JPS61166805A - ポリエチニルアセチレン誘導体の製造方法 - Google Patents

ポリエチニルアセチレン誘導体の製造方法

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JPS61166805A
JPS61166805A JP583685A JP583685A JPS61166805A JP S61166805 A JPS61166805 A JP S61166805A JP 583685 A JP583685 A JP 583685A JP 583685 A JP583685 A JP 583685A JP S61166805 A JPS61166805 A JP S61166805A
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butadiyne
monomer
polymerization
group
catalyst
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Masaru Ozaki
勝 尾崎
Yukihiro Ikeda
幸弘 池田
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はポリエチニルアセチレン誘導体の製造方法に関
する。
〔従来の技術〕
従来より、ポリ置換アセチレンはポリメチルアセfレン
、ポリフェニルアセチレン等C代表すtするごとく有機
溶剤に可溶なポリアセチレン誘導体として興味がもたれ
、活発な研死が進められてきた。しかし、導電性高分子
としてみた場合、その′屯4度がドーピングを行っても
半導体領域であり成の前駆体として注目されている。ボ
リアセン系高分子はこれまで種々の分子軌導計算結果か
ら蛍属的導゛磁性を示すものとしてその合成に期待がか
けられている。また、該ボリアセン前駆体ポリ−l「は
その分子構造から光、電子、イオン等のエネルギー照射
に対する高感度パターン成形材料としはない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
すなわち、置換エチニル基を側鎖にもつポリエチニルア
セチレン誘導体の高純度な製造方法は未だ見い出されて
いない。そこで、本発明者らはボリアセン前駆体ポリマ
ーを得るべく鋭意検討を重ねた結果、モノマーとして1
,3−ブタジイン−置換体を、アセチレン重合触媒とし
てメタセシス重合触媒を使用することにより旨純度かつ
新規なポリエチニルアセチレン誘導体を製造することに
成功し、本発明を成すに至った。
〔問題点を解決するための手段〕
すなわち、本発明は7.3−ブタジイン−置換体(I[
Cミc−cミヘコーR,R,置換基)のモノマーをメタ
セシス重合触媒下で重合させて得ることを特徴とするポ
リエチニルアセチレン誘導体化水素基としては炭素数が
/〜2θのアルキル基、好ましくは炭素数が7〜10の
アルキル基、炭素数が2−20のビニル基、好ましくは
炭素数がコ〜10のビニル基、カルビノール基等を挙げ
ることができる。芳香族基としてはフェニル基、ナフチ
ル基、アントラセニル基、テトラセニル基、カルバゾー
ル基等を挙げることができる。これら炭化水素基、芳香
族基及びンリル基の置換基としては水素、炭素数/〜/
θのアルキル基、炭素数/〜/θノアルコキンル基、フ
ェニル基、ベンジル基等を挙げることができる。ハロゲ
ン基としてはフッ素、塩素、臭素、フッ素が挙げられる
。以上の置換基Rをもつへ3−ブタジインー置換体モノ
マーの一例を列記すると、/−メチル−へ3−ブタジイ
ン、/−(エトキシメチル) −1,3−ブタジイン、
/−エチル−1,3−ブタジイン、/−プ、−、1,、
3−ブタジイン、/−へキンルーフ、3−ブタジ;イ;
、ン、/−へブチル−7,3−ブタジイン、/−フヱ°
ニルー1,3−ブタジイン、/−(p−メトキノIX・ フェニル”) −1,3− フタジイン、/−ベンジル
−1,3−ブタジイン、/−α−ナフヂルー1,3−ブ
タジイン、/−β−ナフチル−1,3−ブタジイン、/
−(9−アントラセニル)  1.3−ブタジイン、/
−(2−テトラセニル)−1,3−ブタジイン、/−N
−カルバゾール−1,3−ブタジイン、/−ヒニルー7
.!−−7’タジイン、/−メチルビニル−1,3−ブ
タジイン、/−エチルビニル−1,3−ブタジイン、/
−プロピルビニル−1,3−ブタジイン、l−ブチルビ
ニル−1,3−フタジイン、ノーペンチルビニル−1,
J’−7’タジイン、/−フェニルビニル−1,3− 
フタジイン、/−ベンジルビニル−1,3− フタジイ
ン、/−エチルカルビノール−1,3−ブタジイン、/
−ジメチルカルビノール−1,3−ブタジイン、/−メ
チルフェニルカルビノール−1,3−ブタジイン、/−
ジフェニルカルビノール−1,3−ブタジイン、/−メ
チルベンジブタジイン、/−(ジメチルメトキンンリル
)−7,3−ブタジイン、/−フロローフ。3−ブタジ
イン、  /−’)ロロー1,、3− フタジイン、/
−フロモーフ、3−ブタジイン等を挙げることができる
。これらモノマーの合成法の一例として次の方法が挙げ
られる。1,4t−ジクロル−コープチンを出発原料と
して1,3−ブタジインの一置換グリニャール化合物(
例えば、/−マグネシヮムブロマイド−7,3−ブタジ
イン)、父は1,3−ブタジインの一置換アルカリ金属
化合物(例えば、/−ナトリクムー1,3−ブタジイン
)を合成し、次いで該化合物と前記置換基Rのハロゲン
化物(但し、R=カルビノール基の場合はその前駆体で
あるカルボニル化合物)とを反応させて、目的とする1
,3−ブタジイン−置換体上ツマ−を得る合成法である
本発明の製造方法において使用する7、3−ブタジ1「
ある。該七ツマー濃度の範囲ではポリエテニルフ・7ア
セチレン誘導体の高分子量を高収率に得ることができる
二本発明のメタセシス重合触媒としては、周期律表第1
7a〜■族の遷移金属化合物を主触媒とした触□媒系を
使用することができる。助触媒としてのゴ 酸化剤又は還元剤を前記主成分触媒と組み合せて使用す
ることにより高活性のメタセシス重合触媒を得ることが
できる。これらの触媒を使用することにより本発明のポ
リエチニルアセチレン誘導体を高純度に得ることができ
る。周期律表第■a〜■族の遷移金属化合物の一例とし
て、T1.2「、V%Nb%TalMo、W、Re、R
u、Os%Rh11r等のハロゲン化物、酸化物、カル
ボニル化合物、メタル−カルベン化合物等を挙げること
ができる。主触媒として、具体的には、四塩化チタン、
四塩化ジルコニクム、四塩化パカジクム、五フッ化ニオ
ブ、五塩化ニオブ、五臭化ニオブ、五塩化ニオブ、五塩
化タンタル、五臭化タンタル、五塩化モリブデン、五臭
化モリブデン、六塩化タングステン、水臭化タングステ
ン、五塩化レニウム、三塩化、ルテニクム、三塩化オス
ミウム、三塩化ロジウム、三ヨフ化ロジクム、三塩化イ
リジウム、化オスミウム、二酸化ロジウム、タングステ
ンカンタカルボニルタングステン等が挙げられる。助触
媒として具体的にはメタノール、エタノール、過酸化ナ
トリクム、テトラメチルスズ、テトラエチルスズ、テト
ラブチルスズ、テトラフェニルスズ、トリフェニルビス
マス、トリフェニルアンチモン、クエテルアルミニクム
クロリド、トリスf    (。
ルアルミニクム等が挙げられる。本発明に使用可能なメ
タセシス重合触媒種は、前記に限定されることなく、シ
クロオレフィン類のメタセシス重合及び置換アセチレン
の重合において使用可能な公知の種々の触媒を用いるこ
とができる。前記カルボニル化合物の場合には、四塩化
炭素溶媒中で紫外線照射し触媒活性を向上させてから使
用することができる。主触媒と助触媒とを組み合せた触
媒系を使用する場合には前記主触媒と助触媒とをモノマ
ーを含む重合反応液に添加する前に、前もつ高くなり、
好ましい。これらの触媒濃度範囲ではポリエチニルアセ
チレン誘導体の高分子量を高収率に得ることができる。
本発明の製造方法における重合条件、重合法は特に限定
しないが、高分子量のポリエチニルアセチレン誘導体を
高収率に得る一例として次の重合法、重合条件がある。
重合法としては前記1,3−ブタジインー置換体モノマ
ーと前記メタセシス重合触媒と゛を重合溶媒の有機溶剤
中に溶解させ、真空下もしくは不活性ガス雰囲気下で重
合させた後に、その重合液をメタノール溶媒中に再沈析
出させることにより目的ポリマーを得る重合法である。
重合溶媒としては七ツマー1触媒を溶解さす何機溶剤な
らいずれの溶媒の使用も可能であるが、高分子量の目的
ポリマーを得るためにはトルエン、エーテル、四塩化炭
素、ジオキサン、ンクロヘキ゛−ツマ−の重合を促進す
ることができる。前記重合赳における重合条件として、
重合温度はθ〜/j01、P、好ましくは70〜50℃
の温度範囲であり、゛′誓合時間は数時間〜数日間の時
間範囲で行うのがよい。以上の重合法、重合条件により
得られたポリエチニルアセチレン誘導体は、964以上
の高純度の黄色〜黒かっ色粉末であり、トルエン、クロ
ロホルム、アセトン、エーテル等の有機溶剤に可溶であ
り、かつその分子量はポリスチレン換算のモノマーユニ
ット数で20以上の値である。該ポリマーは溶媒キャス
ト法、射出成形法等による賦形性が可能である。
〔発明の効果〕
本発明の製造方法により得られたポリエチニルアセチレ
ン誘導体は、高感度パターン形成材料としての応用、が
可能であり、かつポリアセン前駆体ポリマーとして非常
に有望であることから、従来の高導電性有機材料への展
開が期待でき、エレクトロニクス、電気各材料として極
めて有用である。
〔実施例〕
させて7.3−ブタジインを合成した。次いで、1,3
−ブタジインのジエチルエーテル溶液(,2モル濃度)
中に、−/!℃でエチルマグネンクムブロマイドのジエ
チルエーテル溶液(2モル濃度)を等看加えて少し攪拌
混合した後、コθ℃でさらにコ時間攪拌混合して/−マ
グネンクムブロマイドー1,3−ブタジインを得た。次
に、/−マグネシクムブロマイドー1,3−ブタジイン
のジエチルエーテル溶液に等モル量のトリメチルクロル
ンランを加え、20℃で7日間攪拌混合して、/−トリ
メチルシリルーフ。3−ブタジインHC=C−C=C−
8i (CH3)、モノマーを得た。該モノマーのトル
エン溶液(1モル濃度)/θθ−中に六塩化タングステ
ン(/ミリモル)、テトラフェニルスズ(/ミリモル)
のトルエン溶液/−をゆっくり加え、約−0℃で2日間
重合させた。2日後、少量のメタノールを滴下して重合
を停止させ、次いで重合1液を濾過して触媒残渣を除去
した。以上のモノマ下もしくは不活性ガス雰囲気下で行
った。次に、重合濾液をメタノール、2を中にゆっくり
滴下し、この再沈操作をくり返し行って黒かっ色粉末を
得た。この粉末について、IRスペクトル、tH−NM
Rスペクトル、GPC1元素分析の各測定を行い、その
構造について調べた。KBr粉末法にCミC伸縮振動由
来の27よo儒−1、c=c伸縮振動由来の/乙00 
cm−’、8iCH3のメチル基由来の/4t00、/
2J′θ個−1,3i −C伸縮振動由来の14Ljc
m−’の各IRビークが観測された。次にIH−NMR
スペクトルを第2図に示す。該黒かっ色粉末はクロロホ
ルムに可溶であるので、NMR溶媒として重水素化クロ
ロホルムを用いた。そのスペクトルからオレフィン性水
素、 8i(CH3)3基の水素に帰属されるNMRピ
ークがそれぞれδ=タ、コppm、07 1,JiI)
f)mに観測され、かつそれらの積分強度比が/:9で
あった。次に、クロロホルム溶媒での常温GPC測定結
果から、ポリスチレン換算での数平均分千曖は約700
0であった。
また、元素分析結果ではC: H: Si比が7.7:
り、t: 1,θであった。以上の測定結果から高純度
のポリトリメチルシリルエチニルアセチレン/θ0W低
圧水銀灯を2秒間露光するだけで露光部が完全に不溶化
し、パターン形成することがわり化メチルを使用して、
/−メチル−1,3−ブタジインモノマーを合成した。
次いで、該モノマーを用いて、実施例/の六塩化タング
ステンに代えて五塩化モリブデンを使用した重合法によ
りかっ色粉末を得た。次に、その構造について調べた。
IRスペクトルからオレフィン性C−H,CB、基のC
−H,Cミt:、cmCの各伸縮振動が3θにθ偏−1
,29乙Q tan−’、2/ j Q I:rn−’
、/4.θOcm−’ 1m、 M ([1された。’
H−N M Rスペクトルからオレフィン性水素、Cl
−1,基水素がそれぞれδ=j、、2 ppm、 a 
=1,7 flflfnに積分強度比/:3のNMRビ
ークカを観測された。13c −N M Rスペクトル
ではオレフィン性炭素、アセチレン性炭素、メチル基炭
素由来のNMRビークがそれぞれδ=/コo ppm、
δ=12 ppm、 a =/ / ppm1mM測さ
れた。次I:、(I P C測定結果では、数平均分子
量カーポリステレ確認された。また、実施例/と同じ方
法でガラス基板とに該ポリマーの薄膜を設け、/θθW
4氏圧水銀打圧水銀灯2秒間露光露光部6カー完全(=
不溶イヒし、パターン形成することがわかった。
実施例3 実施例/のトリメチルクロルシラン(二代えてブロムベ
ンぞンを使用して、/−フェニル−7,3−ブタジイン
モノマーを合成した。次し1で、該モノマーを用いて、
実施例/の六塩化タングステンとテトラフェニルスズに
代えて五塩化ニオブを使用した重合法により黒かっ色粉
末を得た。次に、その構造について調べた。IRスペク
トルからオレフィン性C−H,C=C,cmcの各伸縮
振動力を実施例2と同じ位置に観測され、その他Cニベ
ンゼン環特有のC−H面外変角振動が7410tyn−
’l二強1.NIRビークとして観測された。l)(−
NMRスペクトルから、オレフィン性水素、ベンゼン環
水素由来のNMRピークがそれぞれδ=ニオ。 ppm
、δ=7.3 ppm l:観測された。13C−N 
M RスペクトルでGP−C測定結果では数平均分子量
がポリスチレン楔体で約/θ00θであった。元素分析
結果はC! l )L比が70.2 : 6.0であっ
た。以上の測定結果工“ から高純度のポリフェニルエチニルアセチレン確認され
た。また、実施例/と同じ方法でガラス基板上に該ポリ
マーの薄膜を設け(溶媒はトルエン)、100W低圧−
水銀7秒露光で、その露光部が完全に不溶化し、パター
ン形成することがわがった。
実施例グ 実施例/のトリメチルクロルシランに代えて、N−ブロ
ムカルバゾールを使用して、/−N−カルバゾール−7
,3−ブタジインモノマーを合成した。次いで、該モノ
マーを用いて、実施例/の六塩化タングステンとテトラ
フェニルスズに代えて五臭化タンタルを使用した重合法
及び!θ℃3日間加熱の■合条件により、黒かっ色粉末
を得た。
次に、その構造(二ついて調べた。IRスペクトルパか
;らオレフィン性C−H,C=(、cmcの各伸縮′1 振動が実施例λと同じ位置に観測され、その他に、、力
1〃パゾール基特有のC−N伸縮振動が/ 3’l0y
−(−’ 譚−1に観測された。IH−N M Rスペクトルから
、−オレフィン性水素、カルバゾール基由来の芳香族水
素に帰属されるNMRビークがδ= j、2ppm、δ
=7.θppmに観測され、その積分強度比は/:IO
であった。次に、GPC測定結果では数平均分子量がポ
リスチレン換算で約70θ00であった。元素分析結果
はC:H:N比が/ 6.3 : 9./:/であった
。以上の測定結果から高純度のポリCミC x !=; 9 J−が得られたことが確認された。ま
た、実施例/と同じ方法でガラス基板上に該ポリマーの
薄膜を設け(溶媒はトルエン)、10θW水銀灯3秒間
露光で、その露光部が完全に不溶化することがわかった
実施例よ 実施例/のトリーメチルクロルシランに代えて、l−ク
ロルプロペンを使用して、/−メチルビニ沫を得た。次
に、その構造について調べた。IR鬼 1料7.ヤヵ、らオッツィy 、EC−□、。5o、。
=19!の各伸縮振動が実施例2と同じ位置に観測され
、′その他にCH3基C−H伸縮振動由来のIRビーク
がコワ6θa!I−’に観測された。用−NMRスペク
トルからオレフィン性水素、プロピレン基のメチル基水
素由来のNMRピークがそれぞれδ=j、、2ppm、
δ=7.乙ppmに観測され、その積分強度比は/:/
であった。次に、GPC測定結果では数平均分子量がポ
リスチレン換算で約jθθθであった。元素分析結果は
C:H比が1,θj:1,θθであった。以上の測定結
果から高純度のポリプロX 4;4t≦が得られたこと
が確認された。また、実施例/と同じ方法でガラス基板
上に該ポリマーの薄膜を設け、/θθW水銀灯/秒間露
光でその露光部が完全に不溶化することがわかった。
実施例6 実施例/のトリメtルクロルンランに代えて、ジフェニ
ルケトンを使用して、/−ジフェニルカノール基由来の
0−H,C−0の各伸縮振動が3300−一”・″“−
”11観測された・”H−N M Rス 1ベクトルか
ら、オレフィン性水素、カルビノール基由来の水酸基水
素とベンゼン環水素がそれぞれδ=!、λppm、  
δ=2.3ppm、  δ= 7.、.2 ppmの位
置に積分強度比/:/:10として観測された。
次に、GPC測定結果では数平均分子量がポリスチレン
換算で約夕θ0θであった。元素分析結果は、C、He
 O比が/ 7..3 : / 2..2 : 1,0
であった。以上の測定結果から高純度のポリジフェニル
カルビノールエチニルアセチレン C−〇−C(C5Hs )t (OH)が確認された。
また、実施例/と同じ方法でガラス基板上に該ポリマー
の薄膜を設け、100W低圧水銀灯9秒間露光で露光部
が完全に不溶化する一つムアミド3モルはとを液体アン
モニア中で反応−メチル−1,3−ブタジインモノマー
を得た。該1ノ隊ツマ−を用いて実施例/の六塩化タン
グステン、テトラフェニルスズに代えて(ジフェニルカ
ルベン)ペンタカルボニルタングステンを使用した重合
法により黒かっ色粉末を得た。この粉末について、実施
例コと同様のスペクトル解析、GPC1元素分析を行っ
た結果、実施例コと同様の構造、分子Iをもつポリメチ
ルエチニルアセチレンが得られたことが確認された。パ
ターン形成材料としてのテスト結果も実施例λと同じ結
果であった。
実施例♂ 実施例2のヨク化メチルに代えて、塩化ベンジルを使用
して/−ベンジル−1,3−ブタジインモノマーヲ合成
した。次いで該モノマーのトルエン溶液(2モル濃度)
10θ−中に前もって100W低圧水銀灯で2時間光照
射されたタングステンCの各伸縮振動が実施例コと同じ
位置に観測され、最の曲にベンジル基由来のC−H伸縮
振動が3020z−’ (芳香族C−H)1.!りθθ
rrn−’ (−CH2−)に強いIRビークとして観
測された。IH−N M Rスペクトルからオレフィン
性水素、メチレン基水素、ベンゼン環水素がそれぞれδ
=ニオ。 ppm、δ=3J ppm、δ= 7./ 
ppmに観測され、その積分強度比が/:、2:!であ
った。13C−N M Rスペクトルではオレフィン性
炭素、アセチレン性炭素、メチレン炭素、ベンゼン環炭
素がそれぞれδ=/20ppm、δ;♂3 ppm、 
 d =’l Opl)m、 ’ =1,2♂ppm 
l:、 R測され、その積分強度比は2=2:/:乙で
あった。次に、GPC測定結果では数平均分子量がポリ
スチレン楔体で約/夕θ00であったっ石屑分析結果は
C,H比が/ 1,2 :♂、θであった。ahの測定
結果から高純度のポリベンジルエチニルアセチレン+C
H=C+x    、xC=C−CH2(CsHs) ’=;/g<(が得られたことが確認された。また、実
施例/と同じ方法でガラス基板上に該ポリマーの薄膜を
設け、100W低圧水銀灯/秒間露光で露光部が完全に
不溶化することがわかった。
実施例ワ −H,C=C,C=Cの各伸縮振動が実施例コと同じ位
置に観測され、その他にβ−テフチル基由来のC−H面
外変角振動が♂θOcm−”付近に強いIRビークとし
て観測された。LH−N M Rスペクトルからオレフ
ィン性水素、β−ナフチル環水素がそれぞれδ=夕、2
ppm、δ= 7.tit ppmに観測され、その積
分強度比が/ニアであった。次に、GPC測定結果では
数平均分子量がポリスチレン換算で約/jOθθであっ
た。元素分析結果はC:H比が7..2: 4t、θで
あった。以上の測定結果から高純度のポリ−β−ナノチ
ルエチニルアセチレン4cl(=c÷     x −
1/ <t ’lが得られたことが、x C=C−β−C!OH7 確認された。また、実施例/と同じ方法でガラス基板上
に該ポリマーの薄膜を設け、/θθW低圧水銀灯/秒間
露光で#;光部が完全に不溶化するこル濃度)を加え、
約≦θ℃でj日間激しく攪拌して重合させた。反応終了
後、重合液をメタノール溶媒中に滴下し、電合物を再沈
析出させてかっ色粉末を収り出した。実施例3と同じス
ペクトル解析、(3P C1元素分析を行った結果、高
純度のポリp−メトキシフェニルエチニルアセチレンと
が確認された。また、パターン形成材料としての実施例
3と同様の評価結果では、露光時間は2秒間必要であっ
た。
実施例// /−プロモー/。3−ブタジインモノマーを用いて、実
施例−と同じ重合法によりかっ色粉末を得−た。実施例
コと同じスペクトル解析、GPC1元としての実施例λ
と同じ評価結果では露光時間はりルエチニルアセチレン
のIRスペクトル。第2図は重水素化クロロホルム溶媒
中でのポリトリメfAtンリルエチニルアセチレンの1
)(−NMR(200MHt、)スペクトルである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1,3−ブタジイン−置換体のモノマーをメタセシス重
    合触媒下で重合させて得ることを特徴とするポリエチニ
    ルアセチレン誘導体の製造方法。
JP583685A 1984-11-30 1985-01-18 ポリエチニルアセチレン誘導体の製造方法 Granted JPS61166805A (ja)

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JP583685A JPS61166805A (ja) 1985-01-18 1985-01-18 ポリエチニルアセチレン誘導体の製造方法
DE3542319A DE3542319C2 (de) 1984-11-30 1985-11-29 Polyethinylacetylenderivate und Verfahren zu deren Herstellung
US07/443,028 US5091488A (en) 1984-11-30 1989-12-01 Polyethylacetylene derivative and process for preparation thereof

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JP583685A JPS61166805A (ja) 1985-01-18 1985-01-18 ポリエチニルアセチレン誘導体の製造方法

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