JP7220430B2 - 含フッ素芳香族ポリマー及びその製造方法 - Google Patents

含フッ素芳香族ポリマー及びその製造方法 Download PDF

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Description

本開示は、新規含フッ素芳香族ポリマー、及びその製造方法等に関する。
ポリパラキシリレンは、電気絶縁性、耐薬品性、耐熱性、耐寒性、及びガスバリア性等に極めて優れており、各種コーティング(例:医療機器用コーティング、エレクトロニクスコーティング、LEDコーティング、自動車部品用コーティング、防衛又は航空宇宙産業機器用コーティング)に用いられる。
ポリパラキシリレンは、真空蒸着により製造される。具体的には、次式:
Figure 0007220430000001
で表される固体ダイマー(「ジパラキシリレン」又は「[2,2]パラシクロファン」と称される。)を真空雰囲気で加熱して気体ダイマーを得、該気体ダイマーを熱分解させて発生するラジカルを被着体表面に付着させて重合することにより、ポリパラキシレンが得られる(例えば、特許文献1及び非特許文献1)。
特開平9-59406号公報
Hicks, Craig; Duffy, Brendan; Hargaden, Grainne C., Organic Chemistry Frontiers (2014), 1(6), 716-725
ポリパラキシリレンを真空蒸着により製造する方法では、大型の真空蒸着装置が必要になるため、設備投資及び稼動コストが大きくなるという問題がある。また、この製造方法では、原料の制約上、パラ体しか合成できないという問題もある。
本開示は、新規含フッ素芳香族ポリマー、及びその製造方法等を提供することを目的とする。
本開示は、次の態様を包含する。
項1.
次式(1):
Figure 0007220430000002
[式中、
は、各出現において独立して、ハロゲン原子、NR1112(R11及びR12は、それぞれ独立して、水素原子又は有機基である。)、又は有機基であり、
n1は、0~4の範囲内の整数であり、
オルト位に存在し得る2つのRは、隣接するベンゼン環の2つの炭素原子と共に環を形成していてもよく、当該環は置換基として有機基を有していてもよく、
は、単結合、酸素原子、硫黄原子、-L11-O-、-O-L12-O-、-L13-S-、又は-S-L14-S-(L11~L14は、それぞれ独立して、1個以上の置換基を有していてもよいアルキレン基である。)である。]
で表されるモノマー単位を有するポリマー。
項2.
が単結合、酸素原子、-L11-O-、又は-O-L12-O-である、項1に記載のポリマー。
項3.
n1が0、1、又は2である、項1又は2に記載のポリマー。
項4.
さらに、次式(2):
Figure 0007220430000003
[式中、
は、各出現において独立して、ハロゲン原子、NR2122(R21及びR22は、それぞれ独立して、水素原子又は有機基である。)、又は有機基であり、
n2は、0~4の範囲内の整数であり、
オルト位に存在し得る2つのRは、隣接するベンゼン環の2つの炭素原子と共に環を形成していてもよく、当該環は置換基として有機基を有していてもよく、
は、単結合、酸素原子、硫黄原子、-L21-O-、-O-L22-O-、-L23-S-、又は-S-L24-S-(L21~L24は、それぞれ独立して、1個以上の置換基を有していてもよいアルキレン基である。)である。]
で表されるモノマー単位を有する、項1~3のいずれか一項に記載のポリマー。
項5.
が単結合、酸素原子、-L21-O-、又は-O-L22-O-である、項4に記載のポリマー。
項6.
次式(1’):
Figure 0007220430000004
[式中、
Bは、1個以上の置換基を有していてもよいヘテロアリーレン基であり、
は、単結合、酸素原子、硫黄原子、-L41-O-、-O-L42-O-、-L43-S-、又は-S-L44-S-(L41~L44は、それぞれ独立して、1個以上の置換基を有していてもよいアルキレン基である。)である。]
で表されるモノマー単位を有するポリマー。
項7.
Bが、1個以上の置換基を有していてもよい、フラン-ジイル基、オキサゾール-ジイル基、イソオキサゾール-ジイル基、オキサジアゾール-ジイル基、チオフェン-ジイル基、チアゾール-ジイル基、イソチアゾール-ジイル基、チアジアゾール-ジイル基、ピロール-ジイル基、ピラゾール-ジイル基、イミダゾール-ジイル基、トリアゾール-ジイル基、ピリジン-ジイル基、ピリダジン-ジイル基、ピリミジン-ジイル基、ピラジン-ジイル基、トリアジン-ジイル基、又はテトラジン-ジイル基である、項6に記載のポリマー。
項8.
が単結合、酸素原子、-L41-O-、又は-O-L42-O-である、項6又は7に記載のポリマー。
項9.
次式(3):
Figure 0007220430000005
[式中、
Aは、1個以上の置換基を有していてもよいアリーレン基、又は1個以上の置換基を有していてもよいヘテロアリーレン基であり、
は、単結合、酸素原子、硫黄原子、-L31-O-、-O-L32-O-、-L33-S-、又は-S-L34-S-(L31~L34は、それぞれ独立して、1個以上の置換基を有していてもよいアルキレン基である。)である。]
で表されるモノマー単位を有するポリマーを製造する方法であって、
次式(4):
Figure 0007220430000006
(式中、Xは、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子からなる群より選択されるハロゲン原子であり、Mは、銅、亜鉛、ニッケル、鉄、コバルト、及びスズからなる群より選択される金属であり、A及びLは、前記と同意義である。)
で表される化合物、並びに、ピリジン環を有する化合物、及びホスフィンからなる群より選択される配位子を含むモノマーを重合する工程を含む、方法。
項10.
Aが、1個以上の置換基を有していてもよい、フェニレン基、フラン-ジイル基、オキサゾール-ジイル基、イソオキサゾール-ジイル基、オキサジアゾール-ジイル基、チオフェン-ジイル基、チアゾール-ジイル基、イソチアゾール-ジイル基、チアジアゾール-ジイル基、ピロール-ジイル基、ピラゾール-ジイル基、イミダゾール-ジイル基、トリアゾール-ジイル基、ピリジン-ジイル基、ピリダジン-ジイル基、ピリミジン-ジイル基、ピラジン-ジイル基、トリアジン-ジイル基、又はテトラジン-ジイル基である、項9に記載の方法。
項11.
が単結合、酸素原子、-L31-O-、又は-O-L32-O-である、項9又は10に記載の方法。
項12.
前記重合が溶媒の存在下で行われる、項9~11のいずれか一項に記載の方法。
項13.
前記重合が50~150℃の範囲内で行われる、項9~12のいずれか一項に記載の方法。
項14.
項1~8のいずれか一項に記載のポリマーを含有するフィルム。
本開示によれば、新規含フッ素芳香族ポリマー、及びその製造方法等が提供される。より具体的には、本開示によれば、従来の真空蒸着法では製造することができない、式(1)で表されるモノマー単位を有するポリマー、及びその製造方法等が提供される。
本開示の前記概要は、本開示の各々の開示された実施形態または全ての実装を記述することを意図するものではない。
本開示の後記説明は、実例の実施形態をより具体的に例示する。
本開示のいくつかの箇所では、例示を通してガイダンスが提供され、及びこの例示は、様々な組み合わせにおいて使用できる。
それぞれの場合において、例示の群は、非排他的な、及び代表的な群として機能できる。
本明細書で引用した全ての刊行物、特許及び特許出願はそのまま引用により本明細書に組み入れられる。
用語
本明細書中の記号及び略号は、特に限定のない限り、本明細書の文脈に沿い、本開示が属する技術分野において通常用いられる意味に理解できる。
本明細書中、語句「含有する」は、語句「から本質的になる」、及び語句「からなる」を包含することを意図して用いられる。
特に限定されない限り、本明細書中に記載されている工程、処理、又は操作は、室温で実施され得る。
本明細書中、室温は、10~40℃の範囲内の温度を意味することができる。
本明細書中、表記「Cn-m」(ここで、n、及びmは、それぞれ、数である。)は、当業者が通常理解する通り、炭素数がn以上、且つm以下であることを表す。
本明細書中、特に断りのない限り、「ハロゲン原子」としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子が挙げられる。
本明細書中、「有機基」とは、有機化合物から1個の水素原子を除去して形成される基を意味する。
当該「有機基」としては、例えば、
1個以上の置換基を有していてもよいアルキル基、
1個以上の置換基を有していてもよいアルケニル基、
1個以上の置換基を有していてもよいアルキニル基、
1個以上の置換基を有していてもよいシクロアルキル基、
1個以上の置換基を有していてもよいシクロアルケニル基、
1個以上の置換基を有していてもよいシクロアルカンジエニル基、
1個以上の置換基を有していてもよいアリール基、
1個以上の置換基を有していてもよいアラルキル基、
1個以上の置換基を有していてもよい非芳香族複素環基
1個以上の置換基を有していてもよいヘテロアリール基、
シアノ基、
アルデヒド基、
RO-、
RS-、
RCO-、
RSO-、
ROCO-、及び
ROSO
(これらの式中、Rは、独立して、
1個以上の置換基を有していてもよいアルキル基、
1個以上の置換基を有していてもよいアルケニル基、
1個以上の置換基を有していてもよいアルキニル基、
1個以上の置換基を有していてもよいシクロアルキル基、
1個以上の置換基を有していてもよいシクロアルケニル基、
1個以上の置換基を有していてもよいシクロアルカジエニル基、
1個以上の置換基を有していてもよいアリール基、
1個以上の置換基を有していてもよいアラルキル基、
1個以上の置換基を有していてもよい非芳香族複素環基、又は
1個以上の置換基を有していてもよいヘテロアリール基である)
が挙げられる。
「置換基」としては、例えば、ハロゲン原子、シアノ基、アミノ基、アルコキシ基、及びアルキルチオ基が挙げられる。なお、2個以上の置換基は、互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。
本明細書中、特に断りのない限り、「アルキル基」としては、例えば、メチル、エチル、プロピル(n-プロピル、イソプロピル)、ブチル(n-ブチル、イソブチル、sec-ブチル、tert-ブチル)、ペンチル(例:n-ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル)、及びヘキシル等の、直鎖又は分岐鎖状の、炭素数1~10のアルキル基が挙げられる。
本明細書中、特に断りのない限り、「アルコキシ基」としては、例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ(n-プロポキシ、イソプロポキシ)、ブトキシ(n-ブトキシ、イソブトキシ、sec-ブトキシ、tert-ブトキシ)、ペンチルオキシ、及びヘキシルオキシ等の、直鎖状又は分岐鎖状の、炭素数1~10のアルコキシ基が挙げられる。
本明細書中、特に断りのない限り、「アルキルチオ基」としては、例えば、メチルチオ、エチルチオ、プロピルチオ(n-プロピルチオ、イソプロピルチオ)、ブチルチオ(n-ブチルチオ、イソブチルチオ、sec-ブチルチオ、tert-ブチルチオ)、ペンチルチオ、及びヘキシルチオ等の、直鎖状又は分岐鎖状の、炭素数1~10のアルキルチオ基が挙げられる。
本明細書中、特に断りのない限り、「アルケニル基」としては、例えば、ビニル、1-プロペン-1-イル、2-プロペン-1-イル、イソプロペニル、2-ブテン-1-イル、4-ペンテン-1-イル、及び5-ヘキセン-1-イル等の、直鎖状又は分岐鎖状の、炭素数2~10のアルケニル基が挙げられる。
本明細書中、特に断りのない限り、「アルキニル基」としては、例えば、エチニル、1-プロピン-1-イル、2-プロピン-1-イル、4-ペンチン-1-イル、及び5-ヘキシン-1-イル等の、直鎖状又は分岐鎖状の、炭素数2~10のアルキニル基が挙げられる。
本明細書中、特に断りのない限り、「シクロアルキル基」としては、例えば、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、及びシクロヘプチル等の、炭素数3~10のシクロアルキル基が挙げられる。
本明細書中、特に断りのない限り、「シクロアルケニル基」としては、例えば、シクロプロペニル、シクロブテニル、シクロペンテニル、シクロヘキセニル、及びシクロヘプテニル等の、炭素数3~10のシクロアルケニル基が挙げられる。
本明細書中、特に断りのない限り、「シクロアルカジエニル基」としては、例えば、シクロブタジエニル、シクロペンタジエニル、シクロヘキサジエニル、シクロヘプタジエニル、シクロオクタジエニル、シクロノナジエニル、及びシクロデカジエニル等の、炭素数4~10のシクロアルカジエニル基が挙げられる。
本明細書中、特に断りのない限り、「アリール基」は、単環性、2環性、3環性、又は4環性であることができる。
本明細書中、特に断りのない限り、「アリール基」は、炭素数6~18のアリール基であることができる。
本明細書中、特に断りのない限り、「アリール基」としては、例えば、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、2-ビフェニル、3-ビフェニル、4-ビフェニル、及び2-アンスリルが挙げられる。
本明細書中、「アリーレン基」とは、前記「アリール基」から1個の水素原子を除去して形成される基を意味する。
本明細書中、特に断りのない限り、「アリーレン基」としては、例えば、1,2-フェニレン、1,3-フェニレン、1,4-フェニレン、4,4’-ビフェニレン、1,2-ナフチレン、1,3-ナフチレン、及び1,4-ナフチレンが挙げられる。
本明細書中、特に断りのない限り、「アラルキル基」としては、例えば、ベンジル、フェネチル、ジフェニルメチル、1-ナフチルメチル、2-ナフチルメチル、2,2-ジフェニルエチル、3-フェニルプロピル、4-フェニルブチル、5-フェニルペンチル、2-ビフェニルメチル、3-ビフェニルメチル、及び4-ビフェニルメチルが挙げられる。
本明細書中、「非芳香族複素環基」とは、非芳香族複素環から1個の水素原子を除去して形成される基を意味する。
本明細書中、特に断りのない限り、「非芳香族複素環基」は、単環性、2環性、3環性、又は4環性であることができる。
本明細書中、特に断りのない限り、「非芳香族複素環基」は、飽和、又は不飽和であることができる。
本明細書中、特に断りのない限り、「非芳香族複素環基」は、例えば、5~18員の非芳香族複素環基であることができる。
本明細書中、特に断りのない限り、「非芳香族複素環基」は、例えば、環構成原子として、炭素原子に加えて酸素原子、硫黄原子、及び窒素原子から選ばれる1~4個のヘテロ原子を含有する非芳香族複素環基であることができる。
本明細書中、特に断りのない限り、「非芳香族複素環基」としては、例えば、テトラヒドロフリル、オキサゾリジニル、イミダゾリニル(例:1-イミダゾリニル、2-イミダゾリニル、4-イミダゾリニル)、アジリジニル(例:1-アジリジニル、2-アジリジニル)、ピロリジニル(例:1-ピロリジニル、2-ピロリジニル、3-ピロリジニル)、ピペリジニル(例:1-ピペリジニル、2-ピペリジニル、3-ピペリジニル)、アゼパニル(例:1-アゼパニル、2-アゼパニル、3-アゼパニル、4-アゼパニル)、アゾカニル(例:1-アゾカニル、2-アゾカニル、3-アゾカニル、4-アゾカニル)、ピペラジニル(例:1,4-ピペラジン-1-イル、1,4-ピペラジン-2-イル)、ジアゼピニル(例:1,4-ジアゼピン-1-イル、1,4-ジアゼピン-2-イル、1,4-ジアゼピン-5-イル、1,4-ジアゼピン-6-イル)、ジアゾカニル(例:1,4-ジアゾカン-1-イル、1,4-ジアゾカン-2-イル、1,4-ジアゾカン-5-イル、1,4-ジアゾカン-6-イル、1,5-ジアゾカン-1-イル、1,5-ジアゾカン-2-イル、1,5-ジアゾカン-3-イル)、テトラヒドロピラニル(例:テトラヒドロフラン-4-イル)、モルホリニル(例:4-モルホリニル)、チオモルホリニル(例:4-チオモルホリニル)、2-オキサゾリジニル、ジヒドロフリル、ジヒドロピラニル、及びジヒドロキノリル等が挙げられる。
本明細書中、特に断りのない限り、「ヘテロアリール基」は、単環性、2環性、3環性、又は4環性であることができる。
本明細書中、特に断りのない限り、「ヘテロアリール基」は、例えば、5~18員のヘテロアリール基であることができる。
本明細書中、特に断りのない限り、「ヘテロアリール基」は、例えば、環構成原子として、炭素原子に加えて酸素原子、硫黄原子、及び窒素原子から選ばれる1~4個のヘテロ原子を含有するヘテロアリール基であることができる。
本明細書中、特に断りのない限り、「ヘテロアリール基」は、「単環性ヘテロアリール基」、及び「芳香族縮合複素環基」を包含する。
本明細書中、特に断りのない限り、「単環性へテロアリール基」としては、例えば、ピロリル(例:1-ピロリル、2-ピロリル、3-ピロリル)、フリル(例:2-フリル、3-フリル)、チエニル(例:2-チエニル、3-チエニル)、ピラゾリル(例:1-ピラゾリル、3-ピラゾリル、4-ピラゾリル)、イミダゾリル(例:1-イミダゾリル、2-イミダゾリル、4-イミダゾリル)、イソオキサゾリル(例:3-イソオキサゾリル、4-イソオキサゾリル、5-イソオキサゾリル)、オキサゾリル(例:2-オキサゾリル、4-オキサゾリル、5-オキサゾリル)、イソチアゾリル(例:3-イソチアゾリル、4-イソチアゾリル、5-イソチアゾリル)、チアゾリル(例:2-チアゾリル、4-チアゾリル、5-チアゾリル)、トリアゾリル(例:1,2,3-トリアゾール-3-イル、1,2,4-トリアゾール-4-イル)、オキサジアゾリル(例:1,2,4-オキサジアゾール-3-イル、1,2,4-オキサジアゾール-5-イル)、チアジアゾリル(例:1,2,4-チアジアゾール-3-イル、1,2,4-5-イル)、テトラゾリル、ピリジル(例:2-ピリジル、3-ピリジル、4-ピリジル)、ピリダジニル(例:3-ピリダジニル、4-ピリダジニル)、ピリミジニル(例:2-ピリミジニル、4-ピリミジニル、5-ピリミジニル)、及びピラジニル等が挙げられる。
本明細書中、特に断りのない限り、「芳香族縮合複素環基」としては、例えば、イソインドリル(例、1-イソインドリル、2-イソインドリル、3-イソインドリル、4-イソインドリル、5-イソインドリル、6-イソインドリル、7-イソインドリル)、インドリル(例、1-インドリル、2-インドリル、3-インドリル、4-インドリル、5-インドリル、6-インドリル、7-インドリル)、ベンゾ[b]フラニル(例、2-ベンゾ[b]フラニル、3-ベンゾ[b]フラニル、4-ベンゾ[b]フラニル、5-ベンゾ[b]フラニル、6-ベンゾ[b]フラニル、7-ベンゾ[b]フラニル)、ベンゾ[c]フラニル(例、1-ベンゾ[c]フラニル、4-ベンゾ[c]フラニル、5-ベンゾ[c]フラニル)、ベンゾ[b]チエニル、(例、2-ベンゾ[b]チエニル、3-ベンゾ[b]チエニル、4-ベンゾ[b]チエニル、5-ベンゾ[b]チエニル、6-ベンゾ[b]チエニル、7-ベンゾ[b]チエニル)、ベンゾ[c]チエニル(例、1-ベンゾ[c]チエニル、4-ベンゾ[c]チエニル、5-ベンゾ[c]チエニル)、インダゾリル(例、1-インダゾリル、2-インダゾリル、3-インダゾリル、4-インダゾリル、5-インダゾリル、6-インダゾリル、7-インダゾリル)、ベンゾイミダゾリル(例、1-ベンゾイミダゾリル、2-ベンゾイミダゾリル、4-ベンゾイミダゾリル、5-ベンゾイミダゾリル)、1,2-ベンゾイソオキサゾリル(例、1,2-ベンゾイソオキサゾール-3-イル、1,2-ベンゾイソオキサゾール-4-イル、1,2-ベンゾイソオキサゾール-5-イル、1,2-ベンゾイソオキサゾール-6-イル、1,2-ベンゾイソオキサゾール-7-イル)、ベンゾオキサゾリル(例、2-ベンゾオキサゾリル、4-ベンゾオキサゾリル、5-ベンゾオキサゾリル、6-ベンゾオキサゾリル、7-ベンゾオキサゾリル)、1,2-ベンゾイソチアゾリル(例、1,2-ベンゾイソチアゾール-3-イル、1,2-ベンゾイソチアゾール-4-イル、1,2-ベンゾイソチアゾール-5-イル、1,2-ベンゾイソチアゾール-6-イル、1,2-ベンゾイソチアゾール-7-イル)、ベンゾチアゾリル(例、2-ベンゾチアゾリル、4-ベンゾチアゾリル、5-ベンゾチアゾリル、6-ベンゾチアゾリル、7-ベンゾチアゾリル)、イソキノリル(例、1-イソキノリル、3-イソキノリル、4-イソキノリル、5-イソキノリル)、キノリル(例、2-キノリル、3-キノリル、4-キノリル、5-キノリル、8-キノリル)、シンノリニル(例、3-シンノリニル、4-シンノリニル、5-シンノリニル、6-シンノリニル、7-シンノリニル、8-シンノリニル)、フタラジニル(例、1-フタラジニル、4-フタラジニル、5-フタラジニル、6-フタラジニル、7-フタラジニル、8-フタラジニル)、キナゾリニル(例、2-キナゾリニル、4-キナゾリニル、5-キナゾリニル、6-キナゾリニル、7-キナゾリニル、8-キナゾリニル)、キノキサリニル(例、2-キノキサリニル、3-キノキサリニル、5-キノキサリニル、6-キノキサリニル、7-キノキサリニル、8-キノキサリニル)、ピラゾロ[1,5-a]ピリジル(例、ピラゾロ[1,5-a]ピリジン-2-イル、ピラゾロ[1,5-a]ピリジン-3-イル、ピラゾロ[1,5-a]ピリジン-4-イル、ピラゾロ[1,5-a]ピリジン-5-イル、ピラゾロ[1,5-a]ピリジン-6-イル、ピラゾロ[1,5-a]ピリジン-7-イル)、イミダゾ[1,2-a]ピリジル(例、イミダゾ[1,2-a]ピリジン-2-イル、イミダゾ[1,2-a]ピリジン-3-イル、イミダゾ[1,2-a]ピリジン-5-イル、イミダゾ[1,2-a]ピリジン-6-イル、イミダゾ[1,2-a]ピリジン-7-イル、及びイミダゾ[1,2-a]ピリジン-8-イル)等が挙げられる。
本明細書中、「ヘテロアリーレン基」とは、前記「ヘテロアリール基」から1個の水素原子を除去して形成される基を意味する。
本明細書中、特に断りのない限り、「ヘテロアリーレン基」としては、例えば、フラン-ジイル(例:フラン-2,5-ジイル)、オキサゾール-ジイル(例:オキサゾール-2,5-ジイル)、イソオキサゾール-ジイル(例:イソオキサゾール-3,5-ジイル)、オキサジアゾール(例:フラザン-3,4-ジイル)、チオフェン-ジイル(例:チオフェン-2,5-ジイル)、チアゾール-ジイル(例:チアゾール-2,5-ジイル)、イソチアゾール-ジイル(例:イソチアゾール-3,5-ジイル)、チアジアゾール-ジイル(例:1,2,5-チアジアゾール-3,4-ジイル)、ピロール-ジイル(例:ピロール-2,5-ジイル)、ピラゾール-ジイル(例:ピラゾール-3,5-ジイル)、イミダゾール-ジイル(例:イミダゾール-2,5-ジイル)、トリアゾール-ジイル(例:1,2,3-トリアゾール-4,5-ジイル)、ピリジン-ジイル(例:ピリジン-1,4-ジイル、ピリジン-2,3-ジイル、ピリジン-2,4-ジイル、ピリジン-2,5-ジイル、ピリジン-2,6-ジイル)、ピリダジン-ジイル(例:ピリダジン-4,5-ジイル)、ピリミジン-ジイル(例:ピリミジン-2,5-ジイル)、ピラジン-ジイル(例:ピラジン-2,6-ジイル)、トリアジン-ジイル(例:1,3,5-トリアジン-2,6-ジイル)、テトラジン-ジイル(例:1,2,4,5-テトラジン-3,6-ジイル)、インドール-ジイル、ベンゾイミダゾール-ジイル、ベンゾフラン-ジイル、ベンゾチオフェン-ジイル、キノリン-ジイル、イソキノリン-ジイル、キナゾリン-ジイル、及びフタラジン-ジイル等が挙げられる。
式(1)で表されるモノマー単位を有するポリマー
本開示の一実施態様のポリマーは、次式(1):
Figure 0007220430000007
[式中、
は、各出現において独立して、ハロゲン原子、NR1112(R11及びR12は、それぞれ独立して、水素原子又は有機基である。)、又は有機基であり、
n1は、0~4の範囲内の整数であり、
オルト位に存在し得る2つのRは、隣接するベンゼン環の2つの炭素原子と共に環を形成していてもよく、当該環は置換基として有機基を有していてもよく、
は、単結合、酸素原子、硫黄原子、-L11-O-、-O-L12-O-、-L13-S-、又は-S-L14-S-(L11~L14は、それぞれ独立して、1個以上の置換基を有していてもよいアルキレン基である。)である。]
で表されるモノマー単位を有するポリマーである。なお、-L11-O-及び-L13-S-は、それぞれ、左端がベンゼン環に結合し、右端がCF基に結合することが好ましい。
は、好ましくは、ハロゲン原子、1個又は2個のアルキル基を置換基として有していてもよいアミノ基、又は1個以上のハロゲン原子を置換基として有していてもよいアルキル基である。当該アルキル基におけるハロゲン原子の置換数は、アルキル基の水素原子の数に応じて適宜選択され、例えば、0~9の範囲内の整数である。当該ハロゲン原子を置換基として有するアルキル基(即ち、ハロアルキル基)は、例えば、アルキル基の水素原子が全てフッ素原子に置換されたアルキル基(即ち、パーフルオロアルキル基)であることもできる。
は、さらに好ましくは、ハロゲン原子、アミノ基、C1-10アルキル基、モノC1-10アルキルアミノ基、ジC1-10アルキルアミノ基、又はハロC1-10アルキル基であり、特に好ましくは、フッ素原子、塩素原子、アミノ基、C1-6アルキル基、モノC1-6アルキルアミノ基、ジC1-6アルキルアミノ基、又はハロC1-6アルキル基である。
なお、Rがアルキル基等の場合、当該式(1)で表されるモノマー単位を有するポリマーは溶剤溶解性に優れるため、当該ポリマー及び溶剤を含有する塗布用組成物又はディップ用組成物として使用することができる。
がハロゲン原子である場合、Rは後述の式(4)で表される化合物と反応することができ、さらに式(1)で表される単位などを連結することができる。すなわち、当該ポリマーは、例えば、次式:
Figure 0007220430000008
(式中、Lは、前記と同意義である。)
で表される単位を有する三次元ポリマーであることができる。
n1は、好ましくは0、1、又は2であり、さらに好ましくは0又は1であり、特に好ましくは0である。
11~L14は、それぞれ、C1-6アルキレン基であることが好ましく、C1-4アルキレン基であることがより好ましい。
は、好ましくは単結合、酸素原子、-L11-O-、又は-O-L12-O-である。
オルト位に存在する2つのRが、隣接するベンゼン環の2つの炭素原子と共に、環を形成する場合、式(1)で表されるモノマー単位は、例えば、次式(1A)又は(1B):
Figure 0007220430000009
[式中、
1A及びZ1Bは、それぞれ、隣接するベンゼン環と共に縮合環を形成しており、当該縮合環の置換基であるR1A及びR1Bは、それぞれ、各出現において独立して、ハロゲン原子、NR11A12A(R11A及びR12Aは、それぞれ独立して、水素原子又は有機基である。)、又は有機基であり、
n1A及びn1Bは、それぞれ、0~4の範囲内の整数であり、
1A及びL1Bは、それぞれ、単結合、酸素原子、硫黄原子、-L11A-O-、-O-L12A-O-、-L13A-S-、又は-S-L14A-S-(L11A~L14Aは、それぞれ独立して、1個以上の置換基を有していてもよいアルキレン基である。)である。]
で表される単位である。
式(1A)において、Z1A及びそれに隣接するベンゼン環からなる縮合環の具体例は、芳香族縮合環を包含し、及びその例としては、ナフタレン、インドール、ベンゾイミダゾール、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、キノリン、イソキノリン、キナゾリン、フタラジン、ベンゾトリアゾールが挙げられる。
1Aは、好ましくは、ハロゲン原子、アミノ基、アルキル基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、又はハロアルキル基であり、さらに好ましくは、ハロゲン原子、アミノ基、C1-10アルキル基、モノC1-10アルキルアミノ基、ジC1-10アルキルアミノ基、又はハロC1-10アルキル基であり、特に好ましくは、フッ素原子、塩素原子、アミノ基、C1-6アルキル基、モノC1-6アルキルアミノ基、ジC1-6アルキルアミノ基、又はハロC1-6アルキル基である。
n1Aは、好ましくは0、1、又は2であり、さらに好ましくは0又は1であり、特に好ましくは0である。
11A~L14Aは、それぞれ、C1-6アルキレン基であることが好ましく、C1-4アルキレン基であることがより好ましい。
1Aは、好ましくは単結合、酸素原子、-L11A-O-、又は-O-L12A-O-である。
式(1B)におけるZ1B、n1B、及びL1Bは、例えば、式(1A)におけるZ1A、n1A、及びL1Aと同様であり、好ましい態様も同じである。
式(1)で表されるモノマー単位を有するポリマーにおいて、式(1)で表されるモノマー単位の数は、特に限定されるものではないが、例えば、5~500000、好ましくは10~100000、さらに好ましくは15~50000の範囲内である。なお、各モノマー単位の構造は、互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。
式(1)で表されるモノマー単位を有するポリマーは、ホモポリマー又はコポリマーであることができる。
当該コポリマーは、式(1)で表されるモノマー単位を2種類以上有するコポリマーであってもよく、例えば、式(1)においてn1が0であるモノマー単位と、式(1)においてn1が1であるモノマー単位とを有するコポリマーであってもよい。
式(1)で表されるモノマー単位を有するポリマーは、さらに次式(2):
Figure 0007220430000010
[式中、
は、各出現において独立して、ハロゲン原子、NR2122(R21及びR22は、それぞれ独立して、水素原子又は有機基である。)、又は有機基であり、
n2は、0~4の範囲内の整数であり、
オルト位に存在し得る2つのRは、隣接するベンゼン環の2つの炭素原子と共に環を形成していてもよく、当該環は置換基として有機基を有していてもよく、
は、単結合、酸素原子、硫黄原子、-L21-O-、-O-L22-O-、-L23-S-、又は-S-L24-S-(L21~L24は、それぞれ独立して、1個以上の置換基を有していてもよいアルキレン基である。)である。]
で表されるモノマー単位を有していてもよい。なお、-L21-O-及び-L23-S-は、それぞれ、左端がベンゼン環に結合し、右端がCF基に結合することが好ましい。
は、好ましくは、ハロゲン原子、アミノ基、アルキル基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、又はハロアルキル基であり、さらに好ましくは、ハロゲン原子、アミノ基、C1-10アルキル基、モノC1-10アルキルアミノ基、ジC1-10アルキルアミノ基、又はハロC1-10アルキル基であり、特に好ましくは、フッ素原子、塩素原子、アミノ基、C1-6アルキル基、モノC1-6アルキルアミノ基、ジC1-6アルキルアミノ基、又はハロC1-6アルキル基である。
n2は、好ましくは0、1、又は2であり、さらに好ましくは0又は1であり、特に好ましくは0である。
21~L24は、それぞれ、C1-6アルキレン基であることが好ましく、C1-4アルキレン基であることがより好ましい。
は、好ましくは単結合、酸素原子、-L21-O-、又は-O-L22-O-である。
オルト位に存在する2つのRが、隣接するベンゼン環の2つの炭素原子と共に、環を形成する場合、式(2)で表される単位は、例えば、次式(2A):
Figure 0007220430000011
[式中、
2Aは、隣接するベンゼン環と共に縮合環を形成しており、当該縮合環の置換基であるR2Aは、各出現において独立して、ハロゲン原子、NR21A22A(R21A及びR22Aは、それぞれ独立して、水素原子又は有機基である。)、又は有機基であり、
n2Aは、0~4の範囲内の整数であり、
2Aは、単結合、酸素原子、硫黄原子、-L21A-O-、-O-L22A-O-、-L23A-S-、又は-S-L24A-S-(L21A~L24Aは、それぞれ独立して、1個以上の置換基を有していてもよいアルキレン基である。)である。]
で表される単位である。
2A及びそれに隣接するベンゼン環からなる縮合環の具体例は、芳香族縮合環を包含し、及びその例としては、ナフタレン、インドール、ベンゾイミダゾール、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、キノリン、イソキノリン、キナゾリン、フタラジン、ベンゾトリアゾールが挙げられる。
2Aは、好ましくは、ハロゲン原子、アミノ基、アルキル基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、又はハロアルキル基であり、さらに好ましくは、ハロゲン原子、アミノ基、C1-10アルキル基、モノC1-10アルキルアミノ基、ジC1-10アルキルアミノ基、又はハロC1-10アルキル基であり、特に好ましくは、フッ素原子、塩素原子、アミノ基、C1-6アルキル基、モノC1-6アルキルアミノ基、ジC1-6アルキルアミノ基、又はハロC1-6アルキル基である。
n2Aは、好ましくは0、1、又は2であり、さらに好ましくは0又は1であり、特に好ましくは0である。
21A~L24Aは、それぞれ、C1-6アルキレン基であることが好ましく、C1-4アルキレン基であることがより好ましい。
2Aは、好ましくは単結合、酸素原子、-L21A-O-、又は-O-L22A-O-である。
式(1)で表されるモノマー単位を有するポリマーにおいて、式(2)で表されるモノマー単位の数は、特に限定されるものではないが、例えば、5~500000、好ましくは10~100000、さらに好ましくは15~50000の範囲内である。なお、各モノマー単位の構造は、互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。
式(1)で表されるモノマー単位と式(2)で表されるモノマー単位のモル比は、特に限定されるものではないが、例えば10:90~90:10、好ましくは20:80~80:20、さらに好ましくは30:70~70:30の範囲内である。
式(1’)で表されるモノマー単位を有するポリマー
本開示の他の実施態様のポリマーは、次式(1’):
Figure 0007220430000012
[式中、
Bは、1個以上の置換基を有していてもよいヘテロアリーレン基であり、
は、単結合、酸素原子、硫黄原子、-L41-O-、-O-L42-O-、-L43-S-、又は-S-L44-S-(L41~L44は、それぞれ独立して、1個以上の置換基を有していてもよいアルキレン基である。)である。]
で表されるモノマー単位を有するポリマーである。なお、-L41-O-及び-L43-S-は、それぞれ、左端がBに結合し、右端がCF基に結合することが好ましい。
Bは、好ましくは、1個以上の置換基を有していてもよい5員~10員のヘテロアリーレン基であり、より好ましくは、1個以上の置換基を有していてもよい、フラン-ジイル基、オキサゾール-ジイル基、イソオキサゾール-ジイル基、オキサジアゾール-ジイル基、チオフェン-ジイル基、チアゾール-ジイル基、イソチアゾール-ジイル基、チアジアゾール-ジイル基、ピロール-ジイル基、ピラゾール-ジイル基、イミダゾール-ジイル基、トリアゾール-ジイル基、ピリジン-ジイル基、ピリダジン-ジイル基、ピリミジン-ジイル基、ピラジン-ジイル基、トリアジン-ジイル基、又はテトラジン-ジイル基である。
当該置換基は、好ましくは、ハロゲン原子、1個又は2個の有機基を置換基として有していてもよいアミノ基、又は有機基であり、より好ましくは、ハロゲン原子、アミノ基、アルキル基、モノアルキル基、又はハロアルキル基であり、さらに好ましくは、ハロゲン原子、アミノ基、C1-6アルキル基、モノC1-6アルキルアミノ基、ジC1-6アルキルアミノ基、又はハロC1-6アルキル基であり、特に好ましくは、フッ素原子、塩素原子、アミノ基、C1-4アルキル基、モノC1-4アルキルアミノ基、ジC1-4アルキルアミノ基、又はパーフルオロC1-2アルキル基である。なお、置換基がハロゲン原子の場合、当該置換基は後述の式(4)で表される化合物と反応することができ、さらに式(1’)で表される単位などを連結することができる。
41~L44は、それぞれ、C1-6アルキレン基であることが好ましく、C1-4アルキレン基であることがより好ましい。
は、好ましくは、単結合、酸素原子、-L41-O-、又は-O-L42-O-である。
式(1’)で表されるモノマー単位を有するポリマーは、ホモポリマー又はコポリマーであることができる。
当該コポリマーは、式(1’)で表されるモノマー単位を2種類以上有するコポリマーであってもよく、例えば、式(1’)においてBが置換基を有さないヘテロアリーレン基であるモノマー単位と、式(1’)においてBが1個以上の置換基を有するヘテロアリーレン基であるモノマー単位を有するコポリマーであってもよい。
式(1’)で表されるモノマー単位を有するポリマーは、さらに、式(1)で表されるモノマー単位及び式(2)で表されるモノマー単位からなる群から選択される少なくとも一種を有していてもよい。
式(1)又は(1)’で表されるモノマー単位を有するポリマーの形態は、例えば、線状又は分岐状(例:星型、櫛型)であることができる。
式(1)又は(1)’で表されるモノマー単位を有するコポリマー(例:式(1)で表されるモノマー単位及び式(2)で表されるモノマー単位を有するコポリマー)の形態は、例えば、ランダムコポリマー、交互コポリマー、ブロックコポリマー、又はグラフトコポリマーであることができる。
従来のポリパラキシリレンは、示差走査熱量測定(DSC)において、300~350℃の範囲内でピークを有するのに対して、式(1)又は(1)’で表されるモノマー単位を有するポリマーは、好ましくは、DSCにおいて、300~350℃の範囲に亘ってピークを有しない。このような低い結晶性により、良好な加工性が得られる。
式(1)又は(1)’で表されるモノマー単位を有するポリマーは、例えば、昇温速度10℃/分の熱質量測定において、5%質量減少を示す温度は、510~530℃の範囲内であることができる。
式(1)又は(1)’で表されるモノマー単位を有するポリマーのガラス転移温度(Tg)は、特に制限されず、例えば、500~550℃の範囲内であることができる。
式(3)で表されるモノマー単位を有するポリマーの製造方法
本開示の一実施態様のポリマーの製造方法は、次式(3):
Figure 0007220430000013
[式中、
Aは、1個以上の置換基を有していてもよいアリーレン基、又は1個以上の置換基を有していてもよいヘテロアリーレン基であり、
は、単結合、酸素原子、硫黄原子、-L31-O-、-O-L32-O-、-L33-S-、又は-S-L34-S-(L31~L34は、それぞれ独立して、1個以上の置換基を有していてもよいアルキレン基である。)である。]
で表されるモノマー単位を有するポリマーを製造する方法である。なお、-L31-O-及び-L33-S-は、それぞれ、左端がAに結合し、右端がCF基に結合することが好ましい。
当該方法は、次式(4):
Figure 0007220430000014
(式中、Xは、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子からなる群より選択されるハロゲン原子であり、Mは、銅、亜鉛、ニッケル、鉄、コバルト、及びスズからなる群より選択される金属であり、A及びLは、前記と同意義である。)
で表される化合物、並びに、ピリジン環を有する化合物、及びホスフィンからなる群より選択される配位子を含むモノマーを重合する工程を含む。
式(3)及び(4)において、Aは、好ましくは、1個以上の置換基を有していてもよいC6-10アリーレン基、又は1個以上の置換基を有していてもよい5~10員のヘテロアリーレン基である。
Aは、より好ましくは、1個以上の置換基を有していてもよい、フェニレン基、フラン-ジイル基、オキサゾール-ジイル基、イソオキサゾール-ジイル基、オキサジアゾール-ジイル基、チオフェン-ジイル基、チアゾール-ジイル基、イソチアゾール-ジイル基、チアジアゾール-ジイル基、ピロール-ジイル基、ピラゾール-ジイル基、イミダゾール-ジイル基、トリアゾール-ジイル基、ピリジン-ジイル基、ピリダジン-ジイル基、ピリミジン-ジイル基、ピラジン-ジイル基、トリアジン-ジイル基、又はテトラジン-ジイル基である。
Aは、1個以上の置換基を有していてもよいフェニレン基であることも好ましく、1個以上の置換基を有していてもよい1,3-フェニレン基、又は1個以上の置換基を有していてもよい1,4-フェニレン基であることも好ましい。
当該置換基は、好ましくは、ハロゲン原子、アミノ基、アルキル基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、又はハロアルキル基であり、さらに好ましくは、ハロゲン原子、アミノ基、C1-6アルキル基、モノC1-6アルキルアミノ基、ジC1-6アルキルアミノ基、又はハロC1-6アルキル基であり、特に好ましくは、フッ素原子、塩素原子、アミノ基、C1-4アルキル基、モノC1-4アルキルアミノ基、ジC1-4アルキルアミノ基、又はパーフルオロC1-2アルキル基である。
31~L34は、それぞれ、C1-6アルキレン基であることが好ましく、C1-4アルキレン基であることがより好ましい。
式(3)及び(4)において、Lは、好ましくは単結合、酸素原子、-L31-O-、又は-O-L32-O-である。
式(4)において、Mは、通常、前記配位子と配位結合を形成している。Mは、好ましくは銅であり、さらに好ましくは銅(I)である。
配位子である前記「ピリジン環を有する化合物」としては、例えば、フェナントロリン(例、1,10-フェナントロリン)、2,2’-ビピリジル、ピリジン、メチルピリジン、ルチジン(例、2,6-ルチジン)が挙げられる。
配位子である前記「ホスフィン」としては、トリアルキルホスフィン又はトリアリールホスフィンが好ましい。トリアルキルホスフィンとしては、具体的には、トリシクロヘキシルホスフィン、トリイソプロピルホスフィン、トリt-ブチルホスフィン、トリテキシルホスフィン、トリアダマンチルホスフィン、トリシクロペンチルホスフィン、ジt-ブチルメチルホスフィン、トリビシクロ[2,2,2]オクチルホスフィン、トリノルボルニルホスフィン等のトリ(C3-20アルキル)ホスフィンが挙げられる。
トリアリールホスフィンとしては、具体的には、トリフェニルホスフィン、トリメシチルホスフィン、トリ(o-トリル)ホスフィン等のトリ(単環性アリール)ホスフィンが挙げられる。これらの中でも、トリフェニルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリt-ブチルホスフィンが好ましい。
前記配位子は、二座配位子であることが好ましい。
その好ましい例としては、1,10-フェナントロリンが挙げられる。
前記モノマーに配位する配位子の配位数は、金属Mの酸化数、及び配位子の配位原子数等によって異なるが、好ましくは、1~3個である。
前記モノマーは、既知の方法、例えば、次式(5):
Figure 0007220430000015
(X、A、及びLは、前記と同意義である。)
で表される部分を有するボロン酸又はそのエステル又はそれらの塩である有機ホウ素化合物を、
金属Mの水酸化物、ハロゲン化物、アルコキシド、アリールオキシド、チオアルコキシド、又はチオアリールオキシドである金属化合物、
ピリジン環を有する化合物、及びホスフィンからなる群より選択される配位子、並びに
テトラフルオロエチレン
と反応させる工程を含む方法により、得られる。
当該方法は、例えば、WO2015/050236号に記載の方法であってもよい。
前記モノマーは、慣用の方法により単離又は精製してもよいが、単離又は精製することなく重合に使用することもできる。
前記モノマーの重合は、好ましくは、溶媒の存在下で行う。
前記溶媒としては、これらに限定されるわけではないが、炭化水素(例:ヘキサン等の脂肪族炭化水素、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素)、エーテル(例:ジエチルエーテル等の鎖状エーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル)、ケトン(例:アセトン等の鎖状ケトン、シクロヘキサノン等の環状ケトン)が挙げられ、2種以上混合して用いてもよい。前記溶媒は、好ましくはエーテル溶媒であり、さらに好ましくは環状エーテル溶媒である。
前記モノマーの重合は、例えば、加熱により進行させ得る。前記モノマーの重合温度は、重合が進行する限り特に限定されるものではないが、例えば、20~200℃、好ましくは50~150℃の範囲内である。
前記モノマーの重合時間は、特に限定されるものではないが、例えば、0.5~60時間、好ましくは2~24時間の範囲内である。
前記モノマーを重合して得られたポリマーは、慣用の方法により、洗浄乾燥又は精製してもよい。洗浄溶媒としては、特に限定されないが、例えば、水、濃硝酸、炭化水素(例:ヘキサン)、アルコール(例:メタノール、エタノール)、ケトン(例:アセトン、メチルエチルケトン)、これら2種以上の組合せなどが挙げられる。一実施態様において、洗浄溶媒として、少なくとも濃硝酸を使用することが好ましい。
式(6)で表されるモノマー単位を有するポリマー
本開示の別の実施態様のポリマーは、次式(6):
Figure 0007220430000016
[式中、
及びGは、それぞれ独立して、1個以上の置換基を有していてもよいアリーレン基、又は1個以上の置換基を有していてもよいヘテロアリーレン基であり、
は、単結合、酸素原子、硫黄原子、-L51-O-、-O-L52-O-、-L53-S-、又は-S-L54-S-(L51~L54は、それぞれ独立して、1個以上の置換基を有していてもよいアルキレン基である。)である。]
で表されるモノマー単位を有するポリマーである。なお、-L51-O-及び-L53-S-は、それぞれ、左端がGに結合し、右端がCF基に結合することが好ましい。
式(6)において、G及びGは、それぞれ、好ましくは、1個以上の置換基を有していてもよいC6-10アリーレン基、又は1個以上の置換基を有していてもよい5~10員のヘテロアリーレン基である。
及びGは、それぞれ、より好ましくは、1個以上の置換基を有していてもよい、フェニレン基、フラン-ジイル基、オキサゾール-ジイル基、イソオキサゾール-ジイル基、オキサジアゾール-ジイル基、チオフェン-ジイル基、チアゾール-ジイル基、イソチアゾール-ジイル基、チアジアゾール-ジイル基、ピロール-ジイル基、ピラゾール-ジイル基、イミダゾール-ジイル基、トリアゾール-ジイル基、ピリジン-ジイル基、ピリダジン-ジイル基、ピリミジン-ジイル基、ピラジン-ジイル基、トリアジン-ジイル基、又はテトラジン-ジイル基である。
及びGは、それぞれ、1個以上の置換基を有していてもよいフェニレン基であることも好ましく、1個以上の置換基を有していてもよい1,3-フェニレン基、又は1個以上の置換基を有していてもよい1,4-フェニレン基であることも好ましい。
当該置換基は、好ましくは、ハロゲン原子、アミノ基、アルキル基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、又はハロアルキル基であり、さらに好ましくは、ハロゲン原子、アミノ基、C1-6アルキル基、モノC1-6アルキルアミノ基、ジC1-6アルキルアミノ基、又はハロC1-6アルキル基であり、特に好ましくは、フッ素原子、塩素原子、アミノ基、C1-4アルキル基、モノC1-4アルキルアミノ基、ジC1-4アルキルアミノ基、又はパーフルオロC1-2アルキル基である。置換基がハロゲン原子の場合、当該置換基を介して、さらに式(6)で表される単位などを連結することができる。
51~L54は、それぞれ、C1-6アルキレン基であることが好ましく、C1-4アルキレン基であることがより好ましい。
は、好ましくは単結合、酸素原子、-L51-O-、又は-O-L52-O-である。である。
式(6)で表されるモノマー単位は、好ましくは、下記式(7):
Figure 0007220430000017
[式中、
及びRは、それぞれ各出現において独立して、ハロゲン原子、NR3132(R31及びR32は、それぞれ独立して、水素原子又は有機基である。)、又は有機基であり、
n3及びn4は、それぞれ独立して、0~4の範囲内の整数であり、
オルト位に存在し得る2つのR又はRは、隣接するベンゼン環の2つの炭素原子と共に環を形成していてもよく、当該環は置換基として有機基を有していてもよく、
は、単結合、酸素原子、硫黄原子、-L61-O-、-O-L62-O-、-L63-S-、又は-S-L64-S-(L61~L64は、それぞれ独立して、1個以上の置換基を有していてもよいアルキレン基である。)である。]
で表されるモノマー単位である。
及びRは、それぞれ、好ましくは、ハロゲン原子、アミノ基、アルキル基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、又はハロアルキル基であり、さらに好ましくは、ハロゲン原子、アミノ基、C1-10アルキル基、モノC1-10アルキルアミノ基、ジC1-10アルキルアミノ基、又はハロC1-10アルキル基であり、特に好ましくは、フッ素原子、塩素原子、アミノ基、C1-6アルキル基、モノC1-6アルキルアミノ基、ジC1-6アルキルアミノ基、又はハロC1-6アルキル基である。
n3及びn4は、それぞれ、好ましくは0、1、又は2であり、さらに好ましくは0又は1であり、特に好ましくは0である。
61~L64は、それぞれ、C1-6アルキレン基であることが好ましく、C1-4アルキレン基であることがより好ましい。
は、好ましくは単結合、酸素原子、-L61-O-、又は-O-L62-O-である。
オルト位に存在する2つのR又はRが、隣接するベンゼン環の2つの炭素原子と共に、環を形成する場合、当該環の具体例は、芳香族縮合環を包含し、及びその例としては、ナフタレン、インドール、ベンゾイミダゾール、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、キノリン、イソキノリン、キナゾリン、フタラジン、ベンゾトリアゾールが挙げられる。
当該環は、1個以上の置換基を有していてもよい。当該置換基は、好ましくは、ハロゲン原子、アミノ基、アルキル基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、又はハロアルキル基であり、さらに好ましくは、ハロゲン原子、アミノ基、C1-6アルキル基、モノC1-6アルキルアミノ基、ジC1-6アルキルアミノ基、又はハロC1-6アルキル基であり、特に好ましくは、フッ素原子、塩素原子、アミノ基、C1-4アルキル基、モノC1-4アルキルアミノ基、ジC1-4アルキルアミノ基、又はパーフルオロC1-2アルキル基である。
式(6)で表されるモノマー単位の2以上の繰り返しにおいて、1つの単位の右端は、別の単位の左端及び右端のいずれに結合してもよい。すなわち、式(6)で表されるモノマー単位を有するポリマーは、次式(6A)又は(6B):
Figure 0007220430000018
(式中、G、G、及びLは、前記と同意義である。)
で表される単位を有していてもよく、式(6A)で表される単位及び式(6B)で表される単位の両方を有していてもよい。
式(6)で表されるモノマー単位を有するポリマーは、ホモポリマー又はコポリマーであることができる。
当該コポリマーは、式(6)で表されるモノマー単位を2種類以上有するコポリマーであってもよい。
式(6)で表されるモノマー単位を有するポリマーの形態は、例えば、線状又は分岐状(例:星型、櫛型)であることができる。
式(6)で表されるモノマー単位を有するコポリマーの形態は、例えば、ランダムコポリマー、交互コポリマー、ブロックコポリマー、又はグラフトコポリマーであることができる。
式(6)で表されるモノマー単位を有するポリマーは、好ましくは、DSCにおいて、300~350℃の範囲に亘ってピークを有しない。このような低い結晶性により、良好な加工性が得られる。
式(6)で表されるモノマー単位を有するポリマーは、例えば、昇温速度10℃/分の熱質量測定において、5%質量減少を示す温度は、510~530℃の範囲内であることができる。
式(6)で表されるモノマー単位を有するポリマーのガラス転移温度(Tg)は、特に制限されず、例えば、500~550℃の範囲内であることができる。
式(6)で表されるモノマー単位を有するポリマーの製造方法
本開示の一実施態様のポリマーの製造方法は、次式(8):
Figure 0007220430000019
(式中、X及びXは、それぞれ独立して、ハロゲン原子であり、G、G、及びLは、前記と同意義である。)
で表されるモノマーをカップリング重合する工程を含む、方法である。
式(8)において、X及びXは、それぞれ、好ましくは、フッ素原子、塩素原子、又は臭素原子である。
式(8)で表されるモノマーは、例えば、次式(9):
Figure 0007220430000020
(式中、M’は、銅、亜鉛、ニッケル、鉄、コバルト、及びスズからなる群より選択される金属であり、G、L、及びXは、前記と同意義である。)
で表される化合物を、次式(10):
Figure 0007220430000021
(式中、Xは、ハロゲン原子であり、G及びXは、前記と同意義である。)
で表される化合物と反応させる工程を含む方法により、製造することができる。
式(9)において、M’は、式(4)のMと同じ金属であることができ、好ましい金属も同じである。M’は、通常、Mと同様に配位子と配位結合を形成している。
式(10)において、Xは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子であることが好ましい。X及びXの組合せとしては、臭素原子及びヨウ素原子の組合せが好ましい。
式(9)で表される化合物の量の下限は、式(10)で表される化合物1モルに対して、例えば、0.5モル、0.8モル、又は1モルであることができる。
式(9)で表される化合物の量の上限は、式(10)で表される化合物1モルに対して、例えば、5モル、3モル、2モル、又は1.5モルであることができる。
式(9)で表される化合物の量は、式(10)で表される化合物1モルに対して、例えば、0.5~1.5モルの範囲内であることができる。
前記反応は、好ましくは、溶媒の存在下で行う。
前記溶媒としては、これらに限定されるわけではないが、炭化水素(例:ヘキサン等の脂肪族炭化水素、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素)、エーテル(例:ジエチルエーテル等の鎖状エーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル)、ケトン(例:アセトン等の鎖状ケトン、シクロヘキサノン等の環状ケトン)が挙げられ、2種以上混合して用いてもよい。前記溶媒は、好ましくはエーテル溶媒であり、さらに好ましくは環状エーテル溶媒である。
前記反応は、例えば、加熱により進行させ得る。前記反応は、反応が進行する限り特に限定されるものではないが、例えば、20~200℃、好ましくは50~150℃の範囲内である。
前記反応時間は、特に限定されるものではないが、例えば、0.5~60時間、好ましくは2~24時間の範囲内である。
カップリング重合は、遷移金属触媒の存在下で行うことが好ましく、ニッケル触媒、パラジウム触媒、及びコバルト触媒からなる群より選択される少なくとも一種の存在下で行うことが好ましい。
ニッケル触媒としては、例えば、0価ニッケル錯体;II価ニッケル錯体から反応中に発生した0価ニッケル錯体;又はこれらとケトン、ジケトン、ホスフィン、ジアミン、ビピリジン、シクロアルカジエン、及びフェナントロリンからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物(配位子)とを混合して得られる錯体が挙げられる。
前記ケトンとしては、特に制限されないが、例えば、ジベンジリデンアセトン等が挙げられる。
前記ジケトンとしては、特に制限されないが、例えば、アセチルアセトン、1-フェニル-1,3-ブタンジオン、1,3-ジフェニルプロパンジオン、ヘキサフルオロアセチルアセトン等のβジケトン等が挙げられる。
前記ホスフィンとしては、特に制限されないが、例えば、式(4)で表される化合物を含むモノマーを重合する工程において例示したホスフィン等が挙げられる。
前記ジアミンとしては、特に制限されないが、テトラメチルエチレンジアミン、1,2-ジフェニルエチレンジアミン等が挙げられる。
前記ビピリジンとしては、特に制限されないが、例えば、2,2’-ビピリジル、4,4’-ジメチル-2,2’-ビピリジル、5,5’-ジメチル-2,2’-ビピリジル、6,6’-ジメチル-2,2’-ビピリジル、4,4’-ジ-tert-ブチル-2,2’-ビピリジン、4,4’-ジメトキシ-2,2’-ビピリジル、2,2’-ビキノリン、及びα,α’,α’’-トリピリジル等が挙げられる。
前記シクロアルカジエンとしては、特に制限されないが、例えば、シクロペンタジエン、シクロオクタジエン、シクロデカジエン等が挙げられる。
前記フェナントロリンとしては、特に制限されないが、例えば、1,10-フェナントロリン、2-メチル-1,10-フェナントロリン、3-メチル-1,10-フェナントロリン、5-メチル-1,10-フェナントロリン、2,9-ジメチル-1,10-フェナントロリン、2,9-ジフェニル-1,10-フェナントロリン、4,7-ジメチル-1,10-フェナントロリン、5,6-ジメチル-1,10-フェナントロリン、4,7-ジフェニル-1,10-フェナントロリン、2,9-ジメチル-4,7-ジフェニル-1,10-フェナントロリン、及び3,4,7,8-テトラメチル-1,10-フェナントロリン等が挙げられる。
0価ニッケル錯体としては、特に限定はないが、例えば、Ni(cod)、Ni(cdd)(cddはシクロデカ-1,5-ジエン)、Ni(cdt)(cdtはシクロデカ-1,5,9-トリエン)、Ni(vch)(vchは4-ビニルシクロヘキセン)、Ni(CO)、(PCyNi-N≡N-Ni(PCy、Ni(PPh等が挙げられる。
II価ニッケル錯体としては、例えば、塩化ニッケル、臭化ニッケル、酢酸ニッケル、
ビス(アセチルアセトナト)ニッケル(II)、又はこれらにトリフェニルホスフィン等
のホスフィン配位子が配位した錯体等が挙げられる。これらのII価ニッケル錯体は、例
えば、反応中に共存する還元種(ホスフィン、亜鉛、有機金属試薬等)により還元されて
0価ニッケル錯体が生成する。
前記の0価ニッケル錯体又はII価ニッケル錯体から還元により生じた0価ニッケル錯体は、反応中で、必要に応じ添加される配位子と作用して、反応に関与する0価のニッケル錯体に変換することもできる。なお、反応中において、0価のニッケル錯体にこれらの配位子がいくつ配位しているかは必ずしも明らかでは無い。
パラジウム触媒としては、例えば、0価パラジウム錯体;I価、又はII価パラジウム錯体から反応中に発生した0価パラジウム錯体;又はこれらとケトン、ジケトン、ホスフィン、ジアミン、ビピリジン、シクロアルカジエン、及びフェナントロリンからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物(配位子)とを混合して得られる錯体が挙げられる。なお、前記ケトン、ジケトン、ホスフィン、ジアミン、ビピリジン、シクロアルカジエン、及びフェナントロリンについては、ニッケル触媒について例示したものと同様のものが挙げられる。
0価パラジウム錯体としては、特に限定はないが、例えば、
Pd(dba)(dbaはジベンジリデンアセトン)、
Pd(dba)-CHCl、Pd(dba)
Pd(cod)(codはシクロオクタ-1,5-ジエン)、
Pd(dppe)(dppeは1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン)、
Pd(PCy(Cyはシクロヘキシル基)、
Pd(Pt-Bu(t-Buはt-ブチル基)、
Pd(PPh(Phはフェニル基)、及び
トリス{トリス[3,5-ビス(トリフルオロメチル)フェニル]ホスフィン}パラジウム(0)等が挙げられる。
I価パラジウム錯体としては、ジ-μ-クロロビス(トリ-tert-ブチルホスフィン)ジパラジウム(I)、ジ-μ-ブロモビス(トリ-tert-ブチルホスフィン)ジパラジウム(I)、ジ-μ-ヨードビス(トリ-tert-ブチルホスフィン)ジパラジウム(I)、ジ-μ-クロロビス{トリ(1-アダマンチル)ホスフィン}ジパラジウム(I)、ジ-μ-ブロモビス{トリ(1-アダマンチル)ホスフィン}ジパラジウム(I)、及びジ-μ-ヨードビス{トリ(1-アダマンチル)ホスフィン}ジパラジウム(I)等が挙げられる。
II価パラジウム錯体としては、例えば、
塩化パラジウム、臭化パラジウム、酢酸パラジウム、ビス(アセチルアセトナト)パラジウム(II)、ジクロロ(η-1,5-シクロオクタジエン)パラジウム(II)、ジブロモ(η-1,5-シクロオクタジエン)パラジウム(II)、ビス(アセトニトリル)ジクロロパラジウム(II)、ビス(ベンゾニトリル)ジクロロパラジウム(II)、及びジ-μ-クロロビス{(η-アリル)パラジウム}(II);
並びに
これらにトリフェニルホスフィン等のホスフィン配位子が配位した錯体
等が挙げられる。
前記ニッケル錯体、及び前記パラジウム錯体等は、前記のような配位子を用いることで、反応基質との均一な溶液を形成させて、反応に用いることが多いが、これ以外にもポリスチレン、ポリエチレン等のポリマー中に分散又は担持させた不均一系触媒としても用いることが可能である。このような不均一系触媒は、触媒の回収等のプロセス上の利点を有する。具体的な触媒構造としては、例えば、以下の化学式に示すような、架橋したポリスチレン(PS)鎖にホスフィンを導入したポリマーホスフィンなどで金属原子を固定したもの等が挙げられる。また、これ以外にも、以下:
1)Kanbaraら、Macromolecules, 2000年、33巻、657頁
2)Yamamotoら、J. Polym. Sci., 2002年、40巻、2637頁
3)特開平06-32763号公報
4)特開2005-281454号公報
5)特開2009-527352号公報
に示す文献に記載のポリマーホスフィンも利用可能である。
Figure 0007220430000022
(式中、PSはポリスチレンを、Phはフェニル基を示す。)
コバルト触媒としては、例えば、(Cl)Co(PPh、(CCo(PPh(Cはシクロペンタジエニル基)、(CCo(cod)、トリス(アセチルアセトナト)コバルト(III)、塩化コバルト(II)、又はこれらにトリフェニルホスフィン等のホスフィン配位子が配位した錯体等が挙げられる。
配位子/触媒のモル比は、例えば、0.5~10、1~10、1~8、1~6、1~4又は1~2の範囲内であることができる。
触媒は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いられ得る。一実施態様において、触媒は、ニッケル触媒であることが好ましい。
触媒の量の上限は、前記モノマー1モルに対して、好ましくは1.2モル、より好ましくは1.1モル、及び更に好ましくは1モルであることができる。
触媒の量の下限は、前記モノマー1モルに対して、好ましくは0.01モル、より好ましくは0.005モル、及び更に好ましくは0.001モルであることができる。
触媒の量は、前記モノマー1モルに対して、好ましくは0.001~1.2モルの範囲内、より好ましくは0.005~1.1モルの範囲内、及び更に好ましくは0.01~1モルの範囲内であることができる。
カップリング重合は、溶媒の存在下で行うことが好ましい。
当該溶媒の例は、
ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;
シクロペンチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ビス(2-メトキシエチル)エーテル、1,2-ビス(2-メトキシエトキシ)エタン等のエーテル;
アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル;
アセトン、エチルメチルケトン、イソブチルメチルケトン等のケトン;
ジメチルスルホキシド等のジアルキルスルホキシド;並びに
N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、及びヘキサアルキルリン酸トリアミド[例:ヘキサメチルリン酸アミド]等のアミド
を包含する。
当該溶媒は1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いられ得る。
カップリング重合の温度及び時間は、カップリングが進行する限り、特に制限されない。
当該温度は、例えば、10~150℃の範囲内、好ましくは15~100℃の範囲内であることができる。
当該時間は、例えば、0.5~30時間の範囲内、好ましくは1~24時間の範囲内であることができる。
式(1)、(1)’、(3)、又は(6)で表される単位を有するポリマーは、例えば、高温(例:450℃以下)の使用が可能である。また、当該ポリマーは、耐紫外線性にも優れており、過酷な条件下で長時間の使用も可能である。さらに、当該ポリマーは、摩擦係数と誘電率が低く、隙間浸透力にも優れている。
式(1)、(1)’、(3)、又は(6)で表される単位を有するポリマーの用途の具体例は、コーティングを包含する。コーティングの例としては、医療機器用コーティング(例:ステント、心臓支援装置、電気外科用ツール、蝸牛インプラント、眼内インプラント、マンドレル、成形型、カテーテル、エラストマーシール、針、硬膜外プローブ、医療用電子機器)、エレクトロニクスコーティング(例:プリント回路基板、アセンブリ、センサ、MEMS(微小電気機械システム)、コンデンサ、ウエハ、フェライトコア、ディスプレイ、金属部品)、LEDコーティング(例:ディスプレイ、電光掲示板、交通標識類、航空機用標識、航空機用ライト、交通信号機、スコアボード、船舶用ライト、民生用冷蔵庫、車両用ライト、屋外照明)、自動車部品用コーティング(例:センサ、タイヤ空気圧モニタリングシステム、燃料セルテクノロジー、ガスケット、シール)、防衛又は航空宇宙産業機器用コーティング(例:MEMS、センサ、回路カードアセンブリ、モーター部品、電源、バックプレーン、エラストマー部品)が挙げられる。
また、式(1)、(1)’、(3)、又は(6)で表される単位を有するポリマーは、例えば、封止材、振動膜、又は絶縁膜(例:半導体層間絶縁膜)として使用することもできる。
フィルム
本開示の一実施態様のフィルムは、式(1)、(1)’、(3)、又は(6)で表される単位を有するポリマーを含有する。
当該フィルム中、式(1)、(1)’、(3)、又は(6)で表される単位を有するポリマーの含有率は、特に限定されるものではないが、例えば、70質量%以上、好ましくは80質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上の範囲内である。
当該フィルムは、式(1)、(1)’、(3)、又は(6)で表される単位を有するポリマーに加えて、添加剤を含有することができる。添加剤としては、例えば、着色剤、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、フィラー、難燃剤、帯電防止剤、抗菌剤、及びこれら2種以上の組合せが挙げられる。
当該フィルムの厚さは、恣意性を排除して選択したフィルム上の10点で測定した各厚さの算術平均値である。
当該フィルムの厚さの下限は、例えば、0.2μm、2μm、又は10μmであることができる。
当該フィルムの厚さの上限は、例えば、200μm、150μm、又は100μmであることができる。
当該フィルムの厚さは、例えば、0.2~200μm、2~150μm、又は10~100μmの範囲内であることができる。
当該フィルムは、式(1)、(1)’、(3)、又は(6)で表される単位を有するポリマーの物性を有すると共に、例えば、透明性にも優れる。
当該フィルムの製造方法は、例えば、式(1)、(1)’、(3)、又は(6)で表されるモノマー単位を有するポリマーに所定の圧力を加える工程を含む。
以下、実施例によって本開示の一実施態様を更に詳細に説明するが、本開示はこれに限定されるものではない。
実施例中の記号は、以下の意味で用いられる。
Bu:tert-ブチル
Ph:フェニレン
phen:フェナントロリン
TFE:テトラフルオロエチレン
bpy:ビピリジン
COD:1,5-シクロオクタジエン
[実施例1-1]p-PhCFCFホモポリマーの合成
1.p-BrPhCFCFCu(phen)の合成
Figure 0007220430000023
グローブボックス中、5,5-ジメチル-2-(4-ブロモフェニル)-1,3,2-ジオキサボリナン(592 mg, 2.2 mmol)、CuOtBu(267 mg, 2.0 mmol)、及び1,10-フェナントロリン(phen: 360 mg, 2.0 mmol)を20 mLのTHF溶媒中にて混合し、室温にて30分間攪拌を行うことでp-BrPhCu(phen)を調製した。溶液を耐圧容器に移してTFEを3.5 atmに加圧し、40℃で15時間加熱を行った。未反応のTFEを脱気後、濃縮し、ヘキサン洗浄を行うことで褐色固体の錯体化合物:p-BrPhCFCFCu(phen)が得られた(880.47 mg)。
1H NMR (400 MHz, C6D6, rt, δ/ppm):6.71 (br, Ar), 6.95 (br, Ar), 7.24 (br, phen), 7.36 (br, phen), 7.91 (br, phen), 8.68 (br, phen).
19F NMR (400 MHz, C6D6, rt, δ/ppm):-107.9 (br, 2F), -106.5 (br, 2F)
2.p-PhCFCFホモポリマーの合成
Figure 0007220430000024
(式中、m1は2以上の整数である。)
グローブボックス中、p-BrPhCFCFCu(phen)(15 mg, 0.03 mmol)のTHF溶液(0.3 mL)を50 mLオートクレーブに加え、100℃にて24時間加熱攪拌した。生成物をメタノール、アセトン、及び水で順に洗浄し真空乾燥することで白色固体のポリマー:p-PhCFCFホモポリマーが得られた(2.9 mg)。
Tg:519℃
IRピーク:1202 cm-1, 1146 cm-1, 637 cm-1
固体1H NMR (700 MHz, neat, rt, δ/ppm): 0.071 (br), 0.80 (br), 1.20 (br), 6.75 (br)
固体19F NMR (700 MHz, neat, rt, δ/ppm): -122.56 (br)
示差走査熱量計(Seiko Instruments Inc.製、製品名 EXstar6000)を用いて、100~430℃の温度範囲で、昇温速度10℃/分にて測定した場合、310~330℃付近にピークが観察された。このことから、p-PhCFCFホモポリマーは、310~330℃付近に融点を持つか相転移が生じることが示唆される。
熱重量測定(Hitachi High-Tech Sci. Corp.製、製品名 STA7200RV)を用いて100℃から700℃の温度範囲で昇温速度10℃/分にて測定した場合、520℃付近で5%重量減少を確認した。
[実施例1-2]p-PhCFCFホモポリマーの合成
実施例1-1の2.において、生成物をメタノール、アセトン、濃硝酸、及びアセトンで順に洗浄した以外、実施例1-1と同様に操作し、p-PhCFCFホモポリマーを得た。
[実施例2-1]m-PhCFCFホモポリマーの合成
1.m-BrPhCFCFCu(phen)の合成
Figure 0007220430000025
グローブボックス中、5,5-ジメチル-2-(3-ブロモフェニル)-1,3,2-ジオキサボリナン(592 mg, 2.2 mmol)、CuOtBu(267mg, 2.0 mmol)、及び1,10-フェナントロリン(phen: 360mg, 2.0 mmol)を20 mLのTHF溶媒中にて混合し、室温にて30分間攪拌を行うことでm-BrPhCu(phen)を調製した。溶液を耐圧容器に移してTFEを3.5 atmに加圧し、40℃で15時間加熱を行った。未反応のTFEを脱気後、濃縮し、ヘキサン洗浄を行うことで褐色固体の錯体化合物:m-BrPhCFCFCu(phen)が得られた(750.40 mg)。
1H NMR (400 MHz, C6D6, rt, δ/ppm):6.77 (br, phen), 6.87 (t, Ar), 6.96 (br, Ar), 7.00 (br, phen), 7.29 (br, phen), 8.04 (d, Ar), 8.50 (br, Ar), 8.70 (br, phen).
19F NMR (400 MHz, C6D6, rt, δ/ppm):-108.9 (br, 2F), -108.7 (br, 2F)
2.m-PhCFCFホモポリマーの合成
Figure 0007220430000026
(式中、m2は2以上の整数である。)
グローブボックス中、m-BrPhCFCFCu(phen)(15 mg, 0.03 mmol)のTHF溶液(0.3 mL)を50 mLオートクレーブに加え、100℃にて24時間加熱攪拌した。生成物をメタノール、アセトン、及び水で順に洗浄し真空乾燥することで白色固体のポリマー:m-PhCFCFホモポリマーが得られた(18.7 mg)。
Tg:518℃
IRピーク:1210cm-1, 1150 cm-1, 640 cm-1
示示差走査熱量計(Seiko Instruments Inc.製、製品名 EXstar6000)を用いて、100~430℃の温度範囲で、昇温速度10℃/分にて測定した場合、310~330℃付近にピークが観察されなかった。このことから、m-PhCFCFホモポリマーは融点を持たないということができる。したがって、m-PhCFCFホモポリマーは良好な加工性を有する。
熱重量測定(Hitachi High-Tech Sci. Corp.製、製品名 STA7200RV)を用いて100℃から700℃の温度範囲で昇温速度10℃/分にて測定した場合、520℃付近で5%重量減少を確認した。
[実施例2-2]m-PhCFCFホモポリマーの合成
実施例2-1の2.において、生成物をメタノール、アセトン、濃硝酸、及びアセトンで順に洗浄した以外、実施例2-1と同様に操作し、m-PhCFCFホモポリマーを得た。
[実施例3]m-PhCFCF/p-PhCFCFコポリマーの合成
Figure 0007220430000027
(式中、m3及びm4は、同一又は異なって、1以上の整数である。)
グローブボックス中、m-BrPhCFCFCu(phen)(7.5 mg, 0.015 mmol)及びp-BrPhCFCFCu(phen)(7.5 mg, 0.015 mmol)のTHF溶液(0.3 mL)を50 mLオートクレーブに加え、100℃にて24時間加熱攪拌した。生成物をメタノール、アセトン、水で洗浄し真空乾燥することで白色固体のポリマー:m-PhCFCF/p-PhCFCFコポリマーが得られた(3.47 mg)。
IRピーク:1209cm-1, 1151 cm-1, 641 cm-1
[実施例4-1]p-PhOCFCFホモポリマーの合成
1.p-BrPhOCFCFCu(phen)の合成
Figure 0007220430000028
グローブボックス中、4-ブロモフェノール(103.8 mg, 0.60 mmol)、CuMes(91 mg, 0.50 mmol)、及び1,10-フェナントロリン(phen: 108 mg, 0.60 mmol)を10 mLのTHF溶媒中にて混合し、室温にて30分間攪拌を行うことでp-BrPhOCu(phen)を調製した。溶液を耐圧容器に移してTFEを3.5 atmに加圧し、40℃で15時間加熱を行った。未反応のTFEを脱気後、THFを加え濾過により不溶性の固体を除去し、濾液を濃縮後、ヘキサン洗浄を行うことで褐色固体の錯体化合物:p-BrPhOCFCFCu(phen)が得られた(125.19 mg)。
1H NMR (400 MHz, C6D6, rt, δ/ppm):6.70 (2H), 6.95 (4H), 7.24 (4H), 8.57 (2H)
19F NMR (400 MHz, C6D6, rt, δ/ppm):-88.7 (br, 2F), -111.4 (br, 2F)
13C NMR (400 MHz, THF, rt, δ/ppm):115.07, 121.79 (Ar), 123.43, 124.93, 127.24, 129.9(Ar), 135.73, 141.95, 148.08, 149.06.
2.p-PhOCFCFホモポリマーの合成
Figure 0007220430000029
(式中、m5は2以上の整数である。)
グローブボックス中、p-BrPhOCFCFCu(phen)(15.47 mg, 0.03 mmol)のTHF溶液(0.3 mL)を50 mLオートクレーブに加え、100℃にて24時間加熱攪拌した。生成物をメタノール、アセトン、及び水で順に洗浄し真空乾燥することで白色固体のポリマー:p-PhOCFCFホモポリマーが得られた(3.27 mg)。
IRピーク:1205cm-1, 1146 cm-1, 639 cm-1
示差走査熱量計(Seiko Instruments Inc.製、製品名 EXstar6000)を用いて、100~430℃の温度範囲で、昇温速度10℃/分にて測定した場合、310~330℃付近にピークが観察された。このことから、p-PhOCFCFホモポリマーは、310~330℃付近に融点を持つか相転移が生じることが示唆される。
熱重量測定(Hitachi High-Tech Sci. Corp.製、製品名 STA7200RV)を用いて100℃から700℃の温度範囲で昇温速度10℃/分にて測定した場合、520℃付近で5%重量減少を確認した。
[実施例4-2]p-PhOCFCFホモポリマーの合成
実施例4-1の1.において、TFEを3.5 atmに加圧後、40℃で24時間加熱したこと、未反応のTFEを脱気後、濃縮しエーテル洗浄したこと、並びに、実施例4-1の2.において、生成物をメタノール、アセトン、濃硝酸、及びアセトンで順に洗浄したこと以外、実施例4-1と同様に操作し、p-PhOCFCFホモポリマーを得た。
[実施例5]フィルムの製造
実施例2で得られたm-PhCFCFホモポリマーの粉末に対して、乳鉢により圧力をかけることで、透明なフィルムが得られた。
[実施例6]m-PhOCFCFホモポリマーの合成
1.m-BrPhOCFCFCu(phen)の合成
Figure 0007220430000030
グローブボックス中、3-ブロモフェノール(103.8 mg, 0.60 mmol)、CuMes(91 mg, 0.50 mmol)、及び1,10-フェナントロリン(phen: 108 mg, 0.60 mmol)を10 mLのTHF溶媒中にて混合し、室温にて30分間攪拌を行うことでm-BrPhOCu(phen)を調製した。溶液を耐圧容器に移してTFEを3.5 atmに加圧し、40℃で24時間加熱を行った。未反応のTFEを脱気後、濃縮し、エーテル洗浄を行うことで褐色固体の錯体化合物:m-BrPhOCFCFCu(phen)が得られた(168.95 mg)。
1H NMR (400 MHz, C6D6, rt, δ/ppm): 6.54 (br, Ar), 6.80 (br, Ar), 7.06 (br, phen), 7.37 (br, phen), 7.79 (br, phen), 8.48 (br, phen).
19F NMR (400 MHz, C6D6, rt, δ/ppm): -88.7 (br, 2F), -111.3 (br, 2F) (ionic: -90.0 (br, 2F), -116.7 (br, 2F))
2.m-PhOCFCFホモポリマーの合成
Figure 0007220430000031
(式中、m6は2以上の整数である。)
グローブボックス中、m-BrPhOCFCFCu(phen)(15.47 mg, 0.03 mmol)のTHF溶液(0.3 mL)を50 mLオートクレーブに加え、100℃にて24時間加熱攪拌した。生成物をメタノール、アセトン、濃硝酸、及びアセトンで順に洗浄し真空乾燥することで白色固体のポリマー:m-PhOCFCFホモポリマーが得られた(5.39 mg)。
IRピーク:1211cm-1, 1153 cm-1, 643 cm-1
示差走査熱量計(Seiko Instruments Inc.製、製品名 EXstar6000)を用いて、100~430℃の温度範囲で、昇温速度10℃/分にて測定した場合、310~330℃付近にピークが観察された。このことから、m-PhOCFCFホモポリマーは、310~330℃付近に融点を持つか相転移が生じることが示唆される。
熱重量測定(Hitachi High-Tech Sci. Corp.製、製品名 STA7200RV)を用いて100℃から700℃の温度範囲で昇温速度10℃/分にて測定した場合、520℃付近で5%重量減少を確認した。
[実施例7]フィルムの製造
実施例6で得られたm-PhOCFCFホモポリマーの粉末に対して、乳鉢により圧力をかけることで、透明なフィルムが得られた。
[実施例8]p(2-CH)CHOCFCFホモポリマーの合成
1.4-Br,2-CHCHOCFCFCu(phen)の合成
Figure 0007220430000032
グローブボックス中、4-ブロモ-2-メチルフェノール(112.00 mg, 0.60 mmol)、CuMes(91 mg, 0.50 mmol)、及び1,10-フェナントロリン(phen: 108 mg, 0.60 mmol)を10 mLのTHF溶媒中にて混合し、室温にて30分間攪拌を行うことで4-Br,2-CHCHOCu(phen)を調製した。溶液を耐圧容器に移してTFEを3.5 atmに加圧し、40℃で24時間加熱を行った。未反応のTFEを脱気後、濃縮し、エーテル洗浄を行うことで褐色固体の錯体化合物:4-Br,2-CHCHOCFCFCu(phen)が得られた(208.0 mg)。
1H NMR (400 MHz, C6D6, rt, δ/ppm): 6.69-7.35 (br, Ar), 8.56 (br, Ar).
19F NMR (400 MHz, C6D6, rt, δ/ppm): -88.6 (br, 2F), -111.7 (br, 2F)
13C NMR (400 MHz, THF, rt, δ/ppm):15.71 (Me), 116.99, 123.71, 125.30, 126.82, 128.92, 129.16, 133.10, 134.09, 137.55, 143.82, 149.19, 149.88
2.p(2-CH)CHOCFCFホモポリマーの合成
Figure 0007220430000033
(式中、m7は2以上の整数である。)
グローブボックス中、4-Br,2-CHCHOCFCFCu(phen)(15.89 mg, 0.03 mmol)のTHF溶液(0.3 mL)を50 mLオートクレーブに加え、100℃にて24時間加熱攪拌した。生成物をメタノール、アセトン、濃硝酸、及びアセトンで順に洗浄し真空乾燥することで白色固体のポリマー:p(2-CH)CHOCFCFホモポリマーが得られた(5.08 mg)。
IRピーク:1210cm-1, 1150 cm-1, 636 cm-1
示差走査熱量計(Seiko Instruments Inc.製、製品名 EXstar6000)を用いて、100~430℃の温度範囲で、昇温速度10℃/分にて測定した場合、310~330℃付近にピークが観察された。このことから、p(2-CH)CHOCFCFホモポリマーは、310~330℃付近に融点を持つか相転移が生じることが示唆される。
熱重量測定(Hitachi High-Tech Sci. Corp.製、製品名 STA7200RV)を用いて100℃から700℃の温度範囲で昇温速度10℃/分にて測定した場合、520℃付近で5%重量減少を確認した。
[実施例9]フィルムの製造
実施例8で得られたp(2-CH)CHOCFCFホモポリマーの粉末に対して、乳鉢により圧力をかけることで、透明なフィルムが得られた。
[実施例10]p(3-CH)CHOCFCFホモポリマーの合成
1.4-Br,3-CHCHOCFCFCu(phen)の合成
Figure 0007220430000034
グローブボックス中、4-ブロモ-3-メチルフェノール(112.00, 0.60 mmol)、CuMes(91 mg, 0.50 mmol)、及び1,10-フェナントロリン(phen: 108 mg, 0.60 mmol)を10 mLのTHF溶媒中にて混合し、室温にて30分間攪拌を行うことで4-Br,3-CHCHOCu(phen)を調製した。溶液を耐圧容器に移してTFEを3.5 atmに加圧し、40℃で24時間加熱を行った。未反応のTFEを脱気後、濃縮し、エーテル洗浄を行うことで褐色固体の錯体化合物:4-Br,3-CHCHOCFCFCu(phen)が得られた(232.6 mg)。
1H NMR (400 MHz, C6D6, rt, δ/ppm): 1H NMR (400 MHz, C6D6, rt, δ/ppm): 6.69-7.43 (br, Ar), 8.56 (br, Ar).
19F NMR (400 MHz, C6D6, rt, δ/ppm): -87.8 (br, 2F), -110.9 (br, 2F)
13C NMR (400 MHz, THF, rt, δ/ppm):21.66, 119.21, 121.12, 124.26, 126.79, 129.11, 132.16, 137.56, 138.15, 143.81, 149.97, 150.96
2.p(3-CH)CHOCFCFホモポリマーの合成
Figure 0007220430000035
(式中、m8は2以上の整数である。)
グローブボックス中、4-Br,3-CHCHOCFCFCu(phen)(15.89 mg, 0.03 mmol)のTHF溶液(0.3 mL)を50 mLオートクレーブに加え、100℃にて24時間加熱攪拌した。生成物をメタノール、アセトン、濃硝酸、及びアセトンで順に洗浄し真空乾燥することで白色固体のポリマー:p(3-CH)CHOCFCFホモポリマーが得られた(3.50 mg)。
IRピーク:1210cm-1, 1150 cm-1, 637 cm-1
示差走査熱量計(Seiko Instruments Inc.製、製品名 EXstar6000)を用いて、100~430℃の温度範囲で、昇温速度10℃/分にて測定した場合、310~330℃付近にピークが観察された。このことから、p(3-CH3)C6H4OCFCFホモポリマーは、310~330℃付近に融点を持つか相転移が生じることが示唆される。
熱重量測定(Hitachi High-Tech Sci. Corp.製、製品名 STA7200RV)を用いて100℃から700℃の温度範囲で昇温速度10℃/分にて測定した場合、520℃付近で5%重量減少を確認した。
[実施例11]フィルムの製造
実施例10で得られたp(3-CH)CHOCFCFホモポリマーの粉末に対して、乳鉢により圧力をかけることで、透明なフィルムが得られた。
[実施例12]p(2-NH)PhOCFCFホモポリマーの合成
1.4-Br,2-NHPhOCFCFCu(phen)の合成
Figure 0007220430000036
グローブボックス中、4-ブロモ,2-アミノフェノール(56 mg, 0.30 mmol)、CuMes(55 mg, 0.30 mmol)、及び1,10-フェナントロリン(phen: 54 mg, 0.3 mmol)を10 mLのTHF溶媒中にて混合し、室温にて30分間攪拌を行うことで4-Br,2-NHPhOCu(phen)を調製した。溶液を耐圧容器に移してTFEを3.5 atmに加圧し、40℃で24時間加熱を行った。未反応のTFEを脱気後、濃縮し、エーテル洗浄を行うことで褐色固体の錯体化合物:4-Br,2-NHPhOCFCFCu(phen)が得られた(109.8 mg)。
1H NMR (400 MHz, THF-d8, rt, δ/ppm):4.70, 6.37, 6.59, 6.91, 7.95, 8.14, 8.68, 9.01
19F NMR (400 MHz, THF-d8, rt, δ/ppm):-92.0 (br, 2F), -141.4 (br, 2F)
2.p(2-NH)PhOCFCFホモポリマーの合成
Figure 0007220430000037
(式中、m9は2以上の整数である。)
グローブボックス中、4-Br,2-NHPhOCFCFCu(phen)(15.9 mg, 0.03 mmol)のTHF溶液(0.3 mL)を50 mLオートクレーブに加え、100℃にて24時間加熱攪拌した。生成物をメタノール、アセトン、濃硝酸、及びアセトンで順に洗浄し真空乾燥することで白色固体のポリマー:p(2-NH)PhOCFCFホモポリマーが得られた(13.2 mg)。
IRピーク:1205cm-1, 1151 cm-1, 640 cm-1
示差走査熱量計(Seiko Instruments Inc.製、製品名 EXstar6000)を用いて、100~430℃の温度範囲で、昇温速度10℃/分にて測定した場合、310~330℃付近にピークが観察された。このことから、p(2-NH)PhOCFCFホモポリマーは、310~330℃付近に融点を持つか相転移が生じることが示唆される。
熱重量測定(Hitachi High-Tech Sci. Corp.製、製品名 STA7200RV)を用いて100℃から700℃の温度範囲で昇温速度10℃/分にて測定した場合、520℃付近で5%重量減少を確認した。
[実施例13]フィルムの製造
実施例12で得られたp(2-NH)PhOCFCFホモポリマーの粉末に対して、乳鉢により圧力をかけることで、透明なフィルムが得られた。
[実施例14]p(2-Cl)PhOCFCFホモポリマーの合成
1.4-Br,2-ClPhOCFCFCu(phen)の合成
Figure 0007220430000038
グローブボックス中、4-ブロモフェノール(103.8 mg, 0.60 mmol)、CuMes(91 mg, 0.50 mmol)、及び1,10-フェナントロリン(phen: 108 mg, 0.60 mmol)を10 mLのTHF溶媒中にて混合し、室温にて30分間攪拌を行うことで4-Br,2-ClPhOCu(phen)を調製した。溶液を耐圧容器に移してTFEを3.5 atmに加圧し、40℃で24時間加熱を行った。未反応のTFEを脱気後、濃縮し、エーテル洗浄を行うことで褐色固体の錯体化合物:4-Br,2-ClPhOCFCFCu(phen)が得られた(298.2 mg)。
1H NMR (400 MHz, THF-d8, rt, δ/ppm):7.26, 7.45, 7.62, 7.95, 8.14, 8.68, 9.04
19F NMR (400 MHz, THF-d8, rt, δ/ppm):-92.8 (br, 2F), -114.9 (br, 2F)
2.p(2-Cl)PhOCFCFホモポリマーの合成
Figure 0007220430000039
(式中、m10は2以上の整数である。)
グローブボックス中、4-Br,2-ClPhOCFCFCu(phen)(16.5 mg, 0.03 mmol)のTHF溶液(0.3 mL)を50 mLオートクレーブに加え、100℃にて24時間加熱攪拌した。生成物をメタノール、アセトン、濃硝酸、及びアセトンで順に洗浄し真空乾燥することで白色固体のポリマー:p(2-Cl)PhOCFCFホモポリマーが得られた(8.7 mg)。
IRピーク:1207cm-1, 1151 cm-1, 640 cm-1
示差走査熱量計(Seiko Instruments Inc.製、製品名 EXstar6000)を用いて、100~430℃の温度範囲で、昇温速度10℃/分にて測定した場合、310~330℃付近にピークが観察された。このことから、p(2-Cl)PhOCFCFホモポリマーは、310~330℃付近に融点を持つか相転移が生じることが示唆される。
熱重量測定(Hitachi High-Tech Sci. Corp.製、製品名 STA7200RV)を用いて100℃から700℃の温度範囲で昇温速度10℃/分にて測定した場合、520℃付近で5%重量減少を確認した。
[実施例15]フィルムの製造
実施例14で得られたp(2-Cl)PhOCFCFホモポリマーの粉末に対して、乳鉢により圧力をかけることで、透明なフィルムが得られた。
[実施例16]p-(3-CH11)PhOCFCFホモポリマーの合成
1.4-Br,3-CH11PhOCFCFCu(phen)の合成
Figure 0007220430000040
グローブボックス中、4-Br,3-CH11PhOH(243 mg, 1.0 mmol)、CuMes(182 mg, 1.0 mmol)、及び1,10-フェナントロリン(phen: 180 mg, 1.0 mmol)を10 mLのTHF溶媒中にて混合し、室温にて30分間攪拌を行うことで4-Br,3-CH11PhOCu(phen)を調製した。溶液を耐圧容器に移してTFEを3.5 atmに加圧し、40℃で24時間加熱を行った。未反応のTFEを脱気後、濃縮し、エーテル洗浄を行うことで褐色固体の錯体化合物:4-Br,3-CH11PhOCFCFCu(phen)が得られた(310.05 mg)。
1H NMR (400 MHz, C6D6, rt, δ/ppm): 6.71 (br, Ar), 8.86 (br, Ar), 7.24 (br, phen), 7.36 (br, phen), 7.91 (br, phen), 8.68 (br, phen).
19F NMR (400 MHz, C6D6, rt, δ/ppm): -95.6 (br, 2F), -110.8 (br, 2F)
2.p-(3-CH11)PhOCFCFホモポリマーの合成
Figure 0007220430000041
(式中、m11は2以上の整数である。)
グローブボックス中、4-Br,3-CH11PhOCFCFCu(phen)(17.6 mg, 0.03 mmol)のTHF溶液(0.3 mL)を50 mLオートクレーブに加え、100℃にて24時間加熱攪拌した。生成物をメタノール、アセトン、濃硝酸、及びアセトンで順に洗浄し真空乾燥することで白色固体のポリマー:p-(3-CH11)PhOCFCFホモポリマーが得られた(2.05 mg)。
IRピーク:1210cm-1, 1150 cm-1, 636 cm-1
示差走査熱量計(Seiko Instruments Inc.製、製品名 EXstar6000)を用いて、100~430℃の温度範囲で、昇温速度10℃/分にて測定した場合、310~330℃付近にピークが観察された。このことから、p-(3-CH11)PhOCFCFホモポリマーは、310~330℃付近に融点を持つか相転移が生じることが示唆される。
熱重量測定(Hitachi High-Tech Sci. Corp.製、製品名 STA7200RV)を用いて100℃から700℃の温度範囲で昇温速度10℃/分にて測定した場合、520℃付近で5%重量減少を確認した。
[実施例17]フィルムの製造
実施例16で得られたp-(3-CH11)PhOCFCFホモポリマーの粉末に対して、乳鉢により圧力をかけることで、透明なフィルムが得られた。
[実施例18]p-PhCHOCFCFホモポリマーの合成
1.p-BrPhCH2OCF2CF2Cu(phen)の合成
Figure 0007220430000042
4-ブロモベンジルアルコール(111.6 mg, 0.60 mmol)、CuMes(91 mg, 0.50 mmol)、及び1,10-フェナントロリン(phen: 108 mg, 0.60 mmol)を10 mLのTHF溶媒中にて混合し、室温にて30分間攪拌を行うことでp-BrPhCHOCu(phen)を調製した。溶液を耐圧容器に移してTFEを3.5 atmに加圧し、40 ℃で24時間加熱を行った。未反応のTFEを脱気後、濃縮し、エーテル洗浄を行うことで褐色固体の錯体化合物:p-BrPhCHOCFCFCu(phen)が得られた(182.14 mg)。
1H NMR (400 MHz, C6D6, rt, δ/ppm): 4.97 (s, CH2), 6.71 (br, Ar), 7.00 (br, Ar), 7.13 (br, phen), 7.28 (br, phen), 7.46 (br, phen), 8.52 (br, phen).
19F NMR (400 MHz, C6D6, rt, δ/ppm): -109.7 (br, 2F), -92.7 (br, 2F)
2.p-PhCHOCFCFホモポリマーの合成
Figure 0007220430000043
(式中、m12は2以上の整数である。)
グローブボックス中、p-BrPhCHOCFCFCu(phen)(15.8 mg, 0.03 mmol)のTHF溶液(0.3 mL)を50 mLオートクレーブに加え、100℃にて24時間加熱攪拌した。生成物をメタノール、アセトン、及び水で順に洗浄し真空乾燥することで白色固体のポリマー:p-PhCHOCFCFホモポリマーが得られた(5.00 mg)。
FT-IR (ATR): νCF (cm-1): 1202, 1147. νCH (cm-1): 637.
[実施例19]フィルムの製造
実施例18で得られたp-PhCHOCFCFホモポリマーの粉末に対して、乳鉢により圧力をかけることで、透明なフィルムが得られた。
[実施例20]
2-(4-BrPh)CHOCFCFCu(phen)の合成
Figure 0007220430000044
グローブボックス中、2-(4-ブロモフェニル)エチレンアルコール(6.0 mg, 0.03 mmol)、CuMes(5.5 mg, 0.03 mmol)、及び1,10-フェナントロリン(phen: 5.4 mg, 0.03 mmol)を10 mLのTHF溶媒中にて混合し、室温にて30分間攪拌を行うことで2-(4-BrPh)CHCHOCu(phen)を調製した。溶液を耐圧容器に移してTFEを3.5 atmに加圧し、40℃で24時間加熱を行うことで褐色固体の錯体化合物:2-(4-BrPh)CHCHOCFCFCu(phen)が得られた(crude, 19F NMR yield 61%)。
1H NMR (400 MHz, C6D6, rt, δ/ppm):2.16 (4H), 6.72 (2H), 6.74(2H), 6.80 (2H), 7.00 (4H), 7.07 (2H), 7.40 (2H).
19F NMR (400 MHz, C6D6, rt, δ/ppm):-93.4 (br, 2F), -110.0 (br, 2F)
[実施例21]pPhCHOCFCFホモポリマーの合成
1.2-(4-BrPh)CHOCFCFCu(phen)の合成
Figure 0007220430000045
グローブボックス中、4-ブロモフェノール(103.8 mg, 0.60 mmol)、CuMes(91 mg, 0.50 mmol)、及び1,10-フェナントロリン(phen: 108 mg, 0.60 mmol)を10 mLのTHF溶媒中にて混合し、室温にて30分間攪拌を行うことで2-(4-BrPh)CHOCu(phen)を調製した。溶液を耐圧容器に移してTFEを3.5 atmに加圧し、40℃で24時間加熱を行った。未反応のTFEを脱気後、濃縮し、エーテル洗浄を行うことで褐色固体の錯体化合物:2-(4-BrPh)CHOCFCFCu(phen)が得られた(125.19 mg)。
1H NMR (400 MHz, THF, rt, δ/ppm):1.88 (2H), 2.65 (2H), 3.88 (2H), 7.06 (2H), 7.29(2H), 7.91 (2H), 8.70 (2H), 8.62 (2H), 9.03 (2H).
19F NMR (400 MHz, THF, rt, δ/ppm):-95.2 (br, 2F), -111.7 (br, 2F)
2.pPhCHOCFCFホモポリマーの合成
Figure 0007220430000046
(式中、m13は2以上の整数である。)
グローブボックス中、2-(4-BrPh)CHOCFCFCu(phen)(16.7 mg, 0.03 mmol)のTHF溶液(0.3 mL)を50 mLオートクレーブに加え、100℃にて24時間加熱攪拌した。生成物をメタノール、アセトン、濃硝酸、及びアセトンで順に洗浄し真空乾燥することで白色固体のポリマー:pPhCHOCFCFホモポリマーが得られた(6.81 mg)。
IRピーク:1198cm-1, 1144 cm-1, 636 cm-1
示差走査熱量計(Seiko Instruments Inc.製、製品名 EXstar6000)を用いて、100~430℃の温度範囲で、昇温速度10℃/分にて測定した場合、310~330℃付近にピークが観察された。このことから、pPhC3H6OCFCFホモポリマーは、310~330℃付近に融点を持つか相転移が生じることが示唆される。
熱重量測定(Hitachi High-Tech Sci. Corp.製、製品名 STA7200RV)を用いて100℃から700℃の温度範囲で昇温速度10℃/分にて測定した場合、520℃付近で5%重量減少を確認した。
[実施例22]フィルムの製造
実施例21で得られたpPhCHOCFCFホモポリマーの粉末に対して、乳鉢により圧力をかけることで、透明なフィルムが得られた。
[実施例23]m(3-Br)PhOCFCFホモポリマーの合成
1.BrPhOCFCFCu(phen)の合成
Figure 0007220430000047
グローブボックス中、3,5-ジブロモフェノール(150.0 mg, 0.60 mmol)、CuMes(91 mg, 0.50 mmol)、及び1,10-フェナントロリン(phen: 108 mg, 0.60 mmol)を10 mLのTHF溶媒中にて混合し、室温にて30分間攪拌を行うことでBrPhOCu(phen)を調製した。溶液を耐圧容器に移してTFEを3.5 atmに加圧し、40℃で24時間加熱を行った。未反応のTFEを脱気後、濃縮し、エーテル洗浄を行うことで褐色固体の錯体化合物:BrPhOCFCFCu(phen)が得られた(221.22 mg)。
1H NMR (400 MHz, C6D6, rt, δ/ppm): 6.71 (br, Ar), 6.95 (br, Ar), 7.24 (br, phen), 7.36 (br, phen), 7.91 (br, phen), 8.68 (br, phen).
19F NMR (400 MHz, C6D6, rt, δ/ppm): -89.5 (br, 2F), -116.3 (br, 2F)
2.m(3-Br)PhOCFCF単位を有するポリマーの合成
Figure 0007220430000048
(式中、m14は2以上の整数である。)
グローブボックス中、p-BrPhOCFCFCu(phen)(17.8 mg, 0.03 mmol)のTHF溶液(0.3 mL)を50 mLオートクレーブに加え、100℃にて24時間加熱攪拌した。生成物をメタノール、アセトン、濃硝酸、及びアセトンで順に洗浄し真空乾燥することで白色固体のポリマー:m(3-Br)PhOCFCFホモポリマーが得られた(2.47 mg)。
IRピーク:1210cm-1, 1150 cm-1, 636 cm-1
示差走査熱量計(Seiko Instruments Inc.製、製品名 EXstar6000)を用いて、100~430℃の温度範囲で、昇温速度10℃/分にて測定した場合、310~330℃付近にピークが観察された。このことから、m(3-Br)PhOCFCFホモポリマーは、310~330℃付近に融点を持つか相転移が生じることが示唆される。
熱重量測定(Hitachi High-Tech Sci. Corp.製、製品名 STA7200RV)を用いて100℃から700℃の温度範囲で昇温速度10℃/分にて測定した場合、520℃付近で5%重量減少を確認した。
[実施例24]フィルムの製造
実施例23で得られたm(3-Br)PhOCFCF単位を有するポリマーの粉末に対して、乳鉢により圧力をかけることで、透明なフィルムが得られた。
[実施例25]
p-PhOCFCFホモポリマーの合成
Figure 0007220430000049
(式中、m5は前記と同意義である。)
グローブボックス中、4-BrPhOK(21.1 mg, 0.10 mmol)、CuBr(14.3 mg, 0.10 mmol)、及び1,10-フェナントロリン(phen: 18.0 mg, 0.10 mmol)を100 uLのDMF溶媒中にて混合し、室温にて30分間攪拌を行うことで4-BrPhOCu(phen)を調製した。溶液を耐圧容器に移してTFEを2.0 atmに加圧し、100℃で24時間加熱を行った。未反応のTFEを脱気後、生成物をメタノール、アセトン、濃硝酸、及びアセトンで順に洗浄し真空乾燥することで白色固体のポリマー:p-PhOCFCFホモポリマーが得られた(19.2 mg)。
IRピーク:1205cm-1, 1146 cm-1, 639 cm-1
示差走査熱量計(Seiko Instruments Inc.製、製品名 EXstar6000)を用いて、100~430℃の温度範囲で、昇温速度10℃/分にて測定した場合、310~330℃付近にピークが観察された。このことから、p-PhOCFCFホモポリマーは、310~330℃付近に融点を持つか相転移が生じることが示唆される。
熱重量測定(Hitachi High-Tech Sci. Corp.製、製品名 STA7200RV)を用いて100℃から700℃の温度範囲で昇温速度10℃/分にて測定した場合、520℃付近で5%重量減少を確認した。
[実施例26]フィルムの製造
実施例25で得られたp-PhOCFCFホモポリマーの粉末に対して、乳鉢により圧力をかけることで、透明なフィルムが得られた。
[実施例27]5-(3-Brpiridyl)OCFCFCu(phen)ホモポリマーの合成
1.5-(3-Brpiridyl)OCFCFCu(phen)の合成
Figure 0007220430000050
グローブボックス中、3-bromo,5-hydroxypiridine(174 mg, 1.0 mmol)、CuMes(182 mg, 1.0 mmol)、及び1,10-フェナントロリン(phen: 180 mg, 1.0 mmol)を10 mLのTHF溶媒中にて混合し、室温にて30分間攪拌を行うことで5-(3-Brpiridyl)OCu(phen)を調製した。溶液を耐圧容器に移してTFEを3.5 atmに加圧し、40℃で24時間加熱を行った。未反応のTFEを脱気後、濃縮し、エーテル洗浄を行うことで褐色固体の錯体化合物:3-Br,5-(3-Brpiridyl)OCFCFCu(phen)が得られた(180.39 mg)。
1H NMR (400 MHz, THF, rt, δ/ppm):7.80 (1H), 7.97 (2H), 8.12 (2H), 8.41 (1H), 8.60(1H), 8.67(2H), 9.08(2H).
19F NMR (400 MHz, THF, rt, δ/ppm): neutral form -92.57 (br, 2F), -119.73 (br, 2F) ionic form -89.74 (br, 2F), -115.91 (br, 2F)
2.5-(3-Brpiridyl)OCFCFCu(phen)ホモポリマーの合成
Figure 0007220430000051
(式中、m15は2以上の整数である。)
グローブボックス中、5-(3-Brpiridyl)OCFCFCu(phen)(15.5 mg, 0.03 mmol)のTHF溶液(0.3 mL)を50 mLオートクレーブに加え、100℃にて24時間加熱攪拌した。生成物をメタノール、アセトン、濃硝酸、及びアセトンで順に洗浄し真空乾燥することで白色固体のポリマー:p-PhOCFCFホモポリマーが得られた(3.16 mg)。
IRピーク:1209cm-1, 1151 cm-1, 642 cm-1
[実施例28]
ImidazolylCFCFCu(phen)ホモポリマーの合成
Figure 0007220430000052
(式中、m16は2以上の整数である。)
グローブボックス中、4-Bromoimidazole(44.0 mg, 0.30 mmol)、CuMes(55 mg, 0.30 mmol)、及び1,10-フェナントロリン(phen: 100 mg, 0.30 mmol)を5 mLのDMF溶媒中にて混合し、室温にて30分間攪拌を行うことでImidazolylCu(phen)を調製した。溶液を耐圧容器に移してTFEを3.5 atmに加圧し、80℃で24時間加熱を行った。未反応のTFEを脱気後、濃縮し、再度DMFに溶解させろ過を行った。さらにメタノール、アセトンで洗浄し真空乾燥することで白色固体のポリマー:ImidazolylCFCFホモポリマーが得られた(75.7 mg)。
IRピーク:1209cm-1, 1153 cm-1, 642 cm-1
[実施例29]p-CHCFCFCHホモポリマーの合成
1.p-BrCHCFCFCHBrの合成
Figure 0007220430000053
グローブボックス中、p-BrCHCFCFCu(phen)(249 mg, 0.50 mmol)、1-ブロモ-4-ヨードベンゼン(141 mg, 0.50 mmol)を10 mLのTHF溶液をTHF溶媒中にて混合し、60 ℃にて3時間攪拌を行なった。反応終了後、濃縮し再結晶にて精製することで白色固体:p-BrCHCFCFCHBrが得られた(225 mg)。
1H NMR (400 MHz, C6D6, rt, δ/ppm): 7.58 (d, 4H), 7.33 (d, 4H)
19F NMR (400 MHz, C6D6, rt, δ/ppm): -114.5 (s, 4F)
2.p-CHCFCFCHホモポリマーの合成
Figure 0007220430000054
(式中、m17は2以上の整数である。)
グローブボックス中、p-BrCHCFCFCHBr(12.3 mg, 0.03 mmol)、Ni(cod)(9.9 mg, 0.036 mmol)、bpy (5.64 mg, 0.036 mmol) 及びCOD (3.7 μL, 0.03 mmol)のDMF溶液(0.03 mL)を50 mLオートクレーブに加え、60 ℃にて16時間加熱攪拌した。生成物をメタノール、アセトン、及び水で順に洗浄し真空乾燥することで白色固体のポリマー:p-PhCFCFホモポリマーが得られた(4.99 mg)。
[実施例30]p-CHOCFCFCH単位を有するポリマーの合成
1.p-BrCHOCFCFCHBrの合成
Figure 0007220430000055
グローブボックス中、p-BrPhOCFCFCu(phen)(258 mg, 0.50 mmol)、1-Bromo-4-iodobenzene(141 mg, 0.50 mmol)を10 mLのTHF溶媒中にて混合し、60 ℃にて3時間攪拌を行なった。反応終了後、濃縮しシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製することでオイル状の透明液体:p-BrCHOCFCFCHBrが得られた(172.48 mg)。
1H NMR (400 MHz, C6D6, rt, δ/ppm): 7.64 (d, 2H), 7.53 (d, 2H), 7.45 (d, 2H), 7.22 (d, 2H).
19F NMR (400 MHz, C6D6, rt, δ/ppm): -117.3 (t, 2F), -90.5 (t, 2F)
2.p-CHOCFCFCHホモポリマーの合成
Figure 0007220430000056
(式中、m18及びm19は、同一又は異なって、1以上の整数である。)
グローブボックス中、p-BrCHOCFCFCHBr(12.8 mg, 0.03 mmol)、Ni(cod)(9.9 mg,0.036 mmol)、bpy (5.64 mg, 0.036 mmol) 及びCOD (3.7 μL, 0.03 mmol)のDMF溶液(0.03 mL)を50 mLオートクレーブに加え、60 ℃にて16時間加熱攪拌した。生成物をメタノール、アセトン、及び水で順に洗浄し真空乾燥することで白色固体のポリマー:p-PhOCFCFホモポリマーが得られた(5.74 mg)。
FT-IR (ATR): νCF (cm-1): 1207, 1151. νCH (cm-1): 638.
熱重量測定(Hitachi High-Tech Sci. Corp.製、製品名 STA7200RV)を用いて100℃から700℃の温度範囲で昇温速度10℃/分にて測定した場合、520℃付近で5%重量減少を確認した。

Claims (14)

  1. 次式(1):
    Figure 0007220430000057
    [式中、
    は、各出現において独立して、ハロゲン原子、NH 、又は有機基であり、
    n1は、0~4の範囲内の整数であり、
    オルト位に存在し得る2つのRは、隣接するベンゼン環の2つの炭素原子と共に環を形成していてもよく、当該環は置換基として有機基を有していてもよく、
    は、単結合、酸素原子、硫黄原子、-L11-O-、-O-L12-O-、-L13-S-、又は-S-L14-S-(L11~L14は、それぞれ独立して、1個以上の置換基を有していてもよいアルキレン基である。)である。]
    で表されるモノマー単位を有するポリマー。
  2. が単結合、酸素原子、-L11-O-、又は-O-L12-O-である、請求項1に記載のポリマー。
  3. n1が0、1、又は2である、請求項1又は2に記載のポリマー。
  4. さらに、次式(2):
    Figure 0007220430000058
    [式中、
    は、各出現において独立して、ハロゲン原子、NH 、又は有機基であり、
    n2は、0~4の範囲内の整数であり、
    オルト位に存在し得る2つのRは、隣接するベンゼン環の2つの炭素原子と共に環を形成していてもよく、当該環は置換基として有機基を有していてもよく、
    は、単結合、酸素原子、硫黄原子、-L21-O-、-O-L22-O-、-L23-S-、又は-S-L24-S-(L21~L24は、それぞれ独立して、1個以上の置換基を有していてもよいアルキレン基である。)である。]
    で表されるモノマー単位を有する、請求項1~3のいずれか一項に記載のポリマー。
  5. が単結合、酸素原子、-L21-O-、又は-O-L22-O-である、請求項4に記載のポリマー。
  6. 次式(1’):
    Figure 0007220430000059
    [式中、
    Bは、1個以上の置換基を有していてもよいヘテロアリーレン基であり、
    は、単結合、酸素原子、硫黄原子、-L41-O-、-O-L42-O-、-L43-S-、又は-S-L44-S-(L41~L44は、それぞれ独立して、1個以上の置換基を有していてもよいアルキレン基である。)である。]
    で表されるモノマー単位を有するポリマー。
  7. Bが、1個以上の置換基を有していてもよい、フラン-ジイル基、オキサゾール-ジイル基、イソオキサゾール-ジイル基、オキサジアゾール-ジイル基、チオフェン-ジイル基、チアゾール-ジイル基、イソチアゾール-ジイル基、チアジアゾール-ジイル基、ピロール-ジイル基、ピラゾール-ジイル基、イミダゾール-ジイル基、トリアゾール-ジイル基、ピリジン-ジイル基、ピリダジン-ジイル基、ピリミジン-ジイル基、ピラジン-ジイル基、トリアジン-ジイル基、又はテトラジン-ジイル基である、請求項6に記載のポリマー。
  8. が単結合、酸素原子、-L41-O-、又は-O-L42-O-である、請求項6又は7に記載のポリマー。
  9. 次式(3):
    Figure 0007220430000060
    [式中、
    Aは、1個以上の置換基を有していてもよいアリーレン基、又は1個以上の置換基を有していてもよいヘテロアリーレン基であり、
    は、単結合、酸素原子、硫黄原子、-L31-O-、-O-L32-O-、-L33-S-、又は-S-L34-S-(L31~L34は、それぞれ独立して、1個以上の置換基を有していてもよいアルキレン基である。)である。]
    で表されるモノマー単位を有するポリマーを製造する方法であって、
    次式(4):
    Figure 0007220430000061
    (式中、Xは、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子からなる群より選択されるハロゲン原子であり、Mは、銅、亜鉛、ニッケル、鉄、コバルト、及びスズからなる群より選択される金属であり、A及びLは、前記と同意義である。)
    で表される化合物配位子を含むモノマーを重合する工程を含
    前記配位子がピリジン環を有する化合物である、方法。
  10. Aが、1個以上の置換基を有していてもよい、フェニレン基、フラン-ジイル基、オキサゾール-ジイル基、イソオキサゾール-ジイル基、オキサジアゾール-ジイル基、チオフェン-ジイル基、チアゾール-ジイル基、イソチアゾール-ジイル基、チアジアゾール-ジイル基、ピロール-ジイル基、ピラゾール-ジイル基、イミダゾール-ジイル基、トリアゾール-ジイル基、ピリジン-ジイル基、ピリダジン-ジイル基、ピリミジン-ジイル基、ピラジン-ジイル基、トリアジン-ジイル基、又はテトラジン-ジイル基である、請求項9に記載の方法。
  11. が単結合、酸素原子、-L31-O-、又は-O-L32-O-である、請求項9又は10に記載の方法。
  12. 前記重合が溶媒の存在下で行われる、請求項9~11のいずれか一項に記載の方法。
  13. 前記重合が50~150℃の範囲内で行われる、請求項9~12のいずれか一項に記載の方法。
  14. 請求項1~8のいずれか一項に記載のポリマーを含有するフィルム。
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