JPH0739477B2 - イソチアナフテン構造を有する重合体の製造方法 - Google Patents

イソチアナフテン構造を有する重合体の製造方法

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JPH0739477B2 JP61262803A JP26280386A JPH0739477B2 JP H0739477 B2 JPH0739477 B2 JP H0739477B2 JP 61262803 A JP61262803 A JP 61262803A JP 26280386 A JP26280386 A JP 26280386A JP H0739477 B2 JPH0739477 B2 JP H0739477B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、極めて安定で、ドーピングにより極めて高い
電導性を示す、電導性重合体の改良された製造方法に関
し、更に詳しくは、一般式 (式中、R1及びR2はそれぞれ独立に水素または炭素数1
〜5の炭化水素基を表わす) で表わされる1,3−ジヒドロイソチアナフテン構造を有
する単量体を酸化剤の存在下で酸化重合することを特徴
とするイソチアナフテン構造を有する重合体の製造方法
に関する。
従来の技術 近年、電気・電子機器の軽量化、薄形化或いは小型化の
進歩は著しく、それらに用いられる各種電導性材料素子
等についても軽量化、薄形化或いは小型化への要望は強
いものがあるのみならず、より優れた新規材料の出現に
強い期待が持たれている。
これらの要望或いは期待を満たすべく、新しい電導性重
合体の開発が盛んに行われている。例えばポリアセチレ
ンはヨウ素或いは五弗化ヒ素などをドーピングすること
により102〜103s/cmもの高い電導度を示す〔例えばシン
セティックメタルズ(Synthetic Metals),第1巻,2
号,101頁(1979/1980年参照)〕こと、充放電特性が優
れていることから二次電池の電極材料として検討されて
いるばかりでなく、光の吸収特性が太陽光のそれに近い
ことから太陽電池材料としても検討されている。しかし
ながら、ポリアセチレンはそれ自体酸化され易く、また
ドーピングしたポリアセチレンは湿気に対しても極めて
敏感であるという欠点を持っている。
一方、ポリチオフェンはその共役構造がシス型ポリアセ
チレンに類似し、硫黄原子を含むというその特異的な電
子構造の故に、電導性材料として或いは電池電極材料と
して検討されているのみならず、ドーピング状態での変
色を利用したエレクトロクロミック材料としても検討さ
れている。例えば、エー・エム・ドルイ(A.M.Druy)等
は2,2′−ビチニルを電気化学的に重合すると、重合体
が酸化状態〜還元状態において、青色〜赤色と変色し、
これが可逆的であることを用いて、エレクトロクロミッ
ク材料として有用であると報告している〔ジャーナル・
ド・フィジーク(J.de Physique),第44巻,6号.C3−59
5頁(1983年)〕。
更にエフ・ウドル(F.Wudl)らは、イソチアナフテン構
造を有する重合体が空気中においても極めて安定な化合
物であること、繰返し使用が十分可能な程安定に酸化ま
たは還元状態で可逆的に変色し得るものであり、通常の
ドーピングにより容易に10-2s/cmより高い電導度を有す
る新規な重合体であることを見出している〔ジャーナル
・オブ・オーガニック・ケミストリー(J.Org.Che
m.),第49巻,3382頁(1984年),モレキュラー・クリ
スタル・アンド・リキッド・クリスタル(Mol.Cryst.Li
q.Cryst),第118巻,119頁(1985年)及びジャーナル・
オブ・ケミカル・フィジックス(J.Chem.Phys),第82
巻,5717頁(1985年)〕。
ウドルらは、イソチアナフテン構造を有する重合体を、
イソチアナフテン構造を有する単量体またはその前駆体
としての1,3−ジヒドロイソチアナフテン−2−オキシ
ド構造を有する単量体を電気化学的或いは化学的に重合
させることによって製造している。しかしながら、これ
らの単量体を合成する方法は、前記一般式(I)で表わ
される1,3−ジヒドロイソアナフテン構造を有する単量
体を酸化して1,3−ジヒドロイソチアナフテン−2−オ
キシド構造を有する単量体とし、更に脱水反応により、
イソチアナフテン構造を有する単量体とするという多段
階の反応を必要とするものであり、単量体の合成法とし
ては煩雑で、かつ収率も低いものであった。
発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、前記従来のイソチアナフテン構造を有
する重合体の製造方法の欠点を解決したイソチアナフテ
ン構造を有する重合体の改良された製造方法を提供する
ことにある。
問題点を解決するための手段 本発明によって、上記目的を達成しうるイソチアナフテ
ン構造を有する重合体の改良された製造方法が提供され
る。
即ち、本発明は、一般式 (式中、R1及びR2はそれぞれ独立に水素または炭素数1
〜5の炭化水素基を表わす) で表わされる1,3−ジヒドロイソチアナフテン構造を有
する単量体を酸化剤の存在下で酸化重合することを特徴
とするイソチアナフテン構造を有する重合体の製造方法
に関する。
本発明の製造方法によれば、一般式 (式中、R1及びR2はそれぞれ独立に水素または炭素数1
〜5の炭化水素基を表わす) で表わされるイソチアナフテン構造を有する重合体を一
段階で製造することができる。
以下、本発明のイソチアナフテン構造を有する重合体の
製造方法について説明する。
本発明に係る1,3−ジヒドロイソチアナフテン構造を有
する単量体は、一般式 (式中、R1及びR2はそれぞれ独立に水素または炭素数1
〜5の炭化水素基を表わす) で表わされる化合物である。これらの化合物の代表例と
しては、1,3−ジヒドロイソチアナフテン、1,3−ジヒド
ロ−5−メチルイソチアナフテン、1,3−ジヒドロ−5
−エチルイソチアナフテン、1,3−ジヒドロ−4−メチ
ルイソチアナフテン、1,3−ジヒドロ−5,6−ジメチルイ
ソチアナフテン等があげられる。これらの化合物のうち
で特に好ましいものとしては、1,3−ジヒドロイソチア
ナフテンがあげられる。
前記一般式(I)で表わされる1,3−ジヒドロイソチア
ナフテン構造を有する単量体の酸化重合に際して用いら
れる酸化剤としては、2,3−ジクロロ−5,6−ジシアノ−
1,4−ベンゾキノン、テトラクロロ−1,2−ベンゾキノ
ン、テトラクロロ−1,4−ベンゾキノン、テトラシアノ
−1,4−ベンゾキノン等のキノン類;ヨウ素、臭素等の
ハロゲン類、無水塩化アルミニウム/塩化第一銅、無水
塩化第二鉄,及びこれらの組合せ等があげられる。これ
らの酸化剤のうちで特に好ましいものとしては、2,3−
ジクロロ−5,6−ジシアノ−1,4−ベンゾキノン、テトラ
クロロ−1,2−ベンゾキノン、テトラクロロ−1,4−ベン
ゾキノン、ヨウ素があげられる。
これらの酸化剤は、単独で使用しても或いは2種以上を
併用してもよく、その使用量は、1,3−ジヒドロイソチ
アナフテン構造を有する単量体に対してモル比で2〜1
0、好ましくは2〜7、更に好ましくは2〜5である。
過剰な酸化剤の存在は、酸化重合を促進する意味で寧ろ
好ましいことであり、重合そのものを阻害することには
ならない。逆にモル比が2未満である場合には目的とす
る重合体が得られ難い。
1,3−ジヒドロイソチアナフテン構造を有する単量体の
酸化重合に際して用いられる溶媒としては、本発明で用
いられる酸化剤と反応しなければどのような溶媒を用い
てもよい。好ましい溶媒としては、N−メチル−2−ピ
ロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチル
アセトアミド、2−ニトロプロパン、ニトロベンゼン、
クロロベンゼン、ベンゾニトリル、アセトニトリルなど
をあげることができる。
また、1,3−ジヒドロイソチアナフテン構造を有する単
量体の酸化重合に際して用いられる重合温度は、一般に
は−80〜250℃、好ましくは−50〜200℃、更に好ましく
は−30〜150℃である。重合時間は、用いる酸化剤の種
類及び反応温度により異なるため、一概には規定できな
いが、通常は0.25〜200時間、好ましくは0.3〜100時
間、更に好ましくは0.5〜24時間であることが望まし
い。
本発明の製造方法によって得られる前記一般式(II)で
表わされるイソチアナフテン構造を有する重合体は、過
剰の酸化剤によりドープされた重合体として得られる
が、これらのドープされた重合体はメタノール性アンモ
ニア溶液、ヒドラジン水溶液、或いはメタノール性水酸
化カリウム溶液などと接触させることにより化学的に容
易にデドープすることができる。
発明の効果 本発明のイソチアナフテン構造を有する重合体の製造方
法は、従来法に比べて製造工程を著しく短縮することが
できるため、生産性を大巾に向上させることが可能であ
ると共に、得られた重合体は中性状態においても高い電
導度を有しているために、電気・電子工業の分野におい
て電極,太陽電池,電気的接続,半導体部品,電磁遮蔽
材料等として有用である。
実施例 以下、実施例をあげて本発明を更に詳細に説明する。な
お、以下の例において、赤外線吸収スペクトルは、ニコ
レー社製、60SXFT−IRスペクトロメーターを用いて測定
した。また、電気伝導度は、室温において赤外スペクト
ル用錠剤成形機を用いて300kg/cm2の圧力で成形した重
合体の成形ペレットを用いて四端子法により測定した。
実施例1 撹拌機、還流冷却器、温度計及び窒素導入管を付した50
0mlの四ツ口フラスコに、窒素気流下で1,3−ジヒドロイ
ソチアナフテン4.1g(30ミリモル)及び充分脱水,脱酸
素したN−メチル−2−ピロリドン300mlを加えて溶解
した。次いで、2,3−ジクロロ−5,6−ジシアノ−1,4−
ベンゾキノン17.0g(75ミリモル)を加えて、撹拌しな
がら130℃で10時間反応させた。反応液を600mlのメタノ
ールに加え、重合体を沈殿させた後、ろ別し、ろ残をメ
タノールで洗浄し、100℃で一夜真空乾燥した。更に、
得られた重合体を細かく粉砕した後、2重量%の水酸化
ナトリウムメタノール溶液500mlに加え、室温にて5時
間撹拌し、水洗浄してから200℃で一夜真空乾燥し、黒
青色重合体3.9g(サンプルA)を得た。赤外線吸収スペ
クトルは、イソチアナフテンを電気化学的に重合したポ
リイソチアナフテンのそれと完全に一致した。元素分析
結果からは、C:71.8%,H:4.44%,S:23.8%(計算値,C:7
1.6%,H:4.48%,S:23.9%)であった。
また、サンプルAの室温における電気伝導度は、9×10
-3s/cmであり、サンプルAを一夜ヨウ素蒸気に曝露した
後に得たものの電気伝導度は8×10-1s/cmであった。
実施例2〜7 実施例1と同様にして酸化剤,溶媒及び重合温度を変え
て1,3−ジヒドロイソチアナフテンの重合を行った。得
られた結果を表1に示した。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例1で得られたポリイソチアナフテンの赤
外線吸収スペクトル図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式 (式中、R1及びR2はそれぞれ独立に水素または炭素数1
    〜5の炭化水素基を表わす) で表わされる1,3−ジヒドロイソチアナフテン構造を有
    する単量体を酸化剤の存在下で酸化重合することを特徴
    とするイソチアナフテン構造を有する重合体の製造方
    法。
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