JP7345332B2 - Regioregular self-doped poly(3,4-ethylenedioxythiophene) derivatives and their synthesis method - Google Patents

Regioregular self-doped poly(3,4-ethylenedioxythiophene) derivatives and their synthesis method Download PDF

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Description

頭-尾結合規則性を有する(レジオレギュラーな)自己ドープ型ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)誘導体、及びその合成法に関する。 This invention relates to a self-doped poly(3,4-ethylenedioxythiophene) derivative having head-to-tail bond regularity (regioregular) and a method for synthesizing the same.

ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)はフレキシブル基板回路、透明電極、キャパシタ、静電気除去剤など、最も応用が進んだ導電性ポリマーの一つである。PEDOTは、通常はポリスチレンスルホン酸(PSS)と複合化し、水分散液として供されるが、このPEDOT:PSS複合体の水への分散は容易ではなく、安定なコロイド様分散水溶液とするためには過剰のPSSを要する。しかし、強酸性のスルホン酸基を有するPSSを過剰量用いることによって、腐食性、あるいは高い吸水性を示すことから電子デバイスへの悪影響が懸念されている。その解決策の一つとして自己ドープ型のPEDOT誘導体を用いることが提案されている。例えば特許文献1~3ではスルホン酸基を有する3,4-エチレンジオキシチオフェン誘導体を水溶液中で酸化重合することによって自己ドープ型のPEDOT誘導体が得られることが開示されている。これはPEDOTの側鎖として繰り返し単位毎にアルキル鎖を介してスルホン酸基を導入した化学構造を有する。これを合成する際用いるモノマーは非対称なので重合の際、反応位置の立体規則性について、いわゆる頭-頭(あるいは尾-尾)結合及び頭-尾結合を生じるが、従来法では立体規則性は制御できず、規則性の無い(レジオランダムな)PEDOT誘導体が得られる。 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) is one of the most widely used conductive polymers for applications such as flexible circuit boards, transparent electrodes, capacitors, and static electricity removers. PEDOT is usually complexed with polystyrene sulfonic acid (PSS) and provided as an aqueous dispersion, but dispersing this PEDOT:PSS complex in water is not easy, and in order to make a stable colloidal dispersion aqueous solution. requires excessive PSS. However, there is concern that using an excessive amount of PSS having a strongly acidic sulfonic acid group may have an adverse effect on electronic devices because it exhibits corrosivity or high water absorption. As one of the solutions, it has been proposed to use self-doped PEDOT derivatives. For example, Patent Documents 1 to 3 disclose that a self-doped PEDOT derivative can be obtained by oxidatively polymerizing a 3,4-ethylenedioxythiophene derivative having a sulfonic acid group in an aqueous solution. This has a chemical structure in which a sulfonic acid group is introduced into each repeating unit as a side chain of PEDOT via an alkyl chain. Since the monomers used to synthesize this are asymmetric, so-called head-to-head (or tail-to-tail) and head-to-tail bonds occur in the stereoregularity of the reaction positions during polymerization, but conventional methods control the stereoregularity. A PEDOT derivative with no regularity (regiorandom) is obtained.

一方、ポリ(3-ヘキシルチオフェン)(P3HT)において、種々の立体規則性のある(レジオレギュラーな)ポリマーとレジオランダムなポリマーとがそれぞれ合成されている。レジオレギュラーP3HTはレジオランダムP3HTと比べて、それらの溶液又はフィルムの紫外-可視光吸収極大の長波長化、結晶性に優れること、更に電荷移動度の増大などが報告されている(非特許文献1,2)。更に、特許文献4及び非特許文献3にはレジオレギュラーな側鎖としてアルキル鎖を有するPEDOTの合成が報告されている。しかし、本明細書比較例-1に示したように、これら文献で開示されている方法と類似の方法で側鎖にスルホン酸基を有するレジオレギュラーな自己ドープ型ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)誘導体を合成することは出来ず、側鎖にスルホン酸基を有するレジオレギュラーな自己ドープ型ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)誘導体の合成法が求められていた。 On the other hand, in poly(3-hexylthiophene) (P3HT), various stereoregular (regioregular) polymers and regiorandom polymers have been synthesized. It has been reported that regioregular P3HT has longer wavelengths of ultraviolet-visible light absorption maximum in solutions or films, superior crystallinity, and increased charge mobility compared to regiorandom P3HT (Non-patent Literature 1, 2). Further, Patent Document 4 and Non-Patent Document 3 report the synthesis of PEDOT having an alkyl chain as a regioregular side chain. However, as shown in Comparative Example 1 herein, a regioregular self-doped poly(3,4-ethylene diethylene chloride) having a sulfonic acid group in the side chain was prepared using a method similar to those disclosed in these documents. However, there was a need for a method for synthesizing a regioregular self-doped poly(3,4-ethylenedioxythiophene) derivative having a sulfonic acid group in its side chain.

米国特許第5,111,327号明細書US Patent No. 5,111,327 国際公開第2014/007299号International Publication No. 2014/007299 国際公開第2015/194657号International Publication No. 2015/194657 韓国公開第2011/105239号Korean Publication No. 2011/105239

Journal of the American Chemical Society,117巻(1号),233頁(1995年).Journal of the American Chemical Society, Volume 117 (No. 1), Page 233 (1995). Nature,401巻,685頁(1999年).Nature, vol. 401, p. 685 (1999). Journal of Nanoscience and Nanotechnology,12巻(5号),4335頁(2012年).Journal of Nanoscience and Nanotechnology, Volume 12 (No. 5), Page 4335 (2012).

本発明の課題は、優れた電気特性を示すレジオレギュラーな自己ドープ型PEDOT誘導体、及びその効率的な合成法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a regioregular self-doped PEDOT derivative exhibiting excellent electrical properties and an efficient method for synthesizing the same.

本発明者らは上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、2-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-5-カルボン酸エステルから誘導される(7-ブロモ-2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b][1,4]ジオキシン-2-イル)メタノールを鍵中間体として新規なスルホナート体へと誘導し、更にこのものを重合することによって、頭-尾結合規則性を有する自己ドープ型PEDOT誘導体を製造できることを見出し、さらに、頭-尾結合規則性を有する(レジオレギュラーな)自己ドープ型ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)誘導体が、規則性の無い(レジオランダムな)自己ドープ型ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)誘導体に比べて、高い導電性を示す傾向を見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors found that (7-Bromo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methanol is used as a key intermediate to form a novel sulfonate, and this product is further polymerized. It was discovered that a self-doped PEDOT derivative having head-to-tail bond regularity could be produced by the method, and furthermore, a self-doping type poly(3,4-ethylenedioxythiophene) having head-to-tail bond regularity (regioregular) could be produced. The present invention was completed based on the discovery that the derivative tends to exhibit higher electrical conductivity than a self-doped poly(3,4-ethylenedioxythiophene) derivative without regularity (regiorandom).

すなわち、本発明は下記一般式(1) That is, the present invention is based on the following general formula (1)

(式中、aは、2又は3の整数を表す。Rは、水素原子又はメチル基を表す。Xは、塩素原子又は臭素原子を表す。Xは、水素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子から選ばれ、Xと異なる原子を表す。Zは、炭素数3~8の炭化水素基を表す。)
で示される3,4-エチレンジオキシチオフェン構造を有するスルホナート(以下、本発明のEDOT(X,X)と称する。)、及びこれから誘導される下記一般式(2’)
(In the formula, a represents an integer of 2 or 3. R represents a hydrogen atom or a methyl group. X 1 represents a chlorine atom or a bromine atom. X 2 represents a hydrogen atom, a chlorine atom, a bromine atom. and an iodine atom, and represents an atom different from X 1. Z represents a hydrocarbon group having 3 to 8 carbon atoms.)
A sulfonate having a 3,4-ethylenedioxythiophene structure represented by (hereinafter referred to as EDOT(X 1 , X 2 ) of the present invention), and the following general formula (2') derived therefrom

(式中、a及びRは、前記と同じ意味を表す。Z’は、炭素数3~8の炭化水素基、水素イオン、アルカリ金属イオン又は置換されていても良いアンモニウムイオンを表す。但し、Z’が、水素イオン、アルカリ金属イオン又は置換されていても良いアンモニウムイオンのとき、Z’に結合している酸素原子はマイナス電荷を有する。)
で示される繰り返し単位を少なくとも2つ以上有し、当該繰り返し単位が頭-尾結合していることを特徴とする、側鎖にスルホナート基を有する頭-尾結合型ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)誘導体に関するものである。
(In the formula, a and R represent the same meanings as above. Z' represents a hydrocarbon group having 3 to 8 carbon atoms, a hydrogen ion, an alkali metal ion, or an optionally substituted ammonium ion. However, When Z' is a hydrogen ion, an alkali metal ion, or an optionally substituted ammonium ion, the oxygen atom bonded to Z' has a negative charge.)
A head-to-tail bond type poly(3,4-ethylene diethylene chloride) having a sulfonate group in its side chain, which has at least two or more repeating units represented by oxythiophene) derivatives.

更に本発明は上記のEDOT(X,X)を重合して得られる下記一般式(2) Furthermore, the present invention provides the following general formula (2) obtained by polymerizing the above EDOT (X 1 , X 2 ).

(式中、a、及びRは、前記と同じ意味を表す。Zは、炭素数3~8の炭化水素基を表す。)
で示される繰り返し単位を少なくとも2つ以上有し、当該繰り返し単位が頭-尾結合していることを特徴とする、側鎖にスルホナート基を有する頭-尾結合型ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)誘導体(以下、本発明のHT-PEDOT(2)と称する。)、及び本発明のHT-PEDOT(2)から誘導される、下記一般式(3)
(In the formula, a and R represent the same meanings as above. Z represents a hydrocarbon group having 3 to 8 carbon atoms.)
A head-to-tail bond type poly(3,4-ethylene diethylene chloride) having a sulfonate group in its side chain, which has at least two or more repeating units represented by oxythiophene) derivative (hereinafter referred to as HT-PEDOT (2) of the present invention), and the following general formula (3) derived from HT-PEDOT (2) of the present invention.

(式中、a及びRは、前記と同じ意味を表す。Mは、水素イオン、アルカリ金属イオン又は置換されていても良いアンモニウムイオンを表す。)
で示される繰り返し単位を少なくとも2つ以上有し、当該繰り返し単位が頭-尾結合していることを特徴とする、側鎖にスルホナート基を有する頭-尾結合型ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)誘導体(以下、本発明のHT-PEDOT(3)と称する。)に関するものである。又、本発明は、上記のHT-PEDOT(2)及び/又は上記のHT-PEDOT(3)からなる導電性ポリマー(以下、本発明の導電性ポリマーと称する。)、並びに上記のHT-PEDOT(2)及び/又は上記のHT-PEDOT(3)からなる導電性ポリマーを含む導電性ポリマー組成物に関するものであり、更に該導電性ポリマー及び/又は導電性ポリマー組成物を用いて製造される導電性膜、並びに該導電性ポリマー及び/又は導電性ポリマー組成物を用いることを特徴とする電極又は電子デバイスに関する。さらに加えて、本発明は、上記のEDOT(X,X)、上記のHT-PEDOT(2)、及び上記のHT-PEDOT(3)の製造法に関する。
(In the formula, a and R represent the same meanings as above. M + represents a hydrogen ion, an alkali metal ion, or an optionally substituted ammonium ion.)
A head-to-tail bond type poly(3,4-ethylene diethylene chloride) having a sulfonate group in its side chain, which has at least two or more repeating units represented by HT-PEDOT(3) of the present invention). The present invention also provides a conductive polymer (hereinafter referred to as the conductive polymer of the present invention) consisting of the above HT-PEDOT (2) and/or the above HT-PEDOT (3), and the above HT-PEDOT. (2) and/or a conductive polymer composition comprising a conductive polymer consisting of the above-mentioned HT-PEDOT (3), and further manufactured using the conductive polymer and/or the conductive polymer composition. The present invention relates to a conductive film, and an electrode or electronic device using the conductive polymer and/or the conductive polymer composition. Additionally, the present invention relates to a method for producing the above EDOT (X 1 , X 2 ), the above HT-PEDOT (2), and the above HT-PEDOT (3).

本発明の導電性ポリマーは、頭-尾結合型のレジオレギュラー性の高い構造を有し、同様な方法で製造されたレジオランダムな導電性ポリマーに比べ良好な導電性を付与することが可能である。 The conductive polymer of the present invention has a head-to-tail structure with high regioregularity, and can provide better conductivity than a regiorandom conductive polymer produced by a similar method. be.

以下に本発明を更に詳細に説明する。 The present invention will be explained in more detail below.

本発明において、スルホナートとは、スルホン酸エステル又はスルホン酸の塩を表し、スルホナート基とは、スルホン酸エステル基又は塩を形成したスルホン酸基を表す。 In the present invention, sulfonate represents a sulfonic acid ester or a salt of sulfonic acid, and the sulfonate group represents a sulfonic acid ester group or a sulfonic acid group forming a salt.

一般式(1)で示される本発明のEDOT(X,X)において、aは、2又は3の整数を表し、Rは、水素原子又はメチル基を表す。aとRの組み合わせに特に制限は無いが、原料を入手しやすい点で、aが2のときRは水素原子又はメチル基であることが好ましく、aが3のときRは水素原子であることが好ましく、aが2のときRがメチル基であることがより好ましい。 In EDOT (X 1 , X 2 ) of the present invention represented by general formula (1), a represents an integer of 2 or 3, and R represents a hydrogen atom or a methyl group. There is no particular restriction on the combination of a and R, but from the viewpoint of easy availability of raw materials, when a is 2, R is preferably a hydrogen atom or a methyl group, and when a is 3, R is a hydrogen atom. is preferable, and when a is 2, it is more preferable that R is a methyl group.

Zの炭素数3~8の炭化水素基としては、直鎖、分岐又は環状の炭素数3~8の炭化水素基を挙げることができ、特に限定するものではないが、例えば、プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ブチル基、1-メチルプロピル基、2-メチルプロピル基、1,1-ジメチルエチル基、シクロブチル基、ペンチル基、1-メチルブチル基、2-メチルブチル基、3-メチルブチル基、1,1-ジメチルプロピル基、2,2-ジメチルプロピル基、1,2-ジメチルプロピル基、1-エチルプロピル基、シクロブチルメチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、1-メチルペンチル基、2-メチルペンチル基、3-メチルペンチル基、4-メチルペンチル基、1-エチルブチル基、2-エチルブチル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、1-メチルヘキシル基、1-エチルペンチル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘプチル基、オクチル基、1-メチルヘプチル基、又は2-エチルヘキシル基、フェニル基、o-トリル基、m-トリル基、p-トリル基、ベンジル基、2-フェニルエチル基、アリル基、3-ブテニル基、4-ペンテニル基、5-ヘキセニル基、又はプロパギル基などを例示でき、これらのうちEDOT(X,X)の重縮合が容易且つ加水分解を制御しやすい点で、イソプロピル基、ブチル基、1-メチルプロピル基、2-メチルプロピル基、1,1-ジメチルエチル基、ペンチル基、2,2-ジメチルプロピル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、又は2-エチルヘキシル基が好ましく、1-メチルプロピル基、2-メチルプロピル基又は2,2-ジメチルプロピル基が特に好ましい。 Examples of the hydrocarbon group having 3 to 8 carbon atoms for Z include straight-chain, branched, or cyclic hydrocarbon groups having 3 to 8 carbon atoms, and examples thereof include, but are not limited to, propyl group, isopropyl group, etc. group, cyclopropyl group, butyl group, 1-methylpropyl group, 2-methylpropyl group, 1,1-dimethylethyl group, cyclobutyl group, pentyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, 1,1-dimethylpropyl group, 2,2-dimethylpropyl group, 1,2-dimethylpropyl group, 1-ethylpropyl group, cyclobutylmethyl group, cyclopentyl group, hexyl group, 1-methylpentyl group, 2-methyl Pentyl group, 3-methylpentyl group, 4-methylpentyl group, 1-ethylbutyl group, 2-ethylbutyl group, cyclohexyl group, heptyl group, 1-methylhexyl group, 1-ethylpentyl group, cyclohexylmethyl group, cycloheptyl group , octyl group, 1-methylheptyl group, or 2-ethylhexyl group, phenyl group, o-tolyl group, m-tolyl group, p-tolyl group, benzyl group, 2-phenylethyl group, allyl group, 3-butenyl group , 4-pentenyl group, 5-hexenyl group, or propargyl group. Of these, isopropyl group and butyl group are preferred because they facilitate polycondensation of EDOT (X 1 , X 2 ) and control hydrolysis. , 1-methylpropyl group, 2-methylpropyl group, 1,1-dimethylethyl group, pentyl group, 2,2-dimethylpropyl group, cyclopentyl group, hexyl group, cyclohexyl group, heptyl group, octyl group, or 2- Ethylhexyl is preferred, and 1-methylpropyl, 2-methylpropyl or 2,2-dimethylpropyl is particularly preferred.

一般式(1)で示される本発明のEDOT(X,X)において、Xは、塩素原子又は臭素原子を表す。Xは、水素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子から選ばれ、Xと異なる原子を表す。 In the EDOT (X 1 , X 2 ) of the present invention represented by the general formula (1), X 1 represents a chlorine atom or a bromine atom. X2 is selected from a hydrogen atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and represents an atom different from X1 .

とXの組合せについては、上記の通り、XとXが相異なる点以外は特に限定されないが、Xが臭素原子であり、Xが水素原子又はヨウ素原子であることが好ましい。 The combination of X 1 and X 2 is not particularly limited except that X 1 and X 2 are different as described above, but it is possible that X 1 is a bromine atom and X 2 is a hydrogen atom or an iodine atom. preferable.

一般式(2)で示される本発明のHT-PEDOT(2)において、aとRの定義、aとRの組み合わせ、及びZの定義は上記と同じである。 In the HT-PEDOT (2) of the present invention represented by general formula (2), the definitions of a and R, the combination of a and R, and the definition of Z are the same as above.

一般式(3)で示される本発明のHT-PEDOT(3)において、aとRの定義、及びaとRの組み合わせは上記と同じである。Mは、水素イオン、アルカリ金属イオン、又は置換されていても良いアンモニウムイオンを表す。Mにおける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、リチウムイオン、ナトリウムイオン、又はカリウムイオンなどを例示することができる。 In the HT-PEDOT (3) of the present invention represented by general formula (3), the definitions of a and R and the combination of a and R are the same as above. M + represents a hydrogen ion, an alkali metal ion, or an optionally substituted ammonium ion. The alkali metal ion in M + is not particularly limited, and examples thereof include lithium ion, sodium ion, potassium ion, and the like.

における置換されていても良いアンモニウムイオンとしては、特に限定するものではないが、例えば、アンモニウムイオン(NH )、トリメチルアンモニウムイオン、テトラメチルアンモニウムイオン、ジエチルアンモニウムイオン、トリエチルアンモニウムイオン、テトラエチルアンモニウムイオン、プロピルアンモニウムイオン、ジプロピルアンモニウムイオン、トリプロピルアンモニウムイオン、テトラプロピルアンモニウムイオン、ブチルアンモニウムイオン、ジブチルアンモニウムイオン、トリブチルアンモニウムイオン、テトラブチルアンモニウムイオン、ビス(2-メチルプロピル)アンモニウムイオン、トリス(2-メチルプロピル)アンモニウムイオン、ペンチルアンモニウムイオン、ジペンチルアンモニウムイオン、ヘキシルアンモニウムイオン、ジヘキシルアンモニウムイオン、オクチルアンモニウムイオン、ジオクチルアンモニウムイオン、トリオクチルアンモニウムイオン、ジオクチルメチルアンモニウムイオン、2-エチルヘキシルアンモニウムイオン、ビス(2-エチルヘキシル)アンモニウムイオン、デシルアンモニウムイオン、ジデシルメチルアンモニウムイオン、ドデシルアンモニウムイオン、ドデシルジメチルアンモニウムイオン、ジドデシルアンモニウムイオン、ジドデシルメチルアンモニウムイオン、テトラデシルアンモニウムイオン、ヘキサデシルアンモニウムイオン、ヘキサデシルジメチルアンモニウムイオン、オクタデシルアンモニウムイオン、ジメチルオクタデシルアンモニウムイオンなどを例示できる。これらのうち、安価で合成しやすい点で、アンモニウムイオン(NH )、トリメチルアンモニウムイオン、テトラメチルアンモニウムイオン、ジエチルアンモニウムイオン、トリエチルアンモニウムイオン、テトラエチルアンモニウムイオン、プロピルアンモニウムイオン、ジプロピルアンモニウムイオン、トリプロピルアンモニウムイオン、テトラプロピルアンモニウムイオン、ブチルアンモニウムイオン、ジブチルアンモニウムイオン、トリブチルアンモニウムイオン、テトラブチルアンモニウムイオン、ヘキシルアンモニウムイオン、ジヘキシルアンモニウムイオン、オクチルアンモニウムイオン、ジオクチルアンモニウムイオン、2-エチルヘキシルアンモニウムイオン、ビス(2-エチルヘキシル)アンモニウムイオン、デシルアンモニウムイオン、ドデシルアンモニウムイオン、ドデシルジメチルアンモニウムイオン、テトラデシルアンモニウムイオン、ヘキサデシルアンモニウムイオン、ヘキサデシルジメチルアンモニウムイオン、オクタデシルアンモニウムイオン、又はジメチルオクタデシルアンモニウムイオンが好ましい。 The ammonium ion that may be substituted in M + is not particularly limited, and examples thereof include ammonium ion (NH 4 + ), trimethylammonium ion, tetramethylammonium ion, diethylammonium ion, triethylammonium ion, and tetraethyl. Ammonium ion, propylammonium ion, dipropylammonium ion, tripropylammonium ion, tetrapropylammonium ion, butylammonium ion, dibutylammonium ion, tributylammonium ion, tetrabutylammonium ion, bis(2-methylpropyl)ammonium ion, Tris (2-Methylpropyl) ammonium ion, pentylammonium ion, dipentylammonium ion, hexylammonium ion, dihexylammonium ion, octylammonium ion, dioctylammonium ion, trioctylammonium ion, dioctylmethylammonium ion, 2-ethylhexylammonium ion, bis (2-ethylhexyl) ammonium ion, decylammonium ion, didecylmethylammonium ion, dodecylammonium ion, dodecyldimethylammonium ion, didodecylammonium ion, didodecylmethylammonium ion, tetradecylammonium ion, hexadecyl ammonium ion, hexadecyl Examples include dimethyl ammonium ion, octadecyl ammonium ion, and dimethyl octadecyl ammonium ion. Among these, ammonium ion (NH 4 + ), trimethylammonium ion, tetramethylammonium ion, diethylammonium ion, triethylammonium ion, tetraethylammonium ion, propylammonium ion, dipropylammonium ion, Tripropylammonium ion, tetrapropylammonium ion, butylammonium ion, dibutylammonium ion, tributylammonium ion, tetrabutylammonium ion, hexylammonium ion, dihexylammonium ion, octylammonium ion, dioctylammonium ion, 2-ethylhexylammonium ion, bis (2-ethylhexyl)ammonium ion, decylammonium ion, dodecylammonium ion, dodecyldimethylammonium ion, tetradecylammonium ion, hexadecylammonium ion, hexadecyldimethylammonium ion, octadecylammonium ion, or dimethyloctadecylammonium ion are preferred.

一般式(2’)で示される本発明の頭-尾結合型ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)誘導体において、aとRの定義、及びaとRの組み合わせは上記と同じである。Z’は、炭素数3~8の炭化水素基、水素イオン、アルカリ金属イオン又は置換されていても良いアンモニウムイオンを表す。但し、Z’が、水素イオン、アルカリ金属イオン又は置換されていても良いアンモニウムイオンのとき、Z’に結合している酸素原子はマイナス電荷を有する。 In the head-to-tail poly(3,4-ethylenedioxythiophene) derivative of the present invention represented by general formula (2'), the definitions of a and R and the combination of a and R are the same as above. Z' represents a hydrocarbon group having 3 to 8 carbon atoms, a hydrogen ion, an alkali metal ion, or an optionally substituted ammonium ion. However, when Z' is a hydrogen ion, an alkali metal ion, or an optionally substituted ammonium ion, the oxygen atom bonded to Z' has a negative charge.

Z’における炭素数3~8の炭化水素基の定義及び好ましい版は、前記のZにおける炭素数3~8の炭化水素基のそれらと同じである。 The definition and preferred version of the hydrocarbon group having 3 to 8 carbon atoms in Z' are the same as those for the hydrocarbon group having 3 to 8 carbon atoms in Z'.

Z’におけるアルカリ金属イオン又は置換されていても良いアンモニウムイオンの定義及び好ましい版は、前記のMにおけるアルカリ金属イオン又は置換されていても良いアンモニウムイオンのそれらと同じである。 The definition and preferred version of the alkali metal ion or optionally substituted ammonium ion in Z′ are the same as those of the alkali metal ion or optionally substituted ammonium ion in M + above.

次に本発明のEDOT(X,X)の製造方法について詳述する。 Next, the method for producing EDOT (X 1 , X 2 ) of the present invention will be described in detail.

まず、3,4-ジヒドロキシチオフェン-2,5-ジカルボン酸ジアルキルエステル(以下、ジカルボン酸ジエステル(6)とも称する。)を出発原料として、次の一般反応式に示す[工程1]、[工程2]及び[工程3]を経てカルボン酸エステル(4)を製造する。 First, using 3,4-dihydroxythiophene-2,5-dicarboxylic acid dialkyl ester (hereinafter also referred to as dicarboxylic acid diester (6)) as a starting material, [Step 1] and [Step 2] are shown in the following general reaction formula. ] and [Step 3] to produce carboxylic acid ester (4).

(式中、Rは、炭素数1~8の炭化水素基を表す。)
で表される炭素数1~8の炭化水素基については、直鎖、分岐又は環状の炭素数1~8の炭化水素基を挙げることができ、特に限定するものではないが、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ブチル基、1-メチルプロピル基、2-メチルプロピル基、1,1-ジメチルエチル基、シクロブチル基、ペンチル基、1-メチルブチル基、2-メチルブチル基、3-メチルブチル基、1,1-ジメチルプロピル基、2,2-ジメチルプロピル基、1,2-ジメチルプロピル基、1-エチルプロピル基、シクロブチルメチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、1-メチルペンチル基、2-メチルペンチル基、3-メチルペンチル基、4-メチルペンチル基、1-エチルブチル基、2-エチルブチル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、1-メチルヘキシル基、1-エチルペンチル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘプチル基、オクチル基、1-メチルヘプチル基、2-エチルヘキシル基、フェニル基、o-トリル基、m-トリル基、p-トリル基、ベンジル基、2-フェニルエチル基、アリル基、3-ブテニル基、4-ペンテニル基、5-ヘキセニル基、又はプロパギル基などを例示でき、これらのうち安価且つ取り扱いが容易な点で、メチル基、エチル基、プロピル基又はブチル基が好ましく、メチル又はエチル基が更に好ましい。
(In the formula, R 1 represents a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms.)
The hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms represented by R 1 may be a straight chain, branched or cyclic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and is not particularly limited, but for example, Methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, cyclopropyl group, butyl group, 1-methylpropyl group, 2-methylpropyl group, 1,1-dimethylethyl group, cyclobutyl group, pentyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, 1,1-dimethylpropyl group, 2,2-dimethylpropyl group, 1,2-dimethylpropyl group, 1-ethylpropyl group, cyclobutylmethyl group, cyclopentyl group, hexyl group , 1-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, 4-methylpentyl group, 1-ethylbutyl group, 2-ethylbutyl group, cyclohexyl group, heptyl group, 1-methylhexyl group, 1-ethyl group Pentyl group, cyclohexylmethyl group, cycloheptyl group, octyl group, 1-methylheptyl group, 2-ethylhexyl group, phenyl group, o-tolyl group, m-tolyl group, p-tolyl group, benzyl group, 2-phenylethyl Examples include methyl group, allyl group, 3-butenyl group, 4-pentenyl group, 5-hexenyl group, or propargyl group. Among these, methyl group, ethyl group, propyl group, or butyl group A group is preferred, and a methyl or ethyl group is more preferred.

原料のジカルボン酸ジエステル(6)は公知文献(例えば、O.Stephanら,Journal of Electroanalytical Chemistry,443巻217~226頁(1998年).)を参考に製造することが出来る。以下、各工程について詳細に述べる。 The dicarboxylic acid diester (6) as a raw material can be produced with reference to known literature (for example, O. Stephan et al., Journal of Electroanalytical Chemistry, Vol. 443, pp. 217-226 (1998)). Each step will be described in detail below.

[工程1]は、ジカルボン酸ジエステル(6)に塩基1を作用させ、一方のカルボン酸エステルを加水分解した後、酸1で処理してジカルボン酸モノエステル(7)を製造する工程である。 [Step 1] is a step in which dicarboxylic acid diester (6) is reacted with base 1 to hydrolyze one of the carboxylic acid esters, and then treated with acid 1 to produce dicarboxylic acid monoester (7).

塩基1としては、2つのカルボン酸エステルの内1つだけを加水分解できれば特に制限は無いが、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムなどの無機塩基、アンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、ヒドラジン、メチルヒドラジン、1,1-ジメチルヒドラジン、1,2-ジメチルヒドラジン、ピペラジン、グアニジンなどの有機塩基を例示することができ、これらを単独若しくは複数種類合わせて用いることができる。これらのうち、収率が良い点で、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、又は水酸化カリウムが好ましい。加水分解反応は有機溶媒及び水を用いて0~120℃で数分~数十時間撹拌することによって進行する。用いることのできる有機溶媒としてはヘキサン、シクロヘキサン、トルエンなどの炭化水素、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)、1,4-ジオキサン(DOX)、シクロペンチルメチルエーテル(CPME)などのエーテル、メタノール、エタノール、プロパノール、2-プロパノール、ブタノールなどのアルコール、アセトン、2-プロパノン(MEK)などのケトン、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2-ジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)、1-メチルピロリジン-2-オン(NMP)、ジメチルスルホキシド(DMSO)などの非プロトン性極性溶媒などをあげることができ、これらを単独又は二種類以上混合して用いることができる。 The base 1 is not particularly limited as long as it can hydrolyze only one of the two carboxylic acid esters, but examples include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, cesium carbonate, and hydrogen carbonate. Examples include inorganic bases such as sodium and potassium bicarbonate, and organic bases such as ammonia, methylamine, dimethylamine, trimethylamine, hydrazine, methylhydrazine, 1,1-dimethylhydrazine, 1,2-dimethylhydrazine, piperazine, and guanidine. These can be used alone or in combination. Among these, lithium hydroxide, sodium hydroxide, or potassium hydroxide is preferred in terms of good yield. The hydrolysis reaction proceeds by stirring using an organic solvent and water at 0 to 120°C for several minutes to several tens of hours. Organic solvents that can be used include hydrocarbons such as hexane, cyclohexane, and toluene, ethers such as diethyl ether, tetrahydrofuran (THF), 1,4-dioxane (DOX), and cyclopentyl methyl ether (CPME), methanol, ethanol, and propanol. , alcohols such as 2-propanol and butanol, ketones such as acetone and 2-propanone (MEK), halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, chloroform, and 1,2-dichloroethane, N,N-dimethylformamide (DMF), N, Examples include aprotic polar solvents such as N-dimethylacetamide (DMAc), 1-methylpyrrolidin-2-one (NMP), and dimethyl sulfoxide (DMSO), which may be used alone or in combination of two or more. be able to.

酸1としては、カルボン酸塩をカルボン酸に変換し、ジカルボン酸モノエステル(7)が得られれば特に制限は無いが、例えば、塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、リン酸、硫酸、亜硫酸、硝酸、メタンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、トリフルオロ酢酸などをあげることができる。安価で操作性が良い点で塩酸が好ましい。 The acid 1 is not particularly limited as long as a dicarboxylic acid monoester (7) can be obtained by converting a carboxylate to a carboxylic acid, but examples include hydrochloric acid, hydrobromic acid, hydroiodic acid, phosphoric acid, and sulfuric acid. , sulfite, nitric acid, methanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, trifluoroacetic acid, and the like. Hydrochloric acid is preferred because it is inexpensive and has good operability.

[工程2]は、[工程1]で得られたジカルボン酸モノエステル(7)の脱炭酸反応によってモノカルボン酸エステル(8)を製造する工程である。脱炭酸反応の一般的な方法を述べる。脱炭酸反応については、カルボン酸の脱炭酸が進行してモノカルボン酸エステル(8)が得られれば特に制限は無く、公知の脱炭酸反応の条件を適用でき、ジカルボン酸モノエステル(7)に対し必要に応じて触媒と添加物とを加えて、120~300℃で数分~数十時間加熱することによりモノカルボン酸エステル(8)が得られる。前記の触媒としては、特に限定するものではないが、例えば、酸化銅(II)、酸化銅(I)、酢酸銀などをジカルボン酸モノエステル(7)に対し0.001~0.5当量用いることができる。又、前記の添加物としては、特に限定するものではないが、臭化カリウム、炭酸カリウム、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO)、1,10-フェナントロリン、N,N,N’,N’-テトラメチルエチレンジアミン(TMEDA)などをジカルボン酸モノエステル(7)に対し0.001~10当量用いることができる。脱炭酸反応は、DMF、DMAc、NMP、キノリン、スルホランなどの高沸点溶媒中で行うことが出来、超音波を照射することによって反応を促進させることができる。反応終了後はろ過、抽出、沈殿精製、カラムクロマトグラフィー精製など通常の精製操作を行うことによって、高純度のモノカルボン酸エステル(8)を製造できる。 [Step 2] is a step of producing monocarboxylic acid ester (8) by decarboxylating the dicarboxylic acid monoester (7) obtained in [Step 1]. A general method of decarboxylation reaction will be described. Regarding the decarboxylation reaction, there is no particular restriction as long as the decarboxylation of the carboxylic acid proceeds to obtain the monocarboxylic acid ester (8), and known decarboxylation reaction conditions can be applied. A monocarboxylic acid ester (8) can be obtained by adding a catalyst and additives as necessary and heating at 120 to 300°C for several minutes to several tens of hours. The above-mentioned catalyst is not particularly limited, but for example, copper (II) oxide, copper (I) oxide, silver acetate, etc. are used in an amount of 0.001 to 0.5 equivalent to dicarboxylic acid monoester (7). be able to. In addition, the above-mentioned additives include, but are not particularly limited to, potassium bromide, potassium carbonate, 1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane (DABCO), 1,10-phenanthroline, N,N , N',N'-tetramethylethylenediamine (TMEDA) or the like can be used in an amount of 0.001 to 10 equivalents based on the dicarboxylic acid monoester (7). The decarboxylation reaction can be carried out in a high boiling point solvent such as DMF, DMAc, NMP, quinoline, sulfolane, etc., and the reaction can be promoted by irradiating with ultrasound. After the reaction is completed, a highly pure monocarboxylic acid ester (8) can be produced by performing usual purification operations such as filtration, extraction, precipitation purification, and column chromatography purification.

[工程3]は、[工程2]で得られたモノカルボン酸エステル(8)に、塩基2存在下、2,3-ジブロモ-1-プロパノールを反応させることによってカルボン酸エステル(4)を製造する工程である。塩基2としては、モノカルボン酸エステル(8)と2,3-ジブロモ-1-プロパノールとを反応させてカルボン酸エステル(4)を製造することができれば特に制限は無く、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水素化リチウム、水素化ナトリウム、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウムなどの無機塩基を用いることができ、カルボン酸エステル(4)に対し0.1~10当量、収率が良い点で好ましくは1~3当量用いると良い。反応は、有機溶媒を用いて30~120℃で数分~数十時間撹拌することによって進行する。用いることのできる有機溶媒としては、特に限定するものではないが、例えば、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエンなどの炭化水素、ジエチルエーテル、THF、DOX、CPMEなどのエーテル、メタノール、エタノール、プロパノール、2-プロパノール、ブタノールなどのアルコール、アセトン、MEKなどのケトン、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2-ジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素、DMF、DMAc、NMP、DMSOなどの非プロトン性極性溶媒などをあげることができ、これらを単独又は二種類以上混合して用いることができる。反応終了後はろ過、抽出、沈殿精製、カラムクロマトグラフィー精製など通常の精製操作を行うことによって、高純度のカルボン酸エステル(4)を製造できる。 [Step 3] is to produce carboxylic acid ester (4) by reacting monocarboxylic acid ester (8) obtained in [Step 2] with 2,3-dibromo-1-propanol in the presence of base 2. This is the process of The base 2 is not particularly limited as long as it can produce the carboxylic ester (4) by reacting the monocarboxylic ester (8) with 2,3-dibromo-1-propanol; for example, lithium hydroxide, Inorganic bases such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydride, sodium hydride, sodium methoxide, sodium ethoxide, sodium carbonate, potassium carbonate, cesium carbonate, etc. can be used for carboxylic acid ester (4). It is recommended to use 0.1 to 10 equivalents, preferably 1 to 3 equivalents in terms of good yield. The reaction proceeds by stirring at 30 to 120° C. for several minutes to several tens of hours using an organic solvent. Organic solvents that can be used include, but are not particularly limited to, hydrocarbons such as hexane, cyclohexane, and toluene, ethers such as diethyl ether, THF, DOX, and CPME, methanol, ethanol, propanol, and 2-propanol. , alcohols such as butanol, ketones such as acetone and MEK, halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, chloroform, and 1,2-dichloroethane, and aprotic polar solvents such as DMF, DMAc, NMP, and DMSO. These can be used alone or in combination of two or more. After the reaction is completed, a highly pure carboxylic acid ester (4) can be produced by performing usual purification operations such as filtration, extraction, precipitation purification, and column chromatography purification.

次に、前記カルボン酸エステル(4)を出発原料として、次の一般反応式に示す[工程4]、[工程5]及び[工程6]を経て、7-ハロ-2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b][1,4]ジオキシン-2-イル)メタノール(以下、アルコール(5)と称する。)を製造する。 Next, using the carboxylic acid ester (4) as a starting material, 7-halo-2,3-dihydrothieno[3 ,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methanol (hereinafter referred to as alcohol (5)) is produced.

(式中、R及びXは、前記と同じ意味を表す。)
以下、各工程について詳細に述べる。
(In the formula, R 1 and X 1 represent the same meanings as above.)
Each step will be described in detail below.

[工程4]は、カルボン酸エステル(4)にハロゲン化剤1を作用させてハロゲン化カルボン酸エステル(9)を製造する工程である。ハロゲン化剤1としては、ハロゲン化カルボン酸エステル(9)が得られれば特に制限は無く、公知の塩素化剤又は臭素化剤を用いることができ、具体的には、N-クロロスクシンイミド、N-ブロモスクシンイミドなどを例示することができる。カルボン酸エステル(4)とハロゲン化剤1との反応は、溶媒中で行ってもよく、該溶媒としては、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエンなどの炭化水素、ジエチルエーテル、THF、DOX、CPMEなどのエーテル、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2-ジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素、ギ酸、酢酸、プロピオン酸などのカルボン酸、DMAc、DMFなどのアミドなどをあげることができ、これらを単独又は二種類以上混合して用いることができる。反応温度は、通常-50~100℃の範囲から適宜選択できる。得られたハロゲン化カルボン酸エステル(9)はカラムクロマトグラフィーなどを用いて精製することができる。 [Step 4] is a step of producing a halogenated carboxylic ester (9) by allowing the halogenating agent 1 to act on the carboxylic ester (4). As the halogenating agent 1, there is no particular restriction as long as the halogenated carboxylic acid ester (9) is obtained, and any known chlorinating agent or brominating agent can be used. Specifically, N-chlorosuccinimide, N-chlorosuccinimide, N- - Examples include bromosuccinimide. The reaction between the carboxylic acid ester (4) and the halogenating agent 1 may be carried out in a solvent, and examples of the solvent include hydrocarbons such as hexane, cyclohexane, and toluene, and ethers such as diethyl ether, THF, DOX, and CPME. , halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, chloroform, and 1,2-dichloroethane, carboxylic acids such as formic acid, acetic acid, and propionic acid, and amides such as DMAc and DMF, which may be used alone or in combination of two or more. It can be used as The reaction temperature can be selected as appropriate from the range of usually -50 to 100°C. The obtained halogenated carboxylic acid ester (9) can be purified using column chromatography or the like.

[工程5]は、[工程4]で得られたハロゲン化カルボン酸エステル(9)に塩基3を作用させてカルボン酸エステルを加水分解した後に、酸2で処理してハロゲン化カルボン酸(10)を製造する工程である。塩基3としては、カルボン酸エステルを加水分解して、続く酸処理によってハロゲン化カルボン酸(10)が得られれば特に制限は無く、前記の塩基1であげた塩基から選ぶことができる。加水分解反応の条件についても前記の塩基1を用いた加水分解反応で示した条件から選ぶことができる。酸2としては前記の酸1で示した酸から選ぶことができる。 In [Step 5], the halogenated carboxylic acid ester (9) obtained in [Step 4] is treated with base 3 to hydrolyze the carboxylic ester, and then treated with acid 2 to form the halogenated carboxylic acid (10 ). Base 3 is not particularly limited as long as halogenated carboxylic acid (10) can be obtained by hydrolyzing the carboxylic ester and subsequent acid treatment, and it can be selected from the bases listed for base 1 above. The conditions for the hydrolysis reaction can also be selected from the conditions shown for the hydrolysis reaction using base 1 above. Acid 2 can be selected from the acids shown in acid 1 above.

[工程6]は、[工程5]で得られたハロゲン化カルボン酸(10)の脱炭酸反応を行って、アルコール(5)を製造する工程である。脱炭酸反応の条件としては、カルボン酸の脱炭酸が進行してアルコール(5)が得られれば特に制限は無く、公知の脱炭酸反応の条件を適用でき、前記の[工程2]で述べた脱炭酸反応の方法を用いることができる。 [Step 6] is a step of performing a decarboxylation reaction of the halogenated carboxylic acid (10) obtained in [Step 5] to produce alcohol (5). The conditions for the decarboxylation reaction are not particularly limited as long as decarboxylation of the carboxylic acid proceeds and alcohol (5) is obtained, and known decarboxylation reaction conditions can be applied, as described in [Step 2] above. A method of decarboxylation reaction can be used.

次に、アルコール(5)から、本発明のEDOT(X,X)を製造する方法について述べる。本発明のEDOT(X,X)は、特に限定するものではないが、一般式(1a)で示される3,4-エチレンジオキシチオフェン構造を有するスルホン酸エステル(以下、EDOT(X,H)と称する。)、及び一般式(1b)で示される3,4-エチレンジオキシチオフェン構造を有するスルホン酸エステル(以下、EDOT(X,X)と称する。)の2種類に分けて表すことができる。 Next, a method for producing EDOT (X 1 , X 2 ) of the present invention from alcohol (5) will be described. EDOT ( X 1 , , H)) and a sulfonic acid ester having a 3,4-ethylenedioxythiophene structure represented by the general formula (1b) (hereinafter referred to as EDOT(X 1 , It can be expressed separately.

(式中、a、R、Xは及びZは前記一般式(1)と同じ意味を表す。) (In the formula, a, R, X 1 and Z have the same meanings as in the above general formula (1).)

(式中、a、R、Xは及びZは前記一般式(1)と同じ意味を表す。Xは、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子から選ばれ、且つXと異なる原子を表す。)
EDOT(X,H)(1a)は、次の一般反応式に示すように、アルコール(5)から[工程7]を経て製造することが出来る。
(In the formula, a, R, X 1 and Z represent the same meanings as in the above general formula (1). X 3 is selected from a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom, and represents an atom different from .)
EDOT(X 1 ,H) (1a) can be produced from alcohol (5) through [Step 7] as shown in the following general reaction formula.

EDOT(X,X)(1b)は、次の一般反応式に示すように、アルコール(5)から[工程7]と[工程8]とからなる<経路1>、及び[工程9]と[工程10]とからなる<経路2>のいずれかの経路で製造することができる。 As shown in the following general reaction formula, EDOT (X 1 , and [Step 10].

[工程7]は、アルコール(5)のスルホン酸エステル化反応によってEDOT(X,H)(1a)を製造する工程である。[工程7]のスルホン酸エステル化反応はさらに、[工程7-1]のアルキルスルホン酸塩化反応と、[工程7-2]のエステル化反応の2工程からなる。 [Step 7] is a step of producing EDOT (X 1 , H) (1a) by sulfonic acid esterification reaction of alcohol (5). The sulfonic acid esterification reaction in [Step 7] further includes two steps: the alkyl sulfonic acid conversion reaction in [Step 7-1] and the esterification reaction in [Step 7-2].

[工程7-1]は、アルコール(5)にアニオン化剤を作用させてアルコラートアニオンを生成させたところへ、環状スルトン化合物(12)を作用させることによって、スルホン酸塩(13)を製造する工程である。 [Step 7-1] is to produce a sulfonate (13) by reacting a cyclic sultone compound (12) with an anionizing agent on the alcohol (5) to produce an alcoholate anion. It is a process.

(式中、a及びRは前記一般式(1)と同じ意味を表す。) (In the formula, a and R represent the same meanings as in the above general formula (1).)

(式中、a、R及びXは前記一般式(1)と同じ意味を表す。(Mは、スルホン酸塩の許容される対カチオンを表す。)
[工程7-1]で用いるアニオン化剤としては、アルコールをアニオン化でき且つ副反応を抑制できれば特に制限は無いが、具体的には、水素化リチウム、水素化ナトリウム、フェニルリチウム、又はリチウムジイソプロピルアミドなどを例示できる。
(In the formula, a, R and X 1 represent the same meanings as in the above general formula (1). (M 1 ) + represents an allowable counter cation of the sulfonate.)
The anionizing agent used in [Step 7-1] is not particularly limited as long as it can anionize the alcohol and suppress side reactions, but specifically, lithium hydride, sodium hydride, phenyllithium, or lithium diisopropyl Examples include amides.

環状スルトン化合物(12)としては市販のものを用いることができ、具体的には、1,3-プロパンスルトン、1,4-ブタンスルトン、1,3-(1-メチル)プロパンスルトンなどを例示できる。 As the cyclic sultone compound (12), commercially available ones can be used, and specific examples include 1,3-propane sultone, 1,4-butane sultone, 1,3-(1-methyl)propane sultone, etc. .

対カチオン(Mは、用いた前記アニオン化剤によって自ずと決まり、例えばリチウムイオン、ナトリウムイオンなどであるが、溶解性の制御又は精製のために対カチオン(Mをスルホン酸塩として許容される他の対カチオンに、イオン交換処理などによって変換することができる。当該スルホン酸塩として許容される他の対カチオンとしては、特に限定するものではないが、例えば、水素イオン、アルカリ金属イオン、又は置換されていても良いアンモニウムイオンを挙げることができ、これらの具体例につては、上述の通りである。 The countercation (M 1 ) + is naturally determined by the anionizing agent used, and is, for example, a lithium ion, a sodium ion, etc., but for solubility control or purification, the countercation (M 1 ) + is converted into a sulfonate. It can be converted to other acceptable countercations by ion exchange treatment or the like. Other countercations that are acceptable as the sulfonate are not particularly limited, and include, for example, hydrogen ions, alkali metal ions, and optionally substituted ammonium ions. Examples are given above.

[工程7-1]の反応は、有機溶媒中で円滑に進行し、該有機溶媒としては、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエンなどの炭化水素、ジエチルエーテル、THF、DOX、CPMEなどのエーテル、DMAc、DMFなどのアミド、などの有機溶媒を単独又は二種類以上混合して用いることができる。反応温度は通常-80~100℃の範囲から適宜選択できる。 The reaction in [Step 7-1] proceeds smoothly in an organic solvent, and examples of the organic solvent include hydrocarbons such as hexane, cyclohexane, and toluene, ethers such as diethyl ether, THF, DOX, and CPME, DMAc, and DMF. Organic solvents such as amide and the like can be used alone or in combination of two or more kinds. The reaction temperature can usually be selected appropriately from the range of -80 to 100°C.

得られたスルホン酸塩(13)は抽出、濃縮、沈殿精製、再結晶精製、カラムクロマトグラフィーなどを用いて精製することができるが、そのまま次の[工程7-2]のエステル化反応に供しても良い。 The obtained sulfonate (13) can be purified using extraction, concentration, precipitation purification, recrystallization purification, column chromatography, etc., but it can be directly subjected to the next esterification reaction in [Step 7-2]. It's okay.

[工程7-2]は、スルホン酸塩(13)に塩素化剤を作用させてスルホン酸クロリド(14)とした後、アルコール(15)を反応させることにより、EDOT(X,H)(1a)を製造する工程である。 [Step 7-2] is to react sulfonic acid salt (13) with a chlorinating agent to form sulfonic acid chloride (14), and then react with alcohol (15) to form EDOT(X 1 ,H)( This is a process for manufacturing 1a).

(式中、a、R及びXは前記一般式(1)と同じ意味を表す。) (In the formula, a, R and X1 represent the same meanings as in the above general formula (1).)

(式中、Zは前記一般式(1)と同じ意味を表す。)
[工程7-2]で用いる塩素化剤としては、スルホン酸クロリド(14)を得られれば特に制限は無いが、副反応を抑制でき収率が良く経済性に優れる点で、塩化チオニル、二塩化オキサリル又は五塩化リンが好ましく、二塩化オキサリルが特に好ましい。塩素化剤を作用させる際、有機溶媒を用いることによって反応を円滑に進行させることができ、有機溶媒としてはヘキサン、シクロヘキサン、トルエンなどの炭化水素、ジエチルエーテル、THF、DOX、CPMEなどのエーテル、アセトン、MEKなどのケトン、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2-ジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素などをあげることができ、これらを単独又は二種類以上混合して用いることができる。又、反応を促進させるためにDMFを少量添加しても良い。反応温度は、通常-20~150℃の範囲から適宜選択できる。
(In the formula, Z represents the same meaning as in the above general formula (1).)
The chlorinating agent used in [Step 7-2] is not particularly limited as long as sulfonic acid chloride (14) can be obtained, but thionyl chloride, chlorinated dichloride, etc. Oxalyl chloride or phosphorus pentachloride is preferred, and oxalyl dichloride is particularly preferred. When the chlorinating agent is applied, the reaction can proceed smoothly by using an organic solvent. Examples of organic solvents include hydrocarbons such as hexane, cyclohexane, and toluene, ethers such as diethyl ether, THF, DOX, and CPME; Examples include ketones such as acetone and MEK, halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, chloroform, and 1,2-dichloroethane, and these may be used alone or in combination of two or more. Additionally, a small amount of DMF may be added to accelerate the reaction. The reaction temperature can be selected as appropriate from the range of usually -20 to 150°C.

スルホン酸クロリド(14)は、精製せずに、アルコール(15)を添加することにより本発明のEDOT(X,H)(1a)を製造できる。このときトリエチルアミン、ピリジンなどの有機塩基を添加すると、円滑に反応が進行する。得られたEDOT(X,H)(1a)はカラムクロマトグラフィーなどを用いて精製することができる。 EDOT (X 1 , H) (1a) of the present invention can be produced from sulfonic acid chloride (14) by adding alcohol (15) without purification. At this time, if an organic base such as triethylamine or pyridine is added, the reaction proceeds smoothly. The obtained EDOT(X 1 , H) (1a) can be purified using column chromatography or the like.

[工程8]は、EDOT(X,H)(1a)にハロゲン化剤2を加えてチオフェン環上の水素原子をXと異なる塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子から選ばれるハロゲン原子に置換することにより、EDOT(X,X)(1b)を製造する工程である。 [Step 8] is to add halogenating agent 2 to EDOT (X 1 , H) (1a) and replace the hydrogen atom on the thiophene ring with a halogen atom selected from chlorine, bromine, and iodine atoms different from X 1 . This is a process of manufacturing EDOT (X 1 , X 3 ) (1b) by doing so.

[工程8]で用いるハロゲン化剤2としては、公知のハロゲン化剤を用いることができ、例えば、Cl、Br、I、二塩化スルフリル、N-クロロスクシンイミド、N-ブロモスクシンイミド、N-ヨードスクシンイミド、又は五塩化リンなどを例示できる。 As the halogenating agent 2 used in [Step 8], a known halogenating agent can be used, such as Cl 2 , Br 2 , I 2 , sulfuryl dichloride, N-chlorosuccinimide, N-bromosuccinimide, N - Examples include iodosuccinimide or phosphorus pentachloride.

[工程8]のエステル化反応は、溶媒中で行ってもよく、該溶媒としてはヘキサン、シクロヘキサンなどの炭化水素、ジエチルエーテル、THF、DOX、CPMEなどのエーテル、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2-ジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素などをあげることができ、これらを単独又は二種類以上混合して用いることができる。又必要に応じて触媒量のDMFを添加しても良い。反応温度は通常-20~100℃の範囲から適宜選択できる。得られたEDOT(X,X)(1b)はカラムクロマトグラフィーなどを用いて精製することができる。 The esterification reaction in [Step 8] may be carried out in a solvent, and examples of the solvent include hydrocarbons such as hexane and cyclohexane, ethers such as diethyl ether, THF, DOX, and CPME, dichloromethane, chloroform, 1,2- Examples include halogenated hydrocarbons such as dichloroethane, and these can be used alone or in a mixture of two or more. Further, a catalytic amount of DMF may be added if necessary. The reaction temperature can usually be selected appropriately from the range of -20 to 100°C. The obtained EDOT (X 1 , X 3 ) (1b) can be purified using column chromatography or the like.

<経路2>は、前記<経路1>の[工程7]と[工程8]の順序を入れ替えた経路で有る。すなわち[工程9]は、アルコール(5)にハロゲン化剤2を加えてチオフェン環上の水素原子をXと異なる塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子から選ばれるハロゲン原子に置換することにより、アルコール(11)を製造する工程であって、[工程8]における原料が異なる他は[工程8]と同じ方法で製造できる。[工程10]は、アルコール(11)のスルホン酸エステル化反応によってEDOT(X,X)(1b)を製造する工程であって、[工程7]と原料が異なる他は、[工程7]と同様に、[工程10-1]のアルキルスルホン酸塩化反応と、[工程10-2]のエステル化反応の2工程を経て、EDOT(X,X)(1b)を製造できる。 <Route 2> is a route in which the order of [Step 7] and [Step 8] of <Route 1> is changed. That is, [Step 9] adds halogenating agent 2 to alcohol (5) and replaces the hydrogen atom on the thiophene ring with a halogen atom selected from chlorine atom, bromine atom, and iodine atom, which is different from X1 . (11) can be produced by the same method as [Step 8] except that the raw materials in [Step 8] are different. [Step 10] is a step for producing EDOT (X 1 , ] Similarly, EDOT (X 1 ,

本発明のEDOT(X,X)(1)を原料として重縮合を行うことにより、本発明のHT-PEDOT(2)を製造できる。EDOT(X,H)(1a)を原料として重縮合を行う場合、ルイス酸若しくはブレンステッド酸存在下の求電子置換重合(公知文献:B.Bonilloら,Journal of The American Chemical Society,134巻18916~18919(2012年)、A.Balasubramanianら,Polymer Chemistry,5巻5928~5941頁(2014年))、又はパラジウム触媒を用いて直接C-Hアリール化重縮合(公知文献:A.Kumarら,Polymer Chemistry,Polymer Chemistry,1巻286~288頁(2010年)、Q.Wangら,Journal of The American Chemical Society,132巻11420~11421頁(2010年)、Y.Fujinamiら,ACS Macro Letters,1巻67~70頁(2012年)、H.Zhaoら,Macromolecules,45巻7783~7790頁(2012年)、J.Kuwabaraら,Polymer Chemistry,6巻891~895頁(2015年)、M.Wakiokaら,Macromolecules,48巻8382~8388頁(2015年)、K.Fujitaら,Macromolecules,49巻1259~1269頁(2016年))するなどの公知の方法を応用することにより、本発明のHT-PEDOT(2)を製造できる。中でもポリマーの溶解性が優れる点で直接C-Hアリール化重縮合が好適に用いられる。 The HT-PEDOT (2) of the present invention can be produced by polycondensing the EDOT (X 1 , X 2 ) (1) of the present invention as a raw material. When polycondensation is performed using EDOT(X 1 , H) (1a) as a raw material, electrophilic substitution polymerization in the presence of a Lewis acid or Brønsted acid (publicly known literature: B. Bonillo et al., Journal of The American Chemical Society, Vol. 134) 18916-18919 (2012), A. Balasubramanian et al., Polymer Chemistry, Vol. 5, pp. 5928-5941 (2014)), or direct C-H arylation polycondensation using a palladium catalyst (known literature: A. Kumar et al. , Polymer Chemistry, Polymer Chemistry, Vol. 1, pp. 286-288 (2010), Q. Wang et al., Journal of The American Chemical Society, Vol. 132, pp. 11420-11421 ( 2010), Y. Fujinami et al., ACS Macro Letters, Vol. 1, pp. 67-70 (2012), H. Zhao et al., Macromolecules, Vol. 45, pp. 7783-7790 (2012), J. Kuwabara et al., Polymer Chemistry, Vol. 6, pp. 891-895 (2015), M. By applying known methods such as Wakioka et al., Macromolecules, Vol. 48, pp. 8382-8388 (2015), K. Fujita et al., Macromolecules, Vol. 49, pp. 1259-1269 (2016), the HT of the present invention - PEDOT (2) can be produced. Among these, direct C--H arylation polycondensation is preferably used because of its excellent polymer solubility.

EDOT(X,H)(1a)から直接C-Hアリール化重縮合を経て、本発明のHT-PEDOT(2)を製造する一般的な方法について説明する。下記一般反応式 A general method for producing HT-PEDOT (2) of the present invention from EDOT (X 1 , H) (1a) directly through C--H arylation polycondensation will be described. General reaction formula below

(式中、a、R、XおよびZは前記一般式(1)と同じ意味を表す。)
に示すように、重合の際、パラジウム触媒、リン配位子及び塩基4を用いる。
(In the formula, a, R, X 1 and Z have the same meanings as in the above general formula (1).)
As shown in Figure 2, a palladium catalyst, a phosphorus ligand, and a base 4 are used during the polymerization.

パラジウム触媒としては、特に限定するものではないが、例えば、酢酸パラジウム、塩化パラジウムなどが好適に用いられ、基質に対して一般に0.1~20mol%、好ましくは1~10mol%添加すると良い。 The palladium catalyst is not particularly limited, but palladium acetate, palladium chloride, etc. are preferably used, and it is generally added in an amount of 0.1 to 20 mol%, preferably 1 to 10 mol%, based on the substrate.

リン配位子としては、特に限定するものではないが、例えば、トリ(tert-ブチル)ホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリフェニルホスフィン、ジフェニル(2-メトキシフェニル)ホスフィン、トリス(2-メトキシフェニル)ホスフィン、トリス(4-メトキシフェニル)ホスフィン、トリス(o-トリル)ホスフィン、トリス(2-フルオロフェニル)ホスフィン、トリス(2-ジメチルアミノフェニル)ホスフィン、[2-(2-ジメチルアミノフェニル)フェニル]ジフェニルホスフィン、トリス(2-メチルスルファニルフェニル)ホスフィン、トリシクロヘキシルホスホニウムテトラフルオロボラート、ジ(tert-ブチル)メチルホスホニウムテトラフルオロボラートなどをあげることができる。安価で入手が容易な点でトリフェニルホスフィン、トリス(2-メトキシフェニル)ホスフィン、トリス(4-メトキシフェニル)ホスフィン、トリス(o-トリル)ホスフィンが好ましく、通常パラジウム触媒に対して2当量程度、添加すると良い。 Examples of the phosphorus ligand include, but are not limited to, tri(tert-butyl)phosphine, tricyclohexylphosphine, triphenylphosphine, diphenyl(2-methoxyphenyl)phosphine, and tris(2-methoxyphenyl)phosphine. , tris(4-methoxyphenyl)phosphine, tris(o-tolyl)phosphine, tris(2-fluorophenyl)phosphine, tris(2-dimethylaminophenyl)phosphine, [2-(2-dimethylaminophenyl)phenyl]diphenyl Examples include phosphine, tris(2-methylsulfanylphenyl)phosphine, tricyclohexylphosphonium tetrafluoroborate, di(tert-butyl)methylphosphonium tetrafluoroborate, and the like. Triphenylphosphine, tris(2-methoxyphenyl)phosphine, tris(4-methoxyphenyl)phosphine, and tris(o-tolyl)phosphine are preferred because they are inexpensive and easily available, and usually about 2 equivalents to the palladium catalyst. Good to add.

塩基4としては、本発明のEDOT(X,H)(1a)が分解したり、重合を阻害したりしなければ特に制限は無く、例えば、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸水素ナトリウムなどの無機弱塩基が好ましく、基質に対して0.5~4当量、好ましくは1~2当量程度、添加すると良い。直接C-Hアリール化重縮合は溶媒中で円滑に進行し、当該溶媒としては、反応を妨げなければ特に制限は無く、例えば、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエンなどの炭化水素、ジエチルエーテル、THF、DOX、CPMEなどのエーテル、DMAc、DMF、NMPなどのアミド、メタノール、エタノール、プロパノール、2-プロパノール、ブタノールなどのアルコール、水などの溶媒を単独又は二種類以上混合して用いることができる。反応温度は通常60~150℃、好ましくは90~130℃の範囲から適宜選択できる。 The base 4 is not particularly limited as long as it does not decompose the EDOT (X 1 , H) (1a) of the present invention or inhibit polymerization, and includes, for example, lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, cesium carbonate, An inorganic weak base such as sodium hydrogen carbonate is preferred, and is preferably added in an amount of about 0.5 to 4 equivalents, preferably about 1 to 2 equivalents, relative to the substrate. Direct C-H arylation polycondensation proceeds smoothly in a solvent, and the solvent is not particularly limited as long as it does not interfere with the reaction, such as hydrocarbons such as hexane, cyclohexane, toluene, diethyl ether, THF, DOX, etc. , ethers such as CPME, amides such as DMAc, DMF, and NMP, alcohols such as methanol, ethanol, propanol, 2-propanol, butanol, and water can be used alone or in combination of two or more. The reaction temperature can be appropriately selected from the range of usually 60 to 150°C, preferably 90 to 130°C.

EDOT(X,X)(1b)を原料として重縮合を行う場合、XとXとの反応性の違いを利用することによって本発明のHT-PEDOT(2)を製造できれば、特に重合方法に制限は無く、特に限定するものではないが、例えば、EDOT(X,X)(1b)から有機スズ化合物に誘導して右田-小杉-スティルカップリング(公知文献:J.K.Stille,Angewandte Chemie,International Edition in English,25巻508~524頁(1986年))重合、EDOT(X,X)(1b)からホウ素化合物に誘導して鈴木-宮浦カップリング重合、又はグリニャール試薬とハロゲン原子との交換反応を用いてGrignard Metathesis(GRIM)重合(公知文献:R.S.Loeweら,Advanced Materials,11巻250~253頁(1999年))するなどの公知の方法を応用することにより、本発明のHT-PEDOT(2)を製造できる。中でも重合効率が良い点で、GRIM重合が好適に用いられる。 When polycondensation is carried out using EDOT (X 1 , There are no restrictions on the polymerization method, and it is not particularly limited, but for example, EDOT (X 1 , Stille, Angewandte Chemie, International Edition in English, Vol. 25 , pp. 508-524 (1986)) polymerization, EDOT (X 1 , or A known method such as Grignard Metathesis (GRIM) polymerization using an exchange reaction between a Grignard reagent and a halogen atom (publicly known literature: R.S. Loewe et al., Advanced Materials, Vol. 11, pp. 250-253 (1999)). By applying the method, HT-PEDOT (2) of the present invention can be manufactured. Among them, GRIM polymerization is preferably used because of its high polymerization efficiency.

EDOT(X,X)(1b)からGRIM重合を経て、本発明のHT-PEDOT(2)を製造する一般的な方法について説明する。下記一般反応式 A general method for producing HT-PEDOT (2) of the present invention from EDOT (X 1 , X 3 ) (1b) through GRIM polymerization will be described. General reaction formula below

(式中、a、R、XおよびZは前記一般式(1)と同じ意味を表す。Xは、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子から選ばれ、Xと異なる原子を表す。R’は、炭素数6以下のアルキル基を表す。Xは、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を表す。)
に示すように、重合の際、グリニャール試薬(R’MgX)、又はニッケル触媒を用いる。
(In the formula, a, R, X 1 and Z have the same meanings as in the above general formula ( 1 ). ' represents an alkyl group having 6 or less carbon atoms. X represents a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom.)
As shown in , a Grignard reagent (R'MgX) or a nickel catalyst is used during polymerization.

R’の炭素数6以下のアルキル基としては、直鎖、分岐、又は環状の炭素数1~6のアルキル基を挙げることができ、特に限定するものではないが、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ブチル基、1-メチルプロピル基、2-メチルプロピル基、1,1-ジメチルエチル基、シクロブチル基、ペンチル基、1-メチルブチル基、2-メチルブチル基、3-メチルブチル基、1,1-ジメチルプロピル基、2,2-ジメチルプロピル基、1,2-ジメチルプロピル基、1-エチルプロピル基、シクロブチルメチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、1-メチルペンチル基、2-メチルペンチル基、3-メチルペンチル基、4-メチルペンチル基、1-エチルブチル基、2-エチルブチル基、又はシクロヘキシル基などをあげることができる。 Examples of the alkyl group having 6 or less carbon atoms for R' include linear, branched, or cyclic alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, and examples thereof include, but are not limited to, methyl group, ethyl group, etc. , propyl group, isopropyl group, cyclopropyl group, butyl group, 1-methylpropyl group, 2-methylpropyl group, 1,1-dimethylethyl group, cyclobutyl group, pentyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, 1,1-dimethylpropyl group, 2,2-dimethylpropyl group, 1,2-dimethylpropyl group, 1-ethylpropyl group, cyclobutylmethyl group, cyclopentyl group, hexyl group, 1-methylpentyl group 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, 4-methylpentyl group, 1-ethylbutyl group, 2-ethylbutyl group, or cyclohexyl group.

前記のグリニャール試薬は対応するアルキルハライドと金属マグネシウムを作用させて調製できるが、市販されているメチルマグネシウムヨージド、エチルマグネシウムクロリド、エチルマグネシウムブロミド、プロピルマグネシウムクロリド、プロピルマグネシウムブロミド、イソプロピルマグネシウムクロリド、イソプロピルマグネシウムブロミド、ブチルマグネシウムクロリド、ブチルマグネシウムブロミド、sec-ブチルマグネシウムブロミド、tert-ブチルマグネシウムクロリド、tert-ブチルマグネシウムブロミド、シクロヘキシルマグネシウムクロリド、シクロヘキシルマグネシウムブロミドなどのシクロヘキサン溶液、トルエン溶液、ジエチルエーテル溶液、THF溶液などを用いても良い。 The Grignard reagent described above can be prepared by reacting the corresponding alkyl halide with magnesium metal, but commercially available methylmagnesium iodide, ethylmagnesium chloride, ethylmagnesium bromide, propylmagnesium chloride, propylmagnesium bromide, isopropylmagnesium chloride, isopropyl Cyclohexane solution, toluene solution, diethyl ether solution, THF solution of magnesium bromide, butylmagnesium chloride, butylmagnesium bromide, sec-butylmagnesium bromide, tert-butylmagnesium chloride, tert-butylmagnesium bromide, cyclohexylmagnesium chloride, cyclohexylmagnesium bromide, etc. etc. may also be used.

前記のニッケル触媒としては、特に限定するものではないが、例えば、[1,3-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン]ニッケル(II)ジクロリド(Ni(dppe)Cl)、[1,3-ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン]ニッケル(II)ジクロリド(Ni(dppp)Cl)などが好適に用いられる。 The nickel catalyst is not particularly limited, but includes, for example, [1,3-bis(diphenylphosphino)ethane]nickel(II) dichloride (Ni(dppe)Cl 2 ), [1,3-bis (diphenylphosphino)propane]nickel(II) dichloride (Ni(dppp)Cl 2 ) and the like are preferably used.

GRIM重合は溶媒中で円滑に進行し、溶媒としては反応を妨げなければ特に制限は無く、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエンなどの炭化水素、ジエチルエーテル、THF、DOX、CPMEなどのエーテルなどの溶媒を単独又は二種類以上混合して用いることができる。反応温度は通常0~120℃、好ましくは0~100℃の範囲から適宜選択できる。 GRIM polymerization proceeds smoothly in a solvent, and there are no particular restrictions on the solvent as long as it does not interfere with the reaction, and solvents such as hydrocarbons such as hexane, cyclohexane, and toluene, and ethers such as diethyl ether, THF, DOX, and CPME may be used alone. Alternatively, two or more types can be used in combination. The reaction temperature can be appropriately selected from the range of usually 0 to 120°C, preferably 0 to 100°C.

各種重縮合で得られた本発明のHT-PEDOT(2)は空気中の酸素などの影響によりドープが進むため凝集しやすくなる。このような場合は、例えばドープの進んだHT-PEDOT(2)の分散溶液にヒドラジンなどの還元剤を加えるなどの脱ドープ処理を行うことによって、有機溶媒に可溶なHT-PEDOT(2)を得ることができる。 The HT-PEDOT (2) of the present invention obtained by various polycondensations is easily agglomerated because the doping progresses under the influence of oxygen in the air. In such cases, HT-PEDOT (2) soluble in organic solvents can be obtained by dedoping, for example by adding a reducing agent such as hydrazine to the highly doped dispersion solution of HT-PEDOT (2). can be obtained.

本発明のHT-PEDOT(2)の分子量は、重量平均分子量、数平均分子量、粘度平均分子量など測定方法に応じて示すことができる。重量平均分子量(Mw)に関しては、1,000~1,000,000であることが好ましく、重合体の性質の制御及び加工性などの観点から2,000~500,000であることが更に好ましい。分子量分布(Mw・Mn-1)に特に制限はないが、概ね1~20の範囲であることが好ましく、重合体の均一性の観点から1~5の範囲であることが更に好ましい。分子量の算出方法として、ポリスチレンやポリエチレングリコールなどの標準試料を基準に換算するサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)法、粘度法、光散乱法など公知の方法をあげることができる。 The molecular weight of HT-PEDOT (2) of the present invention can be indicated depending on the measuring method such as weight average molecular weight, number average molecular weight, viscosity average molecular weight, etc. Regarding the weight average molecular weight (Mw), it is preferably 1,000 to 1,000,000, and more preferably 2,000 to 500,000 from the viewpoint of controlling the properties of the polymer and processability. . The molecular weight distribution (Mw·Mn −1 ) is not particularly limited, but it is preferably in the range of approximately 1 to 20, and more preferably in the range of 1 to 5 from the viewpoint of uniformity of the polymer. As a method for calculating the molecular weight, known methods such as size exclusion chromatography (SEC) method, viscosity method, and light scattering method, which are converted based on a standard sample such as polystyrene or polyethylene glycol, can be used.

本発明のHT-PEDOT(2)は、溶媒洗浄、沈殿精製、遠心沈降、限外ろ過、透析、脱ドープ処理、イオン交換樹脂処理などの方法を組み合わせて精製してから、スルホン酸エステル基の加水分解処理を行ってHT-PEDOT(3)とすることができるが、HT-PEDOT(2)を精製せず該加水分解処理を行ってHT-PEDOT(3)としてもよい。 The HT-PEDOT (2) of the present invention is purified by a combination of methods such as solvent washing, precipitation purification, centrifugal sedimentation, ultrafiltration, dialysis, dedoping treatment, and ion exchange resin treatment, and then the sulfonic acid ester group is purified. Although HT-PEDOT (3) can be obtained by performing a hydrolysis treatment, HT-PEDOT (3) may also be obtained by performing the hydrolysis treatment without purifying HT-PEDOT (2).

該加水分化処理について説明する。加水分解の方法はスルホン酸エステル基の加水分解反応以外の副反応を抑制できれば特に制限は無いが、具体的には本発明のHT-PEDOT(2)にAlBrやTiClなどのルイス酸を作用させる方法、LiI、LiBr、LiCl、NaI、NaBr、NaCl、KI、KBr、KClなどのハロゲン化アルカリ塩を作用させる方法(公知文献:例えば、Florian M.Kochら,Chemistry-A European Journal,17巻,3679~3692頁(2011年)、Mori Hideharuら,Macromolecules,43巻,7021~7032頁(2010年)、Christopher C.Kotorisら,The Journal of Organic Chemistry,63巻,8052~8057頁(1998年))、塩酸、硫酸、硝酸、トリフルオロ酢酸などの酸を作用させる方法、ブチルジメチルアミン、ヘキシルジメチルアミン、トリエチルアミン、N,N’-ジメチルピペラジン、1,8-ジアゾビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン、1,4-ジアゾビシクロ[2.2.2]オクタンなどの第三級アミンを作用させる方法(公知文献:例えば、J.F.Kingら,Journal of the American Chemical Society,104巻,7108~7122頁(1982年)、Maria Mahrovaら,Journal of Chemical & Engineering Data,57巻,241~248頁(2012年))などがあげられるが、加水分解の効率が良い点で、ハロゲン化アルカリ塩を作用させる方法及び三級アミンを作用させる方法が好ましい。 The hydrolysis treatment will be explained. The hydrolysis method is not particularly limited as long as side reactions other than the hydrolysis reaction of the sulfonic acid ester group can be suppressed, but specifically, the HT-PEDOT (2) of the present invention is treated with a Lewis acid such as AlBr 3 or TiCl 4 . A method of acting with an alkali halide salt such as LiI, LiBr, LiCl, NaI, NaBr, NaCl, KI, KBr, KCl (Public literature: For example, Florian M. Koch et al., Chemistry-A European Journal, 17 Vol., pp. 3679-3692 (2011), Mori Hideharu et al., Macromolecules, Vol. 43, pp. 7021-7032 (2010), Christopher C. Kotoris et al., The Journal of Organic Che mistry, vol. 63, pp. 8052-8057 (1998 2003)), methods of using acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, trifluoroacetic acid, etc., butyldimethylamine, hexyldimethylamine, triethylamine, N,N'-dimethylpiperazine, 1,8-diazobicyclo [5.4. 0]-7-undecene, 1,4-diazobicyclo[2.2.2]octane, and other tertiary amines (known literature: for example, J.F. King et al., Journal of the American Chemical Society , Vol. 104, pp. 7108-7122 (1982); Maria Mahrova et al., Journal of Chemical & Engineering Data, Vol. 57, pp. 241-248 (2012)); , a method in which a halogenated alkali salt is used, and a method in which a tertiary amine is used are preferred.

ハロゲン化アルカリ塩又は第三級アミンを用いて加水分解する際、用いるハロゲン化アルカリ塩又は第三級アミンの量に特に制限は無く、化学構造や加水分解させる割合などを考慮して適宜添加量を決めれば良いが、本発明のHT-PEDOT(2)のスルホン酸エステル基のモル量に対し、0.1~100当量用いれば良く、加水分解させる割合を制御しやすい点で0.5~50当量を用いることが好ましい。本発明の製造法は溶媒中で実施してもよい。該溶媒としてはヘキサン、シクロヘキサン、トルエンなどの炭化水素系溶媒、ジエチルエーテル、THF、DOX、CPMEなどのエーテル系溶媒、DMF、DMAcなどのアミド系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2-ジクロロエタンなどのハロゲン系溶媒、アセトン、MEKなどのケトン系溶媒、水などをあげることができ、これらを単独又は二種類以上混合して用いることができる。反応溶媒の量には制限はない。 When performing hydrolysis using a halogenated alkali salt or tertiary amine, there is no particular restriction on the amount of the halogenated alkali salt or tertiary amine used, and the amount to be added is determined as appropriate, taking into account the chemical structure and the rate of hydrolysis. However, it is sufficient to use 0.1 to 100 equivalents based on the molar amount of the sulfonic acid ester group of HT-PEDOT (2) of the present invention, and from 0.5 to 100 in terms of easy control of the hydrolysis ratio. Preferably, 50 equivalents are used. The production method of the present invention may be carried out in a solvent. Examples of the solvent include hydrocarbon solvents such as hexane, cyclohexane, and toluene, ether solvents such as diethyl ether, THF, DOX, and CPME, amide solvents such as DMF and DMAc, dichloromethane, chloroform, and 1,2-dichloroethane. Examples include halogen solvents, acetone, ketone solvents such as MEK, and water, and these can be used alone or in combination of two or more. There is no limit to the amount of reaction solvent.

本発明のHT-PEDOT(2)を加水分解する際の反応温度は、通常0~150℃の範囲から適宜選択でき、反応効率の点で室温~120℃であることが好ましい。 The reaction temperature when hydrolyzing the HT-PEDOT (2) of the present invention can usually be appropriately selected from the range of 0 to 150°C, and is preferably room temperature to 120°C in terms of reaction efficiency.

本発明のHT-PEDOT(2)を加水分解することによって得られる本発明のHT-PEDOT(3)の精製法としては、特に制限は無いが例えば、溶媒洗浄、沈殿精製、遠心沈降、限外ろ過、透析、脱ドープ処理、イオン交換樹脂処理などがあげられ、それぞれ単独又は複数組み合わせることができる。 The method for purifying the HT-PEDOT (3) of the present invention obtained by hydrolyzing the HT-PEDOT (2) of the present invention is not particularly limited, but examples include solvent washing, precipitation purification, centrifugal sedimentation, Examples include filtration, dialysis, dedoping treatment, ion exchange resin treatment, etc., and each can be used alone or in combination.

本発明の導電性ポリマーは、上記のHT-PEDOT(2)及び/又は上記のHT-PEDOT(3)を含んでいれば良く、上記のHT-PEDOT(2)及び上記のHT-PEDOT(3)のいずれか単独で、又は上記のHT-PEDOT(2)及び上記のHT-PEDOT(3)を任意の割合で混合して調製できる。あるいは上記のHT-PEDOT(2)の一部繰り返し単位を上記のHT-PEDOT(3)へと変換することによっても、本発明の導電性ポリマーとすることができる。上記のHT-PEDOT(2)及び上記のHT-PEDOT(3)の混合の割合、及び上記のHT-PEDOT(2)の一部繰り返し単位を上記のHT-PEDOT(3)へと変換する割合に特に制限は無く、本発明の導電性ポリマーの導電性、溶解性、分散性、吸湿性、酸性、成膜性、塗膜性などを鑑みて適宜決めれば良い。 The conductive polymer of the present invention may contain the above HT-PEDOT (2) and/or the above HT-PEDOT (3). ) alone or by mixing the above HT-PEDOT (2) and the above HT-PEDOT (3) in any ratio. Alternatively, the conductive polymer of the present invention can also be obtained by converting some of the repeating units of the above HT-PEDOT (2) into the above HT-PEDOT (3). The ratio of mixing the above HT-PEDOT (2) and the above HT-PEDOT (3), and the ratio of converting some repeating units of the above HT-PEDOT (2) to the above HT-PEDOT (3) There is no particular restriction on the amount, and it may be appropriately determined in consideration of the conductivity, solubility, dispersibility, hygroscopicity, acidity, film-forming property, coating property, etc. of the conductive polymer of the present invention.

又、必要に応じてスルホン酸塩(-SO においてMが水素イオンでない場合)をイオン交換樹脂で処理することにより酸型(-SOH)に変換して供することができる。 In addition, if necessary, the sulfonate (when M + is not a hydrogen ion in -SO 3 - M + ) can be converted to the acid form (-SO 3 H) by treating it with an ion exchange resin and provided. .

導電性、溶媒への分散性、成膜性、吸湿性や酸性などを制御するために、上記のHT-PEDOT(2)や上記のHT-PEDOT(3)に添加物を加えて本発明の導電性ポリマー組成物とすることができる。該添加物としては、特に限定するものではないが、例えば、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリビニルホスホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、ナフィオン(TM)類、ポリビニルアルコール及びその誘導体、ポリ(1-ビニルピロリジン-2-オン)、ポリ(3-ビニル-1,3-オキサゾリジン-2-オン)、ポリ(1-ビニル-1,3-イミダゾリジン-2-オン)、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリビニルホスホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリアクリルアミド、ポリ(アルキルアクリルアミド)類、セルロース類、フラーレン類、カーボンナノチューブ類、ジメチルスルホキシド、DMF、エチレングリコール、オリゴ(ポリ)エチレングリコール、ブタンジオール、オリゴ(ポリ)テトラメチレングリコール、メチルセロソルブ、又はブチルセロソルブなどを例示でき、単独又は複数種類用いても良い。該添加物の(総)量は、上記のHT-PEDOT(2)及び/又は上記のHT-PEDOT(3)の重量に対し50重量%以下であることが好ましく、上記のHT-PEDOT(2)及び/又は上記のHT-PEDOT(3)の特徴を示しやすい点で、10重量%以下であることが好ましい。本発明の導電性ポリマー又は導電性ポリマー組成物を溶媒に溶解又は分散させて、導電性ポリマー溶液とすることができる。用いることのできる溶媒としては、特に限定するものではないが、例えば、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエンなどの炭化水素、ジエチルエーテル、THF、DOX、CPMEなどのエーテル、DMF、DMAcなどのアミド、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2-ジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素、アセトン、MEKなどのケトン、水などをあげることができ、これらを単独又は二種類以上混合して用いることができる。該導電性ポリマー溶液中の導電性ポリマーの濃度は特に制限は無いが、通常、50重量%以下が好ましく、扱いやすさの点で20重量%以下であることが好ましい。 In order to control conductivity, dispersibility in solvents, film formability, hygroscopicity, acidity, etc., additives are added to the above HT-PEDOT (2) and the above HT-PEDOT (3) to form the present invention. It can be a conductive polymer composition. The additives are not particularly limited, but include, for example, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polyvinylphosphonic acid, polyvinylsulfonic acid, polystyrene sulfonic acid, Nafion (TM), polyvinyl alcohol and its derivatives, poly( 1-vinylpyrrolidin-2-one), poly(3-vinyl-1,3-oxazolidin-2-one), poly(1-vinyl-1,3-imidazolidin-2-one), polyacrylic acid, poly Methacrylic acid, polyvinylphosphonic acid, polyvinylsulfonic acid, polyacrylamide, poly(alkylacrylamide), cellulose, fullerenes, carbon nanotubes, dimethyl sulfoxide, DMF, ethylene glycol, oligo(poly)ethylene glycol, butanediol, oligo Examples include (poly)tetramethylene glycol, methyl cellosolve, and butyl cellosolve, which may be used alone or in combination. The (total) amount of the additives is preferably 50% by weight or less based on the weight of the above HT-PEDOT (2) and/or the above HT-PEDOT (3). ) and/or the above characteristics of HT-PEDOT (3), the content is preferably 10% by weight or less. The conductive polymer or conductive polymer composition of the present invention can be dissolved or dispersed in a solvent to form a conductive polymer solution. Solvents that can be used include, but are not particularly limited to, hydrocarbons such as hexane, cyclohexane, and toluene, ethers such as diethyl ether, THF, DOX, and CPME, amides such as DMF and DMAc, dichloromethane, and chloroform. , halogenated hydrocarbons such as 1,2-dichloroethane, acetone, ketones such as MEK, and water, and these may be used alone or in combination of two or more. The concentration of the conductive polymer in the conductive polymer solution is not particularly limited, but is usually preferably 50% by weight or less, and preferably 20% by weight or less in terms of ease of handling.

本発明の導電性ポリマー又は導電性ポリマー組成物を溶媒に溶解又は分散させて該導電性ポリマー溶液を調製する際、マグネチックスターラーチップ、メカニカルスターラーの撹拌翼を用いて混合できるが、必要に応じて超音波照射の他、メカニカルホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、高圧ホモジナイザーなどを用いた処理を適宜組み合わせて混合することができる。調製時の温度は概ね100℃以下が良い。 When preparing a conductive polymer solution by dissolving or dispersing the conductive polymer or conductive polymer composition of the present invention in a solvent, mixing can be performed using a magnetic stirrer tip or a stirring blade of a mechanical stirrer. In addition to ultrasonic irradiation, mixing can be performed by appropriately combining treatments using a mechanical homogenizer, an ultrasonic homogenizer, a high-pressure homogenizer, or the like. The temperature during preparation is preferably approximately 100°C or less.

本発明の導電性ポリマー、導電性ポリマー組成物、又は導電性ポリマー溶液を電極又は電子デバイスに用いる際の形状は特に制限は無く、基板に密着した被膜状、フィルム状、粒子状、繊維状など必要に応じて選択することができる。被膜状に成形する場合、該導電性ポリマー溶液を基材に塗布し、乾燥することで得られる。基材としては、被膜を形成できれば材質、形状に特に制限は無いが、基材の材質としては、例えば、ガラス、セラミックス、シリカ、アルミナなどの無機基材、ポリスチレン、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド、セルロースなどのポリマー基材、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレア樹脂などの樹脂基材などをあげることができる。基材の形状としては緻密膜、圧縮成形膜、多孔質膜、粒子、織布、不織布など自由に選択できる。塗布法としては特に制限は無いが、例えば、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、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などをあげることができる。膜厚としては特に制限は無いが、通常0.01~200μm程度である。被膜の乾燥は大気下もしくは窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気下、常圧もしくは減圧下行うことができ、乾燥時の温度は概ね室温~100℃の範囲で数時間~数日かけて行うことができる。形成した被膜の導電性としては特に制限は無く用途に応じて広く制御可能であるが、電気伝導度で概ね0.001~1000S・cm-1程度である。 When the conductive polymer, conductive polymer composition, or conductive polymer solution of the present invention is used for an electrode or an electronic device, there are no particular restrictions on the shape, such as a film that adheres to a substrate, a film, particles, fibers, etc. It can be selected according to need. When molding into a film, the conductive polymer solution is applied to a base material and dried. There are no particular restrictions on the material or shape of the base material as long as it can form a film, but examples of the base material include glass, ceramics, silica, inorganic base materials such as alumina, polystyrene, polyester, polyacrylate, polycarbonate, Examples include polymer base materials such as polyurethane, polyamide, polyimide, and cellulose, and resin base materials such as epoxy resins, phenol resins, and urea resins. The shape of the base material can be freely selected from dense membranes, compression molded membranes, porous membranes, particles, woven fabrics, nonwoven fabrics, etc. There are no particular limitations on the coating method, but examples include casting, dipping, bar coating, roll coating, gravure coating, flexographic printing, spray coating, and inkjet printing. There is no particular limit to the film thickness, but it is usually about 0.01 to 200 μm. Drying of the film can be carried out in the atmosphere or in an inert gas atmosphere such as nitrogen gas, under normal pressure or reduced pressure, and the drying temperature can be generally in the range of room temperature to 100°C over several hours to several days. can. The electrical conductivity of the formed film is not particularly limited and can be controlled widely depending on the application, but the electrical conductivity is approximately 0.001 to 1000 S·cm -1 .

本発明の導電性ポリマー、導電性ポリマー組成物、又は導電性ポリマー溶液、及びそれらから作製された電極や電子デバイスは、例えば、静電気防止材料、ディスプレー用透明電極、光電変換素子用電極、固体電解コンデンサ用固体電解質、アルミ固体電解コンデンサ用セパレータ、有機半導体などへの応用が可能である。 The conductive polymer, conductive polymer composition, or conductive polymer solution of the present invention, as well as electrodes and electronic devices made from them, can be used, for example, as antistatic materials, transparent electrodes for displays, electrodes for photoelectric conversion elements, solid electrolyte It can be applied to solid electrolytes for capacitors, separators for aluminum solid electrolytic capacitors, organic semiconductors, etc.

以下、実施例、参考例及び比較例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, Reference Examples, and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.

得られたポリマーの分子量はサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)の結果から求めた。SECシステムはGLサイエンス社製GL-7400(検出器:GL-7456、カラム(4本): TSKgel SuperH5000、H4000×2、H2000、カラム温度:40℃、展開溶媒:0.01MのLiClのDMF溶液、標準ポリスチレン換算)を用いた。 The molecular weight of the obtained polymer was determined from the results of size exclusion chromatography (SEC). The SEC system was GL-7400 manufactured by GL Sciences (detector: GL-7456, columns (4): TSKgel SuperH5000, H4000x2, H2000, column temperature: 40°C, developing solvent: 0.01M LiCl DMF solution , standard polystyrene equivalent) was used.

参考例-1
2-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-5-カルボン酸エチルの合成
Reference example-1
Synthesis of ethyl 2-hydroxymethyl-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-5-carboxylate

アルゴン雰囲気下、3,4-ジヒドロキシチオフェン-2,5-ジカルボン酸ジエチル(33.9g,130mmol)と水酸化リチウム(15.6g,651mmol)をDMSO 240mLに溶解し、90℃で24時間撹拌した。氷浴中で冷やしながら反応溶液を6N塩酸で酸性とし、生成した沈殿をろ過、乾燥することで無色固体の5-(エトキシカルボニル)-3,4-ジヒドロキシチオフェン-2-カルボン酸を21.0g得た(収率:69.5%)。H-NMR(400MHz,DMSO-d,ppm),δ:1.27(3H,t,J=7.1Hz),4.26(2H,q,J=7.1Hz),10.28(3H,bs).
アルゴン雰囲気下、5-(エトキシカルボニル)-3,4-ジヒドロキシチオフェン-2-カルボン酸(21.0g,90.5mmol)及び酸化銅(II)(1.50g,18.8mmol)をDMF 400mLに溶解し、6時間加熱還流した。DMFを留去し、残渣を酢酸エチルに溶解し、水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで脱水後、濃縮することにより茶色粘性液体の3,4-ジヒドロキシチオフェン-2-カルボン酸エチルを8.74g(収率:51.3%)得た。H-NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:1.38(3H,t,J=7.1Hz),4.37(2H,q,J=7.1Hz),5.40(1H,bs),6.56(1H,s),9.48(1H,bs).
アルゴン雰囲気下、3,4-ジヒドロキシチオフェン-2-カルボン酸エチル(8.74g,46.4mmol)をDMFに溶解し、これに2,3-ジブロモ-1-プロパノール(8.90mL,70.1mmol)、ヨウ化カリウム(159mg,0.959mmol)及び炭酸セシウム(33.6g,103mmol)を加え、90℃で24時間撹拌した。DMFを留去し、残渣にクロロホルムを加え、不溶物をろ別し、ろ液を水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで脱水し、濃縮後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開液:ヘキサン/酢酸エチル=1/2のトリエチルアミン(TEA) 1%溶液)で精製することにより、無色液体の2-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-5-カルボン酸エチルを4.01g(収率:35.6%)得た。尚、このものは2-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-7-カルボン酸エチルを24%含んでいた。H-NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:1.35(3H,t,J=7.1Hz),3.85~3.93(2H,m),4.10~4.37(4H,m),4.45(1H,d,J=10.6Hz),6.58(1H,s).
参考例-2
(7-ブロモ-2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b][1,4]ジオキシン-2-イル)メタノールの合成
Under an argon atmosphere, diethyl 3,4-dihydroxythiophene-2,5-dicarboxylate (33.9 g, 130 mmol) and lithium hydroxide (15.6 g, 651 mmol) were dissolved in 240 mL of DMSO and stirred at 90°C for 24 hours. . The reaction solution was acidified with 6N hydrochloric acid while cooling in an ice bath, and the resulting precipitate was filtered and dried to obtain 21.0 g of 5-(ethoxycarbonyl)-3,4-dihydroxythiophene-2-carboxylic acid as a colorless solid. (yield: 69.5%). 1H -NMR (400MHz, DMSO-d 6 , ppm), δ: 1.27 (3H, t, J = 7.1Hz), 4.26 (2H, q, J = 7.1Hz), 10.28 (3H, bs).
Under an argon atmosphere, 5-(ethoxycarbonyl)-3,4-dihydroxythiophene-2-carboxylic acid (21.0 g, 90.5 mmol) and copper(II) oxide (1.50 g, 18.8 mmol) were added to 400 mL of DMF. The mixture was dissolved and heated under reflux for 6 hours. DMF was distilled off, and the residue was dissolved in ethyl acetate and washed with water. The organic layer was dehydrated with magnesium sulfate and concentrated to obtain 8.74 g (yield: 51.3%) of ethyl 3,4-dihydroxythiophene-2-carboxylate as a brown viscous liquid. 1H -NMR (400MHz, CDCl 3 , ppm), δ: 1.38 (3H, t, J = 7.1Hz), 4.37 (2H, q, J = 7.1Hz), 5.40 (1H , bs), 6.56 (1H, s), 9.48 (1H, bs).
Under an argon atmosphere, ethyl 3,4-dihydroxythiophene-2-carboxylate (8.74 g, 46.4 mmol) was dissolved in DMF, and 2,3-dibromo-1-propanol (8.90 mL, 70.1 mmol) was dissolved in DMF. ), potassium iodide (159 mg, 0.959 mmol) and cesium carbonate (33.6 g, 103 mmol) were added, and the mixture was stirred at 90°C for 24 hours. DMF was distilled off, chloroform was added to the residue, insoluble matter was filtered off, and the filtrate was washed with water. The organic layer was dehydrated with magnesium sulfate, concentrated, and purified by silica gel column chromatography (developing solution: 1% triethylamine (TEA) solution in hexane/ethyl acetate = 1/2) to obtain 2-hydroxymethyl as a colorless liquid. 4.01 g (yield: 35.6%) of ethyl -2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-5-carboxylate was obtained. This product contained 24% ethyl 2-hydroxymethyl-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-7-carboxylate. 1H -NMR (400MHz, CDCl 3 , ppm), δ: 1.35 (3H, t, J = 7.1Hz), 3.85 to 3.93 (2H, m), 4.10 to 4.37 (4H, m), 4.45 (1H, d, J=10.6Hz), 6.58 (1H, s).
Reference example-2
Synthesis of (7-bromo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methanol

参考例-1の方法で合成した2-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-5-カルボン酸エチル(4.01g,16.5mmol)をアルゴン雰囲気下、THF 75mLに溶解し、これにN-ブロモスクシンイミド(3.27g,18.3mmol)を加え、0℃で3時間撹拌した。反応溶液を酢酸エチルで希釈及び水で洗浄し、有機層を硫酸マクネシウムで脱水後、濃縮した。これをシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開液:ヘキサン/酢酸エチル=3/1のTEA 1%溶液)で精製することにより、無色液体の7-ブロモ-2-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-5-カルボン酸エチル(尚、このものは7-ブロモ-3-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-5-カルボン酸エチルを不純物として含むと推測される。)を4.48g(収率:83.0%)得た。H-NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:1.34(3H,t,J=7.1Hz),3.85~4.00(2H,m),4.25(1H,dd,J=8.1,11.3Hz),4.28~4.35(1H,m),4.31(2H,q,J=7.1Hz),4.46(1H,dd,J=1.7,11.3Hz).
上記で合成した7-ブロモ-2-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-5-カルボン酸エチル(4.48g,13.9mmol)をアルゴン雰囲気下、エタノール 14mLに溶解し、これに水酸化ナトリウム(8.36g,209mmol)水溶液 14mLを加え、80℃で2時間撹拌した。反応溶液を半分程度まで濃縮した後、氷浴下で冷やしながら12N塩酸で酸性とし、生成した沈殿をろ取して乾燥することにより無色固体の7-ブロモ-2-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-5-カルボン酸(尚、このものは7-ブロモ-3-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-5-カルボン酸を不純物として含むと推測される。)を4.04g(収率:98.6%)得た。H-NMR(400MHz,DMSO-d,ppm),δ:3.65(2H,m),4.13(1H,dd,J=7.7,11.8Hz),4.27(1H,m),4.43(1H,dd,J=2.1,11.8Hz),5.20(1H,t,J=5.4Hz).
上記で合成した7-ブロモ-2-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-5-カルボン酸(4.04g,13.7mmol)及び酸化銅(II)(218mg,2.74mmol)をアルゴン雰囲気下、DMF 50mLに溶解し、6時間還流温度で撹拌した。DMFを留去し、残渣をクロロホルムに溶解し、水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで脱水後、濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開液:ヘキサン/酢酸エチル=3/1のTEA 1%溶液)で精製することにより、無色液体の7-ブロモ-2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b][1,4]ジオキシン-2-イル)メタノールを1.33g(収率:38.7%)得た。尚、このものは5-ブロモ-2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b][1,4]ジオキシン-2-イル)メタノールを4%含んでいた。H-NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:2.01(1H,bs),3.87(1H,dd,J=4.9,12.2Hz),3.94(1H,dd,J=4.4,12.2Hz),4.11(1H,dd,J=7.9,11.8Hz),4.25(1H,dd,J=2.3,11.8Hz),4.27~4.32(1H,m),6.35(1H,s).
実施例-1
4-[(7-ブロモ-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピルの合成
Ethyl 2-hydroxymethyl-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-5-carboxylate (4.01 g, 16.5 mmol) synthesized by the method of Reference Example-1 was placed in an argon atmosphere. The mixture was dissolved in 75 mL of THF, and N-bromosuccinimide (3.27 g, 18.3 mmol) was added thereto, followed by stirring at 0° C. for 3 hours. The reaction solution was diluted with ethyl acetate and washed with water, and the organic layer was dried over magnesium sulfate and concentrated. By purifying this with silica gel column chromatography (developing solution: 1% TEA solution of hexane/ethyl acetate = 3/1), a colorless liquid of 7-bromo-2-hydroxymethyl-2,3-dihydrothieno[3, Ethyl 4-b][1,4]dioxin-5-carboxylate (this one is 7-bromo-3-hydroxymethyl-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin- 4.48 g (yield: 83.0%) of ethyl 5-carboxylate (presumed to contain ethyl 5-carboxylate as an impurity) was obtained. 1H -NMR (400MHz, CDCl 3 , ppm), δ: 1.34 (3H, t, J = 7.1Hz), 3.85 to 4.00 (2H, m), 4.25 (1H, dd , J=8.1, 11.3Hz), 4.28-4.35 (1H, m), 4.31 (2H, q, J=7.1Hz), 4.46 (1H, dd, J= 1.7, 11.3Hz).
Ethyl 7-bromo-2-hydroxymethyl-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-5-carboxylate (4.48 g, 13.9 mmol) synthesized above was added under an argon atmosphere. , was dissolved in 14 mL of ethanol, 14 mL of an aqueous solution of sodium hydroxide (8.36 g, 209 mmol) was added thereto, and the mixture was stirred at 80° C. for 2 hours. After concentrating the reaction solution to about half, it was acidified with 12N hydrochloric acid while cooling in an ice bath, and the formed precipitate was collected by filtration and dried to obtain 7-bromo-2-hydroxymethyl-2,3- as a colorless solid. Dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-5-carboxylic acid (this one is 7-bromo-3-hydroxymethyl-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4 ] 4.04 g (yield: 98.6%) of dioxin-5-carboxylic acid was obtained. 1H -NMR (400MHz, DMSO-d 6 , ppm), δ: 3.65 (2H, m), 4.13 (1H, dd, J = 7.7, 11.8Hz), 4.27 (1H , m), 4.43 (1H, dd, J=2.1, 11.8Hz), 5.20 (1H, t, J=5.4Hz).
7-bromo-2-hydroxymethyl-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-5-carboxylic acid (4.04 g, 13.7 mmol) synthesized above and copper (II oxide) ) (218 mg, 2.74 mmol) was dissolved in 50 mL of DMF under an argon atmosphere and stirred at reflux temperature for 6 hours. DMF was distilled off, and the residue was dissolved in chloroform and washed with water. The organic layer was dehydrated with magnesium sulfate, concentrated, and purified by silica gel column chromatography (developing solution: 1% TEA solution in hexane/ethyl acetate = 3/1) to obtain 7-bromo-2,3 as a colorless liquid. 1.33 g (yield: 38.7%) of -dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methanol was obtained. This product contained 4% of 5-bromo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methanol. 1H -NMR (400MHz, CDCl 3 , ppm), δ: 2.01 (1H, bs), 3.87 (1H, dd, J = 4.9, 12.2Hz), 3.94 (1H, dd , J=4.4, 12.2Hz), 4.11 (1H, dd, J=7.9, 11.8Hz), 4.25 (1H, dd, J=2.3, 11.8Hz), 4.27-4.32 (1H, m), 6.35 (1H, s).
Example-1
Synthesis of 2,2-dimethylpropyl 4-[(7-bromo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2-sulfonate

アルゴン雰囲気下、水素化ナトリウム(55%)215mg(118mg,4.88mmol)をヘキサンで洗浄し、真空で乾燥後、TEA 120μLを含むTHF溶液 4mLに懸濁し、これに参考例-2の方法で合成した7-ブロモ-2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b][1,4]ジオキシン-2-イル)メタノール(1.11g,4.42mmol)とTEA 120μLを含むTHF溶液 4mLをゆっくりと滴下し、氷浴下で15分間撹拌した後、室温で1時間撹拌した。その後再び氷浴下とし、2,4-ブタンスルトン(470μL,4.52mmol)のTHF(4mL)溶液をゆっくりと滴下し、室温で2時間撹拌した。反応後、THFを減圧下で留去し、褐色粘性固体の4-[(7-ブロモ-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]ブタン-2-スルホン酸ナトリウムを得た。これは特に精製を行うことなく、次の反応に用いた。H-NMR(400MHz,DO,ppm),δ:1.14(3H,d,J=6.9Hz),1.52(1H,m),2.08(1H,m),2.83(1H,m),3.51~3.71(4H,m),3.99(1H,dd,J=6.3,12.1Hz),4.15(1H,dd,J=1.8,12.1Hz),4.36(1H,m),4.62(1H,s).
上記で合成した4-[(7-ブロモ-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]ブタン-2-スルホン酸ナトリウムをアルゴン下、THF/クロロホルム(=1/1体積比)の混合溶媒 12mLに溶解し、DMFを5滴加えて氷浴で冷やした。ここへ二塩化オキサリル 380μL(4.65mmol)をゆっくりと加え、1時間撹拌した。反応溶液を濃縮し、4-[(7-ブロモ-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]ブタン-2-スルホン酸クロリドを得た。H-NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:1.64(3H,d,J=6.7Hz),1.93(1H,m),2.55(1H,m),3.62~3.80(4H,m),3.86(1H,m),4.06(1H,m),4.22(1H,dd,J=2.3,11.8Hz),4.33~4.39(1H,m),6.35(1H,s).
アルゴン雰囲気下、2,2-ジメチル-1-プロパノール 474mg(5.38mmol)及びTEA 930μL(6.67mmol)をクロロホルム 18mLに溶解し、これに上記で合成したスルホン酸クロリドのクロロホルム溶液 18mLをゆっくりと滴下し、氷浴下、2時間撹拌した。反応溶液を水で洗浄し、有機層を硫酸マグネシウムで脱水後、濃縮した。これをシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開液:ヘキサン/酢酸エチル=3/1のTEA 1%溶液)で精製することにより、無色液体の4-[(7-ブロモ-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピルを1.33g(収率:65.7%)得た。H-NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:0.99(9H,s),1.45(3H,d,J=6.9Hz),1.82(1H,m),2.37(1H,m),3.38(1H,m),3.60~3.79(4H,m),3.88(2H,s),4.05(1H,m),4.22(1H,dd,J=2.3,11.8Hz),4.35(1H,m),6.41(1H,s).
実施例-2
4-[(7-ブロモ-5-ヨード-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピルの合成
Under an argon atmosphere, 215 mg (118 mg, 4.88 mmol) of sodium hydride (55%) was washed with hexane, dried in vacuum, suspended in 4 mL of THF solution containing 120 μL of TEA, and added to it by the method of Reference Example-2. Slowly add 4 mL of a THF solution containing synthesized 7-bromo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methanol (1.11 g, 4.42 mmol) and 120 μL of TEA. The mixture was added dropwise, stirred for 15 minutes in an ice bath, and then stirred at room temperature for 1 hour. Thereafter, the mixture was placed in an ice bath again, and a solution of 2,4-butanesultone (470 μL, 4.52 mmol) in THF (4 mL) was slowly added dropwise, followed by stirring at room temperature for 2 hours. After the reaction, THF was distilled off under reduced pressure to obtain a brown viscous solid of 4-[(7-bromo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane. Sodium -2-sulfonate was obtained. This was used in the next reaction without any particular purification. 1 H-NMR (400 MHz, D 2 O, ppm), δ: 1.14 (3 H, d, J = 6.9 Hz), 1.52 (1 H, m), 2.08 (1 H, m), 2 .83 (1H, m), 3.51 to 3.71 (4H, m), 3.99 (1H, dd, J = 6.3, 12.1Hz), 4.15 (1H, dd, J = 1.8, 12.1Hz), 4.36 (1H, m), 4.62 (1H, s).
The sodium 4-[(7-bromo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2-sulfonate synthesized above was dissolved in THF/ It was dissolved in 12 mL of a mixed solvent of chloroform (=1/1 volume ratio), 5 drops of DMF were added, and the mixture was cooled in an ice bath. 380 μL (4.65 mmol) of oxalyl dichloride was slowly added thereto, and the mixture was stirred for 1 hour. The reaction solution was concentrated to obtain 4-[(7-bromo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2-sulfonic acid chloride. 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 , ppm), δ: 1.64 (3H, d, J=6.7Hz), 1.93 (1H, m), 2.55 (1H, m), 3. 62-3.80 (4H, m), 3.86 (1H, m), 4.06 (1H, m), 4.22 (1H, dd, J=2.3, 11.8Hz), 4. 33-4.39 (1H, m), 6.35 (1H, s).
Under an argon atmosphere, 474 mg (5.38 mmol) of 2,2-dimethyl-1-propanol and 930 μL (6.67 mmol) of TEA were dissolved in 18 mL of chloroform, and 18 mL of the chloroform solution of the sulfonic acid chloride synthesized above was slowly added thereto. The mixture was added dropwise and stirred in an ice bath for 2 hours. The reaction solution was washed with water, and the organic layer was dried over magnesium sulfate and then concentrated. This was purified by silica gel column chromatography (developing solution: 1% TEA solution in hexane/ethyl acetate = 3/1), resulting in a colorless liquid of 4-[(7-bromo-2,3-dihydrothieno[3,4 1.33 g (yield: 65.7%) of 2,2-dimethylpropyl-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2-sulfonate was obtained. 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 , ppm), δ: 0.99 (9H, s), 1.45 (3H, d, J=6.9Hz), 1.82 (1H, m), 2. 37 (1H, m), 3.38 (1H, m), 3.60 to 3.79 (4H, m), 3.88 (2H, s), 4.05 (1H, m), 4.22 (1H, dd, J=2.3, 11.8Hz), 4.35 (1H, m), 6.41 (1H, s).
Example-2
2,2-dimethylpropyl 4-[(7-bromo-5-iodo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2-sulfonate synthesis

実施例-1の方法で合成した4-[(7-ブロモ-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピル(1.37g,3.00mmol)をアルゴン雰囲気下、THF 15mLに溶解し、氷浴下、これにN-ヨードスクシンイミド(709mg,3.15mmol)及び酢酸 2.5mLを加え、室温で2時間撹拌した。反応溶液を酢酸エチルで希釈し水で洗浄後、有機層を硫酸マクネシウムで脱水した。濃縮後、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開液:ヘキサン/酢酸エチル=3/1のTEA 1%溶液)で精製することにより、無色液体の4-[(7-ブロモ-5-ヨード-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピルを1.35g(収率:77.2%)得た。H-NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:0.99(9H,s),1.46(3H,d,J=6.9Hz),1.82(1H,m),2.37(1H,m),3.38(1H,m),3.61~3.78(4H,m),3.88(2H,s),4.11(1H,m),4.24~4.37(2H,m).
実施例-3
酢酸パラジウムの配位子としてPPhを用いた4-[(7-ブロモ-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピルのC-H直接アリール化重合
4-[(7-bromo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2-sulfonic acid 2, synthesized by the method of Example-1. 2-Dimethylpropyl (1.37 g, 3.00 mmol) was dissolved in 15 mL of THF under an argon atmosphere, and N-iodosuccinimide (709 mg, 3.15 mmol) and acetic acid 2.5 mL were added thereto under an ice bath, and the mixture was heated to room temperature. The mixture was stirred for 2 hours. After diluting the reaction solution with ethyl acetate and washing with water, the organic layer was dehydrated with magnesium sulfate. After concentration, the residue was purified by silica gel column chromatography (developing solution: 1% TEA solution of hexane/ethyl acetate = 3/1) to obtain colorless liquid 4-[(7-bromo-5-iodo-2, 1.35 g (yield: 77.2%) of 2,2-dimethylpropyl 3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2-sulfonate was obtained. . 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 , ppm), δ: 0.99 (9H, s), 1.46 (3H, d, J=6.9Hz), 1.82 (1H, m), 2. 37 (1H, m), 3.38 (1H, m), 3.61 to 3.78 (4H, m), 3.88 (2H, s), 4.11 (1H, m), 4.24 ~4.37 (2H, m).
Example-3
4-[(7-bromo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2-sulfone using PPh 3 as a ligand for palladium acetate C-H direct arylation polymerization of 2,2-dimethylpropyl acid

アルゴン雰囲気下、実施例-1の方法で合成した4-[(7-ブロモ-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピル(664mg,1.45mmol)をDMF 1.5mLに溶解し、酢酸パラジウム(富士フィルム和光純薬製,65.2mg,0.290mmol)、トリフェニルホスフィン(153mg,0.582mmol)及び炭酸セシウム(473mg,1.45mmol)を加え、100℃で48時間撹拌した。反応溶液を過剰量のメタノール/水(=1/1(v/v))混合溶媒に投入して生成した沈殿を濾取して黒色粉末を332mg得た。 4-[(7-bromo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2- synthesized by the method of Example-1 under an argon atmosphere. 2,2-dimethylpropyl sulfonate (664 mg, 1.45 mmol) was dissolved in 1.5 mL of DMF, and palladium acetate (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 65.2 mg, 0.290 mmol) and triphenylphosphine (153 mg, 0.0 .582 mmol) and cesium carbonate (473 mg, 1.45 mmol) were added, and the mixture was stirred at 100°C for 48 hours. The reaction solution was poured into an excess amount of methanol/water (=1/1 (v/v)) mixed solvent, and the generated precipitate was collected by filtration to obtain 332 mg of black powder.

アルゴン雰囲気下、上記で得られた黒色粉末(204mg)をエタノール 2mLに懸濁し、これにヒドラジン一水和物 2mLを加え、室温で24時間撹拌した。沈殿を濾取してエタノールで洗浄した。黒色粉末の頭-尾結合型ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)誘導体を184mg得た。SEC測定の結果、数平均分子量(Mn)は7,750、重量平均分子量(Mw)は13,600であった。 Under an argon atmosphere, the black powder (204 mg) obtained above was suspended in 2 mL of ethanol, 2 mL of hydrazine monohydrate was added thereto, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours. The precipitate was collected by filtration and washed with ethanol. 184 mg of a black powdered head-to-tail poly(3,4-ethylenedioxythiophene) derivative was obtained. As a result of SEC measurement, the number average molecular weight (Mn) was 7,750 and the weight average molecular weight (Mw) was 13,600.

実施例-4
スルホン酸エステルの加水分解による、頭-尾結合規則性を有する自己ドープ型ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)誘導体の合成
Example-4
Synthesis of self-doped poly(3,4-ethylenedioxythiophene) derivatives with head-to-tail bond regularity by hydrolysis of sulfonic acid esters

アルゴン雰囲気下、実施例-3の方法で合成した頭-尾結合型ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)誘導体(154mg)を脱気した2-ブタノン 10mLに懸濁し、臭化リチウム(693mg,7.98mmol)を加え、90℃で4日間撹拌した。生成した沈殿を濾取して、アセトンで洗浄することにより、黒色粉末状の頭-尾結合規則性を有する自己ドープ型ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)誘導体を152mg得た。 Under an argon atmosphere, the head-to-tail poly(3,4-ethylenedioxythiophene) derivative (154 mg) synthesized by the method of Example 3 was suspended in 10 mL of degassed 2-butanone, and lithium bromide (693 mg) was suspended in 10 mL of degassed 2-butanone. , 7.98 mmol) and stirred at 90°C for 4 days. The generated precipitate was collected by filtration and washed with acetone to obtain 152 mg of a self-doped poly(3,4-ethylenedioxythiophene) derivative having head-to-tail bond regularity in the form of a black powder.

実施例-5
酢酸パラジウムの配位子としてP(o-Tol)を用いた4-[(7-ブロモ-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピルのC-H直接アリール化重合
Example-5
4-[(7-bromo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy] using P(o-Tol) 3 as a ligand for palladium acetate C-H direct arylation polymerization of 2,2-dimethylpropyl butane-2-sulfonate

アルゴン雰囲気下、実施例-1の方法で合成した4-[(7-ブロモ-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピル(665mg,1.45mmol)をDMF 1.5mLに溶解し、酢酸パラジウム(65.5mg,0.292mmol)、トリ(o-トリル)ホスフィン(178mg,0.585mmol)及び炭酸セシウム 473mg(1.45mmol)を加え、100℃で48時間撹拌した。反応溶液を過剰量のメタノール/水(=1/1(v/v))混合溶媒に投入して生成した沈殿を濾取し、黒色固体の頭-尾結合型ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)誘導体を332mg得た。SEC測定の結果、Mnは9,380、Mwは16,400であった。 4-[(7-bromo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2- synthesized by the method of Example-1 under an argon atmosphere. Dissolve 2,2-dimethylpropyl sulfonate (665 mg, 1.45 mmol) in 1.5 mL of DMF, palladium acetate (65.5 mg, 0.292 mmol), tri(o-tolyl)phosphine (178 mg, 0.585 mmol) and 473 mg (1.45 mmol) of cesium carbonate were added thereto, and the mixture was stirred at 100°C for 48 hours. The reaction solution was poured into an excess amount of methanol/water (=1/1 (v/v)) mixed solvent, the resulting precipitate was collected by filtration, and a black solid head-to-tail bond type poly(3,4-ethylene diethylene chloride) was obtained. 332 mg of oxythiophene) derivative was obtained. As a result of SEC measurement, Mn was 9,380 and Mw was 16,400.

実施例-6
酢酸パラジウムの配位子としてP(2-MeOPh)を用いた4-[(7-ブロモ-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピルのC-H直接アリール化重合(HT-PEDOT(2)-1)
Example-6
4 -[(7-bromo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy] using P(2-MeOPh) as a ligand for palladium acetate C-H direct arylation polymerization of 2,2-dimethylpropyl butane-2-sulfonate (HT-PEDOT(2)-1)

アルゴン雰囲気下、実施例-1の方法で合成した4-[(7-ブロモ-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピル(637mg,1.39mmol)をDMF 1.5mLに溶解し、酢酸パラジウム(64.2mg,0.286mmol)、トリス(2-メトキシフェニル)ホスフィン(197mg,0.559mmol)及び炭酸セシウム(453mg,1.39mmol)を加え、100℃で48時間撹拌した。反応溶液を過剰量のメタノール/水(=1/1(v/v))混合溶媒に投入して生成した沈殿を濾取して黒色固体の頭-尾結合型ポリ(4-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b][1,4]ジオキシン-2-イル)メトキシ]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピル)(HT-PEDOT(2)-1)を582mg得た。 4-[(7-bromo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2- synthesized by the method of Example-1 under an argon atmosphere. Dissolve 2,2-dimethylpropyl sulfonate (637 mg, 1.39 mmol) in 1.5 mL of DMF, and add palladium acetate (64.2 mg, 0.286 mmol) and tris(2-methoxyphenyl)phosphine (197 mg, 0.559 mmol). ) and cesium carbonate (453 mg, 1.39 mmol) were added, and the mixture was stirred at 100°C for 48 hours. The reaction solution was poured into an excess amount of methanol/water (=1/1 (v/v)) mixed solvent, the resulting precipitate was collected by filtration, and a black solid head-to-tail poly(4-[(2, 582 mg of 3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2-sulfonic acid (2,2-dimethylpropyl) (HT-PEDOT(2)-1) was obtained. .

アルゴン雰囲気下、HT-PEDOT(2)-1(200mg)をエタノール 2mLに懸濁し、これにヒドラジン一水和物 2mLを加え、室温で24時間撹拌した。反応溶液にエタノール 200mLを加えた後、沈殿を濾取してエタノールで洗浄した。黒色粉末(脱ドープ処理したHT-PEDOT(2)-1)を142mg得た。SEC測定の結果、Mnは20,100、Mwは42,900であった。 HT-PEDOT (2)-1 (200 mg) was suspended in 2 mL of ethanol under an argon atmosphere, 2 mL of hydrazine monohydrate was added thereto, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours. After adding 200 mL of ethanol to the reaction solution, the precipitate was collected by filtration and washed with ethanol. 142 mg of black powder (dedoped HT-PEDOT (2)-1) was obtained. As a result of SEC measurement, Mn was 20,100 and Mw was 42,900.

実施例-7
HT-PEDOT(3)-1(Li塩体)の合成
Example-7
Synthesis of HT-PEDOT(3)-1 (Li + salt form)

アルゴン雰囲気下、実施例-6の方法で合成した脱ドープ処理したHT-PEDOT(2)-1(137mg)を脱気した2-ブタノン 10mLに懸濁し、臭化リチウム(925mg,10.7mmol)を加えて、90℃で4日間撹拌した。沈殿を濾取し、2-ブタノンで洗浄することにより、黒色粉末状のHT-PEDOT(3)-1(Li塩体)を115mg得た。 Under an argon atmosphere, dedoped HT-PEDOT (2)-1 (137 mg) synthesized by the method of Example 6 was suspended in 10 mL of degassed 2-butanone, and lithium bromide (925 mg, 10.7 mmol) was suspended in 10 mL of degassed 2-butanone. was added and stirred at 90°C for 4 days. The precipitate was collected by filtration and washed with 2-butanone to obtain 115 mg of black powder HT-PEDOT(3)-1 (Li + salt).

実施例-8
ヘルマン触媒の配位子としてP(2-MeOPh)を用いた4-[(7-ブロモ-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピルのC-H直接アリール化重合(HT-PEDOT(2)-2)
Example-8
4 -[(7-bromo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy] using P(2-MeOPh) as a ligand for Hermann catalyst C-H direct arylation polymerization of 2,2-dimethylpropyl butane-2-sulfonate (HT-PEDOT(2)-2)

アルゴン雰囲気下、実施例-1の方法で合成した4-[(7-ブロモ-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピル(519mg,1.13mmol)をDMAc 1.5mLに溶解し、ヘルマン触媒(シグマ-アルドリッチ製,112mg,0.115mmol)、トリス(2-メトキシフェニル)ホスフィン(80.0mg,0.227mmol)及び炭酸セシウム(370mg,1.14mmol)を加え、100℃で48時間撹拌した。反応溶液をメタノール/水(=1/1(v/v))混合溶媒に投入して生成した沈殿を濾取して、黒色固体の頭-尾結合型ポリ(4-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b][1,4]ジオキシン-2-イル)メトキシ]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピル)(HT-PEDOT(2)-2)を518mg得た。 4-[(7-bromo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2- synthesized by the method of Example-1 under an argon atmosphere. 2,2-dimethylpropyl sulfonate (519 mg, 1.13 mmol) was dissolved in 1.5 mL of DMAc, and Hermann's catalyst (Sigma-Aldrich, 112 mg, 0.115 mmol) and tris(2-methoxyphenyl)phosphine (80 mg, 1.13 mmol) were dissolved in 1.5 mL of DMAc. 0 mg, 0.227 mmol) and cesium carbonate (370 mg, 1.14 mmol) were added, and the mixture was stirred at 100°C for 48 hours. The reaction solution was poured into a methanol/water (=1/1 (v/v)) mixed solvent, the resulting precipitate was collected by filtration, and a black solid head-to-tail poly(4-[(2,3- 518 mg of dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2-sulfonic acid (2,2-dimethylpropyl) (HT-PEDOT(2)-2) was obtained.

アルゴン雰囲気下、上記で得られたHT-PEDOT(2)-2(502mg)をエタノール 5mLに懸濁し、これにヒドラジン一水和物 5mLを加え、室温で24時間撹拌した。反応溶液にエタノール 200mLを加えた後、沈殿を濾取してエタノールで洗浄した。黒色粉末(脱ドープ処理したHT-PEDOT(2)-2)を399mg得た。SEC測定の結果、Mnは38,100、Mwは95,200であった。 Under an argon atmosphere, HT-PEDOT (2)-2 (502 mg) obtained above was suspended in 5 mL of ethanol, 5 mL of hydrazine monohydrate was added thereto, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours. After adding 200 mL of ethanol to the reaction solution, the precipitate was collected by filtration and washed with ethanol. 399 mg of black powder (dedoped HT-PEDOT (2)-2) was obtained. As a result of SEC measurement, Mn was 38,100 and Mw was 95,200.

実施例-9
HT-PEDOT(3)-2(Li塩体)の合成
Example-9
Synthesis of HT-PEDOT(3)-2 (Li + salt form)

アルゴン雰囲気下、実施例-8の方法で合成した脱ドープ処理したHT-PEDOT(2)-2(203mg)を脱気した2-ブタノン 13mLに懸濁し、臭化リチウム(928mg,10.7mmol)を加え、90℃で4日間撹拌した。反応後、生成した沈殿を回収し、アセトンで洗浄することにより、HT-PEDOT(3)-2(Li塩)を182mg得た。 Under an argon atmosphere, dedoped HT-PEDOT (2)-2 (203 mg) synthesized by the method of Example 8 was suspended in 13 mL of degassed 2-butanone, and lithium bromide (928 mg, 10.7 mmol) was suspended in 13 mL of degassed 2-butanone. was added and stirred at 90°C for 4 days. After the reaction, the generated precipitate was collected and washed with acetone to obtain 182 mg of HT-PEDOT(3)-2 (Li salt).

実施例-10
4-[(7-ブロモ-5-ヨード-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピルのGRIM重合(HT-PEDOT(2)-3)
Example-10
2,2-dimethylpropyl 4-[(7-bromo-5-iodo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2-sulfonate GRIM polymerization (HT-PEDOT(2)-3)

アルゴン雰囲気下、実施例-2の方法で合成した4-[(7-ブロモ-5-ヨード-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピル(413mg,708μmol)をTHF 1.4mLに溶解し、これに2M tert-ブチルマグネシウムクロリド-ジエチルエーテル溶液(355μL,710μmol)を加え、氷浴下で30分間撹拌した。更に室温で1時間撹拌した後、[1,3-ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン]ニッケル(II)ジクロリド(Ni(dppp)Cl)(4.00mg,7.08μmol)を加え、50℃で24時間撹拌した。反応溶液をメタノールに投入して生成した沈殿を濾取し、黒色粉末を得た。 4-[(7-bromo-5-iodo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy] synthesized by the method of Example-2 under argon atmosphere 2,2-dimethylpropyl butane-2-sulfonate (413 mg, 708 μmol) was dissolved in 1.4 mL of THF, 2M tert-butylmagnesium chloride-diethyl ether solution (355 μL, 710 μmol) was added, and the solution was dissolved in an ice bath. Stir for 30 minutes. After further stirring at room temperature for 1 hour, [1,3-bis(diphenylphosphino)propane]nickel(II) dichloride (Ni(dppp)Cl 2 ) (4.00 mg, 7.08 μmol) was added, and the mixture was heated at 50°C. Stirred for 24 hours. The reaction solution was poured into methanol, and the generated precipitate was collected by filtration to obtain a black powder.

アルゴン雰囲気下、上記で得られた黒色粉末をエタノール 2mLに懸濁し、これにヒドラジン一水和物 2mLを加え、室温で24時間撹拌した。反応溶液に水を加え、生成した沈殿を濾取することにより、脱ドープ処理した頭-尾結合型ポリ(4-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b][1,4]ジオキシン-2-イル)メトキシ]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピル)(HT-PEDOT(2)-3)を140mg得た。SEC測定の結果、Mnは21,600、Mwは42,300であった。 The black powder obtained above was suspended in 2 mL of ethanol under an argon atmosphere, 2 mL of hydrazine monohydrate was added thereto, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours. By adding water to the reaction solution and collecting the generated precipitate by filtration, dedoped head-to-tail poly(4-[(2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin 140 mg of 2,2-dimethylpropyl-2-yl)methoxy]butane-2-sulfonate (HT-PEDOT(2)-3) was obtained. As a result of SEC measurement, Mn was 21,600 and Mw was 42,300.

実施例-11
HT-PEDOT(3)-3(Li塩体)の合成
Example-11
Synthesis of HT-PEDOT(3)-3 (Li + salt form)

アルゴン雰囲気下、実施例-10の方法で合成した脱ドープ処理したHT-PEDOT(2)-3(95mg)を脱気した2-ブタノン 20mLに懸濁し、臭化リチウム(419mg,4.82mmol)を加え、90℃で4日間撹拌した。沈殿を濾取して2-ブタノンで洗浄することにより、HT-PEDOT(3)-3(Li塩)を90mg得た。 Under an argon atmosphere, dedoped HT-PEDOT (2)-3 (95 mg) synthesized by the method of Example 10 was suspended in 20 mL of degassed 2-butanone, and lithium bromide (419 mg, 4.82 mmol) was suspended in 20 mL of degassed 2-butanone. was added and stirred at 90°C for 4 days. The precipitate was collected by filtration and washed with 2-butanone to obtain 90 mg of HT-PEDOT(3)-3 (Li salt).

参考例-3
4-[(5,7-ジブロモ-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピルの合成
Reference example-3
Synthesis of 2,2-dimethylpropyl 4-[(5,7-dibromo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2-sulfonate

アルゴン雰囲気下、水素化ナトリウム(55%)(793mg,18.0mmol)をヘキサンで洗浄し、真空乾燥後、DMF 15mLを加え、これに(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b][1,4]ジオキシン-2-イル)メタノール(2.58g,15.0mmol)のDMF溶液(15mL)をゆっくりと加え、室温で15分間撹拌した。60℃まで昇温し、1時間撹拌後、1-メチル-1,3-プロパンスルトン(1.60mL,15.0mmol)のDMF溶液(15mL)をゆっくりと加え、60℃で2時間撹拌した。反応後、DMFを減圧下で留去し、褐色固体の4-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b][1,4]ジオキシン-2-イル)メトキシ]ブタン-2-スルホン酸ナトリウムを得た。H-NMR(400MHz,DO,ppm),δ:1.20(3H,d,J=6.9Hz),1.60(1H,m),2.14(1H,m),2.89(1H,m),3.56~3.73(4H,m),4.02(1H,dd,J=12.0,6.8Hz),4.21(1H,dd,J=12.0,2.3Hz),4.36(1H,m),6.43(2H,s).
次に、上記で合成した4-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b][1,4]ジオキシン-2-イル)メトキシ]ブタン-2-スルホン酸ナトリウムをアルゴン雰囲気下、THF/クロロホルム(=1/1体積比)混合溶媒(45mL)に溶解し、DMFを2滴加えた。ここへ氷浴中で二塩化オキサリル(1.47mL,18.0mmol)をゆっくりと加えて2時間撹拌した。反応溶液を濃縮し、4-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b][1,4]ジオキシン-2-イル)メトキシ]ブタン-2-スルホン酸クロリドを得た。H-NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:1.63(3H,d,J=6.8Hz),1.92(1H,m),2.55(1H,m),3.63~3.78(4H,m),3.84(1H,m),4.05(1H,ddd,J=11.7,7.2,5.8Hz),4.22(1H,dd,J=11.7,2.2Hz),4.31(1H,m),6.34(2H,s).
続いて、アルゴン雰囲気下、2,2-ジメチルプロパノール(1.59g,18.0mmol)とトリエチルアミン(3.14mL,22.5mmol)をクロロホルム 30mLに溶解し、これに上記で合成した4-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b][1,4]ジオキシン-2-イル)メトキシ]ブタン-2-スルホン酸クロリドのクロロホルム溶液(30mL)をゆっくりと滴下し、氷浴下、2時間撹拌した。有機層を水で洗浄し、硫酸マグネシウムで脱水後、濃縮した。これをシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開液:ヘキサン/酢酸エチル=3/1のTEA 1%溶液)で精製することにより、無色液体の4-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b][1,4]ジオキシン-2-イル)メトキシ]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピルを4.73g(収率:83.4%)得た。H-NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:0.99(9H,s),1.45(3H,d,J=6.9Hz),1.81(1H,m),2.37(1H,m),3.32~3.42(4H,m),3.64(1H,m),3.87(2H,s),4.05(1H,ddd,J=11.7,7.4,4.3Hz),4.22(1H,dd,J=11.7,2.2Hz),4.30(1H,m),6.33(2H,s).
アルゴン雰囲気下、上記で合成した4-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b][1,4]ジオキシン-2-イル)メトキシ]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピル(4.73g,12.5mmol)のTHF溶液(60mL)に、N-ブロモスクシンイミド(4.68g,26.3mmol)を加えて、氷浴下2時間撹拌した。酢酸エチル 100mLを加えて飽和食塩水で洗浄し、有機層を硫酸マグネシウムで脱水し、濃縮した。これをシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開液:ヘキサン/酢酸エチル=3/1のTEA 1%溶液)で精製することにより、無色液体の4-[(5,7-ジブロモ-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピルを6.39g(収率:95.3%)得た。H-NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:0.99(9H,s),1.45(3H,d,J=6.9Hz),1.82(1H,m),2.37(1H,m),3.37(1H,m),3.60~3.79(4H,m),3.88(2H,s),4.12(1H,m),4.29~4.37(2H,m).
参考例-4
4-[(5-ブロモ-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピル/4-[(7-ブロモ-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピル混合物の合成
Under an argon atmosphere, sodium hydride (55%) (793 mg, 18.0 mmol) was washed with hexane, dried in vacuo, and 15 mL of DMF was added. ,4]dioxin-2-yl)methanol (2.58 g, 15.0 mmol) in DMF (15 mL) was slowly added, and the mixture was stirred at room temperature for 15 minutes. The temperature was raised to 60°C, and after stirring for 1 hour, a DMF solution (15 mL) of 1-methyl-1,3-propane sultone (1.60 mL, 15.0 mmol) was slowly added, and the mixture was stirred at 60°C for 2 hours. After the reaction, DMF was distilled off under reduced pressure to obtain a brown solid of 4-[(2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2-sulfonic acid. Obtained sodium. 1 H-NMR (400 MHz, D 2 O, ppm), δ: 1.20 (3 H, d, J = 6.9 Hz), 1.60 (1 H, m), 2.14 (1 H, m), 2 .89 (1H, m), 3.56 to 3.73 (4H, m), 4.02 (1H, dd, J = 12.0, 6.8Hz), 4.21 (1H, dd, J = 12.0, 2.3Hz), 4.36 (1H, m), 6.43 (2H, s).
Next, sodium 4-[(2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2-sulfonate synthesized above was added to THF/sulfonate under an argon atmosphere. It was dissolved in chloroform (=1/1 volume ratio) mixed solvent (45 mL), and 2 drops of DMF were added. Oxalyl dichloride (1.47 mL, 18.0 mmol) was slowly added to the mixture in an ice bath, and the mixture was stirred for 2 hours. The reaction solution was concentrated to obtain 4-[(2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2-sulfonic acid chloride. 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 , ppm), δ: 1.63 (3H, d, J=6.8Hz), 1.92 (1H, m), 2.55 (1H, m), 3. 63-3.78 (4H, m), 3.84 (1H, m), 4.05 (1H, ddd, J = 11.7, 7.2, 5.8Hz), 4.22 (1H, dd , J=11.7, 2.2Hz), 4.31 (1H, m), 6.34 (2H, s).
Subsequently, under an argon atmosphere, 2,2-dimethylpropanol (1.59 g, 18.0 mmol) and triethylamine (3.14 mL, 22.5 mmol) were dissolved in 30 mL of chloroform, and the above-synthesized 4-[( A chloroform solution (30 mL) of 2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2-sulfonic acid chloride was slowly added dropwise in an ice bath for 2 hours. Stirred. The organic layer was washed with water, dried over magnesium sulfate, and then concentrated. This was purified by silica gel column chromatography (developing solution: 1% TEA solution of hexane/ethyl acetate = 3/1) to obtain a colorless liquid 4-[(2,3-dihydrothieno[3,4-b][ 4.73 g (yield: 83.4%) of 2,2-dimethylpropyl 1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2-sulfonate was obtained. 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 , ppm), δ: 0.99 (9H, s), 1.45 (3H, d, J=6.9Hz), 1.81 (1H, m), 2. 37 (1H, m), 3.32-3.42 (4H, m), 3.64 (1H, m), 3.87 (2H, s), 4.05 (1H, ddd, J=11. 7, 7.4, 4.3Hz), 4.22 (1H, dd, J=11.7, 2.2Hz), 4.30 (1H, m), 6.33 (2H, s).
Under an argon atmosphere, 2,2-dimethylpropyl 4-[(2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2-sulfonate (2,2-dimethylpropyl) synthesized above N-bromosuccinimide (4.68 g, 26.3 mmol) was added to a THF solution (60 mL) of N-bromosuccinimide (4.73 g, 12.5 mmol), and the mixture was stirred in an ice bath for 2 hours. 100 mL of ethyl acetate was added, and the mixture was washed with saturated brine, and the organic layer was dried over magnesium sulfate and concentrated. This was purified by silica gel column chromatography (developing solution: 1% TEA solution of hexane/ethyl acetate = 3/1), and a colorless liquid 4-[(5,7-dibromo-2,3-dihydrothieno[3 ,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2-sulfonic acid 2,2-dimethylpropyl was obtained in an amount of 6.39 g (yield: 95.3%). 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 , ppm), δ: 0.99 (9H, s), 1.45 (3H, d, J=6.9Hz), 1.82 (1H, m), 2. 37 (1H, m), 3.37 (1H, m), 3.60 to 3.79 (4H, m), 3.88 (2H, s), 4.12 (1H, m), 4.29 ~4.37 (2H, m).
Reference example-4
4-[(5-bromo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2-sulfonic acid 2,2-dimethylpropyl/4-[( Synthesis of 2,2-dimethylpropyl 7-bromo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2-sulfonic acid mixture

アルゴン雰囲気下、参考例-3の方法で合成した4-[(5,7-ジブロモ-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピル(1.94mg,3.62mmol)をTHF 4mLに溶解し、これに2M tert-ブチルマグネシウムクロリド-ジエチルエーテル溶液(2.0mL,4.0mmol)を加え、室温で2時間撹拌した。その後、水を加え、室温で12時間撹拌後、反応溶液を酢酸エチルで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで脱水及び濃縮した。これをシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開液:ヘキサン/酢酸エチル=3/1のTEA 1%溶液)で精製することにより、無色液体の4-[(5-ブロモ-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピル/4-[(7-ブロモ-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピルの50/50(%)混合物を1.33g(収率:80.3%)得た。 4-[(5,7-dibromo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane synthesized by the method of Reference Example-3 under an argon atmosphere. 2,2-dimethylpropyl 2-sulfonate (1.94 mg, 3.62 mmol) was dissolved in 4 mL of THF, and a 2M tert-butylmagnesium chloride-diethyl ether solution (2.0 mL, 4.0 mmol) was added thereto. Stirred at room temperature for 2 hours. Thereafter, water was added, and after stirring at room temperature for 12 hours, the reaction solution was extracted with ethyl acetate, and the organic layer was dried over magnesium sulfate and concentrated. This was purified by silica gel column chromatography (developing solution: 1% TEA solution in hexane/ethyl acetate = 3/1), resulting in a colorless liquid of 4-[(5-bromo-2,3-dihydrothieno[3,4 -b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2-sulfonic acid 2,2-dimethylpropyl/4-[(7-bromo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][ 1.33 g (yield: 80.3%) of a 50/50 (%) mixture of 2,2-dimethylpropyl 1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2-sulfonate was obtained.

参考例-5
4-[(5-ブロモ-7-ヨード-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピル/4-[(7-ブロモ-5-ヨード-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピル混合物の合成
Reference example-5
2,2-dimethylpropyl 4-[(5-bromo-7-iodo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2-sulfonate/ 2,2-dimethylpropyl 4-[(7-bromo-5-iodo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2-sulfonic acid mixture synthesis of

参考例-4の方法で合成した4-[(5-ブロモ-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピル/4-[(7-ブロモ-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピルの50/50(%)混合物(3.24g,7.09mmol)をアルゴン雰囲気下、THF 38mLに溶解し、氷浴下、これにN-ヨードスクシンイミド(1.68g,7.46mmol)及び酢酸 6mLを加え、室温で2時間撹拌した。反応溶液を酢酸エチルで希釈し水で洗浄後、有機層を硫酸マクネシウムで脱水した。濃縮後、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開液:ヘキサン/酢酸エチル=3/1のTEA 1%溶液)で精製することにより、無色液体の4-[(5-ブロモ-7-ヨード-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピル/4-[(7-ブロモ-5-ヨード-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピルの50/50(%)混合物を4.73g(収率:66.7%)得た。 4-[(5-bromo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2-sulfonic acid 2, synthesized by the method of Reference Example-4. 2-dimethylpropyl/2,2-dimethylpropyl 4-[(7-bromo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2-sulfonate A 50/50 (%) mixture of (3.24 g, 7.09 mmol) was dissolved in 38 mL of THF under an argon atmosphere, and to this was added N-iodosuccinimide (1.68 g, 7.46 mmol) and 6 mL of acetic acid under an ice bath. was added and stirred at room temperature for 2 hours. After diluting the reaction solution with ethyl acetate and washing with water, the organic layer was dehydrated with magnesium sulfate. After concentration, the residue was purified by silica gel column chromatography (developing solution: 1% TEA solution of hexane/ethyl acetate = 3/1) to obtain colorless liquid 4-[(5-bromo-7-iodo-2, 2,2-dimethylpropyl 3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2-sulfonate/4-[(7-bromo-5-iodo-2, 4.73 g (yield :66.7%).

比較例-1
先行技術文献の特許文献4を参考に行った4-[(7-ブロモ-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピルの合成検討
Comparative example-1
4-[(7-bromo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2-sulfone carried out with reference to the prior art document Patent Document 4 Synthesis study of 2,2-dimethylpropyl acid

アルゴン雰囲気下、4-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b][1,4]ジオキシン-2-イル)メトキシ]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピル(379mg,1.00mmol)をDMF 1mLに溶解し、これに氷浴下でN-ブロモスクシンイミド(160mg,0.899mmol)を加え、氷浴下で2時間撹拌した。反応溶液を酢酸エチルで希釈し水で洗浄後、有機層を硫酸マグネシウムで脱水した。これを濃縮後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開液:ヘキサン/酢酸エチル=3/1のTEA 1%溶液)で精製を試みた。無色液体を362mg得た。H-NMRスペクトルにおけるチオフェン環上の水素原子の積分値から、4-[(7-ブロモ-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピル/4-[(5-ブロモ-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピル=45/55(%)混合物であった。 Under an argon atmosphere, 2,2-dimethylpropyl 4-[(2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2-sulfonate (379 mg, 1. 00 mmol) was dissolved in 1 mL of DMF, and N-bromosuccinimide (160 mg, 0.899 mmol) was added thereto under an ice bath, followed by stirring for 2 hours under an ice bath. The reaction solution was diluted with ethyl acetate and washed with water, and then the organic layer was dehydrated with magnesium sulfate. After concentrating this, purification was attempted using silica gel column chromatography (developing solution: 1% TEA solution of hexane/ethyl acetate = 3/1). 362 mg of colorless liquid was obtained. From the integral value of the hydrogen atom on the thiophene ring in the 1 H-NMR spectrum, 4-[(7-bromo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy] 2,2-dimethylpropyl butane-2-sulfonate/4-[(5-bromo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2- It was a 45/55 (%) mixture of 2,2-dimethylpropyl sulfonate.

比較例-2
酢酸パラジウムの配位子としてP(2-MeOPh)を用いた4-[(5-ブロモ-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピル/4-[(7-ブロモ-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピルの50/50(%)混合物のC-H直接アリール化重合による、レジオランダム(R)-PEDOT(2)-1)の合成、及びスルホン酸エステルの加水分解によるR-PEDOT(3)-1(Li塩体)の合成
Comparative example-2
4 -[(5-bromo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy] using P(2-MeOPh) as a ligand for palladium acetate 2,2-dimethylpropyl butane-2-sulfonate/4-[(7-bromo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2- Synthesis of redioundum (R)-PEDOT (2)-1) by C-H direct arylation polymerization of a 50/50 (%) mixture of 2,2-dimethylpropyl sulfonate and by hydrolysis of the sulfonic acid ester Synthesis of R-PEDOT(3)-1 (Li + salt form)

アルゴン雰囲気下、参考例-4の方法で合成した4-[(5-ブロモ-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピル/4-[(7-ブロモ-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピルの50/50(%)混合物(690mg,1.51mmol)をDMF 1.5mLに溶解し、酢酸パラジウム(68.5mg,305μmol)、トリス(2-メトキシフェニル)ホスフィン(215mg,609μmol)及び炭酸セシウム(491mg,1.51mmol)を加え、100℃で48時間撹拌した。反応溶液を過剰量のメタノール/水(=1/1(v/v))混合溶媒に投入して生成した沈殿を濾取し、黒色固体のレジオランダムなポリ(4-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b][1,4]ジオキシン-2(又は3)-イル)メトキシ]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピル)(R-PEDOT(2)-1)を655mg得た。 4-[(5-bromo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2- synthesized by the method of Reference Example-4 under argon atmosphere 2,2-dimethylpropyl sulfonate/4-[(7-bromo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2-sulfonic acid 2, A 50/50 (%) mixture of 2-dimethylpropyl (690 mg, 1.51 mmol) was dissolved in 1.5 mL of DMF, palladium acetate (68.5 mg, 305 μmol), tris(2-methoxyphenyl)phosphine (215 mg, 609 μmol) ) and cesium carbonate (491 mg, 1.51 mmol) were added, and the mixture was stirred at 100°C for 48 hours. The reaction solution was poured into an excess amount of methanol/water (=1/1 (v/v)) mixed solvent, the generated precipitate was collected by filtration, and a black solid regiorandom poly(4-[(2,3- 655 mg of dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2(or 3)-yl)methoxy]butane-2-sulfonic acid 2,2-dimethylpropyl) (R-PEDOT(2)-1) Obtained.

アルゴン雰囲気下、上記で得たR-PEDOT(2)-1(302mg)をエタノール 3mLに懸濁し、これにヒドラジン一水和物 3mLを加え、室温で24時間撹拌した。反応溶液をエタノール 200mLに投入した。沈殿を濾取してエタノールで洗浄した。黒色粉末(脱ドープ処理したR-PEDOT(2)-1)を213mg得た。SEC測定の結果、Mnは16,800,Mwは34,800であった。 Under an argon atmosphere, R-PEDOT (2)-1 (302 mg) obtained above was suspended in 3 mL of ethanol, 3 mL of hydrazine monohydrate was added thereto, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours. The reaction solution was poured into 200 mL of ethanol. The precipitate was collected by filtration and washed with ethanol. 213 mg of black powder (dedoped R-PEDOT (2)-1) was obtained. As a result of SEC measurement, Mn was 16,800 and Mw was 34,800.

アルゴン雰囲気下、上記で合成した脱ドープ処理したR-PEDOT(2)-1(150mg)を脱気した2-ブタノン 10mLに懸濁し、臭化リチウム(867mg,9.98mmol)を加え、90℃で4日間撹拌した。生成した沈殿を濾取し、アセトンで洗浄することにより、黒色粉末状のR-PEDOT(3)-1(Li塩)を168mg得た。 Under an argon atmosphere, the dedoped R-PEDOT (2)-1 (150 mg) synthesized above was suspended in 10 mL of degassed 2-butanone, lithium bromide (867 mg, 9.98 mmol) was added, and the mixture was heated at 90°C. The mixture was stirred for 4 days. The generated precipitate was collected by filtration and washed with acetone to obtain 168 mg of black powder R-PEDOT(3)-1 (Li salt).

比較例-3
ヘルマン触媒の配位子としてP(2-MeOPh)を用いた4-[(5-ブロモ-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピル/4-[(7-ブロモ-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピルの50/50(%)混合物のC-H直接アリール化重合による、レジオランダムポリマー(R-PEDOT(2)-2)の合成、及びスルホン酸エステルの加水分解によるR-PEDOT(3)-2(Li塩体)の合成
Comparative example-3
4-[(5-bromo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy] using P(2-MeOPh) as a ligand for Hermann catalyst 2,2-dimethylpropyl butane-2-sulfonate/4-[(7-bromo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2- Synthesis of regiorandom polymer (R-PEDOT(2)-2) by C-H direct arylation polymerization of a 50/50 (%) mixture of 2,2-dimethylpropyl sulfonate and by hydrolysis of sulfonic acid ester Synthesis of R-PEDOT(3)-2 (Li + salt form)

アルゴン雰囲気下、参考例-4の方法で合成した4-[(5-ブロモ-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピル/4-[(7-ブロモ-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピルの50/50(%)混合物(812mg,1.78mmol)をDMAc 1.5mLに溶解し、ヘルマン触媒(172mg,177μmol)、トリス(2-メトキシフェニル)ホスフィン(125mg,384μmol)及び炭酸セシウム(579mg,1.78mmol)を加え、100℃で48時間撹拌した。反応溶液をメタノール/水(=1/1(v/v))混合溶媒に投入して生成した沈殿を濾取して、黒色固体のレジオランダムなポリ(4-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b][1,4]ジオキシン-2(又は3)-イル)メトキシ]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピル)(R-PEDOT(2)-2)を877mg得た。 4-[(5-bromo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2- synthesized by the method of Reference Example-4 under argon atmosphere 2,2-dimethylpropyl sulfonate/4-[(7-bromo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2-sulfonic acid 2, A 50/50 (%) mixture of 2-dimethylpropyl (812 mg, 1.78 mmol) was dissolved in 1.5 mL of DMAc, Hermann's catalyst (172 mg, 177 μmol), tris(2-methoxyphenyl)phosphine (125 mg, 384 μmol) and Cesium carbonate (579 mg, 1.78 mmol) was added and stirred at 100°C for 48 hours. The reaction solution was poured into a methanol/water (=1/1 (v/v)) mixed solvent, the resulting precipitate was collected by filtration, and a black solid regiorandom poly(4-[(2,3-dihydrothieno[ 877 mg of 3,4-b][1,4]dioxin-2(or 3)-yl)methoxy]butane-2-sulfonic acid 2,2-dimethylpropyl) (R-PEDOT(2)-2) was obtained. .

アルゴン雰囲気下、上記で得られたR-PEDOT(2)-2(807mg)をエタノール 8mLに懸濁し、これにヒドラジン一水和物 8mLを加え、室温で24時間撹拌した。反応溶液にエタノール 300mLを加えた後、沈殿を濾取してエタノールで洗浄した。黒色粉末(脱ドープ処理したR-PEDOT(2)-2)を604mg得た。SEC測定の結果、Mnは23,500、Mwは61,200であった。 Under an argon atmosphere, R-PEDOT (2)-2 (807 mg) obtained above was suspended in 8 mL of ethanol, 8 mL of hydrazine monohydrate was added thereto, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours. After adding 300 mL of ethanol to the reaction solution, the precipitate was collected by filtration and washed with ethanol. 604 mg of black powder (dedoped R-PEDOT (2)-2) was obtained. As a result of SEC measurement, Mn was 23,500 and Mw was 61,200.

アルゴン雰囲気下、上記で得られた脱ドープ処理したR-PEDOT(2)-2(203mg)を脱気した2-ブタノン 13mLに懸濁し、臭化リチウム(924mg,10.6mmol)を加え、90℃で4日間撹拌した。反応後、生成した沈殿を回収し、アセトンで洗浄することにより、R-PEDOT(3)-2(Li塩)を171mg得た。 Under an argon atmosphere, the dedoped R-PEDOT (2)-2 (203 mg) obtained above was suspended in 13 mL of degassed 2-butanone, lithium bromide (924 mg, 10.6 mmol) was added, Stirred at ℃ for 4 days. After the reaction, the generated precipitate was collected and washed with acetone to obtain 171 mg of R-PEDOT(3)-2 (Li salt).

比較例-4
4-[(5-ブロモ-7-ヨード-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピル/4-[(7-ブロモ-5-ヨード-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピルの50/50(%)混合物のGRIM重合(R-PEDOT(2)-3)、及びスルホン酸エステルの加水分解によるR-PEDOT(3)-3(Li塩体)の合成
Comparative example-4
2,2-dimethylpropyl 4-[(5-bromo-7-iodo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2-sulfonate/ 2,2-dimethylpropyl 4-[(7-bromo-5-iodo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy]butane-2-sulfonate GRIM polymerization of 50/50 (%) mixture (R-PEDOT(2)-3) and synthesis of R-PEDOT(3)-3 (Li + salt form) by hydrolysis of sulfonic acid ester

アルゴン雰囲気下、参考例-5の方法で合成した4-[(5-ブロモ-7-ヨード-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピル/4-[(7-ブロモ-5-ヨード-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]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピルの50/50(%)混合物(938mg,1.61mmol)をTHF 3.1mLに溶解し、これに2M tert-ブチルマグネシウムクロリド-ジエチルエーテル溶液(805μL,1.61mmol)を加え、氷浴下で30分間撹拌した。更に室温で1時間撹拌した後、Ni(dppp)Cl(8.83mg,16.2μmol)を加え、50℃で24時間撹拌した。反応溶液をメタノールに投入して生成した沈殿を濾取し、黒色粉末を得た。 4-[(5-bromo-7-iodo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy] synthesized by the method of Reference Example-5 under argon atmosphere 2,2-dimethylpropyl butane-2-sulfonate/4-[(7-bromo-5-iodo-2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy] A 50/50 (%) mixture of 2,2-dimethylpropyl butane-2-sulfonate (938 mg, 1.61 mmol) was dissolved in 3.1 mL of THF, and a 2M tert-butylmagnesium chloride diethyl ether solution (805 μL) was dissolved in 3.1 mL of THF. , 1.61 mmol) and stirred for 30 minutes in an ice bath. After further stirring at room temperature for 1 hour, Ni(dppp)Cl 2 (8.83 mg, 16.2 μmol) was added, and the mixture was stirred at 50° C. for 24 hours. The reaction solution was poured into methanol, and the generated precipitate was collected by filtration to obtain a black powder.

アルゴン雰囲気下、上記で得られた黒色粉末をエタノール 5mLに懸濁し、これにヒドラジン一水和物 5mLを加え、室温で24時間撹拌した。反応溶液に水を加え、生成した沈殿を濾取することにより、脱ドープ処理したレジオランダムなポリ(4-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b][1,4]ジオキシン-2(又は3)-イル)メトキシ]ブタン-2-スルホン酸2,2-ジメチルプロピル)(R-PEDOT(2)-3)を500mg得た。SEC測定の結果、Mnは21,300、Mwは38,500であった。 The black powder obtained above was suspended in 5 mL of ethanol under an argon atmosphere, 5 mL of hydrazine monohydrate was added thereto, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours. By adding water to the reaction solution and collecting the generated precipitate by filtration, dedoped regiorandom poly(4-[(2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-2 500 mg of 2,2-dimethylpropyl (or 3)-yl)methoxy]butane-2-sulfonate) (R-PEDOT(2)-3) was obtained. As a result of SEC measurement, Mn was 21,300 and Mw was 38,500.

アルゴン雰囲気下、上記で得た脱ドープ処理したR-PEDOT(2)-3(206mg)を脱気した2-ブタノン 14mLに懸濁し、臭化リチウム(929mg,10.7mmol)を加え、90℃で4日間撹拌した。沈殿を濾取して2-ブタノンで洗浄することにより、R-PEDOT(3)-3(Li塩体)を161mg得た。 Under an argon atmosphere, the dedoped R-PEDOT (2)-3 (206 mg) obtained above was suspended in 14 mL of degassed 2-butanone, lithium bromide (929 mg, 10.7 mmol) was added, and the mixture was heated at 90°C. The mixture was stirred for 4 days. The precipitate was collected by filtration and washed with 2-butanone to obtain 161 mg of R-PEDOT(3)-3 (Li + salt).

試験例
実施例-7、9、11、比較例-2、3、4で得られた各ポリマー(Li塩体)をそれぞれ50mg量り取り、純水 5.0mLを加えて一晩撹拌した後、20分間超音波ホモジナイザー(UH-150、20kHz)による超音波処理を行って均一に溶解した。それぞれのポリマー水溶液にカチオン交換樹脂(Lewatit MonoPlus S 100、酸型)を1.0g加え、6時間撹拌し、メンブレンフィルター(10μm)でカチオン交換樹脂を濾別した。濾液をおよそ4mL程度になるまで濃縮した。その溶液を500μLをマイクロチューブに取りここへエチレングリコール(EG)又はジエチレングリコール(DEG)を25μL加えて、10分間超音波処理した。これをパスツールピペットでガラス板上に5滴落とし、直径約1.2cmの円形状に塗布した。60℃で10分間、120℃で10分間、更にEG添加の場合は160℃で10分間/DEG添加の場合は200℃で10分間、続いて速やかに真空下で30分間乾燥し、円形状の薄膜を得た。
Test Example 50 mg of each polymer (Li salt) obtained in Examples 7, 9, 11 and Comparative Examples 2, 3, and 4 was weighed out, 5.0 mL of pure water was added, and the mixture was stirred overnight. Ultrasonic treatment was performed using an ultrasonic homogenizer (UH-150, 20 kHz) for 20 minutes to ensure uniform dissolution. 1.0 g of a cation exchange resin (Lewatit MonoPlus S 100, acid type) was added to each polymer aqueous solution, stirred for 6 hours, and the cation exchange resin was filtered out using a membrane filter (10 μm). The filtrate was concentrated to approximately 4 mL. 500 μL of the solution was placed in a microtube, 25 μL of ethylene glycol (EG) or diethylene glycol (DEG) was added thereto, and the tube was sonicated for 10 minutes. Five drops of this were dropped onto a glass plate using a Pasteur pipette and applied in a circular shape with a diameter of about 1.2 cm. Dry at 60 °C for 10 minutes, at 120 °C for 10 minutes, then at 160 °C for 10 minutes in the case of EG addition/200 °C for 10 minutes in the case of DEG addition, and then immediately dry under vacuum for 30 minutes to form a circular shape. A thin film was obtained.

得られた薄膜の膜厚は、成膜前後のガラス板の厚さをデジタルマイクロメーター(MDC-25PJ、Mitutoyo)を用いて測定し、それを差し引くことで求めた。導電率は抵抗率計(ロレスタ-GP,三菱化学)による四探針法により測定した。導電率を下表にまとめた。 The thickness of the obtained thin film was determined by measuring the thickness of the glass plate before and after film formation using a digital micrometer (MDC-25PJ, Mitutoyo), and subtracting the measured thickness. The conductivity was measured by the four-probe method using a resistivity meter (Lorestar GP, Mitsubishi Chemical). The electrical conductivity is summarized in the table below.

表中、HT-PEDOT(3)-1とR-PEDOT(3)-1、HT-PEDOT(3)-2とR-PEDOT(3)-2、及びHT-PEDOT(3)-3とR-PEDOT(3)-3はそれぞれ同じ重合法で合成した頭-尾結合(レジオレギュラー)型とレジオランダムな自己ドープ型ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)誘導体である。同じ重合法で比較すると、頭-尾結合(レジオレギュラー)型自己ドープ型ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)誘導体はレジオランダム型に比べて優れた導電性を示すことが分かる。 In the table, HT-PEDOT(3)-1 and R-PEDOT(3)-1, HT-PEDOT(3)-2 and R-PEDOT(3)-2, and HT-PEDOT(3)-3 and R -PEDOT(3) -3 are head-to-tail (regioregular) type and regiorandom self-doped poly(3,4-ethylenedioxythiophene) derivatives synthesized by the same polymerization method, respectively. When compared using the same polymerization method, it can be seen that the head-to-tail (regioregular) type self-doped poly(3,4-ethylenedioxythiophene) derivative exhibits superior conductivity compared to the regiorandom type.

Claims (14)

下記一般式(1)
(式中、aは、2又は3の整数を表す。Rは、水素原子又はメチル基を表す。Xは、塩素原子又は臭素原子を表す。Xは、水素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子から選ばれ、Xと異なる原子を表す。Zは、炭素数3~8の炭化水素基を表す。)
で示される3,4-エチレンジオキシチオフェン構造を有するスルホナート。
General formula (1) below
(In the formula, a represents an integer of 2 or 3. R represents a hydrogen atom or a methyl group. X 1 represents a chlorine atom or a bromine atom. X 2 represents a hydrogen atom, a chlorine atom, a bromine atom. and an iodine atom, and represents an atom different from X 1. Z represents a hydrocarbon group having 3 to 8 carbon atoms.)
A sulfonate having a 3,4-ethylenedioxythiophene structure.
aが2であり、尚且つRが水素原子若しくはメチル基である、又はaが3であり、尚且つRが水素原子であることを特徴とする、請求項1に記載の3,4-エチレンジオキシチオフェン構造を有するスルホナート。 3,4-ethylene according to claim 1, characterized in that a is 2 and R is a hydrogen atom or a methyl group, or a is 3 and R is a hydrogen atom A sulfonate with a dioxythiophene structure. が臭素原子であり、Xが水素原子又はヨウ素原子であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の3,4-エチレンジオキシチオフェン構造を有するスルホナート。 The sulfonate having a 3,4-ethylenedioxythiophene structure according to claim 1 or 2, wherein X 1 is a bromine atom and X 2 is a hydrogen atom or an iodine atom. 下記一般式(2’)
(式中、aは、2又は3の整数を表す。Rは、水素原子又はメチル基を表す。Z’は、炭素数3~8の炭化水素基、水素イオン、アルカリ金属イオン又は置換されていても良いアンモニウムイオンを表す。但し、Z’が、水素イオン、アルカリ金属イオン又は置換されていても良いアンモニウムイオンのとき、Z’に結合している酸素原子はマイナス電荷を有する。)
で示される繰り返し単位を少なくとも2つ以上有し、当該繰り返し単位が頭-尾結合していることを特徴とする、側鎖にスルホナート基を有する頭-尾結合型ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)誘導体。
General formula (2') below
(In the formula, a represents an integer of 2 or 3. R represents a hydrogen atom or a methyl group. Z' represents a hydrocarbon group having 3 to 8 carbon atoms, a hydrogen ion, an alkali metal ion, or a substituted (However, when Z' is a hydrogen ion, an alkali metal ion, or an optionally substituted ammonium ion, the oxygen atom bonded to Z' has a negative charge.)
A head-to-tail bond type poly(3,4-ethylene diethylene chloride) having a sulfonate group in its side chain, which has at least two or more repeating units represented by oxythiophene) derivatives.
請求項4に記載の側鎖にスルホナート基を有する頭-尾結合型ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)誘導体であって、下記一般式(2)
(式中、aは、2又は3の整数を表す。Rは、水素原子又はメチル基を表す。Zは、炭素数3~8の炭化水素基を表す。)
で示される繰り返し単位を少なくとも2つ以上有し、当該繰り返し単位が頭-尾結合していることを特徴とする、側鎖にスルホナート基を有する頭-尾結合型ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)誘導体。
The head-to-tail type poly(3,4-ethylenedioxythiophene) derivative having a sulfonate group in the side chain according to claim 4, which has the following general formula (2):
(In the formula, a represents an integer of 2 or 3. R represents a hydrogen atom or a methyl group. Z represents a hydrocarbon group having 3 to 8 carbon atoms.)
A head-to-tail bond type poly(3,4-ethylene diethylene chloride) having a sulfonate group in its side chain, which has at least two or more repeating units represented by oxythiophene) derivatives.
aが2であり、尚且つRが水素原子若しくはメチル基である、又はaが3であり、尚且つRが水素原子であることを特徴とする、請求項5に記載の側鎖にスルホナート基を有する頭-尾結合型ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)誘導体。 A sulfonate group in the side chain according to claim 5, wherein a is 2 and R is a hydrogen atom or a methyl group, or a is 3 and R is a hydrogen atom. A head-to-tail type poly(3,4-ethylenedioxythiophene) derivative having the following. 請求項4に記載の側鎖にスルホナート基を有する頭-尾結合型ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)誘導体であって、下記一般式(3)
(式中、aは、2又は3の整数を表す。Rは、水素原子又はメチル基を表す。Mは、水素イオン、アルカリ金属イオン又は置換されていても良いアンモニウムイオンを表す。)で示される繰り返し単位を少なくとも2つ以上有し、当該繰り返し単位が頭-尾結合していることを特徴とする、側鎖にスルホナート基を有する頭-尾結合型ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)誘導体。
The head-to-tail type poly(3,4-ethylenedioxythiophene) derivative having a sulfonate group in the side chain according to claim 4, which has the following general formula (3):
(In the formula, a represents an integer of 2 or 3. R represents a hydrogen atom or a methyl group. M + represents a hydrogen ion, an alkali metal ion, or an optionally substituted ammonium ion.) A head-to-tail type poly(3,4-ethylenedioxy thiophene) derivatives.
aが2であり、尚且つRが水素原子若しくはメチル基である、又はaが3であり、尚且つRが水素原子であることを特徴とする、請求項7に記載の側鎖にスルホナート基を有する頭-尾結合型ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)誘導体。 A sulfonate group in the side chain according to claim 7, wherein a is 2 and R is a hydrogen atom or a methyl group, or a is 3 and R is a hydrogen atom. A head-to-tail type poly(3,4-ethylenedioxythiophene) derivative having the following. 請求項7又は8に記載の側鎖にスルホナート基を有する頭-尾結合型ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)誘導体を含むことを特徴とする導電性ポリマー組成物。 A conductive polymer composition comprising the head-to-tail poly(3,4-ethylenedioxythiophene) derivative having a sulfonate group in a side chain according to claim 7 or 8. 請求項9に記載の導電性ポリマー組成物からなる導電性膜。 A conductive film comprising the conductive polymer composition according to claim 9. 下記一般式(1)
(式中、aは、2又は3の整数を表す。Rは、水素原子又はメチル基を表す。Xは、塩素原子又は臭素原子を表す。Xは、水素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子から選ばれ、Xと異なる原子を表す。Zは、炭素数3~8の炭化水素基を表す。)
で示される3,4-エチレンジオキシチオフェン構造を有するスルホナートを重縮合することを特徴とする、下記一般式(2)
(式中、a、R及びZは上記と同意である。)
で示される繰り返し単位を少なくとも2つ以上有し、当該繰り返し単位が頭-尾結合型を形成している側鎖にスルホナート基を有する頭-尾結合型ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)誘導体の製造方法。
General formula (1) below
(In the formula, a represents an integer of 2 or 3. R represents a hydrogen atom or a methyl group. X 1 represents a chlorine atom or a bromine atom. X 2 represents a hydrogen atom, a chlorine atom, a bromine atom. and an iodine atom, and represents an atom different from X 1. Z represents a hydrocarbon group having 3 to 8 carbon atoms.)
The following general formula (2) is characterized by polycondensing a sulfonate having a 3,4-ethylenedioxythiophene structure represented by
(In the formula, a, R and Z are as defined above.)
Head-to-tail type poly(3,4-ethylenedioxythiophene) having at least two or more repeating units represented by the formula, and having a sulfonate group in the side chain where the repeating units form a head-to-tail type Method for producing derivatives.
が水素原子であり、重縮合が直接C-Hアリール化重縮合であることを特徴とする、請求項11に記載の製造方法。 The production method according to claim 11 , characterized in that X 2 is a hydrogen atom and the polycondensation is direct C-H arylation polycondensation. が塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子であり(ただし、XはXと異なる原子である)、重縮合がGrignard Metathesis重合であることを特徴とする、請求項11に記載の製造方法。 The manufacturing method according to claim 11 , wherein X2 is a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom (provided that X2 is a different atom from X1 ), and the polycondensation is Grignard Metathesis polymerization. . 下記一般式(2)
(式中、aは、2又は3の整数を表す。Rは、水素原子又はメチル基を表す。Zは、炭素数3~8の炭化水素基を表す。)
で示される繰り返し単位を有する側鎖にスルホナート基を有する頭-尾結合型ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)誘導体のスルホナートを加水分解することを特徴とする、下記一般式(3)
(式中、a及びRは、上記と同意である。Mは、水素イオン、アルカリ金属イオン又は置換されていても良いアンモニウムイオンを表す。)
で示される繰り返し単位を少なくとも2つ以上有し、当該繰り返し単位が頭-尾結合していることを特徴とする頭-尾結合規則性を有する自己ドープ型ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)誘導体の製造方法。
General formula (2) below
(In the formula, a represents an integer of 2 or 3. R represents a hydrogen atom or a methyl group. Z represents a hydrocarbon group having 3 to 8 carbon atoms.)
The following general formula (3) is characterized by hydrolyzing the sulfonate of a head-to-tail poly(3,4-ethylenedioxythiophene) derivative having a sulfonate group in the side chain having a repeating unit represented by
(In the formula, a and R are as defined above. M + represents a hydrogen ion, an alkali metal ion, or an optionally substituted ammonium ion.)
A self-doped poly(3,4-ethylenedioxythiophene) having at least two repeating units represented by the formula, and having a head-to-tail bond regularity characterized in that the repeating units are head-to-tail bonded. ) Method for producing derivatives.
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