸エステル基、3−c−ペンテニルカルボン酸エステル基、1−ヘキセニルカルボン酸エステル基、2−ヘキセニルカルボン酸エステル基、3−ヘキセニルカルボン酸エステル基、4−ヘキセニルカルボン酸エステル基、5−ヘキセニルカルボン酸エステル基、1−メチル−1−ペンテニルカルボン酸エステル基、1−メチル−2−ペンテニルカルボン酸エステル基、1−メチル−3−ペンテニルカルボン酸エステル基、1−メチル−4−ペンテニルカルボン酸エステル基、1−n−ブチルエテニルカルボン酸エステル基、2−メチル−1−ペンテニルカルボン酸エステル基、2−メチル−2−ペンテニルカルボン酸エステル基、2−メチル−3−ペンテニルカルボン酸エステル基、2−メチル−4−ペンテニルカルボン酸エステル基、2−n−プロピル−2−プロペニルカルボン酸エステル基、3−メチル−1−ペンテニルカルボン酸エステル基、3−メチル−2−ペンテニルカルボン酸エステル基。
アルキニルカルボン酸エステル基は、本明細書において典型的には、炭素原子1〜30個からなるアルキニル基が共有結合されており、かつ該アルキニル基が分岐状並びに非分岐状であってよい、カルボン酸エステルからなる。好ましくは、この鎖は炭素原子1〜20個からなる。アルキニルカルボン酸エステル基の例は次の通りである:エチニルカルボン酸エステル基、1−プロピニルカルボン酸エステル基、2−プロピニルカルボン酸エステル基、1−ブチニルカルボン酸エステル基、2−ブチニルカルボン酸エステル基、3−ブチニルカルボン酸エステル基、1−メチル−2−プロピニルカルボン酸エステル基、1−ペンチニルカルボン酸エステル基、2−ペンチニルカルボン酸エステル基、3−ペンチニルカルボン酸エステル基、4−ペンチニルカルボン酸エステル基、1−メチル−2−ブチニルカルボン酸エステル基、1−メチル−3−ブチニルカルボン酸エステル基、2−メチル−3−ブチニルカルボン酸エステル基、3−メチル−1−ブチニルカルボン酸エステル基、1,1−ジメチル−2−プロピニルカルボン酸エステル基、2−エチル−2−プロピニルカルボン酸エステル基、1−ヘキシニルカルボン酸エステル基、2−ヘキシニルカルボン酸エステル基、3−ヘキシニルカルボン酸エステル基、4−ヘキシニルカルボン酸エステル基、5−ヘキシニルカルボン酸エステル基、1−メチル−2−ペンチニルカルボン酸エステル基、1−メチル−3−ペンチニルカルボン酸エステル基、1−メチル−4−ペンチニルカルボン酸エステル基、2−メチル−3−ペンチニルカルボン酸エステル基、2−メチル−4−ペンチニルカルボン酸エステル基、3−メチル−1−ペンチニルカルボン酸エステル基、3−メチル−4−ペンチニルカルボン酸エステル基、4−メチル−1−ペンチニルカルボン酸エステル基、4−メチル−2−ペンチニルカルボン酸エステル基、1,1−ジメチル−2−ブチニルカルボン酸エステル基、1,1−ジメチル−3−ブチニルカルボン酸エステル基、1,2−ジメチル−3−ブチニルカルボン酸エステル基、2,2−ジメチル−3−ブチニルカルボン酸エステル基、3,3−ジメチル−1−ブチニルカルボン酸エステル基、1−エチル−2−ブチニルカルボン酸エステル基、1−エチル−3−ブチニルカルボン酸エステル基。
本明細書において、アルコキシ基は、分岐状並びに非分岐状であってよいアルキル単位からなっていてよい。アルコキシ基は、典型的には炭素原子1〜30個、好ましくは炭素原子1〜20個からなる。アルコキシ基の例は次の通りである:メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、n−ヘプチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、n−オクチルオキシ基、n−ノニルオキシ基、n−デシルオキシ基、n−トリデシルオキシ基、n−テトラデシルオキシ基、n−ペンタデシルオキシ基、n−ヘキサデシルオキシ基、n−オクタデシルオキシ基又はエイコシルオキシ基。好ましいのは、そのアルキル単位中に炭素原子1〜6個を有するアルコキシ基である。
本明細書に記載されるような、シクロアルキル基は、典型的には、炭素原子5、6又は7個からなり、該炭素原子がそれぞれ互いに独立して置換されていてよい環状基である。これについての例は、アルキル基又は2個のアルキル基であって、これらが結合している環炭素と一緒になって、さらなる環を形成する。シクロアルキル基の例は、シクロヘキシル基である。
本明細書に記載されるような、シクロアルコキシ基は、典型的には、炭素原子5、6又は7個からなり、これらのうち少なくとも1個が酸素原子に共有結合している環状基である。これらの環炭素原子は、それぞれ互いに独立して、例えばアルキル基で又は結合している環炭素と一緒になってさらなる環を形成する2個のアルキル基で、置換されていてよい。シクロアルコキシ基の例は、シクロヘキシルオキシ基である。
本明細書に記載されるような、アリール基は、典型的には、炭素原子5〜10個からなり、該炭素原子がそれぞれ互いに独立して置換されていてよい環状の芳香族基である。これについての例は、アルキル基又は2個のアルキル基であって、これらが結合している環炭素と一緒になって、さらなる環を形成する。アリール基の例は、フェニル基、o−ビフェニリル基、m−ビフェニリル基、p−ビフェニリル基、1−アントリル基、2−アントリル基、9−アントリル基、1−フェナントリル基、2−フェナントリル基、3−フェナントリル基、4−フェナントリル基、9−フェナントリル基である。
本明細書に記載されるような、ヘテロアリール基は、典型的には、炭素原子4〜10個と少なくとも1個のヘテロ原子とからなり、該炭素原子がそれぞれ互いに独立して置換されていてよい環状の芳香族基である。これについての例は、アルキル基又は2個のアルキル基であって、それらが結合している環炭素と一緒になって、さらなる環を形成する。ヘテロ原子の例は、この場合に酸素原子、窒素原子、リン原子、ホウ素原子、セレン原子又は硫黄原子である。ヘテロアリール基の例は、フリル基、チエニル基、ピロリル基又はイミダゾリル基である。
本明細書に記載されるような、アリールオキシル基は、典型的には、前もって既に定義されたアリール基であって、該アリール基が酸素原子に共有結合している。アリールオキシル基の例は、フェニルオキシル又はナフチルオキシルである。
本明細書に記載されるような、アラルキル基は、典型的には、前もって既に定義されたアリール基であって、該アリール基がアルキル基に共有結合している。この基は、例えばアルキル基又はハロゲン原子で置換されていてよい。アラルキル基の例は、ベンジルである。
本発明のオリゴマー又はポリマー化合物の平均モル質量(M)は、800〜4000000g/molの範囲内、好ましくは2000〜2000000g/molの範囲内、特に好ましくは4000〜400000g/molの範囲内である。該平均モル質量は、サイズ排除クロマトグラフィー(ポリスチレン標準)を用いて決定される。
一般に、本発明による一般式Iの本発明のオリゴマー又はポリマー化合物は、2〜5000個の繰返し単位、好ましくは10〜1000個の繰返し単位からなる。
本発明による一般式Iの本発明のオリゴマー又はポリマー化合物は、ホモポリマーだけでなく、コポリマーであってもよい。ホモポリマーは、1種のモノマーのみから合成されたポリマーである。コポリマーは、2種以上のモノマーから合成されたポリマーである。2種以上のモノマーがその合成の際に使用される場合には、本発明のオリゴマー又はポリマー化合物の繰返し単位のモノマーは、ランダム分布で、ブロックとして又は交互に、該オリゴマー又はポリマー化合物中に存在していてよい。本発明のオリゴマー又はポリマー化合物は、線状型だけでなく、架橋型であってもよい。架橋は、例えば、少量の割合の、重合性基2個を有する有機分子、好ましくはより高官能化されたモノマーとの共重合により、行うことができる。
本発明による一般式Iのオリゴマー又はポリマー化合物は、一般式I′の9,10−ビス(1,3−ジチオール−2−イリデン)−9,10−ジヒドロアントラセン化合物の重合により合成される。
Figure 0006290447
X′は、その際に好ましくは、典型的には有機二重結合、又は有機三重結合、又はオキシラン又はアジリジンからなる、重合性有機基である。特に好ましいのは、その際に、式II′〜VIII′に示されている重合性有機基である。
Figure 0006290447
ここで、R12〜R28、A及びArについては、既に前記の定義を有する。
一般式I′の9,10−ビス(1,3−ジチオール−2−イリデン)−9,10−ジヒドロアントラセン化合物は、公知の反応の組合せにより製造することができる。
一般式I′の化合物の製造は、以下のスキーム1〜7に示されているが、しかしながら、これらに限定されていない。
Figure 0006290447
Figure 0006290447
前記のスキーム1〜7により上記の一般式I′の化合物を合成するには、それ自体として知られた方法で十分である。
一般式I′中のX′が上記の式II′に相当する場合には、式I′の化合物は、ポリスチレン及びそれらの修飾体(Abwandlungen)の合成の公知方法により合成することができる。好ましくは、上記の化合物I′は、ラジカル重合、例えばフリーラジカル重合、しかしまた制御ラジカル重合法、例えば、可逆付加−開裂連鎖移動重合(RAFT)、原子移動ラジカル重合(ATRP)又はニトロキシド媒介重合(NMP)により、−30〜150℃の温度範囲内、有利に40〜120℃の温度範囲内で、溶剤中で、かつ0.1〜100時間の反応時間内で、開始剤、例えばアゾ化合物又は過酸化物、好ましくは過酸化ベンゾイル又は2,2′−アゾビスイソブチロニトリルの使用下に、合成される。使用される溶剤については、制限が殆どない。好ましいのは、有機溶剤、例えばN,N′−ジメチルホルムアミド、N,N′−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリジン、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン又はo−ジクロロベンゼンである。
同様に好ましくは、上記の化合物I′は、カチオン重合により、−30〜150℃の温度範囲内、有利に−20〜50℃の温度範囲内で、溶剤中で、かつ0.1〜100時間の反応時間内で、触媒、例えばルイス酸又はプロトン酸、好ましくは硫酸、硝酸、過塩素酸、三フッ化ホウ素エーテラート錯体、三塩化アルミニウム、四塩化スズ又は四塩化チタンの使用下に、合成される。使用される溶剤については、制限が殆どない。好ましいのは、有機溶剤、例えばN,N′−ジメチルホルムアミド、N,N′−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリジン、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキソラン、1,2−ジクロロエタン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン又はo−ジクロロベンゼンである。
同様に好ましくは、上記の化合物I′は、アニオン重合により、−78〜150℃の温度範囲内、有利に−50〜50℃の温度範囲内で、溶剤中で、かつ0.1〜100時間の反応時間内で、触媒、例えばルイス塩基又は塩基、好ましくは金属アミド、例えばナトリウムアミド及びLiC、アルコキシド、例えばメタノラート又はエタノラート、水酸化物、例えば水酸化ナトリウム又は水酸化カリウム、シアニド、ホスフィン、アミン又は有機金属化合物、例えばn−ブチルリチウム又は臭化ビニルマグネシウムの使用下に、合成される。使用される溶剤については、制限が殆どない。好ましいのは、有機溶剤、例えば、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキソラン、ジエチルエーテル、tert−ブチルメチルエーテル、トルエン、キシレン、クロロベンゼン又はo−ジクロロベンゼンである。
同様に好ましくは、上記の化合物I′は、アニオン的なグループトランスファー重合により、−30〜150℃の温度範囲内、有利に−20〜50℃の温度範囲内で、溶剤中で、かつ0.1〜100時間の反応時間内で、開始剤、例えばシリルケテンアセタールの使用下かつ触媒、例えば無機塩、好ましくはフッ化物、アジド又はシアニド又はルイス酸、好ましくは塩化亜鉛又はアルミニウムジアルキルクロリドの使用下に、合成される。使用される溶剤については、制限が殆どない。好ましいのは、有機溶剤、例えば、N,N′−ジメチルホルムアミド、N,N′−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリジン、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキソラン、ジエチルエーテル、tert−ブチルメチルエーテル、トルエン、キシレン、クロロベンゼン又はo−ジクロロベンゼンである。
一般式I′中のX′が上記の式III′に相当する場合には、式I′の化合物は、ポリビニルエーテル及びそれらの修飾体の合成の公知方法により合成することができる。好ましくは、上記の化合物I′は、カチオン重合により、−30〜150℃の温度範囲内、有利に−20〜50℃の温度範囲内で、溶剤中で、かつ0.1〜100時間の反応時間内で、触媒、例えばルイス酸又はプロトン酸、好ましくは硫酸、硝酸、過塩素酸、三フッ化ホウ素エーテラート錯体、三塩化アルミニウム、四塩化スズ又は四塩化チタンの使用下に、合成される。
使用される溶剤については、制限が殆どない。好ましいのは、有機溶剤、例えばN,N′−ジメチルホルムアミド、N,N′−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリジン、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキソラン、1,2−ジクロロエタン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン又はo−ジクロロベンゼンである。
一般式I′中のX′が上記の式IV′に相当する場合には、式I′の化合物は、ポリアセチレン及びそれらの修飾体の合成の公知方法により合成することができる。好ましくは、上記の化合物I′は、金属触媒重合により、−30〜150℃の温度範囲内、有利に0〜100℃の温度範囲内で、溶剤中で、かつ0.1〜100時間の反応時間内で、触媒、例えばウィルキンソン触媒、チーグラー−ナッタ触媒、Luttinger触媒、モリブデン錯体、タングステン錯体、ロジウム錯体の使用下に、あるいは電気化学重合法により臭化ニッケルの使用下で、合成される。
使用される溶剤については、制限が殆どない。好ましいのは、有機溶剤、例えばN,N′−ジメチルホルムアミド、N,N′−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリジン、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン又はo−ジクロロベンゼンである。
一般式I′中のX′が上記の式V′に相当する場合には、式I′の化合物は、ポリアクリラート及びそれらの修飾体の合成の公知方法により合成することができる。好ましくは、上記の化合物I′は、フリーラジカル重合、しかしまた制御ラジカル重合法、例えば、可逆付加−開裂連鎖移動重合(RAFT)、原子移動ラジカル重合(ATRP)、コバルト媒介ラジカル重合(CMRP)又はニトロキシド媒介重合(NMP)により、−30〜150℃の温度範囲内、有利に40〜120℃の温度範囲内で、溶剤中で、かつ0.1〜100時間の反応時間内で、開始剤、例えばアゾ化合物又は過酸化物、好ましくは過酸化ベンゾイル又は2,2′−アゾビスイソブチロニトリルの使用下に、合成される。
使用される溶剤については、制限が殆どない。好ましいのは、有機溶剤、例えばN,N′−ジメチルホルムアミド、N,N′−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリジン、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン又はo−ジクロロベンゼンである。
同様に好ましくは、上記の化合物I′は、アニオン重合により、−78〜150℃の温度範囲内、有利に−50〜50℃の温度範囲内で、溶剤中で、かつ0.1〜100時間の反応時間内で、触媒、例えばルイス塩基又は塩基、好ましくは金属アミド、例えばナトリウムアミド及びLiC、アルコキシド、例えばメタノラート又はエタノラート、水酸化物、例えば水酸化ナトリウム又は水酸化カリウム、シアニド、ホスフィン、アミン又は有機金属化合物、例えばn−ブチルリチウム又は臭化ビニルマグネシウムの使用下に、合成される。使用される溶剤については、制限が殆どない。好ましいのは、有機溶剤、例えば、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキソラン、ジエチルエーテル、tert−ブチルメチルエーテル、トルエン、キシレン、クロロベンゼン又はo−ジクロロベンゼンである。
同様に好ましくは、上記の化合物I′は、アニオン的なグループトランスファー重合により、−78〜150℃の温度範囲内、有利に−20〜50℃の温度範囲内で、溶剤中で、かつ0.1〜100時間の反応時間内で、開始剤、例えばシリルケテンアセタールの使用下かつ触媒、例えば無機塩、好ましくはフッ化物、アジド又はシアニド又はルイス酸、好ましくは塩化亜鉛又はアルミニウムジアルキルクロリドの使用下に、合成される。使用される溶剤については、制限が殆どない。好ましいのは、有機溶剤、例えば、N,N′−ジメチルホルムアミド、N,N′−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリジン、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキソラン、ジエチルエーテル、tert−ブチルメチルエーテル、トルエン、キシレン、クロロベンゼン又はo−ジクロロベンゼンである。
一般式I′中のX′が上記の式VI′に相当する場合には、式I′の化合物は、ポリノルボルネン及びそれらの修飾体の合成の公知方法により合成することができる。好ましくは、上記の化合物I′は、金属触媒重合により、−30〜150℃の温度範囲内、有利に0〜100℃の温度範囲内で、溶剤中で、かつ0.1〜100時間の反応時間内で、触媒、例えばグラブス触媒、モリブデン錯体、タングステン錯体又はルテニウム錯体の使用下に、合成される。
使用される溶剤については、制限が殆どない。好ましいのは、有機溶剤、例えばN,N′−ジメチルホルムアミド、N,N′−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリジン、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン又はo−ジクロロベンゼンである。
一般式I′中のX′が上記の式VII′に相当する場合には、式I′の化合物は、ポリエチレングリコール及びそれらの修飾体の合成の公知方法により合成することができる。
好ましくは、上記の化合物I′は、カチオン重合により、−30〜150℃の温度範囲内、有利に40〜120℃の温度範囲内で、溶剤中で、かつ0.1〜100時間の反応時間内で、触媒、例えばルイス酸又はプロトン酸、好ましくは硫酸、硝酸、過塩素酸、三フッ化ホウ素エーテラート錯体、三塩化アルミニウム、四塩化スズ、ジエチル亜鉛/水又は四塩化チタンの使用下に、合成される。
使用される溶剤については、制限が殆どない。好ましいのは、有機溶剤、例えばN,N′−ジメチルホルムアミド、N,N′−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリジン、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキソラン、1,2−ジクロロエタン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン又はo−ジクロロベンゼンである。
同様に好ましくは、上記の化合物I′は、アニオン重合により、−78〜150℃の温度範囲内、有利に−50〜50℃の温度範囲内で、溶剤中で、かつ0.1〜100時間の反応時間内で、触媒、例えばルイス塩基又は塩基、好ましくは金属アミド、例えばナトリウムアミド及びLiC、アルコキシド、例えばメタノラート又はエタノラート、水酸化物、例えば水酸化ナトリウム又は水酸化カリウム、シアニド、ホスフィン、アミン又は有機金属化合物、例えばn−ブチルリチウム又は臭化ビニルマグネシウムの使用下に、合成される。使用される溶剤については、制限が殆どない。好ましいのは、有機溶剤、例えば、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキソラン、ジエチルエーテル、tert−ブチルメチルエーテル、トルエン、キシレン、クロロベンゼン又はo−ジクロロベンゼンである。
一般式I′中のX′が上記の式VIII′に相当する場合には、式I′の化合物は、ポリスチレン及びそれらの修飾体の合成の公知方法により合成することができる。好ましくは、上記の化合物I′は、ラジカル重合、例えばフリーラジカル重合、しかしまた制御ラジカル重合法、例えば、可逆付加−開裂連鎖移動重合(RAFT)、原子移動ラジカル重合(ATRP)、又はニトロキシド媒介重合(NMP)により、−30〜150℃の温度範囲内、有利に40〜120℃の温度範囲内で、溶剤中で、かつ0.1〜100時間の反応時間内で、開始剤、例えばアゾ化合物又は過酸化物、好ましくは過酸化ベンゾイル又は2,2′−アゾビスイソブチロニトリルの使用下に、合成される。使用される溶剤については、制限が殆どない。好ましいのは、有機溶剤、例えばN,N′−ジメチルホルムアミド、N,N′−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリジン、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン又はo−ジクロロベンゼンである。
同様に好ましくは、上記の化合物I′は、カチオン重合により、−30〜150℃の温度範囲内、有利に−20〜50℃の温度範囲内で、溶剤中で、かつ0.1〜100時間の反応時間内で、触媒、例えばルイス酸又はプロトン酸、好ましくは硫酸、硝酸、過塩素酸、三フッ化ホウ素エーテラート錯体、三塩化アルミニウム、四塩化スズ又は四塩化チタンの使用下に、合成される。使用される溶剤については、制限が殆どない。好ましいのは、有機溶剤、例えばN,N′−ジメチルホルムアミド、N,N′−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリジン、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキソラン、1,2−ジクロロエタン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン又はo−ジクロロベンゼンである。
同様に好ましくは、上記の化合物I′は、アニオン重合により、−78〜150℃の温度範囲内、有利に−50〜50℃の温度範囲内で、溶剤中で、かつ0.1〜100時間の反応時間内で、触媒、例えばルイス塩基又は塩基、好ましくは金属アミド、例えばナトリウムアミド及びLiC、アルコキシド、例えばメタノラート又はエタノラート、水酸化物、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウム、シアニド、ホスフィン、アミン又は有機金属化合物、例えばn−ブチルリチウム又は臭化ビニルマグネシウムの使用下に、合成される。使用される溶剤については、制限が殆どない。好ましいのは、有機溶剤、例えば、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキソラン、ジエチルエーテル、tert−ブチルメチルエーテル、トルエン、キシレン、クロロベンゼン又はo−ジクロロベンゼンである。
同様に好ましくは、上記の化合物I′は、アニオン的なグループトランスファー重合により、−78〜150℃の温度範囲内、有利に−20〜50℃の温度範囲内で、溶剤中で、かつ0.1〜100時間の反応時間内で、開始剤、例えばシリルケテンアセタールの使用下並びに触媒、例えば無機塩、好ましくはフッ化物、アジド又はシアニド又はルイス酸、好ましくは塩化亜鉛又はアルミニウムジアルキルクロリドの使用下に、合成される。使用される溶剤については、制限が殆どない。好ましいのは、有機溶剤、例えば、N,N′−ジメチルホルムアミド、N,N′−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリジン、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキソラン、ジエチルエーテル、tert−ブチルメチルエーテル、トルエン、キシレン、クロロベンゼン又はo−ジクロロベンゼンである。
そのうえ、本発明による一般式Iのオリゴマー又はポリマー化合物は、一般式I′′の9,10−ビス(1,3−ジチオール−2−イリデン)−9,10−ジヒドロアントラセン化合物と、一般式P′のオリゴマー又はポリマー化合物との重合類似反応により、合成される。
Figure 0006290447
ここで、
〜R及びR30〜R32は互いに独立して、好ましくは水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ハロアルキル基、ハロアルコキシ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アラルキル基、カルボン酸基、スルホン酸基、アミノ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシル基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、アルキニルカルボニル基、カルボン酸エステル基、カルボン酸アミド基、スルホン酸エステル基、チオール基、ハロゲン原子又はこれらの基又は原子の組合せであってよく、ここで、置換基R〜Rのうち少なくとも5個として、水素原子が、かつ置換基R〜Rのうち0〜2個として、非水素原子、好ましくはハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基及び/又はニトロ基が、及び/又は置換基R30〜R32のうち少なくとも2個として、水素原子が、かつ置換基R30〜R32のうち0〜1個として、非水素原子、好ましくはハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基及び/又はニトロ基が特に好ましく、
〜R11は互いに独立して、好ましくは水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ハロアルキル基、ハロアルコキシ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アラルキル基、アミノ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシル基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、アルキニルカルボニル基、カルボン酸エステル基、カルボン酸アミド基、スルホン酸エステル基、チオール基、ハロゲン原子又はこれらの基又は原子の組合せであってよく、ここで、置換基RとRもしくは置換基R10とR11が、原子5〜7個からなるさらなる環を形成してよく(該環は芳香族、ヘテロ芳香族又は非芳香族であってよく;該環が非芳香族である場合には、多様な基、例えばアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ハロアルキル基、ハロアルコキシ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アラルキル基、アミノ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、アルキニルカルボニル基、カルボン酸エステル基、カルボン酸アミド基、スルホン酸エステル基からなっていてよく;特に好ましくは、R〜R11は同じであり、かつアルキル基、例えば典型的にはメチル基又はエチル基、アルキルチオ基、例えばメチルチオ基又はエチルチオ基及びチオール基である)、
X′′は、化合物P′のヒドロキシ基により求核的に攻撃され、そのために化合物I′′とP′との間に共有結合を形成する、求電子性の有機基であり(好ましくは、X′′は、イソシアナート基、カルボン酸ハロゲン化物基(ここでのハロゲンは好ましくは塩素、臭素又はヨウ素である)、カルボン酸基、ハロゲン原子(ここでのハロゲンは好ましくは塩素、臭素又はヨウ素である)、又はカルボニル基、無水物基である)、
及びAは、好ましくは共有結合、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ハロアルキル基、ハロアルコキシ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アラルキル基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、アルキニルカルボニル基、カルボン酸エステル基、カルボン酸アミド基、スルホン酸エステル基であり、ここで、A及びAとして共有結合又はアルキル基が特に有利であり、
nは、2以上の整数である。
上記の化合物I′′及びP′からの重合類似反応による本発明による一般式Iの化合物の製造及びそれらの化合物I′′及びP′の製造は、以下のスキーム8〜13に示されているが、しかしながら、これらに限定されていない。
Figure 0006290447
Figure 0006290447
Figure 0006290447
Figure 0006290447
33は、好ましくは水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アラルキル基である。特に好ましくは、R33は、アルキル基である。
スキーム8〜13による上記の本発明による一般式Iの化合物を合成するには、それ自体として知られた方法で十分である。
一般式I′′中のX′′がイソシアナート基に相当する場合には、式Iの化合物は、ウレタン及びそれらの修飾体の合成の公知方法による化合物I′′と化合物P′との反応により、合成することができる。好ましくは、上記の化合物Iは、−78〜150℃の温度範囲内、有利に−40〜120℃の温度範囲内で、溶剤中で、かつ0.1〜100時間の反応時間内で合成される。使用される溶剤については、制限が殆どない。好ましいのは、非プロトン性有機溶剤、例えばN,N′−ジメチルホルムアミド、N,N′−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリジン、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン又はo−ジクロロベンゼンである。
一般式I′′中のX′′がカルボン酸ハロゲン化物基に相当する場合には、式Iの化合物は、カルボン酸エステル及びそれらの修飾体の合成の公知方法による化合物I′′と化合物P′との反応により、合成することができる。好ましくは、上記の化合物Iは、−78〜150℃の温度範囲内、有利に−40〜120℃の温度範囲内で、溶剤中で、かつ0.1〜100時間の反応時間内で、触媒、例えばピリジン誘導体、例えば典型的には4−(ジメチルアミノ)ピリジン、又はカルボジイミド誘導体、例えば典型的にはN,N′−ジシクロヘキシルカルボジイミドの使用下に、合成される。使用される溶剤については、制限が殆どない。好ましいのは、非プロトン性有機溶剤、例えばN,N′−ジメチルホルムアミド、N,N′−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリジン、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン又はo−ジクロロベンゼンである。
一般式I′′中のX′′がカルボン酸基に相当する場合には、式Iの化合物は、カルボン酸エステル及びそれらの修飾体の合成の公知方法による化合物I′′と化合物P′との反応により、合成することができる。好ましくは、上記の化合物Iは、−78〜150℃の温度範囲内、有利に−40〜120℃の温度範囲内で、溶剤中で、かつ0.1〜100時間の反応時間内で、触媒、例えばピリジン誘導体、例えば典型的には4−(ジメチルアミノ)ピリジン、又はカルボジイミド誘導体、例えば典型的にはN,N′−ジシクロヘキシルカルボジイミドの使用下に、合成される。使用される溶剤については、制限が殆どない。好ましいのは、非プロトン性有機溶剤、例えばN,N′−ジメチルホルムアミド、N,N′−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリジン、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン又はo−ジクロロベンゼンである。
一般式I′′中のX′′がハロゲン原子に相当する場合には、式Iの化合物は、エーテル及びそれらの修飾体の合成の公知方法による化合物I′′と化合物P′との反応により、合成することができる。好ましくは、上記の化合物Iは、−78〜150℃の温度範囲内、有利に−40〜120℃の温度範囲内で、溶剤中で、かつ0.1〜100時間の反応時間内で、触媒、例えば塩基、例えば水素化ナトリウム、水酸化ナトリウム、カリウムtert−ブチラート、DBU又はDBNの使用下に、合成される。使用される溶剤については、制限が殆どない。好ましいのは、非プロトン性有機溶剤、例えばN,N′−ジメチルホルムアミド、N,N′−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリジン、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン又はo−ジクロロベンゼンである。
一般式I′′中のX′′がカルボニル基に相当する場合には、式Iの化合物は、アセタール及びそれらの修飾体の合成の公知方法による化合物I′′と化合物P′との反応により、合成することができる。好ましくは、上記の化合物Iは、−78〜150℃の温度範囲内、有利に−40〜120℃の温度範囲内で、溶剤中で、かつ0.1〜100時間の反応時間内で、触媒、例えばプロトン酸、例えばp−トルエンスルホン酸、塩酸、硫酸又はトリフルオロ酢酸の使用下に、合成される。使用される溶剤については、制限が殆どない。好ましいのは、非プロトン性有機溶剤、例えばN,N′−ジメチルホルムアミド、N,N′−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリジン、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン又はo−ジクロロベンゼンである。
一般式I′′中のX′′が無水物基に相当する場合には、式Iの化合物は、カルボン酸エステル及びそれらの修飾体の合成の公知方法による化合物I′′と化合物P′との反応により、合成することができる。好ましくは、上記の化合物Iは、−78〜150℃の温度範囲内、有利に−40〜120℃の温度範囲内で、溶剤中で、かつ0.1〜100時間の反応時間内で、触媒、例えばピリジン誘導体、例えば典型的には4−(ジメチルアミノ)ピリジン、又はカルボジイミド誘導体、例えば典型的にはN,N′−ジシクロヘキシルカルボジイミドの使用下に、合成される。使用される溶剤については、制限が殆どない。好ましいのは、非プロトン性有機溶剤、例えばN,N′−ジメチルホルムアミド、N,N′−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリジン、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン又はo−ジクロロベンゼンである。
そのうえ、本発明による一般式Iのオリゴマー又はポリマー化合物は、一般式I′′′の9,10−ビス(1,3−ジチオール−2−イリデン)−9,10−ジヒドロアントラセン化合物と、一般式P′′のオリゴマー又はポリマー化合物との重合類似反応により、合成される。
Figure 0006290447
ここで、
〜Rは互いに独立して、好ましくは水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ハロアルキル基、ハロアルコキシ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アラルキル基、カルボン酸基、スルホン酸基、アミノ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、ニトロ基、シアノ基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、アルキニルカルボニル基、カルボン酸エステル基、カルボン酸アミド基、スルホン酸エステル基、ハロゲン原子又はこれらの基又は原子の組合せであってよく、ここで、置換基R〜Rのうち少なくとも5個として、水素原子が、かつ置換基R〜Rのうち0〜2個として、非水素原子、好ましくはハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基及び/又はニトロ基が、及び/又は水素原子が、特に好ましく、
〜R11は互いに独立して、好ましくは水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ハロアルキル基、ハロアルコキシ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アラルキル基、アミノ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシル基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、アルキニルカルボニル基、カルボン酸エステル基、カルボン酸アミド基、スルホン酸エステル基、チオール基、ハロゲン原子又はこれらの基又は原子の組合せであってよく、ここで、置換基RとRもしくは置換基R10とR11が、原子5〜7個からなるさらなる環を形成してよく(該環は、芳香族、ヘテロ芳香族又は非芳香族であってよく;該環が非芳香族である場合には、多様な基、例えばアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ハロアルキル基、ハロアルコキシ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アラルキル基、アミノ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、アルキニルカルボニル基、カルボン酸エステル基、カルボン酸アミド基、スルホン酸エステル基からなっていてよく、特に好ましくは、R〜R11は同じであり、かつアルキル基、例えば典型的にはメチル基又はエチル基、アルキルチオ基、例えばメチルチオ基、又はエチルチオ基及びチオール基である)、
34〜R36は互いに独立して、好ましくは水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ハロアルキル基、ハロアルコキシ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アラルキル基、カルボン酸基、スルホン酸基、アミノ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、ニトロ基、シアノ基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、アルキニルカルボニル基、カルボン酸エステル基、カルボン酸アミド基、スルホン酸エステル基、ハロゲン原子又はこれらの基又は原子の組合せであってよい。極めて特に好ましくは、置換基R34〜R36のうち少なくとも2個は、水素原子であり、かつ置換基R34〜R36のうち0〜1個は、非水素原子、好ましくはハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基及び/又はニトロ基であり、
X′′′は、化合物P′′のハロゲン原子の隣接原子に求核的に攻撃し、それによって化合物I′′′とP′′との間に共有結合を形成する、求核性の有機基であり、ここで、X′′′としてヒドロキシ基又はチオール基が好ましく、
及びAは、好ましくは共有結合、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アラルキル基、ジアルキルアミノ基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、アルキニルカルボニル基、カルボン酸エステル基、カルボン酸アミド基、スルホン酸エステル基であり、ここで、共有結合又はアルキル基がA及びAとして特に好ましく、
nは、2以上の整数である。
上記の化合物I′′′及びP′′からの重合類似反応を用いる一般式Iの化合物の製造は、以下のスキーム14〜15に示されているが、しかしながら、これらに限定されていない。
Figure 0006290447
一般式I′′′中のX′′がヒドロキシ基又はチオール基に相当する場合には、式Iの化合物は、エーテル及びそれらの修飾体の合成の公知方法による化合物I′′′と化合物P′′との反応により、合成することができる。好ましくは、上記の化合物Iは、−78〜150℃の温度範囲内で、有利に−40〜120℃の温度範囲内で、溶剤中で、かつ0.1〜100時間の反応時間内で、触媒、例えば塩基、例えば水素化ナトリウム、水酸化ナトリウム、カリウムtert−ブチラート、DBU又はDBNの使用下に、合成される。使用される溶剤については、制限が殆どない。好ましいのは、非プロトン性有機溶剤、例えばN,N′−ジメチルホルムアミド、N,N′−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリジン、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン又はo−ジクロロベンゼンである。
そのうえ、本発明による一般式Iのオリゴマー又はポリマー化合物は、一般式I′′′′の9,10−ビス(1,3−ジチオール−2−イリデン)−9,10−ジヒドロアントラセン化合物と一般式P′′′のオリゴマー又はポリマー化合物との重合類似反応により、合成される。
Figure 0006290447
ここで、
〜Rは互いに独立して、好ましくは水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ハロアルキル基、ハロアルコキシ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アラルキル基、カルボン酸基、スルホン酸基、アミノ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシル基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、アルキニルカルボニル基、カルボン酸エステル基、カルボン酸アミド基、スルホン酸エステル基、チオール基、ハロゲン原子又はこれらの基又は原子の組合せであってよく、ここで、置換基R〜Rのうち少なくとも5個として、水素原子が、かつ置換基R〜Rのうち0〜2個として、非水素原子、好ましくはハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基及び/又はニトロ基が、特に好ましく、
〜R11は互いに独立して、好ましくは水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ハロアルキル基、ハロアルコキシ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アラルキル基、アミノ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシル基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、アルキニルカルボニル基、カルボン酸エステル基、カルボン酸アミド基、スルホン酸エステル基、チオール基、ハロゲン原子又はこれらの基又は原子の組合せであってよく、ここで、置換基RとRもしくは置換基R10とR11が、原子5〜7個からなるさらなる環を形成してよく(該環は、芳香族、ヘテロ芳香族又は非芳香族であってよく;該環が非芳香族である場合には、多様な基、例えばアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ハロアルキル基、ハロアルコキシ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アラルキル基、アミノ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、アルキニルカルボニル基、カルボン酸エステル基、カルボン酸アミド基、スルホン酸エステル基からなっていてよく、特に好ましくは、R〜R11は同じであり、かつアルキル基、例えば典型的にはメチル基又はエチル基、アルキルチオ基、例えばメチルチオ基、又はエチルチオ基及びチオール基である)、
37〜R39は互いに独立して、好ましくは水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ハロアルキル基、ハロアルコキシ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アラルキル基、カルボン酸基、スルホン酸基、アミノ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、ニトロ基、シアノ基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、アルキニルカルボニル基、カルボン酸エステル基、カルボン酸アミド基、スルホン酸エステル基、ハロゲン原子又はこれらの基又は原子の組合せであってよい。極めて特に好ましくは、置換基R34〜R36のうち少なくとも2個が水素原子であり、かつ置換基R34〜R36のうち0〜1個が、非水素原子、好ましくはハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基及び/又はニトロ基であり、
及びAは、好ましくは共有結合、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ハロアルキル基、ハロアルコキシ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アラルキル基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、アルキニルカルボニル基、カルボン酸エステル基、カルボン酸アミド基、スルホン酸エステル基であり、ここで、A及びAとして共有結合、アリール基又はアルキル基が特に好ましく、
nは、2以上の整数である。
上記の化合物I′′′′及びP′′′からの重合類似反応を用いる一般式Iの化合物の製造は、以下のスキーム16に示されているが、しかしながら、これに限定されていない。
Figure 0006290447
式Iの化合物は、そのうえ、アジド/アルキンクリック反応及びその変型の公知方法による化合物I′′′′と化合物P′′′との反応により、合成することができる。好ましくは、上記の化合物Iは、−78〜150℃の温度範囲内、有利に−40〜120℃の温度範囲内で、溶剤中で、かつ0.1〜100時間の反応時間内で、合成される。使用される溶剤については、制限が殆どない。好ましいのは、非プロトン性有機溶剤、例えばN,N′−ジメチルホルムアミド、N,N′−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリジン、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン又はo−ジクロロベンゼンである。
本発明のオリゴマー又はポリマー化合物は、電荷蓄積体における電気エネルギーの蓄積のためのレドックス活性材料として好適に使用することができる。
電気エネルギーの蓄積のためのレドックス活性材料は、電荷を、例えば電子の収容もしくは放出により、蓄積及び再び放出できる材料である。この材料は、例えば電荷蓄積体における活性電極材料として、使用することができる。電気エネルギーの蓄積のためのそのような電荷蓄積体は、例えば二次電池(蓄電池)、レドックスフロー電池及びスーパーキャパシタである。
二次電池は、セパレーターにより互いに隔てられる負極及び正極、並びに該電極と該セパレーターとを包囲する電解質からなる。
該セパレーターは、多孔層であり、これがイオン伝導性であることによって、電荷の釣り合いを可能にする。該電解質は、塩が溶解している溶剤、又はイオン伝導性のオリゴマー又はポリマー化合物のいずれかである。該電解質の主要課題は、電荷の釣り合いに必要であるイオン伝導性である。
電極は、基材上の薄層からなっていてよく、該薄層は、少なくとも1種の導電性添加剤、少なくとも1種のバインダ添加剤並びに本発明による一般式Iのオリゴマー又はポリマー化合物であってよい、電荷蓄積のためのレドックス活性材料を含有するコンポジットから構成される。このコンポジットは、電極スラリーを用いて、基材上に塗付される。
基材上の上述の層は、例えば、膜形成のための公知方法及びそれらの変型の適用により、好ましくは多様な印刷方法、例えばオフセット印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷により、並びにディップコーティング法又はスピンコーティング法により、形成されてよく、その際に、本発明による一般式Iのオリゴマー又はポリマー化合物を含む層は、電極スラリーを用いて加工される。その際に、本発明のオリゴマー又はポリマー化合物、該導電性添加剤並びに該バインダ添加剤は、溶剤中に懸濁又は溶解されていてよい。本発明のオリゴマー又はポリマー化合物を含有する上記の層の厚さは、限定されていないが、しかし好ましくは0.001〜5000μm、特に好ましくは0.01〜1000μmである。
上記の電極の基材として、導電性材料の層、好ましくは金属、例えば白金、金、鉄、銅、アルミニウム、リチウム又はこれらの金属の組合せ、並びに炭素材料、例えばガラス状炭素、グラファイトシート、グラフェン又はカーボンシート(Kohlenstofffelle)、並びに酸化物材料、例えば酸化インジウムスズ(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、酸化アンチモン亜鉛(AZO)、フッ化酸化スズ(FTO)又は酸化アンチモンスズ(ATO)が、使用される。
該層用の導電性添加剤として、互いに独立して、1種以上の電気伝導性材料、好ましくは炭素材料、例えば炭素繊維、カーボンナノチューブ、グラファイト、カーボンブラック又はグラフェン、並びに電気伝導性ポリマー、例えばポリアニリン、ポリチオフェン、ポリアセチレン、PEDOT:PSS又はポリアセンが、使用される。特に好ましくは、炭素繊維が使用される。
該基材用のバインダ添加剤として、互いに独立して、バインダ特性を有する1種以上の材料、好ましくはポリマー、例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアクリラート、ポリメタクリラート、ポリスルホン、セルロース誘導体並びにポリウレタンを使用することができる。
該電極スラリーは、任意の割合の、電気エネルギーの蓄積のためのレドックス活性材料、例えば式Iによる本発明のオリゴマー又はポリマー化合物と、導電性添加剤と、バインダ添加剤とからなる、溶液又は懸濁液である。好ましくは、電気エネルギーの蓄積のためのレドックス活性材料5〜100質量パーセント、導電性添加剤0〜80質量パーセント及びバインダ添加剤0〜10質量パーセントの割合が使用される。該電極スラリー用の溶剤として、互いに独立して、1種以上の溶剤、好ましくは高い沸点を有する溶剤、例えばN−メチル−2−ピロリドン、水、ジメチルスルホキシド、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、スルホラン、N,N′−ジメチルホルムアミド又はN,N′−ジメチルアセトアミドが、使用される。上記の電極スラリー中の電気エネルギーの蓄積のためのレドックス活性材料の濃度は、好ましくは0.1〜10mg/ml、特に好ましくは0.5〜5mg/mlである。
一般式Iによる本発明のオリゴマー又はポリマー化合物は、使用される対電極に応じて、その負極又は正極用の電荷蓄積のための活性材料として使用することができる。
式Iによる本発明のオリゴマー又はポリマー化合物が、その正極における電荷蓄積のためのレドックス活性材料として使用される場合には、負極における電荷蓄積のためのレドックス活性材料として、式Iによる本発明のオリゴマー又はポリマー化合物よりも低い電気化学ポテンシャルでレドックス反応を示す活性材料が使用される。好ましくは、その際に、炭素材料、例えばグラファイト、グラフェン、カーボンブラック、炭素繊維又はカーボンナノチューブ、並びに金属又は合金、例えばリチウム、ナトリウム、マグネシウム、リチウム−アルミニウム、Li−Si、Li−Sn、Li−Ti、Si、SiO、SiO、Si−SiO錯体、Zn、Sn、SnO、SnO、PbO、PbO、GeO、GeO、WO、MoO、Fe、Nb、TiO、LiTi12及びLiTiが使用される。
式Iによる本発明のオリゴマー又はポリマー化合物が、その負極における電荷蓄積のためのレドックス活性材料として使用される場合には、その正極における電荷蓄積のためのレドックス活性材料として、式Iによる本発明のオリゴマー又はポリマー化合物よりも高い電気化学ポテンシャルでレドックス反応を示す活性材料が使用される。好ましくは、その際に、電荷蓄積のための有機レドックス活性材料、例えば安定な有機ラジカルを有するオリゴマー又はポリマー化合物、有機硫黄単位を有するオリゴマー又はポリマー化合物、キノン構造を有するオリゴマー又はポリマー化合物、ジオン系を有するオリゴマー又はポリマー化合物、ジスルフィド化合物を有するオリゴマー又はポリマー化合物並びにフェナントレン構造を有するオリゴマー又はポリマー化合物及びそれらの誘導体が使用されるか、又は電荷蓄積のためのレドックス活性無機材料、例えば、LiCO、LiMn、LiNiO、LiNi0.5Mn0.5、LiFePO、LiMnO、LiCoPO又はLiMnSiOが、使用される。該正極において、上記のレドックス活性なオリゴマー又はポリマー化合物が使用される場合には、この化合物は、任意の比でこのオリゴマー又はポリマー化合物と、導電性添加剤と、バインダ添加剤とからなる、コンポジットであってもよい。このコンポジットは、上記のように、電極スラリーを用いて、膜形成のための公知方法により、基材上の層として存在していてよい。
電荷蓄積のためのレドックス活性材料として、空気/酸素も使用することができる。この場合に、該正極は、導電性添加剤と、バインダ添加剤と、レドックス触媒とからなっていてよい。好ましくは、レドックス触媒として、無機レドックス活性材料、例えば酸化マンガン、又はレドックス活性有機材料、例えば有機ラジカルが、使用される。
上述の二次電池の上記のセパレーターとして、多孔質材料、好ましくはポリマー化合物、例えばポリオレフィン、ポリアミド又はポリエステルからなる膜が、使用される。該セパレーターの課題は、該正極を該負極から隔てること及びイオンの置換による電荷の釣り合いを可能にすることにある。
上述の電池の上記の電解質は、液体だけでなく、高いイオン伝導性を有するオリゴマー又はポリマー化合物であってもよい。
該電解質が液状である場合には、これは互いに独立して、1種以上の溶剤及び1種以上の支持塩(Leitsalzen)から構成される。
該電解質の溶剤は、好ましくは互いに独立して、高い沸点及び高いイオン伝導性を有するが、しかし低い粘度を有する1種以上の溶剤、例えばアセトニトリル、ジメチルスルホキシド、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、ジグリム、トリグリム、テトラグリム、酢酸エチル、1,3−ジオキソラン又は水からなる。
該電解質の支持塩は、式(Me+(Anf−の式Me+のカチオンと式Anf−のアニオンとからなり、ここで、e及びfは、M及びAnの電荷に応じた整数であり;a及びbは、該支持塩の分子組成を表す整数である。
上記の支持塩のカチオンとして、正に帯電しているイオン、好ましくは第一及び第二主族の金属、例えばリチウム、ナトリウム、カリウム又はマグネシウム、しかしまた副族の他の金属、例えば亜鉛、並びに有機カチオン、例えば第四級アンモニウム化合物、例えばテトラアルキルアンモニウム化合物が、使用される。
上述の支持塩のアニオンとして、好ましくは無機アニオン、例えばヘキサフルオロリン酸アニオン、テトラフルオロホウ酸アニオン、トリフラートアニオン、ヘキサフルオロヒ酸アニオン、ヘキサフルオロアンチモン酸アニオン、テトラフルオロアルミン酸アニオン、テトラフルオロインジウム酸アニオン、過塩素酸アニオン、ビス(オキサラト)ホウ酸アニオン、テトラクロロアルミン酸アニオン、テトラクロロ没食子酸アニオン、しかしまた有機アニオン、例えばN(CFSO 、CFSO 、アルコラートアニオン、例えば、tert−ブタノラートアニオン、又はi−プロピルアルコラートアニオン、しかしまたハロゲン化物アニオン、例えばフッ化物アニオン、塩化物アニオン、臭化物アニオン並びにヨウ化物アニオンも、使用される。
本発明は、以下に、図面に示された、製造及び使用のための実施例に基づいて、より詳細に説明される。
例4により製造された電極のサイクリックボルタモグラム(14サイクル)。 例5により製造された二次電池の1回目及び250回目の充放電サイクルの充放電曲線。 例5により製造された二次電池の充放電挙動。 例9により製造された電極のサイクリックボルタモグラム(20サイクル)。 例10により製造された二次電池の充放電挙動。 例10により製造された亜鉛−有機二次電池の、異なる充電速度(10C=6分以内の完全充電;20C=3分以内の完全充電;40C=1分30秒以内の完全充電;60C=1分以内の完全充電;90C=45秒以内の完全充電;120C=30秒以内の完全充電)での充放電挙動。
H及び13C NMRスペクトルを、Bruker AC 300 (300 MHz)分光計を用いて298Kで記録した。元素分析を、Vario ELIII−Elementar Euro装置並びにEA-HekaTech装置を用いて実施した。サイクリックボルタンメトリー及び定電流実験のために、Biologic VMP 3ポテンシオスタットが利用可能であった。サイズ排除クロマトグラフィーを、Agilent 1200 シリーズシステム(脱気装置:PSS、ポンプ:G1310A、オートサンプラー:G1329A、炉:Techlab、DAD検出器:G1315D、RI検出器:G1362A、溶離液:DMAc+0.21% LiCl、1ml/min、温度:40℃、カラム:PSS GRAM ガード/1000/30Å)で実施した。
Figure 0006290447
例1:
2−ビニルアントラキノン(前記のスキーム17中の2)の合成:
2−ヨードアントラキノン(1.74g、5.22mmol)、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)(0.060g、0.104mmol)及びビフェニル−2−イルジ−tert−ブチルホスフィン(0.062g、0.209mmol)を、テトラヒドロフラン中のテトラブチルアンモニウムフルオリドの0.3M溶液に溶解させる。該溶液をアルゴンでパージし、2,4,6,8−テトラメチル−2,4,6,8−テトラビニル−1,3,5,7,2,4,6,8−テトラオキサテトラシロカン(0.902ml、2.61mmol)を滴加する。該混合物を、アルゴン雰囲気下で80℃で8時間撹拌する。反応混合物を室温に冷却し、エタノール250ml中へ添加する。沈殿をろ別し、n−ヘキサンで2回洗浄する。真空中での乾燥後に、ほぼ純粋な2−ビニルアントラキノン(2)(1.175g、5.02mmol、96%)が帯黄色の固体として得られ、その純度は次の反応工程にとって十分である。
分析 C1610についての計算値:C、81.90;H、4.30。実測値:C、81.85;H、4.31。H NMR(CDCl、300MHz、ppm):δ 5.54(d、1H)、6.05(d、1H)、6.87(dd、1H)、7.80(m、3H)、8.32(m、4H)。13C NMR(CDCl、75MHz、ppm):δ 183.2、182.6、143.2、135.4、134.1、134.0、133.8、133.6、133.5、132.5、131.4、128.3、127.8、127.2、124.8、118.4。
例2:
2,2′−(2−ビニルアントラセン−9,10−ジイリデン)ビス(1,3−ジチオール)(スキーム17中の3)の合成:
1,3−ジチオール−2−イルホスホン酸ジメチル(733mg、3.45mmol)をアルゴン雰囲気下でテトラヒドロフラン10ml中に溶解させ、反応混合物を−78℃に冷却する。n−ヘキサン中のn−ブチルリチウムの2.5M溶液(1.5ml、3.75mmol)を、反応混合物に5分以内に滴加する。反応混合物を−78℃で2時間撹拌する。その後、テトラヒドロフラン11.5ml中の2−ビニルアントラキノン(352mg、1.50mmol)からなる溶液を、−78℃で滴加する。−78℃で1時間後に、反応混合物を室温でさらに4時間撹拌する。反応混合物に、酢酸エチル50mlを添加し、該混合物を、水(35ml)で2回及びブライン(20ml)で1回抽出する。その有機相を、硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、減圧で濃縮する。得られた粗生成物を、カラムクロマトグラフィーを用いて精製する(シリカゲル n−ヘキサン/トルエン、1/1)。その際に、(3)700mg(2.12mmol、51%)が黄色の粉末として得られる。
分析 C2210についての計算値:C、64.99;H、3.47、S、31.54。実測値:C、64.81;H、3.58、S 30.95。H NMR(CDCl、300MHz、ppm):δ 7.78(d、1H)、δ 7.74−7.69(m、2H)、δ 7.67(s、1H)、δ 7.38(d、1H)、δ 7.36(m、2H)、δ 6.81(dd、1H)、δ 6.39(s、2H)、δ 6.38(s、1H)、δ 5.84(d、1H)、δ 5.33(d、1H)。ESI−MS、m/z 406.00[M+]。
例3:
ポリ(2,2′−(2−ビニルアントラセン−9,10−ジイリデン)ビス(1,3−ジチオール))(スキーム17中の4)の合成:
2,2′−(2−ビニルアントラセン−9,10−ジイリデン)ビス(1,3−ジチオール)(3)50mgを、ジメチルスルホキシド0.25ml中に溶解させ、AIBN 1.01mg(0.0062mmol、5mol%)を添加する。反応混合物を5分にわたってアルゴンで脱気し、80℃で18時間撹拌する。その後、反応溶液をジクロロメタン50ml中へ添加して、生成物を沈殿させる。その際に、ポリ2,2′−(2−ビニルアントラセン−9,10−ジイリデン)ビス(1,3−ジチオール)(4)30mgがオレンジ色の固体として生じる。
分析 C2210についての計算値:C、80.00;H、3.10、N、16.90。実測値:C、79.96;H、3.13、N 16.95。H NMR(DMF−d、300MHz、ppm):δ 8.83〜7.48(br、7H)、2.62〜1.31(br、3H)。SEC:M 6.02×10g/mol(PS標準)、PDI:1.66。
例4:
ポリ(2,2′−(2−ビニルアントラセン−9,10−ジイリデン)ビス(1,3−ジチオール))(スキーム17中の4)を有する電極の製造、図1参照:
NMP(N−メチル−2−ピロリドン)中のポリ(2,2′−(2−ビニルアントラセン−9,10−ジイリデン)ビス(1,3−ジチオール))(4)(10mg/ml)からなる溶液を、導電性添加剤としての炭素繊維(VGCF;Showa-Denko)及びバインダ添加剤としてのポリ(フッ化ビニリデン)(PVDF;Sigma Aldrich)に、(比:10/80/10 v/m/m)、添加した。これらの材料を、乳鉢中で10分間にわたって十分混合し、その際に得られたペーストを、ドクターブレード法の使用下に、アルミニウム箔(厚さ:0.015mm、MTI Corporation)上へ塗付した。この電極を、100℃で24時間にわたって乾燥させる。
該電極を、電解質溶液(1,2−ジメトキシエタン/プロピレンカーボネート4/1中の0.1M LiClO)中へ浸漬する。そのサイクリックボルタンメトリー測定のために、作用電極としての上述の電極及び参照電極としてのAg/AgNO電極並びに対電極としての白金網からなる半電池を組み立てる(図1)。
そのサイクリックボルタモグラムは、−0.12Vで安定なレドックス反応を示す。
例5:
Li−ポリマー電池の製造:
例4に記載された電極を、アルゴン雰囲気下で、二次電池(Li−ポリマー電池)中へ入れる。電解質として1,2−ジメトキシエタン/プロピレンカーボネート4/1中のLiClOからなる0.1M溶液を利用し、対電極として1枚の元素リチウムを利用する。双方の電極は、セパレーター(多孔質ポリプロピレン膜、Celgard)により互いに隔てられる。該電池は、3.4Vで充電プラトーを示し、かつ3.2Vで放電プラトーを示す(図2)。
1回目の充放電サイクルにおいて、該電池は、108mAh/gの容量(理論的に可能な容量の82%)を示し、500回の充放電サイクル後に、該電池は、99%の平均クーロン効率で82mAh/gの容量(図3)を示す。
スキーム18は、ポリ(2,2′−(2−エチニルアントラセン−9,10−ジイリデン)ビス(1,3−ジチオール))の合成の概略図を示す:
Figure 0006290447
例6:
2−エチニルアントラキノン(スキーム18中の7)の合成:
2−ブロモアントラキノン(スキーム18中の5;1.00g、3.5mmol)、ヨウ化銅(I)(0.012mg、0.007mmol)及びビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロリド(0.042g、0.035mmol)を、テトラヒドロフラン及びトリエチルアミン1/1 v/vからなる混合物(11mL)中に溶解させる。該溶液をアルゴンでパージし、トリメチルシリルアセチレン(0.54ml、3.8mmol)を滴加する。該混合物を、アルゴン雰囲気下で80℃で6時間撹拌する。反応混合物を室温に冷却し、クロロホルム50mlを添加する。該溶液を、飽和塩化アンモニウム水溶液50mlで1回毎、水50mlで1回及び飽和塩化ナトリウム水溶液50mlで1回、洗浄し、硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、かつ減圧下に濃縮乾固させる。粗生成物を、カラムクロマトグラフィー(クロロホルム/n−ヘキサン 5/1)を用いて精製する。得られた2−((トリメチルシリル)エチニル)アントラキノン(800mg、2.64mmol)を、2/1の比のアセトン/メタノール溶液25ml中に溶解させる。この溶液に、水酸化ナトリウム(105.2mg、2.64mmol)を添加する。反応混合物を、室温で3時間撹拌し、クロロホルム50mlで希釈し、飽和塩化アンモニウム水溶液50mlで1回、水50mlで1回及び飽和塩化ナトリウム水溶液50mlで1回、洗浄し、硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、かつ減圧下に濃縮乾固させる。粗生成物を、カラムクロマトグラフィー(クロロホルム/n−ヘキサン 5/1)を用いて精製する。2−エチニルアントラキノン(スキーム18中の7)682mgが褐色の結晶として得られた。
分析 C16についての計算値:C、82.8;H、3.5%。実測値:C、82.7;H、3.3%。H NMR(CDCl、300MHz、ppm、TMS):d 8.32(Ph、4H)、7.83(Ph、3H)、3.37(CH、1H)。13C NMR(CDCl、300MHz、ppm、TMS):d 182.8、137.5、134.8、134.7、133.9、133.8、133.3、131.3、128.7、127.8、127.5、82.4、82.3。MS(m/z) Mについての計算値232.1。実測値:233.1。
例7:
2,2′−(2−エチニルアントラセン−9,10−ジイリデン)ビス(1,3−ジチオール)(スキーム18中の8)の合成
1,3−ジチオール−2−イルホスホン酸ジメチル(823mg、3.2mmol)を、アルゴン雰囲気下でテトラヒドロフラン5ml中に溶解させ、反応混合物を−78℃に冷却する。n−ヘキサン中のn−ブチルリチウムの2.5M溶液(1.5ml、3.75mmol)を、反応混合物に5分以内に滴加する。反応混合物を、−78℃で2時間撹拌する。その後、テトラヒドロフラン11.5ml中の2−エチニルアントラキノン(スキーム18中の7;352mg、1.50mmol)からなる溶液を−78℃で滴加する。−78℃で1時間後に、反応混合物を室温でさらに4時間撹拌する。反応混合物にクロロホルム50mlを添加し、該混合物を、水(35ml)で2回及び飽和食塩水溶液(20ml)で1回、抽出する。該有機相を、硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、かつ減圧で濃縮する。得られた粗生成物を、カラムクロマトグラフィーを用いて精製する(シリカゲル n−ヘキサン/トルエン、1/1)。その際に、生成物(スキーム18中の8)418mg(1.03mmol、69%)が黄色の固体として得られる。分析 C2212についての計算値:C、65.31;H、2.99、S、31.70。実測値:C、65.20;H、2.90、S 31.62。
例8:
ポリ(2,2′−(2−エチニルアントラセン−9,10−ジイリデン)ビス(1,3−ジチオール))(スキーム18中の9)の合成
アルゴン下に、N,N−ジメチルホルムアミド0.25ml中の2,2′−(2−エチニルアントラセン−9,10−ジイリデン)ビス(1,3−ジチオール)(スキーム18中の8)50mgの溶液を、N,N−ジメチルホルムアミド0.1ml中のビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2,5−ジエン−ロジウム(I)クロリド二量体1.49mgの溶液と混合する。反応溶液を室温で18時間撹拌する。その後、反応溶液を、アセトニトリル50ml中へ添加して、生成物を沈殿させる。その際に、ポリ2,2′−(2−エチニルアントラセン−9,10−ジイリデン)ビス(1,3−ジチオール)(スキーム18中の9)40mgがオレンジ色の固体として生じる。
分析 C2212についての計算値:C、65.31;H、2.99、S、31.70。実測値:C、65.29;H、2.80、S 31.52。SEC:M 8.92×10g/mol(PS標準)、PDI:1.84。
例9:
ポリ(2,2′−(2−エチニルアントラセン−9,10−ジイリデン)ビス(1,3−ジチオール))を有する電極の製造
NMP(N−メチル−2−ピロリドン)中のポリ(2,2′−(2−エチニルアントラセン−9,10−ジイリデン)ビス(1,3−ジチオール))(スキーム18中の9)(5mg/ml)からなる溶液を、導電性添加剤としての炭素繊維(MWCNT;Sigma-Aldrich)に、(比:ポリマー/導電性添加剤 50/50m/m)、添加する。これらの材料を、乳鉢中で10分間にわたって十分混合し、その際に得られたペーストを、ドクターブレード法の使用下に、グラファイトシート(厚さ:0.254mm、Alfa Aesar)上へ塗付した。この電極を、100℃で24時間にわたって乾燥させる。
該電極を、電解質溶液(水中の2M Zn(BF)中へ浸漬する。そのサイクリックボルタンメトリー測定のために、作用電極としての上述の電極及び参照電極としてのAg/AgCl電極並びに対電極としての亜鉛箔からなる半電池を組み立てる。
そのサイクリックボルタモグラム(図4)は、0.8〜1.6Vで安定なレドックス反応を示す。
例10:
亜鉛−ポリマー電池の製造:
例9に記載された電極を、二次電池(Zn−ポリマー電池)中に入れる。この際に、亜鉛金属はアノードとして機能し、かつ該ポリマーコンポジット電極はカソードとして機能する。電解質として水中のZn(BFからなる2M溶液を利用し、対電極として1枚の元素亜鉛箔を利用する。双方の電極は、該電解質(距離 約3mm)により互いに隔てられる。該電池は、1.2Vで充電プラトーを示し、かつ1.1Vで放電プラトーを示す(図5)。
10Cの速度(=6分以内の完全充電)での1回目の充放電サイクルにおいて、該電池は、100mAh/gの容量(理論的に可能な容量の78%)を示し、100回の充放電サイクル後に、該電池は、99%の平均クーロン効率(クーロン効率=充放電サイクル中に該電池に供給された電荷に対する、同じ充放電サイクル中に該電池から取り出された電荷の比)で、95mAh/gの容量(図6)を示す。該電池は、120Cまで充電することができる。120Cの充電速度(30秒以内の完全充電)で、該電池は、55mAh/gの容量(材料活性の40%)を示す。

Claims (4)

  1. 一般式I
    Figure 0006290447
    のオリゴマー又はポリマー化合物からなる9,10−ビス(1,3−ジチオール−2−イリデン)−9,10−ジヒドロアントラセンポリマーであって、
    ここで、nは2以上の整数であり、
    置換基R 〜R のうち少なくとも5個は水素原子であり、かつ置換基R 〜R のうち0〜2個はハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基及び/又はニトロ基であり、
    置換基R 〜R 11 は互いに独立して、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、チオール基であり
    Xは、一般式II〜XIVのうちの1つの有機基であり、
    Figure 0006290447
    Figure 0006290447
    Figure 0006290447
    ここで、
    置換基R 12 〜R 14 のうち少なくとも2個は水素原子であり、かつ置換基R 12 〜R 14 のうち0〜1個はハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基及び/又はニトロ基であり、及び/又は
    置換基R 15 〜R 17 のうち少なくとも2個は水素原子であり、かつ、置換基R 15 〜R 17 のうち0〜1個はハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基及び/又はニトロ基であり、及び/又は
    18 は水素原子であるか、及び/又は
    置換基R 19 〜R 21 のうち少なくとも2個は水素原子であり、かつ置換基R 19 〜R 21 のうち0〜1個はハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基及び/又はニトロ基であり、及び/又は
    置換基R 22 〜R 24 のうち少なくとも2個は水素原子であり、かつ、置換基R 22 〜R 24 のうち0〜1個はハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基及び/又はニトロ基であり、及び/又は
    25 は水素原子であり、及び/又は
    置換基R 26 〜R 28 のうち少なくとも2個は水素原子であり、かつ置換基R 26 〜R 28 のうち0〜1個はハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基及び/又はニトロ基であり、及び/又は
    置換基R 30 〜R 32 のうち少なくとも2個は水素原子であり、かつ、置換基R 30 〜R 32 のうち0〜1個はハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基及び/又はニトロ基であり、及び/又は
    置換基R 34 〜R 36 のうち少なくとも2個は水素原子であり、かつ、置換基R 34 〜R 36 のうち0〜1個はハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基及び/又はニトロ基であり、及び/又は
    置換基R 37 〜R 39 のうち少なくとも2個は水素原子であり、かつ、置換基R 37 〜R 39 のうち0〜1個はハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基及び/又はニトロ基であり、及び/又は
    Aは、酸素原子であり、及び/又は
    及びA は互いに独立して、共有結合又はアルキル基であり、及び/又は
    及びA は互いに独立して、共有結合又はアルキル基であり、及び/又は
    及びA は互いに独立して、共有結合、アリール基又はアルキル基であり、及び/又は
    Arは、互いに独立して置換された、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アラルキル基に相当する、
    前記9,10−ビス(1,3−ジチオール−2−イリデン)−9,10−ジヒドロアントラセンポリマー。
  2. 電荷蓄積体の活性電極材料としての、請求項1記載の9,10−ビス(1,3−ジチオール−2−イリデン)−9,10−ジヒドロアントラセンポリマーの使用。
  3. 該活性電極材料が、該電荷蓄積体の電極要素の完全な又は部分的な表面コーティングとして形成されていることを特徴とする、請求項記載の9,10−ビス(1,3−ジチオール−2−イリデン)−9,10−ジヒドロアントラセンポリマーの使用。
  4. 電荷蓄積体の電極スラリーとしての、請求項記載の9,10−ビス(1,3−ジチオール−2−イリデン)−9,10−ジヒドロアントラセンポリマーの使用。
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