JPH06211836A - Azothiophene and its production and polyazothiophene and its production - Google Patents

Azothiophene and its production and polyazothiophene and its production

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JPH06211836A
JPH06211836A JP5004325A JP432593A JPH06211836A JP H06211836 A JPH06211836 A JP H06211836A JP 5004325 A JP5004325 A JP 5004325A JP 432593 A JP432593 A JP 432593A JP H06211836 A JPH06211836 A JP H06211836A
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JP
Japan
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formula
polyazothiophene
anion
general formula
azothiophene
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Application number
JP5004325A
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Japanese (ja)
Inventor
Taisuke Yokomichi
泰典 横道
Shinichi Tada
進一 多田
Hitoshi Nishino
仁 西野
Kenji Seki
建司 関
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Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Heterocyclic Compounds Containing Sulfur Atoms (AREA)
  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a new azothiophene useful as a raw material for a new electrically conductive polymer suitable for producing a lightweight cell exhibiting excellent characteristics. CONSTITUTION:An azothiophene of formula I, a polyazothiophene of formula II ((n) is 5-10,000) and a polyazothiophene doped with an anion of formula III ((m) is 0.01-2; (a) is 1-3; X<-a> is anion). The azothiophene of formula I is obtained by oxidizing 2-aminothiophene, its salt or its metal complex in an organic solvent in the presence of manganese dioxide. The compound of formula II is prepared by oxidizing the azothiophene of formula I in the organic solvent in the presence of an oxidizing agent to give the polyazothiophene doped with the anion of formula III and further reducing.

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、アゾチオフェンとその
製造方法、ポリアゾチオフェンとその製造方法及びポリ
アゾチオフェンを用いる二次電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to azothiophene and a method for producing the same, polyazothiophene and a method for producing the same, and a secondary battery using the polyazothiophene.

【0002】[0002]

【従来技術とその問題点】近年、エレクトロニクス機器
の小型化が進み、これに伴って、軽量で優れた特性を示
す電池の開発が求められている。導電性高分子は、この
様な電池の電極活物質として注目されており、これまで
にポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンなど多
くの導電性高分子が開発されている。これらの高分子
は、一般的に、単量体から電解酸化重合または化学酸化
重合により合成されている。現在までのところ、導電性
高分子材料の出発原料となる単量体は、ポリアニリン、
ピロール、チオフェンおよびその誘導体がほとんどであ
るため、窒素原子が含まれるポリアニリン以外の高分子
では、高分子主鎖の共役構造は炭素−炭素二重結合から
構成されている。このような炭素−炭素二重結合からな
る主鎖共役系に新たな構造成分としてアゾ基を導入する
ことにより、安定性および導電性を向上させることが考
えられており、その一具体例としてポリアゾフェニレン
が合成されているが、炭素−炭素二重結合系材料に優る
性能を発揮するには至っていない。
2. Description of the Related Art In recent years, miniaturization of electronic devices has progressed, and along with this, there has been a demand for development of batteries that are lightweight and exhibit excellent characteristics. Conductive polymers have attracted attention as electrode active materials for such batteries, and many conductive polymers such as polyaniline, polypyrrole, and polythiophene have been developed so far. These polymers are generally synthesized from monomers by electrolytic oxidative polymerization or chemical oxidative polymerization. To date, the starting materials for conductive polymer materials have been polyaniline,
Since most of them are pyrrole, thiophene and their derivatives, in polymers other than polyaniline containing a nitrogen atom, the conjugated structure of the polymer main chain is composed of carbon-carbon double bonds. It has been considered to improve stability and conductivity by introducing an azo group as a new structural component into the main chain conjugated system composed of such a carbon-carbon double bond. Although azophenylene has been synthesized, it has not yet exhibited the performance superior to that of the carbon-carbon double bond material.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、主鎖にアゾ
基を有しており、安定性および導電性に優れた新規な導
電性高分子を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a novel conductive polymer having an azo group in its main chain and excellent in stability and conductivity.

【0004】本発明は、さらにこの様な新規な導電性高
分子を用いた、軽量で優れた特性を発揮する電池を提供
することをも目的とする。
Another object of the present invention is to provide a battery which uses such a novel conductive polymer and is lightweight and exhibits excellent characteristics.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記の目的
を達成するために、鋭意研究を重ねた結果、新規な構造
のポリアゾチオフェンの合成に成功し、これが導電性高
分子であって、電池活物質として有用であることを見出
した。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor succeeded in synthesizing a polyazothiophene having a novel structure, which was a conductive polymer. Then, it was found to be useful as a battery active material.

【0006】即ち、本発明は、下記の発明を提供するも
のである; 1. 一般式(1)
That is, the present invention provides the following inventions: General formula (1)

【0007】[0007]

【化11】 [Chemical 11]

【0008】で示されるアゾチオフェン。Azothiophene represented by:

【0009】2. 一般式(2)2. General formula (2)

【0010】[0010]

【化12】 [Chemical 12]

【0011】(式中、nは5〜10000の整数を示
す)で示されるポリアゾチオフェン。
A polyazothiophene represented by the formula (n represents an integer of 5 to 10000).

【0012】3. 一般式(3)3. General formula (3)

【0013】[0013]

【化13】 [Chemical 13]

【0014】(式中、nは5〜10000の整数を示
す;mは0.01〜2である;aは1、2または3であ
る;X-aは陰イオンを示す)で示される陰イオンをドー
ピングしたポリアゾチオフェン。
(Wherein n represents an integer of 5 to 10000; m is 0.01 to 2; a is 1, 2 or 3; X- a represents an anion) Ion-doped polyazothiophene.

【0015】4. 2−アミノチオフェン、その塩また
はその金属錯体を有機溶媒中で二酸化マンガンの存在下
に酸化することを特徴とする一般式(1)
4. 2-aminothiophene, a salt thereof or a metal complex thereof is oxidized in the presence of manganese dioxide in an organic solvent, and the general formula (1) is provided.

【0016】[0016]

【化14】 [Chemical 14]

【0017】で示されるアゾチオフェンの製造方法。A method for producing azothiophene represented by:

【0018】5. 一般式(1)5. General formula (1)

【0019】[0019]

【化15】 [Chemical 15]

【0020】で示されるアゾチオフェンを有機溶媒中で
酸化剤の存在下に酸化することを特徴とする一般式
(3)
The azothiophene represented by the formula (3) is characterized in that it is oxidized in the presence of an oxidizing agent in an organic solvent.

【0021】[0021]

【化16】 [Chemical 16]

【0022】(式中、nは5〜10000の整数を示
す;mは0.01〜2である;aは1、2または3であ
る;X-aは陰イオンを示す)で示される陰イオンをドー
ピングしたポリアゾチオフェンの製造方法。
(Wherein n is an integer of 5 to 10000; m is 0.01 to 2; a is 1, 2 or 3; X- a is an anion) Method for producing ion-doped polyazothiophene.

【0023】6. 一般式(3)6. General formula (3)

【0024】[0024]

【化17】 [Chemical 17]

【0025】(式中、nは5〜10000の整数を示
す;mは0.01〜2である;aは1、2または3であ
る;X-aは陰イオンを示す)で示される陰イオンをドー
ピングしたポリアゾチオフェンを還元することを特徴と
する一般式(2)
(Wherein n is an integer of 5 to 10000; m is 0.01 to 2; a is 1, 2 or 3; X- a is an anion) General formula (2) characterized by reducing ion-doped polyazothiophene

【0026】[0026]

【化18】 [Chemical 18]

【0027】(式中、nは5〜10000の整数を示
す)で示されるポリアゾチオフェンの製造方法。
A method for producing a polyazothiophene represented by the formula (n represents an integer of 5 to 10000).

【0028】7. 一般式(2)7. General formula (2)

【0029】[0029]

【化19】 [Chemical 19]

【0030】(式中、nは5〜10000の整数を示
す)または一般式(3)
(Wherein n represents an integer of 5 to 10000) or the general formula (3)

【0031】[0031]

【化20】 [Chemical 20]

【0032】(式中、nは5〜10000の整数を示
す;mは0.01〜2である;aは1、2または3であ
る;X-aは陰イオンを示す)で示される陰イオンをドー
ピングしたポリアゾチオフェンを電極活物質として用い
ることを特徴とする二次電池。
(Wherein n is an integer of 5 to 10000; m is 0.01 to 2; a is 1, 2 or 3; X- a is an anion) A secondary battery comprising ion-doped polyazothiophene as an electrode active material.

【0033】一般式(2)で表される本発明のポリアゾ
チオフェンにおいて、nの値は通常5〜10000の整
数であり、10〜1000の整数であることがより好ま
しい。
In the polyazothiophene of the present invention represented by the general formula (2), the value of n is usually an integer of 5 to 10000, and more preferably an integer of 10 to 1000.

【0034】一般式(3)で表される陰イオンをドーピ
ングしたポリアゾチオフェンにおいても、nの値は通常
5〜10000程度であり、10〜1000程度である
ことがより好ましい。また、一般式(3)で表される陰
イオンをドーピングしたポリアゾチオフェンにおいて、
mの値は通常0.001〜2の範囲にあり、0.01〜
1の範囲にあることがより好ましい。aの値は1〜3の
整数であり、1であることがより好ましい。
In the polyazothiophene doped with the anion represented by the general formula (3), the value of n is usually about 5 to 10000, and more preferably about 10 to 1000. Further, in an anion-doped polyazothiophene represented by the general formula (3),
The value of m is usually in the range of 0.001 to 2, 0.01 to
More preferably, it is in the range of 1. The value of a is an integer of 1 to 3, more preferably 1.

【0035】陰イオンをドーピングした一般式(3)で
表される本発明のポリアゾチオフェンにおいて、Xで示
される陰イオンとしては、過塩素酸イオン、テトラフル
オロほう酸イオン、フッ化砒素酸イオン、硫酸イオン、
塩化鉄イオンなどの無機酸イオン;ふっ素イオン、塩素
イオン、臭素イオン、ヨウ素イオンなどのハロゲンイオ
ン;p−トルエンスルホン酸イオン、トリフルオロメタ
ンスルホン酸イオンなどの有機酸イオンなどが例示され
る。
In the polyazothiophene of the present invention represented by the general formula (3) doped with anion, the anion represented by X is perchlorate ion, tetrafluoroborate ion, fluoroarsenate ion, Sulfate ion,
Examples thereof include inorganic acid ions such as iron chloride ion; halogen ions such as fluorine ion, chlorine ion, bromine ion, and iodine ion; organic acid ions such as p-toluenesulfonate ion and trifluoromethanesulfonate ion.

【0036】一般式(3)で表される陰イオンをドーピ
ングしたポリアゾチオフェンは、例えば、一般式(1)
で示されるアゾチオフェンを酸化剤を用いて化学重合す
ることにより、得られる。
The anion-doped polyazothiophene represented by the general formula (3) can be prepared, for example, by the general formula (1)
It is obtained by chemically polymerizing azothiophene represented by the formula (3) using an oxidizing agent.

【0037】上記の化学重合の原料(モノマー)となる
アゾチオフェンは、例えば、2−アミノチオフェン、そ
の塩酸塩またはその金属錯体を酸化剤の存在下に化学重
合に供することにより、以下の様にして合成され、溶液
状態でそのままポリアゾチオフェンの製造に用いられ
る。
Azothiophene, which is a raw material (monomer) for the above-mentioned chemical polymerization, is prepared by subjecting 2-aminothiophene, its hydrochloride or its metal complex to chemical polymerization in the presence of an oxidizing agent as follows. And is used as it is in the solution state for the production of polyazothiophene.

【0038】より具体的には、例えば、2−アミノチオ
フェン錫錯体にアルカリ水溶液を加え、生成する2−ア
ミノチオフェンを有機溶媒により抽出する。アルカリ水
溶液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭
酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウムなどの水溶液が使用
される。有機溶媒としては、疎水性で、2−アミノチオ
フェンを溶解するものが好ましく、具体的には、クロロ
ホルム、ジクロロメタン、ベンゼン、ヘキサン、プロピ
レンカーバイト、エーテルなどが挙げられ、これらの中
ではクロロホルムがより好ましい。次いで、抽出された
2−アミノチオフェンを二酸化マンガンの存在下に酸化
して、目的とするアゾチオフェンを得る。二酸化マンガ
ンの使用量は、2−アミノチオフェン1モルに対し、2
〜10モル程度、より好ましくは3〜6モル程度であ
る。酸化反応時の温度は、−20〜40℃程度であり、
より好ましくは1〜30℃程度である。
More specifically, for example, an aqueous alkaline solution is added to the 2-aminothiophene tin complex, and the produced 2-aminothiophene is extracted with an organic solvent. As the alkaline aqueous solution, an aqueous solution of sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium hydrogen carbonate, sodium carbonate or the like is used. As the organic solvent, those which are hydrophobic and dissolve 2-aminothiophene are preferable, and specific examples thereof include chloroform, dichloromethane, benzene, hexane, propylene carbide, ether and the like, and among these, chloroform is more preferable. preferable. Then, the extracted 2-aminothiophene is oxidized in the presence of manganese dioxide to obtain the desired azothiophene. The amount of manganese dioxide used is 2 for 1 mol of 2-aminothiophene.
The amount is about 10 to 10 mol, more preferably about 3 to 6 mol. The temperature during the oxidation reaction is about -20 to 40 ° C,
More preferably, it is about 1 to 30 ° C.

【0039】次いで、上記の様にして得られたアゾチオ
フェンを有機溶媒中で酸化剤の存在下に重合反応に供す
る。
Then, the azothiophene obtained as described above is subjected to a polymerization reaction in an organic solvent in the presence of an oxidizing agent.

【0040】重合溶媒としては、2−アミノチオフェン
を溶解するに使用したと同様のものが使用される。より
具体的には、クロロホルム、ジクロロメタン、ベンゼ
ン、ヘキサン、プロピレンカーバイト、エーテルなどが
挙げられ、これらの中ではクロロホルムがより好まし
い。これらは、2種以上を混合して使用しても良い。重
合に際しては、アゾチオフェン濃度を0.01〜1モル
/リットル程度、より好ましくは0.1〜0.5モル/
リットル程度とした溶液を使用する。
As the polymerization solvent, the same solvent as used for dissolving 2-aminothiophene is used. More specific examples include chloroform, dichloromethane, benzene, hexane, propylene carbide, ether and the like, and among these, chloroform is more preferable. You may use these in mixture of 2 or more types. Upon polymerization, the azothiophene concentration is about 0.01 to 1 mol / liter, more preferably 0.1 to 0.5 mol / liter.
Use a solution of about 1 liter.

【0041】この化学重合に際しては、一般に用いられ
ている酸化剤を使用する。酸化剤としては、より具体的
に、塩化第二鉄、過塩素酸第二鉄、塩化銀、過塩素酸
銀、塩化第二銅、過塩素酸銅などの遷移金属塩、過酸化
水素、ベンゾキノン、ナフトキノンなどのキノン類など
が挙げられる。これらの酸化剤中では、塩化第二鉄、過
塩素酸第二鉄などの鉄化物、塩化銀、過塩素酸銀などの
銀化合物がより好ましい。酸化剤の使用量は、アゾチオ
フェン1モルに対し、1〜5モル程度、より好ましくは
2〜4モル程度である。
In this chemical polymerization, a commonly used oxidizing agent is used. Specific examples of the oxidizing agent include ferric chloride, ferric perchlorate, silver chloride, silver perchlorate, cupric chloride, transition metal salts such as copper perchlorate, hydrogen peroxide, and benzoquinone. , And quinones such as naphthoquinone. Among these oxidizing agents, ferric chloride, ferric perchlorate and other ferric compounds, and silver compounds such as silver chloride and silver perchlorate are more preferable. The amount of the oxidizing agent used is about 1 to 5 mol, and more preferably about 2 to 4 mol, based on 1 mol of azothiophene.

【0042】重合反応は、特に限定されるものではない
が、通常温度−30〜80℃程度で1〜5時間程度、よ
り好ましくは30〜60℃程度で2〜4時間程度の条件
下に行なう。
The polymerization reaction is not particularly limited, but is usually carried out at a temperature of about -30 to 80 ° C. for about 1 to 5 hours, more preferably at about 30 to 60 ° C. for about 2 to 4 hours. .

【0043】上記の反応により、一般式(3)で示され
るポリアゾチオフェンが黒色の粉末として得られ、これ
は、必要に応じ溶媒洗浄により精製される。
By the above reaction, polyazothiophene represented by the general formula (3) is obtained as a black powder, which is purified by washing with a solvent if necessary.

【0044】一般式(3)で表される陰イオンをドーピ
ングしたポリアゾチオフェンは、例えば、一般式(1)
で表わされるアゾチオフェンを支持電解質としての陰イ
オン源を含む溶液中で電解重合することによっても、得
られる。電解は、定電位法、定電流法、電位走査法のい
ずれによっても良く、また2極法或いは3極法のいずれ
によっても良い。3極法による場合には、参照電極とし
てSCEまたはAg/AgCl電極を使用することが好
ましい。電極としては、導電ガラス、白金、カーボン電
極などを使用することができる。
The anion-doped polyazothiophene represented by the general formula (3) can be prepared, for example, by the general formula (1)
It can also be obtained by electropolymerizing azothiophene represented by the formula (3) in a solution containing an anion source as a supporting electrolyte. The electrolysis may be carried out by a constant potential method, a constant current method, a potential scanning method, or a two-pole method or a three-pole method. When using the triode method, it is preferable to use an SCE or Ag / AgCl electrode as the reference electrode. As the electrodes, conductive glass, platinum, carbon electrodes and the like can be used.

【0045】陰イオンとしては、前述の様に、過塩素酸
イオン、テトラフルオロほう酸イオン、フッ化砒素酸イ
オン、硫酸イオン、塩化鉄イオンなどの無機酸イオン;
ふっ素イオン、塩素イオン、臭素イオン、ヨウ素イオン
などのハロゲンイオン;p−トルエンスルホン酸イオ
ン、トリフルオロメタンスルホン酸イオンなどの有機酸
イオンなどが例示される。
As the anion, as described above, inorganic acid ions such as perchlorate ion, tetrafluoroborate ion, fluoroarsenate ion, sulfate ion and iron chloride ion;
Examples thereof include halogen ions such as fluorine ion, chlorine ion, bromine ion, and iodine ion; organic acid ions such as p-toluenesulfonate ion and trifluoromethanesulfonate ion.

【0046】上記の陰イオン源としての支持電解質とし
ては、過塩素酸およびその塩、テトラフルオロほう酸お
よびその塩、フッ化砒素酸およびその塩、硫酸およびそ
の塩、塩化鉄;ふっ素化合物、塩素化合物、臭素化合
物、ヨウ素化合物;p−トルエンスルホン酸およびその
塩、トリフルオロメタンスルホン酸およびその塩などが
例示される。
Examples of the supporting electrolyte as the above-mentioned anion source include perchloric acid and its salts, tetrafluoroboric acid and its salts, fluoroarsenic acid and its salts, sulfuric acid and its salts, iron chloride; fluorine compounds, chlorine compounds. , Bromine compounds, iodine compounds; p-toluenesulfonic acid and its salts, trifluoromethanesulfonic acid and its salts, and the like.

【0047】この電解重合に使用する溶媒は、陰イオン
源としての支持電解質をよく溶解するものが好ましく、
具体的にはメタノール、エタノール、イソプロパノール
などのアルコール類;テトラヒドロフラン、ジオキサ
ン、ジメチルエチレングリコールなどのエーテル類;プ
ロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチ
ルカーボネートなどのカーボネート類;ニトロベンゼ
ン、ニトロメタンなどのニトロ化合物;その他アセトニ
トリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシ
ド、ヘキサメチルホスホルアミドなどが挙げられる。こ
れらの溶媒の中では、アセトニトリル、プロピレンカー
ボネートおよびテトラヒドロフランがより好ましい。溶
媒中の支持電解質の濃度は、通常0.01〜1モル/リ
ットル程度であり、より好ましくは0.05〜0.5モ
ル/リットル程度である。
The solvent used for this electrolytic polymerization is preferably one which dissolves the supporting electrolyte as an anion source well,
Specifically, alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol; ethers such as tetrahydrofuran, dioxane and dimethylethylene glycol; carbonates such as propylene carbonate, ethylene carbonate and diethyl carbonate; nitro compounds such as nitrobenzene and nitromethane; other acetonitrile; Examples thereof include dimethylformamide, dimethylsulfoxide, hexamethylphosphoramide and the like. Among these solvents, acetonitrile, propylene carbonate and tetrahydrofuran are more preferable. The concentration of the supporting electrolyte in the solvent is usually about 0.01 to 1 mol / liter, more preferably about 0.05 to 0.5 mol / liter.

【0048】陰イオンをドーピングしたポリアゾチオフ
ェンを製造するための電解重合条件は、特に限定される
ものではないが、例えば、定電流法による場合、電流密
度は、通常0.01〜10mA/cm2 程度、より好ま
しくは0.1〜1mA/cm2 程度である。
The electropolymerization conditions for producing an anion-doped polyazothiophene are not particularly limited. For example, in the case of the constant current method, the current density is usually 0.01 to 10 mA / cm 2. It is about 2 , more preferably about 0.1 to 1 mA / cm 2 .

【0049】一般式(2)で表されるポリアゾチオフェ
ンは、一般式(3)で表される陰イオンをドーピングし
たポリアゾチオフェンを電解還元することによって、得
られる。この還元反応は、例えば、0.1〜1mA/c
2 程度の定電流下に作用極がAg/AgClに対して
−0.5〜0Vを示すまで還元することにより、行なわ
れる。
The polyazothiophene represented by the general formula (2) can be obtained by electrolytically reducing the anion-doped polyazothiophene represented by the general formula (3). This reduction reaction is, for example, 0.1 to 1 mA / c.
It is carried out by reducing the working electrode to −0.5 to 0 V with respect to Ag / AgCl under a constant current of about m 2 .

【0050】或いは、一般式(2)で表されるポリアゾ
チオフェンは、一般式(3)で表される陰イオンをドー
ピングしたポリアゾチオフェンを例えばメタノールに浸
漬し、加熱して、該陰イオンを除去するという化学的方
法によっても、得られる。
Alternatively, the polyazothiophene represented by the general formula (2) is prepared by immersing the polyazothiophene doped with the anion represented by the general formula (3) in, for example, methanol and heating the anion. Can also be obtained by the chemical method of removing

【0051】本発明のポリアゾチオフェンを正極活物質
として使用する電池としては、各種の二次電池などが挙
げられる。この様な電池における負極活物質、電解液な
どのその他の構成材料は、公知の電池における構成材料
と同様で良い。高分子二次電池におけるこの様な負極活
物質としては、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、
ポリピリジン、炭素材などの導電性高分子が挙げられ
る。リチウム二次電池における負極活物質としては、L
i或いはLiとAl、Mg、Pb、Si、Ga、Inな
どが挙げられる。また、電解液としては、公知の電解質
を有機溶媒に溶解した溶液が使用される。電解質として
は、金属の陽イオン、有機カチオンなどの陽イオンおよ
び陰イオンとの塩などが挙げられる。陽イオンとして
は、4級アンモニウムイオンなどが挙げられる。また、
陰イオンとしては、BF4 -、ClO4 -、PF6 -、A
6 -、CF3SO3 -、I-、Br-、Cl-、F-などがあ
る。このような電解質の具体例としては、テトラフルオ
ロホウ酸リチウム、過塩素酸リチウム、ヘキサフルオロ
リン酸リチウム、テトラフルオロホウ酸テトラエチルア
ンモニウム、過塩素酸テトラn−ブチルアンモニウム、
トリフルオロメタンスルホン酸リチウム、ヨウ化リチウ
ム、臭化リチウムなどが例示される。 電解質を溶解す
る有機溶媒としては、高導電率で非プロトン性のものが
好ましく、ニトリル類、カーボネート類、エーテル類、
ニトロ化合物類、アミド類、含硫黄化合物類、塩素化炭
素化合物類、ケトン類、エステル類などを使用すること
ができる。これらの有機溶媒は、2種以上を混合して使
用しても良い。有機溶媒のより好ましい具体例として
は、アセトニトリル、プロピレンカーボネート、テトラ
ヒドロフラン、ジオキサン、ニトロメタン、N,N−ジ
メチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、1,2−
ジクロロエタン、γ−ブチロラクトンなどが例示され
る。
As a battery using the polyazothiophene of the present invention as a positive electrode active material, various secondary batteries can be mentioned. Other constituent materials such as the negative electrode active material and the electrolytic solution in such a battery may be the same as the known constituent materials in the battery. As such a negative electrode active material in a polymer secondary battery, polyacetylene, polyparaphenylene,
Conductive polymers such as polypyridine and carbon materials can be used. As a negative electrode active material in a lithium secondary battery, L
Examples thereof include i or Li and Al, Mg, Pb, Si, Ga or In. As the electrolytic solution, a solution in which a known electrolyte is dissolved in an organic solvent is used. Examples of the electrolyte include salts with metal cations, cations such as organic cations, and anions. Examples of cations include quaternary ammonium ions. Also,
As anions, BF 4 , ClO 4 , PF 6 , A
s 6 , CF 3 SO 3 , I , Br , Cl , F . Specific examples of such an electrolyte include lithium tetrafluoroborate, lithium perchlorate, lithium hexafluorophosphate, tetraethylammonium tetrafluoroborate, tetra-n-butylammonium perchlorate,
Examples include lithium trifluoromethanesulfonate, lithium iodide, lithium bromide and the like. The organic solvent for dissolving the electrolyte is preferably an aprotic one with high conductivity, nitriles, carbonates, ethers,
Nitro compounds, amides, sulfur-containing compounds, chlorinated carbon compounds, ketones, esters and the like can be used. You may use these organic solvents in mixture of 2 or more types. More preferable specific examples of the organic solvent include acetonitrile, propylene carbonate, tetrahydrofuran, dioxane, nitromethane, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, 1,2-
Examples include dichloroethane and γ-butyrolactone.

【0052】また、電解質としては、無機および有機の
固体電解質を使用することもできる。無機固体電解質と
しては、AgCl、AgBr、AgI、LiIなどの金
属ハロゲン化物、RbAg45、RbAg44Nなどが
例示される。有機固体電解質としては、ポリエチレンオ
キサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリフッ化ビニ
リデン、ポリアクリルアミドなどのポリマーマトリクス
に先述の電解塩を溶解させた複合体、或いはこれら複合
体の架橋体などの高分子電解質が例示される。
Inorganic and organic solid electrolytes can also be used as the electrolyte. Examples of the inorganic solid electrolyte include metal halides such as AgCl, AgBr, AgI and LiI, RbAg 4 I 5 and RbAg 4 I 4 N. Examples of the organic solid electrolyte include a polymer electrolyte such as polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyvinylidene fluoride, polyacrylamide, and the like, in which the above-mentioned electrolytic salt is dissolved in a polymer matrix, or a cross-linked body of these composites. .

【0053】[0053]

【発明の効果】本発明のポリアゾチオフェンは、電気化
学的に活性であり且つ安定性が高いので、これを用いる
ことにより軽量で優れた特性を示す二次電池を得ること
ができる。
Industrial Applicability The polyazothiophene of the present invention is electrochemically active and highly stable. Therefore, by using the polyazothiophene, a secondary battery which is lightweight and exhibits excellent characteristics can be obtained.

【0054】[0054]

【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明を挙げて具体
的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定さ
れるものではない。
The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0055】実施例12−アミノチオフェンの合成 不活性ガス導入管、攪拌装置および冷却管を備えた3つ
口フラスコにアルゴンガスを導入しつつ、2−アミノチ
オフェンの錫錯体2.0g(3.8mmol)および水
15ccを加え、均一となるまで攪拌した。この溶液に
クロロホルム75ccを加え、さらに水酸化ナトリウム
4.0gを水10ccに溶解した溶液を室温で滴下した
後、クロロホルム層を分離し、2−アミノチオフェンを
含むクロロホルム溶液を得た。
Example 1 Synthesis of 2-Aminothiophene While introducing argon gas into a three-necked flask equipped with an inert gas introduction tube, a stirrer and a cooling tube, 2.0 g (3 g) of a tin complex of 2-aminothiophene (3 0.8 mmol) and 15 cc of water were added, and the mixture was stirred until it became homogeneous. Chloroform (75 cc) was added to this solution, and a solution of sodium hydroxide (4.0 g) in water (10 cc) was added dropwise at room temperature. Then, the chloroform layer was separated to obtain a chloroform solution containing 2-aminothiophene.

【0056】アゾチオフェンの合成 上記で得た2−アミノチオフェンのクロロホルム溶液に
二酸化マンガン3.28g(38mmol)を加え、室
温で3時間反応させ、一般式(1)で示されるアゾチオ
フェンを含むクロロホルム溶液を得た。
Synthesis of azothiophene 3.28 g (38 mmol) of manganese dioxide was added to the chloroform solution of 2-aminothiophene obtained above, and the mixture was reacted at room temperature for 3 hours, and chloroform containing azothiophene represented by the general formula (1) was used. A solution was obtained.

【0057】得られたアゾチオフェンの分析データを以
下に示す。
The analytical data of the obtained azothiophene are shown below.

【0058】1H−NMR((CD3 2 CO):7.
13ppm(dd),7.78ppm (dd),7.68ppm(dd) UV(CH3 OH):358.7nm,291.8nmポリアゾチオフェンの合成 上記で得られたアゾチオフェンのクロロホルム溶液を1
0ccに濃縮し、塩化第二鉄1.24gをクロロホルム
5ccに懸濁させた液に滴下した。この混合液を60℃
で2時間反応させて、黒色の粉末を得た後、さらにメタ
ノールで洗浄し、70℃で減圧乾燥して、一般式(3)
で示されるポリアゾチオフェン0.23gを得た。
1 H-NMR ((CD 3 ) 2 CO): 7.
13ppm (dd), 7.78ppm (dd ), 7.68ppm (dd) UV (CH 3 OH): 358.7nm, the chloroform solution of azo thiophene obtained in the above 291.8nm polyazo thiophene 1
The solution was concentrated to 0 cc, and 1.24 g of ferric chloride was added dropwise to a suspension of 5 cc of chloroform. 60 ℃
After reacting for 2 hours at room temperature to obtain a black powder, it is further washed with methanol and dried under reduced pressure at 70 ° C. to obtain the compound represented by the general formula (3).
0.23 g of polyazothiophene represented by

【0059】得られたポリアゾチオフェンをヨウ素イオ
ンドープした後、ペレット成形して、導電率を測定した
ところ、10-6S/cmであった。また、このペレット
を6ケ月間空気中に放置した後、導電率を再度測定した
ところ、変化は認められなかった。
The polyazothiophene obtained was doped with iodine ions, pelletized and the conductivity was measured and found to be 10 -6 S / cm. After the pellets were left in the air for 6 months, the conductivity was measured again and no change was observed.

【0060】上記で得られた一般式(3)のポリアゾチ
オフェンのFT−IRデータを以下に示す。
FT-IR data of the polyazothiophene of the general formula (3) obtained above is shown below.

【0061】FT−IR(KBr)ν(cm-1):16
06,1569,1540,1436,1262,11
94,846,802,708,488 また、生成物の元素分析値を理論値とともに表1に示
す。なお、理論値は、陰イオンであるFeCl4 -を1
8.9重量%含むとした場合の値である。
FT-IR (KBr) ν (cm -1 ): 16
06, 1569, 1540, 1436, 1262, 11
94, 846, 802, 708, 488 Table 1 shows the elemental analysis values of the products together with theoretical values. The theoretical value is 1 for FeCl 4 which is an anion.
It is a value when it is assumed to contain 8.9% by weight.

【0062】[0062]

【表1】 [Table 1]

【0063】表1に示す元素分析値からは、炭素/窒素
(モル比)=4(理論値4)である結果が得られてお
り、この生成物が目的物質であるアゾチオフェンを繰り
返し単位とする一般式(3)のポリマーであることが確
認された。
From the elemental analysis values shown in Table 1, the result that carbon / nitrogen (molar ratio) = 4 (theoretical value 4) was obtained, and this product was obtained by using azothiophene as a target substance as a repeating unit. It was confirmed that the polymer was the polymer of the general formula (3).

【0064】なお、分析機器としては、以下のものを用
いた。
The following analytical instruments were used.

【0065】NMR:JNM−GX270型(270M
Hz,JOEL社製) UV−VIS:U−3140型(株式会社日立製作所
製) IR:Nicolet 20SXC型 導電率計:三菱油化 Loresta AP 元素分析:PERKIN ELMER 2400 実施例2 重合反応時に2−アミノチオフェン1モルに対して酸化
剤である塩化第2鉄を4モル使用する以外は実施例1と
同様にして一般式(3)のポリアゾチオフェン0.32
gを得た。
NMR: JNM-GX270 type (270M
Hz, manufactured by JOEL) UV-VIS: U-3140 type (manufactured by Hitachi, Ltd.) IR: Nicolet 20SXC conductivity meter: Mitsubishi Yuka Loresta AP Elemental analysis: PERKIN ELMER 2400 Example 2 2-amino during polymerization reaction Polyazothiophene 0.32 of the general formula (3) was prepared in the same manner as in Example 1 except that 4 mol of ferric chloride as an oxidizing agent was used with respect to 1 mol of thiophene.
g was obtained.

【0066】実施例3 重合反応時の酸化剤として過塩素酸銀を使用する以外は
実施例1と同様にして一般式(3)のポリアゾチオフェ
ン0.22gを得た。
Example 3 0.22 g of polyazothiophene of the general formula (3) was obtained in the same manner as in Example 1 except that silver perchlorate was used as the oxidizing agent during the polymerization reaction.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関 建司 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (72) Inventor Kenji Seki 4-1-2 Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture Osaka Gas Co., Ltd.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一般式(1) 【化1】 で示されるアゾチオフェン。1. A general formula (1): Azothiophene represented by. 【請求項2】一般式(2) 【化2】 (式中、nは5〜10000の整数を示す)で示される
ポリアゾチオフェン。
2. A general formula (2): (In formula, n shows the integer of 5-10,000) The polyazo thiophene shown.
【請求項3】一般式(3) 【化3】 (式中、nは5〜10000の整数を示す;mは0.0
1〜2である;aは1、2または3である;X-aは陰イ
オンを示す)で示される陰イオンをドーピングしたポリ
アゾチオフェン。
3. A general formula (3): (In the formula, n represents an integer of 5 to 10000; m represents 0.0
1 to 2; a is 1, 2 or 3; X- a represents an anion), and polyazothiophene doped with an anion.
【請求項4】2−アミノチオフェン、その塩またはその
金属錯体を有機溶媒中で二酸化マンガンの存在下に酸化
することを特徴とする一般式(1) 【化4】 で示されるアゾチオフェンの製造方法。
4. A general formula (1): wherein 2-aminothiophene, a salt thereof or a metal complex thereof is oxidized in the presence of manganese dioxide in an organic solvent. A method for producing azothiophene represented by.
【請求項5】一般式(1) 【化5】 で示されるアゾチオフェンを有機溶媒中で酸化剤の存在
下に酸化することを特徴とする一般式(3) 【化6】 (式中、nは5〜10000の整数を示す;mは0.0
1〜2である;aは1、2または3である;X-aは陰イ
オンを示す)で示される陰イオンをドーピングしたポリ
アゾチオフェンの製造方法。
5. A compound represented by the general formula (1): The azothiophene represented by the formula (3) is oxidized in the presence of an oxidizing agent in an organic solvent, and the general formula (3): (In the formula, n represents an integer of 5 to 10000; m represents 0.0
1 to 2; a is 1, 2 or 3; X- a represents an anion), and a method for producing polyazothiophene doped with an anion.
【請求項6】一般式(3) 【化7】 (式中、nは5〜10000の整数を示す;mは0.0
1〜2である;aは1、2または3である;X-aは陰イ
オンを示す)で示される陰イオンをドーピングしたポリ
アゾチオフェンを還元することを特徴とする一般式
(2) 【化8】 (式中、nは5〜10000の整数を示す)で示される
ポリアゾチオフェンの製造方法。
6. A compound represented by the general formula (3): (In the formula, n represents an integer of 5 to 10000; m represents 0.0
1 to 2; a is 1, 2 or 3; X −a represents an anion), and polyazothiophene doped with an anion represented by the general formula (2): Chemical 8] (In formula, n shows the integer of 5-10,000) The manufacturing method of the polyazo thiophene shown by these.
【請求項7】一般式(2) 【化9】 (式中、nは5〜10000の整数を示す)または一般
式(3) 【化10】 (式中、nは5〜10000の整数を示す;mは0.0
1〜2である;aは1、2または3である;X-aは陰イ
オンを示す)で示される陰イオンをドーピングしたポリ
アゾチオフェンを電極活物質として用いることを特徴と
する二次電池。
7. A compound represented by the general formula (2): (In the formula, n represents an integer of 5 to 10000) or the general formula (3): (In the formula, n represents an integer of 5 to 10000; m represents 0.0
1 to 2; a is 1, 2 or 3; X- a represents an anion), and a secondary battery characterized by using an anion-doped polyazothiophene as an electrode active material. .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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