JPH01101330A - 機能性両性高分子化合物およびその製造法 - Google Patents
機能性両性高分子化合物およびその製造法Info
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Landscapes
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
- Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
血皿至且上分立
本発明は高分子化合物に関するものでり、さらに詳しく
は、ラングミュア・プロジェット法(以下LB法という
)で製膜できるように修飾され、かつポルフィリン骨格
を有する機能性両性高分子化合物およびその製造方法に
関する。
は、ラングミュア・プロジェット法(以下LB法という
)で製膜できるように修飾され、かつポルフィリン骨格
を有する機能性両性高分子化合物およびその製造方法に
関する。
従来■肢血
すでに1930年代、炭素原子数16〜22ぐらいの脂
肪酸が水面上に単分子膜をつ(す、それを基質上に累積
し得ることがラングミュアとプロジェットにより見出さ
れているが、この累積膜の応用について検討が行われは
じめたのは最近のことである。
肪酸が水面上に単分子膜をつ(す、それを基質上に累積
し得ることがラングミュアとプロジェットにより見出さ
れているが、この累積膜の応用について検討が行われは
じめたのは最近のことである。
これまでの研究の概要については、固定物理17(12
) 45 (1982) Th1n 5olid Fi
lms 6B No、1 (1980) 。
) 45 (1982) Th1n 5olid Fi
lms 6B No、1 (1980) 。
1bid+ 99 No、 1.2.3 (19B3)
In5oluble monolayersat l
iquid−gas 1nterfaces (G、L
、 Ga1ns、 Inter−science Pu
blishers、 New York+ 1966)
などにまとめられているが、長鎖脂肪酸のラングミュア
・プロジェット膜(以下rLB膜」という)についての
研究がほとんどである。分子エレクトロニクスへの展開
を計っていく場合、機能性をもった有機分子をLB膜材
料として修飾する必要がある。
In5oluble monolayersat l
iquid−gas 1nterfaces (G、L
、 Ga1ns、 Inter−science Pu
blishers、 New York+ 1966)
などにまとめられているが、長鎖脂肪酸のラングミュア
・プロジェット膜(以下rLB膜」という)についての
研究がほとんどである。分子エレクトロニクスへの展開
を計っていく場合、機能性をもった有機分子をLB膜材
料として修飾する必要がある。
興味のある有機分子としてポルフィリン骨格をもった分
子があるが、近年LB膜材料として研究がはじまってい
る。
子があるが、近年LB膜材料として研究がはじまってい
る。
■ (゛しよ゛と るロ 占
ポルフィリン骨格を含む分子は従来の長鎖飽和脂肪酸の
ように、適当な疎水性と親水性をもたず、膜が非常に堅
いためそのままでは、均一なピンホールのない膜を得る
のが難しく、累積膜の構造も製膜条件の違いによって異
なった構造が得られる報告もされており、そのため、膜
の物性も一定しないという問題がある。またアルキル、
とくに長鎖アルキル基を導入することによって、製膜は
容易になるが、このときはアルキル基によって機能は希
釈されるし、耐熱性の低下も招くという問題点がある。
ように、適当な疎水性と親水性をもたず、膜が非常に堅
いためそのままでは、均一なピンホールのない膜を得る
のが難しく、累積膜の構造も製膜条件の違いによって異
なった構造が得られる報告もされており、そのため、膜
の物性も一定しないという問題がある。またアルキル、
とくに長鎖アルキル基を導入することによって、製膜は
容易になるが、このときはアルキル基によって機能は希
釈されるし、耐熱性の低下も招くという問題点がある。
本発明は、上記のような問題点を解決するようなポルフ
ィリン骨格を含む高分子LB膜材料を提供することであ
る。
ィリン骨格を含む高分子LB膜材料を提供することであ
る。
ロ 占 ”ン るための
本発明は、少なくとも2個の炭素原子を有する少なくと
も2価の第1の有機基R1と、少なくとも2個の炭素原
子を有する少なくとも2価の第2の有機基R2とがへテ
ロ原子を含む酸性基Aとへテロ原子を含む塩基性基Bの
反応によってできた2価の結合基によって交互に連結さ
れている線状の繰返し単位を有し、かつ該繰返し単位へ
共有結合またはイオン結合によって結合した、置換基を
含むこともある炭素数10〜30の炭化水素含有基であ
る疎水性付与基RXを少なくとも一つ含んでおり、かつ
R1とR2の少なくとも一方の一部または全部に、ポル
フィリン骨格を含む機能性両性高分子化合物および少な
くとも2個の炭素原子を有する少なくとも2価の第1の
有機基R1を含むモノマーと、少なくとも2個の炭素原
子を有する少なくとも2価の第2の有機基R2とを含む
モノマーとをA−+R1←A + B−+R2
←BA=eR1+−B + A−+R2←BB
−+R’+−B + A−+R2←A(式中、
Aはへテロ原子を含む酸性基、Bはへテロ原子を含む塩
基性基を表し、R1およびR2が3価以上の場合は、そ
の価数に応じて、さらにAおよび/またはBが結合して
いる)のいずれかの組合わせにおいて、組合わせる2種
のモノマーの少なくとも一方が前記の疎水性付与碁歴を
少なくとも1 (I11含有しており、かつ、第1の有
機基R1を含むモノマーまたは第2の有機基R2を含む
モノマーの少なくとも一方の一部または全部にポルフィ
リン骨格を含むモノマーを使用し、該第1の有機基R1
を含むモノマーと第2の有機基R2を含むモノマーを重
合させることを特徴とする機能性両性高分子化合物の製
造方法または、少なくとも2個の炭素原子を有する少な
くとも3価の第1の有機基R1を含むモノマーと、少な
くとも2個の炭素原子を有する少なくとも2価の第2の
有機基R2とを含む七ツマ−とを A−f R1←A + B−+R2←BA−4
R’+−B ’+ A−+R2←BB−+R’
←B+A→R2←A (式中、Aはへテロ原子を含む酸性基、Bはへテロ原子
を含む塩基性基を表し、R1およびR2が3価以上の場
合は、その価数に応じて、さらにAおよび/またはBが
結合している)のいずれかの組合わせにおいて、組合わ
せる2種のモノマーの少なくとも一方が前記の疎水性付
与基りをイオン結合によって含ませ得る基を少なくとも
1個有しており、かつ、第1の有機基R1を含むモノマ
ーまたは第2の有機基R2を含む七ツマ−の少なくとも
一方の一部または全部にポルフィリン骨格を含むモノマ
ーを使用し、該第1の有機基R1を含むモノマーと第2
の有機基R2を含むモノマーを重合させたのち、疎水性
付与基りを含む化合物を反応させることを特徴とする機
能性両性高分子化合物の製造方法である。
も2価の第1の有機基R1と、少なくとも2個の炭素原
子を有する少なくとも2価の第2の有機基R2とがへテ
ロ原子を含む酸性基Aとへテロ原子を含む塩基性基Bの
反応によってできた2価の結合基によって交互に連結さ
れている線状の繰返し単位を有し、かつ該繰返し単位へ
共有結合またはイオン結合によって結合した、置換基を
含むこともある炭素数10〜30の炭化水素含有基であ
る疎水性付与基RXを少なくとも一つ含んでおり、かつ
R1とR2の少なくとも一方の一部または全部に、ポル
フィリン骨格を含む機能性両性高分子化合物および少な
くとも2個の炭素原子を有する少なくとも2価の第1の
有機基R1を含むモノマーと、少なくとも2個の炭素原
子を有する少なくとも2価の第2の有機基R2とを含む
モノマーとをA−+R1←A + B−+R2
←BA=eR1+−B + A−+R2←BB
−+R’+−B + A−+R2←A(式中、
Aはへテロ原子を含む酸性基、Bはへテロ原子を含む塩
基性基を表し、R1およびR2が3価以上の場合は、そ
の価数に応じて、さらにAおよび/またはBが結合して
いる)のいずれかの組合わせにおいて、組合わせる2種
のモノマーの少なくとも一方が前記の疎水性付与碁歴を
少なくとも1 (I11含有しており、かつ、第1の有
機基R1を含むモノマーまたは第2の有機基R2を含む
モノマーの少なくとも一方の一部または全部にポルフィ
リン骨格を含むモノマーを使用し、該第1の有機基R1
を含むモノマーと第2の有機基R2を含むモノマーを重
合させることを特徴とする機能性両性高分子化合物の製
造方法または、少なくとも2個の炭素原子を有する少な
くとも3価の第1の有機基R1を含むモノマーと、少な
くとも2個の炭素原子を有する少なくとも2価の第2の
有機基R2とを含む七ツマ−とを A−f R1←A + B−+R2←BA−4
R’+−B ’+ A−+R2←BB−+R’
←B+A→R2←A (式中、Aはへテロ原子を含む酸性基、Bはへテロ原子
を含む塩基性基を表し、R1およびR2が3価以上の場
合は、その価数に応じて、さらにAおよび/またはBが
結合している)のいずれかの組合わせにおいて、組合わ
せる2種のモノマーの少なくとも一方が前記の疎水性付
与基りをイオン結合によって含ませ得る基を少なくとも
1個有しており、かつ、第1の有機基R1を含むモノマ
ーまたは第2の有機基R2を含む七ツマ−の少なくとも
一方の一部または全部にポルフィリン骨格を含むモノマ
ーを使用し、該第1の有機基R1を含むモノマーと第2
の有機基R2を含むモノマーを重合させたのち、疎水性
付与基りを含む化合物を反応させることを特徴とする機
能性両性高分子化合物の製造方法である。
さらに詳しく説明すれば、本発明の高分子化合物は基本
骨格となる環状の繰返し単位としてから構成される重合
体または共重合体である。
骨格となる環状の繰返し単位としてから構成される重合
体または共重合体である。
ここで、AB、BAは、0. N、 S、 P、 Bな
どのへテロ原子を含む酸性基Aと塩基性基Bの反応によ
ってできた2価の結合基である。さらに具体的には、−
COOR,(Rはアルキル基または水素原子、以下同じ
)−COX、 (XはαまたはBr、 以下同じ)
’ −NCO,−NC3,−CN、 −CONHR,
−502NHRなどの酸性基Aと、−+JIIR,−O
R,−SR,−X等の塩基性基Bの反応によってできた
基で、等であり、 等である。
どのへテロ原子を含む酸性基Aと塩基性基Bの反応によ
ってできた2価の結合基である。さらに具体的には、−
COOR,(Rはアルキル基または水素原子、以下同じ
)−COX、 (XはαまたはBr、 以下同じ)
’ −NCO,−NC3,−CN、 −CONHR,
−502NHRなどの酸性基Aと、−+JIIR,−O
R,−SR,−X等の塩基性基Bの反応によってできた
基で、等であり、 等である。
式(101)〜(103’)におけるR1は少なくとも
2個の炭素原子を含有する少なくとも2価の第1の有機
基であり、R2は少なくとも2個の炭素原子を含有する
少なくとも2価の第2の有機である。
2個の炭素原子を含有する少なくとも2価の第1の有機
基であり、R2は少なくとも2個の炭素原子を含有する
少なくとも2価の第2の有機である。
R1,R2が3価以上であるときは、その価数に応じて
、線状の繰返し単位の形成に関与しないAおよび/また
はBが結合している。
、線状の繰返し単位の形成に関与しないAおよび/また
はBが結合している。
次にR1,R2について説明する。R1,R2は少なく
とも2個の炭素原子を含有する、好ましくは5〜20個
の炭素原子を含有する少なくとも2価の基であり、脂肪
族の基であってもよく、環状脂肪族の基であってもよ(
、芳香族の基であってもよく、これらの基が組合わさっ
た基であってもよく、さらにはこれらの基が脂肪族、環
状脂肪族あるいは芳香族(これらが相互に組合わさって
いてもよい)の炭素数1〜30の1価の基(これらの1
価の基がハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基、シアノ基
、メトキシ基、アセトキシ基などの基で置換されていて
もよい)で置換された基であってもよく、あるいは−〇
−、−Coo −、−NIICO−、−CO−。
とも2個の炭素原子を含有する、好ましくは5〜20個
の炭素原子を含有する少なくとも2価の基であり、脂肪
族の基であってもよく、環状脂肪族の基であってもよ(
、芳香族の基であってもよく、これらの基が組合わさっ
た基であってもよく、さらにはこれらの基が脂肪族、環
状脂肪族あるいは芳香族(これらが相互に組合わさって
いてもよい)の炭素数1〜30の1価の基(これらの1
価の基がハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基、シアノ基
、メトキシ基、アセトキシ基などの基で置換されていて
もよい)で置換された基であってもよく、あるいは−〇
−、−Coo −、−NIICO−、−CO−。
−3−、−CSS −、−NIIC3−、−CS−など
を含んだ基であってもよい。しかし、R1,R1が少な
くとも6個の炭素原子を有するベンゼノイド構造によっ
て特徴づけられた基である場合には、耐熱性、耐薬品性
や機械的特性などの点から好ましい。
を含んだ基であってもよい。しかし、R1,R1が少な
くとも6個の炭素原子を有するベンゼノイド構造によっ
て特徴づけられた基である場合には、耐熱性、耐薬品性
や機械的特性などの点から好ましい。
本発明のベンゼノイド不飽和とは炭素環式化合物の構造
に関してキノイド構造と対比して用いられる術語で、普
通の芳香族化合物に含まれる炭素環と同φ形の構造をい
う。
に関してキノイド構造と対比して用いられる術語で、普
通の芳香族化合物に含まれる炭素環と同φ形の構造をい
う。
R1,R2の価数については制限がないが、2価。
3(illiまたは4価であり、かつ、少なくとも一方
が3価または4価であることが特に好ましい。
が3価または4価であることが特に好ましい。
このような好ましいR1,R2の具体例を例示すれば以
下のとおりである。
下のとおりである。
〔4価の例〕
ここでR町よ、
−Q−,−Co−、−S−。
(R11はアルキルまたはアリール基である。)である
。
。
〔3価の例〕
(R1・は前記に同じ)
〔2価の例〕
CHa
し113 CH
a−(CH2)3−0− (C)+2)2−0− (C
H2)3− 。
a−(CH2)3−0− (C)+2)2−0− (C
H2)3− 。
C6Hs Cs H5
n=2〜15
R1,R2の価数に応じた結合手、すなわち線状の繰返
し単位を形成するための結合手と、線状の繰返し単位に
使われる以外の酸性基Aおよび/または塩基性基Bに結
合する結合手の位置については特に限定はないが、R1
および/またはR2が4価であるときは4個の結合手の
各2個が、また3価であるときは3個の結合手の2個が
、R1および/またはR2を構成する隣接する2個の炭
素原子に存在する場合には、gA膜後後加熱化学的キュ
アなどにより、環化して5員環または6員環を形成して
、耐熱性、機械的強度、耐薬品性などを向上させるのに
有利であるため、特に好ましい。
し単位を形成するための結合手と、線状の繰返し単位に
使われる以外の酸性基Aおよび/または塩基性基Bに結
合する結合手の位置については特に限定はないが、R1
および/またはR2が4価であるときは4個の結合手の
各2個が、また3価であるときは3個の結合手の2個が
、R1および/またはR2を構成する隣接する2個の炭
素原子に存在する場合には、gA膜後後加熱化学的キュ
アなどにより、環化して5員環または6員環を形成して
、耐熱性、機械的強度、耐薬品性などを向上させるのに
有利であるため、特に好ましい。
このような好ましい4価または3価のR1,R2の具体
例を以下に例示するが、これに限定されるものではない
。
例を以下に例示するが、これに限定されるものではない
。
(R”は前記に同じ)
次に、(101)〜(103)の繰返し単位を有する高
分子化合物がLB法で製膜可能にするための修飾につい
て説明する。このような修飾は、(101)〜(103
)の繰返し単位中に、共有結合またはイオン結合によっ
て置換基を有することもある炭素数10〜30.好まし
くは炭素数16〜22の炭化水素含有基(以下、疎水性
付与基という) RXを少なくとも一つ、好ましくは二
つを導入して疎水性を与えることによって達成される。
分子化合物がLB法で製膜可能にするための修飾につい
て説明する。このような修飾は、(101)〜(103
)の繰返し単位中に、共有結合またはイオン結合によっ
て置換基を有することもある炭素数10〜30.好まし
くは炭素数16〜22の炭化水素含有基(以下、疎水性
付与基という) RXを少なくとも一つ、好ましくは二
つを導入して疎水性を与えることによって達成される。
このような修飾を実現する方法には4つの方法が考えら
れる。
れる。
CI)(101)〜(103)式の線状の繰返し単位中
のAB、BAの基に含まれる原子にRXを置換する方法
、 (I[) R1,R2に直接りを置換する方法、(I[
I) R1,R2の線状の繰返し単位を作るのに使われ
ている以外のAおよび/またはBを通してRXを置換す
る方法、 (IV) R1,R2の線状の繰返し単位を作るのに使
われている以外のAおよび/またはBを通してイオン結
合によってRXを結合する方法、 である。
のAB、BAの基に含まれる原子にRXを置換する方法
、 (I[) R1,R2に直接りを置換する方法、(I[
I) R1,R2の線状の繰返し単位を作るのに使われ
ている以外のAおよび/またはBを通してRXを置換す
る方法、 (IV) R1,R2の線状の繰返し単位を作るのに使
われている以外のAおよび/またはBを通してイオン結
合によってRXを結合する方法、 である。
勿論CI)(n)(T[[)あるいは(IV)を併用し
ても差し支えない。また、RXが2つ以上のときは同一
でも異なってもよい。
ても差し支えない。また、RXが2つ以上のときは同一
でも異なってもよい。
(I) (n) (III)および(IV’)につ
いて具体的に例示すれば、(1)は、 上表のように、AB、BAの窒素原子上の水素原子の代
わりにRXを置換する方法である。
いて具体的に例示すれば、(1)は、 上表のように、AB、BAの窒素原子上の水素原子の代
わりにRXを置換する方法である。
(If)の方法は、R1,R2に直接りを置換する方法
で、 はその具体例の一部である。
で、 はその具体例の一部である。
(I[[)の方法は、R1,R2として少なくとも一方
は少なくとも3価の有機基を用いる方法で、R1゜R2
を含む線状の繰返し単位を作るのに使われている以外の
Aおよび/またはBを通ってRXを置換する方法で、例
えば などの繰返し単位において線状の繰返し単位を作るのに
使われていないAおよび/またはBを通してRXを1摸
する方法である。例えばAであれば、−COOR3,−
CONIIR3,−NHCOOI?3.− NHC3O
R3等、Bであれば、−NHR3,−OR3,−SR3
等によって置換することができる。
は少なくとも3価の有機基を用いる方法で、R1゜R2
を含む線状の繰返し単位を作るのに使われている以外の
Aおよび/またはBを通ってRXを置換する方法で、例
えば などの繰返し単位において線状の繰返し単位を作るのに
使われていないAおよび/またはBを通してRXを1摸
する方法である。例えばAであれば、−COOR3,−
CONIIR3,−NHCOOI?3.− NHC3O
R3等、Bであれば、−NHR3,−OR3,−SR3
等によって置換することができる。
(IV)の方法は(III)の方法と同様の線状の繰返
し単位を作るのに使われていないAおよび/またはBを
通して、Aに対してはBに結合したRXを、Bに対して
はA5に結合したRXを、イオン結合によって結合させ
る方法であり、例えばAに対してはAが−C00■なら (R”、 R”、 R”は置換基を有することもある炭
素数1〜30の炭化水素含有基あるいは水素原子であり
、R31,IF、 IFの少なくとも一つがRXである
)のようにイオン結合により結合され、 一方、Bに対してはBが−N112 、 −NHRll
(R”、 R”は置換基を有することもある炭素数1〜
30の炭化水素含有基または水素原子であり、好ましく
は炭素数1〜4の炭化水素含有基または水素原子である
)のようにイオン結合により結合される。
し単位を作るのに使われていないAおよび/またはBを
通して、Aに対してはBに結合したRXを、Bに対して
はA5に結合したRXを、イオン結合によって結合させ
る方法であり、例えばAに対してはAが−C00■なら (R”、 R”、 R”は置換基を有することもある炭
素数1〜30の炭化水素含有基あるいは水素原子であり
、R31,IF、 IFの少なくとも一つがRXである
)のようにイオン結合により結合され、 一方、Bに対してはBが−N112 、 −NHRll
(R”、 R”は置換基を有することもある炭素数1〜
30の炭化水素含有基または水素原子であり、好ましく
は炭素数1〜4の炭化水素含有基または水素原子である
)のようにイオン結合により結合される。
(II)の方法以外の方法で結合されたRXは、製膜後
、加熱、化学キュアなどの方法で環化反応を行わせ、耐
熱性などを向上させる場合には、環化反応の際、脱離し
て除去される。一方(II)の方法で結合されたRX、
すなわち、R1またはR2に直接結合された獣は環化反
応の際、説離廿ず、LB模膜中残留する 2Xの存在は
、耐熱性などには不利であるので、耐熱性などの面から
は、(13,([[)、(IV)の方法を採用すること
が好ましい。
、加熱、化学キュアなどの方法で環化反応を行わせ、耐
熱性などを向上させる場合には、環化反応の際、脱離し
て除去される。一方(II)の方法で結合されたRX、
すなわち、R1またはR2に直接結合された獣は環化反
応の際、説離廿ず、LB模膜中残留する 2Xの存在は
、耐熱性などには不利であるので、耐熱性などの面から
は、(13,([[)、(IV)の方法を採用すること
が好ましい。
次に疎水性付与基R×について具体的に説明する。
RXは炭素数10〜30.好ましくは16〜22の炭化
水素含有基であるが、脂肪族、環状脂肪族。
水素含有基であるが、脂肪族、環状脂肪族。
芳香族、これらが相互に結合したもの、およびそれらの
置換体から選ばれた1価の基は好ましい具体的な例であ
り、列挙すれば (C113)−(CHz)n−t −。
置換体から選ばれた1価の基は好ましい具体的な例であ
り、列挙すれば (C113)−(CHz)n−t −。
H3
\
C11(CHz)n−3−9
/
ここでn=12〜30.好ましくは16〜22であり、
直鎖系脂肪族炭化水素基が特に好ましい例である。
直鎖系脂肪族炭化水素基が特に好ましい例である。
これらに対する置換基としてはハロゲン原子。
ニトロ基、アミノ基、シアン基、メトキシ基、アセトキ
シ基等があるが必須ではない。しかしフッ素原子は水素
原子より疎水性を向上させるので場合により使われるこ
とが望ましい。
シ基等があるが必須ではない。しかしフッ素原子は水素
原子より疎水性を向上させるので場合により使われるこ
とが望ましい。
即ち、フッ素を含有させることによってアルキル鎖の長
さを短くできる0例えば−船釣には炭素数12以上が必
要であるが、Cs Frr(CR2)建−において罠=
2で充分であり、炭素数10で製膜が可能なようにでき
る。
さを短くできる0例えば−船釣には炭素数12以上が必
要であるが、Cs Frr(CR2)建−において罠=
2で充分であり、炭素数10で製膜が可能なようにでき
る。
さらに、本発明の高分子化合物には、機能性を付与する
ために、その繰返し単位の一部に、好ましくは50%以
上、さらに好ましくは30%以上がポルフィリン骨格を
導入されている。
ために、その繰返し単位の一部に、好ましくは50%以
上、さらに好ましくは30%以上がポルフィリン骨格を
導入されている。
ポルフィリン骨格とは、4つのピロール環をメチン基で
結合した下記のような環状の骨格であり、(以下余白) 周囲にある水素原子の置換により種々の化合物が得られ
る。天然に存在するポルフィリンのほか、合成されたポ
ルフィリンあるいはポルフィリン類似化合物があり、代
表的なものにテトラフェニルポルフィリン、オクタエチ
ルポルフィリン、フタロシアニンなどを使うことができ
る。勿論金属ポルフィリン、その類似化合物も使うこと
ができる。
結合した下記のような環状の骨格であり、(以下余白) 周囲にある水素原子の置換により種々の化合物が得られ
る。天然に存在するポルフィリンのほか、合成されたポ
ルフィリンあるいはポルフィリン類似化合物があり、代
表的なものにテトラフェニルポルフィリン、オクタエチ
ルポルフィリン、フタロシアニンなどを使うことができ
る。勿論金属ポルフィリン、その類似化合物も使うこと
ができる。
これらのポルフィリン骨格をもつ分子を導入するには、
前記の第1の有機基R1を含むモノマーまたは第2の有
機基R2を含むモノマーの少なくとも一方の一部または
全部にポルフィリン骨格を含むモノマーを使用し、第1
の有機基R1を含むモノマーと第2の有機基R2を含む
モノマーを重合させる方法が採用される。すなわち、ポ
ルフィリン骨格とへテロ原子を含む酸性基Aあるいはへ
テロ原子を含む塩基性基Bを兼ね備えた分子が、前記の
第1の有機基R1を含むモノマーまたは第2の有機基R
2を含むモノマーの少なくとも一方の一部または全部に
使用される。
前記の第1の有機基R1を含むモノマーまたは第2の有
機基R2を含むモノマーの少なくとも一方の一部または
全部にポルフィリン骨格を含むモノマーを使用し、第1
の有機基R1を含むモノマーと第2の有機基R2を含む
モノマーを重合させる方法が採用される。すなわち、ポ
ルフィリン骨格とへテロ原子を含む酸性基Aあるいはへ
テロ原子を含む塩基性基Bを兼ね備えた分子が、前記の
第1の有機基R1を含むモノマーまたは第2の有機基R
2を含むモノマーの少なくとも一方の一部または全部に
使用される。
本発明の高分子化合物の分子量については特に限定はな
い。しかし分子量が低くても、LB法によって製膜は可
能であるが、良好な耐熱性、機械的強度、耐薬品性を得
ることはできない。また−方分子量が大きすぎると、粘
度が高すぎて製膜がうまくいかない。
い。しかし分子量が低くても、LB法によって製膜は可
能であるが、良好な耐熱性、機械的強度、耐薬品性を得
ることはできない。また−方分子量が大きすぎると、粘
度が高すぎて製膜がうまくいかない。
従って、数平均分子量が2,000〜300,000程
度のものが望ましい。さらに好ましくは10,000〜
150.000である。
度のものが望ましい。さらに好ましくは10,000〜
150.000である。
本発明の機能性両性高分子化合物の好ましい具体例とし
ては、−能代(IL (21,(31,<41 :(以
下余白) (式中、R1は少なくとも2個の炭素原子を含有する4
価または3価の前記の基、R2は少なくとも2個の炭素
原子を含有する2価または3価または4価の前記の基で
あり、R2が3価のときはYlが、4価のときはYlと
Y2がそれぞれR2に結合しており、YlおよびY2は
いずれも置換基を含むこともあるヘテロ原子を含む酸性
基Aまたは置換基を含むこともあるヘテロ原子を含む塩
基性基Bであり、R3゜R4,Rm、 P、 P、 R
11,112,R3,R5およびR6はいずれも置換基
を含むこともある炭素数1〜30の1価の炭化水素基ま
たは水素原子である)で表される繰返し単位を有する重
合体または共重合体におイテ、R3,R4,R”、 R
”、 R”、 I?’l、 R’、 R”、 R5オヨ
びRもの少なくとも1個、好ましくは2個が炭素原子数
10〜30.好ましくは16〜22の前記の疎水性付与
基RXであり、かつR1とR2の少なくとも一方の一部
に、好ましくは5%、さらに好ましくは30%以上が、
ポルフィリン骨格を含むポリアミック酸またはそのエス
テルあるいはその塩である。
ては、−能代(IL (21,(31,<41 :(以
下余白) (式中、R1は少なくとも2個の炭素原子を含有する4
価または3価の前記の基、R2は少なくとも2個の炭素
原子を含有する2価または3価または4価の前記の基で
あり、R2が3価のときはYlが、4価のときはYlと
Y2がそれぞれR2に結合しており、YlおよびY2は
いずれも置換基を含むこともあるヘテロ原子を含む酸性
基Aまたは置換基を含むこともあるヘテロ原子を含む塩
基性基Bであり、R3゜R4,Rm、 P、 P、 R
11,112,R3,R5およびR6はいずれも置換基
を含むこともある炭素数1〜30の1価の炭化水素基ま
たは水素原子である)で表される繰返し単位を有する重
合体または共重合体におイテ、R3,R4,R”、 R
”、 R”、 I?’l、 R’、 R”、 R5オヨ
びRもの少なくとも1個、好ましくは2個が炭素原子数
10〜30.好ましくは16〜22の前記の疎水性付与
基RXであり、かつR1とR2の少なくとも一方の一部
に、好ましくは5%、さらに好ましくは30%以上が、
ポルフィリン骨格を含むポリアミック酸またはそのエス
テルあるいはその塩である。
一般式(11,(2)、 (31,(41におけるR1
.R2については、前記説明のとおりであり、特にR1
,R2の一方または両方が少なくとも6個の炭素原子を
有するベンゼノイド構造を有する基であることが好まし
い。
.R2については、前記説明のとおりであり、特にR1
,R2の一方または両方が少なくとも6個の炭素原子を
有するベンゼノイド構造を有する基であることが好まし
い。
さらにR1に結合している結合手およびR2が3価また
は4価の場合のR2に結合している結合手が4価のとき
は4個の結合手の各2個が、3価のときは3個の結合手
の2個が、R1および/またはR2を構成する隣接する
2個の炭素原子に存在していて、5員環または6員環構
造の前駆体になっていることが特に好ましい。
は4価の場合のR2に結合している結合手が4価のとき
は4個の結合手の各2個が、3価のときは3個の結合手
の2個が、R1および/またはR2を構成する隣接する
2個の炭素原子に存在していて、5員環または6員環構
造の前駆体になっていることが特に好ましい。
R3,R4,R”、 R”、 R”、 R’l、 R4
2,R”、 R5#ヨヒR6はいずれも水素原子または
炭素原子数1〜30゜好ましくは1〜22の1価の基で
あり、脂肪族の基であってもよく、環状脂肪族の基であ
ってもよく、芳香族の基であってもよく、これらの基が
組合わさった基であってもよく、さらにはこれらの基が
脂肪族、環状脂肪族あるいは芳香族(これらが相互に組
合わさっていてもよい)の炭素数1〜30の1価の基(
これらの1価の基がハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基
、シアノ基、メトキシ基、アセトキシ基などの基で置換
されていてもよい)で置換された基であってもよく、あ
るいは−0−1−COO−、−NIICO−、−Co−
、−S +、 −css −。
2,R”、 R5#ヨヒR6はいずれも水素原子または
炭素原子数1〜30゜好ましくは1〜22の1価の基で
あり、脂肪族の基であってもよく、環状脂肪族の基であ
ってもよく、芳香族の基であってもよく、これらの基が
組合わさった基であってもよく、さらにはこれらの基が
脂肪族、環状脂肪族あるいは芳香族(これらが相互に組
合わさっていてもよい)の炭素数1〜30の1価の基(
これらの1価の基がハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基
、シアノ基、メトキシ基、アセトキシ基などの基で置換
されていてもよい)で置換された基であってもよく、あ
るいは−0−1−COO−、−NIICO−、−Co−
、−S +、 −css −。
−NIICS−、−CS−などを含んだ基であってもよ
い。
い。
しかし、R3,R4,岬、 R”、 R”、 R’l、
I?’、 R’ゴ R5およびR6の少なくとも1つ
、好ましくは2個が前記の疎水性付与基R×であること
が必要である。
I?’、 R’ゴ R5およびR6の少なくとも1つ
、好ましくは2個が前記の疎水性付与基R×であること
が必要である。
さらに具体的に以下に説明する。
まず、一般式(1)で表される繰返し単位を有する機能
性両性高分子化合物について説明する。
性両性高分子化合物について説明する。
R1,piについては、先に説明したとおりであり、R
1,R2の一方または両方がベンゼノイド構造を有する
基であり、かつ結合手の位置が5員環または6員環を構
成することのできる位置にある前駆体構造を有するもの
が特に好ましい。また、R3,R4゜R5,R6の少な
くとも一つ、好ましくは二つが前記の疎水性付与基であ
ることが好ましい。勿論疎水性付与基はこの他、R2に
直接、またはR2に結合しているYlまたはYlを介し
て結合していてもよい。
1,R2の一方または両方がベンゼノイド構造を有する
基であり、かつ結合手の位置が5員環または6員環を構
成することのできる位置にある前駆体構造を有するもの
が特に好ましい。また、R3,R4゜R5,R6の少な
くとも一つ、好ましくは二つが前記の疎水性付与基であ
ることが好ましい。勿論疎水性付与基はこの他、R2に
直接、またはR2に結合しているYlまたはYlを介し
て結合していてもよい。
さらにR3とR4,またはR5とR6のいずれかの1組
がいずれも水素原子である場合には製造が容易である、
コスト的にも安価であるなどの点から好ましい。
がいずれも水素原子である場合には製造が容易である、
コスト的にも安価であるなどの点から好ましい。
ポルフィリン骨格は、繰返し単位のR1,R2の少なく
とも一方の一部または全部に導入される。
とも一方の一部または全部に導入される。
以上の一般式(1)で表される繰返し単位の好ましい前
駆体構造を有するポリアミック酸およびそのエステルの
うち、R2が2価である一般式(IA) :(以下余
白) (式中、R’+ R”+ R3+ R’+ R5+ R
’は一般式(1)に同じで、R1,R2の少なくとも一
方の一部または全部がポルフィリン骨格を含む)の場合
のポリイミド前駆体は本発明のポリアミック酸およびそ
のエステルの代表的な例である。
駆体構造を有するポリアミック酸およびそのエステルの
うち、R2が2価である一般式(IA) :(以下余
白) (式中、R’+ R”+ R3+ R’+ R5+ R
’は一般式(1)に同じで、R1,R2の少なくとも一
方の一部または全部がポルフィリン骨格を含む)の場合
のポリイミド前駆体は本発明のポリアミック酸およびそ
のエステルの代表的な例である。
このような本発明の好ましい機能性両性ポリイミド前駆
体の具体例としては、例えば (式中、R3,R4は前記の疎水性付与基R×であり、
Rは置換基を含むこともある炭素数1〜30の1価の炭
化水素基または水素原子であり、0≦x<l、Q<y≦
l、x+y−1である。)(式中、R5,R6は前記の
疎水性付与基R×であり、Rは(12)式の定義に同じ
であり 05x<1.O<y≦1.x+y=1である。)(式中
、R3,R4は前記の疎水性付与基R×であり、HはC
u、 Co、 Niなどの金属であり、Q<x≦1.0
<y≦l、x+y=1である。)などであり、 つぎにR2が3価、4価の場合の具体例としては(式中
、R3,R4は前記の疎水性付与基RXであり、門はC
u、 Co、 Niなどの金属であり、0≦X≦1.O
<y≦l、x+y=1である。)(式中、R3,R4は
前記の疎水性付与基R×であり、。
体の具体例としては、例えば (式中、R3,R4は前記の疎水性付与基R×であり、
Rは置換基を含むこともある炭素数1〜30の1価の炭
化水素基または水素原子であり、0≦x<l、Q<y≦
l、x+y−1である。)(式中、R5,R6は前記の
疎水性付与基R×であり、Rは(12)式の定義に同じ
であり 05x<1.O<y≦1.x+y=1である。)(式中
、R3,R4は前記の疎水性付与基R×であり、HはC
u、 Co、 Niなどの金属であり、Q<x≦1.0
<y≦l、x+y=1である。)などであり、 つぎにR2が3価、4価の場合の具体例としては(式中
、R3,R4は前記の疎水性付与基RXであり、門はC
u、 Co、 Niなどの金属であり、0≦X≦1.O
<y≦l、x+y=1である。)(式中、R3,R4は
前記の疎水性付与基R×であり、。
HはCu、 Co、 Niなどの金属であり、0≦X≦
i、Q<y≦1.x+y=lである。)などである。
i、Q<y≦1.x+y=lである。)などである。
次に、一般式(2)で表わされる繰返し単位の好ましい
前駆体構造を有するボリアミンク酸およびそのエステル
のうち、R2が2価である一般式(2A) :(式、
中、R1,R21R3,R5,R6は一般式(2)に同
じであり、R1,R2の一部または全部がポルフィリン
骨格を含む)の場合のポリアミドイミド前駆体は本発明
のポリアミック酸およびそのエステルの代表的な例であ
る。
前駆体構造を有するボリアミンク酸およびそのエステル
のうち、R2が2価である一般式(2A) :(式、
中、R1,R21R3,R5,R6は一般式(2)に同
じであり、R1,R2の一部または全部がポルフィリン
骨格を含む)の場合のポリアミドイミド前駆体は本発明
のポリアミック酸およびそのエステルの代表的な例であ
る。
このようなポリアミック酸または壱のエステルの好まし
い具体例をあげれば、例えば (式中、R3は前記の疎水性付与基RXであり、NはC
u、 Co、 Niなどの金属であり、Q<x≦1.0
<yfal、x+y=lである。)次に一般式(3)で
表される繰返し単位を有する機能性両性高分子化合物に
ついて説明する。
い具体例をあげれば、例えば (式中、R3は前記の疎水性付与基RXであり、NはC
u、 Co、 Niなどの金属であり、Q<x≦1.0
<yfal、x+y=lである。)次に一般式(3)で
表される繰返し単位を有する機能性両性高分子化合物に
ついて説明する。
R1,R2については、既に説明したとおりであり、R
1,R2の一方または両方がベンゼノイド構造を有する
基であり、かつ結合手の位置が5員環または6員環を形
成することのできる位置にある前駆体構造を有するもの
が特に好ましい。
1,R2の一方または両方がベンゼノイド構造を有する
基であり、かつ結合手の位置が5員環または6員環を形
成することのできる位置にある前駆体構造を有するもの
が特に好ましい。
また、R31,F、 R31,R41,W、 W、 R
1+、 Reの少なくとも1つ、好ましくは2つが、前
記の疎水性付与基であることが好ましい。もちろん、疎
水性付与基はこの他、R2に直接、またはR2に結合し
ているYlまたはY2を介して結合していてもよい。
1+、 Reの少なくとも1つ、好ましくは2つが、前
記の疎水性付与基であることが好ましい。もちろん、疎
水性付与基はこの他、R2に直接、またはR2に結合し
ているYlまたはY2を介して結合していてもよい。
さらに、R5とR6がいずれも水素原子である場合には
製造が容易であり、コスト的にも安価であるなどの点か
ら好ましい。
製造が容易であり、コスト的にも安価であるなどの点か
ら好ましい。
ポルフィリン骨格は、繰返し単位のR1,R2の少なく
とも一方の一部または全部に導入される。
とも一方の一部または全部に導入される。
以上の一般式(3)で表される繰返し単位の好ましい前
駆体構造を有するポリアミック酸の塩のうち、R2が2
価である一般式(3A) :(式中、R”l R21
W + P + R” l R”l W + R”l
R”IF5は一般式(3)に同じで、R1,R2の一部
または全部がポルフィリン骨格を含む)は本発明のポリ
アミック酸の塩の代表的な例である。
駆体構造を有するポリアミック酸の塩のうち、R2が2
価である一般式(3A) :(式中、R”l R21
W + P + R” l R”l W + R”l
R”IF5は一般式(3)に同じで、R1,R2の一部
または全部がポルフィリン骨格を含む)は本発明のポリ
アミック酸の塩の代表的な例である。
このような本発明の好ましい機能性両性ポリアミック酸
塩の具体例としては、例えば、(式中、R”、 R”、
R”、 R”、 R”、−は一般式(3)の定義と同
じであり、Rは(12)式の定義と同じであり、Q5x
<1.0<y≦1.x+y=1である。)(式中、F、
R”、 R”、 R’l、 R’、炉は一般式(3)
の定義と同じであり、HはCu+ Co、 Niなどの
金属であり、O<x≦1.Q<y≦L x+y−1で
ある。)などであり、 R2が3(it、4価の場合の具体例としては、(式中
、ド、 R”、 R”、 R”、 R’、ン3は一般式
(3)の定義と同じであり、門はCu+ Go、 Ni
などの金泥であり、 0≦X≦1.0<y≦1.x+y−1である。)(式中
、R”l、R”、炉、 R’l、 R#2. R’3は
一般式(3)の定義と同じであり、門はCu、 Co、
Niなどの金属であり、0≦X≦1.Q<y≦1.X
+)F−1である。)などである。
塩の具体例としては、例えば、(式中、R”、 R”、
R”、 R”、 R”、−は一般式(3)の定義と同
じであり、Rは(12)式の定義と同じであり、Q5x
<1.0<y≦1.x+y=1である。)(式中、F、
R”、 R”、 R’l、 R’、炉は一般式(3)
の定義と同じであり、HはCu+ Co、 Niなどの
金属であり、O<x≦1.Q<y≦L x+y−1で
ある。)などであり、 R2が3(it、4価の場合の具体例としては、(式中
、ド、 R”、 R”、 R”、 R’、ン3は一般式
(3)の定義と同じであり、門はCu+ Go、 Ni
などの金泥であり、 0≦X≦1.0<y≦1.x+y−1である。)(式中
、R”l、R”、炉、 R’l、 R#2. R’3は
一般式(3)の定義と同じであり、門はCu、 Co、
Niなどの金属であり、0≦X≦1.Q<y≦1.X
+)F−1である。)などである。
次に、一般式(4)で表わされる繰返し単位の好ましい
前駆体構造を有するポリアミック酸の塩のうち、R2が
2価である一般式(4A) :(式中、R”* R”
* P + R12* F + R’+ R’は一般式
(2)に同じであり、R1,R2の一部または全部がポ
ルフィリン骨格を含む)は本発明のポリアミック酸の塩
の代表的な例である。
前駆体構造を有するポリアミック酸の塩のうち、R2が
2価である一般式(4A) :(式中、R”* R”
* P + R12* F + R’+ R’は一般式
(2)に同じであり、R1,R2の一部または全部がポ
ルフィリン骨格を含む)は本発明のポリアミック酸の塩
の代表的な例である。
このようなポリアミック酸の塩の好ましい具体例を挙げ
れば、例えば、 (式中、R”、 R”、 R”は一般式(3)の定義と
同じであり、HはCu、 Co、 Niなどの金属であ
り、0<X≦1.Q<y≦1.x+y−1である。)前
記(12)〜(22)の式中 −は異性を表す。
れば、例えば、 (式中、R”、 R”、 R”は一般式(3)の定義と
同じであり、HはCu、 Co、 Niなどの金属であ
り、0<X≦1.Q<y≦1.x+y−1である。)前
記(12)〜(22)の式中 −は異性を表す。
例を次式
で説明すれば
および
を表す。
本発明は(a)、 (b)が単独である場合、(al、
(b)が共存する場合を含んでいる。
(b)が共存する場合を含んでいる。
以上に説明した機能性両性高分子化合物において、繰返
し単位の一部がポルフィリン骨格を含む場合は、ポルフ
ィリン骨格を含む繰返し単位と、含まない単位との共重
合体となるが、このほかにも、いろいろな共重合体が存
在する。
し単位の一部がポルフィリン骨格を含む場合は、ポルフ
ィリン骨格を含む繰返し単位と、含まない単位との共重
合体となるが、このほかにも、いろいろな共重合体が存
在する。
一般式(IA)の場合を例にとれば、例えば2種のR1
からなる共重合体、具体的には などが例示される。
からなる共重合体、具体的には などが例示される。
式(23)〜(25)のR1,R2,R3,R4,R5
,R8は前記−船底(1)に定義したとおりであり、X
+ Vは比率を表し、Q<x<1.0<y<1.x+)
’=1である。
,R8は前記−船底(1)に定義したとおりであり、X
+ Vは比率を表し、Q<x<1.0<y<1.x+)
’=1である。
また)23. H4,R15,R6が相互に異なる共重
合体も当然つくることができる。
合体も当然つくることができる。
このような共重合体は、−船底(2)、 (3)、 (
4)においても同様につくることができ、さらに−船底
(1)。
4)においても同様につくることができ、さらに−船底
(1)。
(2)、 (31,(4)およびその他の繰返し単位と
の相互の共重合体もつくることができる。
の相互の共重合体もつくることができる。
なお、繰返し単位の総数の30%以下の範囲であれば疎
水性付与基りを含まない繰返し単位を含んだ共重合体で
あってもよい。例えば (式中、R×は前記の疎水性付与基、Rは炭素数1〜1
1のアルキル基、または水素原子であり、X。
水性付与基りを含まない繰返し単位を含んだ共重合体で
あってもよい。例えば (式中、R×は前記の疎水性付与基、Rは炭素数1〜1
1のアルキル基、または水素原子であり、X。
yは比率を表し、X+y=l、Q<y≦0.3,0゜7
≦x< 1)などである。
≦x< 1)などである。
さらに、本発明者らが特願昭62−215930に提案
している感光性両性高分子化合物の概念を導入すること
によってパターン形成が可能な材料を提供することもで
きる。
している感光性両性高分子化合物の概念を導入すること
によってパターン形成が可能な材料を提供することもで
きる。
次に本発明の機能性両性高分子化合物の製造法について
説明する。
説明する。
該方法は、第1の有機基R1を含むモノマーと、第2の
有機基R2を含むモノマーを AnR1←A+B→P2←B A−JRI←B + A−+R2←BB−+R1)
B + A−+R2+−A(式中、Aはへテロ原子
を含む酸性基、Bはへテロ原子を含む塩基性基を表し、
R1およびR2が3価以上の場合は、その価数に応じて
さらにAおよび/またはBが結合している、例えば などである) のいずれかの組合わせにおいて、組合わせる2種のモノ
マーの少なくとも一方が少なくとも1(叱好ましくは2
個の前記の疎水性付与基りを含有し、かつR1および/
またはR2を含むモノマーの一部または全部に前記のポ
ルフィリン骨格を含有している七ツマ−を使用し、第1
の有機基R1を含むモノマーと第2の有機基R2を含む
モノマーを重合または共重合させること、あるいは疎水
性付与基りを含まない上記の第1の有機基R1を含むモ
ノマーと第2の有機基R2を含むモノマーを重合または
共重合させて高分子化合物とした後、疎水性付与基りを
導入することよりなる。
有機基R2を含むモノマーを AnR1←A+B→P2←B A−JRI←B + A−+R2←BB−+R1)
B + A−+R2+−A(式中、Aはへテロ原子
を含む酸性基、Bはへテロ原子を含む塩基性基を表し、
R1およびR2が3価以上の場合は、その価数に応じて
さらにAおよび/またはBが結合している、例えば などである) のいずれかの組合わせにおいて、組合わせる2種のモノ
マーの少なくとも一方が少なくとも1(叱好ましくは2
個の前記の疎水性付与基りを含有し、かつR1および/
またはR2を含むモノマーの一部または全部に前記のポ
ルフィリン骨格を含有している七ツマ−を使用し、第1
の有機基R1を含むモノマーと第2の有機基R2を含む
モノマーを重合または共重合させること、あるいは疎水
性付与基りを含まない上記の第1の有機基R1を含むモ
ノマーと第2の有機基R2を含むモノマーを重合または
共重合させて高分子化合物とした後、疎水性付与基りを
導入することよりなる。
しカルながら1、高分子化合物にこれらの基を化学反応
により、共有結合で望むように導入するのは簡単ではな
い。ただ一般式(3)、 (41のように塩の形でこれ
らの疎水性付与基を導入する方法、は望ましい方法であ
る。。
により、共有結合で望むように導入するのは簡単ではな
い。ただ一般式(3)、 (41のように塩の形でこれ
らの疎水性付与基を導入する方法、は望ましい方法であ
る。。
員下に一般式(13、(2) 、 、+3)および(4
)で表される繰返し単位を有する本発明の機、能性両性
高分子化合物の製造法について具体的に説明する。
)で表される繰返し単位を有する本発明の機、能性両性
高分子化合物の製造法について具体的に説明する。
一般式(1^)で表される繰返し単位を有する本発明の
機能性両性高分子化合物は、まず一般式(5)=(式中
、R1は前記と同じ)で表されるテトラカルボン酸ジ無
水物に、R301+およびR40+1 (R3およびR
4は前記と同じ)を反応させて得られる一般式(6):
(式中、R1,R3,R4は前記と同じ)で表される化
合物を製造し、これと少なくとも2個のカルボキシル基
を有するポルフィリンを実質的に無水の極性有機溶媒中
、−10℃以上50℃以下、好ましくは0〜40℃程度
でチオニルクロライド、五塩化リン、ベンゼンスルホニ
ルクロライドなどを用いて各々酸ハライドにし、これを
第1の有機基R1を含むモノマーとし、さらに一般式(
7A) :%式%(7) (式中、R2,R’J、 R6は前記と同じ)で表され
るジアミンを反応させるか、あるいは前記の一般式(6
)で表わされる化合物の酸ハライドを第1の有機基R1
を含むモノマーとし、一般式(7A)で表わされるジア
ミンと少なくとも2個のアミノ基を有するポルフィリン
とを反応させる。
機能性両性高分子化合物は、まず一般式(5)=(式中
、R1は前記と同じ)で表されるテトラカルボン酸ジ無
水物に、R301+およびR40+1 (R3およびR
4は前記と同じ)を反応させて得られる一般式(6):
(式中、R1,R3,R4は前記と同じ)で表される化
合物を製造し、これと少なくとも2個のカルボキシル基
を有するポルフィリンを実質的に無水の極性有機溶媒中
、−10℃以上50℃以下、好ましくは0〜40℃程度
でチオニルクロライド、五塩化リン、ベンゼンスルホニ
ルクロライドなどを用いて各々酸ハライドにし、これを
第1の有機基R1を含むモノマーとし、さらに一般式(
7A) :%式%(7) (式中、R2,R’J、 R6は前記と同じ)で表され
るジアミンを反応させるか、あるいは前記の一般式(6
)で表わされる化合物の酸ハライドを第1の有機基R1
を含むモノマーとし、一般式(7A)で表わされるジア
ミンと少なくとも2個のアミノ基を有するポルフィリン
とを反応させる。
−l&式(5)で表される化合物の具体例としては、た
とえば (R”は前記に同じ) などがあげられる。
とえば (R”は前記に同じ) などがあげられる。
また、R30HおよびR40Hの具体例としては、CH
aOH,C11aCH20H,CH3(CHz)20H
,CH3(C112)30H。
aOH,C11aCH20H,CH3(CHz)20H
,CH3(C112)30H。
−、Hs(CHz)s OH,CH3(CH2)70H
,CH3(CH2)+10H。
,CH3(CH2)+10H。
−Ha(CHz) llOH,CH3(CH2) 13
0H,CH3(CH2) tsOH。
0H,CH3(CH2) tsOH。
J3(CHz) 1701. CHs(CHz) ts
OH,CH3(CH2) 21011゜Ch(C1lz
)230H,CF3(CHz)+sOH,H(CF2)
2(CH2) 150B。
OH,CH3(CH2) 21011゜Ch(C1lz
)230H,CF3(CHz)+sOH,H(CF2)
2(CH2) 150B。
H(CF2)4 (CH2) 130H,F(CF2)
II(CH2) 20H。
II(CH2) 20H。
F(CF2)8 (CH2)408゜
また、少なくとも2個のカルボキシル基を有するポルフ
ィリンの具体例としては、例えば、などである。
ィリンの具体例としては、例えば、などである。
前記酸ハライド化を行う際の掻性溶媒の具体例としては
、たとえばヘキサメチルホスホルアミド、N、N−ジメ
チルアセトアミド、N、N−ジメチルホルムアミドなど
があげられ、これらの溶媒を実質的に無水の状態、すな
わち酸ハライド化の際に用いるチオニルクロライド、五
塩化リン、ベンゼンスルホニルクロライドなどが分解せ
ず、定量的に近い状態で酸ハライド化反応が行わしめら
れる。
、たとえばヘキサメチルホスホルアミド、N、N−ジメ
チルアセトアミド、N、N−ジメチルホルムアミドなど
があげられ、これらの溶媒を実質的に無水の状態、すな
わち酸ハライド化の際に用いるチオニルクロライド、五
塩化リン、ベンゼンスルホニルクロライドなどが分解せ
ず、定量的に近い状態で酸ハライド化反応が行わしめら
れる。
酸ハライド化の際の温度が、−10℃未満になると、長
鎖アルキル基の影響による凍結固化のため反応が不均一
系となるため好ましくないが、それ以上であれば酸ハラ
イドの沸点程度の温度まで特に限定されることなく用い
ることができることが明らかになった。通常は0〜40
℃程度が好ましい。
鎖アルキル基の影響による凍結固化のため反応が不均一
系となるため好ましくないが、それ以上であれば酸ハラ
イドの沸点程度の温度まで特に限定されることなく用い
ることができることが明らかになった。通常は0〜40
℃程度が好ましい。
このようにして製造された酸ハライドにさらに一般式(
7A)で表されるジアミンまたは該ジアミンと少なくと
も2個のアミノ基を有するポルフィリン化合物とが反応
せしめられ、本発明の一般式(IA)で表される繰返し
単位を有する両性高分子化合物が製造される。
7A)で表されるジアミンまたは該ジアミンと少なくと
も2個のアミノ基を有するポルフィリン化合物とが反応
せしめられ、本発明の一般式(IA)で表される繰返し
単位を有する両性高分子化合物が製造される。
この際使用される酸ハライドは、製造されたのち、その
まま用いるのが作業性などの面で好ましい。
まま用いるのが作業性などの面で好ましい。
前記一般式(7^)で表される化合物の具体例としては
、例えば N北 、 Nll訃(。
、例えば N北 、 Nll訃(。
(式中、R111lよ前記のとおりであり、R5,R6
の具体例としては、R3,R4の具体例と同じである。
の具体例としては、R3,R4の具体例と同じである。
)また、少なくとも2個のアミノ基を有するポルフィリ
ンの化合物の具体例としては、例えば、(M : C
u+ COI N1などの金属)などである。
ンの化合物の具体例としては、例えば、(M : C
u+ COI N1などの金属)などである。
前記酸ハライドと一般式(7A)のジアミンまたは該ジ
アミンと前記ポルフィリン化合物とを反応させる場合、
酸ハライドにジアミンまたはジアミンとポルフィリン化
合物を添加しても、またその逆にジアミンまたはジアミ
ンとポルフィリン化合物に酸ハライドを添加しもよいが
、それらの化合物に存在するR3. R4,R1,R6
などにより、反応物および生成物のいずれも凍結固化す
る傾向があるなどするために、N、N−ジメチル、アセ
トアミド、N、N−ジメチルホルムアミドなどの溶媒を
用いるのが一般的であり、反応温度としては一10℃〜
+20℃、好ましくはθ〜+10℃である。反応温度が
一1O℃未満になると凍結固化により反応が不均一系と
なり、+20℃をこえると望ましくない反応がおこりや
す(なると考えられ、いずれも好ましくない。しかし、
反応を完結させ、完結まで均−系の反応を行うには添加
後20℃以上の温度で引続いて反応を行うことが好まし
いことが明らかになった。
アミンと前記ポルフィリン化合物とを反応させる場合、
酸ハライドにジアミンまたはジアミンとポルフィリン化
合物を添加しても、またその逆にジアミンまたはジアミ
ンとポルフィリン化合物に酸ハライドを添加しもよいが
、それらの化合物に存在するR3. R4,R1,R6
などにより、反応物および生成物のいずれも凍結固化す
る傾向があるなどするために、N、N−ジメチル、アセ
トアミド、N、N−ジメチルホルムアミドなどの溶媒を
用いるのが一般的であり、反応温度としては一10℃〜
+20℃、好ましくはθ〜+10℃である。反応温度が
一1O℃未満になると凍結固化により反応が不均一系と
なり、+20℃をこえると望ましくない反応がおこりや
す(なると考えられ、いずれも好ましくない。しかし、
反応を完結させ、完結まで均−系の反応を行うには添加
後20℃以上の温度で引続いて反応を行うことが好まし
いことが明らかになった。
また、場合によっては上記に説明された一般的な反応温
度以外を使用することが望ましい場合がある。
度以外を使用することが望ましい場合がある。
すなわち、RIS、 R6が炭素原子数12〜20の前
記の疎水性付与基R×である場合には、一般式(7^)
で表されるジアミンを均−系で反応させるために、その
50〜60℃の溶液に酸ハライドを添加する方法が採用
される。
記の疎水性付与基R×である場合には、一般式(7^)
で表されるジアミンを均−系で反応させるために、その
50〜60℃の溶液に酸ハライドを添加する方法が採用
される。
前記酸ハライドと一般式(7A)で表されるジアミンと
の反応比は、得られる本発明の機能性両性高分子化合物
の分子量などを所望の値にするために適宜選択すればよ
いが、通常フィルム用のポリアミック酸を作成する際に
は高分子量のものをえるために化学量論の精製した七ツ
マ−と精製した溶剤とを用いる。
の反応比は、得られる本発明の機能性両性高分子化合物
の分子量などを所望の値にするために適宜選択すればよ
いが、通常フィルム用のポリアミック酸を作成する際に
は高分子量のものをえるために化学量論の精製した七ツ
マ−と精製した溶剤とを用いる。
しかしながら本発明の機能性両性高分子化合物のように
基板に累積する際には必ずしも高分子量のものでなくて
も十分な特性を発揮できることがわかっており、モル比
は化学量論からずれていてもよい。110.8〜1/1
.2程度でも問題ないことが明らかになった。
基板に累積する際には必ずしも高分子量のものでなくて
も十分な特性を発揮できることがわかっており、モル比
は化学量論からずれていてもよい。110.8〜1/1
.2程度でも問題ないことが明らかになった。
一般式(7A)で表される化合物のR5およびR6がい
ずれも水素原子の場合には、反応性が良好であり、原料
コストも安価となり好ましい。また得られる両性高分子
化合物もカルボン酸のところがエステルとなっているた
め熱的に安定で、単離乾燥という操作により反応が進ま
ないので固体粉末として分離でき、またこれにより精製
も容易であるという特徴を有するものとなる。
ずれも水素原子の場合には、反応性が良好であり、原料
コストも安価となり好ましい。また得られる両性高分子
化合物もカルボン酸のところがエステルとなっているた
め熱的に安定で、単離乾燥という操作により反応が進ま
ないので固体粉末として分離でき、またこれにより精製
も容易であるという特徴を有するものとなる。
一般式(1^)で表される繰返し単位を有する本発明の
ポリアミック酸エステルは、−船釣には以上説明したよ
うな方法により製造されるが、一般式(11で表される
繰返し単位のR3およびR4がいずれも水素原子である
一般式(IOA ) :の場合には、前記のごとき方
法によらずに直接−般式(5)で示されるテトラカルボ
ン酸ジ無水物と、前記の疎水性付与基りを含んでいる一
般式(7A)で表されるジアミンと少なくとも2個のア
ミノ基を有するポルフィリンとを反応させることによっ
て得られる。
ポリアミック酸エステルは、−船釣には以上説明したよ
うな方法により製造されるが、一般式(11で表される
繰返し単位のR3およびR4がいずれも水素原子である
一般式(IOA ) :の場合には、前記のごとき方
法によらずに直接−般式(5)で示されるテトラカルボ
ン酸ジ無水物と、前記の疎水性付与基りを含んでいる一
般式(7A)で表されるジアミンと少なくとも2個のア
ミノ基を有するポルフィリンとを反応させることによっ
て得られる。
この場合の反応条件は、前記の酸ハライドと一般式(7
A)のR5,RISがいずれも疎水性付与基閥であるジ
アミンとの反応と同様である。
A)のR5,RISがいずれも疎水性付与基閥であるジ
アミンとの反応と同様である。
このようにして得られる一般式(IOA )で表される
繰返し単位を有する本発明の機能性両性高分子化合物は
、製造が容易であるだけでなく、LB法で製膜でき、加
熱によりポリイミドを与えるという特徴を有するもので
ある。
繰返し単位を有する本発明の機能性両性高分子化合物は
、製造が容易であるだけでなく、LB法で製膜でき、加
熱によりポリイミドを与えるという特徴を有するもので
ある。
つぎに、一般式(2A)で表される繰返し単位を有する
本発明の機能性両性高分子化合物は、前記の一般式(1
1で表される繰返し単位を有するボリアミンク酸および
そのエステルの製造法における一般式(5)で表さるテ
トラカルボン酸ジ無水物の代わりに、一般式(8): (式中、R1は前記と同じ)で表されるトリカルボン酸
無水物を用いることによって得られる。すなわち、一般
式(8)で表されるトリカルボン酸無水物にR3011
(R3は前記と同じ)を反応させると、一般式(6)で
表される化合物の代わりに一般式(9):鳳 3−0−C \ が得られる。この化合物と少なくとも2個のカルボキシ
ル基を有するポルフィリンとを各々酸ハラ −イド
にし、一般式(7A)で表されるジアミンを反応させる
か、あるいは前記一般式(9)で表される化合物の酸ハ
ライドを第1の有機基R1を含むモノマーとし、さらに
一般式(7A)で表されるジアミンと少なくとも2(1
Nのアミノ基を有するポルフィリンを反応させることに
よって一般式(2A)で表される繰り返し単位を有する
本発明のポリアミック酸エステルが得られる。
本発明の機能性両性高分子化合物は、前記の一般式(1
1で表される繰返し単位を有するボリアミンク酸および
そのエステルの製造法における一般式(5)で表さるテ
トラカルボン酸ジ無水物の代わりに、一般式(8): (式中、R1は前記と同じ)で表されるトリカルボン酸
無水物を用いることによって得られる。すなわち、一般
式(8)で表されるトリカルボン酸無水物にR3011
(R3は前記と同じ)を反応させると、一般式(6)で
表される化合物の代わりに一般式(9):鳳 3−0−C \ が得られる。この化合物と少なくとも2個のカルボキシ
ル基を有するポルフィリンとを各々酸ハラ −イド
にし、一般式(7A)で表されるジアミンを反応させる
か、あるいは前記一般式(9)で表される化合物の酸ハ
ライドを第1の有機基R1を含むモノマーとし、さらに
一般式(7A)で表されるジアミンと少なくとも2(1
Nのアミノ基を有するポルフィリンを反応させることに
よって一般式(2A)で表される繰り返し単位を有する
本発明のポリアミック酸エステルが得られる。
また一般式(2)のR3が水素原子である一般式(9A
) :で表される繰返し単位を有する本発明のポリア
ミック酸は一般式(8)で表されるトリカルボン酸無水
物の酸ハライドと一般式(7A)のR5,R8がいずれ
も前記の疎水性付与基P×であるジアミンと少なくとも
2個のアミノ基を有するポルフィリンとの直接の反応に
よって得られる。
) :で表される繰返し単位を有する本発明のポリア
ミック酸は一般式(8)で表されるトリカルボン酸無水
物の酸ハライドと一般式(7A)のR5,R8がいずれ
も前記の疎水性付与基P×であるジアミンと少なくとも
2個のアミノ基を有するポルフィリンとの直接の反応に
よって得られる。
これらの一般式(2A)で表される繰返し単位を有する
ポリアミック酸またはそのエステルの製造法における反
応条件などは、前記の一般式(IA)で表される繰返し
単位を有するポリアミック酸またはそのエステルの製造
法の場合と同様である。
ポリアミック酸またはそのエステルの製造法における反
応条件などは、前記の一般式(IA)で表される繰返し
単位を有するポリアミック酸またはそのエステルの製造
法の場合と同様である。
一般式(8)で表される化合物の具体例としては、(R
”は前記に同じ) lどがあげられる。
”は前記に同じ) lどがあげられる。
つぎに一般式(3^)で表される繰返し単位を有するポ
リアミック酸塩である本発明の機能性両性高分子化合物
の製造法について説明する。
リアミック酸塩である本発明の機能性両性高分子化合物
の製造法について説明する。
一般式(3A)で表される繰返し単位を有する本1明の
ポリアミック酸塩は、前記の一般式(IOA )で表さ
れる繰返し単位を有するポリアミック酸に(式中、炉、
R”、 R”、 R’l、 FP、 R’は前記に同
じ)で表されるアミン化合物を反応させて得られる。
ポリアミック酸塩は、前記の一般式(IOA )で表さ
れる繰返し単位を有するポリアミック酸に(式中、炉、
R”、 R”、 R’l、 FP、 R’は前記に同
じ)で表されるアミン化合物を反応させて得られる。
一般式(IOA )で表されるポリアミック酸にこDア
ミン化合物を反応させる方法については特に1定はない
が、LB法の展開液として望ましいようにポリアミック
酸(IOA )の有機極性溶媒とベノゼンあるいはクロ
ロホルム溶液に の同じ溶媒にとかしたン容?(iをl足台することによ
って得られる。
ミン化合物を反応させる方法については特に1定はない
が、LB法の展開液として望ましいようにポリアミック
酸(IOA )の有機極性溶媒とベノゼンあるいはクロ
ロホルム溶液に の同じ溶媒にとかしたン容?(iをl足台することによ
って得られる。
で表されるアミン化合物のR”、 R”、 R”および
R4t。
R4t。
R12,R43のそれぞれの組の1個づつ(例えばR3
1とR41)が前記・の疎水性付与基R×であることが
好ましい。
1とR41)が前記・の疎水性付与基R×であることが
好ましい。
このような場合には(104)で表されるポリアミック
酸には、疎水性付与基を含ませる必要がなく製造が容易
である。
酸には、疎水性付与基を含ませる必要がなく製造が容易
である。
このような好ましい
例えば、
C113(C112) n NH2、CH3(CH2)
13 NH2、’CI+3(CH2) t5NH2。
13 NH2、’CI+3(CH2) t5NH2。
CH3(C112) 17 NH2、CII+(CHz
) 19NH2、CH3(CH2) 21NH2。
) 19NH2、CH3(CH2) 21NH2。
CI+3(CH2) 23NII2 、 CF3(CH
2) 15N112 。
2) 15N112 。
If (CF2)2(CH2) 15NI+2 、
II (CF2)4(C112) t3NIIz 。
II (CF2)4(C112) t3NIIz 。
CH3(CH2) 11 N (CH3)2. CI
+3(CH2) 13N (CH3)2゜CH3(CH
2) 15N (CH3)2. C113(C41z
) 17N (CH3)2゜C113(C112)
+sN (CH3)z、 CH3(C112) 21
N (CH3)2゜CH3(CH2)23N (C
)13)2゜II (CF2)4(CH2) 13N
(CH3)2゜P(CF2)8 (CH2)2N
(CH3)2゜(C)13)3C(CI+2) 14
N (CH3)21F(CF2)O(CH2)2NI
I2 、 F(CFz)a(CHz)4Nllz
。
+3(CH2) 13N (CH3)2゜CH3(CH
2) 15N (CH3)2. C113(C41z
) 17N (CH3)2゜C113(C112)
+sN (CH3)z、 CH3(C112) 21
N (CH3)2゜CH3(CH2)23N (C
)13)2゜II (CF2)4(CH2) 13N
(CH3)2゜P(CF2)8 (CH2)2N
(CH3)2゜(C)13)3C(CI+2) 14
N (CH3)21F(CF2)O(CH2)2NI
I2 、 F(CFz)a(CHz)4Nllz
。
CI+3(C112) o Ni1(CH3) 、
CI+3(CH2) 13NH(CH3) 。
CI+3(CH2) 13NH(CH3) 。
C113(CHz) 15NII(CH3) 、
CII+(Ctfz) 17NH(CH3) 。
CII+(Ctfz) 17NH(CH3) 。
C113(Ctlz) tsNll(CHa) 、
CI+3(CH2) 21NII(CH3) 。
CI+3(CH2) 21NII(CH3) 。
C113(CH2) 23 Ni1(CH3) 。
1目 (CF2) 4(CI+2) 13 NH(CH
3) +F(CF2)8 (CH2)2NII(CH
3) 。
3) +F(CF2)8 (CH2)2NII(CH
3) 。
(CH3)*C(CHz) sa NH(CH3)
。
。
CH2=CH(CH2) xsNHz 、 CH2
=CH(CH2) 21NH2。
=CH(CH2) 21NH2。
CH2=CH(CH2)15NH(CH3)。
CH2=CH(C)I2)21NH(CH3)。
CH2=CH(CH2)15NII(CH3)2゜CH
2=CH(CH2)21NH(CH:l)2゜CHa CH2=ClIC0(CH2) 18NH1! 、C
H2= CC0(CH2) 18NH2。
2=CH(CH2)21NH(CH:l)2゜CHa CH2=ClIC0(CH2) 18NH1! 、C
H2= CC0(CH2) 18NH2。
■
CH2=ClIC0(CH2) +eNIl(CH3
) 。
) 。
CHz=C−CO(CHz)IGNH(CH3)。
CH2=ClIC0(CH2) teN (CH3)
2゜lf3 CH2=C−C0(CH2) teN (CH3)2
゜■ υ C1(3 / CH3(CH2)17N \ CHzCIl = CHz などがある。
2゜lf3 CH2=C−C0(CH2) teN (CH3)2
゜■ υ C1(3 / CH3(CH2)17N \ CHzCIl = CHz などがある。
つぎに一般式(4A)で表される繰返し単位を有する本
発明のポリアミック酸塩は、前記一般式(3A)で表さ
れる繰返し単位を有するポリアミック酸塩の製造法にお
ける一般式(IOA )で表されるポリアミック酸のか
わりに一般式(IIA )で表さで表されるアミン化合
物を反応させることによって得られる。反応の条件など
は、一般式(3八)の繰返し単位を有するポリアミック
酸塩を得るときと同様である。
発明のポリアミック酸塩は、前記一般式(3A)で表さ
れる繰返し単位を有するポリアミック酸塩の製造法にお
ける一般式(IOA )で表されるポリアミック酸のか
わりに一般式(IIA )で表さで表されるアミン化合
物を反応させることによって得られる。反応の条件など
は、一般式(3八)の繰返し単位を有するポリアミック
酸塩を得るときと同様である。
以上の説明は、全てR2が2価の場合のみについて説明
したが、R2が3価または4価の場合も同様にして製造
することができ、この場合は一般式(7A)で表される
ジアミンのかわりに、一般式(7B)または(7): R5−NH−R1−N)l−R6(7B)(R21R’
l R’l YlおよびY2は前記一般式+11の定義
に同じ)で表されるジアミンを用いればよい。
したが、R2が3価または4価の場合も同様にして製造
することができ、この場合は一般式(7A)で表される
ジアミンのかわりに、一般式(7B)または(7): R5−NH−R1−N)l−R6(7B)(R21R’
l R’l YlおよびY2は前記一般式+11の定義
に同じ)で表されるジアミンを用いればよい。
(7B)および(7)の具体例としては、例えば(式中
のR5,R6は一般式(11の定義に同じ)などが挙げ
られる。
のR5,R6は一般式(11の定義に同じ)などが挙げ
られる。
このようにしてつくられた本発明の機能性高分子化合物
は一般にN、N−ジメチルアセトアミド、N、N−ジメ
チルホルムアミド、N、N−ジエチルホルムアミド、ヘ
キサメチルホスホルアミドなどの有機極性溶剤に易溶、
上記有機極性溶剤とクロロホルムなどの通常の有機溶剤
なとの混合溶剤に溶、通常の有機溶剤、例えばベンゼン
、エーテル、クロロホルム、アセトン、メタノールなど
に難溶〜不溶である。
は一般にN、N−ジメチルアセトアミド、N、N−ジメ
チルホルムアミド、N、N−ジエチルホルムアミド、ヘ
キサメチルホスホルアミドなどの有機極性溶剤に易溶、
上記有機極性溶剤とクロロホルムなどの通常の有機溶剤
なとの混合溶剤に溶、通常の有機溶剤、例えばベンゼン
、エーテル、クロロホルム、アセトン、メタノールなど
に難溶〜不溶である。
また赤外線スペクトル分析で前記へテロ原子を含む酸性
基Aとへテロ原子を含む塩基性基Bとの反応でできた2
価の結合基−AB−、酸性基Aまたは/および塩基性基
B(例えば前記−能代(1^)(3A) (IOA
)などのポリイミド前駆体ではカルボン酸(場合によっ
てはカルボン酸エステル)。
基Aとへテロ原子を含む塩基性基Bとの反応でできた2
価の結合基−AB−、酸性基Aまたは/および塩基性基
B(例えば前記−能代(1^)(3A) (IOA
)などのポリイミド前駆体ではカルボン酸(場合によっ
てはカルボン酸エステル)。
アミド)および長鎖アルキル基の特徴的な吸収が存在す
る。また、ポルフィリン環の共役環に基づくピークが4
00nm付近にQ帯と呼ばれる吸収帯を可視部にもって
いる。
る。また、ポルフィリン環の共役環に基づくピークが4
00nm付近にQ帯と呼ばれる吸収帯を可視部にもって
いる。
また前記のポリイミド前駆体のように、ヘテロ原子を含
む5員環または6員環となり得る前駆体構造を有するポ
リアミック酸またはそのエステルの場合、熱分析結果に
も特徴があり、約200℃で重量の急激な減少がはじま
り、約400℃で完結する。完結したのちには、例えば
ポリイミド前駆体の場合アミド、カルボン酸エステル、
および長鎖アルキル基の吸収が消失し、イミド環の吸収
が現れ、熱的に閉環反応が進むことを示す。
む5員環または6員環となり得る前駆体構造を有するポ
リアミック酸またはそのエステルの場合、熱分析結果に
も特徴があり、約200℃で重量の急激な減少がはじま
り、約400℃で完結する。完結したのちには、例えば
ポリイミド前駆体の場合アミド、カルボン酸エステル、
および長鎖アルキル基の吸収が消失し、イミド環の吸収
が現れ、熱的に閉環反応が進むことを示す。
一方前駆体がポリアミック酸塩の場合は一般には熱的に
は閉環反応は進行しないが、氷酢酸、ピリジンのような
閉環化試剤に浸漬することによって閉環反応が完結する
。完結したのちには、例えばポリイミド前駆体の場合ア
ミド、カルボキシレートおよび長鎖アルキル基の吸収が
消失し、イミド環の吸収が表れる。
は閉環反応は進行しないが、氷酢酸、ピリジンのような
閉環化試剤に浸漬することによって閉環反応が完結する
。完結したのちには、例えばポリイミド前駆体の場合ア
ミド、カルボキシレートおよび長鎖アルキル基の吸収が
消失し、イミド環の吸収が表れる。
次に本発明に用いるLBIJの製法について説明する。
LB膜の製法としては、膜を形成する物質を水面上に展
開し、水面上に展開された物質を一定の表面圧で圧縮し
て単分子膜を形成し、その膜を横切って基板を上下し膜
を基板上に移しとる垂直浸漬法のほか、水平付着法2回
転円筒法などの方法(新実験化学講座第18巻、界面と
コロイド、498〜508頁)などがあげられ、通常行
われている方法であれば特に限定されることな(使用す
ることができる。
開し、水面上に展開された物質を一定の表面圧で圧縮し
て単分子膜を形成し、その膜を横切って基板を上下し膜
を基板上に移しとる垂直浸漬法のほか、水平付着法2回
転円筒法などの方法(新実験化学講座第18巻、界面と
コロイド、498〜508頁)などがあげられ、通常行
われている方法であれば特に限定されることな(使用す
ることができる。
ラングミュア・プロジェット法は配向した、しかも厚み
を数十人単位で制御できる方法で2000Å以下さらに
は1000Å以下、数百人、数十人の薄膜を形成するの
にすぐれた方法であり、本発明の基板上の薄膜もこの特
徴をもつ。しかし1o、ooo人またはそれ以上の厚み
の膜もこの方法で製膜し得る。
を数十人単位で制御できる方法で2000Å以下さらに
は1000Å以下、数百人、数十人の薄膜を形成するの
にすぐれた方法であり、本発明の基板上の薄膜もこの特
徴をもつ。しかし1o、ooo人またはそれ以上の厚み
の膜もこの方法で製膜し得る。
LB法で膜を形成させる場合、一般にLB膜を形成させ
る物質を水面上に展開する際に、水には解けないで気相
中に蒸発してしまうベンゼン、クロロホルムなどの溶媒
が使用されるが、本発明の機能性両性高分子化合物の場
合には、溶解度をあげるために有機極性溶媒を併用する
ことが望ましい。このような有機極性溶媒としては、た
とえばN、N−ジメチルホルムアミド、N、N−ジメチ
ルアセトアミド、N、N−ジエチルホルムアミド、N、
N−ジエチルアセトアミド、N、N−ジメチルメトキシ
アセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチル°−
2−ピロリドン、ピリジン、ジメチルスルホン、ヘキサ
メチルホスホルアミド、テトラメチレンスルホン、ジメ
チルテトラメチレンスルホンなどがあげられる。
る物質を水面上に展開する際に、水には解けないで気相
中に蒸発してしまうベンゼン、クロロホルムなどの溶媒
が使用されるが、本発明の機能性両性高分子化合物の場
合には、溶解度をあげるために有機極性溶媒を併用する
ことが望ましい。このような有機極性溶媒としては、た
とえばN、N−ジメチルホルムアミド、N、N−ジメチ
ルアセトアミド、N、N−ジエチルホルムアミド、N、
N−ジエチルアセトアミド、N、N−ジメチルメトキシ
アセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチル°−
2−ピロリドン、ピリジン、ジメチルスルホン、ヘキサ
メチルホスホルアミド、テトラメチレンスルホン、ジメ
チルテトラメチレンスルホンなどがあげられる。
ベンゼン、クロロホルムなどと有機極性溶媒とを併用す
る場合には、水面上へ展開するとベンゼン、クロロホル
ムなどは気相中に蒸発し、有機極性溶媒は大量の水に溶
解すると考えられる。
る場合には、水面上へ展開するとベンゼン、クロロホル
ムなどは気相中に蒸発し、有機極性溶媒は大量の水に溶
解すると考えられる。
本発明の機能性両性高分子化合物を水面上に展開する際
に使用する溶液の濃度には特に限定はないが、通常2〜
5X10−3A程度が用いられ、良好な製膜性を得るた
めに金属イオンの添加やpH調整は必ずしも必要ではな
く、金属イオンの排除はエレクトロニクス分野等で使う
際に有利な点となると考えられる。
に使用する溶液の濃度には特に限定はないが、通常2〜
5X10−3A程度が用いられ、良好な製膜性を得るた
めに金属イオンの添加やpH調整は必ずしも必要ではな
く、金属イオンの排除はエレクトロニクス分野等で使う
際に有利な点となると考えられる。
本発明の機能性両性高分子化合物を用いたLB膜を形成
する基板には特に限定はなく、形成されたLB膜の用途
に応じて選択すればよいが、’LB膜を加熱または化学
キュアしてポリイミドなどに環化して用いる場合には耐
熱性や耐薬品性が良好であることが必要である。
する基板には特に限定はなく、形成されたLB膜の用途
に応じて選択すればよいが、’LB膜を加熱または化学
キュアしてポリイミドなどに環化して用いる場合には耐
熱性や耐薬品性が良好であることが必要である。
前記のごとき基板の具体例として゛は、ガラス、アルミ
ナ、石英などのような無機の基板のほか金゛屈製やプラ
スチック鼎の基板、さらにはSi+ GaAs。
ナ、石英などのような無機の基板のほか金゛屈製やプラ
スチック鼎の基板、さらにはSi+ GaAs。
ZnSのような■族、m−v族、II−Vl族などの半
導体、PbTiO3、BaTiO3、LiNbO3、L
iTaO3のような強誘電体製の基板あるいは磁性体基
板などがあげられる。勿論、上記のような基板上の金属
薄膜が応用に適したようにパターン化されていてもよい
し、Si、 GaAs、 ZnSのような半導体や、強
誘電体製の基板が前もって加工され、素子が形成されて
いるものでもよい。これらの基板は通常行われるような
表面処理を施して用いてもよいことは勿論のことである
。
導体、PbTiO3、BaTiO3、LiNbO3、L
iTaO3のような強誘電体製の基板あるいは磁性体基
板などがあげられる。勿論、上記のような基板上の金属
薄膜が応用に適したようにパターン化されていてもよい
し、Si、 GaAs、 ZnSのような半導体や、強
誘電体製の基板が前もって加工され、素子が形成されて
いるものでもよい。これらの基板は通常行われるような
表面処理を施して用いてもよいことは勿論のことである
。
本発明の機能性両性高分子化合物は一般に、ガラス、石
英、St、 5iOzなどの表面には接着強度が弱い傾
向があり、シランカップリング剤、特にアミノ基やエポ
キシ基とアルコキシ基を有するシランカップリング剤(
例えばuCCの^−1100や^−187など)で処理
するか、アルミニウム金属を含むキルレートで処理し酸
化アルミの層を形成させると製膜特性や接着強度が改善
され、本発明の好ましい実施態様である。勿論、当業界
で行われるように基板が高級脂肪酸の金属で数層処理さ
れてもよい。
英、St、 5iOzなどの表面には接着強度が弱い傾
向があり、シランカップリング剤、特にアミノ基やエポ
キシ基とアルコキシ基を有するシランカップリング剤(
例えばuCCの^−1100や^−187など)で処理
するか、アルミニウム金属を含むキルレートで処理し酸
化アルミの層を形成させると製膜特性や接着強度が改善
され、本発明の好ましい実施態様である。勿論、当業界
で行われるように基板が高級脂肪酸の金属で数層処理さ
れてもよい。
また、本発明の機能性両性高分子化合物を基板上に累積
する際に、公知のLB膜化合物との混合物を使用すると
製膜性能が向上し、本発明の望ましい実施態様である。
する際に、公知のLB膜化合物との混合物を使用すると
製膜性能が向上し、本発明の望ましい実施態様である。
公知のLB膜化合物とは、先に引用された文献などにも
記載され、当業界で公知の化合物である。
記載され、当業界で公知の化合物である。
特に炭素数が16から22くらいの炭化水素基と親水基
とからなる下式の化合物が好ましい。
とからなる下式の化合物が好ましい。
CHz(CH2)n−I Z
CHz=CI(CHz)n−2Z、 CH=C−(C
Hz)n−zZCH3(CH2) pc = C−C=
C(CH2) m Z 。
Hz)n−zZCH3(CH2) pc = C−C=
C(CH2) m Z 。
CH2= CH−C−0(CHz)n ZCH3
CH2= C−C−0(CH2) n Z■
■
等でn=16〜22. II+m=n−5゜Z =0
11. Nl2 、 NHR’+ NR’R’、
C0OH,CONH2゜C0NHR’、 C0NR’R
’、 C0OR’ (R’は低級脂肪族炭化水素である
。) 製膜性の改善のためにはCHa(CHz)n−I Zの
式で表されるものがコスト面ですぐれている。また、不
飽和結合を含むものは光や放射線などを照射することに
よって重合させることができる特徴を有している。
11. Nl2 、 NHR’+ NR’R’、
C0OH,CONH2゜C0NHR’、 C0NR’R
’、 C0OR’ (R’は低級脂肪族炭化水素である
。) 製膜性の改善のためにはCHa(CHz)n−I Zの
式で表されるものがコスト面ですぐれている。また、不
飽和結合を含むものは光や放射線などを照射することに
よって重合させることができる特徴を有している。
イミド化あるいは閉環反応方法については、特に限定は
ないが、ポリアミック酸あるいはそのエステルの場合3
00〜400℃近辺の温度で加熱するのが一般的であり
、レーザー光などを用いて行ってもよい。例えば一般式
(1^)で表される繰返し単位の場合には、 なる反応がおこり、また一般式(IOA )で表される
繰返し単位の場合には、 なる反応が起こる。
ないが、ポリアミック酸あるいはそのエステルの場合3
00〜400℃近辺の温度で加熱するのが一般的であり
、レーザー光などを用いて行ってもよい。例えば一般式
(1^)で表される繰返し単位の場合には、 なる反応がおこり、また一般式(IOA )で表される
繰返し単位の場合には、 なる反応が起こる。
さらに、本発明の機能性両性高分子化合物が一般式(3
)または(4)で表される繰返し単位を有するポリアミ
ック酸塩である場合にはポリアミック酸のキュアの際に
用いられる化学キュア剤例えば無水酢酸、ピリジンなど
で行うのが望ましい、このとき、例えば一般式(3A)
で表される繰返し単位の場合には、 なる反応がおこり、イミド化物となる。
)または(4)で表される繰返し単位を有するポリアミ
ック酸塩である場合にはポリアミック酸のキュアの際に
用いられる化学キュア剤例えば無水酢酸、ピリジンなど
で行うのが望ましい、このとき、例えば一般式(3A)
で表される繰返し単位の場合には、 なる反応がおこり、イミド化物となる。
また、本発明のポルフィリン骨格を含む機能性両性高分
子化合物は通常のLB膜より耐熱性、耐薬品性が改善さ
れているので、イミド化などの閉環反応を行わないで、
LB膜をそのままデバイスなどの用途に使用することも
できる。
子化合物は通常のLB膜より耐熱性、耐薬品性が改善さ
れているので、イミド化などの閉環反応を行わないで、
LB膜をそのままデバイスなどの用途に使用することも
できる。
先に述べたように得られる本発明のポルフィリン骨格を
含むポリイミド薄膜等は、本発明者らがすでに提案した
ポリイミド薄膜と同じように耐熱性、耐薬品性にすぐれ
、機械的特性も良好で、そ =の上10000Å以
下という非常に薄い膜であり、望むなら10〜1000
人にもし得る。それゆえ、ICやLSIなどの絶縁膜の
みならず、キャパシター、MIS、MIMなどの構造を
もつ種々の電気電子素子中の絶縁層などとしてエレクト
ロニクス分野に使用することができ、電界効果トランジ
スタ、光電変換素子、受光素子、発光素子、光検出素子
、熱電子トランジスタなどに使用し得る。
含むポリイミド薄膜等は、本発明者らがすでに提案した
ポリイミド薄膜と同じように耐熱性、耐薬品性にすぐれ
、機械的特性も良好で、そ =の上10000Å以
下という非常に薄い膜であり、望むなら10〜1000
人にもし得る。それゆえ、ICやLSIなどの絶縁膜の
みならず、キャパシター、MIS、MIMなどの構造を
もつ種々の電気電子素子中の絶縁層などとしてエレクト
ロニクス分野に使用することができ、電界効果トランジ
スタ、光電変換素子、受光素子、発光素子、光検出素子
、熱電子トランジスタなどに使用し得る。
JJ(シツセフソン ジ中ンクシッン)への応用も考え
られる。そのほかウニイブガイド用、クラソド材、光学
回路成分などとしても利用可能であ5す、保護用などを
含めたコーティング材料やレジスト材料としても好適に
使用し得る。またエネルギー変換や物質分離などの分野
にも使用し得る。
られる。そのほかウニイブガイド用、クラソド材、光学
回路成分などとしても利用可能であ5す、保護用などを
含めたコーティング材料やレジスト材料としても好適に
使用し得る。またエネルギー変換や物質分離などの分野
にも使用し得る。
さらに、本発明の機能性両性高分子化合物は、ポルフィ
リン骨格を含んでいるので、この骨格に由来する特別の
機能を有しており、この機能を生かした用途に使用する
ことができる。すなわち、ポルフィリンおよびその類似
の骨格は、生体中で活性中心となって種々の重要な機能
を担っている。
リン骨格を含んでいるので、この骨格に由来する特別の
機能を有しており、この機能を生かした用途に使用する
ことができる。すなわち、ポルフィリンおよびその類似
の骨格は、生体中で活性中心となって種々の重要な機能
を担っている。
例えば、植物中にあって光合成を行うクロロフィル、赤
血球中で酸素を可逆的に結合し運搬するヘモグロビン、
筋肉中にあって酸素分子の貯蔵に与かるミオグロビン、
多くの植物や動物の肝臓および血液細胞などに存在し過
酸化水素の分解能をもつカシタラーゼ、高等植物や動物
の唾液、副腎髄質、ミルクなどにあって過酸化水素を用
いて他の有機物を酸化するペルオキシダーゼ、細胞内の
ミトコンドリアなどにあって炭水化物のエネルギーを利
用してアデノシン三リン酸を合成する過程における一連
の酸化還元反応を触媒するチトクロームおよびチトクロ
ームオキシダーゼなどは、すべてポルフィリンおよびそ
の類似の骨格をもっている。このような機能をまねたバ
イオエレクトロニクス素子への応用が可能である。
血球中で酸素を可逆的に結合し運搬するヘモグロビン、
筋肉中にあって酸素分子の貯蔵に与かるミオグロビン、
多くの植物や動物の肝臓および血液細胞などに存在し過
酸化水素の分解能をもつカシタラーゼ、高等植物や動物
の唾液、副腎髄質、ミルクなどにあって過酸化水素を用
いて他の有機物を酸化するペルオキシダーゼ、細胞内の
ミトコンドリアなどにあって炭水化物のエネルギーを利
用してアデノシン三リン酸を合成する過程における一連
の酸化還元反応を触媒するチトクロームおよびチトクロ
ームオキシダーゼなどは、すべてポルフィリンおよびそ
の類似の骨格をもっている。このような機能をまねたバ
イオエレクトロニクス素子への応用が可能である。
さらに、フタロシアニンは工業的に重要な化合物で、光
導電性、光吸収特性、光電変換機能をもっており、これ
らを利用して電子写真の感光体、光記録材料、有機太陽
電池への応用が可能である。
導電性、光吸収特性、光電変換機能をもっており、これ
らを利用して電子写真の感光体、光記録材料、有機太陽
電池への応用が可能である。
フタロシアニン化合物は、ガス吸着により電気伝導度が
変化するが、これを利用したガスセンサーが作製可能で
ある。NO2、NH3、SO2、GOなどのガスの検出
ができる。
変化するが、これを利用したガスセンサーが作製可能で
ある。NO2、NH3、SO2、GOなどのガスの検出
ができる。
次に本発明の前駆体およびその製法を実施例に基づき説
明する。
明する。
実施例1
ピロメリット酸二無水物10.91gとステアリルアル
コール27.05 gとを120℃で3時間反応させ、
生成物を200献エタノールで再結晶して融点133〜
137℃のピロメリット酸ジステアリルエステルを得た
。
コール27.05 gとを120℃で3時間反応させ、
生成物を200献エタノールで再結晶して融点133〜
137℃のピロメリット酸ジステアリルエステルを得た
。
このピロメリット酸ジステアリルエステル0.60gを
1Qccのヘキサメチルホスホルアミドに溶解させてチ
オニルクロライド0.19 gを約5℃で滴下し、滴下
後約1時間保持し、反応を終了させた。これに80cc
のへキサメチルホスホルアミドに熔解したアミノ銅フタ
ロシアニン(アミン置換度3.4)0.49gを5℃で
滴下し、1時間攪拌したのち、さらに50℃で30分間
攪拌した。そののち、反応溶液を300 ccのエタノ
ールに注ぎ、析出したポリマーを口過、洗浄し、40℃
で減圧乾燥させて約0.8gの青色粉末を得た。
1Qccのヘキサメチルホスホルアミドに溶解させてチ
オニルクロライド0.19 gを約5℃で滴下し、滴下
後約1時間保持し、反応を終了させた。これに80cc
のへキサメチルホスホルアミドに熔解したアミノ銅フタ
ロシアニン(アミン置換度3.4)0.49gを5℃で
滴下し、1時間攪拌したのち、さらに50℃で30分間
攪拌した。そののち、反応溶液を300 ccのエタノ
ールに注ぎ、析出したポリマーを口過、洗浄し、40℃
で減圧乾燥させて約0.8gの青色粉末を得た。
得られた粉末についてのIRスペクトル分析、熱分析(
TGA−DTA)の結果は次のとおりであった。
TGA−DTA)の結果は次のとおりであった。
(IRスペクトル分析)
KBrディスク法で測定した測定結果を第1図に示す。
チャートにはエステル、アミドI吸収帯、■吸収帯、■
吸収帯およびアルキル鎖の特徴的な吸収。
吸収帯およびアルキル鎖の特徴的な吸収。
がある。
(熱分析(TGA−DTA))
理学電機■製のRTG−DTA (H)タイプでフルx
lr−ルテT’cA、 10rrg、DTA100#V
。
lr−ルテT’cA、 10rrg、DTA100#V
。
温度1000℃で昇温速度10℃/+*in、窒素気流
(30m/win )中で測定した結果を第2図に示す
。
(30m/win )中で測定した結果を第2図に示す
。
TGAには158,203,259,339゜403.
558℃に変曲点があり、DTAには特徴的なピークは
ない。
558℃に変曲点があり、DTAには特徴的なピークは
ない。
400℃に1時間保つことによってほぼ重量は恒量に達
し、ポリイミド化反応が終結する。
し、ポリイミド化反応が終結する。
FTIRスペクトルに1720cm−”、1770cm
’にイミド環の吸収があられれ、2900cm−’付
近のアルキル鎖の吸収が消失した。
’にイミド環の吸収があられれ、2900cm−’付
近のアルキル鎖の吸収が消失した。
実施例2
実施例1の生成物の製膜特性を評価した。20℃の再蒸
留水上で表面圧−面積曲線を測定すると約13 OA”
/unit付近から表面圧が立ち上がり、50に/un
itから更に立ち上がって凝縮膜を形成した。極限面積
は約55A”/unitであり、崩壊圧は55 dyn
e/ cmであった(第3図参照)。
留水上で表面圧−面積曲線を測定すると約13 OA”
/unit付近から表面圧が立ち上がり、50に/un
itから更に立ち上がって凝縮膜を形成した。極限面積
は約55A”/unitであり、崩壊圧は55 dyn
e/ cmであった(第3図参照)。
次に水面上の膜の表面圧を20℃で35’dyne/c
mに保って累積速度10 am/minでLB法でアル
ミニウムを蒸着したガラス基板上に31層累積させた。
mに保って累積速度10 am/minでLB法でアル
ミニウムを蒸着したガラス基板上に31層累積させた。
累積中のメニスカスの状態も良好で、面積−時間曲線か
らY型膜であることが確認された。
らY型膜であることが確認された。
累積膜を400°Cに1時間熱処理することによってバ
ルクと同じようにイミド化反応が進行することがFTI
Rスペクトルにより確認された。
ルクと同じようにイミド化反応が進行することがFTI
Rスペクトルにより確認された。
実施例3
トリメリット酸無水物1.92 g (0,01モル)
を乾燥へキサメチルホスホルアミド40ccに溶かし、
乾燥窒素気流下O〜5°Cに冷却して1.19gのチオ
ニルクロライドを滴下し、そのまま1時間保持し、アシ
ル化した。ここに0.54 g (0,005モル)の
p−フェニレンジアミンと、3.06 g(0,005
モル)のアミノ銅フタロシアニン(アミン置換度3.4
)を約20℃で滴下、1時間攪拌したのち、さらに50
℃で30分間攪拌した。ベキサメチルホスホルアミドと
クロロホルム(1:l)で希釈してlXl0−4Mの溶
液を作成し、これにN−n−オクタデシルジメチルアミ
ンが2×10−4Mとなるように作成したベキサメチル
ホスホルアミドとクロロホルム(1: 1)の溶液を混
合して反応させ、LB膜用展開液とした。
を乾燥へキサメチルホスホルアミド40ccに溶かし、
乾燥窒素気流下O〜5°Cに冷却して1.19gのチオ
ニルクロライドを滴下し、そのまま1時間保持し、アシ
ル化した。ここに0.54 g (0,005モル)の
p−フェニレンジアミンと、3.06 g(0,005
モル)のアミノ銅フタロシアニン(アミン置換度3.4
)を約20℃で滴下、1時間攪拌したのち、さらに50
℃で30分間攪拌した。ベキサメチルホスホルアミドと
クロロホルム(1:l)で希釈してlXl0−4Mの溶
液を作成し、これにN−n−オクタデシルジメチルアミ
ンが2×10−4Mとなるように作成したベキサメチル
ホスホルアミドとクロロホルム(1: 1)の溶液を混
合して反応させ、LB膜用展開液とした。
本実施例のイオン結合を含む高分子化合物は再蒸留水上
、20℃で測定したところ、繰返し単位(unit)あ
たりの面積が130A2ぐらいから表面圧が立ち上がり
凝集膜を形成した。極限面積は約120A2であった。
、20℃で測定したところ、繰返し単位(unit)あ
たりの面積が130A2ぐらいから表面圧が立ち上がり
凝集膜を形成した。極限面積は約120A2であった。
この水面上の膜をLB法でアルミ蒸着ガラス基板上に累
積するとZタイプの累積膜ができた。累積膜のFT−I
R−ATR分析で3000〜2800cm−”のアル
キル基、1650〜1600c+++−”の塩の特徴的
な吸収がみられた。
積するとZタイプの累積膜ができた。累積膜のFT−I
R−ATR分析で3000〜2800cm−”のアル
キル基、1650〜1600c+++−”の塩の特徴的
な吸収がみられた。
この累積膜をピリジン、無水酢酸で化学キュアすると、
アルキル基、塩の吸収が消えて1780゜1720(J
−”等のイミド結合の吸収が出現し、累積膜中でもイミ
ド化反応がおこることが明らかになった。
アルキル基、塩の吸収が消えて1780゜1720(J
−”等のイミド結合の吸収が出現し、累積膜中でもイミ
ド化反応がおこることが明らかになった。
1刃Iぢ九果
本発明によると、ポルフィリン環に由来する生体機能や
光導電性、光電変換機能などを備えた機能性の両性高分
子化合物がLB法で製膜でき、基板上に良好に累積でき
るようになる。さらに、望むならば部分的あるいは完全
にイミド化などの環化をさせることにより、耐熱性の極
めて良好で、耐薬品性、機械的特性のよい一般には作成
が難しい厚み、すなわち10,000Å以下、望むなら
10〜1,000人の超薄膜を得ることができる。
光導電性、光電変換機能などを備えた機能性の両性高分
子化合物がLB法で製膜でき、基板上に良好に累積でき
るようになる。さらに、望むならば部分的あるいは完全
にイミド化などの環化をさせることにより、耐熱性の極
めて良好で、耐薬品性、機械的特性のよい一般には作成
が難しい厚み、すなわち10,000Å以下、望むなら
10〜1,000人の超薄膜を得ることができる。
第1図は実施例1で得られた機能性両性高分子化合物の
IRスペクトルを示す図、第2図は同じ機能性両性高分
子化合物の熱分析のTG−DTA曲線を示す図、第3図
は実施例2で実施したLB法による製膜時の表面圧−面
積曲線を示す図である。 箒3囚 a−負 (入5′1着O
IRスペクトルを示す図、第2図は同じ機能性両性高分
子化合物の熱分析のTG−DTA曲線を示す図、第3図
は実施例2で実施したLB法による製膜時の表面圧−面
積曲線を示す図である。 箒3囚 a−負 (入5′1着O
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、少なくとも2個の炭素原子を有する少なくとも2価
の第1の有機基R^1と、少なくとも2個の炭素原子を
有する少なくとも2価の第2の有機基R^2とがヘテロ
原子を含む酸性基Aと塩基性基Bの反応によってできた
2価の結合基によって交互に連結されている線状の繰返
し単位を有し、かつ該繰返し単位へ共有結合またはイオ
ン結合によって結合した、置換基を含むこともある炭素
数10〜30の炭化水素含有基である疎水性付与基りを
少なくとも1つ含んでおり、かつR^1とR^2の少な
くとも一方の一部または全部に、ポルフィリン骨格を含
むことを特徴とする機能性両性高分子化合物。 2、第1の有機基R^1が4価または3価であり、第2
の有機基R^2が4価または3価または2価であり、か
つR^1、R^2の一方または両方が少なくとも6個の
炭素原子を有するベンゼノイド構造である特許請求の範
囲第1項記載の機能性両性高分子化合物。 3、一般式(1): ▲数式、化学式、表等があります▼(1) (式中、R^1は少なくとも2個の炭素原子を含有する
4価の基、R^2は少なくとも2個の炭素原子を含有す
る2価または3価または4価の基であり、R^2が3価
のときはY_1が、4価のときはY_1とY_2がそれ
ぞれR^2に結合しており、R^1、R^2の少なくと
も一方が少なくとも6個の炭素原子を有するベンゼノイ
ド構造の基であり、Y_1およびY_2はいずれも置換
基を含むこともあるヘテロ原子を含む酸性基Aまたは、
置換基を含むこともあるヘテロ原子を含む塩基性基Bで
あり、R^3、R^4、R^5およびR^6はいずれも
置換基を含むこともある炭素数1〜30の1価の炭化水
素基または水素原子であり、R^3、R^4、R^5お
よびR^6の少なくとも1個は炭素原子数10〜30の
前記の基である疎水性付与基R^Xである)で表される
繰返し単位を有し、かつ、R^1とR^2の少なくとも
一方の一部または全部がポルフィリン骨格を含む両性ポ
リアミック酸またはそのエステルである特許請求の範囲
第2項記載の機能性両性高分子化合物。 4、一般式(2): ▲数式、化学式、表等があります▼(2) (式において、R^1が3価であること以外R^1、R
^2、R^3、R^5、R^6、Y_1およびY_2は
一般式(1)の定義と同じ基である)で表される繰返し
単位を有し、かつ、R^1とR^2の少なくとも一方の
一部または全部がポルフィリン骨格を含む両性ポリアミ
ック酸またはそのエステルである特許請求の範囲第2項
記載の機能性両性高分子化合物。 5、一般式(3): ▲数式、化学式、表等があります▼(3) (式中、R^1、R^2、R^5、R^6、Y_1およ
びY_2は一般式(1)の定義と同じ基であり、R^3
^1、R^3^2、R^3^3、R^4^1、R^4^
2、R^4^3はいずれも置換基を含むこともある炭素
数1〜30の1価の炭化水素基または水素原子であり、
R^3^1、R^3^2、R^3^3、R^4^1、R
^4^2、R^4^3、R^5およびR^6の少なくと
も1個は炭素原子数10〜30の前記の基である疎水性
付与基R^Xである)で表される繰返し単位を有し、か
つ、R^1とR^2の少なくとも一方の一部または全部
がポルフィリン骨格を含む両性ポリアミック酸の塩であ
る特許請求の範囲第2項記載の機能性両性高分子化合物
。 6、一般式(4): ▲数式、化学式、表等があります▼(4) (式において、R^1が3価であること以外、R^1、
R^2、R^3^1、R^3^2、R^3^3、R^5
、R^6、Y_1およびY_2は一般式(3)の定義と
同じ基である)で表される繰返し単位を有し、かつ、R
^1とR^2の少なくとも一方の一部または全部がポル
フィリン骨格を含む両性ポリアミック酸の塩である特許
請求の範囲第2項記載の機能性両性高分子化合物。 7、少なくとも2個の炭素原子を有する少なくとも2価
の第1の有機基R^1を含むモノマーと、少なくとも2
個の炭素原子を有する少なくとも2価の第2の有機基R
^2とを含むモノマーとを ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、Aはヘテロ原子を含む酸性基、Bはヘテロ原子
を含む塩基性基を表し、R^1およびR^2が3価以上
の場合は、その価数に応じて、さらにAおよび/または
Bが結合している)のいずれかの組合わせにおいて、か
つ組合わせる2種のモノマーの少なくとも一方が置換基
を含むこともある炭素数10〜30の炭化水素含有基で
ある疎水性付与基R^Xを少なくとも1個含有しており
、かつ、第1の有機基R^1を含むモノマーまたは第2
の有機基R^2を含むモノマーの少なくとも一方の一部
または全部にポルフィリン骨格を含有しているモノマー
を使用し、該第1の有機基R^1を含むモノマーと第2
の有機基R^2を含むモノマーを重合させることを特徴
とする機能性両性高分子化合物の製造法。 8、一般式(5): ▲数式、化学式、表等があります▼(5) (式中、R^1は一般式(1)の定義と同じ)で表され
るテトラカルボン酸ジ無水物に、R^3OHおよびR^
4OH(式中、R^3およびR^4は一般式(1)の定
義と同じ、ただし水素原子を除く)で表されるアルコー
ルを反応させて得られる一般式(6): ▲数式、化学式、表等があります▼(6) (式中、R^1、R^3、R^4は前記と同じ)で表さ
れる化合物と、少なくと2個のカルボキシル基を有する
ポルフィリンとを実質的に無水の極性有機溶媒中、−1
0℃以上で各々酸ハライドにし、これを第1の有機基R
^1を含むモノマーとし、これと一般式(7):▲数式
、化学式、表等があります▼(7) (式中、R^2、R^5、R^6、Y_1およびY_2
は一般式(1)の定義と同じ)で表されるジアミンを第
2の有機基R^2を含むモノマーとして−10℃以上で
反応させるか、あるいは一般式(6)で表される化合物
の酸ハライドを第1の有機基R^1を含むモノマーとし
、さらに一般式(7)で表されるジアミンの少なくとも
2個のアミノ基を有するポルフィリンとを第2の有機基
R^2を含むモノマーとして反応させる一般式(1):
▲数式、化学式、表等があります▼(1) で表される繰返し単位を有するポリアミック酸またはそ
のエステルを製造するに際し、一般式(6)で表される
化合物および一般式(7)で表されるジアミンの少なく
とも一方のR^3、R^4またはR^5、R^6の少な
くとも一つが置換基を含むこともある炭素数10〜30
の基である疎水性付与基R^Xである特許請求の範囲第
7項記載の機能性両性高分子化合物の製造方法。 9、一般式(8): ▲数式、化学式、表等があります▼(8) (式中、R^1は少なくとも2個の炭素原子を含有する
3価の基ある)で表されるトリカルボン酸無水物に、R
^3OH(式中、R^3は一般式(1)の定義と同じ、
ただし水素原子を除く)で表されるアルコールを反応さ
せて得られる一般式(9): ▲数式、化学式、表等があります▼(9) (式中、R^1、R^3は前記と同じ)で表される化合
物と少なくとも2個のカルボキシル基を有するポルフィ
リンとを、実質的に無水の極性有機溶媒中、−10℃以
上で各々酸ハライドにし、これを第1の有機基R^1を
含むモノマーとし、これと一般式(7)で表されるジア
ミンを第2の有機基R^2を含むモノマーとして−10
℃以上で反応させるか、あるいは一般式(9)で表され
る化合物の酸ハライドを第1の有機基R^1を含むモノ
マーとし、一般式(7)で表されるジアミンと少なくと
も2個のアミノ基を有するポルフィリンとを第2の有機
基R^2を含むモノマーとして反応させる一般式(2)
: ▲数式、化学式、表等があります▼(2) で表される繰返し単位を有するポリアミック酸またはそ
のエステルを製造するに際し、一般式(10)で表され
る化合物および一般式(7)ジアミンの少なくとも一方
のR^3またはR^5、R^6の少なくとも一つが炭素
数10〜30の基である疎水性付与基R^Xである特許
請求の範囲第7項記載の機能性両性高分子化合物の製造
方法。 10、少なくとも2個の炭素原子を有する少なくとも3
価の第1の有機基R^1を含むモノマーと、少なくとも
2個の炭素原子を有する少なくとも2価の第2の有機基
R^2とを含むモノマーとを ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、Aはヘテロ原子を含む酸性基、Bはヘテロ原子
を含む塩基性基を表し、R^1およびR^2が3価以上
の場合は、その価数に応じて、さらにAおよび/または
Bが結合している)のいずれかの組合わせにおいて、組
合わせる2種のモノマーの少なくとも一方が置換基を含
むこともある炭素数10〜30の炭化水素含有基である
疎水性付与基R^Xを、イオン結合によって有させ得る
基を少なくとも1個有しており、かつ、第1の有機基R
^1を含むモノマーまたは第2の有機基R^2を含むモ
ノマーの少なくとも一方の一部または全部にポルフィリ
ン骨格を含有しているモノマーを使用し、該第1の有機
基R^1を含むモノマーと第2の有機基R^2を含むモ
ノマーを重合させたのち、疎水性付与基R^Xを含む化
合物を反応させることを特徴とする機能性両性高分子化
合物の製造法。 11、一般式(5): ▲数式、化学式、表等があります▼(5) (式中、R^1は一般式(1)の定義と同じ)で表され
るテトラカルボン酸ジ無水物と少なくとも2個のカルボ
キシル基を有するポルフィリンの酸ハライドとを第1の
有機基R^1を含むモノマーとし、これと一般式(7)
: ▲数式、化学式、表等があります▼(7) (式中、R^2、R^5、R^6、Y_1およびY_2
は一般式(1)の定義と同じ)で表されるジアミンを第
2の有機基R^2を含むモノマーとして−10℃以上で
反応させるか、前記一般式(5)で表されるテトラカル
ボン酸ジ無水物を第1の有機基R^1を含むモノマーと
し、これと前記一般式(7)で表されるジアミンと少な
くとも2個のアミノ基を有するポルフィリンとを第2の
有機基R^2を含むモノマーとして反応させて得られる
一般式(10): ▲数式、化学式、表等があります▼(10) (式中、R^1、R^2、R^5、R^6、Y_1、Y
_2は前記と同じ)で表される繰返し単位を有するポリ
アミック酸に▲数式、化学式、表等があります▼および
▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、R^3^1、R^3^2、R^3^3、R^4
^1、R^4^2、R^4^3は一般式(3)の定義と
同じ)で表されるアミン化合物を反応させて得られる一
般式(3): ▲数式、化学式、表等があります▼(3) で表される繰返し単位を有するポリアミック酸の塩を製
造するに際し、R^3^1、R^3^2、R^3^3、
R^4^1、R^4^2、R^4^3、R^5、R^6
の少なくとも一つに置換基を含むこともある炭素数10
〜30の基である疎水性付与基R^Xを含ませることを
特徴とする特許請求の範囲第10項記載の機能性両性高
分子化合物の塩の製造方法。 12、一般式(8): ▲数式、化学式、表等があります▼(8) (式中、R^1は少なくとも2個の炭素原子を含有する
3価の基である)で表されるトリカルボン酸無水物と少
なくとも2個のカルボキシル基を有するポルフィリンの
酸ハライドとを第1の有機基R^1を含むモノマーとし
、これと一般式(7)で表されるジアミンを第2の有機
基R^2を含むモノマーとして−10℃以上で反応させ
るか、一般式(8)で表される化合物の酸ハライドを第
1の有機基R^1を含むモノマーとし、これと一般式(
7)で表されるジアミンと少なくとも2個のアミノ基を
有するポルフィリンとを第2の有機基R^2を含むモノ
マーとして反応させて得られる一般式(11): ▲数式、化学式、表等があります▼(11) (式中、R^1、R^2、R^5、R^6、Y_1、Y
_2は前記と同じ)で表される繰返し単位を有するポリ
アミック酸に▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、R^3^1、R^3^2、R^3^3は一般式
(2)の定義と同じ)で表されるアミン化合物を反応さ
せて得られる一般式(4): ▲数式、化学式、表等があります▼(4) で表される繰返し単位を有するポリアミック酸の塩を製
造する際に、R^3^1、R^3^2、R^3^3、R
^5、R^6の少なくとも一つに置換基を含むこともあ
る炭素数10〜30の基である疎水性付与基R^Xを含
ませることを特徴とする特許請求の範囲第10項記載の
機能性両性高分子化合物の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25856587A JPH01101330A (ja) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | 機能性両性高分子化合物およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25856587A JPH01101330A (ja) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | 機能性両性高分子化合物およびその製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01101330A true JPH01101330A (ja) | 1989-04-19 |
Family
ID=17322000
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25856587A Pending JPH01101330A (ja) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | 機能性両性高分子化合物およびその製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01101330A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01242623A (ja) * | 1988-03-24 | 1989-09-27 | Yoshio Imai | ポリアミド酸およびポリイミド |
JPH01242630A (ja) * | 1988-03-24 | 1989-09-27 | Mitsubishi Kasei Corp | ポルフィリン構造を有する単分子膜もしくは単分子累積膜 |
JPH06122769A (ja) * | 1992-08-31 | 1994-05-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 大環状共役系高分子化合物および大環状共役系高分子組成物 |
EP1308481A3 (en) * | 1992-08-14 | 2004-04-28 | The Trustees Of The University Of Pennsylvania | Metal-mediated cross-coupling with ring-metalated porphyrins |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1987
- 1987-10-14 JP JP25856587A patent/JPH01101330A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62129182A (ja) * | 1985-07-16 | 1987-06-11 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | ポリイミド薄膜 |
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JP2728843B2 (ja) * | 1992-08-31 | 1998-03-18 | 松下電器産業株式会社 | 大環状共役系高分子化合物および大環状共役系高分子組成物 |
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