JPH07149910A - Condensed polycyclic aromatic pendant polysilane, its production, and conductive polymer - Google Patents

Condensed polycyclic aromatic pendant polysilane, its production, and conductive polymer

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JPH07149910A
JPH07149910A JP25449494A JP25449494A JPH07149910A JP H07149910 A JPH07149910 A JP H07149910A JP 25449494 A JP25449494 A JP 25449494A JP 25449494 A JP25449494 A JP 25449494A JP H07149910 A JPH07149910 A JP H07149910A
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栄一 田部井
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Abstract

PURPOSE:To obtain the polysilane useful as a photoconductive or conductive material by reacting a diorganodihalogenosilane with a condensed polycyclic arom. dihalogenosilane in an inert solvent in the presence of an alkali metal. CONSTITUTION:The polysilane is represented by the formula: [(R<1>R<2>Si)k(R<3>R<4> Si)m]nd {wherein R<1>, R<2>, R<3>, and R<4> are each H or a monovalent hydrocarbon group provided at least either R<3> or R<4> is a monovalent hydrocarbon group having a condensed polycyclic arom. group of the formula: R<5>-CpH2p (wherein R<5> is a condensed polycyclic arom. group; and p is an integer of 1-12); and 0<=k<1, 0<m<=1, k+m=1, and n is an integer of 6 or higher} and is obtd. by reacting a diorganodihalogenosilane of the formula: R<1>R<2>SiX2 with a condensed polycyclic arom. dihalogenosilane of the formula: R<3>R<4>SiX2 (wherein X is halogen).

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、光導電性材料、導電性
材料等として有用な新規多環式縮合芳香族基ペンダント
ポリシラン類及びその製造方法並びに導電性重合体に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to novel polycyclic fused aromatic group pendant polysilanes useful as photoconductive materials, conductive materials, etc., a method for producing the same, and a conductive polymer.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来の
ポリシランは、置換基としてメチル基に代表されるアル
キル基やフェニル基を有するものが主であった(R.W
est et al.,J.Am.Chem.So
c.,103,7352(1981))。
PRIOR ART AND PROBLEMS TO BE SOLVED BY THE INVENTION Conventional polysilanes are mainly those having an alkyl group represented by a methyl group or a phenyl group as a substituent (RW).
est et al. J. Am. Chem. So
c. , 103 , 7352 (1981)).

【0003】その後、置換基として水素や反応性の炭素
−炭素二重結合を含有する置換基を持つポリシラン、ハ
ロゲン化アルキル基を有するポリシランが合成されるよ
うになり、ポリシランを架橋することが可能となるな
ど、応用への期待が高くなった(R.West et
al.,J.Organomet.Chem.,30
,327(1986))。
After that, polysilane having a substituent containing hydrogen as a substituent or a reactive carbon-carbon double bond and polysilane having a halogenated alkyl group have been synthesized, and the polysilane can be crosslinked. As a result, the expectations for application have increased (R. West et
al. J. Organomet. Chem. , 30
0 , 327 (1986)).

【0004】また近年、その他の置換基として、シリル
基を導入したポリシラン(特開昭63−12636号公
報)や、フェノール性の置換基を導入したポリシランを
レジスト材料へ応用することも報告されている(特開昭
63−113021号公報)。
In recent years, it has been reported that polysilane having a silyl group introduced as another substituent (Japanese Patent Laid-Open No. 63-12636) or polysilane having a phenolic substituent introduced into a resist material. (Japanese Patent Laid-Open No. 63-113021).

【0005】本発明者らも、ポリシランの光導電性及び
導電性に着目し、カルバゾリル基を含有する置換基をポ
リシランに導入することにより、光分解性を抑制したポ
リシランを開発し、先に提案した(特開平5−4370
2号公報)。
The present inventors have paid attention to the photoconductivity and electroconductivity of polysilane, and have developed a polysilane whose photodegradability is suppressed by introducing a substituent containing a carbazolyl group into polysilane, and previously proposed it. (JP-A-5-4370)
No. 2).

【0006】しかしながら、更に電気伝導度が高く、光
導電性材料や導電性材料などに有効に用いられるポリシ
ラン類が望まれる。
However, there is a demand for polysilanes which have higher electric conductivity and can be effectively used as photoconductive materials and conductive materials.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者らは、
上記要望に応えるため更に検討を重ねた結果、下記一般
式(2)で示されるジオルガノハロゲノシランと下記一
般式(3)で示される多環式縮合芳香族基含有ジハロゲ
ノシラン、又は下記一般式(3)の多環式縮合芳香族基
含有ジハロゲノシランを不活性溶媒中、アルカリ金属の
存在下に反応させることにより、下記一般式(1)で示
される新規な多環式縮合芳香族基ペンダントポリシラン
類が得られると共に、この多環式縮合芳香族基ペンダン
トポリシラン類にヨウ素等の酸化性ドーパントをドーピ
ングしたときの電気伝導度は例えば10-4〜10-5S/
cm程度であり、多環式縮合芳香族基を持たないジブチ
ルポリシラン(3.5×10-8S/cm)やメチルフェ
ニルポリシラン(1.3×10-6S/cm)の電気伝導
度よりも一段と向上し、従って光導電性材料や導電性材
料として有効に用いられることを知見し、本発明をなす
に至ったものである。
Means and Actions for Solving the Problems The present inventors have
As a result of further studies to meet the above-mentioned demand, a diorganohalogenosilane represented by the following general formula (2) and a polycyclic fused aromatic group-containing dihalogenosilane represented by the following general formula (3), or the following general formula A novel polycyclic fused aromatic aromatic compound represented by the following general formula (1) is obtained by reacting a polycyclic fused aromatic group-containing dihalogenosilane of the formula (3) in the presence of an alkali metal in an inert solvent. The group-pendant polysilanes are obtained, and the electrical conductivity of the polycyclic condensed aromatic group-pendant polysilanes doped with an oxidizing dopant such as iodine is, for example, 10 −4 to 10 −5 S /.
The electric conductivity of dibutylpolysilane (3.5 × 10 −8 S / cm) or methylphenylpolysilane (1.3 × 10 −6 S / cm), which is about cm and does not have polycyclic fused aromatic groups, is obtained. The present invention has also been improved, and accordingly, the present invention has been completed by finding that it can be effectively used as a photoconductive material or a conductive material.

【0008】[0008]

【化1】 (但し、式中R1,R2,R3,R4はそれぞれ水素原子又
は一価の炭化水素基であるが、R3,R4の少なくとも1
つは下式で示される多環式縮合芳香族基を含有する一価
炭化水素基である。また、k,m,nは0≦k<1,0
<m≦1,k+m=1,n≧6の整数である。Xはハロ
ゲン原子である。)
[Chemical 1] (However, in the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group, and at least one of R 3 and R 4 is
One is a monovalent hydrocarbon group containing a polycyclic fused aromatic group represented by the following formula. Further, k, m, and n are 0 ≦ k <1,0
<M ≦ 1, k + m = 1, n ≧ 6. X is a halogen atom. )

【0009】R5−Cp2p− (但し、式中R5は多環式縮合芳香族基、pは1≦p≦
12の整数である。)
R 5 —C p H 2p — (wherein R 5 is a polycyclic fused aromatic group, p is 1 ≦ p ≦
It is an integer of 12. )

【0010】従って、本発明は、上記一般式(1)で示
される多環式縮合芳香族基ペンダントポリシラン類、上
記一般式(2)で示されるジオルガノハロゲノシランと
上記一般式(3)で示される多環式縮合芳香族基含有ジ
ハロゲノシラン、又は式(3)の多環式縮合芳香族基含
有ジハロゲノシランを不活性溶媒中アルカリ金属の存在
下に反応させることを特徴とする上記ポリシラン類の製
造方法、及び、上記ポリシラン類を酸化性ドーパントで
ドーピングしてなる導電性重合体を提供する。
Therefore, the present invention provides the polycyclic fused aromatic group pendant polysilanes represented by the general formula (1), the diorganohalogenosilane represented by the general formula (2) and the general formula (3). The polycyclic fused aromatic group-containing dihalogenosilane represented by the formula or the polycyclic fused aromatic group-containing dihalogenosilane of the formula (3) is reacted in the presence of an alkali metal in an inert solvent. Provided are a method for producing polysilanes, and a conductive polymer obtained by doping the polysilanes with an oxidizing dopant.

【0011】以下、本発明につき更に詳しく説明する
と、本発明の新規多環式縮合芳香族基ペンダントポリシ
ラン類は、下記一般式(1)で示されるものである。
The present invention will be described in more detail below. The novel polycyclic fused aromatic group pendant polysilanes of the present invention are represented by the following general formula (1).

【0012】 〔(R12Si)k(R34Si)mn …(1) (但し、式中R1,R2,R3,R4はそれぞれ水素原子又
は一価の炭化水素基であるが、R3,R4の少なくとも1
つは下式で示される多環式縮合芳香族基を含有する一価
炭化水素基である。また、k,m,nは0≦k<1,0
<m≦1,k+m=1,n≧6の整数である。)
[(R 1 R 2 Si) k (R 3 R 4 Si) m ] n (1) (wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each a hydrogen atom or a monovalent group) A hydrocarbon group, but at least one of R 3 and R 4
One is a monovalent hydrocarbon group containing a polycyclic fused aromatic group represented by the following formula. Further, k, m, and n are 0 ≦ k <1,0
<M ≦ 1, k + m = 1, n ≧ 6. )

【0013】R5−Cp2p− (但し、式中R5は多環式縮合芳香族基、pは1≦p≦
12、好ましくは1≦p≦6の整数である。)
R 5 —C p H 2p — (wherein R 5 is a polycyclic fused aromatic group, p is 1 ≦ p ≦
12, preferably an integer of 1 ≦ p ≦ 6. )

【0014】ここで、R1,R2の一価炭化水素基として
は、炭素数1〜12、特に1〜6のもの、具体的にはメ
チル、エチル、プロピル、ブチル等のアルキル基、シク
ロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基等のア
リール基などが挙げられる。また、R3,R4は、水素原
子もしくはR1,R2と同様の一価炭化水素基、又はR5
−Cp2p−であり、R3,R4の少なくとも一つはR5
p2p−であるが、このR5の多環式縮合芳香族基とし
ては、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニ
ル基、ベンゾフェナントレニル基、ピレニル基、クリセ
ニル基、ナフタセニル基、ピセニル基、ペリレニル基、
コロネニル基、オバレニル基等が挙げられ、多環式縮合
芳香族基は非置換であっても、一価炭化水素基などで置
換されていてもよい。
The monovalent hydrocarbon group of R 1 and R 2 has 1 to 12 carbon atoms, particularly 1 to 6 carbon atoms, specifically, alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl and butyl, and cyclohexyl. Examples thereof include a cycloalkyl group such as a group and an aryl group such as a phenyl group. R 3 and R 4 are a hydrogen atom, a monovalent hydrocarbon group similar to R 1 and R 2 , or R 5
-C p H 2p - at and at least one of R 3, R 4 is R 5 -
C p H 2p −, and the polycyclic fused aromatic group of R 5 includes naphthyl group, anthracenyl group, phenanthrenyl group, benzophenanthrenyl group, pyrenyl group, chrysenyl group, naphthacenyl group and picenyl group. , A perenyl group,
Examples thereof include a coronenyl group and an ovalenyl group, and the polycyclic fused aromatic group may be unsubstituted or substituted with a monovalent hydrocarbon group or the like.

【0015】なお、nは6以上の整数であるが、好まし
くは10〜10,000、より好ましくは100〜1
0,000であり、光導電性材料、導電性材料として用
いられる場合、その特性を十分に発揮させるためには高
重合度であることが好ましい。また、通常重量平均分子
量はポリスチレン換算で5,000〜5,000,00
0、特に10,000〜2,000,000である。
Although n is an integer of 6 or more, preferably 10 to 10,000, more preferably 100 to 1
When it is used as a photoconductive material or a conductive material, the polymerization degree is preferably high in order to fully exhibit its characteristics. The weight average molecular weight is usually 5,000 to 5,000,000 in terms of polystyrene.
0, especially 10,000 to 2,000,000.

【0016】上記式(1)のポリシラン類は、下記一般
式(2)で示されるジオルガノハロゲノシランと下記式
(3)で示される多環式縮合芳香族基含有ジハロゲノシ
ラン、又は式(3)の多環式縮合芳香族基含有ジハロゲ
ノシランを不活性溶媒中、アルカリ金属の存在下に反応
させることにより合成することができる。
The polysilanes of the above formula (1) include the diorganohalogenosilane represented by the following general formula (2) and the polyhalogenated condensed aromatic group-containing dihalogenosilane represented by the following formula (3), or the formula ( It can be synthesized by reacting the polycyclic fused aromatic group-containing dihalogenosilane of 3) in the presence of an alkali metal in an inert solvent.

【0017】 R12SiX2 …(2) R34SiX2 …(3) (但し、式中R1〜R4は上記と同様の意味を示し、Xは
ハロゲン原子である。)
R 1 R 2 SiX 2 (2) R 3 R 4 SiX 2 (3) (wherein R 1 to R 4 have the same meanings as described above, and X is a halogen atom).

【0018】なお、多環式縮合芳香族基を含有するクロ
ロシラン類はモノペンダントタイプ或いはジペンダント
タイプのどちらでもよく、多環式縮合芳香族基は非置換
又は有機基で置換されていてもよい。また、ジハロシラ
ン類を用いることにより一次元のポリマー又は環状体が
生成するが、三官能性のトリハロシラン類を用いること
により、ネットワーク状のポリシラン類を得ることも可
能である。更に、予め主鎖骨格に炭素−炭素不飽和結合
を含有するハロシラン類を用いることも可能である。
The chlorosilanes containing a polycyclic fused aromatic group may be either monopendant type or dipendant type, and the polycyclic fused aromatic group may be unsubstituted or substituted with an organic group. . Further, although one-dimensional polymers or cyclics are produced by using dihalosilanes, it is also possible to obtain network-like polysilanes by using trifunctional trihalosilanes. Furthermore, it is also possible to use halosilanes containing a carbon-carbon unsaturated bond in the main chain skeleton in advance.

【0019】上記ジハロゲノシランは、不活性溶媒中、
アルカリ金属の存在下で反応させるが、不活性溶媒とし
ては、キシレン、トルエン、ドデカン、エーテル類、エ
ステル類等の1種又は2種以上が用いられ、またアルカ
リ金属としてはNa等が用いられる。この場合、アルカ
リ金属の使用量はジハロゲノシランに対し2倍モルから
3倍モルとすることが好ましい。
The above dihalogenosilane is used in an inert solvent,
The reaction is carried out in the presence of an alkali metal, but as the inert solvent, one or more kinds of xylene, toluene, dodecane, ethers, esters and the like are used, and Na and the like are used as the alkali metal. In this case, the amount of the alkali metal used is preferably 2 to 3 times the mol of the dihalogenosilane.

【0020】反応温度は50〜200℃、特に100〜
150℃とすることが好ましく、反応時間は通常1〜1
0時間である。
The reaction temperature is 50 to 200 ° C., especially 100 to
The temperature is preferably 150 ° C., and the reaction time is usually 1 to 1
It's 0 hours.

【0021】反応後は、メタノール等を加えてアルカリ
金属を失活させ、有機層を採取し、濃縮後、アセトン等
により目的のポリシランを沈殿させることにより、ポリ
シランを採取することができる。
After the reaction, methanol or the like is added to deactivate the alkali metal, the organic layer is collected, and after concentration, the target polysilane is precipitated with acetone or the like to collect the polysilane.

【0022】このようにして得られる本発明の多環式縮
合芳香族基ペンダントポリシラン類は、酸化性ドーパン
トをドーピングすると高電気伝導度を有し、このため光
導電性材料、導電性材料として好適に用いられる。
The polycyclic fused aromatic group pendant polysilanes of the present invention thus obtained have a high electric conductivity when doped with an oxidizing dopant, and are therefore suitable as a photoconductive material or a conductive material. Used for.

【0023】即ち、上記ポリシランを導電化するための
酸化性ドーパントとしては、塩素、臭素、ヨウ素のよう
なハロゲン類、塩化スズ、塩化第二鉄のような遷移金属
塩化物、五フッ化アンチモン、五フッ化砒素のようなル
イス酸などが有効であるが、安全で取り扱いのし易いヨ
ウ素や塩化第二鉄でドーピングすることが好ましい。ド
ーピングする方法としては、(1)ヨウ素や塩化第二鉄
等の蒸気雰囲気下にさらすいわゆる気相(あるいは乾
式)ドーピング、(2)ヨウ素や塩化第二鉄などを不活
性溶媒中に溶解した溶液中にポリマーを浸漬する湿式ド
ーピング、(3)ヨウ素や塩化第二鉄などを溶解した溶
液中にポリマーが溶解する場合、この溶液から乾式成膜
することによりフィルムあるいは塗膜に賦形すると同時
にドーピングする同時ドーピングなどの方法が用いられ
る。
That is, as the oxidative dopant for making the polysilane conductive, halogens such as chlorine, bromine and iodine, tin chloride, transition metal chlorides such as ferric chloride, antimony pentafluoride, Lewis acids such as arsenic pentafluoride are effective, but it is preferable to dope with iodine or ferric chloride that is safe and easy to handle. The doping method includes (1) so-called vapor phase (or dry type) doping in which a vapor atmosphere of iodine, ferric chloride, etc. is exposed, and (2) a solution in which iodine, ferric chloride, etc. are dissolved in an inert solvent. Wet doping, in which the polymer is immersed in (3) When the polymer is dissolved in a solution in which iodine, ferric chloride, etc. are dissolved, the film is formed into a film or coating by dry film formation from this solution, and at the same time, doping is performed. A method such as simultaneous doping is used.

【0024】この場合、(2)、(3)の湿式ドーピン
グや同時ドーピングに用いられる不活性溶媒は、ヨウ素
や塩化第二鉄などと反応して電子受容性化合物としての
能力を失活させない溶媒であり、かかるものとして、ヘ
キサン、オクタン、シクロヘキサンのような炭化水素
類、トルエン、キシレン、ニトロベンゼンのような芳香
族類、エーテル、テトラヒドロフランのようなエーテル
類、酢酸エチルのようなエステル類、メタノール、エタ
ノールのようなアルコール類、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リックトリ
アミドのような非プロトン性極性溶媒、その他ニトロメ
タン、アセトニトリル等が挙げられる。
In this case, the inert solvent used in the wet doping or co-doping of (2) and (3) is a solvent which does not deactivate the ability as an electron-accepting compound by reacting with iodine or ferric chloride. And hydrocarbons such as hexane, octane and cyclohexane, aromatics such as toluene, xylene and nitrobenzene, ethers, ethers such as tetrahydrofuran, esters such as ethyl acetate, methanol, Alcohols such as ethanol, dimethylformamide,
Examples include aprotic polar solvents such as dimethyl sulfoxide and hexamethylphosphoric triamide, and nitromethane and acetonitrile.

【0025】中でもテトラヒドロフランのような溶媒
は、ポリマーを非常によく溶解するため特に同時ドーピ
ングに好適である。この同時ドーピング法によれば、ド
ーパントを含む溶液にポリマーを溶解し、この溶解をキ
ャスティング後乾燥することで、ドーピングされた導電
体を得ることができる。なお、乾燥温度は、通常0〜1
50℃、常圧又は減圧で行うのが好ましい。
Among them, a solvent such as tetrahydrofuran is particularly suitable for co-doping because it dissolves the polymer very well. According to this co-doping method, a polymer can be dissolved in a solution containing a dopant, and the solution can be cast and dried to obtain a doped conductor. The drying temperature is usually 0 to 1.
It is preferably carried out at 50 ° C., atmospheric pressure or reduced pressure.

【0026】ただし、湿式法や同時ドーピング法では、
しばしばポリマーがドーパントにより劣化し、ゲル化や
分解する場合がある。これに対し、(1)の気相ドーピ
ングは溶剤も使用せず、乾燥も簡単で高導電性が得られ
るため、特に有用である。
However, in the wet method and the simultaneous doping method,
Often the polymer is degraded by the dopant and may gel or decompose. On the other hand, the vapor phase doping of (1) is particularly useful because it does not use a solvent, is easy to dry, and has high conductivity.

【0027】気相ドーピングでは、ドーパント雰囲気の
温度と圧力を制御することによりドーピング速度をコン
トロールすることができる。ここで、ヨウ素や五フッ化
アンチモンドーピングでは、一般に温度は−30℃〜2
00℃の範囲で行なうことが好ましい。それより低い温
度ではドーピング速度が遅く、それより高い温度ではド
ーピング時にポリマーの劣化を招く場合がある。また、
ドーパント雰囲気の圧力は、0.001mmHg〜38
00mmHgの範囲で行うのが好ましい。それより低圧
ではドーピング速度が遅く、またそれより高圧では圧力
を増してもドーピング速度の増加が期待し難い。なお、
ヨウ素や五フッ化アンチモンにおいては、常温、常圧で
速やかにドーピングが進むが、塩化第二鉄の場合、蒸気
圧が低いためヨウ素や五フッ化アンチモンとは異なった
ドーピングの条件となる。塩化第二鉄ドーピングは一般
に温度50℃〜300℃の範囲で行うのが好ましい。そ
れより低温ではドーピング速度が遅く、それより高温で
はドーピング時にポリマーの劣化を招く場合がある。ま
た圧力は、0.001mmHg〜760mmHgの範囲
で行うのが好ましい。それより低圧ではその圧力に達す
るまでに長時間かかるので経済的ではなく、それより高
圧ではドーピング速度は非常に遅くなる。より好ましく
は、塩化第二鉄のドーピングは、ポリマーの導電率を効
果的に上げるため、0.1mmHg〜10mmHgの圧
力、50℃〜200℃の温度範囲で行われる。この方法
により、引火性の溶媒を使用することなく、毒性の少な
い塩化第二鉄を用いて、非常に簡単な操作で導電性材料
を製造することができる。
In vapor phase doping, the doping rate can be controlled by controlling the temperature and pressure of the dopant atmosphere. Here, in the case of doping with iodine or antimony pentafluoride, the temperature is generally -30 ° C to 2 ° C.
It is preferably carried out in the range of 00 ° C. At lower temperatures, the doping rate is slower, and at higher temperatures, polymer degradation may occur during doping. Also,
The pressure of the dopant atmosphere is 0.001 mmHg-38.
It is preferably performed in the range of 00 mmHg. At a lower pressure than that, the doping rate is slow, and at a higher pressure, it is difficult to expect an increase in the doping rate even if the pressure is increased. In addition,
With iodine and antimony pentafluoride, doping proceeds rapidly at room temperature and atmospheric pressure, but in the case of ferric chloride, the doping conditions differ from those of iodine and antimony pentafluoride because of the low vapor pressure. Ferric chloride doping is generally preferably performed at a temperature in the range of 50 ° C to 300 ° C. If the temperature is lower than that, the doping rate is slow, and if the temperature is higher than that, deterioration of the polymer may occur during doping. The pressure is preferably 0.001 mmHg to 760 mmHg. At lower pressures, it takes a long time to reach that pressure, which is not economical, and at higher pressures, the doping rate becomes very slow. More preferably, the ferric chloride doping is performed at a pressure of 0.1 mmHg to 10 mmHg and a temperature range of 50 ° C. to 200 ° C. in order to effectively increase the conductivity of the polymer. According to this method, a conductive material can be produced by using ferric chloride, which is less toxic, without using a flammable solvent by a very simple operation.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明の多環式縮合芳香族基ペンダント
ポリシラン類は、ドーピングにより高電気伝導性を示
し、光導電性材料、導電性材料等として有用である。ま
た、本発明の製造方法によれば、かかるポリシラン類を
簡単かつ確実に合成し得る。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The polycyclic fused aromatic group pendant polysilanes of the present invention exhibit high electric conductivity by doping and are useful as photoconductive materials, conductive materials and the like. Further, according to the production method of the present invention, such polysilanes can be easily and surely synthesized.

【0029】また、本発明の導電性ポリシランは、賦形
性に優れ、高導電性のフィルムや塗膜等として容易に形
成し得るため、バッテリー電極、太陽電池、電磁シール
ド用筐体など、電気、電子、通信分野で広く用いること
ができる。
The conductive polysilane of the present invention has excellent shapeability and can be easily formed as a highly conductive film or coating film, so that it can be used for battery electrodes, solar cells, electromagnetic shield casings, etc. It can be widely used in the electronic, communication fields.

【0030】[0030]

【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説
明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものでは
ない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the following examples.

【0031】[0031]

【化2】 [Chemical 2]

【0032】窒素雰囲気下、金属ナトリウム0.7g
(30mmol)にキシレン15gを加え、138℃に
昇温し、激しく撹拌してナトリウムディスパージョンを
調製した。
Metallic sodium 0.7 g under nitrogen atmosphere
15 g of xylene was added to (30 mmol), the temperature was raised to 138 ° C., and the mixture was vigorously stirred to prepare a sodium dispersion.

【0033】このディスパージョンに3−(1−ナフチ
ル)プロピルメチルジクロロシラン0.56g(2mm
ol)とメチルフェニルジクロロシラン1.91g(1
0mmol)を2分間で加え、138℃で4時間撹拌し
た。反応終了後、室温まで冷却し、残存するナトリウム
を失活させるため、メタノール約5mlを滴下し、更に
水洗を行った。次に、有機層を取り出し、塩化カルシウ
ム上で乾燥後、反応混合物を濃縮した。得られた粘稠物
をアセトン100mlに加え、ポリマーを沈殿させた。
沈殿物を濾別し、真空乾燥することにより、目的物であ
るナフチル基ペンダントポリシラン0.15gを白色沈
殿として得た。
0.56 g (2 mm of 3- (1-naphthyl) propylmethyldichlorosilane) was added to this dispersion.
ol) and methylphenyldichlorosilane 1.91 g (1
0 mmol) was added over 2 minutes, and the mixture was stirred at 138 ° C. for 4 hours. After the completion of the reaction, the mixture was cooled to room temperature, and about 5 ml of methanol was added dropwise to deactivate the remaining sodium, followed by washing with water. The organic layer was then removed, dried over calcium chloride and the reaction mixture was concentrated. The obtained viscous substance was added to 100 ml of acetone to precipitate a polymer.
The precipitate was filtered off and dried in a vacuum to obtain 0.15 g of the target naphthyl group pendant polysilane as a white precipitate.

【0034】GPC分析によりこのポリマーの重量平均
分子量分布は二成分からなり、ポリスチレン換算で51
6,300(10%)と11,500(90%)であっ
た。また、ポリシランに由来する紫外線吸収(λmax
337nm)が確認された。
According to GPC analysis, the weight-average molecular weight distribution of this polymer consisted of two components and was 51 in terms of polystyrene.
It was 6,300 (10%) and 11,500 (90%). Also, the ultraviolet absorption derived from polysilane (λmax
337 nm) was confirmed.

【0035】[0035]

【化3】 [Chemical 3]

【0036】窒素雰囲気下、金属ナトリウム0.92g
(40mmol)にキシレン15gを加え、138℃に
昇温し、激しく撹拌してナトリウムディスパージョンを
調製した。
0.92 g of metallic sodium under a nitrogen atmosphere
15 g of xylene was added to (40 mmol), the temperature was raised to 138 ° C., and the mixture was vigorously stirred to prepare a sodium dispersion.

【0037】このディスパージョンに3−(1−ナフチ
ル)プロピルメチルジクロロシラン1.42g(5mm
ol)とメチルフェニルジクロロシラン1.91g(1
0mmol)を1分間で加え、138℃で5時間撹拌し
た。反応終了後、室温まで冷却し、残存するナトリウム
を失活させるため、メタノール約5mlを滴下し、更に
水洗を行った。次に、有機層を取り出し、塩化カルシウ
ム上で乾燥後、反応混合物を濃縮した。得られた粘稠物
をアセトン100mlに加え、ポリマーを沈殿させた。
沈殿物を濾別し、真空乾燥することにより、目的物であ
るナフチル基ペンダントポリシラン0.34gを白色沈
殿として得た。
1.42 g (5 mm) of 3- (1-naphthyl) propylmethyldichlorosilane was added to this dispersion.
ol) and methylphenyldichlorosilane 1.91 g (1
0 mmol) was added over 1 minute, and the mixture was stirred at 138 ° C. for 5 hours. After the completion of the reaction, the mixture was cooled to room temperature, and about 5 ml of methanol was added dropwise to deactivate the remaining sodium, followed by washing with water. The organic layer was then removed, dried over calcium chloride and the reaction mixture was concentrated. The obtained viscous substance was added to 100 ml of acetone to precipitate a polymer.
The precipitate was separated by filtration and vacuum dried to obtain 0.34 g of the naphthyl group pendant polysilane which was the target as a white precipitate.

【0038】GPC分析によりこのポリマーの重量平均
分子量分布は二成分からなり、ポリスチレン換算で24
3,700(11%)と11,500(89%)であっ
た。また、ポリシランに由来する紫外線吸収(λmax
336nm)が確認された。
According to GPC analysis, the weight average molecular weight distribution of this polymer consisted of two components and was 24 in terms of polystyrene.
It was 3,700 (11%) and 11,500 (89%). Also, the ultraviolet absorption derived from polysilane (λmax
336 nm) was confirmed.

【0039】[0039]

【化4】 [Chemical 4]

【0040】窒素雰囲気下、金属ナトリウム0.7g
(30mmol)にキシレン15gを加え、138℃に
昇温し、激しく撹拌してナトリウムディスパージョンを
調製した。
0.7 g of metallic sodium under a nitrogen atmosphere
15 g of xylene was added to (30 mmol), the temperature was raised to 138 ° C., and the mixture was vigorously stirred to prepare a sodium dispersion.

【0041】このディスパージョンに3−(1−フェナ
ントレニル)プロピルメチルジクロロシラン0.67g
(2mmol)とメチルフェニルジクロロシラン1.9
1g(10mmol)を2分間で加え、138℃で4時
間撹拌した。反応終了後、室温まで冷却し、残存するナ
トリウムを失活させるため、メタノール約5mlを滴下
し、更に水洗を行った。次に、有機層を取り出し、塩化
カルシウム上で乾燥後、反応混合物を濃縮した。得られ
た粘稠物をアセトン100mlに加え、ポリマーを沈殿
させた。沈殿物を濾別し、真空乾燥することにより、目
的物であるフェナントレニル基ペンダントポリシラン
0.50gを白色沈殿として得た。
0.67 g of 3- (1-phenanthrenyl) propylmethyldichlorosilane was added to this dispersion.
(2 mmol) and methylphenyldichlorosilane 1.9
1 g (10 mmol) was added in 2 minutes, and it stirred at 138 degreeC for 4 hours. After the completion of the reaction, the mixture was cooled to room temperature, and about 5 ml of methanol was added dropwise to deactivate the remaining sodium, followed by washing with water. The organic layer was then removed, dried over calcium chloride and the reaction mixture was concentrated. The obtained viscous substance was added to 100 ml of acetone to precipitate a polymer. The precipitate was filtered off and dried in vacuum to obtain 0.50 g of the target phenanthrenyl group pendant polysilane as a white precipitate.

【0042】GPC分析によりこのポリマーの重量平均
分子量分布は二成分からなり、ポリスチレン換算で37
6,400(11%)と7,900(89%)であっ
た。また、ポリシランに由来する紫外線吸収(λmax
336nm)が確認された。
According to GPC analysis, the weight average molecular weight distribution of this polymer consisted of two components and was 37 in terms of polystyrene.
It was 6,400 (11%) and 7,900 (89%). Also, the ultraviolet absorption derived from polysilane (λmax
336 nm) was confirmed.

【0043】[0043]

【化5】 [Chemical 5]

【0044】窒素雰囲気下、金属ナトリウム0.92g
(40mmol)にキシレン15gを加え、138℃に
昇温し、激しく撹拌してナトリウムディスパージョンを
調製した。
0.92 g of metallic sodium under a nitrogen atmosphere
15 g of xylene was added to (40 mmol), the temperature was raised to 138 ° C., and the mixture was vigorously stirred to prepare a sodium dispersion.

【0045】このディスパージョンに3−(1−フェナ
ントレニル)プロピルメチルジクロロシラン1.66g
(5mmol)とメチルフェニルジクロロシラン1.9
1g(10mmol)を1分間で加え、138℃で4時
間撹拌した。反応終了後、室温まで冷却し、残存するナ
トリウムを失活させるため、メタノール約5mlを滴下
し、更に水洗を行った。次に、有機層を取り出し、塩化
カルシウム上で乾燥後、反応混合物を濃縮した。得られ
た粘稠物をアセトン100mlに加え、ポリマーを沈殿
させた。沈殿物を濾別し、真空乾燥することにより、目
的物であるフェナントレニル基ペンダントポリシラン
1.40gを白色沈殿として得た。
1.66 g of 3- (1-phenanthrenyl) propylmethyldichlorosilane was added to this dispersion.
(5 mmol) and methylphenyldichlorosilane 1.9
1 g (10 mmol) was added over 1 minute, and the mixture was stirred at 138 ° C. for 4 hours. After the completion of the reaction, the mixture was cooled to room temperature, and about 5 ml of methanol was added dropwise to deactivate the remaining sodium, followed by washing with water. The organic layer was then removed, dried over calcium chloride and the reaction mixture was concentrated. The obtained viscous substance was added to 100 ml of acetone to precipitate a polymer. The precipitate was filtered off and dried in vacuum to obtain 1.40 g of the desired phenanthrenyl group pendant polysilane as a white precipitate.

【0046】GPC分析によりこのポリマーの重量平均
分子量分布は二成分からなり、ポリスチレン換算で93
7,300(15%)と5,250(85%)であっ
た。また、ポリシランに由来する紫外線吸収(λmax
336nm)が確認された。
According to GPC analysis, the weight average molecular weight distribution of this polymer consisted of two components and was 93 in terms of polystyrene.
It was 7,300 (15%) and 5,250 (85%). Also, the ultraviolet absorption derived from polysilane (λmax
336 nm) was confirmed.

【0047】〔実施例5,6、比較例1,2〕実施例
2,4で得られた多環式芳香族基ペンダントポリシラン
にヨウ素をドーピングし、その電気伝導度を測定した。
比較例として(Bu2Si)n,(MePhSi)nの結
果も合わせて表1に示す。
[Examples 5 and 6, Comparative Examples 1 and 2] The polycyclic aromatic group pendant polysilanes obtained in Examples 2 and 4 were doped with iodine and the electrical conductivity thereof was measured.
Table 1 also shows the results of (Bu 2 Si) n and (MePhSi) n as comparative examples.

【0048】[0048]

【表1】 [Table 1]

【0049】なお、導電率の測定方法は、ガラス板上に
4端子部を白金蒸着により形成させて電極とし、この上
に溶媒に溶解させたポリマー溶液をスピンコートするこ
とで薄膜を作って導電率測定用サンプルとし、これを遮
光、密閉下にヨウ素と接触させて直流抵抗の経時変化を
追跡し、室温(25℃)における安定値をとった抵抗値
から導電率を求めた。また、同様の導電率測定法により
塩化第二鉄をドーピングした場合も高電気伝導度を示
す。
The conductivity is measured by forming four terminals on a glass plate by platinum vapor deposition to form electrodes, and spin-coating a polymer solution dissolved in a solvent on the electrodes to form a thin film and conduct the conductivity. This sample was used as a rate measurement sample, and this was contacted with iodine under light-tightness and sealing, and the change in direct-current resistance with time was traced. High conductivity is also exhibited when ferric chloride is doped by the same conductivity measuring method.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 滋 神奈川県川崎市高津区坂戸3丁目2番1号 信越化学工業株式会社コーポレートリサ ーチセンター内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shigeru Mori 3-2-1 Sakado, Takatsu-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Corporate Research Center

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記一般式(1)で示される多環式縮合
芳香族基ペンダントポリシラン類。 〔(R12Si)k(R34Si)mn …(1) (但し、式中R1,R2,R3,R4はそれぞれ水素原子又
は一価の炭化水素基であるが、R3,R4の少なくとも1
つは下式で示される多環式縮合芳香族基を含有する一価
炭化水素基である。また、k,m,nは0≦k<1,0
<m≦1,k+m=1,n≧6の整数である。) R5−Cp2p− (但し、式中R5は多環式縮合芳香族基、pは1≦p≦
12の整数である。)
1. A polycyclic fused aromatic group pendant polysilane represented by the following general formula (1). [(R 1 R 2 Si) k (R 3 R 4 Si) m ] n (1) (wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group) However, at least one of R 3 and R 4
One is a monovalent hydrocarbon group containing a polycyclic fused aromatic group represented by the following formula. Further, k, m, and n are 0 ≦ k <1,0
<M ≦ 1, k + m = 1, n ≧ 6. ) R 5 -C p H 2p - ( provided that wherein R 5 is a polycyclic fused aromatic groups, p is 1 ≦ p ≦
It is an integer of 12. )
【請求項2】 下記一般式(2)で示されるジオルガノ
ハロゲノシランと下記一般式(3)で示される多環式縮
合芳香族基含有ジハロゲノシラン、又は式(3)の多環
式縮合芳香族基含有ジハロゲノシランを不活性溶媒中ア
ルカリ金属の存在下に反応させることを特徴とする請求
項1記載のポリシラン類の製造方法。 R12SiX2 …(2) R34SiX2 …(3) (但し、式中R1〜R4は請求項1で定義したものと同様
の意味を示し、Xはハロゲン原子である。)
2. A diorganohalogenosilane represented by the following general formula (2) and a polycyclic condensed aromatic group-containing dihalogenosilane represented by the following general formula (3), or a polycyclic condensed compound of the formula (3). The method for producing polysilanes according to claim 1, wherein the aromatic group-containing dihalogenosilane is reacted in an inert solvent in the presence of an alkali metal. R 1 R 2 SiX 2 (2) R 3 R 4 SiX 2 (3) (wherein R 1 to R 4 have the same meanings as defined in claim 1, X is a halogen atom) is there.)
【請求項3】 請求項1記載の多環式縮合芳香族基ペン
ダントポリシラン類を酸化性ドーパントでドーピングし
てなる導電性重合体。
3. A conductive polymer obtained by doping the polycyclic fused aromatic group pendant polysilanes according to claim 1 with an oxidizing dopant.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000129211A (en) * 1998-10-22 2000-05-09 Shin Etsu Chem Co Ltd Film-forming polysilane composition for metallic pattern and method for forming metallic pattern

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