JPH04332730A - Production of polyaniline derivative - Google Patents
Production of polyaniline derivativeInfo
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Abstract
Description
【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製造す
る方法を提供することを目的としている。[Problems to be Solved by the Invention] The purpose of the present invention is to solve the above problems and provide a method for producing polyaniline derivatives that are soluble in general-purpose organic solvents without impairing the inherent properties of polyaniline. It is said that
【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
をカルバモイルまたはチオカルバモイル化することによ
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 discovered that the above problems could be solved by converting the nitrogen atom of polyaniline into carbamoyl or thiocarbamoylate. The invention was completed.
【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)
R−NCX (I
)(式中、Rは、炭素数2以上の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し
、Xは酸素原子または硫黄原子を表わす。)で示される
イソシアナートまたはイソチオシアナート化合物を反応
させることにより、還元型ポリアニリンの窒素原子にカ
ルバモイルまたはチオカルバモイル基を導入することに
ある。[0007] The present invention relates to a method for producing a polyaniline derivative, and the structural feature thereof is that reduced polyaniline has the following general formula (I) R-NCX (I
) (wherein R represents a substituted or unsubstituted alkyl group having 2 or more carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted benzyl group, and X is an oxygen atom or a sulfur atom The purpose of the present invention is to introduce a carbamoyl or thiocarbamoyl group into the nitrogen atom of reduced polyaniline by reacting an isocyanate or isothiocyanate compound represented by the following formula.
【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、または芳香族系溶剤
もしくはエ−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)で示されるイソシアナー
トまたはイソチオシアナート化合物を反応させることに
より、還元型ポリアニリンの窒素原子にカルバモイルま
たはチオカルバモイル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. Alternatively, after dispersing in an aromatic solvent or an ether solvent, the resulting solution or dispersion is reacted with an isocyanate or an isothiocyanate compound represented by the above general formula (I) to obtain a reduced polyaniline. It is characterized by introducing a carbamoyl or thiocarbamoyl group into the nitrogen atom.
【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
して還元型のポリアニリンを製造する。なお、還元型の
ポリアニリンとは、酸化重合により得られた上記ポリア
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 treated with excess hydrazine to produce reduced polyaniline. Note that the term "reduced polyaniline" refers to a reduced form of the 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、他の汎用の有機溶剤、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)で示されるイソシアナートまたはイソチオ
シアナート化合物を加え、窒素雰囲気下で数時間ないし
2日間加熱して反応させて、前記還元型ポリアニリンの
窒素原子をカルバモイルまたはチオカルバモイル化する
。Next, this reduced polyaniline is dissolved in an amide solvent or dispersed in an aromatic solvent or an ether solvent, and the isocyanate represented by the general formula (I) is added to the resulting solution or dispersion. Alternatively, an isothiocyanate compound is added and reacted by heating in a nitrogen atmosphere for several hours to two days to convert the nitrogen atom of the reduced polyaniline into carbamoyl or thiocarbamoylate.
【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
れるイソシアナートまたはイソチオシアナート化合物に
おけるRは、炭素数2以上の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, R in the isocyanate or isothiocyanate compound represented by the above general formula (I) is a substituted or unsubstituted alkyl group having 2 or more carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenyl group, or a substituted or unsubstituted alkenyl group. represents an aryl group, a substituted or unsubstituted benzyl group,
Examples of these include:
【0014】炭素数2以上の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、フェニル基又はアルコキシ基等によっ
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、フェニル基
またはアルコキシ基等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、1−ナフチル基、およびそれ等の水素
原子の1つ以上が、アルキル基、ハロゲン原子、シアノ
基、ニトロ基、フェニル基およびアルコキシ基等によっ
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、アルコキシ基またはエステル基をあ
げることができる。Examples of the substituted or unsubstituted alkyl group having 2 or more carbon atoms include ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, Straight chain alkyl groups such as hexadecyl group and docosyl, branched chain alkyl groups such as isobutyl group, isopentyl group, neopentyl group, isohexyl, cyclic alkyl groups such as cyclohexyl, and one or more of their hydrogen atoms are halogen atoms, cyano Examples include those substituted with a group, a nitro group, a phenyl group, an alkoxy group, or the like. Substituted or unsubstituted alkenyl groups include butenyl groups, pentenyl groups, hexenyl groups, and those in which one or more of their hydrogen atoms are substituted with a halogen atom, cyano group, nitro group, phenyl group, or alkoxy group, etc. can be given. Substituted or unsubstituted aryl groups include phenyl groups, 1-naphthyl groups, and those in which one or more hydrogen atoms are substituted with an alkyl group, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, a phenyl group, an alkoxy group, etc. I can give you 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, and an ester group.
【0015】これ等イソシアナートまたはイソチオシア
ナート化合物の好ましいものとして、次のものが例示で
きる。n−プロピルイソシアナート、n−ブチルイソシ
アナート、オクチルイソシアナート、ドデシルイソシア
ナート、p−クロロフェニルイソシアナート、アニシル
イソシアナート、n−プロピルイソチオシアナート、n
−ブチルイソチオシアナート、オクチルイソチオシアナ
ート、ドデシルイソチオシアナート、p−クロロフェニ
ルイソチオシアナート、アニシルイソチオシアナート等
をあげることができる。Preferred examples of these isocyanates or isothiocyanate compounds include the following. n-propyl isocyanate, n-butyl isocyanate, octyl isocyanate, dodecyl isocyanate, p-chlorophenylisocyanate, anisyl isocyanate, n-propyl isothiocyanate, n
-butylisothiocyanate, octylisothiocyanate, dodecylisothiocyanate, p-chlorophenylisothiocyanate, anisylisothiocyanate, and the like.
【0016】本発明において、上記イソシアナートまた
はイソチオシアナート化合物によるカルバモイル化また
はチオカルバモイル化は、還元型ポリアニリンの窒素原
子の10%以上にカルバモイルまたはチオカルバモイル
基が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, the carbamoylation or thiocarbamoylation with the isocyanate or isothiocyanate compound is carried out so that carbamoyl or thiocarbamoyl groups are introduced into 10% or more of the nitrogen atoms of the reduced polyaniline. is preferred. When the introduction rate is less than 10%, sufficient solubility in organic solvents cannot be obtained.
【0017】上記のようにカルバモイル化またはチオカ
ルバモイル化することにより得られたポリアニリン誘導
体は、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 derivative obtained by carbamoylation or thiocarbamoylation as described above is preferably dedoped with aqueous ammonia as a post-treatment.
【0018】本発明によって製造される窒素原子にカル
バモイル基またはチオカルバモイル基が導入された上記
のポリアニリン誘導体は、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。The above-mentioned polyaniline derivative in which a carbamoyl group or thiocarbamoyl group is introduced into the nitrogen atom produced by the present invention is not only soluble in N-methyl-2-pyrrolidone and N,N-dimethylacetamide, but also It is soluble in halogenated hydrocarbon solvents such as chloroform, dichloroethane, and dichloromethane, and ethereal solvents such as tetrahydrofuran, and a film with good self-supporting properties is obtained by cast molding using a solution dissolved in these solvents. be able to. The formed film can also be prepared by doping it in a protic acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid, fluoroboric acid, or perchloric acid.
It exhibits a high electrical conductivity of 3 to 10-1 S/cm.
【0019】[0019]
【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.
【0020】こうして得られた還元型ポリアニリン(数
平均分子量12,000)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
、n−プロピルイソシアナート0.47g(還元型ポリ
アニリンの窒素原子に対して60mol%)を加えて6
時間攪拌を続け、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、沈澱物を濾別した。乾燥した
後、アンモニア水で脱ドープ処理して窒素原子がカルバ
モイル化されたポリアニリン誘導体を1.2g得た。
カルバモイル化は、赤外吸収スペクトルの1650およ
び3400cm−1付近の吸収で確認した。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。1 g of the thus obtained reduced polyaniline (number average molecular weight 12,000) was completely dissolved in 30 ml of N-methyl-2-pyrrolidone, the atmosphere was sufficiently replaced with nitrogen, and 0.47 g of n-propylisocyanate ( 60 mol%) based on the nitrogen atoms of reduced polyaniline
Stirring was continued for an hour to allow reaction. This solution was poured into 1 liter of water with stirring, and the precipitate was filtered off. After drying, it was dedoped with aqueous ammonia to obtain 1.2 g of a polyaniline derivative in which nitrogen atoms were carbamoylated. Carbamoylation was confirmed by absorption near 1650 and 3400 cm −1 in the infrared absorption spectrum. The reaction yield revealed that the nitrogen atom substitution rate was 42%.
【0021】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0.07S/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
ヒドロフラン等の有機溶剤に溶解させることができた。[0021] 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 0.07 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, and tetrahydrofuran.
【0022】実施例2
実施例1においてn−プロピルイソシアナートの代わり
にドデシルイソシアナート1.2g(還元型ポリアニリ
ンの窒素原子に対して50mol%)を用い、同様の手
順で窒素原子をカルバモイル化したポリアニリン誘導体
を1.4g得た。カルバモイル化は、赤外吸収スペクト
ルの1650および3400cm−1付近の吸収で確認
した。反応収率から窒素原子の置換率は33%であるこ
とが分った。Example 2 The nitrogen atom was carbamoylated in the same manner as in Example 1, using 1.2 g of dodecyl isocyanate (50 mol % based on the nitrogen atom of the reduced polyaniline) instead of n-propylisocyanate. 1.4 g of polyaniline derivative was obtained. Carbamoylation was confirmed by absorption near 1650 and 3400 cm −1 in the infrared absorption spectrum. The reaction yield revealed that the nitrogen atom substitution rate was 33%.
【0023】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0.02S/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
ヒドロフラン等の有機溶剤に溶解させることができた。[0023] 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 0.02 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, and tetrahydrofuran.
【0024】実施例3
実施例1においてn−プロピルイソシアナートの代わり
にp−クロロフェニルイソシアナート0.84g(還元
型ポリアニリンの窒素原子に対して50mol%)を用
い、同様の手順で窒素原子をカルバモイル化したポリア
ニリン誘導体を1.2g得た。カルバモイル化は、赤外
吸収スペクトルの1650および3400cm−1付近
の吸収で確認した。反応収率から窒素原子の置換率は2
4%であることが分った。Example 3 In Example 1, 0.84 g of p-chlorophenylisocyanate (50 mol % based on the nitrogen atom of the reduced polyaniline) was used in place of n-propylisocyanate, and the nitrogen atom was converted to carbamoyl in the same manner as in Example 1. 1.2 g of the polyaniline derivative obtained was obtained. Carbamoylation was confirmed by absorption near 1650 and 3400 cm −1 in the infrared absorption spectrum. From the reaction yield, the substitution rate of nitrogen atoms is 2
It was found to be 4%.
【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0.09S/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 0.09 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, and tetrahydrofuran.
【0026】実施例4
実施例1においてn−プロピルイソシアナートの代わり
にアニシルイソシアナート0.82g(還元型ポリアニ
リンの窒素原子に対して50mol%)を用い、同様の
手順で窒素原子をカルバモイル化したポリアニリン誘導
体を1.3g得た。カルバモイル化は、赤外吸収スペク
トルの1650および3400cm−1付近の吸収で確
認した。反応収率から窒素原子の置換率は37%である
ことが分った。Example 4 The nitrogen atom was carbamoylated in the same manner as in Example 1, using 0.82 g of anisyl isocyanate (50 mol % based on the nitrogen atom of the reduced polyaniline) instead of n-propylisocyanate. 1.3 g of the polyaniline derivative obtained was obtained. Carbamoylation was confirmed by absorption near 1650 and 3400 cm −1 in the infrared absorption spectrum. The reaction yield revealed that the nitrogen atom substitution rate was 37%.
【0027】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, and tetrahydrofuran.
【0028】実施例5
実施例1においてn−プロピルイソシアナートの代わり
にn−プロピルイソチオシアナート0.55g(還元型
ポリアニリンの窒素原子に対して50mol%)を用い
、同様の手順で窒素原子をチオカルバモイル化したポリ
アニリン誘導体を1.2g得た。チオカルバモイル化は
、赤外吸収スペクトルの1250cm−1付近の吸収で
確認した。反応収率から窒素原子の置換率は36%であ
ることが分った。Example 5 In Example 1, 0.55 g of n-propyl isothiocyanate (50 mol % based on the nitrogen atom of the reduced polyaniline) was used in place of n-propyl isocyanate, and the nitrogen atom was removed in the same manner as in Example 1. 1.2 g of a thiocarbamoylated polyaniline derivative was obtained. Thiocarbamoylation was confirmed by absorption near 1250 cm −1 in the infrared absorption spectrum. The reaction yield revealed that the nitrogen atom substitution rate was 36%.
【0029】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0.07S/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 0.07 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, and tetrahydrofuran.
【0030】実施例6
実施例1においてn−プロピルイソシアナートの代わり
にドデシルイソチオシアナート1.2g(還元型ポリア
ニリンの窒素原子に対して50mol%)を用い、同様
の手順で窒素原子をチオカルバモイル化したポリアニリ
ン誘導体を1.5g得た。チオカルバモイル化は、赤外
吸収スペクトルの1250cm−1付近の吸収で確認し
た。反応収率から窒素原子の置換率は40%であること
が分った。Example 6 In Example 1, 1.2 g of dodecylisothiocyanate (50 mol % based on the nitrogen atom of the reduced polyaniline) was used instead of n-propyl isocyanate, and the nitrogen atom was converted to thiocarbamoyl using the same procedure. 1.5 g of the polyaniline derivative obtained was obtained. Thiocarbamoylation was confirmed by absorption near 1250 cm −1 in the infrared absorption spectrum. The reaction yield revealed that the nitrogen atom substitution rate was 40%.
【0031】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0.009S/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 0.009 S/cm when doped with sulfuric acid. In addition, the film before doping was prepared using the aforementioned N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide,
It could be dissolved in organic solvents such as chloroform, dichloroethane, dichloromethane, and tetrahydrofuran.
【0032】実施例7
実施例1においてn−プロピルイソシアナートの代わり
にp−クロロフェニルイソチオシアナート0.93g(
還元型ポリアニリンの窒素原子に対して50mol%)
を用い、同様の手順で窒素原子をチオカルバモイル化し
たポリアニリン誘導体を1.32g得た。チオカルバモ
イル化は、赤外吸収スペクトルの1250および340
0cm−1付近の吸収で確認した。反応収率から窒素原
子の置換率は34%であることが分った。Example 7 In Example 1, 0.93 g of p-chlorophenylisothiocyanate (
50 mol% based on the nitrogen atoms of reduced polyaniline)
Using the same procedure, 1.32 g of a polyaniline derivative in which the nitrogen atom was thiocarbamoylated was obtained. Thiocarbamoylation results in 1250 and 340 in the infrared absorption spectrum.
This was confirmed by absorption near 0 cm-1. The reaction yield revealed that the nitrogen atom substitution rate was 34%.
【0033】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, and tetrahydrofuran.
【0034】実施例8
実施例1においてn−プロピルイソシアナートの代わり
にアニシルイソチオシアナート0.90g(還元型ポリ
アニリンの窒素原子に対して50mol%)を用い、同
様の手順で窒素原子をカルバモイル化したポリアニリン
誘導体を1.1g得た。カルバモイル化は、赤外吸収ス
ペクトルの1250cm−1付近の吸収で確認した。反
応収率から窒素原子の置換率は11%であることが分っ
た。Example 8 In Example 1, 0.90 g of anisyl isothiocyanate (50 mol % based on the nitrogen atom of the reduced polyaniline) was used in place of n-propylisocyanate, and the nitrogen atom was converted to carbamoyl in the same manner as in Example 1. 1.1 g of the polyaniline derivative obtained was obtained. Carbamoylation was confirmed by absorption near 1250 cm −1 in the infrared absorption spectrum. The reaction yield revealed that the nitrogen atom substitution rate was 11%.
【0035】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0.1S/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
ドロフラン等の有機溶剤に溶解させることができた。[0035] 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 0.1 S/cm when doped with sulfuric acid. In addition, the film before doping is the N-methyl-
It could be dissolved in organic solvents such as 2-pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide, chloroform, dichloroethane, dichloromethane, and tetrahydrofuran.
【0036】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.
【0037】[0037]
【発明の効果】本発明によれば、還元型ポリアニリンの
窒素原子にカルバモイルまたはチオカルバモイル基を導
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。According to the present invention, by introducing a carbamoyl or thiocarbamoyl group into the nitrogen atom of reduced polyaniline, polyaniline can be soluble in organic solvents and formed into a film without impairing its original properties. It is possible to produce polyaniline derivatives with excellent processability such as coating and coating.
Claims (3)
)R−NCX (
I)(式中、Rは、炭素数2以上の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
し、Xは酸素原子または硫黄原子を表わす。)で示され
るイソシアナートまたはイソチオシアナート化合物を反
応させることにより、窒素原子にカルバモイルまたはチ
オカルバモイル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
)R-NCX (
I) (wherein R represents a substituted or unsubstituted alkyl group having 2 or more carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted benzyl group, and X is an oxygen atom or a sulfur 1. A method for producing a polyaniline derivative, which comprises introducing a carbamoyl or thiocarbamoyl group into a nitrogen atom by reacting an isocyanate or an isothiocyanate compound represented by (representing an atom).
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) R−NCX (I
)(式中、Rは、炭素数2以上の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し
、Xは酸素原子または硫黄原子を表わす。)で示される
イソシアナートまたはイソチオシアナート化合物を反応
させることにより、前記還元型ポリアニリンの窒素原子
にカルバモイルまたはチオカルバモイル基を導入するこ
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 following general formula (I) R-NCX (I
) (wherein R represents a substituted or unsubstituted alkyl group having 2 or more carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted benzyl group, and X is an oxygen atom or a sulfur atom A method for producing a polyaniline derivative, which comprises introducing a carbamoyl or thiocarbamoyl group into the nitrogen atom of the reduced polyaniline by reacting with an isocyanate or isothiocyanate compound represented by
%以上にカルバモイルまたはチオカルバモイル基を導入
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
The method for producing a polyaniline derivative according to claim 1 or 2, characterized in that carbamoyl or thiocarbamoyl groups are introduced in an amount of % or more.
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
JP13216591A JP2884121B2 (en) | 1991-05-09 | 1991-05-09 | Method for producing polyaniline derivative |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP13216591A JP2884121B2 (en) | 1991-05-09 | 1991-05-09 | Method for producing polyaniline derivative |
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JPH04332730A true JPH04332730A (en) | 1992-11-19 |
JP2884121B2 JP2884121B2 (en) | 1999-04-19 |
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