KR20040094468A - A diaminocarbazole compound, polyazometine synthesized with the diaminocarbazole compound, and preparation method thereof - Google Patents

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KR20040094468A
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Abstract

PURPOSE: Diaminocarbazole derivatives are provided to be advantageously used as intermediates in a polyazomethine preparation. Polyazomethines obtained by using the diaminocarbazole derivatives have excellent solubility in organic solvent or mixed organic solvent with water, thereby improving the processability and applications of the electroconductive polymer material obtained by doping the polyazomethine. CONSTITUTION: The diaminocarbazole derivatives are represented by a formula 1, wherein R is hydrogen, alkyl having C50 or less, hydroxyalkyl, alkylarylhydroxy, arylhydroxy, carboxyalkyl, alkylester, arylester and alkylarylester group. The diaminocarbazole derivatives are produced by: substituting the hydrogen of N-H bond in the carbazole ring with one selected from alkyl, hydroxyalkyl, alkylarylhydroxy, arylhydroxy, carboxyalkyl, alkylester, arylester and alkylarylester group in the presence of sodium hydride or potassium carbonate as a catalyst; dissolving the resulted N-substituted carbazole derivatives into a mixed solvent of acetic acid and anhydride thereof to introduce two nitro groups by using Cu(NO3)2·2.5H2O as a nitrating agent; dissolving the resulted product into ethyl alcohol and hydrochloric acid and adding SnCl2 thereto to reduce the nitro groups to imino groups. Polyazomethines are represented by a formula 2, wherein R is hydrogen, alkyl having C50 or less, hydroxyalkyl, alkylarylhydroxy, arylhydroxy, carboxyalkyl, alkylester, arylester and alkylarylester group; Z is N-R1 or CR2R3, wherein R1, R2 and R3, being independent from each other, are same as defined for R; and n is 2-500000.

Description

디아미노카바졸 유도체 화합물, 이로부터 합성되는 폴리아조메틴 및 이들의 제조방법{A DIAMINOCARBAZOLE COMPOUND, POLYAZOMETINE SYNTHESIZED WITH THE DIAMINOCARBAZOLE COMPOUND, AND PREPARATION METHOD THEREOF}Diaminocarbazole derivative compound, polyazomethine synthesized therefrom, and preparation method thereof {A DIAMINOCARBAZOLE COMPOUND, POLYAZOMETINE SYNTHESIZED WITH THE DIAMINOCARBAZOLE COMPOUND, AND PREPARATION METHOD THEREOF}

본 발명은 전기 전도성 고분자인 폴리아조메틴 유도체의 합성에 중간체로 사용될수 있는 디아미노카바졸 유도체 화합물, 이로부터 합성되는 폴리아조메틴 및 이들의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a diaminocarbazole derivative compound which can be used as an intermediate in the synthesis of a polyazomethine derivative which is an electrically conductive polymer, a polyazomethine synthesized therefrom, and a method for preparing the same.

20세기말부터 시작된 정보화는 산업 및 국방 분야를 넘어 개인의 일상 생활에 지대한 영항을 미치고 있으며, 이러한 현상은 전 세계적으로 급속하게 확대되고 있다. 정보화 시대를 맞이하여 전기전자, 통신 및 국방 산업 분야의 발전이 필연적이고, 이는 전자 장비의 다양화 및 소형화, 그리고 이들 장비가 사용하는 전자파 주파수 대역의 확장이 추구되고 있다. 그 결과, 기술적인 측면에서는 전기전자 소재 및 회로에서의 전자파 상호간의 전자파 간섭이 커다란 문제점으로 대두되고 있다. 한편 환경적인 측면에서는 전자파의 인체에 대한 유해 여부 논란이 점차 확산되고 있다.Informatization, which began in the late 20th century, has a profound effect on the daily lives of individuals beyond the industrial and defense sectors, and this phenomenon is rapidly expanding worldwide. In the information age, developments in the fields of electrical, electronics, telecommunications, and defense are inevitable, and diversification and miniaturization of electronic equipment, and expansion of the electromagnetic frequency band used by these equipment are being pursued. As a result, electromagnetic interference between electromagnetic waves in electrical and electronic materials and circuits has emerged as a major problem in technical terms. On the other hand, environmentally, controversy over whether or not electromagnetic waves are harmful to human body is gradually spreading.

일반적으로 전자파 차폐는 전기적 특성이 잘 알려진 금속이나 금속산화물 재료에 의하여 이루어져 왔으나, 이들 재료는 무겁고 불투명하며, 박막으로의 가공이 어렵고, 원하는 색상의 구현이 어려우며, 가격이 비싸다. 그 뿐 아니라, 전자파를 반사시키는 것에 의하여 전자파를 차폐하기는 하지만, 전자파의 흡수능이 전혀 없다는 단점이 있다. 따라서 이들 금속 및 금속산화물 재료를 대체할 수 있는 새로운 고성능 전자파 차폐 및 흡수 재료의 개발 필요성이 크게 대두되고 있다.In general, electromagnetic shielding has been made of a metal or metal oxide material of which electrical properties are well known, but these materials are heavy and opaque, difficult to process into thin films, difficult to realize desired colors, and expensive. In addition, although the electromagnetic wave is shielded by reflecting the electromagnetic wave, there is a disadvantage in that there is no absorption ability of the electromagnetic wave. Therefore, there is a great need to develop new high performance electromagnetic shielding and absorbing materials that can replace these metal and metal oxide materials.

이러한 문제를 해결하려는 일환으로, 섬유 강화 복합재료, 플라스틱에 도전성 표면 처리한 재료, 플라스틱에 도전성 충진재를 혼합한 재료 등이 금속 및 금속산화물의 대체 물질로서 연구 개발되고 있다.In order to solve these problems, fiber reinforced composite materials, materials with conductive surface treatments on plastics, materials with conductive fillers mixed with plastics, and the like have been researched and developed as substitutes for metals and metal oxides.

그러나 최근 국내외적으로 전자파 장해 규제가 본격화됨에 따라, 일반적으로 섬유강화 복합재료와 각종 플라스틱 재료를 사용하는 것에 의해서는 관련 규제에 효과적으로 대응하기 어려우므로, 이들 재료에 전도성을 부가한 전도성 고분자 및 복합 재료에 대하여 관심이 증대되고 있다. 이러한 전기 전도성 고분자의 대표적인 예로서는 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리피롤, 폴리파라페닐렌, 폴리파라페닐렌비닐렌, 폴리아세틸렌, 폴리아조메틴 등을 들 수 있다. 일반적으로, 이들 전기 전도성 고분자의 전기전도 특성은 도핑제의 선택과 도핑 정도에 크게 좌우된다. 그러나 이들 전도성 고분자 재료는 대부분 불용성이거나 가용성이 크게 떨어져 가공상 많은 문제점을 갖고 있다.However, due to the recent increase in electromagnetic interference regulations at home and abroad, it is generally difficult to effectively cope with the related regulations by using fiber-reinforced composite materials and various plastic materials. Therefore, conductive polymers and composite materials having added conductivity to these materials There is growing interest in. Representative examples of such electrically conductive polymers include polyaniline, polythiophene, polypyrrole, polyparaphenylene, polyparaphenylenevinylene, polyacetylene, polyazomethine and the like. In general, the electrical conductivity of these electrically conductive polymers is highly dependent on the choice of dopant and the degree of doping. However, most of these conductive polymer materials are insoluble or have poor solubility, causing many problems in processing.

이에 따라, 유기 용매 또는 유기 용매와 물의 혼합 용매에 대한 용해성이 우수한 새로운 전도성 고분자 재료를 제공하는 것이 절실하게 요청되고 있다.Accordingly, there is an urgent need to provide a new conductive polymer material having excellent solubility in an organic solvent or a mixed solvent of organic solvent and water.

따라서 본 발명의 첫 번째 목적은 폴리아조메틴의 제조에 중간체로 사용될 수 있는 디아미노카바졸 유도체 화합물 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.Accordingly, a first object of the present invention is to provide a diaminocarbazole derivative compound which can be used as an intermediate in the preparation of polyazomethine and a method for producing the same.

본 발명의 두 번째 목적은 상기 디아미노카바졸 유도체 화합물로부터 합성되는, 유기 용매 또는 유기 용매와 물의 혼합 용매에 대한 용해성이 우수한, 폴리아조메틴 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.It is a second object of the present invention to provide a polyazomethine and a method for producing the same, which are excellent in solubility in an organic solvent or a mixed solvent of water and an organic solvent synthesized from the diaminocarbazole derivative compound.

본 발명의 세 번째 목적은 도핑제로 본 발명에 따른 폴리아조메틴을 도핑하여 얻어지는 전기 전도성 고분자 재료를 제공하는 것이다.A third object of the present invention is to provide an electrically conductive polymer material obtained by doping the polyazomethine according to the present invention with a dopant.

도 1은 본 발명의 실시예 4와 5에서 제조된 폴리아조메틴 중합체의 열안정성 시험 결과를 보여주는 것이다.Figure 1 shows the results of the thermal stability test of the polyazomethine polymer prepared in Examples 4 and 5 of the present invention.

상기와 같은 본 발명의 목적은 다음의 화학식 1로 표시되는 디아미노카바졸 유도체 화합물, 화학식 2로 표시되는 폴리아조메틴 및 이들의 제조방법을 제공하는 것에 의하여 달성된다.The object of the present invention as described above is achieved by providing a diaminocarbazole derivative compound represented by the following formula (1), polyazomethine represented by the formula (2), and a method for preparing the same.

식 중, R은 수소, 탄소 수 50개 이내의 알킬기, 히드록시알킬기, 알킬아릴히드록시기, 아릴히드록시기, 카르복시알킬기, 알킬에스테르기, 아릴에스테르기 및알킬아릴에스테르기로 구성된 군에서 선택된다.In the formula, R is selected from the group consisting of hydrogen, an alkyl group having up to 50 carbon atoms, a hydroxyalkyl group, an alkylarylhydroxy group, an arylhydroxy group, a carboxyalkyl group, an alkylester group, an arylester group and an alkylarylester group.

화학식 2에 있어서, R은 상기 화학식 1에서와 동일하고, Z는 N-R1또는 CR2R3로서, 상기 R1, R2및 R3은 각각 독립적으로 수소, 탄소 수 50개 이내의 알킬기, 히드록시알킬기, 알킬아릴히드록시기, 아릴히드록시기, 카르복시알킬기, 알킬에스테르기, 아릴에스테르기 및 알킬아릴에스테르기로 구성된 군에서 선택되며, n은 2 내지 500,000의 값을 갖는다.In Chemical Formula 2, R is the same as in Chemical Formula 1, Z is NR 1 or CR 2 R 3 , wherein R 1 , R 2 and R 3 are each independently hydrogen, an alkyl group having 50 or less carbon atoms, or a hydride. It is selected from the group consisting of an oxyalkyl group, an alkylarylhydroxy group, an arylhydroxy group, a carboxyalkyl group, an alkylester group, an arylester group, and an alkylarylester group, n has a value of 2-500,000.

상기 화학식 1로 표시되는 본 발명의 디아미노카바졸 유도체 화합물은 다음의 반응식 1에 나타낸 반응 경로를 거쳐 이하에서 설명하는 방법에 따라 제조될 수 있다.The diaminocarbazole derivative compound of the present invention represented by Formula 1 may be prepared according to the method described below via the reaction route shown in Scheme 1 below.

첫 번째 단계는 카바졸을 적당한 용매에 용해시킨 다음, 카바졸 N-H 결합의 수소 원자를 염기 촉매를 사용하여, 탄소 수 50 개 이내의 알킬기, 히드록시알킬기, 알킬아릴히드록시기, 아릴히드록시기, 카르복시알킬기, 알킬에스테르기, 아릴에스테르기 및 알킬아릴에스테르기로 구성된 군에서 선택되는 치환기로 치환시키는 것이다. 반응 용매로는 테트라하이드로퓨란을, 염기 촉매로는 소듐 하이드라이드 (NaH) 또는 포타슘 카보네이트 (K2CO3)를 사용하는 것이 바람직하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The first step is to dissolve the carbazole in a suitable solvent, and then, using a base catalyst, the hydrogen atom of the carbazole NH bond, using an alkyl group, hydroxyalkyl group, alkylarylhydroxy group, arylhydroxy group, carboxyalkyl group, It is substituted by the substituent selected from the group which consists of an alkyl ester group, an aryl ester group, and an alkyl aryl ester group. Tetrahydrofuran is used as the reaction solvent, and sodium hydride (NaH) or potassium carbonate (K 2 CO 3 ) is preferably used as the base catalyst, but is not necessarily limited thereto.

두 번째 단계는 카바졸 고리에 두 개의 니트로기를 도입하는 것이다. 반응 용매로는 아세트산과 아세트산 무수물로 구성된 혼합 용매를, 니트로화제로는 질산구리(II) 2.5 수화물(Cu(NO3)2·2.5H2O)을 사용할 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 얼음 조(ice bath)를 사용하여 반응 온도를 0℃로 유지하는 것이 바람직한데, 이는 니트로화제를 투입하였을 때 반응 온도가 발열에 의해 100℃ 이상까지 상승하여 폭발 위험성이 있기 때문이다. R이 수소인 화합물은 카바졸을 직접 니트로화하여 얻는다.The second step is to introduce two nitro groups into the carbazole ring. As the reaction solvent, a mixed solvent composed of acetic acid and acetic anhydride, and copper nitrate 2.5 hydrate (Cu (NO 3 ) 2 .2.5H 2 O) may be used as the nitrating agent, but are not necessarily limited thereto. It is preferable to keep the reaction temperature at 0 ° C by using an ice bath, because when the nitrating agent is added, the reaction temperature rises to 100 ° C or more by exotherm, and there is a risk of explosion. Compounds in which R is hydrogen are obtained by direct nitration of carbazole.

세 번째 단계는 환원제를 사용하여 니트로기를 아미노기로 환원시켜 상기 화학식 1로 표시되는 디아미노카바졸 유도체 화합물을 얻는 것이다. 반응 용매로는 아세트산과 염산의 혼합 용액을, 환원제로는 염화주석(SnCl2)을 사용할 수 있다.The third step is to reduce the nitro group to an amino group using a reducing agent to obtain a diaminocarbazole derivative compound represented by Chemical Formula 1. A mixed solution of acetic acid and hydrochloric acid may be used as the reaction solvent, and tin chloride (SnCl 2 ) may be used as the reducing agent.

상기 화학식 2로 표시되는 본 발명의 폴리아조메틴은 상기 화학식 1의 디아미노카바졸 유도체를 다음의 화학식 3으로 표시되는 카바졸디알데히드 또는 플루오렌디알데히드 공단량체와 공중합시키는 것을 통하여 제조될 수 있다.The polyazomethine of the present invention represented by Chemical Formula 2 may be prepared by copolymerizing the diaminocarbazole derivative of Chemical Formula 1 with carbazole dialdehyde or fluorenedialdehyde comonomer represented by Chemical Formula 3 below.

식 중, Z는 N-R1또는 CR2R3이고, 상기 R1, R2및 R3은 각각 독립적으로 수소, 탄소 수 50개 이내의 알킬기, 히드록시알킬기, 알킬아릴히드록시기, 아릴히드록시기, 카르복시알킬기, 알킬에스테르기, 아릴에스테르기 및 알킬아릴에스테르기로 구성된 군에서 선택된다.In formula, Z is NR <1> or CR <2> R <3> , and said R <1> , R <2> and R <3> are respectively independently hydrogen, an alkyl group of 50 carbon atoms, a hydroxyalkyl group, an alkylarylhydroxy group, an arylhydroxy group, and a carboxyalkyl group , Alkyl ester group, aryl ester group and alkyl aryl ester group.

상기 화학식 3에서 Z가 N-R1인 카바졸디알데하이드 공단량체는 다음의 반응식 2에 나타낸 것과 같은 방법으로 합성될 수 있다.Z is NR 1 the cover joldi aldehyde comonomers in the above formula (3) can be synthesized in the same way as that shown in Scheme 2 below.

우선, 카바졸을 적당한 용매에 용해시킨 다음, N-H 결합의 수소 원자를 염기 촉매를 사용하여 탄소 수 50개 이내의 알킬기, 히드록시알킬기, 알킬아릴히드록시기, 아릴히드록시기, 카르복시알킬기, 알킬에스테르기, 아릴에스테르기 및 알킬아릴에스테르기로 구성된 군에서 선택되는 물질과 반응시켜, Z가 N-R1인 카바졸을 얻는다. 반응 조건은 상기 화학식 1 화합물 제조 과정의 첫 번째 단계에서와 동일하다.First, the carbazole is dissolved in a suitable solvent, and then the hydrogen atom of the NH bond is substituted with an alkyl group, a hydroxyalkyl group, an alkylarylhydroxy group, an arylhydroxy group, a carboxyalkyl group, an alkylester group, or an aryl having up to 50 carbon atoms using a base catalyst. Reaction with a substance selected from the group consisting of ester groups and alkylaryl ester groups yields carbazoles wherein Z is NR 1 . The reaction conditions are the same as in the first step of preparing the compound of Formula 1.

그 다음으로, 치환되지 않은 카바졸 또는 Z가 N-R1인 카바졸 유도체 화합물에 2 개의 알데히드기를 도입하여, 카바졸디알데히드를 얻는다. 이 반응에서는 반응물로서 디메틸포름아미드와 포스포러스 옥시클로라이드 (phosphorous oxychloride)를, 반응 용매로는 1,1,2-트리클로로에탄을 사용할 수 있다.Next, two aldehyde groups are introduced into an unsubstituted carbazole or a carbazole derivative compound in which Z is NR 1 to obtain a carbazole dialdehyde. In this reaction, dimethylformamide and phosphorous oxychloride can be used as a reactant, and 1,1,2-trichloroethane can be used as a reaction solvent.

상기 화학식 3에서 Z가 CR2R3인 플루오렌디알데히드 공단량체는 다음의 반응식 3에 나타낸 것과 같은 반응 경로를 거쳐 이하에서 설명하는 것과 같은 방법으로 제조될 수 있다.In Formula 3, the fluorenedialdehyde comonomer in which Z is CR 2 R 3 may be prepared by a method as described below through a reaction route as shown in Scheme 3 below.

첫 번째 단계에서는 플루오렌 오각형 고리의 메틸렌 위치에 존재하는 수소 원자 1 개 또는 2 개를 탄소 수 50개 이내의 알킬기, 히드록시알킬기, 알킬아릴히드록시기, 아릴히드록시기, 카르복시알킬기, 알킬에스테르기, 아릴에스테르기 및 알킬아릴에스테르기로 구성된 군에서 선택되는 치환기로 치환시킨다. 이 반응에서는 용매로서 테트라하이드로퓨란을, 촉매로는 강염기 촉매인 n-부틸리튬을 사용하는 것이 바람직하다.In the first step, one or two hydrogen atoms in the methylene position of the fluorene pentagonal ring are each an alkyl group, a hydroxyalkyl group, an alkylarylhydroxy group, an arylhydroxy group, a carboxyalkyl group, an alkylester group or an aryl ester having up to 50 carbon atoms. Substituted by a substituent selected from the group consisting of a group and an alkylaryl ester group. In this reaction, it is preferable to use tetrahydrofuran as a solvent and n-butyllithium which is a strong base catalyst as a catalyst.

두 번째 단계에서는 첫 번째 단계의 생성물 중의 플루오렌 고리 수소 8개 중 2개를 할로겐 원자로 치환시키는 것이다. 상기 할로겐 원자는 브롬인 것이 바람직하며, 이 경우 반응 용매로는 프로필렌카보네이트를, 브롬화제로는 N-브로모숙신이미드 (N-bromosuccinimide)를 사용할 수 있다.In the second step, two of the eight fluorene ring hydrogens in the product of the first step are replaced with halogen atoms. The halogen atom is preferably bromine. In this case, propylene carbonate may be used as the reaction solvent, and N-bromosuccinimide may be used as the brominating agent.

세 번째 단계는 두 번째 단계의 생성물을 염기 촉매 존재 하에서 디메틸포름아미드와 반응시켜 앞에서 도입된 2 개의 브롬 원자를 알데히드기로 치환시켜, 플루오렌디알데히드 공단량체를 얻는 것이다. 반응 용매로는 테트라하이드로퓨란을, 염기 촉매로는 n-부틸리튬을 사용할 수 있다.The third step is to react the product of the second step with dimethylformamide in the presence of a base catalyst to replace the two bromine atoms introduced previously with an aldehyde group to obtain fluorenedialdehyde comonomers. Tetrahydrofuran can be used as the reaction solvent, and n-butyllithium can be used as the base catalyst.

이상에서 설명한 것과 같은 과정을 통하여 합성된 디아미노카바졸 유도체를 주요 단량체로 사용하고, 카바졸디알데히드 유도체 또는 플루오렌디알데히드 유도체를 공단량체로 사용하여 용액 상태에서 공중합시킴으로써, 화학식 2로 표시되는 폴리아조메틴을 얻는다. 중합 반응 용매로는 어떠한 유기 용매라도 사용될 수 있으나, 바람직하게는 o-, m- 및 p-크레졸, 클로로포름, 테트라하이드로퓨란, 디메틸포름아미드 및 N-메틸피롤리돈으로 구성된 군에서 선택된다.By using a diaminocarbazole derivative synthesized through the same process as described above as the main monomer, and using a carbazole dialdehyde derivative or a fluorenedialdehyde derivative as a comonomer in the solution state, the polya represented by the formula (2) Gets Jometin Any organic solvent can be used as the polymerization solvent, but is preferably selected from the group consisting of o-, m- and p-cresol, chloroform, tetrahydrofuran, dimethylformamide and N-methylpyrrolidone.

중합은 건조된 용매 내에 화학식 1로 표시되는 디아미노카바졸 유도체 화합물과 화학식 3으로 표시되는 카바졸디알데히드 또는 플루오렌디알데히드 유도체 화합물을 반응기에 넣고, 감압하여 중합 반응 중 생성되는 물을 지속적으로 제거하는 방법으로 진행시킬 수 있다.The polymerization was carried out by placing a diaminocarbazole derivative compound represented by the formula (1) and a carbazole dialdehyde or fluorenedialdehyde derivative compound represented by the formula (3) in a dried solvent in a reactor and depressurizing to continuously remove water generated during the polymerization reaction. You can proceed in such a way.

중합 반응에는 출발 물질의 종류에 따라 수 시간 내지 24 시간이 소요될 수있으며, 반응 온도는 상온 내지 130℃의 온도 범위일 수 있다. 중합 반응은 상온에서도 진행되지만, 생성되는 물을 제거하는 것이 필요한 경우에는 온도를 상승시킨다. 상온에서 중합 반응을 진행시키는 경우에는 중합 반응 매질 내에 중합 과정에서 생성되는 물을 흡수할 수 있는 리튬 클로라이드와 같은 염을 첨가하며, 이 경우 용매로는 염기성 용매를 사용한다.The polymerization reaction may take several hours to 24 hours depending on the type of starting material, and the reaction temperature may range from room temperature to 130 ° C. Although the polymerization reaction proceeds even at room temperature, the temperature is raised when it is necessary to remove the generated water. In the case where the polymerization reaction proceeds at room temperature, a salt such as lithium chloride capable of absorbing the water generated during the polymerization process is added to the polymerization reaction medium. In this case, a basic solvent is used as the solvent.

중합 시간을 증가시킴으로써, 또는 중합 반응을 100℃ 이상의 온도에서 수행함으로써, 생성되는 공중합체의 분자량을 증가시킬 수 있다. 상술한 것과 같은 방법으로 제조되는 본 발명의 폴리아조메틴 중합체는 무게 평균 분자량이 1,000 내지 500,000 범위 내이다.By increasing the polymerization time or by carrying out the polymerization reaction at a temperature of 100 ° C. or higher, the molecular weight of the resulting copolymer can be increased. The polyazomethine polymer of the present invention prepared by the same method as described above has a weight average molecular weight in the range of 1,000 to 500,000.

화학식 2로 표시되는 본 발명에 따른 폴리아조메틴은 고분자 주쇄가 π-공액 구조를 갖는 것을 특징으로 하며, 동시에 측쇄에 존재하는 치환기에 의하여 유기 용매 또는 유기 용매와 물의 혼합 용매에 대한 용해도가 우수하여, 가공성이 우수하다.Polyazomethine according to the present invention represented by the formula (2) is characterized in that the polymer main chain has a π-conjugated structure, and at the same time excellent solubility in an organic solvent or a mixed solvent of organic solvent and water by a substituent present in the side chain Excellent workability.

본 발명은 또한, 상술한 앞에서 설명한 것과 같은 방법으로 제조된 폴리아조메틴을 적당한 도핑제로 도핑하여 얻어지는 전기 전도성 고분자 재료에 관한 것이다.The present invention also relates to an electrically conductive polymer material obtained by doping a polyazomethine prepared by the same method as described above with a suitable doping agent.

폴리아조메틴을 가공 또는 도핑제를 사용하여 도핑하기 위해서는 우선 폴리아조메틴을 적당한 용매에 용해시켜야 한다. 이 때 용매로는 모든 산 용액 또는 유기 용매와 물의 혼합 용액이 사용될 수 있으나, 바람직하게는 황산, 염산, 인산, 질산, 도데실벤젠술폰산, 캄포술폰산, 술포살리실산, 톨루엔술폰산, 벤젠술폰산,술페믹산, 나프탈렌산, 디메틸술페이트, 디에틸술페이트, 디프로필술페이트, 디(2-에틸헥실)술포숙시네이트, 4-술포프탈산, 말론산, 1,1,2-트리클로로에탄, 클로로포름, 디클로로메탄, 테트라하이드로퓨란, 디메틸포름아미드, 프로필렌카보네이트, N-메틸 피롤리돈 및 m-크레졸로 구성된 군에서 하나 이상 선택된다.In order to dope a polyazomethine with a processing or dopant, the polyazomethine must first be dissolved in a suitable solvent. At this time, all of the acid solution or a mixed solution of organic solvent and water may be used as the solvent. , Naphthalene acid, dimethyl sulfate, diethyl sulfate, dipropyl sulfate, di (2-ethylhexyl) sulfosuccinate, 4-sulfophthalic acid, malonic acid, 1,1,2-trichloroethane, chloroform, At least one selected from the group consisting of dichloromethane, tetrahydrofuran, dimethylformamide, propylenecarbonate, N-methyl pyrrolidone and m-cresol.

폴리아조메틴을 유기 용매 또는 유기 용매와 물의혼합 용액에 용해시킨 다음, 산, 염 또는 요오드를 도핑제로 사용하여 폴리아조메틴에 도핑할 수 있다. 상기 도핑제는, 바람직하게는, 황산, 염산, 인산, 질산, 도데실벤젠술폰산, 캄포술폰산, 술포살리실산, 톨루엔술폰산, 벤젠술폰산, 술페믹산, 나프탈렌산, 디메틸술페이트, 디에틸술페이트, 디프로필술페이트, 디(2-에틸헥실)술포숙시네이트, 4-술포프탈산 및 말론산으로 구성된 군에서 하나 이상 선택된다. 산 또는 염기를 도핑제로서 사용하는 경우에는 1M 용액을 사용한다. 대부분의 경우에 도핑은 1 g의 중합체를 1M 농도의 도핑제 용액 10 ml에 넣고, 24시간 내지 48시간 동안 교반하는 방법으로 수행한다.The polyazomethine may be dissolved in an organic solvent or a mixed solution of organic solvent and water and then doped into the polyazomethine using an acid, salt or iodine as the dopant. The doping agent is preferably sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, nitric acid, dodecylbenzenesulfonic acid, camphorsulfonic acid, sulfosalicylic acid, toluenesulfonic acid, benzenesulfonic acid, sulfic acid, naphthalene acid, dimethylsulfate, diethylsulfate, di At least one selected from the group consisting of propylsulfate, di (2-ethylhexyl) sulfosuccinate, 4-sulfophthalic acid and malonic acid. 1M solution is used when acid or base is used as dopant. In most cases doping is carried out by placing 1 g of polymer in 10 ml of 1 M dopant solution and stirring for 24 to 48 hours.

실시예Example

이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 실시예는 본 발명의 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the embodiments are only examples of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

단량체 제조예Monomer Production Example

실시예 1Example 1

3,6-디아미노-9-[(2-에틸)헥실]카바졸의 제조Preparation of 3,6-diamino-9-[(2-ethyl) hexyl] carbazole

카바졸 10 g을 테트라하이드로퓨란 100 ml에 용해시키고, 2-(에틸)헥실브로마이드 15.2 ml를 첨가한 다음, 촉매로서 소듐 하이드라이드 6.5 g 을 첨가하고, 78℃에서 24 시간 동안 반응시켰다. 반응이 완결된 다음, 2M 염산 용액을 사용하여 중화하고, 에틸 아세테이트와 물을 첨가하여 유기층을 분리하고, 에틸 아세테이트를 감압 제거하여 노란색 액체를 얻은 다음, 이를 크로마토그래피하여 9-[(2-에틸)헥실]카바졸 9.2 g (수율 91%)을 얻었다.10 g of carbazole was dissolved in 100 ml of tetrahydrofuran, 15.2 ml of 2- (ethyl) hexylbromide was added, followed by 6.5 g of sodium hydride as a catalyst and reacted at 78 ° C. for 24 hours. After the reaction was completed, neutralized with 2M hydrochloric acid solution, ethyl acetate and water were added to separate the organic layer, and ethyl acetate was removed under reduced pressure to obtain a yellow liquid, which was then chromatographed to give 9-[(2-ethyl ) Hexyl] carbazole was obtained (yield 91%).

0℃에서 아세트산 30 ml와 아세트산 무수물 30 ml의 혼합물에 질산구리(II) 2.5 수화물(Cu(NO3)2·2.5H2O) 10 g을 첨가한 다음, 15 분이 경과한 후에 9-[(2-에틸)헥실]카바졸 5 g을 가하고, 1 시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 과량의 물에 부어 침전을 생성시키고, 이를 거른 다음, 고체를 진공 건조시켜, 3,6-디니트로-9-[(2-에틸)헥실]카바졸을 87%의 수율로 얻었다.10 g of copper (II) nitrate 2.5 hydrate (Cu (NO 3 ) 2 .2.5H 2 O) was added to a mixture of 30 ml of acetic acid and 30 ml of acetic anhydride at 0 ° C., followed by 9-[( 5 g of 2-ethyl) hexyl] carbazole were added and stirred for 1 hour. The reaction mixture was poured into excess water to form a precipitate which was filtered off and the solid was dried in vacuo to give 3,6-dinitro-9-[(2-ethyl) hexyl] carbazole in 87% yield.

환류 장치가 되어 있는 용기에 염산 10 ml, 아세트산 60 ml 및 염화주석 22 g 을 넣고, 이 혼합물에 3,6-디니트로-9-[(2-에틸)헥실]카바졸 3 g을 첨가한 다음, 반응 혼합물을 24 시간 동안 환류시켰다. 소듐 히드록시드 용액으로 반응 용액을 중화하고, 생성된 침전을 여과한 다음, 걸러진 고체를 100℃에서 진공 건조시켰다. 이 고체를 다시 테트라하이드로퓨란에 용해시키고, 용해되지 않은 염을 여과하여 제거하여 목적 화합물을 87%의 수율로 얻었다. 이를 확인한 데이터는 다음과 같다.10 ml of hydrochloric acid, 60 ml of acetic acid and 22 g of tin chloride were added to a vessel equipped with a reflux apparatus, and 3 g of 3,6-dinitro-9-[(2-ethyl) hexyl] carbazole was added to the mixture. The reaction mixture was refluxed for 24 hours. The reaction solution was neutralized with sodium hydroxide solution, the resulting precipitate was filtered off, and the filtered solid was vacuum dried at 100 ° C. This solid was again dissolved in tetrahydrofuran and the insoluble salts were filtered off to afford the desired compound in 87% yield. The data confirmed this is as follows.

녹는점: 134℃Melting Point: 134 ℃

1H NMR(DMSO, TMS에 대한 δ): 7.23(s, 2H), 7.20(d, 2H), 6,85(m, 2H), 4.94(s, 2H), 4.11(d, 2H), 2.11(s, 1H), 1.37-1.23(m, 10H), 0.95-0.86(m, 6H) 1 H NMR (δSO, δ for TMS): 7.23 (s, 2H), 7.20 (d, 2H), 6,85 (m, 2H), 4.94 (s, 2H), 4.11 (d, 2H), 2.11 (s, 1H), 1.37-1.23 (m, 10H), 0.95-0.86 (m, 6H)

IR(KBr, cm-1): 3373, 3281, 3190, 2920, 2859, 1621, 1580, 1488, 1325, 1203, 877, 791IR (KBr, cm -1 ): 3373, 3281, 3190, 2920, 2859, 1621, 1580, 1488, 1325, 1203, 877, 791

C20H27N3으로부터 계산된 원소 분석치: C; 77.83, H; 8.79, N; 13.58Elemental analysis calculated from C 20 H 27 N 3 : C; 77.83, H; 8.79, N; 13.58

실측치: C; 78.12, H; 8.34, N; 13.59Found: C; 78.12, H; 8.34, N; 13.59

실시예 2Example 2

9-[(2-에틸)헥실]-3,6-카바졸디알데히드의 제조Preparation of 9-[(2-ethyl) hexyl] -3,6-carbazoledialdehyde

9-[(2-에틸)헥실]카바졸 5 g을 1,1,2-트리클로로에탄 30 ml에 용해시키고, 0℃에서 디메틸포름아미드 16.7ml와 포스포러스 옥시클로라이드 16.8 ml를 첨가한 다음, 110℃에서 24 시간 동안 반응시켰다. 반응 혼합물을 포타슘 히드록시드 용액으로 중화하고, 에틸 아세테이트로 추출한 다음, 에틸 아세테이트를 감암 제거하였다. 잔류물을 에틸 아세테이트 : 헥산을 1 : 10의 비율로 사용하여 크로마토그래피하여 목적 화합물을 분리하였으며, 분리된 생성물을 소량의 에틸 아세테이트와 과량의 헥산으로 재결정하여 순수한 목적 화합물 3.6 g 을 얻었다.5 g of 9-[(2-ethyl) hexyl] carbazole was dissolved in 30 ml of 1,1,2-trichloroethane, 16.7 ml of dimethylformamide and 16.8 ml of phosphorus oxychloride were added at 0 ° C, The reaction was carried out at 110 ° C. for 24 hours. The reaction mixture was neutralized with potassium hydroxide solution, extracted with ethyl acetate, and then ethyl acetate was darkened. The residue was chromatographed using ethyl acetate: hexane in a ratio of 1: 10 to separate the target compound, and the separated product was recrystallized from a small amount of ethyl acetate and excess hexane to obtain 3.6 g of the pure target compound.

녹는점: 112℃Melting Point: 112 ℃

1H NMR(CLCl3, TMS에 대한 δ): 10.02(s, 1H), 8.55(s, 2H), 7.99(s, 2H), 7.43(d, 2H), 4.15(d, 2H), 1.97(m, 1H), 1.28-1.15(m, 10H), 0.85-0.71(m, 6H) 1 H NMR (ClCl 3 , δ for TMS): 10.02 (s, 1H), 8.55 (s, 2H), 7.99 (s, 2H), 7.43 (d, 2H), 4.15 (d, 2H), 1.97 ( m, 1H), 1.28-1.15 (m, 10H), 0.85-0.71 (m, 6H)

IR(KBr, cm-1): 2945, 2863, 1640, 1587, 1473, 1320, 1196, 875, 783IR (KBr, cm -1 ): 2945, 2863, 1640, 1587, 1473, 1320, 1196, 875, 783

C22H25NO2로부터 계산된 원소 분석치: C; 78.77, H; 7.53, N; 4.18Elemental analysis calculated from C 22 H 25 NO 2 : C; 78.77, H; 7.53, N; 4.18

실측치: C; 79.02, H;7.89 N;4.37Found: C; 79.02, H; 7.89 N; 4.37

실시예 3Example 3

9,9-디부틸-2,7-플루오렌디알데히드의 제조Preparation of 9,9-dibutyl-2,7-fluorenedialdehyde

질소 분위기 하에서, 플루오렌 4.24 g을 테트라하이드로퓨란 60 ml에 용해시키고, 드라이아이스를 이용하여 온도를 -78℃까지 내리고, 부틸 브로마이드 8 g을 첨가한 다음, n-부틸리튬 21.5 ml를 가하고, 5 시간 동안 반응시켰다. 반응 혼합물에 물을 붓고, 디에틸 에티르로 추출한 다음, 용매를 감압 제거하여, 9,9-디부틸플루오렌 6.6 g을 (수율 93%) 얻었다.Under a nitrogen atmosphere, 4.24 g of fluorene was dissolved in 60 ml of tetrahydrofuran, the temperature was lowered to -78 ° C using dry ice, 8 g of butyl bromide were added, and 21.5 ml of n-butyllithium was added, 5 The reaction was carried out for a time. Water was poured into the reaction mixture, followed by extraction with diethyl ethyr. The solvent was removed under reduced pressure to obtain 6.6 g (yield 93%) of 9,9-dibutylfluorene.

질소 분위기 하에서, 9,9-디부틸플루오렌 5 g을 프로필렌 카보네이트 80 ml에 용해시키고, N-브로모숙신이미드 3.84 g을 첨가한 다음, 2시간 동안 반응시켰다. 반응 혼합물에 과량의 물에 부어 침전을 생성시키고, 여과하여 흰색 고체를 얻었다. 고체를 헥산으로 재결정하여 2,7-디브로모-9,9-디부틸플루오렌 6.7 g 을 얻었다.Under a nitrogen atmosphere, 5 g of 9,9-dibutylfluorene was dissolved in 80 ml of propylene carbonate, and 3.84 g of N-bromosuccinimide was added, followed by reaction for 2 hours. The reaction mixture was poured into excess water to form a precipitate, which was filtered to give a white solid. The solid was recrystallized from hexane to give 6.7 g of 2,7-dibromo-9,9-dibutylfluorene.

질소 분위기 하에서, 2,7-디브로모-9,9-디부틸플루오렌 5 g을 테트라하이드로퓨란 50 ml에 용해시키고, 드라이아이스를 이용하여 온도를 -78℃까지 내리고, n-부틸리튬 5 ml를 첨가하였다. 그 다음, 디메틸포름아미드 27 ml를 가하고, 4시간 동안 반응시켰다. 반응 혼합물에 물을 붓고, 디에틸 에테르로 추출한 다음, 용매를 제거하여 얻어진 잔류물을 에틸 아세테이트 : 헥산을 1 : 10의 비율로 사용하여 컬럼 크로마토그래피하여 흰색 고체를 얻었다. 이 고체를 헥산으로 재결정하여 9,9-디부틸-2,7-플루오렌디알데히드 2.87 g을 얻었다.Under a nitrogen atmosphere, 5 g of 2,7-dibromo-9,9-dibutylfluorene was dissolved in 50 ml of tetrahydrofuran, the temperature was lowered to -78 ° C using dry ice, and n-butyllithium 5 ml was added. Then, 27 ml of dimethylformamide was added and reacted for 4 hours. Water was added to the reaction mixture, extraction was performed with diethyl ether, and the solvent was removed. The residue obtained was subjected to column chromatography using ethyl acetate: hexane in a ratio of 1: 10 to obtain a white solid. This solid was recrystallized from hexane to give 2.87 g of 9,9-dibutyl-2,7-fluorenedialdehyde.

녹는점: 121℃Melting Point: 121 ℃

1H NMR(CLCl3, TMS에 대한 δ): 10.08(s, 1H), 7.95-7.88(m, 6H), 2.08(t, 4H), 1.08(m, 4H), 0.65(t, 6H), 0.52(m, 4H) 1 H NMR (CLCl 3 , δ for TMS): 10.08 (s, 1H), 7.95-7.88 (m, 6H), 2.08 (t, 4H), 1.08 (m, 4H), 0.65 (t, 6H), 0.52 (m, 4H)

IR(KBr, cm-1): 2990, 2872, 1670, 1581, 1493, 1227, 1184, 895, 788IR (KBr, cm -1 ): 2990, 2872, 1670, 1581, 1493, 1227, 1184, 895, 788

C23H26O2로부터 계산된 원소 분석치: C; 82.6, H; 7.84Elemental analysis calculated from C 23 H 26 O 2 : C; 82.6, H; 7.84

실측치: C; 82.62, H;8.16Found: C; 82.62, H; 8.16

중합체 제조예Polymer Preparation

실시예 4Example 4

실시예 1에서 제조된 3,6-디아미노-9-[(2-에틸)헥실]카바졸 0.5 g과 실시예 2에서 제조된 9-[(2-에틸)헥실]-3,6-카바졸디알데히드를동일한 당량으로사용하여 m-크레졸 10 ml에 용해시키고, 부산물로서 생성되는 물을 제거하기 위하여 50 cmHg로 감압하면서 24 시간 동안 상온에서 중합시켜 폴리아조메틴을 81%의 수율로 얻었다. 제조된 중합체를 메탄올을 용매로 사용하여 삭스렛 추출하여 저분자량의 중합체를 제거하여, 무게 평균 분자량이 1,000 내지 500,000 인 고분자량의 중합체를 얻었다.0.5 g of 3,6-diamino-9-[(2-ethyl) hexyl] carbazole prepared in Example 1 and 9-[(2-ethyl) hexyl] -3,6-carba prepared in Example 2 Zoldialdehyde was dissolved in 10 ml of m-cresol using the same equivalent weight and polymerized at room temperature for 24 hours under reduced pressure to 50 cmHg to remove the water produced as a by-product to obtain polyazomethine in 81% yield. The prepared polymer was subjected to saxlet extraction using methanol as a solvent to remove the low molecular weight polymer, thereby obtaining a high molecular weight polymer having a weight average molecular weight of 1,000 to 500,000.

용매로서 m-크레졸 대신, 3 ml의 N-메틸피롤리돈(NMP)과 7 ml의 디메틸아세트아미드(DMAc)의 혼합물을 공용매로 사용하고, 중합 도중 생성된 물을 제거하기 위하여 반응 매질 내에 리튬클로라이드 0.05 g을 첨가하여 상온에서 중합시켜 앞에서와 동일한 생성물을 86%의 수율로 얻었다.Instead of m-cresol as a solvent, a mixture of 3 ml of N-methylpyrrolidone (NMP) and 7 ml of dimethylacetamide (DMAc) is used as a cosolvent and in the reaction medium to remove the water produced during the polymerization. 0.05 g of lithium chloride was added and polymerized at room temperature, yielding the same product as above in 86% yield.

1H NMR(DMSO, TMS에 대한 δ): 8.76(s, 2H), 8.54(s, 2H), 8.18-7.56(m, 4H), 7.56(t, 2H), 4.51(s, 2H), 2.19(s, 1H), 1.45-1.27(m, 8H), 1.03-0.87(m, 6H) 1 H NMR (δSO, δ for TMS): 8.76 (s, 2H), 8.54 (s, 2H), 8.18-7.56 (m, 4H), 7.56 (t, 2H), 4.51 (s, 2H), 2.19 (s, 1H), 1.45-1.27 (m, 8H), 1.03-0.87 (m, 6H)

IR(KBr, cm-1): 2935, 2863, 1592, 1494, 1274, 1135, 801IR (KBr, cm -1 ): 2935, 2863, 1592, 1494, 1274, 1135, 801

실시예 5Example 5

실시예 1에서 제조된 3,6-디아미노-9-[(2-에틸)헥실]카바졸 0.5 g과 실시예 3에서 제조된 9,9-디부틸-2,7-플루오렌디알데히드를 동일한 당량으로 사용하여, 실시예 4에서와 동일한 방법으로 중합시켜, 카바졸과 플루오렌의 교대 공중합체를 84%의 수율로 얻었다.0.5 g of 3,6-diamino-9-[(2-ethyl) hexyl] carbazole prepared in Example 1 and 9,9-dibutyl-2,7-fluorenedialdehyde prepared in Example 3 were prepared. With the same equivalent It was polymerized in the same manner as in Example 4 to obtain an alternating copolymer of carbazole and fluorene in a yield of 84%.

1H NMR(DMSO, TMS에 대한 δ): 8.85(s, 2H), 8.21-7.89(m, 8H), 7.62-7.29(m, 4H), 4.25(s, 2H), 2.19(t, 6H), 1.44(m, 8H), 0.75(m, 6H), 0.56(t, 9H) 1 H NMR (δSO, δ for TMS): 8.85 (s, 2H), 8.21-7.89 (m, 8H), 7.62-7.29 (m, 4H), 4.25 (s, 2H), 2.19 (t, 6H) , 1.44 (m, 8H), 0.75 (m, 6H), 0.56 (t, 9H)

IR(KBr, cm-1): 2943, 2854, 1624, 1478, 1298, 1144, 818IR (KBr, cm -1 ): 2943, 2854, 1624, 1478, 1298, 1144, 818

실시예 6Example 6

용해도 시험Solubility test

실시예 4와 5에서 제조된 중합체의 유기 용매에 대한 용해도를 시험하였다. 용해도 시험은 실온에서 수행하였으며, 육안으로 관찰하여 매우 맑은 용액이 되는가 여부 및 1㎛ 필터로 여과하였을 경우에 완전히 여과되는지를 확인하였다. 육안관찰에서 균일한 용액이 되는 경우에는 + 로, 완전히 여과되는 경우에는 - 로, 육안 관찰과 완전 여과를 동시에 충족하는 경우에는 ++ 로 평가하여 그 결과를 다음의 표 1에 나타내었다.The solubility in organic solvents of the polymers prepared in Examples 4 and 5 was tested. The solubility test was performed at room temperature and visually checked to see if it became a very clear solution and if it was filtered through a 1 μm filter. In the case of visual observation, the solution was evaluated as +, completely filtered,-, and when observing both visual observation and complete filtration at ++, the results are shown in Table 1 below.

중합체polymer 클로로포름chloroform 테트라하이드로퓨란Tetrahydrofuran 디메틸포름아미드Dimethylformamide 디메틸술폭시드Dimethyl sulfoxide N-메틸피롤리돈N-methylpyrrolidone 실시예 5Example 5 ++++ ++++ ++++ ++++ ++++ 실시예 4Example 4 ++++ ++++ ++++ ++++ ++++

이로부터 본 발명에 따른 중합체는 거의 모든 용매에 대하여 용해성이 우수하다는 것을 확인할 수 있었다. 클로로포름, 테트라하이드로퓨란, 디메틸포름아미드 및 N-메틸피롤리돈에 대한 용해도가 특히 우수하였다.From this, it was confirmed that the polymer according to the present invention has excellent solubility in almost all solvents. Solubility in chloroform, tetrahydrofuran, dimethylformamide and N-methylpyrrolidone was particularly good.

실시예 7Example 7

전기 전도성 시험Electrical conductivity test

1M 황산 용액을 도핑제로서 사용하여 1 g 의 중합체에 대하여 1M 황산 용액 10 ml를 사용하여 상기 실시예 4 및 5에서 얻어진 중합체와 각각 혼합시켜 48 시간 동안 교반하고, 도핑된 중합체를 여과하여 건조시켰다. 그 다음, 도핑된 중합체를 프레스를 사용하여 펠릿으로 만들고, 전기 전도도를 4-프루브를 사용하여 측정하였다. 실시예 4의 중합체의 경우에는 4.8 ×10-7s/cm 의 전도도를, 실시예 5의 중합체의 경우에는 2.4 ×10-2s/cm의 전도도를 나타내었다.1 M sulfuric acid solution was used as a dopant and 1 g of polymer was mixed with the polymers obtained in Examples 4 and 5, respectively, using 10 ml of 1 M sulfuric acid solution, and stirred for 48 hours, and the doped polymer was filtered and dried. . The doped polymer was then pelleted using a press and the electrical conductivity was measured using 4-probe. In the case of the polymer of Example 4, the conductivity was 4.8 × 10 −7 s / cm, and in the case of the polymer of Example 5, the conductivity was 2.4 × 10 −2 s / cm.

실시예 8Example 8

안정성 시험Stability test

열중량 분석기를 이용하여 열에 대한 안정성을 검사하였으며, 그 결과를 도1에 나타내었다. 도 1에서 4로 표시된 것은 실시예 4의 중합체를, 5로 표시된 것은 실시예 5의 중합체를 나타내는 것이다. 도 1로부터 본 발명에 따른 폴리아조메틴은 460℃ 까지 열 안정성을 지니고 있다는 것을 확인할 수 있다.The thermogravimetric analyzer was tested for heat stability, and the results are shown in FIG. 1. 1 in FIG. 1 denotes the polymer of Example 4, and 5 denotes the polymer of Example 5. From Figure 1 it can be seen that the polyazomethine according to the present invention has a thermal stability up to 460 ℃.

본 발명에 따라 우수한 용해성을 갖는 폴리아조메틴의 제조에 있어서 중간체로 사용될 수 있는 디아미노카바졸 유도체, 이로부터 제조되는 폴리아조메틴 공중합체 및 이들의 제조방법에 제공되었다.According to the present invention, diaminocarbazole derivatives which can be used as intermediates in the preparation of polyazomethines having excellent solubility, polyazomethine copolymers prepared therefrom and methods for their preparation are provided.

본 발명에 다른 폴리아조메틴은 용해성이 우수하여 대부분의 유기 용매 및 유기용매와 물의 혼합 용매에 잘 용해되므로, 박막을 비롯한 여러 형태로의 가공이 용이하다. 또한, 주쇄가 π-공액 구조를 이루고 있어 적당한 도핑제로 도핑함으로써 전기 전도 특성을 갖도록 할 수 있으며, 주쇄 반복 단위당 2 개의 극성 이민기를 가지므로 전기 전자 디바이스용 재료로 응용될 수 있을 뿐 아니라, 전자파 흡수능을 가지므로 전자파 차폐용 재료로 응용될 수 있다.Since the polyazomethine according to the present invention has excellent solubility and is well soluble in most organic solvents and mixed solvents of organic solvents and water, it is easy to process into various forms including thin films. In addition, since the main chain has a π-conjugated structure, it can be electrically conductive by doping with a suitable dopant, and because it has two polar imine groups per repeating unit of the main chain, it can be applied as a material for electric and electronic devices, and absorbs electromagnetic waves. Since it can be applied as a material for shielding electromagnetic waves.

Claims (8)

다음의 화학식 1로 표시되는 디아미노카바졸 유도체 화합물:Diaminocarbazole derivative compounds represented by the following formula (1): [화학식 1][Formula 1] 식 중 R은 수소, 탄소 수 50 개 이내의 알킬기, 히드록시알킬기, 알킬아릴히드록시기, 아릴히드록시기, 카르복시알킬기, 알킬에스테르기, 아릴에스테르기 및 알킬아릴에스테르기로 구성된 군에서 선택된다.Wherein R is selected from the group consisting of hydrogen, an alkyl group having up to 50 carbon atoms, a hydroxyalkyl group, an alkylarylhydroxy group, an arylhydroxy group, a carboxyalkyl group, an alkylester group, an arylester group and an alkylarylester group. (a) 카바졸 N-H 결합의 수소 원자를 소듐 하이드라이드 또는 포타슘 카보네이트를 염기 촉매로서 사용하여 알킬기, 히드록시알킬기, 알킬아릴히드록시기, 아릴히드록시기, 카르복시알킬기, 알킬에스테르기, 아릴에스테르기 및 알킬아릴에스테르기로 구성된 군에서 선택되는 치환기로 치환시키는 단계,(a) Alkyl group, hydroxyalkyl group, alkylarylhydroxy group, arylhydroxy group, carboxyalkyl group, alkyl ester group, aryl ester group and alkylaryl ester using hydrogen atom of carbazole NH bond as base catalyst as sodium hydride or potassium carbonate Substituting with a substituent selected from the group consisting of groups, (b) 단계 (a)에서 얻어지는 N-치환 카바졸 유도체 화합물을 아세트산과 아세트산 무수물의 혼합 용매에 용해시키고, Cu(NO3)2·2.5 H2O를 니트로화제로 사용하여 2 개의 니트로기를 도입하는 단계, 및(b) The N-substituted carbazole derivative compound obtained in step (a) is dissolved in a mixed solvent of acetic acid and acetic anhydride, and two nitro groups are introduced using Cu (NO 3 ) 2 .2.5 H 2 O as the nitrating agent. Steps, and (c) 단계 (b)에서 얻어지는 생성물을 에틸 알콜과 염산에 용해시키고, SnCl2를 첨가하여 니트로기를 아미노기로 환원시키는 단계를 포함하는, 제 1 항에 따른 디아미노바카졸 유도체의 제조방법.(c) dissolving the product obtained in step (b) in ethyl alcohol and hydrochloric acid, and adding SnCl 2 to reduce the nitro group to an amino group. 다음의 화학식 2로 표시되는 폴리아조메틴:Polyazomethine represented by the following Chemical Formula 2: [화학식 2][Formula 2] 식 중, R은 수소, 탄소 수 50 개 이내의 알킬기, 히드록시알킬기, 알킬아릴히드록시기, 아릴히드록시기, 카르복시알킬기, 알킬에스테르기, 아릴에스테르기 및 알킬아릴에스테르기로 구성된 군에서 선택되며,Wherein R is selected from the group consisting of hydrogen, an alkyl group having up to 50 carbon atoms, a hydroxyalkyl group, an alkylarylhydroxy group, an arylhydroxy group, a carboxyalkyl group, an alkylester group, an arylester group and an alkylarylester group, Z는 N-R1또는 CR2R3이고, 상기 R1, R2및 R3은 각각 독립적으로 수소, 탄소 수 50개 이내의 알킬기, 히드록시알킬기, 알킬아릴히드록시기, 아릴히드록시기, 카르복시알킬기, 알킬에스테르기, 아릴에스테르기 및 알킬아릴에스테르기로 구성된 군에서 선택되며,Z is NR 1 or CR 2 R 3 , wherein R 1 , R 2 and R 3 are each independently hydrogen, an alkyl group having 50 or less carbon atoms, a hydroxyalkyl group, an alkylarylhydroxy group, an arylhydroxy group, a carboxyalkyl group, or an alkyl ester. Group, aryl ester group and alkyl aryl ester group, n은 2 내지 500,000의 값을 갖는다.n has a value from 2 to 500,000. 제 3 항에 있어서, 무게 평균 분자량이 1,000 내지 500,000 인 것을 특징으로 하는 폴리아조메틴.4. The polyazomethine according to claim 3, wherein the weight average molecular weight is 1,000 to 500,000. 다음의 화학식 1 화합물을 화학식 3으로 표시되는 화합물과 유기 용매 존재 하에서 공중합시키는 것으로 구성되는, 제 4 항에 따른 폴리아조메틴의 제조방법:A process for preparing the polyazomethine according to claim 4, comprising copolymerizing the following compound of formula 1 with the compound represented by formula 3 in the presence of an organic solvent: [화학식 1][Formula 1] [화학식 3][Formula 3] 식 중, R은 수소, 탄소 수 50 개 이내의 알킬기, 히드록시알킬기, 알킬아릴히드록시기, 아릴히드록시기, 카르복시알킬기, 알킬에스테르기, 아릴에스테르기 및 알킬아릴에스테르기로 구성된 군에서 선택되며,Wherein R is selected from the group consisting of hydrogen, an alkyl group having up to 50 carbon atoms, a hydroxyalkyl group, an alkylarylhydroxy group, an arylhydroxy group, a carboxyalkyl group, an alkylester group, an arylester group and an alkylarylester group, Z는 N-R1또는 CR2R3이고, 상기 R1, R2, R3은 각각 독립적으로 수소, 탄소 수 50개 이내의 알킬기, 히드록시알킬기, 알킬아릴히드록시기, 아릴히드록시기, 카르복시알킬기, 알킬에스테르기, 아릴에스테르기 및 알킬아릴에스테르기로 구성된 군에서 선택된다.Z is NR 1 or CR 2 R 3 , and each of R 1 , R 2 and R 3 is independently hydrogen, an alkyl group having 50 or less carbon atoms, a hydroxyalkyl group, an alkylarylhydroxy group, an arylhydroxy group, a carboxyalkyl group, or an alkyl ester. Group, an aryl ester group and an alkyl aryl ester group. 제 5 항에 있어서, 상기 유기 용매가 o-, m- 및 p-크레졸, 클로로포름, 테트라하이드로퓨란, 디메틸포름아미드 및 N-메틸 피롤리돈으로 구성된 군에서 선택되는 방법.6. The process of claim 5 wherein said organic solvent is selected from the group consisting of o-, m- and p-cresol, chloroform, tetrahydrofuran, dimethylformamide and N-methyl pyrrolidone. 제 3 항 또는 제 4 항에 따른 폴리아조메틴에 도핑제로서 산, 염 또는 요오드가 도핑된 전기 전도성 고분자 재료.An electrically conductive polymer material in which the polyazomethine according to claim 3 or 4 is doped with an acid, salt or iodine as a dopant. 제 7 항에 있어서, 상기 도핑제가 황산, 염산, 인산, 질산, 도데실벤젠술폰산, 캄포술폰산, 술포살리실산, 톨루엔술폰산, 벤젠술폰산, 술페믹산, 나프탈렌산, 디메틸술페이트, 디에틸술페이트, 디프로필술페이트, 디(2-에틸헥실)술포숙시네이트, 4-술포프탈산 및 말론산으로 구성된 군에서 하나 이상 선택되는 것인 전기 전도성 고분자 재료.8. The method of claim 7, wherein the dopant is sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, nitric acid, dodecylbenzenesulfonic acid, camphorsulfonic acid, sulfosalicylic acid, toluenesulfonic acid, benzenesulfonic acid, sulfic acid, naphthalene acid, dimethylsulfate, diethylsulfate, di And at least one selected from the group consisting of propylsulfate, di (2-ethylhexyl) sulfosuccinate, 4-sulfophthalic acid and malonic acid.
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