JPH0551450A - ポリアニリン誘導体の製造方法 - Google Patents

ポリアニリン誘導体の製造方法

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JPH0551450A
JPH0551450A JP23898691A JP23898691A JPH0551450A JP H0551450 A JPH0551450 A JP H0551450A JP 23898691 A JP23898691 A JP 23898691A JP 23898691 A JP23898691 A JP 23898691A JP H0551450 A JPH0551450 A JP H0551450A
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JP
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polyaniline
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polyaniline derivative
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Osamu Oka
修 岡
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Tomoegawa Co Ltd
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Tomoegawa Paper Co Ltd
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  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 重合過程で発ガン性物質の発生が全くない新
規なポリアニリン誘導体の製造方法を提供する。 【構成】 一般式(I)で示されるp−アミノフェノー
ル誘導体モノマーと 【化1】 塩化亜鉛と塩化アンモニウムとを重合触媒に用いて反応
させて下記式に示すポリアニリン誘導体を製造する方
法。 【化2】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、発ガン性物質の発生が
全く無い、新規なポリアニリン誘導体の製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、アニリンの酸化重合体であるポリ
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
などの広い分野への応用が検討されている。
【0003】しかしながら、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、ほとん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等の加工ができないという大
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、多孔質体などの所望の形状の基材にアニリン
からなるモノマーを含浸させ、該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、該モノマーを重合させ同様の
複合材料を得ている。
【0004】一方、導電性の基材の表面に限定すれば、
アニリンの酸性溶液から電解重合によってポリアニリン
の薄膜を得ることが可能である。また、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
溶なポリアニリンが合成されている(M. Abe et al.;
J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1989, 1736 )。
【0005】しかしながら、上記の従来技術によるポリ
アニリンの合成方法は、いずれにおいても、ベンジジン
ならびにその誘導体が多量に生じる。ベンジジンの毒性
については、Fourth Annual Report on Cancinogens
(NTP 85-002, 1985)37頁に詳しく記載されている
が、発ガン性物質として非常に危険性が高いといわれて
いる。この様な物質が系中に共存するため、ポリアニリ
ンの精製は注意深くかつ完全に行わなければならず、ま
た、それらの排水処理も厳密な管理のもとに行わなけれ
ばならないという問題があった。
【0006】
【発明が解決しようとする問題点】本発明は、従来の技
術における上記のような問題を解決することを目的とす
るものである。即ち、本発明の目的は、発ガン性物質の
発生が全く無い条件で製造可能な、新規なポリアニリン
誘導体の製造方法を提供することにある。
【0007】
【問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、モノマーとして一般式
(I)で示されるp−アミノフェノール誘導体を用い、
【化3】 (式中、R1 ,R2 ,R3 ,R4は同一でも異なっても
よく、水素原子、ハロゲン原子、炭素数5以下のアルキ
ル基、ニトロ基、シアノ基、エステル基、アルコキシ基
を示す) 重合触媒として塩化亜鉛と塩化アンモニウムとを用いて
反応させることにより、重合過程においてベンジジンや
その誘導体がいっさい発生せずに下記構造式(II)で示
されるポリアニリン誘導体を製造できることを見いだ
し、本発明を完成するに至った。
【化4】 (式中m,nは、n+m=10〜500、n≧2、m≧
1、を満たす整数、R1 ,R2 ,R3 ,R4 は前記のも
のと同じ意味を有する)
【0008】更に詳しくは、モノマーであるp−アミノ
フェノール誘導体と、重合触媒である塩化亜鉛と塩化ア
ンモニウムとをそれぞれ重量比で1:1:1でよく混ぜ
合わせ、窒素気流下、60〜200℃で加熱、溶融し、
2〜10時間反応させる。反応終了後、反応混合物を室
温まで冷却した後、粉砕して、充分に水洗し重合触媒等
を除去する。更に、アンモニア水で前記重合触媒に対し
て脱ドープ処理を行い、一般式(II)で示されるポリア
ニリン誘導体を得ることができる。
【0009】ここでモノマーとして用いられる、一般式
(I)で示されるp−アミノフェノール誘導体のR1
2 ,R3 ,R4 は同一でも異なってもよく、以下にあ
げる水素原子、またはフッ素、塩素、臭素、ヨウ素の各
ハロゲン原子、またはメチル基、エチル基、n−プロピ
ル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、
sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基等の
炭素数5以下のアルキル基、またはニトロ基、またはシ
アノ基、またはメトキシカルボニル基、エトキシカルボ
ニル基等のアルコキシカルボニル基もしくはアセトキシ
基、プロピオニロキシ基、ブチリロキシ基等のアシロキ
シ基のエステル基、またはメトキシ基、エトキシ基、プ
ロポキシ基等のアルコキシ基である。
【0010】より具体的には、p−アミノフェノール、
4−アミノ−2−クロロフェノール、4−アミノ−3−
クロロフェノール、4−アミノ−2−プロモフェノー
ル、4−アミノ−3−プロモフェノール、4−アミノ−
2,5−ジクロロフェノール、4−アミノ−2,3−ジ
クロロフェノール、4−アミノ−o−クレゾール、4−
アミノ−m−クレゾール、4−アミノ−2,5−キシレ
ノール、4−アミノ−2,3−キシレノール、4−アミ
ノ−3−ニトロフェノール、4−アミノ−2−クロロ−
5−ニトロフェノール、5−アミノサリチル酸メチル、
5−アミノサリチル酸エチル、4−ヒドロキシ−o−ア
ニシジン、4−ヒドロキシ−m−アニシジン、4−アミ
ノ−2−ニトロフェノール等があげられる。
【0011】上記のようにして製造された本発明のポリ
アニリン誘導体は、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
ミド等のアミド系溶剤に溶解し、ガラス基板やテフロン
板上にキャストしたり、塗布して、フィルムや皮膜を形
成することが可能である。さらに、これらのフィルムや
皮膜等の成形物は、アクセプター性のドーパントでドー
プすることにより10-6〜10S/cmの高い導電率を示
す。
【0012】ここで使用されるドーパントは、特に制限
されるものではなく、アニリン系導電性高分子のドープ
に際し、ドーパントとして使用されるものであれば、如
何なるものでも使用することができる。具体例を挙げれ
ば、ヨウ素、臭素、塩素、三塩化ヨウ素等のハロゲン化
合物、硫酸、塩酸、硝酸、過塩素酸、ホウフッ化水素酸
等のプロトン酸、前記プロトン酸の各種塩、三塩化アル
ミニウム、三塩化鉄、塩化モリブデン、塩化アンチモ
ン、五フッ化ヒ素等のルイス酸、酢酸、トリフルオロ酢
酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸等の
有機酸等各種の化合物をあげることができる。
【0013】本発明のポリアニリン誘導体をドープさせ
る方法については、特に制限はなく、従来技術のあらゆ
る方法が可能である。一般的には、ポリアニリン誘導
体、またはその成形加工物とドーパント化合物とを接触
させればよく、気相あるいは液相中で行うことができ
る。あるいは、上記プロトン酸やその塩の溶液中で電気
化学的にドープする方法を用いることもできる。
【0014】
【実施例】以下、本発明を実施例によって説明する。 実施例1 p−アミノフェノール5.0gに5.0gの塩化亜鉛と
5.0gの塩化アンモニウムを加えた混合物を、100
℃で5時間加熱溶融し反応させた。得られた溶融物を冷
却後粉砕して、500mlの水に投入し、1時間攪拌した
後濾別し、さらに500mlの水を用いて充分に洗浄し
た。これを更に、10%のアンモニア水200ml中で4
時間攪拌し、青色に変色したポリアニリンを濾別し、濾
液が中性になるまで水で洗浄したのち減圧乾燥し、前記
一般式(II)で示されるポリアニリン3.41gを得
た。得られたポリアニリンをN−メチル−2−ピロリド
ンを溶媒としてGPCにより数平均分子量を測定したと
ころ、数平均分子量は9500(ポリスチレン換算)で
あった。また、赤外線吸収スペクトルの測定を行ったと
ころ、1600、1500、1300、1170、82
0cm-1にポリアニリン特有の赤外吸収パターンがみら
れ、一般式(II)で示されるポリアニリンであることを
確認した。このポリアニリン1gを9gのN−メチル−
2−ピロリドンに溶解し、キャスト成形したのち、加熱
によって自立性のポリアニリンのフィルムを得た。この
フィルムを20%硫酸水溶液に24時間つけてドープし
乾燥した後、導電率を測定したところ0.5S/cmであ
った。
【0015】実施例2 実施例1で反応時間5時間を10時間にした以外は同様
の操作を行って、前記一般式(II)で示されるポリアニ
リン4.41gを得た。得られたポリアニリンをN−メ
チル−2−ピロリドンを溶媒としてGPCにより数平均
分子量を測定したところ、数平均分子量は12000
(ポリスチレン換算)であった。また、赤外線吸収スペ
クトルの測定を行ったところ、1600、1500、1
300、1170、820cm-1にポリアニリン特有の赤
外吸収パターンがみられ、一般式(II)で示されるポリ
アニリンであることを確認した。このポリアニリン1g
を9gのN−メチル−2−ピロリドンに溶解し、キャス
ト成形したのち、加熱によって自立性のポリアニリンの
フィルムを得た。このフィルムを20%硫酸水溶液に2
4時間つけてドープし乾燥した後、導電率を測定したと
ころ0.5S/cmであった。
【0016】実施例3 実施例1でp−アミノフェノール5.0gの代わりに、
4−アミノ−o−クレゾール5.0gを用いた他は同様
の操作を行って、前記一般式(II)で示されるポリアニ
リン誘導体3.34gを得た。得られたポリアニリン誘
導体をN−メチル−2−ピロリドンを溶媒としてGPC
により数平均分子量を測定したところ、数平均分子量は
6100(ポリスチレン換算)であった。また、赤外線
吸収スペクトルの測定を行ったところ、1600、15
00、1300、1170、820cm-1にポリアニリン
特有の赤外吸収が、2950cm-1にメチル基由来の赤外
吸収が認められ、一般式(II)で示されるポリアニリン
誘導体であることを確認した。このポリアニリン誘導体
1gを9gのN−メチル−2−ピロリドンに溶解し、キ
ャスト成形したのち、加熱によって自立性のポリアニリ
ン誘導体フィルムを得た。このフィルムを20%硫酸水
溶液に24時間つけてドープし乾燥した後、導電率を測
定したところ0.3S/cmであった。
【0017】実施例4 実施例1でp−アミノフェノール5.0gの代わりに、
4−アミノ−2,5−キシレノール5.0gを用いた他
は同様の操作を行って、前記一般式(II)で示されるポ
リアニリン誘導体2.84gを得た。得られたポリアニ
リン誘導体をN−メチル−2−ピロリドンを溶媒として
GPCにより数平均分子量を測定したところ、数平均分
子量は7100(ポリスチレン換算)であった。また、
赤外線吸収スペクトルの測定を行ったところ、160
0、1500、1300、1170、820cm-1にポリ
アニリン特有の赤外吸収が、2950cm-1にメチル基由
来の赤外吸収が確認された。このポリアニリン誘導体1
gを9gのN−メチル−2−ピロリドンに溶解し、キャ
スト成形したのち、加熱によって自立性のポリアニリン
誘導体のフィルムを得た。このフィルムを20%硫酸水
溶液に24時間つけてドープし乾燥した後、導電率を測
定したところ0.3S/cmであった。
【0018】実施例5 実施例1でp−アミノフェノール5.0gの代わりに、
4−アミノ−2−ニトロフェノール5.0gを用いた他
は同様の操作を行って、前記一般式(II)で示されるポ
リアニリン誘導体2.28gを得た。得られたポリアニ
リン誘導体をN−メチル−2−ピロリドンを溶媒として
GPCにより数平均分子量を測定したところ、数平均分
子量は7100(ポリスチレン換算)であった。また、
赤外線吸収スペクトルの測定を行ったところ、160
0、1500、1300、1170、820cm-1にポリ
アニリン特有の赤外吸収が、1475、1310cm-1
ニトロ基由来の赤外吸収が確認された。このポリアニリ
ン誘導体1gを9gのN−メチル−2−ピロリドンに溶
解し、キャスト成形したのち、加熱によって自立性のポ
リアニリン誘導体のフィルムを得た。このフィルムを2
0%硫酸水溶液に24時間つけてドープし乾燥した後、
導電率を測定したところ0.03S/cmであった。
【0019】
【発明の効果】本発明の新規なポリアニリン誘導体の製
造方法は、合成が容易で、かつベンジジン等の発ガン性
物質の発生が全く無いので、導電材料や種々のデバイス
等広範囲の用途を有するポリアニリンを得ることがで
き、非常に有用である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モノマーとして下記一般式(I)で表さ
    れるp−アミノフェノール誘導体と、 【化1】 (式中、R1 ,R2 ,R3 ,R4は同一でも異なっても
    よく、水素原子、ハロゲン原子、炭素数5以下のアルキ
    ル基、ニトロ基、シアノ基、エステル基、アルコキシ基
    を示す) 重合触媒として塩化亜鉛と塩化アンモニウムとを用いて
    反応させることを特徴とする、下記構造式(II)で示さ
    れるポリアニリン誘導体の製造方法。 【化2】 (式中m,nは、n+m=10〜500、n≧2、m≧
    1、を満たす整数、R1 ,R2 ,R3 ,R4 は前記のも
    のと同じ意味を有する)
JP23898691A 1991-08-27 1991-08-27 ポリアニリン誘導体の製造方法 Withdrawn JPH0551450A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5852161A (en) * 1997-08-25 1998-12-22 Monsanto Company Process for the preparation of undoped polyaniline via para-haloaniline

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5852161A (en) * 1997-08-25 1998-12-22 Monsanto Company Process for the preparation of undoped polyaniline via para-haloaniline

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Legal Events

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Effective date: 19981112