JP6753191B2 - Thiophene compound - Google Patents

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本発明は、チオフェン化合物に関する。 The present invention relates to thiophene compounds.

近年、帯電防止剤、コンデンサの固体電解質、導電性塗料、透明電極、透明導電膜、化学センサ、アクチュエータ、有機EL等の用途に自己ドープ型導電性高分子が用いられており、該自己ドープ型導電性高分子用モノマーとして、チオフェン化合物が用いられている。このようなモノマーとしては、例えば2,3−ジヒドロ−チエノ[3,4−b]−1,4−ジオキシンの2位にスルホン酸アルキルオキシメチル基を有する化合物や、同2位にヒドロキシメチル基を有する化合物(自己ドープ型導電性高分子のコモノマー)等が知られている(特許文献1、2参照)。 In recent years, self-doping conductive polymers have been used in applications such as antistatic agents, solid electrolytes for capacitors, conductive coating materials, transparent electrodes, transparent conductive films, chemical sensors, actuators, and organic EL, and the self-doping type is used. A thiophene compound is used as a monomer for a conductive polymer. Examples of such a monomer include a compound having an alkyloxymethyl sulfonate group at the 2-position of 2,3-dihydro-thieno [3,4-b] -1,4-dioxin, and a hydroxymethyl group at the 2-position. (Self-doped conductive polymer comonomer) and the like are known (see Patent Documents 1 and 2).

特許第4974095号明細書Japanese Patent No. 4974095 特開2014−065898号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-065898

従来公知の前記自己ドープ型導電性高分子については通常水性溶媒中で重合がなされるが、当該重合反応については、モノマー濃度が高い方が高重合度のポリマーが得られる傾向がある。このようにポリマーを高分子量化することによって導電性の向上が期待される。すなわち重合反応時のモノマー濃度を高めたいという技術的要求がある中で、従来のチオフェンモノマーについては溶解度があまり高くないために重合反応時のモノマー濃度を高めにくいという課題があった。 The conventionally known self-doping conductive polymer is usually polymerized in an aqueous solvent, but for the polymerization reaction, a polymer having a higher degree of polymerization tends to be obtained as the monomer concentration is higher. It is expected that the conductivity will be improved by increasing the molecular weight of the polymer in this way. That is, while there is a technical demand for increasing the monomer concentration during the polymerization reaction, there is a problem that it is difficult to increase the monomer concentration during the polymerization reaction because the solubility of the conventional thiophene monomer is not so high.

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は以下に示すとおりの導電材料として用いられる新規なチオフェン化合物に関するものである。
[1] 下記式(1)
The present inventor has completed the present invention as a result of repeated diligent studies to solve the above problems. That is, the present invention relates to a novel thiophene compound used as a conductive material as shown below.
[1] The following formula (1)

[上記式(1)中、R及びRは、同一若しくは異なり、水素原子又は下記一般式(2)で表される基を表す。 [In the above formula (1), R 3 and R 4 are the same or different, and represent a hydrogen atom or a group represented by the following general formula (2).

{式(2)中、Mは、水素イオン、アルカリ金属イオン、アミン化合物の共役酸、又は第4級アンモニウムカチオンを表す。Rは、水素原子、炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状アルキル基、又はハロゲン原子を表す。mは、1〜6の整数を表す。}]
で表されるチオフェン化合物。
[2] mが2又は3である、[1]に記載のチオフェン化合物。
[3] Rがメチル基である、[1]又は[2]に記載のチオフェン化合物。
{In formula (2), M 1 represents a hydrogen ion, an alkali metal ion, a conjugate acid of an amine compound, or a quaternary ammonium cation. R 1 represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a halogen atom. m represents an integer of 1 to 6. }]]
A thiophene compound represented by.
[2] The thiophene compound according to [1], wherein m is 2 or 3.
[3] The thiophene compound according to [1] or [2], wherein R 1 is a methyl group.

本願出願人は、本発明に記載のチオフェン化合物が、従来公知のチオフェンモノマーに比べて水溶性が高く、重合反応時のモノマー濃度を高めやすいという効果を奏することを見出した。また、従来公知のチオフェンモノマーとの相溶性にも優れるために、従来公知のチオフェンモノマーとの共重合反応においてもモノマー濃度を高めやすいという効果を奏することを見出した。 The applicant of the present application has found that the thiophene compound described in the present invention has a higher water solubility than a conventionally known thiophene monomer, and has an effect of easily increasing the monomer concentration during the polymerization reaction. Further, it has been found that since it is excellent in compatibility with a conventionally known thiophene monomer, it is easy to increase the monomer concentration even in a copolymerization reaction with a conventionally known thiophene monomer.

また、本発明のチオフェン化合物をモノマーとして用いた導電性ポリマーは、従来公知の導電性ポリマーに比べて自己ドープ率が高くなり、顕著は高導電率性能を示すという効果を奏するものである。 Further, the conductive polymer using the thiophene compound of the present invention as a monomer has a higher self-doping rate than the conventionally known conductive polymer, and has an effect of remarkably exhibiting high conductivity performance.

以下、本発明を詳細に説明する。本発明のチオフェン化合物は、上記式(1)で表されるチオフェン化合物である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail. The thiophene compound of the present invention is a thiophene compound represented by the above formula (1).

上記式(1)中、R及びRは、同一若しくは異なり、水素原子又は上記一般式(2)で表される基を表す。 In the above formula (1), R 3 and R 4 are the same or different, and represent a hydrogen atom or a group represented by the above general formula (2).

上記式(2)中、Mは、水素イオン、アルカリ金属イオン、アミン化合物の共役酸、又は第4級アンモニウムカチオンを表す。 In the above formula (2), M 1 represents a hydrogen ion, an alkali metal ion, a conjugate acid of an amine compound, or a quaternary ammonium cation.

上記式(2)中、Rは、水素原子、炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状アルキル基、又はハロゲン原子を表す。当該Rについては、本発明のチオフェン化合物の溶解性に優れる点で、同一若しくは異なり、水素原子、炭素数2〜5の直鎖状若しくは分岐状アルキル基、又はハロゲン原子であることが好ましく、同一若しくは異なり、水素原子、又は炭素数2〜4の直鎖状若しくは分岐状アルキル基であることがより好ましい。 In the above formula (2), R 1 represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a halogen atom. The R 1 is the same or different from each other in that the thiophene compound of the present invention has excellent solubility, and is preferably a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 2 to 5 carbon atoms, or a halogen atom. The same or different, it is more preferably a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 2 to 4 carbon atoms.

上記式(2)中、mは、1〜6の整数を表す。当該mについては、本発明のチオフェン化合物溶解性に優れる点で、同一若しくは異なり、2〜5の整数であることが好ましく、同一若しくは異なり、2又は3であることがより好ましい。 In the above equation (2), m represents an integer of 1 to 6. The m is the same or different, preferably an integer of 2 to 5, and more preferably the same or different, 2 or 3, in that the thiophene compound of the present invention is excellent in solubility.

なお、上述の通り、R及びRは同一であっても異なっていてもよいため、分子内に2つのR、2つのM、及び2つのmが存在する場合、2つのR、2つのM、及び2つのmについては、何れも、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。 Incidentally, as described above, R 3 and for R 4 is optionally the same or different and when there are two R 1, two M 1, and two m in the molecule, two R 1 two M 1, and for the two m, both may each be the same or different.

前記の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、又はKイオンが好ましいものとして挙げられる。 The alkali metal ion is not particularly limited, and examples thereof include Li ion, Na ion, and K ion.

前記のアミン化合物の共役酸としては、アミン化合物にヒドロン(H)が付加してカチオン種になったものを示し、スルホン酸基と反応して共役酸を形成するアミン化合物であればよく、特に限定するものではないが、sp3混成軌道を有するN(Rで表されるアミン化合物[共役酸としては[NH(Rで表される。]、又はsp2混成軌道を有するピリジン類化合物、イミダゾール類化合物等を挙げることができる。 The conjugated acid of the amine compound may be an amine compound in which hydron (H + ) is added to the amine compound to form a cationic species, and the amine compound reacts with a sulfonic acid group to form a conjugated acid. Although not particularly limited, it is represented by an amine compound represented by N (R 5 ) 3 having a sp3 mixed orbital [as a conjugated acid [NH (R 5 ) 3 ] + . ], Or a pyridine compound having an sp2 hybrid orbital, an imidazole compound, and the like.

前記置換基Rは、特に限定するものではないが、例えば、各々独立して、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、又は置換基を有する炭素数1〜6のアルキル基等を挙げることができる。 The substituent R 5 is not particularly limited, for example, each independently, a hydrogen atom, exemplified such as an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and having an alkyl group, or a substituent having 1 to 6 carbon atoms be able to.

前記の炭素数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、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、又はシクロヘキシル基等が挙げられる。 The alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is not particularly limited, but for example, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, and the like. Examples thereof include a tert-butyl group, an n-pentyl group, an isopentyl group, a neopentyl group, a tert-pentyl group, a cyclopentyl group, an n-hexyl group, a 2-ethylbutyl group, a cyclohexyl group and the like.

前記の置換基を有する炭素数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、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、アミノ基、及びヒドロキシ基からなる群より選ばれる基を有する炭素数1〜6のアルキル基が挙げられ、具体的には、特に限定するものではないが、トリフルオロメチル基、2−ヒドロキシエチル基等が挙げられる。 The alkyl group having 1 to 6 carbon atoms having the above substituent is not particularly limited, but is selected from the group consisting of, for example, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an amino group, and a hydroxy group. Examples thereof include an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms having the above-mentioned group, and specific examples thereof include, but are not limited to, a trifluoromethyl group and a 2-hydroxyethyl group.

これらのうち、本発明のチオフェン化合物溶解性に優れる点で、置換基Rとしては、各々独立して、水素原子、メチル基、エチル基、又は2−ヒドロキシエチル基であることが好ましい。 Of these, from the viewpoint of excellent thiophene compound solubility present invention, examples of the substituent R 5, each independently, a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or a 2-hydroxyethyl group.

アミン化合物の共役酸を形成するN(Rで表される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、エチルアミン、トリエチルアミン、ノルマル−プロピルアミン、イソプロピルアミン、ノルマルブチルアミン、ターシャリーブチルアミン、ヘキシルアミン、エタノールアミン化合物(例えば、アミノエタノール、ジメチルアミノエタノール、メチルアミノエタノール、ジエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン)、3−アミノ−1,2−プロパンジオール、3−メチルアミノ−1,2−プロパンジオール、3−ジメチルアミノ−1,2−プロパンジオール、1,4−ブタンジアミン等が挙げられる。 The amine compound represented by N (R 5 ) 3 forming the conjugate acid of the amine compound is not particularly limited, but for example, ammonia, methylamine, dimethylamine, ethylamine, triethylamine, normal-propylamine, etc. Isopropylamine, normal butylamine, tertiary butylamine, hexylamine, ethanolamine compounds (eg aminoethanol, dimethylaminoethanol, methylaminoethanol, diethanolamine, N-methyldiethanolamine, triethanolamine), 3-amino-1,2- Examples thereof include propanediol, 3-methylamino-1,2-propanediol, 3-dimethylamino-1,2-propanediol, 1,4-butanediamine and the like.

アミン化合物の共役酸を形成するsp2混成軌道を有するアミン化合物としては、特に限定するものではないが、イミダゾール化合物(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)、ピリジン、ピコリン、ルチジン等が例示される。 The amine compound having an sp2 mixed orbital forming a conjugate acid of the amine compound is not particularly limited, but is not particularly limited, but is an imidazole compound (for example, imidazole, N-methylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, etc.), pyridine, picoline, etc. , Lucidin and the like are exemplified.

これらのうち、アミン化合物の共役酸に用いるアミン化合物としては、エタノールアミン化合物(モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、及びトリエタノールアミン)、イミダゾール化合物(イミダゾール、N−メチルイミダゾール、及び1、2−ジメチルイミダゾール等)が好ましい。 Among these, amine compounds used for the conjugate acid of amine compounds include ethanolamine compounds (monoethanolamine, diethanolamine, and triethanolamine), imidazole compounds (imidazole, N-methylimidazole, and 1,2-dimethylimidazole). ) Is preferable.

前記の第4級アンモニウムカチオンとしては、特に限定するものではないが、例えば、テトラメチルアンモニウムカチオン、テトラエチルアンモニウムカチオン、テトラノルマルプロピルアンモニウムカチオン、テトラノルマルブチルアンモニウムカチオン、又はテトラノルマルヘキシルアンモニウムカチオン等が挙げられる。入手容易性の観点から、好ましくは、テトラメチルアンモニウムカチオン、又はテトラエチルアンモニウムカチオンである。 The quaternary ammonium cation is not particularly limited, and examples thereof include a tetramethylammonium cation, a tetraethylammonium cation, a tetranormal propylammonium cation, a tetranormal butyl ammonium cation, and a tetranormal hexyl ammonium cation. Be done. From the viewpoint of availability, a tetramethylammonium cation or a tetraethylammonium cation is preferable.

における炭素数1〜6の直鎖状、分岐状アルキル基としては、特に限定するものではないが、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。 The linear and branched alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms in R 1 are not particularly limited, but are methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, and the like. 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, n-octyl group, etc. Can be mentioned.

におけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、又は臭素原子等が挙げられる。 Examples of the halogen atom in R 1 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and the like.

については、工業的な入手可能性の点で、同一若しくは異なり、水素原子、メチル基、エチル基、又はフッ素原子であることが好ましい。 R 1 is preferably the same or different from each other in terms of industrial availability, and is preferably a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or a fluorine atom.

mは、同一若しくは異なり、1〜6の整数を表す。当該mは、本発明のチオフェン化合物溶解性に優れる点で、同一若しくは異なり、1〜4の整数であることが好ましく、同一若しくは異なり、2又は3であることがより好ましい。 m is the same or different and represents an integer of 1-6. The m is the same or different, preferably an integer of 1 to 4, and more preferably the same or different, 2 or 3, in that the thiophene compound of the present invention is excellent in solubility.

本発明のチオフェン化合物としては、特に限定するものではないが、例えば以下の化合物を例示することができる。 The thiophene compound of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include the following compounds.

尚、上記に例示したチオフェン化合物については、公知の方法(例えば、Journal of Electroanalytical Chemistry,443,217−226(1998))に準じて製造することができる。本発明のチオフェン化合物のうち、下記式(4)で表されるチオフェン化合物については、2,3−ビス(ヒドロキシメチル)−チエノ[3,4−b]−1,4−ジオキシンとスルトン化合物から合成することができる。更に、必要に応じて、下記式(4)で表されるチオフェン化合物については、酸処理によりMが水素原子であるスルホン酸へと誘導できる。更に、このスルホン酸をアミン処理することでアミン塩を得ることができる。 The thiophene compound exemplified above can be produced according to a known method (for example, Journal of Electrical Chemistry, 443, 217-226 (1998)). Among the thiophene compounds of the present invention, the thiophene compound represented by the following formula (4) is derived from 2,3-bis (hydroxymethyl) -thieno [3,4-b] -1,4-dioxin and sultone compounds. Can be synthesized. Further, if necessary, for the thiophene compound represented by the following formula (4) can be guided to the acid M 3 is a hydrogen atom by acid treatment. Further, an amine salt can be obtained by treating this sulfonic acid with an amine.

[上記式(4)中、Mはアルカリ金属イオンを表す。Rは水素原子、炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状アルキル基、又はハロゲン原子を表す。]
また、上記の反応において、用いる試薬の種類や量を変更することによって、本願発明のチオフェン化合物を製造することができる。
[In the above formula (4), M 3 represents an alkali metal ion. R 2 represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a halogen atom. ]
In addition, the thiophene compound of the present invention can be produced by changing the type and amount of the reagent used in the above reaction.

また、本願のチオフェン化合物については、水性又は極性溶媒中、ポリアニオンの存在下又は非存在下、上記一般式(1)で表されるチオフェン化合物のみ、又は特に限定するものではないが、下記式(5)、(6)、(7)及び(8)等で表される別のチオフェン化合物との混合物を化学酸化重合させることによって、重合物を得ることができる。 The thiophene compound of the present application is only the thiophene compound represented by the above general formula (1) in an aqueous or polar solvent in the presence or absence of a polyanion, or is not particularly limited, but is described in the following formula ( A polymer can be obtained by chemically oxidatively polymerizing a mixture with another thiophene compound represented by 5), (6), (7), (8) and the like.

[式中、Rは、前述のRと同義であり、Mは、前述のMと同義である。]
本発明のチオフェン化合物を原料とした導電性高分子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り、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1千〜20万の範囲である。
[In the formula, R is synonymous with R 1 described above, and M is synonymous with M 1 described above. ]
The weight average molecular weight of the conductive polymer made from the thiophene compound of the present invention is not particularly limited, but is usually in the range of 10 to 1 million in terms of polystyrene sulfonic acid, and the polymer to unreacted monomers and the like. From the viewpoint of removing low molecular weight impurities and inorganic salts, it is more preferably in the range of 1,000 to 200,000.

本発明のチオフェン化合物を原料とした導電性高分子は、水性溶媒中又は極性溶媒中、酸化剤の存在下に上記一般式(1)で表されるチオフェン化合物のみで、又はその他のチオフェン化合物と混合した状態で、化学酸化重合させることにより製造することができる。 The conductive polymer made from the thiophene compound of the present invention is only the thiophene compound represented by the above general formula (1) in an aqueous solvent or a polar solvent in the presence of an oxidizing agent, or with other thiophene compounds. It can be produced by chemically oxidizing and polymerizing in a mixed state.

上記一般式(1)とは異なるチオフェン化合物としては、特に限定するものではないが、例えば、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、又は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。 The thiophene compound different from the above general formula (1) is not particularly limited, but for example, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2- Il) methoxy] -1-methyl-1-sodium propanesulfonate, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-ethyl Sodium -1-propanesulfonate, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-propyl-1-sodium propanesulfonate, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-butyl-1-sodium propanesulfonate, 3-[(2,3-) Dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-pentyl-1-sodium propanesulfonate, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]] -[1,4] Dioxin-2-yl) methoxy] -1-hexyl-1-sodium propanesulfonate, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin- 2-Il) methoxy] -1-isopropyl-1-sodium propanesulfonate, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1 -Sodium isobutyl-1-propanesulfonate, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-isopentyl-1-propanesulfonic acid Sodium, 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-fluoro-1-sodium propanesulfonate, 3-[(2,2) 3-Dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-methyl-1-potassium propanesulfonate, 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-propanesulfonate ammonium, or 3-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b]-[1,4] dioxin-2-yl) methoxy] -1-Methyl-1-propanesulfonic acid Examples thereof include lithium ammonium.

前記重合反応に用いる溶媒は、水又は水を含む溶媒であることが好ましい。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。また、当該溶媒としては水以外のものを含んでいてもよく、例えば、アルコール溶媒を含んでいても良い。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、ブタノール等が挙げられる。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 preferably water or a solvent containing water. Examples of water include pure water, and distilled water and ion-exchanged water may be used. Further, the solvent may contain a solvent other than water, and for example, an alcohol solvent may be contained. Examples of the alcohol solvent include methanol, ethanol, propanol, butanol and the like. Further, the solvent may be degassed or replaced with an inert gas such as nitrogen.

前記重合反応に用いる溶媒量は、例えば、上記一般式(1)で表されるチオフェン化合物等の重合反応に用いるチオフェン化合物を溶解させる量であることが好ましく、特に限定するものではないが、重合反応に用い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 the solvent used in the polymerization reaction is preferably, for example, an amount that dissolves the thiophene compound used in the polymerization reaction such as the thiophene compound represented by the general formula (1), and is not particularly limited, but is polymerized. The range is preferably 0.1 to 100 times by weight, more preferably 1 to 20 times by weight, based on the total amount of the thiophene compound charged in the reaction.

前記重合反応に用いる酸化剤としては、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 an oxidative dehydrogenation reaction, and is not particularly limited, but for example, persulfates, iron salts (III), hydrogen peroxide, and the like. Examples thereof include permanganate, dichromate, cerium (IV) sulfate, oxygen and the like, and these may be used alone or in combination 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。 Here, examples of persulfates include persulfate, ammonium persulfate, sodium persulfate, potassium persulfate and the like.

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, and iron para-toluenesulfonate (III). 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 the permanganate include sodium permanganate, potassium permanganate, magnesium permanganate, and the like.

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、より高い分子量の重合物が得られる点で、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 combination system of persulfate and iron salt (III) is particularly preferable in that a polymer having a higher molecular weight can be obtained.

前記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、上記一般式(1)で表されるチオフェン化合物等の重合反応に用いるチオフェン化合物(モノマー)の仕込モル数に対して、0.5〜50倍モルであることが好ましく、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 in the polymerization reaction is not particularly limited, but is based on the number of moles of the thiophene compound (monomer) charged in the polymerization reaction such as the thiophene compound represented by the general formula (1). , 0.5 to 50 times the molar amount, more preferably 1 to 20 times the molar amount. More preferably, it is 1 to 10 times mol.

前記重合反応の圧力は、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 pressurized.

前記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 atmosphere or in an inert gas such as nitrogen or argon. More preferably, it is in an inert gas.

前記重合反応の反応温度は、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 polymerization reaction is not particularly limited, but is preferably in the range of −10 to 150 ° C., and more preferably in the range of 5 to 100 ° C.

前記重合反応の反応時間は、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 polymerization reaction is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.5 to 200 hours, more preferably in the range of 0.5 to 80 hours.

前記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、上記一般式(1)で表されるチオフェン化合物等の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一般式(1)で表されるチオフェン化合物等の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 polymerization reaction is not particularly limited, but for example, a thiophene compound such as the thiophene compound represented by the general formula (1) is dissolved in water in advance, and an oxidizing agent is added thereto at once or slowly. On the contrary, an aqueous solution of a thiophene compound such as the thiophene compound represented by the above general formula (1) may be added dropwise to the solid or aqueous solution of the oxidizing agent at once or slowly. When two or more kinds of oxidizing agents are used, each oxidizing agent may be added in sequence.

前記重合反応で得られた本発明の水溶性導電性高分子の精製法としては、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 method for purifying the water-soluble conductive polymer of the present invention obtained by the polymerization reaction is not particularly limited, but for example, solvent washing, reprecipitation, centrifugation, ultrafiltration, dialysis, and ion exchange resin. Processing and the like can be mentioned. Each may be performed alone or in combination.

前記発明の水溶性導電性高分子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 water-soluble conductive polymer of the above invention is as follows, for example.

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、水溶性導電性高分子を沈殿させた後、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。また別の方法として、重合反応後の水溶液を限外ろ過や透析により脱塩を行う方法でもよい。 First, the aqueous solution after the polymerization reaction is added to a poor solvent such as acetone to precipitate a water-soluble conductive polymer, and then the copolymer obtained by vacuum filtration is washed with the poor solvent until the filtrate becomes colorless and transparent. To do. As another method, the aqueous solution after the polymerization reaction may be desalted by ultrafiltration or dialysis.

このようにして得られたNa塩型水溶性導電性高分子を、引き続き、Mが水素イオンであるH型水溶性導電性高分子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塩型水溶性導電性高分子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。この場合、処理後にろ紙で陽イオン交換樹脂を除去することが好ましい。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型水溶性導電性高分子が得られる。 When the Na salt-type water-soluble conductive polymer thus obtained is subsequently converted into an H-type water-soluble conductive polymer in which M is a hydrogen ion, it is treated with a cation exchange resin. Examples of the treatment method include a method of passing an aqueous solution of the obtained Na salt-type water-soluble conductive polymer through a column filled with a cation exchange resin, and a body feed method of adding a cation exchange resin to the aqueous solution. And so on. In this case, it is preferable to remove the cation exchange resin with a filter paper after the treatment. The aqueous solution thus obtained is roughly concentrated, added to a poor solvent such as acetone to precipitate, and the solid obtained by vacuum filtration is thoroughly washed with the poor solvent, dried under reduced pressure, and H-type water-soluble conductive. A polymer is obtained.

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塩型水溶性導電性高分子の水溶液に、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水溶性導電性高分子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水溶性導電性高分子が得られる。 Further, when forming a salt with various ammonium salts, for example, an aqueous solution of an H-salt type water-soluble conductive polymer diluted with a stock solution of various amine compounds or ammonium salts, an aqueous solution thereof, or another suitable solvent. readily M by adding it can be converted to ammonium salt type water-soluble electroconductive polymer is a 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 prepared with the poor solvent. An ammonium salt-type water-soluble conductive polymer can be 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。 Centrifugal sedimentation and homogenization may be performed in each step of the post-polymerization treatment, if necessary. As a result, the filtration efficiency can be improved. Furthermore, when persulfate is used as the polymerization oxidant, ultrafiltration, dialysis, and cation / anion exchange resin mixing treatment are performed to remove the inorganic salt.

上述のようにして上記一般式(1)で表されるチオフェン化合物をモノマーとして用いた導電性高分子について、その水溶液を製造することができ、当該導電性高分子水溶液については、各種用途への利用展開が可能となる。 As described above, an aqueous solution of a conductive polymer using the thiophene compound represented by the general formula (1) as a monomer can be produced, and the aqueous solution of the conductive polymer can be used for various purposes. It can be used and expanded.

導電性高分子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。 The method for preparing the aqueous conductive polymer solution is not particularly limited, but it is achieved by mixing and dissolving it with water at room temperature or under heating (preferably 100 ° C. or lower). At that time, a general mixing / dissolving operation using a stirrer tip or a stirring blade can be used, and as other methods, ultrasonic irradiation and homogenization treatment (for example, use of a mechanical homogenizer, an ultrasonic homogenizer, a high-pressure homogenizer, etc.) May be done. When the homogenization treatment is performed, it is preferable to carry out the homogenization treatment while cooling the polymer in order to prevent thermal deterioration.

導電性高分子水溶液中の、本発明の水溶性導電性高分子の濃度は、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 water-soluble conductive polymer of the present invention in the aqueous solution of the conductive polymer is not particularly limited, but is usually 50% by weight or less, preferably 20% by weight or less, more preferably 10 from the viewpoint of viscosity. It is less than% by weight.

本発明の水溶性導電性高分子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高分子水溶液を、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、102〜10μm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 coating can be produced using the water-soluble conductive polymer of the present invention. For example, a conductive film can be easily obtained by applying and drying the above-mentioned water-soluble conductive polymer aqueous solution to a base material. Examples of the base material 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, an inkjet printing method and the like. Not particularly limited as thickness, but 10 - 2-10 2 range of μm are preferred. The surface resistance value of the obtained coating film is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 to 9 Ω / □.

なお、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。 Sufficient water solubility for molding to various uses means that the particle size (D50) measured by a particle size distribution measuring device is 5 nm or less in an aqueous polymer solution of 10% by weight or less prepared at room temperature or under heating. In addition, it is water-soluble enough to pass a 0.02 μm filter.

また、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10−3S/cm以上の導電性をいう。 Further, good conductivity means conductivity in which the conductivity (electrical conductivity) in the film state is 10 -3 S / cm or more.

以下に、本発明の実施例を挙げてより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定され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を以下に列記する。
[NMR測定]
装置:VARIAN社製 VXR−300S
[GC−MS]
装置:日本電子社製 JMS−K9
[Q−TOF LC/MS]
装置:ブルカー・ダルトニクス社製 Compact
実施例1 2,3−ビス(ヒドロキシメチル)−2,3−ジヒドロ−チエノ[3,4−b]−1,4−ジオキシンの合成
原料の2,3−ビス(ヒドロキシメチル)−2,3−ジヒドロ−チエノ[3,4−b]−1,4−ジオキシンは、下記式(5)で表される製法で合成した。
Examples of the present invention will be described in more detail below, but the present invention is not construed as being limited to these examples. The analytical instruments used in this embodiment are listed below.
[NMR measurement]
Equipment: VXR-300S manufactured by VARIAN
[GC-MS]
Equipment: JMS-K9 manufactured by JEOL Ltd.
[Q-TOF LC / MS]
Equipment: Compact made by Bruker Daltonics
Example 1 Synthesis of 2,3-bis (hydroxymethyl) -2,3-dihydro-thieno [3,4-b] -1,4-dioxin Raw material 2,3-bis (hydroxymethyl) -2,3 -Dihydro-thieno [3,4-b] -1,4-dioxin was synthesized by the production method represented by the following formula (5).

a) 2,3−ビス(クロロメチル)−2,3−ジヒドロ−チエノ[3,4−b]−1,4−ジオキシンの合成
窒素雰囲気下、500mlナス型フラスコに3,4−ジメトキシチオフェン 22.7g(157.2mmol)、1,4−ジクロロ−2,3−ブタンジオール 75.0g(471.7mmol)、パラトルエンスルホン酸一水和物 4.5g(23.6mmol)、及びトルエン 300gを仕込んだ後、95℃で24時間攪拌した。放冷後、7重量%の炭酸水素ナトリウム水溶液 57gを添加して撹拌し、次いでトルエンで抽出し、水洗を行った後、無水硫酸マグネシウムで脱水した。引き続き、シリカゲルカラムクロマトグラフィ精製より、2,3−ビス(クロロメチル)−2,3−ジヒドロ−チエノ[3,4−b]−1,4−ジオキシンを21.3gの黄色油状物として得た。NMRから目的物であることを確認した。
H−NMR(CDCl)δ(ppm);6.38(s,2H),4.45(t,2H,J=3.8Hz),3.79(d,4H,J=3.8Hz)
13C−NMR(CDCl)δ(ppm);42.27,72.98,101.13,139.88
b) 2,3−ビス(アセトキシメチル)−2,3−ジヒドロ−チエノ[3,4−b]−1,4−ジオキシンの合成
窒素雰囲気下、200mlナス型フラスコに2,3−ビス(クロロメチル)−2,3−ジヒドロ−チエノ[3,4−b]−1,4−ジオキシン 7.8g(32.7mmol)、酢酸カリウム 9.6g(98.1mmol)、ジメチルスルホキシド 119gを仕込んだ後、98℃で5.5時間攪拌した。放冷後、トルエンで抽出し、水洗を行い、無水硫酸ナトリウムで脱水した。引き続き、シリカゲルカラムクロマトグラフィ精製より、2,3−ビス(アセトキシメチル)−2,3−ジヒドロ−チエノ[3,4−b]−1,4−ジオキシンを6.2gの黄色固体として得た。NMR、GC−MSから目的物であることを確認した。
H−NMR(CDCl)δ(ppm);6.40(s,2H),4.29−4.38(m,6H),2.10(s,6H)
13C−NMR(CDCl)δ(ppm);20.94,62.70,72.23,100.67,140.49,170.72
GC−MS(EI、PCI):Mw=286が検出され、2,3−ビス(アセトキシメチル)−2,3−ジヒドロ−チエノ[3,4−b]−1,4−ジオキシン(C12H14O6S)に帰属可能であった。
a) Synthesis of 2,3-bis (chloromethyl) -2,3-dihydro-thieno [3,4-b] -1,4-dioxin Under a nitrogen atmosphere, 3,4-dimethoxythiophene 22 in a 500 ml eggplant-shaped flask. .7 g (157.2 mmol), 1,4-dichloro-2,3-butanediol 75.0 g (471.7 mmol), p-toluenesulfonic acid monohydrate 4.5 g (23.6 mmol), and toluene 300 g After charging, the mixture was stirred at 95 ° C. for 24 hours. After allowing to cool, 57 g of a 7 wt% sodium hydrogen carbonate aqueous solution was added and stirred, then extracted with toluene, washed with water, and then dehydrated with anhydrous magnesium sulfate. Subsequently, silica gel column chromatography purification gave 2,3-bis (chloromethyl) -2,3-dihydro-thieno [3,4-b] -1,4-dioxin as 21.3 g of a yellow oil. It was confirmed by NMR that it was the target product.
1 1 H-NMR (CDCl 3 ) δ (ppm); 6.38 (s, 2H), 4.45 (t, 2H, J = 3.8Hz), 3.79 (d, 4H, J = 3.8Hz) )
13 C-NMR (CDCl 3 ) δ (ppm); 42.27, 72.98, 101.13, 139.88
b) Synthesis of 2,3-bis (acetoxymethyl) -2,3-dihydro-thieno [3,4-b] -1,4-dioxin Under a nitrogen atmosphere, 2,3-bis (chloro) was placed in a 200 ml eggplant-shaped flask. After charging 7.8 g (32.7 mmol) of methyl) -2,3-dihydro-thieno [3,4-b] -1,4-dioxin, 9.6 g (98.1 mmol) of potassium acetate, and 119 g of dimethyl sulfoxide. , 98 ° C. for 5.5 hours. After allowing to cool, the mixture was extracted with toluene, washed with water, and dehydrated with anhydrous sodium sulfate. Subsequently, silica gel column chromatography purification gave 2,3-bis (acetoxymethyl) -2,3-dihydro-thieno [3,4-b] -1,4-dioxin as 6.2 g of a yellow solid. It was confirmed by NMR and GC-MS that it was the target product.
1 1 H-NMR (CDCl 3 ) δ (ppm); 6.40 (s, 2H), 4.29-4.38 (m, 6H), 2.10 (s, 6H)
13 C-NMR (CDCl 3 ) δ (ppm); 20.94, 62.70, 72.23, 100.67, 140.49, 170.72
GC-MS (EI, PCI): Mw = 286 was detected in 2,3-bis (acetoxymethyl) -2,3-dihydro-thieno [3,4-b] -1,4-dioxin (C12H14O6S). It was attributable.

c) 2,3−ビス(ヒドロキシメチル)−2,3−ジヒドロ−チエノ[3,4−b]−1,4−ジオキシンの合成
窒素雰囲気下、200mlナス型フラスコに2,3−ビス(アセトキシメチル)−2,3−ジヒドロ−チエノ[3,4−b]−1,4−ジオキシン 8.0g(28.0mmol)、水酸化ナトリウム 5.7g(139.9mmol)、トルエン 5g、メタノール 78gを仕込んだ後、65℃で4時間攪拌した。法令し、溶媒留去して濃縮した後、ジクロロメタンを加えてから、10重量%塩酸で中和した。引き続き、ジクロロメタンで抽出、水洗を行い、硫酸ナトリウムで脱水した。さらに、シリカゲルカラムクロマトグラフィ精製より、2,3−ビス(ヒドロキシメチル)−2,3−ジヒドロ−チエノ[3,4−b]−1,4−ジオキシンを2.3gの黄色固体として得た。NMR、GC−MSから目的物であることを確認した。
H−NMR(CDOD)δ(ppm);6.40(s,2H),4.10−4.12(m,2H),3.86−3.93(m,4H),3.34(s,2H)
13C−NMR(CDOD)δ(ppm);60.74,75.27,99.08,141.70
GC−MS(EI):Mw=202が検出され、2,3−ビス(ヒドロキシメチル)−2,3−ジヒドロ−チエノ[3,4−b]−1,4−ジオキシン(C8H10O4S)に帰属可能であった。
c) Synthesis of 2,3-bis (hydroxymethyl) -2,3-dihydro-thieno [3,4-b] -1,4-dioxin Under a nitrogen atmosphere, 2,3-bis (acetoxy) was placed in a 200 ml eggplant-shaped flask. Methyl) -2,3-dihydro-thieno [3,4-b] -1,4-dioxin 8.0 g (28.0 mmol), sodium hydroxide 5.7 g (139.9 mmol), toluene 5 g, methanol 78 g After charging, the mixture was stirred at 65 ° C. for 4 hours. According to the law, after distilling off the solvent and concentrating, dichloromethane was added and then neutralized with 10 wt% hydrochloric acid. Subsequently, it was extracted with dichloromethane, washed with water, and dehydrated with sodium sulfate. Further, silica gel column chromatography purification gave 2,3-bis (hydroxymethyl) -2,3-dihydro-thieno [3,4-b] -1,4-dioxin as 2.3 g of a yellow solid. It was confirmed by NMR and GC-MS that it was the target product.
1 1 H-NMR (CD 3 OD) δ (ppm); 6.40 (s, 2H), 4.10-4.12 (m, 2H), 3.86-3.93 (m, 4H), 3 .34 (s, 2H)
13 C-NMR (CD 3 OD) δ (ppm); 60.74,75.27,99.08,141.70
GC-MS (EI): Mw = 202 detected and can be attributed to 2,3-bis (hydroxymethyl) -2,3-dihydro-thieno [3,4-b] -1,4-dioxin (C8H10O4S) Met.

実施例2 3,3’−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−1,4−ジオキシン−2,3−ジイル)ジメトキシ]−ビス(1−メチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム)の合成
窒素雰囲気下、200mlナス型フラスコに60%水酸化ナトリウム 1.1g(27.2mmol)、テトラヒドロフラン 10mlを仕込んだ後、2,3−ビス(ヒドロキシメチル)−2,3−ジヒドロ−チエノ[3,4−b]−1,4−ジオキシン 2.2g(10.9mmol)とテトラヒドロフラン 20mlからなる混合液を添加した。その後、反応液を還流温度に昇温させ、同温度で1時間攪拌した。その後、2,4−ブタンスルトン 3.4g(25.0mmol)とテトラヒドロフラン 20mlからなる混合液を滴下し、同温度で3.5時間攪拌した。冷却後、得られた反応液をアセトンに滴下し再沈を行った。得られた粉末を濾過及び真空乾燥させることで、3,3’−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−1,4−ジオキシン−2,3−ジイル)ジメトキシ]−ビス(1−メチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム)を3.9gの薄黄色固体として得た。NMR、LC−MSから目的物であることを確認した。
H−NMR(DO)δ(ppm);6.46(s,2H),4.25−4.29(m,2H),3.62−3.73(m,8H),2.87−2.91(m,2H)2.13−2.15(m,2H),1.58−1.60(m,2H),1.20(d,6H,J=5.7Hz)
13C−NMR(DO)δ(ppm);14.55,30.87,52.84,68.92,69.15,73.58,100.85,140.04
Q−TOF LC/MS(ESI、ネガティブモード):m/z=473.061が検出され、3,3’−[(2,3−ジヒドロチエノ[3,4−b]−1,4−ジオキシン−2,3−ジイル)ジメトキシ]−ビス(1−メチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム)(C16H24Na2O10S3)からナトリウムが2つ外れ、水素が1つ付いた1価の陰イオン(C16H25O10S3)に帰属可能であった。
Example 2 3,3'-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b] -1,4-dioxin-2,3-diyl) dimethoxy] -bis (sodium 1-methyl-1-propanesulfonate) ) Synthesis In a nitrogen atmosphere, after charging 1.1 g (27.2 mmol) of 60% sodium hydroxide and 10 ml of tetrahydrofuran in a 200 ml eggplant-shaped flask, 2,3-bis (hydroxymethyl) -2,3-dihydro-thieno A mixture consisting of 2.2 g (10.9 mmol) of [3,4-b] -1,4-dioxin and 20 ml of tetrahydrofuran was added. Then, the reaction solution was raised to the reflux temperature, and the mixture was stirred at the same temperature for 1 hour. Then, a mixed solution consisting of 3.4 g (25.0 mmol) of 2,4-butanesulton and 20 ml of tetrahydrofuran was added dropwise, and the mixture was stirred at the same temperature for 3.5 hours. After cooling, the obtained reaction solution was added dropwise to acetone to reprecipitate. By filtering and vacuum-drying the obtained powder, 3,3'-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b] -1,4-dioxin-2,3-diyl) dimethoxy] -bis ( 1-Methyl-1-sodium propanesulfonate) was obtained as a pale yellow solid of 3.9 g. It was confirmed by NMR and LC-MS that it was the target product.
1 1 H-NMR (D 2 O) δ (ppm); 6.46 (s, 2H), 4.25-4.29 (m, 2H), 3.62-3.73 (m, 8H), 2 .87-2.91 (m, 2H) 2.13-2.15 (m, 2H), 1.58-1.60 (m, 2H), 1.20 (d, 6H, J = 5.7Hz) )
13 C-NMR (D 2 O ) δ (ppm); 14.55,30.87,52.84,68.92,69.15,73.58,100.85,140.04
Q-TOF LC / MS (ESI, negative mode): m / z = 473.061 was detected and 3,3'-[(2,3-dihydrothieno [3,4-b] -1,4-dioxin- 2,3-diyl) dimethoxy] -bis (1-methyl-1-sodium propanesulfonate) (C16H24Na2O10S3) can be assigned to a monovalent anion (C16H25O10S3) with two sodiums removed and one hydrogen attached. there were.

本願発明のチオフェン化合物は、帯電防止剤、コンデンサの固体電解質、導電性塗料、透明電極、透明導電膜、化学センサ、アクチュエータ、有機EL等の用途に用いられる導電性高分子のモノマーとして利用できる。特に、本願発明のチオフェン化合物は、水への溶解やドーパントとしても役割を持つスルホン酸基を2つ有しているため、得られる導電性高分子は水溶性が高く、自己ドープ率の高い導電性高分子になることが期待される。 The thiophene compound of the present invention can be used as a monomer of a conductive polymer used in applications such as antistatic agents, solid electrolytes for capacitors, conductive coating materials, transparent electrodes, transparent conductive films, chemical sensors, actuators, and organic EL. In particular, since the thiophene compound of the present invention has two sulfonic acid groups that also have a role of dissolving in water and as a dopant, the obtained conductive polymer is highly water-soluble and has a high self-doping rate. It is expected to become a conductive polymer.

Claims (2)

下記式(1)
[上記式(1)中、R は、下記一般式(2)で表される基を表し、、水素原子又は下記一般式(2)で表される基を表す。
{式(2)中、Mは水素イオン、アルカリ金属イオン、アミン化合物の共役酸、又は第4級アンモニウムカチオンを表す。Rは、水素原子、炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状アルキル基、又はハロゲン原子を表す。mは、同一若しくは異なり、2又は3を表す。}]
で表されるチオフェン化合物。
The following formula (1)
[In the above formula (1), R 3 represents a group represented by the following general formula (2), R 4 represents a group represented by the water atom or the following general formula (2).
{In formula (2), M 1 represents a hydrogen ion, an alkali metal ion, a conjugate acid of an amine compound, or a quaternary ammonium cation. R 1 represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a halogen atom. m is the same or different and represents 2 or 3 . }]]
A thiophene compound represented by.
がメチル基である、請求項1に記載のチオフェン化合物。 The thiophene compound according to claim 1, wherein R 1 is a methyl group.
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