JPH04293928A - Production of polyaniline derivative - Google Patents

Production of polyaniline derivative

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JPH04293928A
JPH04293928A JP8302791A JP8302791A JPH04293928A JP H04293928 A JPH04293928 A JP H04293928A JP 8302791 A JP8302791 A JP 8302791A JP 8302791 A JP8302791 A JP 8302791A JP H04293928 A JPH04293928 A JP H04293928A
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Abstract

PURPOSE:To obtain the title derivative soluble in a general-purpose organic solvent without detriment to the properties inherent in polyaniline by introducing specified amino substituents into the nitrogen atoms of a reduced form polyaniline by reaction with a specified aziridine compound. CONSTITUTION:A polyaniline derivative is produced by introducing amino substituents of formula II (wherein R<1> and R<2> are each H, (substituted)alkyl, (substituted)alkenyl, (substituted)aryl or (substituted)benzyl) into the nitrogen atoms of a reduced form polyaniline by reaction with an aziridine compound of formula I. This derivative is soluble not only in N-methyl-2-pyrrolidone and N,N-dimethylacetamide but also in various solvents such as chloroform, tetrahydrofuran and ethanol, and the obtained solution can cause a good self-supporting film by casting.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、有機溶剤に可溶なポリ
アニリン誘導体の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing polyaniline derivatives soluble in organic solvents.

【0002】0002

【従来の技術】近年、ポリアニリンは、新しい電子材料
、導電材料として、電池の電極材料、帯電防止材料、電
磁波遮蔽材料、光電子変換素子、光メモリー、各種セン
サー等の機能素子、表示素子、各種ハイブリッド材料、
透明導電体、各種端末機器等の広い分野への応用が検討
されている。
[Prior Art] In recent years, polyaniline has been used as a new electronic material and conductive material for battery electrode materials, antistatic materials, electromagnetic wave shielding materials, photoelectronic conversion elements, optical memories, functional elements such as various sensors, display elements, and various hybrids. material,
Applications to a wide range of fields such as transparent conductors and various terminal devices are being considered.

【0003】ところで、一般にポリアニリンは、π共役
系が高度に発達しているため、高分子主鎖が剛直で、分
子鎖間の相互作用が強く、また、分子鎖間に強固な水素
結合が数多く存在するため、殆どの有機溶剤に不溶であ
り、また加熱によっても溶融しないので、成形性に乏し
く、キャスト成形や塗工ができないと言う大きな欠点を
有している。そのために、例えば、高分子材料の繊維、
多孔質体等の所望の形状の基材にアニリンモノマーを含
浸させ、このアニリンモノマーを適当な重合触媒と接触
させることにより、或いは、電解酸化により重合させて
導電性複合材料としたり、或いはまた、熱可塑性重合体
粉末の存在下で、アニリンモノマーを重合させて同様の
複合材料を得ている。
By the way, polyaniline generally has a highly developed π-conjugated system, so the main chain of the polymer is rigid, the interactions between the molecular chains are strong, and there are many strong hydrogen bonds between the molecular chains. Because of its presence, it is insoluble in most organic solvents and does not melt even when heated, so it has poor moldability and has the major drawback of not being able to be cast or coated. For this purpose, for example, fibers of polymeric materials,
By impregnating a base material of a desired shape such as a porous body with an aniline monomer and bringing this aniline monomer into contact with a suitable polymerization catalyst, or by polymerizing it by electrolytic oxidation, or alternatively, Similar composite materials have been obtained by polymerizing aniline monomers in the presence of thermoplastic polymer powders.

【0004】一方、重合触媒と反応温度の工夫により、
N−メチル−2−ピロリドンのみに可溶なポリアニリン
も合成されている(M.  Abe  et  al.
:J.  Chem.  Soc.,  Chem. 
 Commun.,1989,1736)。しかしなが
ら、このポリアニリンも、その他の汎用の有機溶媒には
殆ど溶解せず、適応範囲が限られていた。
On the other hand, by modifying the polymerization catalyst and reaction temperature,
Polyaniline soluble only in N-methyl-2-pyrrolidone has also been synthesized (M. Abe et al.
:J. Chem. Soc. , Chem.
Commun. , 1989, 1736). However, this polyaniline is also hardly soluble in other general-purpose organic solvents, and its applicability is limited.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解消し、ポリアニリン本来の特性を損なうことなく
、汎用の有機溶剤に可溶なポリアニリン誘導体を提供す
ることを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and provide a polyaniline derivative that is soluble in general-purpose organic solvents without impairing the inherent properties of polyaniline.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記問題を
解決すべく鋭意検討した結果、ポリアニリンの窒素原子
に特定のアミノ基を有する置換基を導入することにより
上記の問題点が解決できることを見出だし、本発明を完
成するに至った。
[Means for Solving the Problems] As a result of intensive studies aimed at solving the above problems, the present inventors have discovered that the above problems can be solved by introducing a substituent having a specific amino group to the nitrogen atom of polyaniline. They discovered this and completed the present invention.

【0007】本発明は、ポリアニリン誘導体の製造方法
に関するものであって、その構成上の特徴は、還元型ポ
リアニリンに下記一般式(I) (式中、R1 及びR2 は、同一または異なっていて
もよく、それぞれ水素原子、置換または非置換アルキル
基、置換または非置換アルケニル基、置換または非置換
アリール基、置換または非置換ベンジル基を表わす。)
で示されるアジリジン化合物を反応させて、還元型ポリ
アニリンの窒素原子に、式:−CHR1 CH(NH2
 )R2 (式中、R1 及びR2 は、上記と同意義
を有する。)で示されるアミノ基を有する置換基を導入
することにある。
The present invention relates to a method for producing a polyaniline derivative, and its structural feature is that reduced polyaniline has the following general formula (I) (wherein R1 and R2 may be the same or different). often represent a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkenyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted benzyl group, respectively).
By reacting the aziridine compound represented by the formula: -CHR1 CH(NH2
) R2 (wherein R1 and R2 have the same meanings as above) is to introduce a substituent having an amino group.

【0008】より具体的には、本発明は、アニリンをア
ンモニアで処理して可溶型ポリアニリンに変換し、次い
で過剰のヒドラジンで処理して還元型ポリアニリンに変
換し、さらにアミド系溶剤に溶解し、または芳香族系溶
剤もしくはエーテル系溶剤に分散した後、得られた溶液
または分散液に上記一般式(I)で示されるアジリジン
化合物を加えて反応させることにより、前記還元型ポリ
アニリンの窒素原子に、式:−CHR1 CH(NH2
 )R2(式中、R1 及びR2 は、上記と同意義を
有する。)で示されるアミノ基を有する置換基を導入す
ることを特徴とする。
More specifically, the present invention involves treating aniline with ammonia to convert it into soluble polyaniline, then treating it with excess hydrazine to convert it into reduced polyaniline, and further dissolving it in an amide solvent. , or by dispersing the reduced polyaniline in an aromatic solvent or an ether solvent, adding an aziridine compound represented by the above general formula (I) to the resulting solution or dispersion, and reacting it with the nitrogen atom of the reduced polyaniline. , formula: -CHR1 CH(NH2
) R2 (wherein R1 and R2 have the same meanings as above) is characterized by introducing a substituent having an amino group.

【0009】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明においては、過硫酸アンモニウム等を酸化剤として
用いてアニリンを低温、例えば−20〜50℃の範囲の
温度で酸化重合することによって得た数平均分子量2,
000〜500,000〔GCP(N−メチル−2−ピ
ロリドン溶媒)で測定、ポリスチレン換算の数平均分子
量〕の範囲のポリアニリンを使用する。まず、このポリ
アニリンをアンモニアで処理して可溶型ポリアニリンに
変換し、この可溶型ポリアニリンを、過剰のヒドラジン
で処理して還元型ポリアニリンを製造する。なお、還元
型ポリアニリンとは、酸化重合によって得られたポリア
ニリンの還元体であって、ポリアニリンに含まれる窒素
原子に水素原子が結合したものを意味する。ヒドラジン
の処理は、可溶型のポリアニリンを水に分散し、ポリア
ニリン中の窒素原子に対して当量以上、好ましくは3倍
以上のヒドラジンを窒素雰囲気下で加え、24時間0〜
30℃で攪拌することにより行う。
The present invention will be explained in detail below. In the present invention, the number average molecular weight 2, which is obtained by oxidative polymerization of aniline at a low temperature, for example, at a temperature in the range of -20 to 50°C, using ammonium persulfate or the like as an oxidizing agent,
000 to 500,000 [measured by GCP (N-methyl-2-pyrrolidone solvent), number average molecular weight in terms of polystyrene] is used. First, this polyaniline is treated with ammonia to convert it into soluble polyaniline, and this soluble polyaniline is then treated with excess hydrazine to produce reduced polyaniline. Note that the term "reduced polyaniline" refers to a reduced form of polyaniline obtained by oxidative polymerization, in which a hydrogen atom is bonded to a nitrogen atom contained in polyaniline. In the treatment of hydrazine, soluble polyaniline is dispersed in water, hydrazine is added in an amount equivalent to or more, preferably 3 times or more, to the nitrogen atoms in polyaniline under a nitrogen atmosphere, and the mixture is heated for 24 hours.
This is done by stirring at 30°C.

【0010】得られる還元型ポリアニリンは、N−メチ
ル−2−ピロリドンあるいはN,N−ジメチルアセトア
ミドに可溶であるが、他の汎用有機溶剤、例えば、クロ
ロホルムやテトラヒドロフランには殆ど不溶である。
The resulting reduced polyaniline is soluble in N-methyl-2-pyrrolidone or N,N-dimethylacetamide, but is almost insoluble in other general-purpose organic solvents such as chloroform and tetrahydrofuran.

【0011】次いで、この還元型ポリアニリンをアミド
系溶剤に溶解し、または芳香族系溶剤もしくはエーテル
系溶剤に分散させ、得られた溶液または分散液に、上記
一般式(I)で示されるアジリジン化合物を加え、窒素
雰囲気下で数時間ないし2日間加熱して反応させ、ポリ
アニリンの窒素原子に式:−CHR1 CH(NH2 
)R2 (式中、R1 及びR2 は、上記と同意義を
有する。)で示されるアミノ基を有する置換基を導入す
る。
Next, this reduced polyaniline is dissolved in an amide solvent or dispersed in an aromatic solvent or an ether solvent, and an aziridine compound represented by the above general formula (I) is added to the resulting solution or dispersion. was added and heated in a nitrogen atmosphere for several hours to two days to react, and the nitrogen atom of polyaniline was converted to the formula: -CHR1 CH(NH2
) R2 (wherein R1 and R2 have the same meanings as above) is introduced.

【0012】その際、アミド系溶剤としては、N−メチ
ル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、
N,N−ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルホスホリ
ックトリアミド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジ
ノン等が使用できる。芳香族系溶剤としては、ベンゼン
、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、テトラリン等
が使用できる。また、エーテル系溶剤としては、エーテ
ル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等が使用できる。
[0012] At that time, as the amide solvent, N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide,
N,N-dimethylformamide, hexamethylphosphoric triamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, etc. can be used. As the aromatic solvent, benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, tetralin, etc. can be used. Further, as the ether solvent, ether, tetrahydrofuran, dioxane, etc. can be used.

【0013】本発明において、上記一般式(I)で示さ
れるアジリジン化合物におけるR1 及びR2 は、同
一または異なっていてもよく、それぞれ水素原子、置換
または非置換アルキル基、置換または非置換アルケニル
基、置換または非置換アリール基、置換または非置換ベ
ンジル基を表わすが、それらについて、次のものが例示
される。
In the present invention, R1 and R2 in the aziridine compound represented by the above general formula (I) may be the same or different, and each represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkenyl group, It represents a substituted or unsubstituted aryl group or a substituted or unsubstituted benzyl group, and examples thereof include the following.

【0014】置換または非置換アルキル基としては、エ
チル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル
基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウ
ンデシル基、ドデシル基、ヘキサデシル基、ドコシル等
の直鎖アルキル基、イソブチル基、イソペンチル基、ネ
オペンチル基、イソヘキシル等の分岐鎖アルキル基、シ
クロヘキシル等の環状アルキル基、およびそれらの水素
原子の1つ以上が、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基
、アルコキシ基、エステル基または水酸基によって置換
されているものをあげることができる。置換または非置
換アルケニル基としては、ブテニル基、ペンテニル基、
ヘキセニル基、およびそれらの水素原子の1つ以上が、
ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、エ
ステル基または水酸基によって置換されているものをあ
げることができる。置換または非置換アリール基として
は、フェニル基、およびフェニル基の水素原子の1つ以
上が、アルキル基、フェニル基、ハロゲン原子、シアノ
基、ニトロ基、アルコキシ基、エステル基または水酸基
によって置換されているものをあげることができる。ま
た置換ベンジル基における置換基としては、ハロゲン原
子、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、エステル基ま
たは水酸基をあげることができる。
Examples of substituted or unsubstituted alkyl groups include ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, hexadecyl group, docosyl group, etc. Straight chain alkyl groups, isobutyl groups, isopentyl groups, neopentyl groups, branched chain alkyl groups such as isohexyl, cyclic alkyl groups such as cyclohexyl, and one or more of their hydrogen atoms are halogen atoms, cyano groups, nitro groups, Examples include those substituted with an alkoxy group, an ester group, or a hydroxyl group. Substituted or unsubstituted alkenyl groups include butenyl group, pentenyl group,
a hexenyl group, and one or more of their hydrogen atoms,
Examples include those substituted with a halogen atom, a cyano group, a nitro group, an alkoxy group, an ester group, or a hydroxyl group. The substituted or unsubstituted aryl group includes a phenyl group, and one or more hydrogen atoms of the phenyl group substituted with an alkyl group, a phenyl group, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, an alkoxy group, an ester group, or a hydroxyl group. I can give what I have. Further, examples of the substituent in the substituted benzyl group include a halogen atom, a cyano group, a nitro group, an alkoxy group, an ester group, and a hydroxyl group.

【0015】アジリジン化合物の好ましいものとして、
アジリジンおよび2−エチルアジリジンをあげることが
できる。
[0015] Preferred aziridine compounds include:
Mention may be made of aziridine and 2-ethylaziridine.

【0016】本発明において、上記アミノ基を有する置
換基は、還元型ポリアニリンの窒素原子の10%以上に
導入されるように反応を行なうのが好ましい。導入率が
10%未満の場合には、有機溶剤に対する充分な溶解度
が得られない。
In the present invention, it is preferable to carry out the reaction so that the above-mentioned substituent having an amino group is introduced into 10% or more of the nitrogen atoms of the reduced polyaniline. When the introduction rate is less than 10%, sufficient solubility in organic solvents cannot be obtained.

【0017】上記のようにして得られた窒素原子に上記
アミノ基を有する置換基が導入されたポリアニリンは、
後処理として、アンモニア水で脱ドープ処理することが
望ましい。
The polyaniline obtained as above, in which a substituent having the above amino group is introduced into the nitrogen atom, is
As a post-treatment, it is desirable to perform a dedoping treatment with aqueous ammonia.

【0018】本発明によって製造される上記窒素原子に
上記アミノ基を有する置換基が導入されたポリアニリン
は、N−メチル−2−ピロリドンおよびN,N−ジメチ
ルアセトアミドに可溶であるばかりでなく、クロロホル
ム、ジクロロエタン、ジクロロメタン等のハロゲン化炭
化水素溶剤、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶剤、
及びメタノール、エタノール、プロパノール等のアルコ
ール系溶剤に可溶であり、そして、これらの溶剤に溶解
した溶液を用い、キャスト成形によって、良好な自立性
のフィルムを得ることができる。また、形成されたフィ
ルムは、塩酸、硫酸、ホウフッ化水素酸、過塩素酸等の
プロトン酸中でドープすることにより、10−3〜10
−1S/cmの高い導電率を示すものとなる。
[0018] The polyaniline produced by the present invention, in which the above-mentioned amino group-containing substituent is introduced into the above-mentioned nitrogen atom, is not only soluble in N-methyl-2-pyrrolidone and N,N-dimethylacetamide; Halogenated hydrocarbon solvents such as chloroform, dichloroethane, dichloromethane, ether solvents such as tetrahydrofuran,
It is soluble in alcoholic solvents such as methanol, ethanol, and propanol, and a film with good self-supporting properties can be obtained by cast molding using a solution dissolved in these solvents. In addition, the formed film can be obtained by doping it in a protic acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid, fluoroboric acid, perchloric acid, etc.
It exhibits a high conductivity of −1 S/cm.

【0019】また、本発明によって製造されるポリアニ
リン誘導体は、脱ドープ状態で数十ppmの酸性ガス(
HCl、NO2 )を含む雰囲気下に置かれてもほとん
どドーピングされない。一方、プロトン酸を充分にドー
プした薄膜は、中性の水に浸しても脱ドープされること
はない。これに対して、従来のポリアニリンでは、数十
ppmの酸性ガス(HCl、NO2 )を含む雰囲気下
に置かれた場合は、直ちにドーピングされ、導電率を著
しく変化させる。さらに、このポリアニリンのプロトン
酸をドープした薄膜は、中性の水に浸すと、数分で脱ド
ープされてしまう。この事実は、本発明によるポリアニ
リン誘導体が、従来のポリアニリンに比して非常に高い
環境安定性を有していることを示している。
Furthermore, the polyaniline derivative produced according to the present invention can be exposed to several tens of ppm of acidic gas (in an undoped state).
Even when placed in an atmosphere containing (HCl, NO2), it is hardly doped. On the other hand, a thin film fully doped with protonic acid will not be dedoped even when immersed in neutral water. On the other hand, when conventional polyaniline is placed in an atmosphere containing several tens of ppm of acid gas (HCl, NO2), it is immediately doped and its conductivity changes significantly. Furthermore, when this thin film of polyaniline doped with protonic acid is immersed in neutral water, it is dedoped within a few minutes. This fact indicates that the polyaniline derivative according to the present invention has much higher environmental stability than conventional polyaniline.

【0020】[0020]

【実施例】以下、本発明を実施例によって説明する。 実施例1 アニリン4.1g、濃塩酸21.9gを水に溶かして1
00mlとし、−5℃に冷却する。濃塩酸21.9g、
過硫酸アンモニウム6.28gを水に溶かして100m
lとし、この溶液もまた−5℃に冷却し、さきのアニリ
ン溶液にゆっくりと滴下し、−5℃で4時間攪拌を続け
た。こうして得られた数平均分子量12,000(GP
C,N−メチル−2−ピロリドン溶媒中で測定、ポリス
チレン換算の数平均分子量)のポリアニリンを水で十分
洗浄した後、さらにアンモニア水で脱ドープ処理を行な
った。こうして得られた可溶型ポリアニリンを200m
lの水に分散し、窒素雰囲気下で50mlのヒドラジン
を加え、24時間室温で攪拌を続け、濾別、乾燥して灰
白色の還元型ポリアニリンを得た。
[Examples] The present invention will be explained below with reference to Examples. Example 1 Dissolve 4.1 g of aniline and 21.9 g of concentrated hydrochloric acid in water and make 1
00 ml and cooled to -5°C. 21.9g of concentrated hydrochloric acid,
Dissolve 6.28g of ammonium persulfate in water and add 100m
This solution was also cooled to -5°C, slowly added dropwise to the above aniline solution, and stirring was continued at -5°C for 4 hours. The number average molecular weight thus obtained was 12,000 (GP
The polyaniline (measured in C,N-methyl-2-pyrrolidone solvent, number average molecular weight in terms of polystyrene) was thoroughly washed with water, and then dedoped with aqueous ammonia. 200 m of soluble polyaniline thus obtained
1 of water, 50 ml of hydrazine was added under a nitrogen atmosphere, stirring was continued at room temperature for 24 hours, filtered and dried to obtain off-white reduced polyaniline.

【0021】こうして得られた還元型ポリアニリン1g
をN−メチル−2−ピロリドン30mlに完全に溶解し
、充分に窒素置換した後、アジリジン0.47g(還元
型ポリアニリンの窒素原子に対して100mol%)を
加えて12時間80℃で攪拌を続け、反応させた。この
溶液を1リットルの水に攪拌しながら投入し、沈澱物を
濾別し、乾燥後、アンモニア水で脱ドープ処理して窒素
原子を置換したポリアニリン誘導体を1.2g得た。 反応収率から窒素原子の置換率が42%であることが分
った。第1級アミノ基の存在は、赤外吸収スペクトルの
3365および3290cm−1の吸収で確認した。
1 g of the thus obtained reduced polyaniline
was completely dissolved in 30 ml of N-methyl-2-pyrrolidone, and the mixture was thoroughly purged with nitrogen. Then, 0.47 g of aziridine (100 mol% based on the nitrogen atom of the reduced polyaniline) was added and stirring was continued at 80°C for 12 hours. , reacted. This solution was poured into 1 liter of water with stirring, the precipitate was filtered off, dried, and dedoped with aqueous ammonia to obtain 1.2 g of a polyaniline derivative in which nitrogen atoms were substituted. The reaction yield revealed that the nitrogen atom substitution rate was 42%. The presence of primary amino groups was confirmed by the absorption at 3365 and 3290 cm −1 in the infrared absorption spectrum.

【0022】このポリアニリン誘導体は、N−メチル−
2−ピロリドンに可溶なだけでなく、クロロホルム、ジ
クロロエタン、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン等
の有機溶剤に対して良好な溶解性を示した。さらにこの
ポリアニリン誘導体のクロロホルム溶液から、キャスト
成形によって自立性のフィルムを得ることができた。導
電率は、硫酸ドープ時で0.01S/cmであった。ま
た、ドーピング前のフィルムは、先に述べたN−メチル
−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、ク
ロロホルム、ジクロロエタン、ジクロロメタン、テトラ
ヒドロフラン、メタノール等の有機溶剤に溶解させるこ
とができた。
This polyaniline derivative has N-methyl-
It was not only soluble in 2-pyrrolidone, but also showed good solubility in organic solvents such as chloroform, dichloroethane, dichloromethane, and tetrahydrofuran. Furthermore, a self-supporting film could be obtained by cast molding from a chloroform solution of this polyaniline derivative. The conductivity was 0.01 S/cm when doped with sulfuric acid. Furthermore, the film before doping could be dissolved in the aforementioned organic solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide, chloroform, dichloroethane, dichloromethane, tetrahydrofuran, and methanol.

【0023】この脱ドープ状態のフィルムを、HClを
10ppm含む空気中に放置したところ、1時間後で導
電率は10−9S/cmから10−8S/cmまでしか
上昇しなかった。一方、硫酸をドープしたフィルムを水
に浸すと、1時間後で導電率は0.01S/cmから1
0−3S/cmまでしか低下しなかった。
When this dedoped film was left in air containing 10 ppm of HCl, the conductivity increased only from 10 -9 S/cm to 10 -8 S/cm after one hour. On the other hand, when a film doped with sulfuric acid is soaked in water, the conductivity changes from 0.01 S/cm to 1 S/cm after 1 hour.
It decreased only to 0-3 S/cm.

【0024】実施例2 実施例1において用いた還元型ポリアニリン1gを、ベ
ンゼン30ml中に分散し、これにアジリジン0.47
gと塩化アルミニウム0.02gを加えて12時間80
℃で攪拌を続け、反応させた。沈澱物を濾別し、乾燥後
、アンモニア水で脱ドープ処理して窒素原子を置換した
ポリアニリン誘導体を1.15g得た。反応収率から窒
素原子の置換率が32%であることが分った。第1級ア
ミノ基の存在は、赤外吸収スペクトルの3365および
3290cm−1の吸収で確認した。
Example 2 1 g of the reduced polyaniline used in Example 1 was dispersed in 30 ml of benzene, and 0.47 g of aziridine was added to it.
g and 0.02 g of aluminum chloride for 12 hours at 80
Stirring was continued at ℃ to allow reaction. The precipitate was filtered, dried, and dedoped with aqueous ammonia to obtain 1.15 g of a polyaniline derivative in which nitrogen atoms were substituted. The reaction yield revealed that the nitrogen atom substitution rate was 32%. The presence of primary amino groups was confirmed by the absorption at 3365 and 3290 cm −1 in the infrared absorption spectrum.

【0025】このポリアニリン誘導体は、N−メチル−
2−ピロリドンに可溶なだけでなく、クロロホルム、ジ
クロロエタン、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン等
の有機溶剤に対して良好な溶解性を示した。さらにこの
ポリアニリン誘導体のクロロホルム溶液から、キャスト
成形によって自立性のフィルムを得ることができた。導
電率は、硫酸ドープ時で0.01S/cmであった。ま
た、ドーピング前のフィルムは、先に述べたN−メチル
−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、ク
ロロホルム、ジクロロエタン、ジクロロメタン、テトラ
ヒドロフラン、メタノール等の有機溶剤に溶解させるこ
とができた。
This polyaniline derivative has N-methyl-
It was not only soluble in 2-pyrrolidone, but also showed good solubility in organic solvents such as chloroform, dichloroethane, dichloromethane, and tetrahydrofuran. Furthermore, a self-supporting film could be obtained by cast molding from a chloroform solution of this polyaniline derivative. The conductivity was 0.01 S/cm when doped with sulfuric acid. Furthermore, the film before doping could be dissolved in the aforementioned organic solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide, chloroform, dichloroethane, dichloromethane, tetrahydrofuran, and methanol.

【0026】この脱ドープ状態のフィルムを、HClを
10ppm含む空気中に放置したところ、1時間後で導
電率は10−9S/cmから10−8S/cmまでしか
上昇しなかった。一方、硫酸をドープしたフィルムを水
に浸すと、1時間後で導電率は0.01S/cmから1
0−3S/cmまでしか低下しなかった。
When this dedoped film was left in air containing 10 ppm of HCl, the conductivity increased only from 10 -9 S/cm to 10 -8 S/cm after one hour. On the other hand, when a film doped with sulfuric acid is soaked in water, the conductivity changes from 0.01 S/cm to 1 S/cm after 1 hour.
It decreased only to 0-3 S/cm.

【0027】実施例3 実施例1において、アジリジンの代わりに、2−エチル
アジリジン0.78g(還元型ポリアニリンの窒素原子
に対して100mol%)を用い、同様の手順で窒素原
子を置換したポリアニリン誘導体を1.2g得た。反応
収率から窒素原子の置換率は26%であることが分った
。第1級アミノ基の存在は、赤外吸収スペクトルの33
65および3290cm−1の吸収で確認した。
Example 3 A polyaniline derivative in which 0.78 g of 2-ethylaziridine (100 mol % based on the nitrogen atom of reduced polyaniline) was used in place of aziridine in Example 1, and the nitrogen atom was substituted in the same manner as in Example 1. 1.2g of was obtained. The reaction yield revealed that the nitrogen atom substitution rate was 26%. The presence of primary amino groups indicates that 33% of the infrared absorption spectrum
Confirmed by absorption at 65 and 3290 cm-1.

【0028】このポリアニリン誘導体は、N−メチル−
2−ピロリドンに可溶なだけでなく、クロロホルム、ジ
クロロエタン、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン等
の有機溶剤に対して良好な溶解性を示した。さらにこの
ポリアニリン誘導体のクロロホルム溶液から、キャスト
成形によって自立性のフィルムを得ることができた。導
電率は、硫酸ドープ時で0.01S/cmであった。ま
た、ドーピング前のフィルムは、先に述べたN−メチル
−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、ク
ロロホルム、ジクロロエタン、ジクロロメタン、テトラ
ヒドロフラン、メタノール等の有機溶剤に溶解させるこ
とができた。
This polyaniline derivative has N-methyl-
It was not only soluble in 2-pyrrolidone, but also showed good solubility in organic solvents such as chloroform, dichloroethane, dichloromethane, and tetrahydrofuran. Furthermore, a self-supporting film could be obtained by cast molding from a chloroform solution of this polyaniline derivative. The conductivity was 0.01 S/cm when doped with sulfuric acid. Furthermore, the film before doping could be dissolved in the aforementioned organic solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide, chloroform, dichloroethane, dichloromethane, tetrahydrofuran, and methanol.

【0029】この脱ドープ状態のフィルムを、HClを
10ppm含む空気中に放置したところ、1時間後で導
電率は10−9S/cmから10−8S/cmまでしか
上昇しなかった。一方、硫酸をドープしたフィルムを水
に浸すと、1時間後で導電率は0.01S/cmから1
0−3S/cmまでしか低下しなかった。
When this dedoped film was left in air containing 10 ppm of HCl, the conductivity increased only from 10 -9 S/cm to 10 -8 S/cm after one hour. On the other hand, when a film doped with sulfuric acid is soaked in water, the conductivity changes from 0.01 S/cm to 1 S/cm after 1 hour.
It decreased only to 0-3 S/cm.

【0030】比較例 アニリン4.1g、濃塩酸21.9gを水に溶かして1
00mlとし、−5℃に冷却する。濃塩酸21.9g、
過硫酸アンモニウム6.28gを水に溶かして100m
lとし、この溶液もまた−5℃に冷却し、さきのアニリ
ン溶液にゆっくりと滴下し、−5℃で4時間攪拌を続け
た。こうして得られたポリアニリンを水で充分洗浄した
後、さらにアンモニア水で脱ドープ処理を行なった。こ
うして得られたポリアニリンは、N−メチル−2−ピロ
リドンに可溶で、この溶液から自立性のフィルムを得る
ことができた。しかしながら、得られたポリアニリンは
クロロホルムやテトラヒドロフランには不溶であり、ま
た、得られた自立性のフィルムは如何なる有機溶剤にも
不溶であった。
Comparative Example: Dissolve 4.1 g of aniline and 21.9 g of concentrated hydrochloric acid in water.
00 ml and cooled to -5°C. 21.9g of concentrated hydrochloric acid,
Dissolve 6.28g of ammonium persulfate in water and add 100m
This solution was also cooled to -5°C, slowly added dropwise to the above aniline solution, and stirring was continued at -5°C for 4 hours. After thoroughly washing the polyaniline thus obtained with water, it was further subjected to dedoping treatment with aqueous ammonia. The polyaniline thus obtained was soluble in N-methyl-2-pyrrolidone, and a self-supporting film could be obtained from this solution. However, the polyaniline obtained was insoluble in chloroform and tetrahydrofuran, and the free-standing film obtained was insoluble in any organic solvent.

【0031】この脱ドープ状態のフィルムを、HClを
10ppm含む空気中に放置したところ、5分で導電率
は10−9S/cmから10−3S/cmまでしか上昇
した。一方、硫酸をドープしたフィルムを水に浸すと、
5分で導電率は1S/cmから10−4S/cmまで降
下した。
When this dedoped film was left in air containing 10 ppm of HCl, the electrical conductivity increased only from 10 -9 S/cm to 10 -3 S/cm in 5 minutes. On the other hand, when a film doped with sulfuric acid is soaked in water,
The conductivity dropped from 1 S/cm to 10-4 S/cm in 5 minutes.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明によれば、還元型ポリアニリンの
窒素原子に式:−CHR1 CH(NH2 )R2 で
示されるアミノ基を有する置換基を導入することにより
、ポリアニリン本来の特性を損なうことなく、有機溶剤
に可溶であって、かつフィルム化や塗工等の加工性に優
れたポリアニリン誘導体を製造することができる。また
、本発明によるポリアニリン誘導体は、非常に環境安定
性に優れているといういう利点も有する。
According to the present invention, by introducing a substituent having an amino group represented by the formula: -CHR1 CH(NH2)R2 into the nitrogen atom of reduced polyaniline, the original properties of polyaniline are not impaired. It is possible to produce a polyaniline derivative that is soluble in organic solvents and has excellent processability such as film formation and coating. The polyaniline derivative according to the present invention also has the advantage of being extremely environmentally stable.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  還元型ポリアニリンに下記一般式(I
)(式中、R1 及びR2 は、同一または異なってい
てもよく、それぞれ水素原子、置換または非置換アルキ
ル基、置換または非置換アルケニル基、置換または非置
換アリール基、置換または非置換ベンジル基を表わす。 )で示されるアジリジン化合物を反応させて、還元型ポ
リアニリンの窒素原子に、式:−CHR1 CH(NH
2 )R2 (式中、R1 及びR2 は、上記と同意
義を有する。)で示されるアミノ基を有する置換基を導
入することを特徴とするポリアニリン誘導体の製造方法
[Claim 1] The following general formula (I
) (wherein R1 and R2 may be the same or different and each represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkenyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted benzyl group) ) is reacted with an aziridine compound represented by the formula: -CHR1 CH(NH
2) A method for producing a polyaniline derivative, which comprises introducing a substituent having an amino group represented by R2 (wherein R1 and R2 have the same meanings as above).
【請求項2】  ポリアニリンをアンモニアで処理して
可溶型ポリアニリンに変換し、次いで過剰のヒドラジン
で処理して還元型ポリアニリンに変換し、さらにアミド
系溶剤に溶解、または芳香族系溶剤もしくはエーテル系
溶剤に分散した後、得られた溶液または分散液に下記一
般式(I) (式中、R1 及びR2 は、同一または異なっていて
もよく、それぞれ水素原子、置換または非置換アルキル
基、置換または非置換アルケニル基、置換または非置換
アリール基、置換または非置換ベンジル基を表わす。)
で示されるアジリジン化合物を加えて反応させることに
より、前記還元型ポリアニリンの窒素原子に、式:−C
HR1 CH(NH2 )R2 (式中、R1 及びR
2 は、上記と同意義を有する。)で示されるアミノ基
を有する置換基を導入することを特徴とするポリアニリ
ン誘導体の製造方法。
2. Polyaniline is treated with ammonia to convert it into soluble polyaniline, then treated with excess hydrazine to convert it into reduced polyaniline, and then dissolved in an amide solvent, or an aromatic solvent or an ether-based polyaniline. After dispersing in a solvent, the resulting solution or dispersion is mixed with the following general formula (I) (wherein R1 and R2 may be the same or different, and each represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or (represents an unsubstituted alkenyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted benzyl group)
By adding and reacting an aziridine compound represented by the formula: -C to the nitrogen atom of the reduced polyaniline.
HR1 CH(NH2)R2 (wherein, R1 and R
2 has the same meaning as above. ) A method for producing a polyaniline derivative, which comprises introducing a substituent having an amino group represented by the following.
【請求項3】  還元型ポリアニリンの窒素原子の10
%以上に式:−CHR1 CH(NH2 )R2 (式
中、R1 及びR2 は、上記と同意義を有する。)で
示されるアミノ基を有する置換基を導入することを特徴
とする請求項1または2記載のポリアニリン誘導体の製
造方法。
[Claim 3] 10 nitrogen atoms of reduced polyaniline
% or more, a substituent having an amino group represented by the formula: -CHR1 CH(NH2)R2 (wherein R1 and R2 have the same meanings as above) is introduced. 2. The method for producing a polyaniline derivative according to 2.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002012184A1 (en) * 2000-08-10 2002-02-14 Chembionex Co., Ltd. Process for preparing alpha-amino acids and their derivatives including phenylalanine and homophenylalanine and their intermediates

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WO2002012184A1 (en) * 2000-08-10 2002-02-14 Chembionex Co., Ltd. Process for preparing alpha-amino acids and their derivatives including phenylalanine and homophenylalanine and their intermediates

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