JPS5846268B2 - organic polymer semiconductor - Google Patents

organic polymer semiconductor

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JPS5846268B2
JPS5846268B2 JP57200013A JP20001382A JPS5846268B2 JP S5846268 B2 JPS5846268 B2 JP S5846268B2 JP 57200013 A JP57200013 A JP 57200013A JP 20001382 A JP20001382 A JP 20001382A JP S5846268 B2 JPS5846268 B2 JP S5846268B2
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JP
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polymer
polymerization
experimental example
average degree
electrical conductivity
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JP57200013A
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Japanese (ja)
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JPS5896626A (en
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明夫 山本
隆一 山本
健一 実近
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TOKYO KOGYO DAIGAKUCHO
Original Assignee
TOKYO KOGYO DAIGAKUCHO
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は2,5−チェニレン基を繰返し単位として有す
る新規な線状ポIJ (2、5−チェニレン)重合体を
基材とする有機高分子半導体に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an organic polymer semiconductor based on a novel linear polyJ (2,5-thennylene) polymer having 2,5-thhenylene groups as repeating units.

従来有機高分子半導体用材料としてはポリアセチレン、
ポリ(バラフェニレン)、ポリ(フェニレンスルフィド
)等が知られている。
Conventional materials for organic polymer semiconductors include polyacetylene,
Poly(paraphenylene), poly(phenylene sulfide), etc. are known.

しかしこれらの重合体には酸素の作用を受は易く、従っ
てその重合体に電子受容体を添加してなる有機半導体が
空気中の酸素を受は易かったり、ASF、のような極め
て毒性の高い電子受容体の添加によってのみ導電性を示
し、従って人体に対する安全性lこ欠ける等の欠点を有
するものが多い。
However, these polymers are susceptible to the action of oxygen, and therefore organic semiconductors made by adding electron acceptors to these polymers are susceptible to oxygen in the air, and extremely toxic substances such as ASF are susceptible to the action of oxygen. Many of them exhibit electrical conductivity only by adding an electron acceptor, and therefore have drawbacks such as a lack of safety for the human body.

本発明の目的はかかる欠点を持っていない優れた有機高
分子半導体を得ることにある。
An object of the present invention is to obtain an excellent organic polymer semiconductor that does not have such drawbacks.

本発明は、次式: で表わされる2、5−チェニレン基を繰返し単位として
有し、規則正しく2,5位で結合し、平均重合度が14
〜30である線状ポ1,1 (2、5−チェニレン)重
合体Jc電子受容体を添加してなることを特徴とする有
機高分子半導体を提供する。
The present invention has a 2,5-thennylene group represented by the following formula as a repeating unit, is regularly bonded at the 2 and 5 positions, and has an average degree of polymerization of 14
The present invention provides an organic polymer semiconductor characterized by adding a linear po-1,1 (2,5-thhenylene) polymer Jc electron acceptor having a molecular weight of 1 to 30.

従来、チオフェン環か骨格構造を構成する線状ポリチェ
ニレン重合体としては、次式: で表わされる数例が知られているが、これらの重合体は
いずれもチオフェン環が重合体の骨格構造に組み込まれ
る際の結合様式が一定しておらず、しかも平均重合度n
が7以下の小さい値を有する重合体であり、規則正しく
2,5位で結合したポ1.1 (2、5−チェニレン)
重合体は従来全ぐ得られていない。
Conventionally, several examples of linear polythenylene polymers having a thiophene ring or skeleton structure are known as shown in the following formula: However, in all of these polymers, a thiophene ring is incorporated into the polymer skeleton structure. The bonding mode when polymerizing is not constant, and the average degree of polymerization n
is a polymer with a small value of 7 or less, and poly-1.1 (2,5-thennylene) regularly bonded at the 2 and 5 positions.
No polymer has ever been obtained.

☆ ☆ これに対して、本発明(こ用いる線状ポリ(5−チ
ェニレン)重合体は、次式: で表わされるように規則正しく2゜ 次式: 5位で結合し、 で表わされる共鳴構造を有し、平均重合度が14〜30
であり、従来のポリチェニレン重合体とは構造が異なり
、またより高い平均重合度を有する。
☆ ☆ On the other hand, the linear poly(5-thennylene) polymer used in the present invention (hereinafter referred to as linear poly(5-thennylene)) has a resonance structure represented by the following formula: with an average degree of polymerization of 14 to 30
It has a different structure and a higher average degree of polymerization than conventional polythenylene polymers.

かかる重合体は上記の共鳴構造を有し、主鎖Jこ沿った
パイ電子共役系を有するためIこ深い色に着色している
Such a polymer has the above-mentioned resonance structure and is colored in a deep color because it has a pi-electron conjugated system along the main chain J.

また、重合度の増加と共にパイ電子共役系が拡大される
結果、可視部吸収スペクトルの吸収極太の位置は重合度
の増加に伴って長波長側へ移動する。
Further, as the degree of polymerization increases, the pi-electron conjugated system is expanded, and as a result, the position of the thickest absorption in the visible absorption spectrum moves toward the longer wavelength side as the degree of polymerization increases.

この結果平均重合度が約14の重合体は褐色に着色して
おり、平均重合度が約20以上の重合体は黒色ないしは
赤黒色に着色している。
As a result, polymers with an average degree of polymerization of about 14 are colored brown, and polymers with an average degree of polymerization of about 20 or more are colored black or reddish-black.

また、本発明に用いる線状ポリ(2,5−チェニレン)
重合体は上記のパイ電子共役系を有するために、ヨウ素
、二酸化イオウ、硫酸等の無機電子受容体およびテトラ
シアノキノジメタン、テトラシアノエチレン等の有機電
子受容体に対する高い親和力を有し、これらの電子受容
体を強く吸着する。
In addition, linear poly(2,5-chenylene) used in the present invention
Because the polymer has the above pi-electron conjugated system, it has a high affinity for inorganic electron acceptors such as iodine, sulfur dioxide, and sulfuric acid, and organic electron acceptors such as tetracyanoquinodimethane and tetracyanoethylene. strongly adsorbs electron acceptors.

一般に重合体が上述の電子受容体に対して高い親和力を
発現するためには、重合体分子中に十分に拡大されたパ
イ電子系が存在することが必須であり、このためには、
線状ポリチェニレン重合体中においては、チオフェン環
が2,5位で規則正しく結合していることおよびその平
均重合度がある程度以上大きいことが必要である。
In general, in order for a polymer to exhibit high affinity for the above-mentioned electron acceptors, it is essential that a sufficiently expanded pi-electron system exists in the polymer molecule.
In the linear polythenylene polymer, it is necessary that the thiophene rings are bonded regularly at the 2 and 5 positions and that the average degree of polymerization thereof is greater than a certain level.

さらに、**重合体と電子受容体とから成る付加体が半
導体としての性質、すなわち、重合体中でキャリヤの移
動が容易に行われるという性質を有するためlこもテ
重合体はその平均重合度がある程度以上大きいことが必
要である。
Furthermore, since the adduct consisting of a polymer and an electron acceptor has semiconductor properties, that is, the property that carriers can easily move in the polymer, it is
The average degree of polymerization of the polymer is required to be greater than a certain level.

本発明で用いる2、5位で規則正しく結合している平均
重合度14以上の線状ポIJ(2,5−チェニレン)重
合体はかかる必要条件を満たすものである。
The linear poIJ (2,5-chenylene) polymer used in the present invention, which is regularly bonded at the 2 and 5 positions and has an average degree of polymerization of 14 or more, satisfies these requirements.

本発明に用いる重合体は、圧縮成形等の熱可塑性樹脂に
対する種々の成形方法により成形することができ、その
成形品は機械的強度が優れているほか、高い熱安定性を
有する優れた耐熱性樹脂であって、空気中の酸素に対し
て不活性で、また電子受容体を添加しない場合σこは電
気的σこ絶縁体であり、かつ上述のような実際上毒性の
認められない通常の電子受容体の添加によって有機半導
体に変換されるので、半導体材料として極めて優れてい
る。
The polymer used in the present invention can be molded by various molding methods for thermoplastic resins such as compression molding, and the molded product has excellent mechanical strength and excellent heat resistance with high thermal stability. If the resin is inert to oxygen in the air and no electron acceptor is added, it is an electrical insulator, and as mentioned above, it is an ordinary non-toxic material. Since it is converted into an organic semiconductor by adding an electron acceptor, it is extremely excellent as a semiconductor material.

本発明に用いる重合体は、触媒としてニッケル化合物を
使用し、非反応性溶媒中で、実質的に水ノ不存在下に、
2,5−ジハロゲン化チオフェンとマグネシウムとに反
応させることにより製造される。
The polymer used in the present invention is produced by using a nickel compound as a catalyst in a non-reactive solvent in substantially the absence of water.
It is produced by reacting 2,5-dihalogenated thiophene with magnesium.

この反応は次の反応式: (式中のXはハロゲン原子を示す)で表わされる。This reaction has the following reaction formula: (X in the formula represents a halogen atom).

このような、マグネシウムによる脱ハロゲン化による重
合反応では触媒としてニッケル化合物を使用することが
必要である。
In such a polymerization reaction by dehalogenation using magnesium, it is necessary to use a nickel compound as a catalyst.

触媒を使用しない場合でも重合反応はある程度進行する
が、その反応速度は極めて遅く、数日間加熱しても重合
体の収量はほぼ零である。
Although the polymerization reaction proceeds to some extent even when no catalyst is used, the reaction rate is extremely slow and the yield of polymer is almost zero even after heating for several days.

触媒の添加は、2,5−ジハロゲン化チオフェンとマグ
ネシウムとの反応後でもよいし、この反応の尚初に行な
ってもよい。
The catalyst may be added after the reaction of the 2,5-dihalogenated thiophene and magnesium, or at the beginning of the reaction.

触媒のニッケル化合物としては、NiC,/S2゜Ni
Br2等のようなハロゲン化ニッケル、およびジクロロ
(2、2’ビピジン)ニッケルN 1C12(bpy
)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)ニッケル
Ni Br 2 (pph3)l!、1,5−シクロオ
クタジエンビス(トリフェニルホスフィン)ニッケルN
i (cod ) (pphs ) 2 のようなニ
ッケル錯体を使用するのが好ましい。
As the nickel compound of the catalyst, NiC, /S2゜Ni
Nickel halides such as Br2, and dichloro(2,2'bipidine)nickel N1C12 (bpy
), dichlorobis(triphenylphosphine)nickel Ni Br 2 (pph3)l! , 1,5-cyclooctadienebis(triphenylphosphine)nickel N
Preference is given to using nickel complexes such as i (cod) (pphs) 2.

触媒使用量は2,5ジハロゲン化チオフエンの0.01
〜0.5重量ダとするのが適当である。
The amount of catalyst used is 0.01 of 2,5 dihalogenated thiophene.
It is appropriate that the weight is 0.5 to 0.5 da.

非反応性溶媒としては、エーテル系溶媒のような2,5
−ジハロゲン化チオフェンを溶解する溶媒を使用する。
Non-reactive solvents include 2,5 ether solvents, etc.
- Using a solvent that dissolves the dihalogenated thiophene.

エーテル系溶媒としては、例えば、テトラヒドロフラン
ジエチルエーテル ジブチルエーテル等がある。
Examples of ether solvents include tetrahydrofuran, diethyl ether, dibutyl ether, and the like.

また、反応は反応混合物中にできるだけ水の存在しない
ような条件下で行なう。
Furthermore, the reaction is carried out under conditions that minimize the presence of water in the reaction mixture.

この理由は、2,5−ジハロゲン化チオフェンとマグネ
シウムとの反応によって重合反応活性種として生成する
有機マグネシウム化合物が水に対して不安定であり、分
解してしまうために、重合反応の進行が妨げられるから
である。
The reason for this is that the organomagnesium compound produced as a polymerization reaction active species by the reaction between 2,5-dihalogenated thiophene and magnesium is unstable in water and decomposes, which hinders the progress of the polymerization reaction. This is because it will be done.

更に、反応は不活性雰囲気で行なうのが好ましい。Furthermore, the reaction is preferably carried out in an inert atmosphere.

この理由は、上記有機マグネシウム化合物が空気中の水
分、炭酸ガスおよび酸素と反応し、重合反応の進行が妨
げられるからである。
The reason for this is that the organomagnesium compound reacts with moisture, carbon dioxide, and oxygen in the air, and the progress of the polymerization reaction is hindered.

反応は、広範囲にわたる温度を使用することができるが
、普通室温ないし溶媒還流温度で行なう。
The reaction is usually carried out at room temperature to solvent reflux temperature, although a wide range of temperatures can be used.

反応は0℃でも進行するが、この場合には若干の誘導期
間が必要になる。
The reaction proceeds even at 0°C, but in this case some induction period is required.

マグネシウムの添加量は2,5−ジノ)ロダン化チオフ
ェン1モルに対して0.98〜1.10グラム原子とす
るのが適当である。
The amount of magnesium added is suitably 0.98 to 1.10 gram atoms per mole of 2,5-dino)rodanated thiophene.

次に本発明を実施例について説明する。Next, the present invention will be explained with reference to examples.

実験例 1 2.5−ジブロモチオフェン5.(LP(21ミリモル
)を200m1の四ロフラスコにとり、これに乾燥テト
ラヒドロフラン157711および金属マグネシウム0
.51?(21ミリグラム原子)を加え、乾燥窒素雰囲
気下に室温においてかきまぜながら反応させた。
Experimental example 1 2.5-dibromothiophene5. (LP (21 mmol) was placed in a 200 ml four-Low flask, and dried tetrahydrofuran 157,711 and metallic magnesium 0
.. 51? (21 milligram atoms) was added and allowed to react with stirring at room temperature under a dry nitrogen atmosphere.

約1時間後に金属マグネシウムがほぼ消費しつくされた
ことを認めた。
After about an hour, it was confirmed that the metallic magnesium was almost completely consumed.

次いで、ジクロロビス(2,2’−ビピリジン)ニッケ
ルNi C1,z(bpy)201n9(0,07ミリ
モル)を添加しテカきませると、室温において重合反応
が円滑に始まり、黒褐色重合体が沈澱し始めた。
Next, when dichlorobis(2,2'-bipyridine)nickel Ni C1,z(bpy)201n9 (0.07 mmol) was added and heated, the polymerization reaction started smoothly at room temperature, and a dark brown polymer began to precipitate. Ta.

重合反応は約1時間で終了したが、テトラヒドロフラン
還流下に更に2時間加熱して重合反応を完結させた。
The polymerization reaction was completed in about 1 hour, but was further heated under refluxing tetrahydrofuran for 2 hours to complete the polymerization reaction.

生成した沈澱物を塩酸酸性メチルアルコール中にあげ、
1時間かきまぜた後ガラスフィルター上に集め、メチル
アルコールおよび水で十分洗浄した。
The formed precipitate was taken up in hydrochloric acid acidic methyl alcohol,
After stirring for 1 hour, the mixture was collected on a glass filter and thoroughly washed with methyl alcohol and water.

次に、この沈澱をソックスレー抽出器により熱メチルア
ルコールで1時間抽出して低分子化合物を抽出除去し、
乾燥することにより粉末状黒褐色重合体1.22を得た
Next, this precipitate was extracted with hot methyl alcohol using a Soxhlet extractor for 1 hour to extract and remove low molecular compounds.
By drying, a powdery blackish brown polymer 1.22 was obtained.

この重合体は、後述の熱クロロホルム抽出によって分別
された2個の成分の平均重合度および重量比から計算す
ると、平均重合度約27.5の重合体であった。
This polymer had an average degree of polymerization of about 27.5, as calculated from the average degree of polymerization and weight ratio of the two components separated by hot chloroform extraction as described below.

この重合体は200℃で融解することなく、極めて高い
熱安定性を示した。
This polymer showed extremely high thermal stability without melting at 200°C.

窒素雰囲気下で行なったこの重合体の熱重量分析結果を
第1図に示す。
The results of thermogravimetric analysis of this polymer conducted under a nitrogen atmosphere are shown in FIG.

第1図から、この重合体の熱分解は窒素雰囲気下230
℃附近から始まるが、900℃という高温においても約
35重最多の残存重量を示すことが分る。
From Figure 1, the thermal decomposition of this polymer takes place at 230°C under nitrogen atmosphere.
℃, but it can be seen that even at a high temperature of 900 degrees Celsius, the maximum remaining weight is about 35 times.

この重合体の赤外吸収スペクトルは、第2図に示すよう
に、高分子主鎖の2,5−チェニレン基に基づく788
韓 に鋭い1本の吸収を示すが、その他には面外変
角振動領域に吸収を示さなかった。
As shown in Figure 2, the infrared absorption spectrum of this polymer is based on the 2,5-thennylene group in the polymer main chain.
It shows one sharp absorption in the Korean region, but no other absorption in the out-of-plane bending vibration region.

また、960c1rt ’附近に現われるC−Br伸縮
振動も小さかった。
Furthermore, the C-Br stretching vibration appearing around 960c1rt' was also small.

このことは、生成した重合体が十分Iこ大きな重合度を
有し、かつ規則正しい繰り返し単位から構成されている
ことを示しており、(1)式に示した構造を支持するも
のである。
This indicates that the produced polymer has a sufficiently large degree of polymerization and is composed of regular repeating units, supporting the structure shown in formula (1).

この黒褐色重合体を更にソックスレー抽出器により熱ク
ロロホルムで50時間抽出した。
This dark brown polymer was further extracted with hot chloroform for 50 hours using a Soxhlet extractor.

この結果熱クロロホルムで抽出された粉末状褐色重合体
0.26P(約22重最多)および熱クロロホルムで抽
出されなかった粉末状黒色重合体0.94P(約78重
量φ)を得た。
As a result, 0.26 P (approximately 22 times maximum) of a powdery brown polymer extracted with hot chloroform and 0.94 P (approximately 78 weight φ) of a powdery black polymer that was not extracted with hot chloroform were obtained.

褐色の熱クロロホルム可溶性重合体の元素分析値は炭素
53,1%、水素2.8%であった。
Elemental analysis of the brown hot chloroform soluble polymer was 53.1% carbon and 2.8% hydrogen.

この重合体が次式: で表わされるように重合体の両末端にBr原子が結合し
ている構造を有すると考えると、炭素の分析値から算出
される平均重合度nは約19となり、重合体の平均分子
量は約1720となった。
Considering that this polymer has a structure in which Br atoms are bonded to both ends of the polymer as represented by the following formula, the average degree of polymerization n calculated from the carbon analysis value is approximately 19, which indicates that the polymerization The average molecular weight of the combined product was approximately 1,720.

この熱クロロホルム可溶性重合体の約半量は室温におい
てもクロロホルム可溶性で、この部分についてコロナ1
17分子量測定装置(西独Haake社製)およびクロ
ロホルムを使用して蒸気圧滲透法により数平均分子量を
測定した結果、約1370であった。
Approximately half of this hot chloroform-soluble polymer is chloroform-soluble even at room temperature, and this portion
The number average molecular weight was measured by vapor pressure permeation method using a 17 molecular weight measuring device (manufactured by Haake, West Germany) and chloroform, and found to be about 1,370.

この分子量は(3)式の構造を考えると、平均重合度n
の値が約14.8である場合に相当した。
Considering the structure of formula (3), this molecular weight is determined by the average degree of polymerization n
This corresponds to a case where the value of is approximately 14.8.

上述の熱クロロホルム可溶性重合体および室温クロロホ
ルム可溶性重合体の平均重合度および重量比(約1:1
)から計算すると、熱クロロホルム可溶性で室温クロロ
ホルム不溶性の重合体の平均重合度nは約23で平均分
子量は約2050であった。
The average degree of polymerization and weight ratio of the hot chloroform soluble polymer and room temperature chloroform soluble polymer described above (approximately 1:1
), the average degree of polymerization n of the polymer soluble in hot chloroform and insoluble in room temperature chloroform was about 23, and the average molecular weight was about 2,050.

黒色の熱クロロホルム不溶性重合体の元素分析値は炭素
53.7%および水素2.6%であったが、2.1重最
多の灰分が存在していた(この灰分は重合反応に際して
生成するマグネシウム化合物が線状ポIJ (2、5−
チェニレン)重合体のイオウの配位を受は重合体中に取
込まれたものであると考えられる)。
Elemental analysis of the black thermally chloroform-insoluble polymer was 53.7% carbon and 2.6% hydrogen, but 2.1% ash was present (this ash was composed of magnesium produced during the polymerization reaction). The compound is a linear poIJ (2,5-
It is thought that the coordination of sulfur in the polymer (chenylene) is incorporated into the polymer.

従って、この灰分を除いて考えると本重合体の元素分析
値は炭素54.9%および水素2.7多となり、炭素の
分析値から算出される本重合体の平均重合度nは(3)
式の構造を考えると約30であり、平均分子量は約26
20であった。
Therefore, when this ash content is excluded, the elemental analysis value of this polymer is 54.9% carbon and 2.7% hydrogen, and the average degree of polymerization n of this polymer calculated from the carbon analysis value is (3).
Considering the structure of the formula, it is about 30, and the average molecular weight is about 26.
It was 20.

熱クロロホルム不溶性重合体は360℃で融解すること
なく、極めて高い熱安定性を示した。
The thermally chloroform-insoluble polymer did not melt at 360°C and exhibited extremely high thermal stability.

窒素雰囲気下で行なったこの重合体の熱重量分析結果を
第3図に示す。
The results of thermogravimetric analysis of this polymer conducted under a nitrogen atmosphere are shown in FIG.

第3図から、この重合体の熱分解は窒素雰囲気下250
℃附近から始まるが、900℃という高温においても約
50重量饅の残存重量を示すことが分る。
From Figure 3, it can be seen that the thermal decomposition of this polymer is 250% under nitrogen atmosphere.
Although it starts at around 90°C, it can be seen that even at a high temperature of 900°C, the residual weight of the rice cake is about 50 weight.

この熱クロロホルム不溶性重合体の赤外線吸収スペクト
ルは、第4図に示すように、高分子主鎖の2,5−チェ
ニレン基に基づ(788CTL ’に鋭い1本の吸収を
示すが、その他には面外変角振動領域lこ吸収を示さな
かった。
As shown in Figure 4, the infrared absorption spectrum of this thermally chloroform-insoluble polymer shows one sharp absorption at 788CTL' (based on the 2,5-thennylene group in the main chain of the polymer); It showed no absorption in the out-of-plane bending vibration region.

また、960cm附近に現われるC−Br伸縮振動は熱
クロロホルム抽出前の重合体より更に小さかった。
Furthermore, the C-Br stretching vibration appearing around 960 cm was even smaller than that of the polymer before hot chloroform extraction.

このことは熱クロロホルム不溶性重合体が十分に大きな
平均重合度を有し、かつ規則正しい繰返し単位から横取
されていることを示しており、(1)式に示した構造を
支持するものである。
This indicates that the thermally chloroform-insoluble polymer has a sufficiently large average degree of polymerization and is preempted from regular repeating units, supporting the structure shown in formula (1).

熱クロロホルム抽出前の重合体よりC−Br結合の相対
的割合が低下しているのは、熱クロロホルム不溶性重合
体の平均重合度が熱クロロホルム抽出前の重合体より大
きいことを示すものである。
The lower relative proportion of C-Br bonds than in the polymer before hot chloroform extraction indicates that the average degree of polymerization of the hot chloroform-insoluble polymer is greater than that of the polymer before hot chloroform extraction.

熱クロロホルム可溶性重合体および熱クロロホルム不溶
性重合体のいずれも、室温にて空気中に1年間放置した
場合に、外見上も、赤外吸収スペクトルにも伺ら変化が
認められず、空気中の酸素に対して安定であった。
Both thermal chloroform-soluble polymers and thermal chloroform-insoluble polymers showed no change in appearance or infrared absorption spectra when left in air at room temperature for one year. It was stable against

実験例 2 2.5−ジブロモチオフェン4.9S’(20ミリモル
)、乾燥テトラヒドロフラン20rIll、 金属マグ
ネシウム0.495’(20ミリグラム原子)および2
0rn9のNi Ct2 (bpy )を200m#)
四日フラスコにとり、乾燥窒素雰囲気下に室温において
10時間かきまぜた。
Experimental Example 2 2.5-dibromothiophene 4.9S' (20 mmol), 20 ml of dry tetrahydrofuran, 0.495' (20 milligram atoms) of metallic magnesium and 2
0rn9 Ni Ct2 (bpy) 200m#)
The mixture was placed in a four-day flask and stirred at room temperature under a dry nitrogen atmosphere for 10 hours.

生成した沈澱を実施例1と同様Iこ捕集および洗浄し、
更にソックスレー抽出器を使用して熱メチルアルコール
可溶分を除去することにより粉末状で黒褐色のポリ(2
,5−チェニレン)重合体0.90Pを得た。
The generated precipitate was collected and washed in the same manner as in Example 1,
Furthermore, by removing the hot methyl alcohol soluble content using a Soxhlet extractor, a powdery black-brown poly(2
, 5-chenylene) polymer 0.90P was obtained.

この重合体は実験例1で得られた熱メチルアルコール不
溶性の黒褐色重合体とほぼ同じ空気中の酸素σこ対する
安定性を有するほか、はぼ同じ熱安定性および赤外吸収
スペクトルを示し、実験例1で得られた熱メチルアルコ
ール不溶性重合体とほぼ同じ平均重合度を有しているも
のと考えられる。
This polymer has almost the same stability against oxygen σ in the air as the hot methyl alcohol-insoluble dark brown polymer obtained in Experimental Example 1, and also exhibits almost the same thermal stability and infrared absorption spectrum. It is believed that it has approximately the same average degree of polymerization as the hot methyl alcohol-insoluble polymer obtained in Example 1.

実験例 3 2.5−ジブロモチオフェン4..4P(18ミリモル
)を200Tllの四日フラスコにとり、これに乾燥テ
トラヒドロフラン20m1および金属マグネシウム0.
44P(18:IJグラム原子)を加え、乾燥窒素雰囲
気下に室温においてかきまぜながら1時間反応させた。
Experimental example 3 2.5-dibromothiophene4. .. 4P (18 mmol) was placed in a 200 Tll four-day flask, and 20 ml of dry tetrahydrofuran and 0.0 mmol of metallic magnesium were added thereto.
44P (18: IJ gram atom) was added and reacted for 1 hour with stirring at room temperature under a dry nitrogen atmosphere.

次いでN1Ct214rn9を添加してかきまぜると、
室温において重合反応が円滑に始まり、黒褐色重合体が
沈澱し始めた。
Next, when N1Ct214rn9 is added and stirred,
The polymerization reaction started smoothly at room temperature, and a dark brown polymer began to precipitate.

室温において5時間反応させた後に生成した沈澱物を、
実験例1と同様に捕集および洗浄し、更にソックスレー
抽出器を使用して熱メチルアルコール可溶分を除去する
ことにより粉末状で黒褐色のポリ(2゜5−チェニレン
)重合体0.9Orを得た。
The precipitate formed after reacting for 5 hours at room temperature was
By collecting and washing in the same manner as in Experimental Example 1 and further removing the soluble content in hot methyl alcohol using a Soxhlet extractor, a powdery black-brown poly(2°5-chenylene) polymer 0.9Or was obtained. Obtained.

この重合体の元素分析値は炭素53.2%および水素2
.5優であったが、1.6重最多の灰分が存在していた
The elemental analysis of this polymer was 53.2% carbon and 2% hydrogen.
.. Although it was ranked 5th grade, it had the highest ash content of 1.6 layers.

従って、この灰分を除いて考えると、本重合体の元素分
析値は炭素54.1 %および水素2,5那となり、炭
素の元素分析値から算出される本重合体の平均重合度n
は(3)式の構造を考えると約24であり、平均分子量
は約2130であった。
Therefore, if this ash content is excluded, the elemental analysis value of this polymer is 54.1% carbon and 2.5% hydrogen, and the average degree of polymerization n of this polymer calculated from the elemental analysis value of carbon.
was about 24 considering the structure of formula (3), and the average molecular weight was about 2130.

この重合体は室温にて空気中に1年間放置した場合に、
外見上も、赤外吸収スペクトルにも何ら変化が認められ
ず、空気中の酸素に対して安定であった。
When this polymer is left in air at room temperature for one year,
No change was observed in the appearance or infrared absorption spectrum, and it was stable against oxygen in the air.

実験例 4 触媒を使用しないで実験例1と同様にして反応を行なっ
た。
Experimental Example 4 A reaction was carried out in the same manner as in Experimental Example 1 without using a catalyst.

ただし、重合反応は常温で1時間行なった後、テトラヒ
ドロフラン還流下に更に4時間行なった。
However, the polymerization reaction was carried out at room temperature for 1 hour and then further carried out for 4 hours under refluxing of tetrahydrofuran.

重合体の収量は零であった。実験例 5 2.5−ジブロモチオフェン6.42P(26ミリモル
)、金属マグネシウム6.55P(26ミリモル)およ
び触媒としてPaC12(bpy)23■を使用した点
を除き、実験例4と同様にして反応を行なった。
The yield of polymer was zero. Experimental Example 5 The reaction was carried out in the same manner as in Experimental Example 4, except that 2.5-dibromothiophene 6.42P (26 mmol), metallic magnesium 6.55P (26 mmol), and PaC12 (bpy) 23■ were used as the catalyst. I did this.

重合体の収量は零であった。実験例 6 実1験例1において熱メチルアルコールで抽出した後に
得た黒褐色重合体(平均重合度約27、5 )の粉末を
赤外線成型器(島津製作所製)により500 kg/c
yyfの圧力下で固め、得られた板状物質の電気伝導率
を測定した。
The yield of polymer was zero. Experimental Example 6 Experimental Example 1 The powder of the dark brown polymer (average degree of polymerization of about 27.5) obtained after extraction with hot methyl alcohol in Experimental Example 1 was heated to 500 kg/c using an infrared molder (manufactured by Shimadzu Corporation).
It was solidified under a pressure of yyf, and the electrical conductivity of the obtained plate-like material was measured.

電気伝導率は18℃で7、3 X 10 Ω ・
薇 であった。
Electrical conductivity is 7.3 x 10 Ω at 18°C.
It was a rose.

この重合体粉末を常温においてガラス容器中でヨウ素の
蒸気に晒し、ヨウ素をio時間吸収させ、使用した重合
体あたりヨウ素57重量饅を含有する粉末を得た。
This polymer powder was exposed to iodine vapor in a glass container at room temperature to absorb iodine for io hours to obtain a powder containing 57 iodine by weight per polymer used.

ヨウ素含有量はヨウ素吸収の際の重量増加から求めた。The iodine content was determined from the weight increase upon absorption of iodine.

この粉末を上述と同様にして固め、得られた板状物質の
電気伝導率を測定した。
This powder was solidified in the same manner as described above, and the electrical conductivity of the obtained plate-like material was measured.

電気伝導率は18℃でs、5xio Ωα 、80℃
で4.6X10 Ω ・鼾 であった。
Electrical conductivity is s at 18℃, 5xio Ωα, 80℃
The result was 4.6×10 Ω・snoring.

この半導体は室温にて空気中に1年間放置してた場合に
、外見上も、赤外吸収スペクトルにも何ら変化が認めら
れず、空気中の酸素に対して安定であり、電気伝導率も
実質的に変化しなかった。
When this semiconductor was left in air at room temperature for one year, no change was observed in its appearance or infrared absorption spectrum, and it was stable against oxygen in the air, and its electrical conductivity was also low. virtually unchanged.

実験例 7 実、験例6で使用したのと同じ黒褐色重合体(平均重合
度約27、5 )の粉末を常温において濃硫酸に加え、
30分間硫酸を吸収させた後、メチルアルコールで十分
洗浄して表面の付着硫酸を除去し、使用した重合体あた
りH280,35重量饅を含有する粉末を得た。
Experimental Example 7 In fact, a powder of the same dark brown polymer (average degree of polymerization of about 27.5) as used in Experimental Example 6 was added to concentrated sulfuric acid at room temperature.
After absorbing sulfuric acid for 30 minutes, it was thoroughly washed with methyl alcohol to remove the sulfuric acid adhering to the surface to obtain a powder containing H280, 35% by weight per polymer used.

硫酸含有量は硫酸吸収の際の重量増加から求めた。The sulfuric acid content was determined from the weight increase upon absorption of sulfuric acid.

この粉末を実験例6と同様にして固め、得られた板状物
質の電気伝導率を測定した。
This powder was solidified in the same manner as in Experimental Example 6, and the electrical conductivity of the obtained plate-like material was measured.

電気伝導率は28℃で8.6X10 Ω ・傭 、8
0℃で1.8X10 Ω ・傭 であった。
Electrical conductivity is 8.6×10 Ω at 28℃, 8
It was 1.8×10 Ω at 0°C.

この半導体は室温にて乾燥空気中に1年間放置した場合
に、外見上も、赤外吸収スペクトルにも伺ら変化が認め
られず、空気中の酸素に対して安定であり、電気伝導率
も実質的に変化しなかった。
When this semiconductor was left in dry air at room temperature for one year, no change was observed in its appearance or infrared absorption spectrum, and it was stable against oxygen in the air, and its electrical conductivity was also low. virtually unchanged.

実験例 8 実験例1において得た黒色の熱クロロホルム不溶性重合
体(平均重合度約30)を実験例6と同様にして固め、
得られた板状物質の電気伝導率を測定した。
Experimental Example 8 The black thermally chloroform-insoluble polymer (average degree of polymerization of about 30) obtained in Experimental Example 1 was solidified in the same manner as in Experimental Example 6,
The electrical conductivity of the obtained plate-like material was measured.

電気伝導率は18℃で5.3X10 ”Ω ・α
であった。
Electrical conductivity is 5.3×10”Ω・α at 18℃
Met.

この重合体粉末を実験例6と同様にしてヨウ素の蒸気に
晒し、ヨウ素を10時間吸収させ、使用した重合体あた
りヨウ素49重最多を含有する粉末を得た。
This polymer powder was exposed to iodine vapor in the same manner as in Experimental Example 6, and iodine was absorbed for 10 hours to obtain a powder containing a maximum of 49 iodine molecules per polymer used.

ヨウ素含有量はヨウ素吸収の際の重量増加から求めた。The iodine content was determined from the weight increase upon absorption of iodine.

この粉末を上述と同様にして固め、得られた板状物質の
電気伝導率を測定した。
This powder was solidified in the same manner as described above, and the electrical conductivity of the obtained plate-like material was measured.

電気伝導率は18℃で3.4X10 Ω ・備81℃
で1.3X10 Ω ・傭 であった。
Electrical conductivity is 3.4 x 10 Ω at 18℃ ・At 81℃
The resistance was 1.3×10 Ω.

この半導体は室温にて空気中に1年間放置した場合に、
外見上も、赤外吸収スペクトルにも伺ら変化が認められ
ず、空気中の酸素に対して安定であり、電気伝導率も実
質的に変化しなかった。
When this semiconductor is left in air at room temperature for one year,
No change was observed in the appearance or infrared absorption spectrum, and it was stable against oxygen in the air, and the electrical conductivity did not change substantially.

実験例 9 2.5−ジブロモチオフェンとして、ヘキサンで再結晶
することにより精製したものを用いた点を除き、実験例
1と同様にして得た熱メチルアルコール不溶性黒色重合
体(平均重合度約27、5 )の粉末を実験例6と同様
にして固め、得られた板状物質の電気伝導率を測定した
Experimental Example 9 A hot methyl alcohol-insoluble black polymer (average degree of polymerization of about 27 , 5) was solidified in the same manner as in Experimental Example 6, and the electrical conductivity of the obtained plate-like material was measured.

電気伝導率は18℃で7.3X10 Ω ・傭 で
あった。
The electrical conductivity was 7.3×10 Ω·m at 18°C.

この重合体粉末を常温においてガラス容器中でヨウ素の
蒸気に晒し、ヨウ素を10時間吸収させ、使用した重合
体あたりヨウ素57重量φを含有する粉末を得た。
This polymer powder was exposed to iodine vapor in a glass container at room temperature to absorb iodine for 10 hours to obtain a powder containing 57 weight φ of iodine per polymer used.

ヨウ素含有量はヨウ素吸収の際の重量増加から求めた。The iodine content was determined from the weight increase upon absorption of iodine.

この粉末を上述と同様にして固め、得られた板状物質の
電気伝導率を測定した。
This powder was solidified in the same manner as described above, and the electrical conductivity of the obtained plate-like material was measured.

電気伝導率は18℃で1X10 ΩcrrL80℃で
5×10 Ω −m であった。
The electrical conductivity was 1×10 Ω crrL at 18°C and 5×10 Ω −m at 80°C.

この半導体は、室温にて空気中に1年間放置した場合に
、外見上も、赤外吸収スペクトルにも何ら変化が認めら
れず、空気中の酸素に対して安定であり、電気伝導率も
実質的に変化しなかった。
This semiconductor showed no change in appearance or infrared absorption spectrum when left in air at room temperature for one year, was stable against oxygen in the air, and had virtually no electrical conductivity. There was no significant change.

実験例 10 実験例9で使用したのと同じ黒褐色重合体(平均重合度
約27、5 )の粉末を常温において濃硫酸に加え、゛
30分間硫酸を吸収させた後、メチルアルコールで十分
洗浄して表面の付着硫酸を除去し、使用した重合体あた
りH2So、 35重量幅を含有する粉末を得た。
Experimental Example 10 Powder of the same dark brown polymer (average degree of polymerization of about 27.5) as used in Experimental Example 9 was added to concentrated sulfuric acid at room temperature, and after absorbing the sulfuric acid for 30 minutes, it was thoroughly washed with methyl alcohol. The sulfuric acid adhering to the surface was removed to obtain a powder containing 35% by weight of H2So per polymer used.

硫酸含有量は硫酸吸収の際の重量増加から求めた。The sulfuric acid content was determined from the weight increase upon absorption of sulfuric acid.

この粉末を実験例9と同様にして固め、得られた板状物
質の電気伝導率を測定した。
This powder was solidified in the same manner as in Experimental Example 9, and the electrical conductivity of the obtained plate-like material was measured.

電気伝導率は28℃で8X10−3Ω−1cm 8
0℃で2×10 Ω −m であった。
Electrical conductivity is 8X10-3Ω-1cm at 28℃ 8
It was 2×10 Ω −m at 0°C.

この半導体は、室温にて乾燥空気中に1年間放置した場
合に、外見上も、赤外吸収スペクトルにも何ら変化が認
められず、乾燥空部中の酸素に対して安定であり、電気
伝導率も実質的に変化しなかった。
This semiconductor showed no change in appearance or infrared absorption spectrum when left in dry air at room temperature for one year, was stable against oxygen in dry air, and was electrically conductive. The rate also remained virtually unchanged.

実験例 11 2.5−ジフロモチオフエンとして、ヘキサンで再結晶
することにより精製したものを用いた点を除き、実験例
1と同様にして得た黒色の熱クロロホルム不溶性重合体
(平均重合度30)を実験例9と同様にして固め、得ら
れた板状物質の電気伝導率を測定した。
Experimental Example 11 A black thermally chloroform-insoluble polymer (average polymerization 30) was solidified in the same manner as in Experimental Example 9, and the electrical conductivity of the obtained plate-like material was measured.

電気伝導率は18℃で5.3×10 Ω ・備 で
あった。
The electrical conductivity was 5.3×10 Ω·bi at 18°C.

この重合体粉末を実験例9と同様にしてヨウ素の蒸気に
晒し、ヨウ素を10時間吸収させ、使用した重合体あた
りヨウ素49重量優を含有する粉末を得た。
This polymer powder was exposed to iodine vapor in the same manner as in Experimental Example 9 to absorb iodine for 10 hours to obtain a powder containing over 49% by weight of iodine per polymer used.

ヨウ素含有量はヨウ素吸収の際の重量増加から求めた。The iodine content was determined from the weight increase upon absorption of iodine.

この粉末を上述と同様にして固め、得られた板状物質の
電気伝導率を測定した。
This powder was solidified in the same manner as described above, and the electrical conductivity of the obtained plate-like material was measured.

電気伝導率は18℃で8X10 Ω ・の81℃で6
X10−2Ω−1CIIL ’ テアツタ。
The electrical conductivity is 8 x 10 Ω at 18°C and 6 at 81°C.
X10-2Ω-1CIIL' Tea Tsuta.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に用いる線状ポIJ (2、5−チェニ
レン)重合体の1例の熱重量分析結果を示すグラフ、第
2図はその赤外線吸収スペクトル図、第3図は本発明に
用いる線状ポリ(2,5−チェニレン)重合体の他の例
の熱重量分析結果を示すグラフ、第4図はその赤外線吸
収スペクトル図である。
Figure 1 is a graph showing the results of thermogravimetric analysis of one example of the linear poIJ (2,5-thennylene) polymer used in the present invention, Figure 2 is its infrared absorption spectrum, and Figure 3 is FIG. 4 is a graph showing the results of thermogravimetric analysis of another example of the linear poly(2,5-thennylene) polymer used, and FIG. 4 is its infrared absorption spectrum.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 次式: で表わされる2、5−チェニレン基を繰返し単位とし、
規則正しく2,5位で結合し、平均重合度が14〜30
である線状ポリ(2,5−チェニレン)重合体に電子受
容体を添加してなることを特徴とする有機高分子半導体
[Claims] Primary formula: A 2,5-thennylene group represented by the following is used as a repeating unit,
Regularly bonded at the 2 and 5 positions, with an average degree of polymerization of 14 to 30
An organic polymer semiconductor characterized by being formed by adding an electron acceptor to a linear poly(2,5-chenylene) polymer.
JP57200013A 1982-11-15 1982-11-15 organic polymer semiconductor Expired JPS5846268B2 (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10805531B2 (en) 2015-02-06 2020-10-13 Ricoh Company, Ltd. Image processing system, image generation apparatus, and image generation method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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