WO2019059320A1 - 含フッ素化合物並びに含フッ素重合体及びその製造方法 - Google Patents

含フッ素化合物並びに含フッ素重合体及びその製造方法 Download PDF

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WO2019059320A1
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fluorine
atom
group
general formula
independently represent
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司 臼田
祐介 ▲高▼平
森澤 義富
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Agc株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C22/00Cyclic compounds containing halogen atoms bound to an acyclic carbon atom
    • C07C22/02Cyclic compounds containing halogen atoms bound to an acyclic carbon atom having unsaturation in the rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C43/00Ethers; Compounds having groups, groups or groups
    • C07C43/02Ethers
    • C07C43/18Ethers having an ether-oxygen atom bound to a carbon atom of a ring other than a six-membered aromatic ring
    • C07C43/192Ethers having an ether-oxygen atom bound to a carbon atom of a ring other than a six-membered aromatic ring containing halogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F232/00Copolymers of cyclic compounds containing no unsaturated aliphatic radicals in a side chain, and having one or more carbon-to-carbon double bonds in a carbocyclic ring system
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G61/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule

Definitions

  • the present invention relates to a fluorine-containing compound, a fluorine-containing polymer and a method for producing the same.
  • the present invention relates to a fluorine-containing norbornene derivative, a fluorine-containing polymer including a constituent unit derived from the fluorine-containing norbornene derivative, and a method for producing the same.
  • norbornene derivative a compound having a norbornene skeleton
  • the polymer (polymer) containing a structural unit based on this norbornene derivative and its hydrogenated substance are excellent in the balance of various properties such as high glass transition temperature (high heat resistance), low water absorption, high light transmittance, etc. It is used in a wide variety of fields such as electric and electronic materials, semiconductor materials, and optical materials.
  • a polymer derived from a fluorine-containing norbornene derivative in which a fluorine atom is contained in the norbornene derivative is expected to be excellent in chemical durability, weather resistance and light transmittance as compared with a polymer of a norbornene derivative not containing a fluorine atom (Patent Documents 1 to 3).
  • Non-Patent Document 1 a copolymer derived from a fluorine atom-free norbornene derivative and a cyclopentene derivative having a substituent has been reported .
  • a copolymer derived from a norbornene derivative containing a fluorine atom and a cyclopentene derivative having a substituent was produced.
  • Non-Patent Document 2 a copolymer of a norbornene derivative containing fluorine atom and cyclopentene (Non-Patent Document 2) has been reported, a copolymer derived from a norbornene derivative containing fluorine atom and a cyclopentene derivative having a substituent is produced There were no reports made.
  • an object of the present invention is to provide a novel fluorine-containing compound, a fluorine-containing polymer, and a method for producing the same, including a norbornene derivative containing a fluorine atom and a structural unit derived from the norbornene derivative.
  • the present invention relates to the following ⁇ 1> to ⁇ 15> as a configuration for achieving the above object.
  • X 11 and X 12 are each independently a hydrogen atom or a fluorine atom
  • R 11 and R 12 are each independently a monovalent organic group
  • a 11 and a 12 are each independently 0, 1 or 2.
  • X 21 and X 22 each independently represent a hydrogen atom or a fluorine atom
  • R 21 and R 22 each independently represent a monovalent organic group
  • a 21 and a 22 each independently represent 1 or 2.
  • Y 31 is each independently CR 131 R 132 , O, S, NR 133 or PR 134 , and R 31 is a C 2 or more monovalent fluorine-containing organic group having an etheric oxygen atom
  • R 32 to R 34 each independently represent a hydrogen atom or a halogen atom
  • R 131 to R 134 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms
  • j 31 represents 0 or 1 It is.
  • X 11 and X 12 are each independently a hydrogen atom or a fluorine atom
  • R 11 and R 12 are each independently a monovalent organic group
  • a 11 and a 12 are each independently 0, 1 or 2
  • m11 is a natural number representing the number of repetitions of the repeating unit.
  • X 21 and X 22 each independently represent a hydrogen atom or a fluorine atom
  • R 21 and R 22 each independently represent a monovalent organic group
  • a 21 and a 22 each independently represent 1 or 2
  • m 21 represents the number of repeating units. It is a natural number to represent.
  • a fluoropolymer comprising a structural unit represented by the following general formula 31 or a structural unit represented by the following general formula 32.
  • Y 31 is each independently CR 131 R 132 , O, S, NR 133 or PR 134 , and R 31 is a C 2 or more monovalent fluorine-containing organic group having an etheric oxygen atom
  • R 32 to R 34 each independently represent a hydrogen atom or a halogen atom
  • R 131 to R 134 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms
  • j 31 represents 0 or 1
  • m31 is a natural number representing the number of repetitions of the repeating unit.
  • X 11 and X 12 are each independently a hydrogen atom or a fluorine atom
  • R 11 and R 12 are each independently a monovalent organic group
  • a 11 and a 12 are each independently 0, 1 or 2
  • m11 is a natural number representing the number of repetitions of the repeating unit.
  • X 21 and X 22 each independently represent a hydrogen atom or a fluorine atom
  • R 21 and R 22 each independently represent a monovalent organic group
  • a 21 and a 22 each independently represent 1 or 2
  • m 21 represents It is a natural number representing the number of repetitions of the repeating unit.
  • Y 31 is each independently CR 131 R 132 , O, S, NR 133 or PR 134 , and R 31 is a C 2 or more monovalent fluorine-containing organic group having an etheric oxygen atom
  • R 32 to R 34 each independently represent a hydrogen atom or a halogen atom
  • R 131 to R 134 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms
  • j 31 represents 0 or 1
  • m31 is a natural number representing the number of repetitions of the repeating unit.
  • Y is each independently CR 121 R 122 , O, S, NR 123 or PR 124
  • R 101 to R 104 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom or an organic group which may have a hetero atom
  • R 101 or R 102 and R 103 or R 104 are bonded to form a ring
  • at least one of R 101 to R 104 contains one or more fluorine atoms
  • R 105 to R 110 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, an amino group or an organic group which may have a hetero atom, provided that at least one of R 105 to R 110 is a halogen
  • R 121 to R 124 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms
  • j is 0 or 1
  • At least one group or atom of R 101 to R 104 in the general formula I or the general formula II is a (per) fluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, (per) having 1 to 20 carbon atoms A fluoroalkoxy group, a (per) fluoroalkyl group having 2 to 200 carbon atoms, having an etheric oxygen atom between carbon atoms and carbon atoms, and a carbon number of 2 to 200 including an etheric oxygen atom between carbon atoms and carbon atoms
  • the fluorine-containing group according to ⁇ 10> which is a (per) fluoroalkoxy group, a (per) fluoroaryl group having 5 to 20 carbon atoms, a (per) fluoroaryloxy group having 5 to 20 carbon atoms, or a fluorine atom Polymer.
  • Y is each independently CR 121 R 122 , O, S, NR 123 or PR 124
  • R 101 to R 104 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom or an organic group which may have a hetero atom
  • R 101 or R 102 and R 103 or R 104 are bonded to form a ring
  • at least one of R 101 to R 104 contains one or more fluorine atoms
  • R 105 to R 110 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, an amino group or an organic group which may have a hetero atom, provided that at least one of R 105 to R 110 is a halogen
  • R 121 to R 124 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms
  • j is 0 or 1
  • a norbornene derivative having a fluorine atom represented by the following general formula a and a cyclopentene derivative represented by the following general formula b are copolymerized:
  • Y is each independently CR 121 R 122 , O, S, NR 123 or PR 124
  • R 101 to R 104 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom or an organic group which may have a hetero atom
  • R 101 or R 102 and R 103 or R 104 are bonded to form a ring
  • at least one of R 101 to R 104 contains one or more fluorine atoms
  • R 105 to R 110 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, an amino group or an organic group which may have a hetero atom, provided that at least one of R 105 to R 110 is a halogen
  • R 121 to R 124 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms
  • j is an organic group which may have an atom, a hydroxyl group
  • Y is each independently CR 121 R 122 , O, S, NR 123 or PR 124
  • R 101 to R 104 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom or an organic group which may have a hetero atom
  • R 101 or R 102 and R 103 or R 104 are bonded to form a ring
  • at least one of R 101 to R 104 contains one or more fluorine atoms
  • R 105 to R 110 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, an amino group or an organic group which may have a hetero atom, provided that at least one of R 105 to R 110 is a halogen
  • R 121 to R 124 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms
  • j is an organic group which may have an atom, a hydroxyl group
  • a norbornene derivative containing a fluorine atom represented by the following general formula a and a cyclopentene derivative represented by the following general formula b are copolymerized to form a table of the following general formula I
  • a fluorine-containing polymer containing a structural unit represented by the following general formula I ′ which comprises the steps of obtaining a fluorine-containing polymer containing the structural unit, and hydrogenating the obtained fluorine-containing polymer Production method.
  • Y is each independently CR 121 R 122 , O, S, NR 123 or PR 124
  • R 101 to R 104 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom or an organic group which may have a hetero atom
  • R 101 or R 102 and R 103 or R 104 are bonded to form a ring
  • at least one of R 101 to R 104 contains one or more fluorine atoms
  • R 105 to R 110 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, an amino group or an organic group which may have a hetero atom, provided that at least one of R 105 to R 110 is a halogen
  • R 121 to R 124 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atom
  • the fluorine-containing polymer according to the present invention is excellent in chemical durability, weather resistance, light transmittance, transparency, liquid repellency, and is expected to have a low dielectric constant.
  • a perfluoroalkyl group means a group in which all hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with a fluorine atom.
  • a (per) fluoroalkyl group is used by the general term which combined the fluoroalkyl group and the perfluoroalkyl group.
  • the group is an alkyl group having one or more fluorine atoms.
  • the aryl group means a monovalent group corresponding to a residue obtained by removing one hydrogen atom bonded to any one carbon atom of carbon atoms forming an aromatic ring in an aromatic compound, and a carbocyclic ring compound Is used collectively as a combination of an aryl group derived from the above and a heteroaryl group derived from a heterocyclic compound.
  • the carbon number of the hydrocarbon group means the total number of carbon atoms contained in the whole of a certain hydrocarbon group, and when the group does not have a substituent, the number of carbon atoms forming the hydrocarbon group skeleton is When the group has a substituent, it represents the total number of carbon atoms forming the hydrocarbon group skeleton plus the number of carbon atoms in the substituent.
  • the hetero atom means an atom other than a carbon atom and a hydrogen atom, preferably one or more atoms selected from the group consisting of oxygen atom, nitrogen atom, sulfur atom, phosphorus atom, silicon atom, and halogen atom is there.
  • the compound represented by Formula 1 is referred to as Compound 1.
  • the fluorine-containing compound according to the present invention is a fluorine-containing compound represented by the following general formula 1, a fluorine-containing compound represented by the following general formula 2, or a fluorine-containing compound represented by the following general formula 3.
  • X 11 and X 12 each independently represent a hydrogen atom or a fluorine atom
  • R 11 and R 12 each independently represent a monovalent organic group
  • a 11 and a 12 each independently represent 0, 1 or 2.
  • X 21 and X 22 each independently represent a hydrogen atom or a fluorine atom
  • R 21 and R 22 each independently represent a monovalent organic group
  • a 21 and a 22 each independently represent 1 or 2.
  • Y 31 is each independently CR 131 R 132 , O, S, NR 133 or PR 134 , and R 31 is a C 2 or more monovalent fluorine-containing organic group having an etheric oxygen atom
  • R 32 to R 34 each independently represent a hydrogen atom or a halogen atom
  • R 131 to R 134 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms
  • j 31 represents 0 or 1 It is.
  • R 11 and R 12 include a monovalent hydrocarbon group and a monovalent hydrocarbon group containing a hetero atom, and a fluorine-containing hydrocarbon group having an etheric oxygen atom is particularly preferable.
  • the carbon number of the monovalent organic group is preferably 1 to 200, more preferably 1 to 100, and still more preferably 1 to 20. That is, two or more etheric oxygens as the substituents (-(CH 2 ) a11 -O-CFX 11 -R 11 and- (CH 2 ) a12 -O-CFX 12 -R 12 ) of norbornene in fluorine-containing compound 1
  • the fluorine-containing hydrocarbon group which has an atom is preferable.
  • substituents (-(CH 2 ) a11 -O-CFX 11 -R 11 and- (CH 2 ) a12 -O-CFX 12 -R 12 ) in the fluorine-containing compound 1 include, for example, the structures shown below Can be mentioned.
  • R 21 and R 22 are the same as R 11 and R 12 , including preferred embodiments.
  • the compound 3 can be synthesized, for example, by Diels-Alder reaction of a diene of a five-membered ring structure such as cyclopentadiene as described later and an olefin.
  • Y 31 can be defined by the diene structure of the five-membered ring structure. Among them, Y 31 is preferably CH 2 , O or NH from the viewpoint of reactivity and availability, and CH 2 is particularly preferable.
  • R 31 is a C 2 or more monovalent fluorine-containing hydrocarbon group having an etheric oxygen atom, an etheric oxygen atom and a hetero atom (excluding an etheric oxygen atom) having a carbon number of 2 or more And valence fluorine-containing hydrocarbon groups. That is, as the substituent (OR 31 ) of norbornene in compound 3, a C 2 or more fluorine-containing alkoxy group having two or more etheric oxygen atoms (two or more including the oxygen atom at the base of the alkoxy group) is preferable .
  • the carbon number of the monovalent fluorine-containing organic group is preferably 2 to 200, more preferably 2 to 100, and still more preferably 3 to 20.
  • Each of R 32 to R 34 independently represents a hydrogen atom or a halogen atom, preferably a hydrogen atom or a fluorine atom.
  • the fluorine-containing compound 1 can be synthesized, for example, from a norbornene derivative having two hydroxyl groups and a fluorine-containing compound.
  • the following method for synthesizing Compound 1-1 can be mentioned.
  • the compound 1-1 is a symmetrical compound because it is obtained by reacting one kind of fluorine-containing compound with a double amount of a norbornene derivative.
  • the asymmetric fluorine-containing compound 1 can be obtained by reacting different amounts of different fluorine-containing compounds with respect to the norbornene derivative one by one.
  • R 11 ′ is preferably a fluorine-containing hydrocarbon group or a fluorine-containing hydrocarbon group having an etheric oxygen atom.
  • the carbon number of R 11 ′ is preferably 1 to 20.
  • the fluorine-containing compound 2 can be synthesized, for example, from a norbornene derivative having two hydroxyl groups and a fluorine-containing compound.
  • Specific examples of the synthesis method of compound 2 include the following synthesis method of compound 2-1.
  • the compound 2-1 is a symmetrical compound because it is obtained by reacting one kind of fluorine-containing compound with a double amount of a norbornene derivative.
  • the asymmetric fluorine-containing compound 2 can be obtained by reacting different amounts of fluorine-containing compounds with respect to the norbornene derivative one by one.
  • a 21 , a 22 and X 21 are the same including the definition and the preferred embodiment in the above compound 2.
  • R 21 ′ is preferably a fluorine-containing hydrocarbon group or a fluorine-containing hydrocarbon group having an etheric oxygen atom.
  • the carbon number of R 21 ′ is preferably 1 to 20.
  • Y 31 and R 31 to R 34 are as described above.
  • fluorine-containing polymer is a copolymer containing the structural unit represented by the general formula I or the structural unit represented by the general formula II.
  • a copolymer comprising a structural unit represented by the general formula I or a structural unit represented by the general formula II comprises at least a norbornene derivative containing a fluorine atom represented by the following general formula a (a fluorine-containing norbornene derivative)
  • the cyclopentene derivative represented by the following general formula b can be used as a raw material monomer, and can be produced by copolymerizing them.
  • each Y independently represents CR 121 R 122 , O, S, NR 123 or PR 124 , and each of R 101 to R 104 independently has a hydrogen atom, a halogen atom or a hetero atom.
  • R 101 or R 102 and R 103 or R 104 may combine to form a ring, and at least one of R 101 to R 104 is a fluorine atom or a group or atom thereof.
  • R 105 ⁇ R 110 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, organic group which may have an amino group or a hetero atom, provided that R 105 ⁇ R At least one of 110 is a halogen atom, a hydroxyl group, an amino group or an organic group which may have a hetero atom, and R 121 to R 124 are each independently hydrogen It is an atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and j is 0 or 1.
  • R 101 to R 104 mean R 101 , R 102 , R 103 and R 104 .
  • R 105 to R 110 mean R 105 , R 106 , R 107 , R 108 , R 109 and R 110 .
  • R 121 to R 124 mean R 121 , R 122 , R 123 and R 124 .
  • the fluorine-containing norbornene derivative as a raw material monomer is represented by the above-mentioned general formula a.
  • Y is each independently CR 121 R 122 , O, S, NR 123 or PR 124 .
  • the fluorine-containing norbornene derivative can be synthesized, for example, by Diels-Alder reaction of a diene having a five-membered ring structure such as cyclopentadiene and an olefin as described later.
  • Y can be defined by the diene structure of the five-membered ring structure. Among them, Y is preferably CH 2 , O or NH from the viewpoint of reactivity and availability.
  • R 101 to R 104 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom or an organic group which may have a hetero atom, and R 101 or R 102 and R 103 or R 104 It may combine to form a ring.
  • one or more fluorine atoms are contained in at least one group or atom among R 101 to R 104 .
  • the fluorine atom on at least one of the groups or atoms of R 101 ⁇ R 104 is long is included one or more, other structures of groups or atoms represented by R 101 ⁇ R 104 is not particularly limited.
  • At least one of R 101 to R 104 is a (per) fluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a (per) fluoroalkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an ether between a carbon atom and a carbon atom (Per) fluoroalkyl group having 2 to 200 carbon atoms having a functional oxygen atom, (per) fluoroalkoxy group having 2 to 200 carbon atoms, containing an etheric oxygen atom between carbon atoms and carbon atoms, and having 5 to 20 carbon atoms (Per) fluoroaryl group, a (per) fluoroaryloxy group having 5 to 20 carbon atoms, or a fluorine atom, preferably a (per) fluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a carbon atom and a carbon atom A C 2-10 (per) fluoroalkyl group having an etheric oxygen atom between them, a carbon number of 2 to 10 containing an
  • halogen atom of R 101 to R 104 examples include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.
  • the organic group of R 101 to R 104 may be linear or branched and may have a cyclic structure.
  • the organic group of R 101 to R 104 is preferably an organic group having a carbon number of 1 to 100, and examples thereof include alkyl group, alkoxy group, aryl group, aryloxy group, cycloalkyl group, silicon-containing alkyl group, alkoxycarbonyl group, Examples thereof include alkyl carbonyl group, cyano group, cyano group-containing alkyl group, ester group-containing alkyl group, ether group-containing alkyl group, hydroxycarbonyl group, carboxy group-containing alkyl group, hydroxy group, hydroxy group-containing alkyl and the like. These may have a hetero atom, and may further have a substituent having 1 to 100 carbon atoms including a hetero atom.
  • the cyclic structure is not limited to a single ring, and may have a polycyclic structure in which a plurality of rings are linked.
  • the polycyclic structure may be a fused ring or a spiro ring.
  • These cyclic structures are not limited to carbocyclic compounds, and may be heterocyclic compounds in which one or more carbon atoms are substituted with a heteroatom.
  • the hydrogen atoms forming the ring some or all of the hydrogen atoms may be substituted with halogen atoms.
  • j is 0 or 1.
  • Y and R 101 to R 104 are as described above.
  • each of R 101 to R 104 independently represents a hydrogen atom, a halogen atom or an organic group which may have a hetero atom, and R 101 or R 102 and R 103 or R 104 And may form a ring, and at least one of R 101 to R 104 may contain one or more fluorine atoms.
  • the synthesis method of the fluorine-containing norbornene derivative is not limited to the Diels-Alder reaction, and may be obtained by other synthesis method.
  • it can be synthesized from a norbornene derivative having a reactive functional group and a fluorine-containing compound, and examples of the reactive functional group include a hydroxyl group, an amino group and a thiol group.
  • the following reaction is mentioned as a specific example.
  • R ′ represents a (per) fluoroalkyl group, a (per) fluoroalkoxy group, a (per) fluoroalkyl group having an etheric oxygen atom between carbon atoms and a carbon atom, and a carbon atom and a carbon atom And (per) fluoroalkoxy group containing an etheric oxygen atom, (per) fluoroaryl group, (per) fluoroaryloxy group and fluorine atom can be mentioned.
  • the cyclopentene derivative to be a raw material monomer is represented by the above general formula b.
  • R 105 to R 110 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, an amino group or an organic group which may have a hetero atom, provided that at least one of R 105 to R 110
  • the group 1 is a halogen atom, a hydroxyl group, an amino group or an organic group which may have a hetero atom, and may be bonded to each other to form a ring.
  • the organic group may be linear or branched and may have a cyclic structure. That is, the cyclopentene derivative represented by the general formula b can be replaced with a cyclopentene derivative having a substituent, and compounds in which all of R 105 to R 110 in the general formula b are hydrogen atoms are excluded.
  • the organic group which may have a hetero atom includes, for example, one or more atoms selected from the group consisting of halogen atoms, oxygen atoms, nitrogen atoms, sulfur atoms, phosphorus atoms and silicon atoms Examples thereof include 1 to 200 monovalent hydrocarbon groups, cyano groups, carboxyl groups and isocyanate groups.
  • the monovalent hydrocarbon group having 1 to 200 carbon atoms an alkyl group having 1 to 200 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 200 carbon atoms, an aryl group having 5 to 20 carbon atoms, an aryloxy group having 5 to 20 carbon atoms, etc. Can be illustrated.
  • the monovalent hydrocarbon group may be linear or branched.
  • These preferred groups may have halogen atoms bonded to at least a part of carbon atoms. That is, for example, it may be a (per) fluoroalkyl group or a (per) fluoroalkoxy group. These preferred groups may also have an etheric oxygen atom between carbon atoms. Moreover, these preferable groups may further have a substituent containing one or more atoms selected from the group consisting of halogen atoms, oxygen atoms, nitrogen atoms, sulfur atoms, phosphorus atoms and silicon atoms.
  • substituents examples include hydroxyl group, amino group, imino group, nitrile group, amide group (carbonylamino group), carbamate group (oxycarbonylamino group), nitro group, carboxyl group, ester group (acyloxy group or alkoxycarbonyl group) And silyl groups (alkylsilyl groups, alkoxysilyl groups or halogenated silyl groups), carbonyl groups, alkoxy groups and the like. These groups may be further substituted by an alkyl group or an aryl group.
  • an amino group is a monoalkylamino group (-NHR), mono-arylamino group (-NHAr), it may be a dialkylamino group (-NR 2), or diarylamino group (-NAr 2) .
  • R is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms having an etheric oxygen atom between carbon atoms and carbon
  • Ar is an aryl group having 5 to 12 carbon atoms.
  • R 105 to R 110 each independently represent a (per) fluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a (per) fluorocarbon having 1 to 10 carbon atoms and an etheric oxygen atom between carbon atoms and carbon atoms And an alkyl group, a (per) fluoroalkoxy group having 1 to 10 carbon atoms containing an etheric oxygen atom between carbon atoms and a carbon atom, an ester group having 1 to 12 carbon atoms, an etheric oxygen atom having 1 to 12 carbon atoms Alkyl group, alkyl group having cyano group of 1 to 12 carbon atoms, alkyl group having hydroxyl group of 1 to 12 carbon atoms, alkyl group having carboxyl group of 1 to 12 carbon atoms, isocyanate of 1 to 12 carbon atoms
  • the alkyl group etc. which have group are more preferable. More specific examples of the cyclopentene derivative represented by the general formula b include the following compounds.
  • the fluorine-containing polymer according to the present invention may further contain a fluorine-containing norbornene derivative represented by the general formula a and a monomer other than the cyclopentene derivative represented by the general formula b as raw material monomers.
  • a fluorine-containing norbornene derivative represented by the general formula a and a monomer other than the cyclopentene derivative represented by the general formula b as raw material monomers.
  • the polymers 11, 21 or 31 any compounds having an olefin structure may be used, and examples thereof include ⁇ -olefins such as ethylene, propylene, 1-butene and 1-hexene, styrene and cyclic olefins.
  • a further aspect of the fluoropolymer according to the present invention is a structural unit represented by the general formula 11, a structural unit represented by the general formula 12, a structural unit represented by the general formula 21, the general formula A structural unit represented by Formula 22, a structural unit represented by Formula 31, a structural unit represented by Formula 32, a structural unit represented by Formula 11 ′, a compound Or a polymer containing a structural unit represented by the above general formula 31 ′.
  • the fluorine-containing copolymer containing the structural unit represented by these can be obtained.
  • the symbols in the formulas have the same meanings as described above.
  • ring-opening polymerization ring-opening metathesis polymerization, ROMP
  • ROMP ring-opening metathesis polymerization
  • a fluorine-containing copolymer containing a structural unit represented by the general formula I can be obtained, and the copolymerization by addition polymerization reaction
  • the fluorine-containing copolymer containing the structural unit represented by General formula II can be obtained.
  • alternating copolymer, block copolymer and random copolymer can be synthesized, and a desired copolymer can be obtained depending on the preparation ratio of monomers as raw materials and polymerization conditions. it can.
  • a fluorine-containing norbornene derivative represented by the general formula a may be used as a main monomer or may be used as a comonomer, but using as a main monomer improves chemical durability and liquid repellency. It is preferable from the point of view. Moreover, it is also possible to make a ternary or higher multicomponent copolymer by further using another olefin compound as a raw material monomer.
  • a fluorine-containing polymer containing the structural unit 11 can be obtained by addition-polymerizing the compound 1 to obtain a fluorine-containing polymer containing the structural unit 12 .
  • the fluorine-containing polymer containing the structural unit 21 is obtained by addition-polymerizing the compound 2 by ring-opening metathesis polymerization of the compound 2, and the fluorine-containing polymer containing the structural unit 22 is obtained.
  • the fluorine-containing polymer containing the structural unit 31 is obtained by addition-polymerizing the compound 3 by ring-opening metathesis polymerization of the compound 3, and the fluorine-containing polymer containing the structural unit 32 is obtained.
  • the symbols in the formulas have the same meanings as described above.
  • the molecular weight of the polymer is preferably 1,000 to 1,000,000 in terms of mechanical properties and physical properties.
  • the molecular weight is a weight average molecular weight, and is measured under conditions of a polymer solution using gel permeation chromatography (GPC).
  • the number of repeating units of the repeating unit represented by m in the structural unit represented by the general formula I or the general formula II is preferably 1 to 10,000 from the viewpoint of mechanical physical properties and physical physical properties, more preferably 5 It is ⁇ 6,500. Further, the repeating number of the repeating unit represented by n is preferably 1 to 10,000 from the viewpoint of mechanical properties and physical properties, more preferably 5 to 6,500. Furthermore, the total number of repeating units of the repeating unit is preferably 2 to 10,000, more preferably 5 to 6,500.
  • the number of repeating units m11, m21, or m31 of the repeating unit is preferably 1 to 10,000, more preferably 5 to 6, in terms of mechanical properties and physical properties. , 500.
  • the resulting polymer has properties such as high heat resistance, low water absorption, high light transmittance (transparency), high chemical durability, high weather resistance, high liquid repellency, etc. Since it is excellent, it can be used in a wide variety of fields such as electric and electronic materials, semiconductor materials, optical materials, medical instruments and cell culture materials, liquid repellent materials, elastomer materials, crosslinking agents and the like.
  • a fluorine-containing polymer containing a structural unit represented by the general formula 11 can be obtained.
  • a fluorine-containing polymer containing a structural unit represented by the general formula 21 can be obtained.
  • a fluorine-containing polymer containing a structural unit represented by the general formula 31 can be obtained.
  • the symbols in each formula are as described above.
  • the metal-carbene complex compound include a ruthenium-carbene complex, a molybdenum-carbene complex, or a tungsten-carbene complex (hereinafter, also collectively referred to as “metal-carbene complex”).
  • a metal-carbene complex compound having an olefin metathesis reaction activity plays a role as a catalyst in the process for producing a fluoropolymer, but means both those charged as a reagent and those generated in the reaction (catalytically active species) Do.
  • metal-carbene complex compounds are known to exhibit catalytic activity by dissociation of some of the ligands under reaction conditions, and to exhibit catalytic activity without dissociation of ligands.
  • the present invention is not limited in any way.
  • the metal in the metal-carbene complex compound is preferably ruthenium, molybdenum or tungsten.
  • ruthenium-carbene complexes those in which the central metal is ruthenium are generally referred to as "ruthenium-carbene complexes", for example, those described in Vougioukalakis, G. et al. C. et al. Chem. Rev. , 2010, 110, 1746-1787.
  • the ruthenium-carbene complex described in can be utilized.
  • ruthenium-carbene complexes commercially available from Aldrich or Umicore can be used.
  • ruthenium-carbene complex examples include bis (triphenylphosphine) benzylideneruthenium dichloride, bis (tricyclohexylphosphine) benzylideneruthenium dichloride, bis (tricyclohexylphosphine) -3-methyl-2-butenylideneruthenium dichloride, 1,3-Diisopropylimidazole-2-ylidene) (tricyclohexylphosphine) benzylideneruthenium dichloride, (1,3-dicyclohexylimidazole-2-ylidene) (tricyclohexylphosphine) benzylideneruthenium dichloride, (1,3-dimesitylimidazole -2-ylidene) (tricyclohexylphosphine) benzylideneruthenium dichloride, (1,3-dimesitylimidazole -2-ylid
  • the name starting with "Umicore” is a trade name of a product of Umicore.
  • the ruthenium-carbene complexes may be used alone or in combination of two or more. Furthermore, it may be supported on a carrier such as silica gel, alumina, polymer and the like as needed.
  • molybdenum-carbene complex or tungsten-carbene complex
  • tungsten-carbene complex for example, Grela, K. et al. (Ed) Olefin Metathesis: Theory and Practice, Wiley, 2014. Molybdenum-carbene complexes or tungsten-carbene complexes described in the above can be utilized.
  • a molybdenum-carbene complex or a tungsten-carbene complex commercially available from Aldrich, Strem, or Ximo can be used.
  • the molybdenum-carbene complex or the tungsten-carbene complex may be used alone or in combination of two or more. Furthermore, it may be supported on a carrier such as silica gel, alumina, polymer and the like as needed.
  • Me means methyl
  • i-Pr means isopropyl
  • t-Bu means tertiary butyl
  • Ph means phenyl
  • a degassed monomer as the raw material monomer.
  • the degassing operation is not particularly limited, but is usually in contact with a molecular sieve or the like.
  • the above degassing and dehydrating operations are usually performed before contacting with the metal-carbene complex.
  • the monomer used as a raw material may contain a trace amount impurities (for example, peroxide etc.), you may refine
  • the purification method There is no particular limitation on the purification method. For example, it can be carried out according to the method described in the literature (Armarego, W. L. F. et al., Purification of Laboratory Chemicals (Sixth Edition), 2009, Elsevier).
  • the monomer as the raw material is charged into the reaction vessel, two or more kinds of monomers as the raw material may be mixed in advance after being mixed into the reaction vessel, or may be separately charged.
  • the metal-carbene complex may be introduced as a reagent or may be generated in situ.
  • a commercially available metal-carbene complex may be used as it is, or a non-commercially available metal-carbene complex synthesized from a commercially available reagent by a known method may be used.
  • metal-carbene complexes prepared from metal complexes which become precursors by known methods can be used in the present invention.
  • the amount of the metal-carbene complex to be used is not particularly limited, but is usually 0.000001 (1 ppm) relative to 1 mol of the fluorine-containing norbornene derivative represented by the general formula a as a standard among the monomers serving as the raw material. It is used in an amount of about 1 mol, preferably about 0.00001 (10 ppm) to 0.2 mol.
  • the metal-carbene complex to be used is generally charged as a solid into the reaction vessel, but may be charged or dissolved in a solvent.
  • the solvent used at this time is not particularly limited as long as it does not adversely affect the reaction, and an organic solvent, a fluorine-containing organic solvent, an ionic liquid, water and the like can be used alone or in combination. In these solvent molecules, part or all of the hydrogen atoms may be substituted with deuterium atoms.
  • the metal-carbene complex compound is preferably dissolved in the fluorine-containing norbornene derivative represented by the general formula a.
  • an olefin or diene can be used as a chain transfer agent for the purpose of controlling molecular weight and its distribution.
  • the olefin for example, ⁇ -olefins such as ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-octene and the like, or fluorine-containing olefins thereof can be used.
  • vinyltrimethylsilane, allyltrimethylsilane, vinyltriethoxysilane, allyltriethoxysilane, dimethoxymethylvinylsilane, diethoxymethylvinylsilane, allyltriethylsilane, allyltriisopropylsilane, trichlorovinylsilane, trichloroarylsilane, trimethoxy Methoxysilylethenyl) silane, bis (triethoxysilyl) ethylene, trichloro (2-trichlorosilylethenyl) silane, 1,4-bis (trimethoxysilyl) -2-butene, 1,4-bis (triethoxysilyl) Silicon-containing olefins such as 2-butene and 1,4-bis (trichlorosilyl) -2-butene or fluorine and silicon-containing olefins thereof may also be used as a chain transfer agent.
  • diene examples include non-conjugated dienes such as 1,4-pentadiene, 1,5-hexadiene and 1,6-heptadiene, and fluorine-containing non-conjugated dienes thereof.
  • non-conjugated dienes such as 1,4-pentadiene, 1,5-hexadiene and 1,6-heptadiene
  • fluorine-containing non-conjugated dienes thereof examples include non-conjugated dienes such as 1,4-pentadiene, 1,5-hexadiene and 1,6-heptadiene, and fluorine-containing non-conjugated dienes thereof.
  • olefins, fluorine-containing olefins or dienes may be used alone or in combination of two or more.
  • organic solvent examples include aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene, o-, m-, p-xylene and mesitylene; aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane and cyclohexane; dichloromethane, chloroform, 1, 2 Halogen solvents such as dichloroethane, chlorobenzene and o-dichlorobenzene; ether solvents such as tetrahydrofuran (THF), dioxane, diethyl ether, glyme, diglyme and the like can be used.
  • aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene, o-, m-, p-xylene and mesitylene
  • aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane and cyclohexane
  • dichloromethane, chloroform, 1, 2 Halogen solvents such as dichloroethane, chlorobenzene and o-
  • fluorine-containing organic solvent for example, hexafluorobenzene, m-bis (trifluoromethyl) benzene, p-bis (trifluoromethyl) benzene, ⁇ , ⁇ , ⁇ -trifluoromethylbenzene, dichloropentafluoropropane and the like It can be used.
  • ionic liquid for example, various pyridinium salts, various imidazolium salts and the like can be used.
  • Hexafluorobenzene, m-bis (trifluoromethyl) benzene, p-bis (trifluoromethyl) benzene, ⁇ , ⁇ , ⁇ -trifluoromethylbenzene and the like, and mixtures thereof are preferred.
  • the solvent that has been degassed and dehydrated there is no particular limitation on the degassing operation, but freeze degassing may be performed.
  • the dehydration operation is not particularly limited, but is usually in contact with a molecular sieve or the like.
  • the degassing and dehydrating operations are usually carried out before contacting with the metal-carbene complex.
  • the atmosphere in which the monomer and the metal-carbene complex are brought into contact with each other is not particularly limited, but in terms of prolonging the life of the catalyst, it is preferably under an inert gas atmosphere, and more preferably under a nitrogen or argon atmosphere. However, when a compound that becomes a gas under the reaction conditions is used as a raw material monomer, the reaction can be performed under these gas atmospheres.
  • the phase in which the monomer and the metal-carbene complex are brought into contact with each other is not particularly limited, but a liquid phase is usually used in terms of reaction rate. When the monomer used as a raw material is a gas under reaction conditions, it can be carried out in a gas-liquid two phase because it is difficult to carry out in the liquid phase.
  • a solvent when implementing in a liquid phase, a solvent can be used.
  • the same solvents as those used for dissolving or suspending the metal-carbene complex can be used.
  • the monomer used as a raw material contains the liquid thing under reaction conditions, it may be able to implement without a solvent (bulk polymerization).
  • the container for bringing the monomer into contact with the metal-carbene complex is not particularly limited as long as the reaction is not adversely affected.
  • a metal container or a glass container can be used.
  • a pressure-tight container capable of high airtightness is preferable.
  • the temperature at which the monomer and the metal-carbene complex are brought into contact with each other is not particularly limited, but the temperature can be usually in the range of -100 to 200 ° C., and 0 to 150 ° C. is preferable in terms of reaction rate.
  • the reaction does not start at low temperature, and rapid decomposition of the complex may occur at high temperature, so it is necessary to set the lower limit and the upper limit of the temperature appropriately. It is usually carried out at a temperature below the boiling point of the solvent used.
  • the time for contacting the monomer with the metal-carbene complex is not particularly limited, but it is usually carried out in the range of 1 minute to 48 hours.
  • the pressure at which the monomer and the metal-carbene complex are brought into contact with each other is not particularly limited, but may be under pressure, normal pressure or reduced pressure. Usually, it is about 0.001 to 10 MPa, preferably about 0.01 to 1 MPa.
  • the molecular weight of the obtained polymer can be made into a target one by appropriately adjusting reaction conditions such as the preparation ratio of monomers, the above-mentioned reaction temperature, reaction time, reaction pressure and the like.
  • an inorganic salt, an organic compound, a metal complex or the like may be coexistent as long as the reaction is not adversely affected.
  • the mixture of the monomer and the metal-carbene complex may be stirred to such an extent that the reaction is not adversely affected.
  • a mechanical stirrer, a magnetic stirrer or the like can be used as a method of stirring.
  • the target polymer may be isolated by a known method.
  • an isolation method for example, in the case of a solution, the reaction solution is drained into a poor solvent under stirring to precipitate a hydrogenated polymer to obtain a slurry, which is recovered by filtration, centrifugation, decantation, etc.
  • the steam stripping method which blows in steam to the reaction solution and precipitates a polymer, the method of removing a solvent directly from the reaction solution by heating etc., etc. are mentioned, In the case of a slurry, the filtration method, the centrifugation method, the decantation method etc. And the like.
  • column chromatography, recycle preparative HPLC, etc. may be mentioned, and these can be used alone or in combination as needed.
  • the target substance obtained by this reaction can be identified by the same known method as a general polymer compound.
  • 1 H-, 19 F-, 13 C-NMR, GPC, static light scattering, SIMS, GC-MS and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination as needed.
  • the ratio of the two or more unit structures constituting the fluorine-containing copolymer depends on the preparation ratio of the monomers.
  • the number of repeating units derived from the fluorine-containing norbornene derivative represented by the general formula a as a reference is 1
  • the number of repeating units derived from the cyclopentene derivative represented by the general formula b is 0.01 to 100 And preferably about 0.1 to 10.
  • the total number of repeating units derived from other olefins is about 0.001 to about 1000, and preferably about 0.01 to about 100.
  • the hydrogenated product of the fluorine-containing copolymer (ring-opening metathesis polymer) containing the structural unit represented by the general formula I in the present invention is mainly composed of the fluorine-containing copolymer containing the structural unit represented by the general formula I
  • the chain double bond moiety is hydrogenated and includes a structural unit represented by the general formula I ′.
  • the hydrogenated substance of the fluorine-containing polymer containing the structural unit 11 is one obtained by hydrogenating the main chain double bond part of the fluorine-containing polymer containing the structural unit 11 and is represented by the general formula 11 ′ Includes structural units.
  • the hydrogenated substance of the fluorine-containing polymer containing the structural unit 21 is one obtained by hydrogenating the main chain double bond portion of the fluorine-containing polymer containing the structural unit 21 and has a structure represented by the general formula 21 ′
  • the rate (reduction rate) is preferably 50% or more and 100% or less, and more preferably 80% or more and 100% or less.
  • the reduction ratio is preferably 50 to 100%, and more preferably 80 to 100%.
  • the reduction ratio is preferably 50 to 100%, and more preferably 80 to 100%.
  • the reduction ratio is preferably 50 to 100%, more preferably 80 to 100%.
  • the light transmittance can be controlled to the required transmittance by adding (adding) a hydrogen atom to the main chain double bond of the ring-opening metathesis polymer to form a saturated bond.
  • the amount of double bonds contained in the fluoropolymer is large, the refractive index becomes high, and when the amount of saturated bonds is increased by hydrogenation, the refractive index can be decreased.
  • the refractive index can be arbitrarily adjusted by increasing or decreasing the rate of addition of hydrogen atoms (hereinafter sometimes referred to as the hydrogen addition rate).
  • these main chain double bonds limit the free movement of the polymer by having a geometrically planar structure. That is, if there are many double bonds, the glass transition temperature becomes high, and the heat resistance property is improved.
  • the double bond may deteriorate the stability against oxidation, and in order to prevent oxidation, the problem is solved by appropriately adding an antioxidant etc. which can be generally used for an olefin polymer. be able to.
  • the double bond may be oxidized to have an epoxide structure.
  • the amount of these double bonds also affects the mechanical strength and impact resistance of the polymer, and if the amount is large, the rigidity is enhanced, and if double bonds are converted to saturation bonds, flexibility is achieved. And impact resistance can be increased.
  • the hydrogenation ratio of the main chain double bond can be arbitrarily determined by the balance of polymer physical properties such as light transmittance, heat resistance, weather resistance, mechanical strength, and impact resistance.
  • the molecular weight of the ring-opened metathesis polymer hydride is preferably 1,000 to 1,000,000 from the viewpoint of mechanical properties and physical properties.
  • the said molecular weight is a value represented by a weight average molecular weight, and is measured on conditions of a polymer solution using GPC.
  • the symbols in the formula are as described above.
  • a fluorine-containing polymer containing a structural unit represented by the general formula 12 can be obtained by addition polymerization using Compound 1 as a raw material monomer.
  • a fluorine-containing polymer containing a structural unit represented by the general formula 22 can be obtained by addition polymerization using Compound 2 as a raw material monomer.
  • a fluorine-containing polymer containing a structural unit represented by the general formula 32 can be obtained by addition polymerization using Compound 3 as a raw material monomer.
  • the symbols in the formula are as described above.
  • the polymerization method may, for example, be radical polymerization, cationic polymerization, anionic polymerization or coordination polymerization, among which radical polymerization or coordination polymerization is preferred.
  • the addition polymerization reaction can be carried out by a known method. Preferably, it is a method of addition polymerization of a fluorine-containing cyclic olefin.
  • a fluorine-containing cyclic olefin As the conditions for addition polymerization, conditions well known to those skilled in the art can be appropriately optimized and adopted.
  • the ratio of unit structures constituting the fluorine-containing copolymer depends on the feed ratio of the monomers.
  • the number of repeating units derived from the fluorine-containing norbornene derivative represented by the general formula a as a reference is 1
  • the number of repeating units derived from the cyclopentene derivative represented by the general formula b is 0.01 to 100 And preferably about 0.1 to 10.
  • the total number of repeating units derived from other olefins is about 0.01 to 100, and preferably about 0.1 to 10.
  • the mass average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) of the fluoropolymer are known from the chromatogram obtained by high-speed gel permeation chromatography (GPC) apparatus (HLC-8220 manufactured by Tosoh Corporation). It was determined using a calibration curve prepared using a standard polymethyl methacrylate sample.
  • the contact angle of water and n-hexadecane conforms to JIS R3257 (method of testing wettability of substrate glass surface) using solid surface energy analyzer CA-XE manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. It dripped on the base-material surface, and the contact angle was measured within 1 minute after the liquid object contacted the base-material surface by the static drop method.
  • Examples 1-1 to 1-3 and Examples 6-1 to 6-3 are comparative examples, and Examples 2-1 to 2-3 and Examples 3-1 to 3- 3, Example 4-1 to Example 4-3, Example 5-1 to Example 5-2, and Example 7-1 to Example 7-3 are examples. Further, Example 8-1 to Example 8-2, Example 9-1 to Example 9-2, Example 10-1 to Example 10-2, Example 11-1 to Example 11-2, Example 12-1 to Example 12- 2 is an example.
  • Example 1-1 Synthesis of fluorine-containing norbornene derivative NM-PPVE Potassium hydroxide (3.56 g, 63.4 mmol), acetonitrile (25 mL), bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2-methanol (4.10 g, 33.0 mmol) and perfluoro (propyl vinyl ether) (18.6 g, 70.1 mmol) were charged into a 100 mL round bottom flask, fitted with a Dimroth and allowed to react at 50 ° C. for 3 hours. 150 g of ice cold water was charged in a 300 mL beaker and stirred, and the above reaction solution was slowly and continuously introduced into ice cold water.
  • AK-225 (dichloropentafluoropropane: manufactured by AGC, 40 mL) was added and stirred, and then the organic phase was separated. AK-225 (40 mL) was added to the aqueous layer of the pre-liquid separation to re-extract, and the obtained organic phase was combined with the previously obtained organic phase. Anhydrous sodium sulfate was added to the organic phase and stirred, and then insoluble matter was removed by filtration under reduced pressure. The obtained organic phase was concentrated by an evaporator and then purified by silica gel column chromatography (mobile phase: n-hexane) to obtain a compound represented by NDM-2PPVE. The yield was 11.7 g, 91%.
  • Example 1-2 Ring Opening Metathesis Polymerization of NM-PPVE Grubbs second generation catalyst (22 mg, 0.026 mmol) is dissolved in dichloromethane (5 mL) in a 10 mL screw tube bottle under nitrogen and solution (A) is dissolved Prepared.
  • NM-PPVE 2.0 g, 5.13 mmol obtained in Example 1-1 and dichloromethane (19 mL) were charged into a 100 mL screw tube and dissolved, and then the solution (A) prepared above was prepared. 1 mL (corresponding to 0.1 mol% of catalyst) was added and allowed to react at room temperature for 3 hours.
  • ethyl vinyl ether (419 ⁇ L) is added to the reaction solution to terminate the polymerization, and then AE-3000 (1,1,2,2-tetrafluoroethyl-2,2,2-trifluoroethyl ether: manufactured by AGC) is added.
  • the reaction solution was diluted by adding 40 mL. After the diluted reaction solution was continuously added to methanol (200 mL), the precipitated polymer was recovered by filtration under reduced pressure and dried at 50 ° C. under reduced pressure. The yield of the target polymer (P-NM-PPVE) was 98%.
  • P-NM-PPVE the target polymer
  • Example 1-3 The polymer (P-NM-PPVE) synthesized in Example 1-2 was dissolved in 3M HFE-7200 at a concentration of 3 wt% to prepare a HFE-7200 solution of the polymer. Next, a HFE-7200 solution of P-NM-PPVE was applied to a glass substrate, uniformly coated using a spin coater, and then dried at 150 ° C. for 10 minutes to form an evaluation substrate. The water contact angle of the coated surface was 108 degrees, and the contact angle of n-hexadecane was 63 degrees.
  • Example 2-1 Synthesis of fluorine-containing norbornene derivative NDM-2PPVE Potassium hydroxide (3.64 g, 64.8 mmol), acetonitrile (50 mL), bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,2 -Dimethanol (2.5 g, 16.2 mmol) and perfluoro (propyl vinyl ether) (17.3 g, 64.8 mmol) were charged into a 100 mL round bottom flask, fitted with a Dimroth and allowed to react at 50 ° C for 3 hours. 25 g of ice and 25 g of tap water were charged in a 200 mL beaker and stirred, and the above reaction solution was continuously introduced into ice cold water.
  • Example 2-2 Ring-opening metathesis polymerization of NDM-2PPVE Grubbs second generation catalyst (6.2 mg, 0.0073 mmol) is dissolved in dichloromethane (5 mL) in a 10 mL screw-tube under nitrogen and solution (B) Were prepared. Next, NDM-2PPVE (1.0 g, 1.46 mmol) obtained in Example 2-1 and dichloromethane (9 mL) were charged into a 50 mL screw tube and dissolved, and then the solution (B) prepared above was dissolved. 1 mL (corresponding to 0.1 mol% of catalyst) was added and allowed to react at room temperature for 3 hours.
  • ethyl vinyl ether (119 ⁇ L) was added to the reaction solution to terminate the polymerization, and then 30 mL of AE-3000 was added to dilute the reaction solution. After the diluted reaction solution was continuously added to methanol (200 mL), the precipitated polymer was recovered by filtration under reduced pressure and dried at 50 ° C. under reduced pressure. The yield of the target polymer (P-NDM-2PPVE) was 95%. A series of these reactions are shown below. In the formula, m is a positive integer indicating the number of repetitions of the repeating unit.
  • Example 2-3 The polymer (P-NDM-2PPVE) synthesized in Example 2-2 was dissolved in 3M HFE-7300 at a concentration of 3 wt% to prepare a HFE-7300 solution of the polymer. Then, a HFE-7300 solution of P-NDM-2PPVE was applied to a glass substrate, uniformly coated using a spin coater, and then dried at 150 ° C. for 10 minutes to form an evaluation substrate. The water contact angle of the coated surface was 115 degrees, and the contact angle of n-hexadecane was 84 degrees.
  • AK-225 (30 mL) was added and stirred, and then the organic phase was separated. AK-225 (30 mL) was added to the aqueous layer of the pre-liquid separation to re-extract, and the obtained organic phase was combined with the previously obtained organic phase. Anhydrous sodium sulfate was added to the organic phase and stirred, and then insoluble matter was removed by filtration under reduced pressure. The obtained organic phase was concentrated by an evaporator and then purified by silica gel column chromatography (mobile phase: n-hexane) to obtain a compound represented by NDM-2PHVE. The yield was 16.0 g, and the yield was 81%.
  • Example 3-2 Ring-opening metathesis polymerization of NDM-2PHVE
  • the Grubbs second generation catalyst (16.7 mg, 0.020 mmol) was dissolved in dichloromethane (10 mL) to give a solution (C) Were prepared.
  • NDM-2PHVE 2.0 g, 1.96 mmol obtained in Example 3-1
  • dichloromethane (19 mL) and 1,3-bis (trifluoromethyl) benzene were charged into a 100 mL screw tube and dissolved.
  • 1 mL (corresponding to 0.1 mol% of catalyst) of the solution (C) prepared above was added and allowed to react at room temperature for 3 hours.
  • ethyl vinyl ether 160 ⁇ L was added to the reaction solution to terminate the polymerization, and then 20 mL of AK-225 was added to dilute the reaction solution. After the diluted reaction solution was continuously added to methanol (200 mL), the precipitated polymer was recovered by filtration under reduced pressure and dried at 50 ° C. under reduced pressure. The yield of the target polymer (P-NDM-2PHVE) was 95%. A series of these reactions are shown below. In the formula, m is a positive integer indicating the number of repetitions of the repeating unit.
  • Example 3-3 The polymer (P-NDM-2PHVE) synthesized in Example 3-2 was dissolved in 3M HFE-7300 at a concentration of 3 wt% to prepare a HFE-7300 solution of the polymer. Next, a HFE-7300 solution of P-NDM-2PHVE was applied to a glass substrate, uniformly coated using a spin coater, and then dried at 150 ° C. for 10 minutes to form an evaluation substrate. The water contact angle of the coated surface was 124 degrees, and the contact angle of n-hexadecane was 87 degrees.
  • Example 4-2 Ring-opening metathesis polymerization of NDM-2,3 PHVE
  • a 20 mL screw tube bottle under nitrogen dissolved Grubbs second generation catalyst (16.7 mg, 0.020 mmol) in dichloromethane (10 mL)
  • Solution (D) was prepared.
  • NDM-2,3-2PHVE 2.0 g, 1.96 mmol obtained in Example 4-1 and dichloromethane (19 mL) were charged into a 100 mL screw tube and dissolved, and then the solution prepared above was prepared. 1 mL (corresponding to 0.1 mol% of catalyst) of (D) was added and allowed to react at room temperature for 3 hours.
  • ethyl vinyl ether 160 ⁇ L was added to the reaction solution to terminate the polymerization, and then 20 mL of AK-225 was added to dilute the reaction solution. After the diluted reaction solution was continuously added to methanol (200 mL), the precipitated polymer was recovered by filtration under reduced pressure and dried at 50 ° C. under reduced pressure. The yield of the target polymer (P-2,3-NDM-2PHVE) was 79%. A series of these reactions are shown below. In the formula, m is a positive integer indicating the number of repetitions of the repeating unit.
  • Example 4-3 The polymer (P-2,3-NDM-2PHVE) synthesized in Example 4-2 was dissolved in 3M HFE-7300 at a concentration of 3 wt% to prepare an HFE-7300 solution of the polymer. Next, a HFE-7300 solution of P-2,3-NDM-2PHVE was applied to a glass substrate, uniformly coated using a spin coater, and then dried at 150 ° C. for 10 minutes to prepare an evaluation substrate. The water contact angle of the coated surface was 130 degrees, and the contact angle of n-hexadecane was 87 degrees.
  • Example 5-2 Ring-opening metathesis polymerization of 2,2-NDM-2PEVE in the presence of a chain transfer agent Grubbs first generation catalyst (921 mg, 1.12 mmol) in dichloromethane (100 mL screw tube bottle under nitrogen) The catalyst solution was prepared by dissolving in 92 mL). Next, the 2,2-NDM-2PEVE obtained in Example 5-1 (55.1 g, 56.1 mmol), dichloromethane (412 mL) and hexafluorobenzene (56 mL) are charged into a 1 L round bottom flask, and ice water is used. It cooled.
  • a chain transfer agent Grubbs first generation catalyst 921 mg, 1.12 mmol
  • Example 6-1 Synthesis of fluorine-containing norbornene derivative N-PPVE Perfluoro (propyl vinyl ether) (20.0 g, 75.2 mmol), dicyclopentadiene (4.95 g, 37) in a high pressure miniature bomb made of stainless steel (SUS316) .5 mmol), diethyl ether (8 mL) and hydroquinone (0.12 g, 1.12 mmol) were charged and allowed to react at 100-150 ° C. for 11 hours. The reaction solution was transferred to a 30 mL flask, and the fraction containing N-PPVE was fractionated by distillation under reduced pressure (distillation conditions 30 to 50 mmHg, 60 to 65 ° C.).
  • Example 6-2 Ring-Opening Metathesis Polymerization of N-PPVE Grubbs second generation catalyst (9.8 mg, 0.011 mmol) was dissolved in dichloromethane (10 mL) in a 20 mL screw tube bottle under nitrogen Were prepared.
  • the N-PPVE (0.38 g, 1.15 mmol) obtained in Example 6-1, 1-hexene (2 ⁇ L) and dichloromethane (3 mL) were charged into a 20 mL screw tube and dissolved, 1 mL (corresponding to 0.1 mol% of catalyst) of the prepared solution (A) was added and allowed to react at room temperature for 3 hours.
  • ethyl vinyl ether (93 ⁇ L) was added to the reaction liquid to terminate the polymerization, and then 5 mL of AE-3000 (manufactured by AGC) was added.
  • the reaction solution was concentrated under reduced pressure, and purified by silica gel column chromatography (mobile phase: AE-3000) to obtain a compound represented by P-N-PPVE.
  • the yield of the target polymer (P-N-PPVE) was 66%.
  • m is a positive integer indicating the number of repetitions of the repeating unit.
  • Example 6-3 The polymer (PN-PPVE) synthesized in Example 6-2 was dissolved in 3M HFE-7200 at a concentration of 3 wt% to prepare a HFE-7200 solution of polymer. Next, a HFE-7200 solution of P-NM-PPVE was applied to a glass substrate, uniformly coated using a spin coater, and then dried at 150 ° C. for 10 minutes to form an evaluation substrate. The water contact angle of the coated surface was 104 degrees, and the contact angle of n-hexadecane was 54 degrees.
  • Example 7-2 Ring-Opening Metathesis Polymerization of N-PEVE Grubbs second generation catalyst (7.1 mg, 0.0083 mmol) is dissolved in dichloromethane (10 mL) in a 20 mL screw-tube under nitrogen and solution (B) Were prepared.
  • N-PEVE (0.40 g, 0.83 mmol), 1-hexene (2 ⁇ L) and dichloromethane (4 mL) obtained in Example 7-1 were charged into a 30 mL screw tube and dissolved, and then 1 mL (corresponding to 0.1 mol% of catalyst) of the prepared solution (B) was added and allowed to react at room temperature for 3 hours.
  • ethyl vinyl ether (68 ⁇ L) was added to the reaction liquid to terminate the polymerization, and then 5 mL of AE-3000 (manufactured by AGC) was added. Then, the reaction solution was concentrated under reduced pressure and purified by silica gel column chromatography (mobile phase: AE-3000) to obtain a compound represented by P-N-PEVE. The yield of the target polymer (P-N-PEVE) was 76%. A series of these reactions are shown below. In the formula, m is a positive integer indicating the number of repetitions of the repeating unit.
  • Example 7-3 The polymer (P-N-PEVE) synthesized in Example 7-2 was dissolved in 3M HFE-7200 at a concentration of 3 wt% to prepare a HFE-7200 solution of the polymer. Next, a HFE-7200 solution of PN-PEVE was applied to a glass substrate, uniformly coated using a spin coater, and then dried at 150 ° C. for 10 minutes to form an evaluation substrate. The water contact angle of the coated surface was 119 degrees, and the contact angle of n-hexadecane was 73 degrees.
  • Example 1-3 comparative example
  • Example 2-3 Example 3-3 and Example 4-3 (example)
  • a polymer of a norbornene derivative in which the number of substituted fluorine-containing organic groups is 2 or more is It turned out that it has high liquid repellency.
  • Example 6-3 comparative example
  • Example 7-3 Example 7-3
  • the polymer of a norbornene derivative containing two or more etheric oxygen atoms in the fluorine-containing organic group has high liquid repellency. I understand.
  • Example 8-1 ROMP copolymerization of NM-PPVE and cyclopentene derivative (MCPC) NM-PPVE (1.0 g, 2.56 mmol) obtained in Example 1-1 was used as a main monomer under a nitrogen atmosphere. Methyl cyclopentene-1-carboxylate (MCPC, 0.32 g, 2.56 mmol) was charged as a comonomer into a 20 mL screw-tube, and finally Grubbs second-generation catalyst (2.2 mg, 0.0026 mmol) was charged at room temperature. The reaction was allowed to proceed for 3 hours.
  • MCPC Methyl cyclopentene-1-carboxylate
  • Example 8-2 ROMP copolymerization of NM-PPVE and cyclopentene derivative (CPMO) NM-PPVE (1.0 g, 2.56 mmol) obtained in Example 1-1 under nitrogen atmosphere is used as a main monomer, 4- 4- Hydroxymethyl-1-cyclopentene (CPMO, 0.25 g, 2.56 mmol) is charged as a comonomer into a 20 mL screw-tube, and finally Grubbs second generation catalyst (2.2 mg, 0.0026 mmol) is charged at room temperature It was allowed to react for 3 hours.
  • CPMO cyclopentene derivative
  • Example 9-1 ROMP copolymerization of NDM-2PPVE and cyclopentene derivative (MCPC) Under nitrogen atmosphere, NDM-2PPVE (1.0 g, 1.46 mmol) obtained in Example 2-1 is used as a main monomer, 3- Methyl cyclopentene-1-carboxylate (MCPC, 0.184 g, 1.46 mmol) was charged as a comonomer into a 6 mL screw-tube, and finally Grubbs second generation catalyst (2.5 mg, 0.0029 mmol) was charged and at room temperature The mixture was stirred for 30 minutes. The reactor was then heated in an oil bath at 80 ° C. for 5 minutes, returned to room temperature, and allowed to react for 4 hours.
  • MCPC 3- Methyl cyclopentene-1-carboxylate
  • Example 9 ROMP Copolymerization of NDM-2PPVE and Cyclopentene Derivative (CPMO) Under nitrogen atmosphere, NDM-2PPVE (1.0 g, 1.46 mmol) obtained in Example 2-1 is used as a main monomer, 4- Hydroxymethyl-1-cyclopentene (CPMO, 0.14 g, 1.46 mmol) is charged as a comonomer into a 6 mL screw-tube, and finally Grubbs second generation catalyst (2.5 mg, 0.0029 mmol) is charged at room temperature Stir for 30 minutes. The reactor was then heated in an oil bath at 80 ° C. for 5 minutes, returned to room temperature, and allowed to react for 4 hours.
  • CPMO 4- Hydroxymethyl-1-cyclopentene
  • Example 10-1 ROMP copolymerization of NDM-2PHVE and cyclopentene derivative (MCPC) Under nitrogen atmosphere, NDM-2PHVE (1.0 g, 0.98 mmol) obtained in Example 3-1 is used as a main monomer, 3- Methyl cyclopentene-1-carboxylate (MCPC, 0.125 g, 0.98 mmol) was charged as a comonomer into a 6 mL screw tube and finally charged Grubbs second generation catalyst (0.79 mg, 0.0009 mmol) at 60 ° C. And allowed to react for 2 hours.
  • MCPC 3- Methyl cyclopentene-1-carboxylate
  • ethyl vinyl ether 80 ⁇ L was added to the reaction solution to terminate the polymerization, and then AK-225 (4 mL) was added to dissolve the polymer.
  • the polymer solution was dropped into methanol (100 mL), and the precipitated polymer was recovered by filtration under reduced pressure and dried at 60 ° C. under reduced pressure. The yield was 0.72 g.
  • the obtained polymer was dissolved in heavy chloroform, and as a result of measuring 1 H-NMR, the obtained polymer was a copolymer represented by the initial copolymer E.
  • Example 10-2 ROMP copolymerization of NDM-2PHVE and cyclopentene derivative (CPMO) NDM-2PHVE (1.0 g, 0.98 mmol) obtained in Example 3-1 as a main monomer under a nitrogen atmosphere Hydroxymethyl-1-cyclopentene (CPMO, 97 mg, 0.99 mmol) was charged as a comonomer into a 6 mL screw cap and finally charged with Grubbs second generation catalyst (1.09 mg, 0.0013 mmol) at 60 ° C. It was allowed to react for 5 hours.
  • CPMO cyclopentene derivative
  • NDM-Tf (1.30 g, 3.1 mmol), diethylene glycol dimethyl ether (20 mL), a fluorine-containing compound (2.16 g, 6.2 mmol) represented by the following formula 3, and cesium fluoride (under a nitrogen atmosphere)
  • Dichloromethane (50 mL) and saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution (50 mL) are added to the reaction solution, and the mixture is stirred, and then the organic phase is separated.
  • Anhydrous sodium sulfate is added to the organic phase and stirred, and then insolubles are removed by filtration under reduced pressure.
  • the obtained organic phase is concentrated by an evaporator and then purified by silica gel column chromatography to obtain a compound represented by (4).
  • ethyl vinyl ether (422 ⁇ L) is added to the reaction solution to terminate the polymerization, and then 40 mL of chloroform is added to dilute the polymerization suspension.
  • the polymer suspension is continuously introduced into methanol (250 mL), and the precipitated polymer is recovered by filtration under reduced pressure and dried at 50 ° C. under reduced pressure to obtain the target polymer.
  • Example 12-2 ROMP Homopolymerization of Fluorine-Containing Norbornene (5) Under nitrogen atmosphere, Grubbs second generation catalyst (9.9 mg, 0.012 mmol) was weighed into a 10 mL screw tube and dissolved in dichloromethane (5 mL) Prepare a catalyst solution. Next, the compound (5) (2.0 g, 2.34 mmol) obtained in Example 12-1 and dichloromethane (19 mL) are charged into a 100 mL screw tube and dissolved, and 1 mL of the catalyst solution prepared above is dissolved. Add (corresponding to 0.1 mol% of the catalyst) and react for 3 hours at room temperature.
  • ethyl vinyl ether (422 ⁇ L) is added to the reaction solution to terminate the polymerization, and then 40 mL of chloroform is added to dilute the polymerization suspension.
  • the polymer suspension is continuously introduced into methanol (250 mL), and the precipitated polymer is recovered by filtration under reduced pressure and dried at 50 ° C. under reduced pressure to obtain the target polymer.
  • a novel fluorine-containing polymer containing a structural unit derived from a fluorine-containing norbornene derivative and a structural unit derived from a cyclopentene derivative is obtained, and the polymer is an electrical / electronic material or a semiconductor material as a functional polymer. It can be used in a wide variety of fields such as optical materials, medical devices / cell culture materials, liquid repellent materials, elastomeric materials, crosslinking agents and the like.

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Abstract

本発明は、下記一般式1で表される含フッ素化合物、下記一般式2で表される含フッ素化合物、または、下記一般式3で表される含フッ素化合物に関する。さらに、本発明は、下記一般式I又はIIで表される構造単位を含む含フッ素共重合体に関する。

Description

含フッ素化合物並びに含フッ素重合体及びその製造方法
 本発明は含フッ素化合物並びに含フッ素重合体及びその製造方法に関する。特に含フッ素ノルボルネン誘導体及び該含フッ素ノルボルネン誘導体由来の構成単位を含む含フッ素重合体とその製造方法に関する。
 従来、ノルボルネン骨格を持つ化合物(以下、「ノルボルネン誘導体」と称する。)は、金属触媒によるメタセシス反応により開環重合させて重合体を得るためのモノマーとして広く使用されている。このノルボルネン誘導体に基づく構成単位を含む重合体(ポリマー)及びその水素添加物は、高ガラス転移温度(高耐熱性)、低吸水性、高光線透過率等の諸特性のバランスに優れており、電気・電子材料、半導体材料、光学材料等の多種多様な分野に利用されている。
 このノルボルネン誘導体にフッ素原子を含有させた含フッ素ノルボルネン誘導体由来の重合体は、フッ素原子を含まないノルボルネン誘導体の重合体に比べて化学耐久性、耐候性、光透過性に優れることが期待される(特許文献1~3)。
日本国特許第4752399号公報 日本国特開2004-107277号公報 米国特許出願公開第2007-0191560号明細書
Analytica Chimica Acta(2004),504(1),53-62 CHEMICAL REVIEWS(2015),115,871-930
 従来フッ素原子を含んだオレフィン誘導体は反応が進みにくいという知見があり、フッ素原子を含まないノルボルネン誘導体と置換基を有するシクロペンテン誘導体とに由来する共重合体(非特許文献1)が報告されている。しかしながら、フッ素原子を含むノルボルネン誘導体と置換基を有するシクロペンテン誘導体とに由来する共重合体が製造された報告はなかった。また、フッ素原子を含むノルボルネン誘導体とシクロペンテンとの共重合体(非特許文献2)が報告されているものの、フッ素原子を含むノルボルネン誘導体と置換基を有するシクロペンテン誘導体とに由来する共重合体が製造された報告はなかった。
 そこで本発明では、フッ素原子を含むノルボルネン誘導体及び該ノルボルネン誘導体に由来する構造単位を含む、新規の含フッ素化合物、含フッ素重合体とその製造方法を提供することを目的とする。
 前記課題を達成する構成として、本発明は下記<1>~<15>に関する。
<1>下記一般式1で表される含フッ素化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 
 ただし、X11、X12はそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子であり、R11、R12はそれぞれ独立に一価有機基であり、a11、a12はそれぞれ独立に0、1または2である。
<2>下記一般式2で表される含フッ素化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 
 ただし、X21、X22はそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子であり、R21、R22はそれぞれ独立に一価有機基であり、a21、a22はそれぞれ独立に1または2である。
<3>下記一般式3で表される含フッ素化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 
 ただし、Y31は、それぞれ独立して、CR131132、O、S、NR133又はPR134であり、R31はエーテル性酸素原子を有する炭素数2以上の一価含フッ素有機基であり、R32~R34はそれぞれ独立して、水素原子またはハロゲン原子であり、R131~R134はそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数1~20のアルキル基であり、j31は0又は1である。
<4>下記一般式11で表される構造単位または下記一般式12で表される構造単位を含む含フッ素重合体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 
 ただし、X11、X12はそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子であり、R11、R12はそれぞれ独立に一価有機基であり、a11、a12はそれぞれ独立に0、1または2であり、m11は繰り返し単位の繰り返し数を表す自然数である。
<5>下記一般式21で表される構造単位または下記一般式22で表される構造単位を含む含フッ素重合体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 ただし、X21、X22はそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子、R21、R22はそれぞれ独立に一価有機基、a21、a22はそれぞれ独立に1または2、m21は繰り返し単位の繰り返し数を表す自然数である。
<6>下記一般式31で表される構造単位または下記一般式32で表される構造単位を含む含フッ素重合体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 
 ただし、Y31は、それぞれ独立して、CR131132、O、S、NR133又はPR134であり、R31はエーテル性酸素原子を有する炭素数2以上の一価含フッ素有機基であり、R32~R34はそれぞれ独立して、水素原子またはハロゲン原子であり、R131~R134はそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数1~20のアルキル基であり、j31は0又は1であり、m31は繰り返し単位の繰り返し数を表す自然数である。
<7>下記一般式11’で表される構造単位を含む含フッ素重合体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 
 ただし、X11、X12はそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子であり、R11、R12はそれぞれ独立に一価有機基であり、a11、a12はそれぞれ独立に0、1または2であり、m11は繰り返し単位の繰り返し数を表す自然数である。
<8>下記一般式21’で表される構造単位を含む含フッ素重合体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 
 ただし、X21、X22はそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子であり、R21、R22はそれぞれ独立に一価有機基であり、a21、a22はそれぞれ独立に1または2であり、m21は繰り返し単位の繰り返し数を表す自然数である。
<9>下記一般式31’で表される構造単位を含む含フッ素重合体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 
 ただし、Y31は、それぞれ独立して、CR131132、O、S、NR133又はPR134であり、R31はエーテル性酸素原子を有する炭素数2以上の一価含フッ素有機基であり、R32~R34はそれぞれ独立して、水素原子またはハロゲン原子であり、R131~R134はそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数1~20のアルキル基であり、j31は0又は1であり、m31は繰り返し単位の繰り返し数を表す自然数である。
<10>下記一般式Iで表される構造単位又は下記一般式IIで表される構造単位を含む含フッ素重合体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 
 ただし、上記式中の記号は以下の意味を表す。
 Yは、それぞれ独立して、CR121122、O、S、NR123又はPR124であり、
 R101~R104はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子又はヘテロ原子を有していてもよい有機基であり、R101又はR102と、R103又はR104とが結合して環を形成していてもよく、R101~R104のうち少なくとも1の基又は原子にフッ素原子が1以上含まれており、
 R105~R110はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基又はヘテロ原子を有していてもよい有機基であり、ただしR105~R110のうち少なくとも1の基はハロゲン原子、水酸基、アミノ基又はヘテロ原子を有していてもよい有機基であり、
 R121~R124はそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数1~20のアルキル基であり、
 jは0又は1であり、
 m及びnはそれぞれ繰り返し単位の繰り返し数を表す自然数である。
<11>前記一般式I又は前記一般式IIにおけるR101~R104のうち少なくとも1の基又は原子が、炭素数1~20の(ペル)フルオロアルキル基、炭素数1~20の(ペル)フルオロアルコキシ基、炭素原子と炭素原子の間にエーテル性酸素原子を有する炭素数2~200の(ペル)フルオロアルキル基、炭素原子と炭素原子の間にエーテル性酸素原子を含む炭素数2~200の(ペル)フルオロアルコキシ基、炭素数5~20の(ペル)フルオロアリール基、炭素数5~20の(ペル)フルオロアリールオキシ基、又はフッ素原子である、前記<10>に記載の含フッ素重合体。
<12>下記一般式I’で表される構造単位を含む含フッ素重合体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 
 ただし、上記式中の記号は以下の意味を表す。
 Yは、それぞれ独立して、CR121122、O、S、NR123又はPR124であり、
 R101~R104はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子又はヘテロ原子を有していてもよい有機基であり、R101又はR102と、R103又はR104とが結合して環を形成していてもよく、R101~R104のうち少なくとも1の基又は原子にフッ素原子が1以上含まれており、
 R105~R110はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基又はヘテロ原子を有していてもよい有機基であり、ただしR105~R110のうち少なくとも1の基はハロゲン原子、水酸基、アミノ基又はヘテロ原子を有していてもよい有機基であり、
 R121~R124はそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数1~20のアルキル基であり、
 jは0又は1であり、
 m及びnはそれぞれ繰り返し単位の繰り返し数を表す自然数である。
<13>金属-カルベン錯体触媒の存在下、下記一般式aで表されるフッ素原子を含むノルボルネン誘導体と、下記一般式bで表されるシクロペンテン誘導体とを共重合させる、下記一般式Iで表される構造単位を含む含フッ素重合体の製造方法。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
 
 ただし、上記式a、b及びI中の記号は以下の意味を表す。
 Yは、それぞれ独立して、CR121122、O、S、NR123又はPR124であり、
 R101~R104はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子又はヘテロ原子を有していてもよい有機基であり、R101又はR102と、R103又はR104とが結合して環を形成していてもよく、R101~R104のうち少なくとも1の基又は原子にフッ素原子が1以上含まれており、
 R105~R110はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基又はヘテロ原子を有していてもよい有機基であり、ただしR105~R110のうち少なくとも1の基はハロゲン原子、水酸基、アミノ基又はヘテロ原子を有していてもよい有機基であり、
 R121~R124はそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数1~20のアルキル基であり、
 jは0又は1であり、
 m及びnはそれぞれ繰り返し単位の繰り返し数を表す自然数である。
<14>下記一般式aで表されるフッ素原子を含むノルボルネン誘導体と、下記一般式bで表されるシクロペンテン誘導体とを付加重合反応により共重合させる、下記一般式IIで表される構造単位を含む含フッ素重合体の製造方法。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
 
 ただし、上記式a、b及びII中の記号は以下の意味を表す。
 Yは、それぞれ独立して、CR121122、O、S、NR123又はPR124であり、
 R101~R104はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子又はヘテロ原子を有していてもよい有機基であり、R101又はR102と、R103又はR104とが結合して環を形成していてもよく、R101~R104のうち少なくとも1の基又は原子にフッ素原子が1以上含まれており、
 R105~R110はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基又はヘテロ原子を有していてもよい有機基であり、ただしR105~R110のうち少なくとも1の基はハロゲン原子、水酸基、アミノ基又はヘテロ原子を有していてもよい有機基であり、
 R121~R124はそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数1~20のアルキル基であり、
 jは0又は1であり、
 m及びnはそれぞれ繰り返し単位の繰り返し数を表す自然数である。
<15>金属-カルベン錯体触媒の存在下、下記一般式aで表されるフッ素原子を含むノルボルネン誘導体と、下記一般式bで表されるシクロペンテン誘導体とを共重合させて下記一般式Iで表される構造単位を含む含フッ素重合体を得る工程、及び、得られた前記含フッ素重合体に水素添加する工程を含む、下記一般式I’で表される構造単位を含む含フッ素重合体の製造方法。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
 
 ただし、上記式a、b、I及びI’中の記号は以下の意味を表す。
 Yは、それぞれ独立して、CR121122、O、S、NR123又はPR124であり、
 R101~R104はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子又はヘテロ原子を有していてもよい有機基であり、R101又はR102と、R103又はR104とが結合して環を形成していてもよく、R101~R104のうち少なくとも1の基又は原子にフッ素原子が1以上含まれており、
 R105~R110はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基又はヘテロ原子を有していてもよい有機基であり、ただしR105~R110のうち少なくとも1の基はハロゲン原子、水酸基、アミノ基又はヘテロ原子を有していてもよい有機基であり、
 R121~R124はそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数1~20のアルキル基であり、
 jは0又は1であり、
 m及びnはそれぞれ繰り返し単位の繰り返し数を表す自然数である。
 本発明に係る含フッ素重合体は、化学耐久性、耐候性、光透過性、透明性、撥液性に優れ、さらには低誘電率が期待される。
 以下、本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、任意に変形して実施することができる。
 本明細書において、ペルフルオロアルキル基とは、アルキル基の水素原子が全てフッ素原子で置換された基を意味する。ペルフルオロアリール基についても同様に、アリール基の水素原子が全てフッ素原子で置換された基を意味する。
 また(ペル)フルオロアルキル基とは、フルオロアルキル基とペルフルオロアルキル基とを合わせた総称で用いる。すなわち該基は1個以上のフッ素原子を有するアルキル基である。(ペル)フルオロアリール基についても同様である。
 アリール基とは、芳香族化合物において芳香環を形成する炭素原子の内いずれか1の炭素原子に結合した1の水素原子を取り去った残基に相当する一価の基を意味し、炭素環化合物から誘導されるアリール基と、ヘテロ環化合物から誘導されるヘテロアリール基とを合わせた総称で用いる。
 炭化水素基の炭素数とは、ある炭化水素基全体に含まれる炭素原子の総数を意味し、該基が置換基を有さない場合は炭化水素基骨格を形成する炭素原子の数を、該基が置換基を有する場合は炭化水素基骨格を形成する炭素原子の数に置換基中の炭素原子の数を加えた総数を表す。
 ヘテロ原子とは、炭素原子と水素原子以外の原子を意味し、好ましくは、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子、ケイ素原子、及びハロゲン原子からなる群から選ばれる1種以上の原子である。
 一般式1で表される化合物を化合物1という。
<含フッ素化合物(ノルボルネン誘導体)>
 本発明に係る含フッ素化合物は、下記一般式1で表される含フッ素化合物、下記一般式2で表される含フッ素化合物、または、下記一般式3で表される含フッ素化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
 
 ただし、X11、X12はそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子、R11、R12はそれぞれ独立に一価有機基、a11、a12はそれぞれ独立に0、1または2である。また、X21、X22はそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子、R21、R22はそれぞれ独立に一価有機基、a21、a22はそれぞれ独立に1または2である。また、Y31は、それぞれ独立して、CR131132、O、S、NR133又はPR134であり、R31はエーテル性酸素原子を有する炭素数2以上の一価含フッ素有機基であり、R32~R34はそれぞれ独立して、水素原子またはハロゲン原子であり、R131~R134はそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数1~20のアルキル基であり、j31は0又は1である。
 R11、R12としては、1価の炭化水素基、ヘテロ原子を含む1価の炭化水素基が挙げられ、特に、エーテル性酸素原子を有する含フッ素炭化水素基が好ましい。1価の有機基の炭素数は1~200が好ましく、1~100がより好ましく、1~20がさらに好ましい。すなわち含フッ素化合物1におけるノルボルネンの置換基(-(CHa11-O-CFX11-R11および-(CHa12-O-CFX12-R12)としては2個以上のエーテル性酸素原子を有する含フッ素炭化水素基が好ましい。
 含フッ素化合物1における置換基(-(CHa11-O-CFX11-R11および-(CHa12-O-CFX12-R12)の具体例としては、例えば、下記に示す構造が挙げられる。
-O-CFCHF-(O-CFCFCFd22-O-CFCFCF (d22=0~65)
-O-CFCHF-(O-CFd23-(O-CFCFd24-O-CF (d23=0~198、d24=0~99)
-O-CFCHF-(O-CFCFCFCF-O-CFCFd25-O-CF (d25=0~33)
-O-CFCHF-(O-CFCFd26-O-CF (d26=0~99)
-O-CFCHF-(O-CFd27-O-CF (d27=0~198)
-O-CFCHF-(O-CFCF(CF))d28-O-CFCFCF (d28=0~65)
-CH-O-CFCHF-(O-CFCFCFd1-O-CFCFCF (d1=0~65)
-CH-O-CFCHF-(O-CFd2-(O-CFCFd3-O-CF (d2=0~198、d3=0~99)
-CH-O-CFCHF-(O-CFCFCFCF-O-CFCFd4-O-CF (d4=0~33)
-CH-O-CFCHF-(O-CFCFd5-O-CF (d5=0~99)
-CH-O-CFCHF-(O-CFd6-O-CF (d6=0~198)
-CH-O-CFCHF-(O-CFCF(CF))d19-O-CFCFCF (d19=0~65)
-CHCH-O-CFCHF-(O-CFCFCFd7-O-CFCFCF (d7=0~65)
-CHCH-O-CFCHF-(O-CFd8-(O-CFCFd9-O-CF (d8=0~198、d9=0~99)
-CHCH-O-CFCHF-(O-CFCFCFCF-O-CFCFd10-O-CF (d10=0~33)
-CHCH-O-CFCHF-(O-CFCFd11-O-CF (d11=0~99)
-CHCH-O-CFCHF-(O-CFd12-O-CF (d12=0~198)
-CHCH-O-CFCHF-(O-CFCF(CF))d20-O-CFCFCF (d20=0~65)
 含フッ素化合物1における置換基(-(CHa11-O-CFX11-R11および-(CHa12-O-CFX12-R12)としては、
-CH-O-CFCHF-O-CFCFCF
-CH-O-CFCHF-O-CFCF(CF)-O-CFCFCF
-CH-O-CFCHF-O-CFCF-O-CF-O-CF-O-CF
-CH-O-CFCF-O-CFCF-O-CFCF3、
-CH-O-CFCF-O-CFCF-O-CFCFCFCF
-CH-O-CFCF(CF)-O-CFCFCF
-CHCH-O-CFCHF-O-CFCFCF
-CHCH-O-CFCHF-O-CFCF(CF)-O-CFCFCF
-CHCH-O-CFCHF-O-CFCF-O-CF-O-CF-O-CF
-CHCH-O-CFCF-O-CFCF-O-CFCF
-CHCH-O-CFCF-O-CFCF-O-CFCFCFCF
-CHCH-O-CFCF(CF)-O-CFCFCF等が特に好適に例示される。
 R21、R22としては、R11、R12と好適な態様も含めて同様である。
 化合物3は、例えば、後述するようなシクロペンタジエン等の五員環構造のジエンとオレフィンとのディールズアルダー(Diels-Alder)反応によって合成することができる。前記五員環構造のジエンの構造によってY31を定めることができる。なかでも、Y31はCH、O、又はNHであることが反応性、入手性の点から好ましく、CHが特に好ましい。
 R31としては、好ましくは、エーテル性酸素原子を有する炭素数2以上の1価含フッ素炭化水素基、エーテル性酸素原子及びヘテロ原子(エーテル性酸素原子を除く)を含む炭素数2以上の1価含フッ素炭化水素基が挙げられる。すなわち化合物3におけるノルボルネンの置換基(OR31)としては、エーテル性酸素原子を2個以上(アルコキシ基の付け根の酸素原子も含めて2個以上)有する炭素数2以上の含フッ素アルコキシ基が好ましい。1価含フッ素有機基の炭素数は2~200が好ましく、2~100がより好ましく、3~20がさらに好ましい。
 OR31の具体例としては、例えば、下記に示す構造が挙げられる。
-(O-CFCFCFd13-O-CFCFCF (d13=0~65)
-(O-CFd14-(O-CFCFd15-O-CF (d14=0~199、d15=0~99)
-(O-CFCFCFCF-O-CFCFd16-O-CF (d16=0~33)
-(O-CFCFd17-O-CF (d17=0~99)
-(O-CFd18-O-CF (d18=0~199)
-(O-CFCF(CF))d21-O-CFCFCF (d21=0~65)
 OR31としては、
-O-CFCF(CF)-O-CFCFCF
-O-CFCF-O-CF-O-CF-O-CF
-O-CFCFCF-O-CF
-O-CFCF(CF)-O-CFCF(CF)-O-CFCFCF等が特に好適に例示される。
 R32~R34はそれぞれ独立して、水素原子またはハロゲン原子であり、水素原子またはフッ素原子が好ましい。
 以下に、化合物1~3の合成方法を示す。
 含フッ素化合物1は例えば、ヒドロキシル基を2つ有するノルボルネン誘導体と含フッ素化合物から合成することができる。
 化合物1の合成方法の具体的な例として、以下の化合物1-1の合成方法が挙げられる。化合物1-1は、ノルボルネン誘導体に対して1種類の含フッ素化合物を2倍量で反応させて得られるため、対称化合物である。ノルボルネン誘導体に対して異なる種類の含フッ素化合物を1倍量ずつ反応させれば、非対称の含フッ素化合物1を得ることができる。
 a11、a12、X11は、上記化合物1における定義と好ましい態様を含めて同様である。R11’は、含フッ素炭化水素基、又はエーテル性酸素原子を有する含フッ素炭化水素基が好ましい。R11’の炭素数は1~20が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
 
 含フッ素化合物2は例えば、ヒドロキシル基を2つ有するノルボルネン誘導体と含フッ素化合物から合成することができる。
 化合物2の合成方法の具体的な例として、以下の化合物2-1の合成方法が挙げられる。化合物2-1は、ノルボルネン誘導体に対して1種類の含フッ素化合物を2倍量で反応させて得られるため、対称化合物である。ノルボルネン誘導体に対して異なる種類の含フッ素化合物を1倍量ずつ反応させれば、非対称の含フッ素化合物2を得ることができる。
 a21、a22、X21は、上記化合物2における定義と好ましい態様を含めて同様である。R21’は、含フッ素炭化水素基、又はエーテル性酸素原子を有する含フッ素炭化水素基が好ましい。R21’の炭素数は1~20が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
 
 含フッ素化合物3は、例えば、五員環構造のジエンとオレフィンとのディールズアルダー反応によって合成することができる。ジエンとオレフィンとを反応させることでj31=0の含フッ素ノルボルネン誘導体を合成することができ、さらにジエンと再度反応させることで、j31=1の含フッ素ノルボルネン誘導体を合成することができる。ここでY31及びR31~R34はそれぞれ先述したとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
 
<含フッ素重合体>
 本発明に係る含フッ素重合体の一態様は、前記一般式Iで表される構造単位又は前記一般式IIで表される構造単位を含む共重合体である。
 一般式Iで表される構造単位又は前記一般式IIで表される構造単位を含む共重合体は、少なくとも、下記一般式aで表されるフッ素原子を含むノルボルネン誘導体(含フッ素ノルボルネン誘導体)と、下記一般式bで表されるシクロペンテン誘導体とを、原料モノマーとし、それらを共重合することにより製造することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
 
 上記式中、Yはそれぞれ独立して、CR121122、O、S、NR123又はPR124であり、R101~R104はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子又はヘテロ原子を有していてもよい有機基であり、R101又はR102と、R103又はR104とが結合して環を形成していてもよく、R101~R104のうち少なくとも1の基又は原子にフッ素原子が1以上含まれており、R105~R110はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基又はヘテロ原子を有していてもよい有機基であり、ただしR105~R110のうち少なくとも1の基はハロゲン原子、水酸基、アミノ基又はヘテロ原子を有していてもよい有機基であり、R121~R124はそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数1~20のアルキル基であり、jは0又は1である。
 ここで、「R101~R104」とは、R101、R102、R103及びR104を意味する。同様に、「R105~R110」とは、R105、R106、R107、R108、R109及びR110を意味する。また、「R121~R124」とは、R121、R122、R123及びR124を意味する。
(含フッ素ノルボルネン誘導体)
 原料モノマーとなる含フッ素ノルボルネン誘導体は前記一般式aで表される。
 一般式aにおいて、Yはそれぞれ独立してCR121122、O、S、NR123又はPR124である。
 含フッ素ノルボルネン誘導体は、例えば、後述するようにシクロペンタジエン等の五員環構造のジエンとオレフィンとのディールズアルダー(Diels-Alder)反応によって合成することができる。前記五員環構造のジエンの構造によってYを定めることができる。
 なかでも、YはCH、O、NHであることが反応性、入手性の点から好ましい。
 一般式a中、R101~R104は各々独立して、水素原子、ハロゲン原子又はヘテロ原子を有していてもよい有機基であり、R101又はR102と、R103又はR104とが結合して環を形成していてもよい。また、R101~R104のうち少なくとも1の基又は原子にフッ素原子が1以上含まれている。
 R101~R104のうち少なくとも1の基又は原子にフッ素原子が1以上含まれていれば、その他のR101~R104で表される基又は原子の構造は特に限定されない。
 R101~R104のうち少なくとも1の基又は原子が、炭素数1~20の(ペル)フルオロアルキル基、炭素数1~20の(ペル)フルオロアルコキシ基、炭素原子と炭素原子の間にエーテル性酸素原子を有する炭素数2~200の(ペル)フルオロアルキル基、炭素原子と炭素原子の間にエーテル性酸素原子を含む炭素数2~200の(ペル)フルオロアルコキシ基、炭素数5~20の(ペル)フルオロアリール基、炭素数5~20の(ペル)フルオロアリールオキシ基、又はフッ素原子であることが好ましく、炭素数1~10の(ペル)フルオロアルキル基、炭素原子と炭素原子の間にエーテル性酸素原子を有する炭素数2~10の(ペル)フルオロアルキル基、炭素原子と炭素原子の間にエーテル性酸素原子を含む炭素数2~10の(ペル)フルオロアルコキシ基、又はフッ素原子であることがより好ましい。
 R101~R104のハロゲン原子としては、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
 R101~R104の有機基としては、直鎖状でも分岐状でもよく、環状構造を有していてもよい。R101~R104の有機基としては、炭素数1~100の有機基が好ましく、例えば、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、シクロアルキル基、ケイ素含有アルキル基、アルコキシカルボニル基、アルキルカルボニル基、シアノ基、シアノ基含有アルキル基、エステル基含有アルキル基、エーテル基含有アルキル基、ヒドロキシカルボニル基、カルボキシ基含有アルキル基、ヒドロキシ基、ヒドロキシ基含有アルキル等が挙げられる。これらはヘテロ原子を有していてもよいし、ヘテロ原子を含む炭素数1~100の置換基をさらに有していてもよい。また、環状構造としては単環に限定されず、複数の環が結合した多環構造を有していてもよい。多環構造は縮合環でもスピロ環でもよい。これら環状構造は炭素環化合物に限られず、1以上の炭素原子がヘテロ原子に置換されたヘテロ環化合物であってもよい。環を形成する水素原子のうち、一部又は全部の水素原子がハロゲン原子に置換されていてもよい。
 一般式a中、jは0又は1である。一般式aで表される含フッ素ノルボルネン誘導体は、例えば下記スキームに示すように、五員環構造のジエンとオレフィンとのディールズアルダー反応によってj=0の含フッ素ノルボルネン誘導体を合成することができ、さらにジエンと再度反応させることで、j=1の含フッ素ノルボルネン誘導体を合成することができる。ここでY及びR101~R104はそれぞれ先述したとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
 
 原料となるジエンはシクロペンタジエン及びその誘導体(Y=CR121122)、フラン(Y=O)、チオフェン(Y=S)、アゾール及びその誘導体(Y=NR123)、ホスホール及びその誘導体(A=PR124)を用いることができる。
 原料となるオレフィン化合物において、R101~R104は各々独立して、水素原子、ハロゲン原子又はヘテロ原子を有していてもよい有機基であり、R101又はR102と、R103又はR104とが結合して環を形成していてもよく、R101~R104のうち少なくとも1の基又は原子にフッ素原子が1以上含まれていればよい。
 尚、含フッ素ノルボルネン誘導体の合成法はディールズアルダー反応に限定されず、他の合成法により得ることもできる。例えば反応性官能基を有するノルボルネン誘導体と含フッ素化合物から合成することができ、前記反応性官能基としてはヒドロキシル基やアミノ基、チオール基等が挙げられる。具体的な例として、以下の反応が挙げられる。なお、式中R’としては(ペル)フルオロアルキル基、(ペル)フルオロアルコキシ基、炭素原子と炭素原子の間にエーテル性酸素原子を有する(ペル)フルオロアルキル基、炭素原子と炭素原子の間にエーテル性酸素原子を含む(ペル)フルオロアルコキシ基、(ペル)フルオロアリール基、(ペル)フルオロアリールオキシ基、フッ素原子が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
 
 一般式aで表される含フッ素化合物の例としては、下記化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
 
(シクロペンテン誘導体)
 原料モノマーとなるシクロペンテン誘導体は前記一般式bで表される。
 一般式bにおいて、R105~R110はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基又はヘテロ原子を有していてもよい有機基であり、ただしR105~R110のうち少なくとも1の基はハロゲン原子、水酸基、アミノ基又はヘテロ原子を有していてもよい有機基であり、互いに結合して環を形成していてもよい。有機基としては、直鎖状でも分岐状でもよく、環状構造を有していてもよい。
 すなわち、一般式bで表されるシクロペンテン誘導体は、置換基を有するシクロペンテン誘導体と換言でき、一般式bにおけるR105~R110がすべて水素原子である化合物は除かれる。
 ヘテロ原子を有していてもよい有機基としては、例えば、ハロゲン原子、酸素原子、窒素原子、イオウ原子、リン原子及びケイ素原子からなる群から選ばれる原子を1以上含んでいてもよい炭素数1~200の一価炭化水素基やシアノ基、カルボキシル基、イソシアネート基等が挙げられる。
 炭素数1~200の一価炭化水素基としては炭素数1~200のアルキル基、炭素数1~200のアルコキシ基、炭素数5~20のアリール基、炭素数5~20のアリールオキシ基等が例示できる。該一価炭化水素基は、直鎖状又は分岐状でもよい。また、二価炭化水素基として環を形成していてもよい。
 これらの好ましい基は少なくとも一部の炭素原子にハロゲン原子が結合していてもよい。すなわち例えば(ペル)フルオロアルキル基、(ペル)フルオロアルコキシ基であってもよい。またこれらの好ましい基は、炭素原子と炭素原子の間にエーテル性酸素原子を有していてもよい。またこれらの好ましい基は、さらに、ハロゲン原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子及びケイ素原子からなる群から選ばれる原子を1以上含む置換基を有していてもよい。該置換基としては、ヒドロキシル基、アミノ基、イミノ基、ニトリル基、アミド基(カルボニルアミノ基)、カルバメート基(オキシカルボニルアミノ基)、ニトロ基、カルボキシル基、エステル基(アシルオキシ基またはアルコキシカルボニル基)及びシリル基(アルキルシリル基、アルコキシシリル基又はハロゲン化シリル基)、カルボニル基、アルコキシ基等が例示できる。これらの基は更にアルキル基又はアリール基で置換されていてもよい。例えばアミノ基(-NH)はモノアルキルアミノ基(-NHR)、モノアリールアミノ基(-NHAr)、ジアルキルアミノ基(-NR)、またはジアリールアミノ基(-NAr)であってもよい。ただしRは炭素数1~12のアルキル基または炭素原子と炭素原子の間にエーテル性酸素原子を有する炭素数1~12のアルキル基であり、Arは炭素数5~12のアリール基である。
 中でも、R105~R110は各々独立して、炭素数1~10の(ペル)フルオロアルキル基、炭素原子と炭素原子の間にエーテル性酸素原子を有する炭素数1~10の(ペル)フルオロアルキル基、炭素原子と炭素原子の間にエーテル性酸素原子を含む炭素数1~10の(ペル)フルオロアルコキシ基、炭素数1~12のエステル基、炭素数1~12のエーテル性酸素原子を有するアルキル基、炭素数1~12のシアノ基を有するアルキル基、炭素数1~12のヒドロキシル基を有するアルキル基、炭素数1~12のカルボキシル基を有するアルキル基、炭素数1~12のイソシアネート基を有するアルキル基等がより好ましい。
 一般式bで表されるシクロペンテン誘導体のより具体的な例としては、下記化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
 
(その他の原料モノマー)
 本発明に係る含フッ素重合体は、一般式aで表される含フッ素ノルボルネン誘導体と一般式bで表されるシクロペンテン誘導体以外のモノマーをさらに原料モノマーとすることもできる。重合体11、21または31においても同様である。この場合のその他の原料モノマーとしては、オレフィン構造を有する化合物であればよく、例えばエチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ヘキセンなどのα-オレフィン、スチレン、環状オレフィン等が挙げられる。
 本発明に係る含フッ素重合体のさらなる一態様は、前記一般式11で表される構造単位、前記一般式12で表される構造単位、前記一般式21で表される構造単位、前記一般式22で表される構造単位、前記一般式31で表される構造単位、前記一般式32で表される構造単位、前記一般式11’で表される構造単位、前記一般式21’で表される構造単位、又は、前記一般式31’で表される構造単位を含む重合体である。
<重合方法>
 一般式aで表される含フッ素ノルボルネン誘導体と一般式bで表されるシクロペンテン誘導体とを原料モノマーとして少なくとも用い、重合反応を行うことにより下記一般式Iで表される構造単位又は下記一般式IIで表される構造単位を含む含フッ素共重合体を得ることができる。式中の記号は前記したものとそれぞれ同じ意味を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
 
 重合反応においてメタセシス反応による開環重合(開環メタセシス重合、ROMP)を行うことにより一般式Iで表される構造単位を含む含フッ素共重合体を得ることができ、付加重合反応による共重合を行うことにより一般式IIで表される構造単位を含む含フッ素共重合体を得ることができる。
 得られる共重合体としては、例えば交互共重合体、ブロック共重合体、ランダム共重合体が合成可能であり、原料であるモノマーの仕込み比や、重合条件によって所望の共重合体を得ることができる。
 原料のモノマーとしては、一般式aで表される含フッ素ノルボルネン誘導体を主モノマーとして用いてもよいし、コモノマーとして用いてもよいが、主モノマーとして用いることが化学耐久性、撥液性向上の点から好ましい。また、他のオレフィン化合物をさらに原料モノマーとして用いることで、3元系以上の多元共重合体とすることもできる。
 化合物1~3についても同様に、化合物1を開環メタセシス重合させることにより構造単位11を含む含フッ素重合体が、化合物1を付加重合させることにより構造単位12を含む含フッ素重合体が得られる。また化合物2を開環メタセシス重合させることにより構造単位21を含む含フッ素重合体が、化合物2を付加重合させることにより構造単位22を含む含フッ素重合体が得られる。また化合物3を開環メタセシス重合させることにより構造単位31を含む含フッ素重合体が、化合物3を付加重合させることにより構造単位32を含む含フッ素重合体が得られる。式中の記号は前記したものとそれぞれ同じ意味を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
 
 重合体の分子量は1,000~1,000,000が機械的物性、物理的物性の点から好ましい。前記分子量は重量平均分子量であり、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて重合体溶液の条件下で測定される。
 一般式I又は一般式IIで表される構造単位においてmで表される繰り返し単位の繰り返し数は1~10,000であることが機械的物性、物理的物性の点から好ましく、より好ましくは5~6,500である。また、nで表される繰り返し単位の繰り返し数は1~10,000であることが機械的物性、物理的物性の点から好ましく、より好ましくは5~6,500である。さらに、繰り返し単位の繰り返し数の総数は2~10,000であることが好ましく、より好ましくは5~6,500である。
 前記一般式11、一般式12、一般式21、一般式22、一般式31、又は一般式32、及び、後述する一般式11’、一般式21’、又は一般式31’表される構造単位における、繰り返し単位の繰り返し数m11、m21、またはm31についても同様に、その繰り返し数は、1~10,000であることが機械的物性、物理的物性の点から好ましく、より好ましくは5~6,500である。
 得られた重合体は高耐熱性、低吸水性、高光線透過率(透明性)、高化学耐久性、高耐候性、高撥液性等といった特性を有し、これら諸特性のバランスにも優れることから、電気・電子材料、半導体材料、光学材料、医療器具・細胞培養材料、撥液材料、エラストマー材料、架橋剤等の多種多様な分野に利用することができる。
[開環メタセシス重合]
 原料モノマーとして一般式aで表される含フッ素ノルボルネン誘導体及び一般式bで表されるシクロペンテン誘導体を用い、金属-カルベン錯体触媒の存在下で共重合することにより、一般式Iで表される構造単位を含む含フッ素共重合体を得ることができる。
 それぞれ式中の記号は先述したとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
 
 また原料モノマーとして化合物1を用い、金属-カルベン錯体触媒の存在下で重合することにより、一般式11で表される構造単位を含む含フッ素重合体を得ることができる。また原料モノマーとして化合物2を用い、金属-カルベン錯体触媒の存在下で重合することにより、一般式21で表される構造単位を含む含フッ素重合体を得ることができる。また原料モノマーとして化合物3を用い、金属-カルベン錯体触媒の存在下で重合することにより、一般式31で表される構造単位を含む含フッ素重合体を得ることができる。それぞれ式中の記号は先述したとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
 
 上記開環メタセシス重合反応は触媒の存在下で進行するが、開環メタセシス重合する触媒であれば特に限定されない。[L]M=CAで表される金属-カルベン錯体化合物はその代表例である。金属-カルベン錯体化合物としては、ルテニウム-カルベン錯体、モリブデン-カルベン錯体、又はタングステン-カルベン錯体(以下、「金属-カルベン錯体」とも総称する。)が例示できる。
 オレフィンメタセシス反応活性を有する金属-カルベン錯体化合物は、含フッ素重合体の製造方法において触媒としての役割を果たすが、試薬として投入するもの及び反応中で生成するもの(触媒活性種)の両方を意味する。ここで、金属-カルベン錯体化合物は反応条件下、配位子のいくつかが解離することで触媒活性を示すようになるものと、配位子の解離なしで触媒活性を示すものが知られているが、本発明ではいずれでもよく限定されない。また一般に、開環メタセシス重合は触媒への環状オレフィンの配位と開環と解離とを繰り返しながら進行するため、反応中、触媒上に環状オレフィン以外の配位子がいくつ配位しているかは必ずしも明確でない。したがって本明細書中、[L]は配位子の数や種類を特定するものではない。また、金属-カルベン錯体化合物における金属はルテニウム、モリブデン、またはタングステンであることが好ましい。
 これらの触媒のうち中心金属がルテニウムのものは一般的に「ルテニウム-カルベン錯体」と称されるものであり、例えばVougioukalakis,G.C.et al.,Chem.Rev.,2010,110,1746-1787.に記載されているルテニウム-カルベン錯体を利用することができる。また、例えばAldrich社やUmicore社から市販されているルテニウム-カルベン錯体を利用することができる。
 ルテニウム-カルベン錯体の具体例としては、ビス(トリフェニルホスフィン)ベンジリデンルテニウムジクロリド、ビス(トリシクロヘキシルホスフィン)ベンジリデンルテニウムジクロリド、ビス(トリシクロヘキシルホスフィン)-3-メチル-2-ブテニリデンルテニウムジクロリド、(1,3-ジイソプロピルイミダゾール-2-イリデン)(トリシクロヘキシルホスフィン)ベンジリデンルテニウムジクロリド、(1,3-ジシクロヘキシルイミダゾール-2-イリデン)(トリシクロヘキシルホスフィン)ベンジリデンルテニウムジクロリド、(1,3-ジメシチルイミダゾール-2-イリデン)(トリシクロヘキシルホスフィン)ベンジリデンルテニウムジクロリド、(1,3-ジメシチル-4,5-ジヒドロイミダゾール-2-イリデン)(トリシクロヘキシルホスフィン)ベンジリデンルテニウムジクロリド、[1,3-ビス(2,6-ジイソプロピルフェニル)-4,5-ジヒドロイミダゾール-2-イリデン](トリシクロヘキシルホスフィン)ベンジリデンルテニウムジクロリド、[1,3-ビス(2-メチルフェニル)-4,5-ジヒドロイミダゾール-2-イリデン](トリシクロヘキシルホスフィン)ベンジリデンルテニウムジクロリド、[1,3-ジシクロヘキシル-4,5-ジヒドロイミダゾール-2-イリデン](トリシクロヘキシルホスフィン)ベンジリデンルテニウムジクロリド、ビス(トリシクロヘキシルホスフィン)エトキシメチリデンルテニウムジクロリド、(1,3-ジメシチル-4,5-ジヒドロイミダゾール-2-イリデン)(トリシクロヘキシルホスフィン)エトキシメチリデンルテニウムジクロリド、(1,3-ジメシチル-4,5-ジヒドロイミダゾール-2-イリデン)[ビス(3-ブロモピリジン)]ベンジリデンルテニウムジクロリド、(1,3-ジメシチル-4,5-ジヒドロイミダゾール-2-イリデン)(2-イソプロポキシフェニルメチリデン)ルテニウムジクロリド、(1,3-ジメシチル-4,5-ジヒドロイミダゾール-2-イリデン)[(トリシクロヘキシルホスホラニル)メチリデン]ジクロロルテニウムテトラフルオロボラート、UmicoreM2、UmicoreM51、UmicoreM52、UmicoreM71SIMes、UmicoreM71SIPr、UmicoreM73SIMes、UmicoreM73SIPr等が挙げられ、(1,3-ジメシチル-4,5-ジヒドロイミダゾール-2-イリデン)(トリシクロヘキシルホスフィン)ベンジリデンルテニウムジクロリド、(1,3-ジメシチル-4,5-ジヒドロイミダゾール-2-イリデン)(2-イソプロポキシフェニルメチリデン)ルテニウムジクロリド、(1,3-ジメシチル-4,5-ジヒドロイミダゾール-2-イリデン)[(トリシクロヘキシルホスホラニル)メチリデン]ジクロロルテニウムテトラフルオロボラート、UmicoreM2、UmicoreM51、UmicoreM52、UmicoreM71SIMes、UmicoreM71SIPr、UmicoreM73SIMes、UmicoreM73SIPrが特に好ましい。なお上記錯体のうち、「Umicore」で始まる名称は、Umicore社の製品の商品名である。
 なお、上記ルテニウム-カルベン錯体は、単独で用いてもよいし、2種類以上併用してもよい。さらに必要に応じてシリカゲルやアルミナ、ポリマー等の担体に担持して用いてもよい。
 これらの触媒のうち中心金属がモリブデン、タングステンであるものは一般的に「モリブデン-カルベン錯体」、「タングステン-カルベン錯体」と称されるものであり、例えばGrela,K.(Ed)Olefin Metathesis:Theory and Practice,Wiley,2014.に記載されているモリブデン-カルベン錯体又はタングステン-カルベン錯体を利用することができる。また、例えばAldrich社やStrem社、Ximo社から市販されているモリブデン-カルベン錯体又はタングステン-カルベン錯体を利用することができる。
 なお、上記モリブデン-カルベン錯体又はタングステン-カルベン錯体は、単独で用いてもよいし、2種類以上併用してもよい。さらに必要に応じてシリカゲルやアルミナ、ポリマー等の担体に担持して用いてもよい。
 具体例を下記に示す。なお、Meとはメチル基を、i-Prとはイソプロピル基を、t-Buとはターシャリーブチル基を、Phとはフェニル基を、それぞれ意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
 
 目的物収率向上の点で、原料となるモノマーは脱気及び脱水されたものを用いることが好ましい。脱気操作について、特に制限はないが、凍結脱気等を行うことがある。脱水操作について、特に制限はないが、通常モレキュラーシーブ等と接触させる。原料となるモノマーについて、前記脱気及び脱水操作は通常金属-カルベン錯体と接触させる前に行う。
 また原料となるモノマーは微量の不純物(例えば過酸化物等)を含むことがあるので、目的物収率向上の点で精製してもよい。精製方法については特に制限はない。例えば文献(Armarego,W.L.F.et al.,Purification of Laboratory Chemicals(Sixth Edition),2009,Elsevier)に記載の方法に従って行うことができる。
 原料となるモノマーを反応容器に投入するが、原料となる2種以上のモノマーを反応容器にあらかじめ混合してから投入しても、別々に投入しても構わない。
 金属-カルベン錯体は試薬として投入しても、系内で発生させてもよい。
 試薬として投入する場合、市販の金属-カルベン錯体をそのまま用いてもよく、あるいは市販試薬から公知の方法で合成した市販されていない金属-カルベン錯体を用いてもよい。
 系内で発生させる場合、公知の方法で前駆体となる金属錯体から調製した金属-カルベン錯体を本発明に用いることができる。
 用いる金属-カルベン錯体の量としては、特に制限はないが、原料となるモノマーの内、基準となる一般式aで表される含フッ素ノルボルネン誘導体1モルに対して、通常0.000001(1ppm)~1モル程度用い、好ましくは0.00001(10ppm)~0.2モル程度用いる。
 用いる金属-カルベン錯体は、通常固体のまま反応容器に投入するが、溶媒に溶解又は懸濁させて投入してもよい。この時用いる溶媒としては、反応に悪影響を及ぼさない範囲で特に制限はなく、有機溶媒、含フッ素有機溶媒、イオン液体、水等を単独又は混合して用いることができる。なお、これらの溶媒分子中、一部又はすべての水素原子が重水素原子で置換されていてもよい。
 またモノマーが液体である場合(加熱して液化する場合も含む)は、溶媒を用いないでバルク重合とすることが好ましい。この場合一般式aで表される含フッ素ノルボルネン誘導体に金属-カルベン錯体化合物が溶解することが好ましい。
 開環メタセシス重合を行う時は分子量、およびその分布を制御する目的で、連鎖移動剤としてオレフィンまたはジエンを使用することができる。
 オレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン等のα-オレフィンまたはこれらのフッ素含有オレフィンを用いることができる。さらには、ビニルトリメチルシラン、アリルトリメチルシラン、ビニルトリエトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、ジメトキシメチルビニルシラン、ジエトキシメチルビニルシラン、アリルトリエチルシラン、アリルトリイソプロピルシラン、トリクロロビニルシラン、トリクロロアリルシラン、トリメトキシ(2-トリメトキシシリルエテニル)シラン、ビス(トリエトキシシリル)エチレン、トリクロロ(2-トリクロロシリルエテニル)シラン、1,4-ビス(トリメトキシシリル)-2-ブテン、1,4-ビス(トリエトキシシリル)-2-ブテン、1,4-ビス(トリクロロシリル)-2-ブテン等のケイ素含有オレフィンまたはこれらのフッ素およびケイ素含有オレフィン等も連鎖移動剤として用いることもできる。
 ジエンとしては、1,4-ペンタジエン、1,5-ヘキサジエン、1,6-ヘプタジエン等の非共役系ジエンまたはこれらのフッ素含有非共役系ジエンがあげられる。これらオレフィン、フッ素含有オレフィンまたはジエンはそれぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
 有機溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、o-,m-,p-キシレン、メシチレン等の芳香族炭化水素系溶媒;ヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒;ジクロロメタン、クロロホルム、1,2-ジクロロエタン、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン等のハロゲン系溶媒;テトラヒドロフラン(THF)、ジオキサン、ジエチルエーテル、グライム、ジグライム等のエーテル系溶媒等を使用することができる。含フッ素有機溶媒としては、例えば、ヘキサフルオロベンゼン、m-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、p-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、α,α,α-トリフルオロメチルベンゼン、ジクロロペンタフルオロプロパン等を使用することができる。イオン液体としては、例えば、各種ピリジニウム塩、各種イミダゾリウム塩等を用いることができる。上記溶媒の中でも、金属-カルベン錯体の溶解性等の点で、ベンゼン、トルエン、o-,m-,p-キシレン、メシチレン、ジクロロメタン、クロロホルム、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン、ジエチルエーテル、ジオキサン、THF、ヘキサフルオロベンゼン、m-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、p-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、α,α,α-トリフルオロメチルベンゼン等、及びこれらの混合物が好ましい。
 なお、目的物収率向上の点で、前記溶媒は脱気及び脱水されたものを用いることが好ましい。脱気操作について、特に制限はないが、凍結脱気等を行うことがある。脱水操作について、特に制限はないが、通常モレキュラーシーブ等と接触させる。前記脱気及び脱水操作は通常金属-カルベン錯体と接触させる前に行う。
 モノマーと金属-カルベン錯体を接触させる雰囲気としては、特に限定はないが、触媒の長寿命化の点で、不活性気体雰囲気下が好ましく、中でも窒素又はアルゴン雰囲気下が好ましい。ただし、反応条件において気体となる化合物を原料モノマーとして用いる場合、これらの気体雰囲気下で行うことができる。
 モノマーと金属-カルベン錯体を接触させる相としては、特に制限はないが、反応速度の点で、通常は液相が用いられる。原料となるモノマーが反応条件下で気体の場合、液相で実施するのが難しいため、気-液二相で実施することもできる。なお、液相で実施する場合には溶媒を用いることができる。このとき用いる溶媒としては、上記、金属-カルベン錯体の溶解又は懸濁に用いた溶媒と同様のものを利用することができる。なお、原料として用いるモノマーに反応条件下で液体のものが含まれる場合、無溶媒で実施できることがある(バルク重合)。
 モノマーと金属-カルベン錯体を接触させる容器としては、反応に悪影響を与えない範囲で特に制限はなく、例えば金属製容器又はガラス製容器等を用いることができる。なお、開環メタセシス重合は反応条件下、気体状態のモノマー化合物を扱うことがあるので、高気密が可能な耐圧容器が好ましい。
 モノマーと金属-カルベン錯体を接触させる温度としては、特に制限はないが、通常-100~200℃の範囲で実施することができ、反応速度の点で、0~150℃が好ましい。なお、低温では反応が開始せず、高温では錯体の速やかな分解が生じることがあるので適宜温度の下限と上限を設定する必要がある。通常、用いる溶媒の沸点以下の温度で実施される。
 モノマーと金属-カルベン錯体を接触させる時間としては、特に制限はないが、通常1分~48時間の範囲で実施される。
 モノマーと金属-カルベン錯体を接触させる圧力としては、特に制限はないが、加圧下でも、常圧下でもよいし、減圧下でもよい。通常0.001~10MPa程度、好ましくは0.01~1MPa程度である。
 モノマーの仕込み比や、上記反応温度や反応時間、反応圧力等の反応条件を適宜調整することで、得られる重合体の分子量を目的のものとすることができる。
 モノマーと金属-カルベン錯体を接触させる際に、反応に悪影響を及ぼさない範囲で無機塩や有機化合物、金属錯体等を共存させてもよい。また、反応に悪影響を及ぼさない範囲で、モノマーと金属-カルベン錯体の混合物を攪拌してもよい。このとき、攪拌の方法としては、メカニカルスターラーやマグネティックスターラー等を用いることができる。
 モノマーと金属-カルベン錯体を接触させて重合反応を終えた後、目的物である重合体は公知の方法で単離してもよい。単離方法としては、例えば、溶液の場合、撹拌下の貧溶媒中に反応溶液を排出し重合体水素化物を沈殿させスラリーとし、濾過法、遠心分離法、デカンテーション法等により回収する方法、反応溶液にスチームを吹き込んで重合体を析出させるスチームストリッピング法、反応溶液から溶媒を加熱等により直接除去する方法等が挙げられ、スラリーの場合、そのまま濾過法、遠心分離法、デカンテーション法等により回収する方法等が挙げられる。その他、カラムクロマトグラフィー、リサイクル分取HPLC等が挙げられ、必要に応じてこれらを単独又は複数組み合わせて用いることができる。
 本反応で得られた目的物は通常の高分子化合物と同様の公知の方法で同定することができる。例えば、H-,19F-,13C-NMR、GPC、静的光散乱、SIMSやGC-MS等が挙げられ、必要に応じてこれらを単独又は複数組み合わせて用いることができる。
 得られる重合体が共重合体である場合、含フッ素共重合体を構成する2種以上の単位構造の比はモノマーの仕込み比に依存する。通常、基準となる一般式aで表される含フッ素ノルボルネン誘導体由来の繰り返し単位の繰り返し数を1とすると、一般式bで表されるシクロペンテン誘導体由来の繰返し単位の繰り返し数は0.01~100程度であり、好ましくは0.1~10程度である。また、3元系以上の多元共重合体である場合、その他のオレフィン由来の繰り返し単位の繰り返し数は合計で0.001~1000程度であり、好ましくは0.01~100程度である。
[開環メタセシス重合体の水素添加物]
 本発明における一般式Iで表される構造単位を含む含フッ素共重合体(開環メタセシス重合体)の水素添加物は、一般式Iで表される構造単位を含む含フッ素共重合体の主鎖二重結合部分に水素添加されたものであり、一般式I’で表される構造単位を含む。
 同様に構造単位11を含む含フッ素重合体の水素添加物は、構造単位11を含む含フッ素重合体の主鎖二重結合部分に水素添加されたものであり、一般式11’で表される構造単位を含む。また構造単位21を含む含フッ素重合体の水素添加物は、構造単位21を含む含フッ素重合体の主鎖二重結合部分に水素添加されたものであり、一般式21’で表される構造単位を含む。また構造単位31を含む含フッ素重合体の水素添加物は、構造単位31を含む含フッ素重合体の主鎖二重結合部分に水素添加されたものであり、一般式31’で表される構造単位を含む。
 一般式I’で表される構造単位を含む含フッ素共重合体の構成単位のうち、一般式Iで表される構造単位から一般式I’で表される構造単位へと水素添加される反応率(還元率)は、好ましくは50%以上100%以下であり、より好ましくは80%以上100%以下である。同様に構造単位11’を含む含フッ素重合体の構成単位のうち、還元率は50~100%が好ましく、80~100%がより好ましい。また構造単位21’を含む含フッ素重合体の構成単位のうち、還元率は50~100%が好ましく、80~100%がより好ましい。また構造単位31’を含む含フッ素重合体の構成単位のうち、還元率は50~100%が好ましく、80~100%がより好ましい。
 なお、式中の記号はそれぞれ先述したとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
 
 本発明に係る含フッ素重合体が、特定の波長に対して、特に紫外線領域の波長に対して光を吸収する主鎖二重結合を多く含有すると紫外線領域の波長に対する光透過性が低下し光学特性を損なうおそれがある。この光透過性は、開環メタセシス重合体の主鎖二重結合に対して水素原子を添加(付加)し、飽和結合にすることで必要とする透過率に制御できる。
 また含フッ素重合体が有する二重結合の量が多いと屈折率は高くなり、水素添加することによって飽和結合の量を増すと屈折率を低下させることができる。この水素原子の添加の割合(以下、水素添加率ということがある)の増減で屈折率を任意に調整できる。
 一方、これらの主鎖二重結合は、幾何学的に平面構造を有することでポリマーの自由な運動を制限する。すなわち、二重結合が多くあれば、ガラス転移温度は高くなり、耐熱特性が向上する。しかし、二重結合は酸化に対する安定性を悪化させることがあり、酸化を防止する目的で、一般的にオレフィン系重合体に使用することができる酸化防止剤などを適宜加えることによって問題を解決することができる。また、二重結合を酸化させてエポキサイドの構造を持たせてもよい。
 さらに、これら二重結合の量は、ポリマーの機械的強度、耐衝撃性にも影響を与え、その量が多ければ剛性を高め、二重結合を水素添加し飽和結合に変換すれば、柔軟性や耐衝撃強度を高めることができる。この主鎖二重結合の水素添加の割合は、光透過性、耐熱性、耐候性や機械的強度、耐衝撃性などのポリマー物性のバランスによって任意に決めることができる。
 開環メタセシス重合体水素添加物の分子量は1,000~1,000,000が機械的物性、物理的物性の点から好ましい。前記分子量は重量平均分子量で表される値であり、GPCを用いて重合体溶液の条件下で測定される。
[付加重合]
 原料モノマーとして、一般式aで表される含フッ素ノルボルネン誘導体及び一般式bで表されるシクロペンテン誘導体を用いた付加重合反応による共重合により、一般式IIで表される構造単位を含む含フッ素共重合体を得ることができる。
 式中の記号は先述したとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
 
 同様に原料モノマーとして化合物1を用い付加重合することにより、一般式12で表される構造単位を含む含フッ素重合体を得ることができる。また原料モノマーとして化合物2を用い付加重合することにより、一般式22で表される構造単位を含む含フッ素重合体を得ることができる。また原料モノマーとして化合物3を用い付加重合することにより、一般式32で表される構造単位を含む含フッ素重合体を得ることができる。
 式中の記号は先述したとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
 
 重合方法としては、ラジカル重合、カチオン重合、アニオン重合、配位重合が挙げられ、中でもラジカル重合又は配位重合が好ましい。
 付加重合反応は公知の方法により実施する事ができる。好ましくは、含フッ素環状オレフィンを付加重合する方法である。付加重合の条件については、当業者に周知の条件を適宜最適化して採用することができる。
 重合反応を終えた後の単離や同定は開環メタセシス重合の際と同様の方法を用いることができる。
 得られた重合体が共重合体である場合、含フッ素共重合体を構成する単位構造の比はモノマーの仕込み比に依存する。通常、基準となる一般式aで表される含フッ素ノルボルネン誘導体由来の繰り返し単位の繰り返し数を1とすると、一般式bで表されるシクロペンテン誘導体由来の繰返し単位の繰り返し数は0.01~100程度であり、好ましくは0.1~10程度である。また、3元系以上の多元共重合体である場合、その他のオレフィン由来の繰り返し単位の繰り返し数は合計で0.01~100程度であり、好ましくは0.1~10程度である。
 以下に実施例を挙げ、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
<市販試薬>
 本実施例において、触媒および試薬は、特に記載しない場合においては、市販品をそのまま反応に用いた。溶媒は、脱水・脱酸素された市販品を用いた。
<評価方法>
 本実施例において、合成した化合物の構造は日本電子株式会社製の核磁気共鳴装置(JNM-AL300)によりH-NMR、19F-NMR測定を行うことで同定した。
 また、分子量は株式会社島津製作所製のガスクロマトグラフ質量分析計(GCMS-QP2010Ultra)を用いて、化学イオン化法(CI)により求めた。
 含フッ素重合体の質量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)は、高速ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)装置(東ソー社製、HLC-8220)によって得られたクロマトグラムから、分子量既知の標準ポリメチルメタクリレート試料を用いて作成した検量線を用いて求めた。
 水およびn-ヘキサデカンの接触角は、協和界面科学社製固体表面エナジー解析装置CA-XE型を使用してJIS R3257(基板ガラス表面のぬれ性試験方法)に準拠し、約2μLの液滴を基材表面に滴下し、静滴法により、基材表面に液敵が接触してから1分以内に接触角を測定した。
 下記に示す例のうち、例1-1~例1-3、例6-1~例6-3は比較例であり、例2-1~例2-3、例3-1~例3-3、例4-1~例4-3、例5-1~例5-2、例7-1~例7-3は実施例である。
 また、例8-1~例8-2、例9-1~例9-2、例10-1~例10-2、例11-1~例11-2、例12-1~例12-2は実施例である。
<例1-1> 含フッ素ノルボルネン誘導体NM-PPVEの合成
 水酸化カリウム(3.56g、63.4mmol)、アセトニトリル(25mL)、ビシクロ[2.2.1]ヘプタ-5-エン-2-メタノール(4.10g、33.0mmol)およびペルフルオロ(プロピルビニルエーテル)(18.6g、70.1mmol)を100mLの丸底フラスコに仕込み、ジムロートを取り付けて50℃で3時間反応させた。氷冷水150gを300mLのビーカーに仕込み攪拌を行い、先の反応液を氷冷水にゆっくりと連続的に導入した。更にAK-225(ジクロロペンタフルオロプロパン:AGC社製、40mL)を加え攪拌した後、有機相を分取した。前分液の水層にAK-225(40mL)を加え再抽出し、得られた有機相を先に得られた有機相と併せた。有機相に無水硫酸ナトリウムを加え攪拌した後、減圧濾過にて不溶物を除去した。得られた有機相をエバポレーターで濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(移動相:n-ヘキサン)にて精製しNDM-2PPVEで表される化合物を得た。収量は11.7g、収率は91%であった。
 H-NMR(CDCl3):δ(ppm)6.1~5.7(m,3H)、4.1~3.5(m,2H)、2.9~0.5(m,7H)。
 19F-NMR(CDCl3):δ(ppm)-81.8(3F)、-85.0~-85.6(1F)、-87.2~-87.7(1F)、-89.0~-91.1(2F)、-130.3(s,2F)、-144.8~-145.2(1F)。
 GC-MS(CI):[M+H]=391
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
 
<例1-2> NM-PPVEの開環メタセシス重合
 窒素下で10mLのスクリュー管瓶に、Grubbs第二世代触媒(22mg、0.026mmol)をジクロロメタン(5mL)に溶解し、溶液(A)を調製した。次に、例1-1で得られたNM-PPVE(2.0g、5.13mmol)とジクロロメタン(19mL)を100mLのスクリュー管瓶に仕込み溶解させた後、先に調製した溶液(A)を1mL(触媒0.1mol%相当)加え室温下で3時間反応させた。次いでエチルビニルエーテル(419μL)を反応液に加え重合を停止させた後、AE-3000(1,1,2,2-テトラフルオロエチル-2,2,2-トリフルオロエチルエーテル:AGC社製)を40mL加え反応液を希釈した。希釈された反応液をメタノール(200mL)に連続添加した後、析出したポリマーを減圧濾過で回収し、50℃で減圧乾燥した。目的のポリマー(P-NM-PPVE)の収率は98%であった。
 これら一連の反応を以下に示す。なお、式中mは繰り返し単位の繰り返し数を示す正の整数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
 
<例1-3>
 例1-2で合成したポリマー(P-NM-PPVE)を3M社製HFE-7200に3wt%濃度で溶解し、ポリマーのHFE-7200溶液を調製した。次いで、P-NM-PPVEのHFE-7200溶液をガラス基板に塗布し、スピンコーターを用いて均一にコートした後、150℃で10分乾燥して評価基板を作成した。コート面の水接触角は108度、n-ヘキサデカンの接触角は63度であった。
<例2-1> 含フッ素ノルボルネン誘導体NDM-2PPVEの合成
 水酸化カリウム(3.64g、64.8mmol)、アセトニトリル(50mL)、ビシクロ[2.2.1]ヘプタ-5-エン-2,2-ジメタノール(2.5g、16.2mmol)およびペルフルオロ(プロピルビニルエーテル)(17.3g、64.8mmol)を100mLの丸底フラスコに仕込み、ジムロートを取り付けて50℃で3時間反応させた。氷25gと水道水25gを200mLのビーカーに仕込み攪拌を行い、先の反応液を氷冷水に連続的に導入した。更にn-ペンタン(50mL)を加え攪拌した後、有機相を分取した。前分液の水層にAK-225(30mL)を加え再抽出し、得られた有機相を先に得られた有機相と併せた。有機相に無水硫酸ナトリウムを加え攪拌した後、減圧濾過にて不溶物を除去した。得られた有機相をエバポレーターで濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(移動相:n-ペンタン)にて精製しNDM-2PPVEで表される化合物を得た。収量は9.3g、収率は84%であった。
 H-NMR(CDCl3):δ(ppm)6.3~6.0(m,2H)、6.0~5.7(m,2H)、4.1~3.9(m,2H)、3.8~3.6(m,2H)、2.91(s,1H)、2.68(s,1H)、1.6~0.8(m,4H)。
 19F-NMR(CDCl3):δ(ppm)-81.9(t,6F,J=3.1Hz)、-85.2~-85.8(m,2F)、-87.1~-87.7(m,2F)、-89.1~-89.8(m,2F)、-90.6~-91.8(m,2F)、-130.4(s,4F)、-145.0~-145.3(m,2F)。
 GC-MS(CI):[M+H]=687
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
 
<例2-2> NDM-2PPVEの開環メタセシス重合
 窒素下で10mLのスクリュー管瓶に、Grubbs第二世代触媒(6.2mg、0.0073mmol)をジクロロメタン(5mL)に溶解し、溶液(B)を調製した。次に、例2-1で得られたNDM-2PPVE(1.0g、1.46mmol)とジクロロメタン(9mL)を50mLのスクリュー管瓶に仕込み溶解させた後、先に調製した溶液(B)を1mL(触媒0.1mol%相当)加え室温下で3時間反応させた。次いでエチルビニルエーテル(119μL)を反応液に加え重合を停止させた後、AE-3000を30mL加え反応液を希釈した。希釈された反応液をメタノール(200mL)に連続添加した後、析出したポリマーを減圧濾過で回収し、50℃で減圧乾燥した。目的のポリマー(P-NDM-2PPVE)の収率は95%であった。
 これら一連の反応を以下に示す。なお、式中mは繰り返し単位の繰り返し数を示す正の整数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
 
<例2-3>
 例2-2で合成したポリマー(P-NDM-2PPVE)を3M社製HFE-7300に3wt%濃度で溶解し、ポリマーのHFE-7300溶液を調製した。次いで、P-NDM-2PPVEのHFE-7300溶液をガラス基板に塗布し、スピンコーターを用いて均一にコートした後、150℃で10分乾燥して評価基板を作成した。コート面の水接触角は115度、n-ヘキサデカンの接触角は84度であった。
<例3-1> 含フッ素ノルボルネン誘導体NDM-2PHVEの合成
 水酸化カリウム(4.4g、78.4mmol)、アセトニトリル(40mL)、ビシクロ[2.2.1]ヘプタ-5-エン-2,2-ジメタノール(3.0g、19.5mmol)および下記式1で表される含フッ素オレフィン(33.6g、77.8mmol)を300mLの丸底フラスコに仕込み、ジムロートを取り付けて50℃で3時間反応させた。氷35gと水道水35gを500mLのビーカーに仕込み攪拌を行い、先の反応液を氷冷水にゆっくりっと連続的に導入した。更にAK-225(30mL)を加え攪拌した後、有機相を分取した。前分液の水層にAK-225(30mL)を加え再抽出し、得られた有機相を先に得られた有機相と併せた。有機相に無水硫酸ナトリウムを加え攪拌した後、減圧濾過にて不溶物を除去した。得られた有機相をエバポレーターで濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(移動相:n-ヘキサン)にて精製しNDM-2PHVEで表される化合物を得た。収量は16.0g、収率は81%であった。
 H-NMR(CDCl3):δ(ppm)6.25(m,1H)、6.06(m,1H)、5.93(m,1H)、5.76(m,1H)、4.03(m,2H)、3.72(m,2H)、2.90(s,1H)、2.67(s,1H)、1.59~1.50(m,3H)、0.84(m、1H)。
 19F-NMR(CDCl3):δ(ppm)-80.7(m,6F)、-81.9(t,6F、J=6.5Hz)、-82.1~-82.5(m,4F)、-83.8~-86.7(m,4F)、-89.3~-91.3(m,4F)、-130.3(s,4F)、-144.8~-145.5(m,2F)、-145.7(q,2F、J=23.1Hz)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
 
<例3-2> NDM-2PHVEの開環メタセシス重合
 窒素下で20mLのスクリュー管瓶に、Grubbs第二世代触媒(16.7mg、0.020mmol)をジクロロメタン(10mL)に溶解し、溶液(C)を調製した。次に、例3-1で得られたNDM-2PHVE(2.0g、1.96mmol)、ジクロロメタン(19mL)および1,3-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼンを100mLのスクリュー管瓶に仕込み溶解させた後、先に調製した溶液(C)を1mL(触媒0.1mol%相当)加え室温下で3時間反応させた。次いでエチルビニルエーテル(160μL)を反応液に加え重合を停止させた後、AK-225を20mL加え反応液を希釈した。希釈された反応液をメタノール(200mL)に連続添加した後、析出したポリマーを減圧濾過で回収し、50℃で減圧乾燥した。目的のポリマー(P-NDM-2PHVE)の収率は95%であった。
 これら一連の反応を以下に示す。なお、式中mは繰り返し単位の繰り返し数を示す正の整数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
 
<例3-3>
 例3-2で合成したポリマー(P-NDM-2PHVE)を3M社製HFE-7300に3wt%濃度で溶解し、ポリマーのHFE-7300溶液を調製した。次いで、P-NDM-2PHVEのHFE-7300溶液をガラス基板に塗布し、スピンコーターを用いて均一にコートした後、150℃で10分乾燥して評価基板を作成した。コート面の水接触角は124度、n-ヘキサデカンの接触角は87度であった。
<例4-1> 含フッ素ノルボルネン誘導体NDM-2,3-2PHVEの合成
 水酸化カリウム(7.28g、129.7mmol)、アセトニトリル(100mL)、ビシクロ[2.2.1]ヘプタ-5-エン-2,3-ジメタノール(5.0g、32.4mmol)および下記式1で表される含フッ素オレフィン(56.0g、129.7mmol)を200mLの丸底フラスコに仕込み、ジムロートを取り付けて70℃で4時間反応させた。氷50gと水道水50gを500mLのビーカーに仕込み攪拌を行い、先の反応液を氷冷水にゆっくりっと連続的に導入した。更にAK-225(100mL)を加え攪拌した後、有機相を分取した。前分液の水層にAK-225(50mL)を加え再抽出し、得られた有機相を先に得られた有機相と併せた。有機相に無水硫酸ナトリウムを加え攪拌した後、減圧濾過にて不溶物を除去した。得られた有機相をエバポレーターで濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(移動相:n-ヘキサン)にて精製しNDM-2,3-2PHVEで表される化合物を得た。収量は26.4g、収率は80%であった。
 H-NMR(CDCl3):δ(ppm)6.18(m,2H)、5.93(m,1H)、5.75(m,1H)、3.6-4.1(m,4H)、2.95(s,2H)、2.8-2.50(m,2H)、1.3-1.6(m、2H)。
 19F-NMR(CDCl3):δ(ppm)-80.7(m,6F)、-81.9(m,6F)、-82.1~-82.5(m,4F)、-83.8~-86.7(m,4F)、-89.5~-90.9(m,4F)、-130.2(s,4F)、-144.9~-145.2(m,2F)、-145.6~-145.8(m,2F)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
 
<例4-2> NDM-2,3-2PHVEの開環メタセシス重合
 窒素下で20mLのスクリュー管瓶に、Grubbs第二世代触媒(16.7mg、0.020mmol)をジクロロメタン(10mL)に溶解し、溶液(D)を調製した。次に、例4-1で得られたNDM-2,3-2PHVE(2.0g、1.96mmol)、ジクロロメタン(19mL)を100mLのスクリュー管瓶に仕込み溶解させた後、先に調製した溶液(D)を1mL(触媒0.1mol%相当)加え室温下で3時間反応させた。次いでエチルビニルエーテル(160μL)を反応液に加え重合を停止させた後、AK-225を20mL加え反応液を希釈した。希釈された反応液をメタノール(200mL)に連続添加した後、析出したポリマーを減圧濾過で回収し、50℃で減圧乾燥した。目的のポリマー(P-2,3-NDM-2PHVE)の収率は79%であった。
 これら一連の反応を以下に示す。なお、式中mは繰り返し単位の繰り返し数を示す正の整数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
 
<例4-3>
 例4-2で合成したポリマー(P-2,3-NDM-2PHVE)を3M社製HFE-7300に3wt%濃度で溶解し、ポリマーのHFE-7300溶液を調製した。次いで、P-2,3-NDM-2PHVEのHFE-7300溶液をガラス基板に塗布し、スピンコーターを用いて均一にコートした後、150℃で10分乾燥して評価基板を作成した。コート面の水接触角は130度、n-ヘキサデカンの接触角は87度であった。
<例5-1> 含フッ素ノルボルネン誘導体NDM-2,2-2PEVEの合成
 窒素雰囲気下、1Lの丸底フラスコに水酸化カリウム(14.8g、263mmol)、アセトニトリル(269mL)およびビシクロ[2.2.1]ヘプタ-5-エン-2,2-ジメタノール(13.5g、87.6mmol)を仕込み氷冷下で攪拌し内温を1.5℃とした。次いで、C7PEVE(109g、262mmol)を10分間かけて滴下し、ジムロートを取り付けてオイルバスにて85 ℃で7時間反応させた。反応液にAE3000(288g)を加えセライトろ過し、ろ液をエバポレーターで濃縮した。濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(移動相:AE3000)にて精製し2,2-NDM-2PEVEで表される化合物を得た。収量は79.2g、収率は92%であった。
 1H-NMR(CDCl3):δ(ppm)6.3~6.1(m,2H)、5.9~5.7(m,2H)、4.1~4.0(m,2H)、3.8~3.7(m,2H)、2.90(s,1H)、2.68(s,1H)、1.6~1.5(m,3H)、0.85(m,1H)。
 19F-NMR(CDCl3):δ(ppm)-53.9~-54.0(m,4F)、-56.1(q,4F,J=9.16Hz)、-57.6(t,6F,J=9.16Hz)、-89.5~-92.0(m,12F)、-145.0~145.4(m,2F)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
 
<例5-2>連鎖移動剤存在下での2,2-NDM-2PEVEの開環メタセシス重合
 窒素下で100mLのスクリュー管瓶に、Grubbs第一世代触媒(921mg、1.12mmol)をジクロロメタン(92mL)に溶解し、触媒溶液を調製した。次に、例5-1で得られた2,2-NDM-2PEVE(55.1g、56.1mmol)、ジクロロメタン(412mL)、ヘキサフルオロベンゼン(56mL)を1Lの丸底フラスコに仕込み、氷水で冷却した。反応容器内を減圧脱気した後、エチレンで置換し、ガス採集袋でエチレン雰囲気下とした。室温下で45分撹拌した後、先に調製した触媒溶液を全量加え室温下でそれぞれ23時間反応させた。反応液を減圧濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製しE-2,2-NDM-2PEVEで表される化合物を得た。収量は47.3g、収率は83%であった。
 1H-NMR(CDCl3):δ(ppm)5.93~5.69(m,4H)、5.09~4.94(m,4H)、3.94~3.71(m,4H)、2.63~2.52(m,2H)、2.00~1.76(m,2H)、1.57~1.42(m,2H)。
 19F-NMR(CDCl3):δ(ppm)-53.83~-53.98(m,4F)、-56.11(td,4F、J=18.3、9.2Hz)、-57.56(t,6F、J=9.2Hz)、-89.48~-92.31(m,12F)、-144.66~-145.16(m,2F)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
 
<例6-1> 含フッ素ノルボルネン誘導体N-PPVEの合成
 ステンレス鋼(SUS316)製高圧ミニチュア・ボンベにペルフルオロ(プロピルビニルエーテル)(20.0g、75.2mmol)、ジシクロペンタジエン(4.95g、37.5mmol)、ジエチルエーテル(8mL)およびヒドロキノン(0.12g、1.12mmol)を仕込み、100~150℃で11時間反応させた。反応液を30mLのフラスコに移液し、減圧蒸留にてN-PPVEを含む留分を分画した(蒸留条件30~50mmHg,60~65℃)。更に、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(移動相:n-ヘキサン)にて精製し、N-PPVEで表される化合物を得た。収量は1.83g、収率は7%であった。
 H-NMR(CDCl3):δ(ppm)6.3~5.6(m,2H)、3.9~3.1(m,2H)、2.8~2.0(m,2H)。
 19F-NMR(CDCl3):δ(ppm)-79.3~-86.6(2F)、-81.7~-81.9(3F)、-105.0~-126.5(3F)、-130.2~-130.4(2F)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
 
<例6-2> N-PPVEの開環メタセシス重合
 窒素下で20mLのスクリュー管瓶に、Grubbs第二世代触媒(9.8mg、0.011mmol)をジクロロメタン(10mL)に溶解し、溶液(A)を調製した。次に、例6-1で得られたN-PPVE(0.38g、1.15mmol)、1-ヘキセン(2μL)およびジクロロメタン(3mL)を20mLのスクリュー管瓶に仕込み溶解させた後、先に調製した溶液(A)を1mL(触媒0.1mol%相当)加え室温下で3時間反応させた。次いでエチルビニルエーテル(93μL)を反応液に加え重合を停止させた後、AE-3000(AGC社製)を5mL加えた。次に反応液を減圧濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(移動相:AE-3000)にて精製し、P-N-PPVEで表される化合物を得た。目的のポリマー(P-N-PPVE)の収率は66%であった。これら一連の反応を以下に示す。なお、式中mは繰り返し単位の繰り返し数を示す正の整数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
 
<例6-3>
 例6-2で合成したポリマー(P-N-PPVE)を3M社製HFE-7200に3wt%濃度で溶解し、ポリマーのHFE-7200溶液を調製した。次いで、P-NM-PPVEのHFE-7200溶液をガラス基板に塗布し、スピンコーターを用いて均一にコートした後、150℃で10分乾燥して評価基板を作成した。コート面の水接触角は104度、n-ヘキサデカンの接触角は54度であった。
<例7-1> 含フッ素ノルボルネン誘導体N-PEVEの合成
 ステンレス鋼(SUS316)製高圧ミニチュア・ボンベに下記式2で表される含フッ素オレフィン(25.4g、61.0mmol)、ジシクロペンタジエン(3.93g、29.7mmol)およびヒドロキノン(0.10g、0.92mmol)を仕込み、180℃で20時間反応させた。反応液を30mLのフラスコに移液し、減圧蒸留にて精製し、N-PEVEで表される化合物を得た(57~62℃、5mmHg)。収量は14.6g、収率は51%であった。
 H-NMR(CDCl3):δ(ppm)6.3~5.6(m,2H)、3.8~3.1(m,2H)、2.8~2.0(m,2H)。
 19F-NMR(CDCl3):δ(ppm)-53.7~-54.1(2F)、-56.0~-56.3(2F)、-57.4~-57.7(3F)、-81.8~-91.0(4F)、-104.9~-132.2(3F)。
 GC-MS(EI):[M]+=480
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
 
<例7-2> N-PEVEの開環メタセシス重合
 窒素下で20mLのスクリュー管瓶に、Grubbs第二世代触媒(7.1mg、0.0083mmol)をジクロロメタン(10mL)に溶解し、溶液(B)を調製した。次に、例7-1で得られたN-PEVE(0.40g、0.83mmol)、1-ヘキセン(2μL)およびジクロロメタン(4mL)を30mLのスクリュー管瓶に仕込み溶解させた後、先に調製した溶液(B)を1mL(触媒0.1mol%相当)加え室温下で3時間反応させた。次いでエチルビニルエーテル(68μL)を反応液に加え重合を停止させた後、AE-3000(AGC社製)を5mL加えた。次に反応液を減圧濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(移動相:AE-3000)にて精製し、P-N-PEVEで表される化合物を得た。目的のポリマー(P-N-PEVE)の収率は76%であった。これら一連の反応を以下に示す。なお、式中mは繰り返し単位の繰り返し数を示す正の整数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
 
<例7-3>
 例7-2で合成したポリマー(P-N-PEVE)を3M社製HFE-7200に3wt%濃度で溶解し、ポリマーのHFE-7200溶液を調製した。次いで、P-N-PEVEのHFE-7200溶液をガラス基板に塗布し、スピンコーターを用いて均一にコートした後、150℃で10分乾燥して評価基板を作成した。コート面の水接触角は119度、n-ヘキサデカンの接触角は73度であった。
 例1-3(比較例)と、例2-3、例3-3及び例4-3(実施例)との対比から、含フッ素有機基の置換数が2以上のノルボルネン誘導体の重合体が、高い撥液性能を有する事が分かった。例6-3(比較例)と例7-3(実施例)との対比から、含フッ素有機基中にエーテル性酸素原子を2以上含むノルボルネン誘導体の重合体が、高い撥液性能を有する事が分かった。
<例8-1>NM-PPVEとシクロペンテン誘導体(MCPC)のROMP共重合
 窒素雰囲気下、例1-1で得られたNM-PPVE(1.0g、2.56mmol)を主モノマーとし、3-シクロペンテン-1-カルボン酸メチル(MCPC、0.32g、2.56mmol)をコモノマーとして20mLのスクリュー管瓶に投入し、最後にGrubbs第二世代触媒(2.2mg、0.0026mmol)を仕込み室温下で3時間反応させた。次いでエチルビニルエーテル(209μL)を反応液に加え重合を停止させた後、クロロホルム(7mL)とAK-225(2mL)加えポリマーを溶解させた。前記ポリマー溶液をメタノール(150mL)に滴下した後、析出したポリマーを減圧濾過で回収し、50℃で減圧乾燥した。収量は1.13gであった。得られたポリマーを重クロロホルムとヘキサフルオロベンゼンの混液に溶解させ、H-NMRを測定した結果、得られたポリマーは初期のコポリマーAで表される共重合体であった。ポリマー中成分のmol比は主モノマー:コモノマー=1.0:0.34であった。これより、モノマー転化率は主モノマーが100%、コモノマーが35%であった。GPC分析より、本ポリマーの重量平均分子量(Mw)は303,611、分子量分布(Mw/Mn)は2.091であった。
 これら一連の反応を以下に示す。なお、式中m及びnはそれぞれ繰り返し単位の繰り返し数を示す正の整数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000070
 
<例8-2>NM-PPVEとシクロペンテン誘導体(CPMO)のROMP共重合
 窒素雰囲気下、例1-1で得られたNM-PPVE(1.0g、2.56mmol)を主モノマーとし、4-ヒドロキシメチル-1-シクロペンテン(CPMO、0.25g、2.56mmol)をコモノマーとして20mLのスクリュー管瓶に投入し、最後にGrubbs第二世代触媒(2.2mg、0.0026mmol)を仕込み室温下で3時間反応させた。次いでエチルビニルエーテル(209μL)を反応液に加え重合を停止させた後、クロロホルム(3mL)、AK-225(3mL)、メタノール(1mL)加え重合懸濁液を希釈した。前記ポリマー懸濁液をn-ペンタン(150mL)に全量導入した後、析出したポリマーを減圧濾過で回収し、50℃で減圧乾燥した。収量は0.85gであった。得られたポリマーを重クロロホルムに溶解させ、H-NMRを測定した結果、得られたポリマーは初期のコポリマーBで表される共重合体であった。ポリマー中成分のmol比は主モノマー:コモノマー=1.0:0.53であった。これより、モノマー転化率は主モノマーが75%、コモノマーが40%であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000071
 
<例9-1>NDM-2PPVEとシクロペンテン誘導体(MCPC)のROMP共重合
 窒素雰囲気下、例2-1で得られたNDM-2PPVE(1.0g、1.46mmol)を主モノマーとし、3-シクロペンテン-1-カルボン酸メチル(MCPC、0.184g、1.46mmol)をコモノマーとして6mLのスクリュー管瓶に投入し、最後にGrubbs第二世代触媒(2.5mg、0.0029mmol)を仕込み室温下で30分間攪拌した。次いで反応器を80℃のオイルバスで5分間加熱し再度室温に戻して4時間反応させた。次いでエチルビニルエーテル(238μL)を反応液に加え重合を停止させた後、クロロホルム(2mL)とAK-225(1mL)加えポリマーを溶解させた。前記ポリマー溶液をメタノール(100mL)に滴下した後、析出したポリマーを減圧濾過で回収し、60℃で減圧乾燥した。収量は0.94gであった。得られたポリマーを重クロロホルムとヘキサフルオロベンゼンの混液に溶解させ、H-NMRを測定した結果、得られたポリマーは初期のコポリマーCで表される共重合体であった。ポリマー中成分のmol比は主モノマー:コモノマー=1.0:0.67であった。これより、モノマー転化率は主モノマーが83%、コモノマーが56%であった。GPC分析より、本ポリマーの重量平均分子量(Mw)は240,525、分子量分布(Mw/Mn)は6.674であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000072
 
<例9-2>NDM-2PPVEとシクロペンテン誘導体(CPMO)のROMP共重合
 窒素雰囲気下、例2-1で得られたNDM-2PPVE(1.0g、1.46mmol)を主モノマーとし、4-ヒドロキシメチル-1-シクロペンテン(CPMO、0.14g、1.46mmol)をコモノマーとして6mLのスクリュー管瓶に投入し、最後にGrubbs第二世代触媒(2.5mg、0.0029mmol)を仕込み室温下で30分間攪拌した。次いで反応器を80℃のオイルバスで5分間加熱し再度室温に戻して4時間反応させた。次いでエチルビニルエーテル(238μL)を反応液に加え重合を停止させた後、クロロホルム(2mL)とメタノール(1mL)加え重合懸濁液を希釈した。前記ポリマー懸濁液をn-ヘキサン(150mL)に全量導入した後、析出したポリマーを減圧濾過で回収し、60℃で減圧乾燥しコポリマーDで表される共重合体を得た。収量は0.80gであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000073
 
<例10-1>NDM-2PHVEとシクロペンテン誘導体(MCPC)のROMP共重合
 窒素雰囲気下、例3-1で得られたNDM-2PHVE(1.0g、0.98mmol)を主モノマーとし、3-シクロペンテン-1-カルボン酸メチル(MCPC、0.125g、0.98mmol)をコモノマーとして6mLのスクリュー管瓶に投入し、最後にGrubbs第二世代触媒(0.79mg、0.0009mmol)を仕込み60℃で2時間反応させた。次いでエチルビニルエーテル(80μL)を反応液に加え重合を停止させた後、AK-225(4mL)加えポリマーを溶解させた。前記ポリマー溶液をメタノール(100mL)に滴下した後、析出したポリマーを減圧濾過で回収し、60℃で減圧乾燥した。収量は0.72gであった。得られたポリマーを重クロロホルムに溶解させ、H-NMRを測定した結果、得られたポリマーは初期のコポリマーEで表される共重合体であった。ポリマー中成分のmol比は主モノマー:コモノマー=1:0.59であった。これより、モノマー転化率は主モノマーが67%、コモノマーが39%であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000074
 
<例10-2>NDM-2PHVEとシクロペンテン誘導体(CPMO)のROMP共重合
 窒素雰囲気下、例3-1で得られたNDM-2PHVE(1.0g、0.98mmol)を主モノマーとし、4-ヒドロキシメチル-1-シクロペンテン(CPMO、97mg、0.99mmol)をコモノマーとして6mLのスクリュー管瓶に投入し、最後にGrubbs第二世代触媒(1.09mg、0.0013mmol)を仕込み60℃で1.5時間反応させた。次いでエチルビニルエーテル(80μL)を反応液に加え重合を停止させた後、クロロホルム(1mL)とメタノール(2mL)加え攪拌しポリマー懸濁液とした。前記ポリマー懸濁液中に析出したポリマーを減圧濾過で回収し、60℃で減圧乾燥しコポリマーFで表される共重合体を得た。収量は1.0gであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000075
 
<例11-1>含フッ素ノルボルネン誘導体(4)の合成
(1)ビシクロ[2.2.1]ヘプタ-5-エン-2,2-ジメタノール(3.50g、22.7mmol)、ジクロロメタン(45mL)、および2,6-ルチジン(5.82g、54.4mmol)を100mLの丸底フラスコに仕込み氷冷下で攪拌する。氷冷攪拌下、トリフルオロメタンスルホン酸無水物( 14.0g、49.6mmol)を反応液に滴下する。反応液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製しNDM-Tfで表される化合物を得る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000076
 
(2)窒素雰囲気下、NDM-Tf(1.30g、3.1mmol)、ジエチレングリコールジメチルエーテル(20mL)、下記式3で表される含フッ素化合物(2.16g、6.2mmol)およびフッ化セシウム(1.88g、12.4mmol)を100mLの丸底フラスコに仕込み室温下で16時間攪拌する。反応液にジクロロメタン(50mL)、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液(50mL)を加え攪拌後、有機相を分取する。有機相に無水硫酸ナトリウムを加え攪拌した後、減圧濾過にて不溶物を除去する。得られた有機相をエバポレーターで濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し(4)で表される化合物を得る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000077
 
<例11-2>含フッ素ノルボルネン(2)のROMP単独重合
 窒素雰囲気下、Grubbs第二世代触媒(9.9mg、0.012mmol)を10mLのスクリュー管瓶に秤取りジクロロメタン(5mL)に溶解させ触媒溶液を調製する。次に、例11-1で得られた化合物(4)(2.0g、2.34mmol)とジクロロメタン(19mL)を100mLのスクリュー管瓶に仕込み溶解させた後、先に調製した触媒溶液を1mL(触媒0.1mol%相当)加え室温下で3時間反応させる。次いでエチルビニルエーテル(422μL)を反応液に加え重合を停止させた後、クロロホルムを40mL加え重合懸濁液を希釈する。前記ポリマー懸濁液をメタノール(250mL)に連続導入した後、析出したポリマーを減圧濾過で回収し、50℃で減圧乾燥し目的のポリマーを得る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000078
<例12-1>含フッ素ノルボルネン誘導体(5)の合成
(1)ビシクロ[2.2.1]ヘプタ-5-エン-2,3-ジメタノール(3.50g、22.7mmol)、ジクロロメタン(45mL)、および2,6-ルチジン(5.82g、54.4mmol)を100mLの丸底フラスコに仕込み氷冷下で攪拌する。氷冷攪拌下、トリフルオロメタンスルホン酸無水物(14.0g、49.6mmol)を反応液に滴下する。反応液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し2,3-NDM-Tfで表される化合物を得る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000079
 
(2)窒素雰囲気下、2,3-NDM-Tf(1.30g、3.1mmol)、ジエチレングリコールジメチルエーテル(20mL)、下記式3で表される含フッ素化合物(2.16g、6.2mmol)およびフッ化セシウム(1.88g、12.4mmol)を100mLの丸底フラスコに仕込み室温下で16時間攪拌する。反応液にジクロロメタン(50mL)、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液(50mL)を加え攪拌後、有機相を分取する。有機相に無水硫酸ナトリウムを加え攪拌した後、減圧濾過にて不溶物を除去する。得られた有機相をエバポレーターで濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し(5)で表される化合物を得る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000080
 
<例12-2>含フッ素ノルボルネン(5)のROMP単独重合
 窒素雰囲気下、Grubbs第二世代触媒(9.9mg、0.012mmol)を10mLのスクリュー管瓶に秤取りジクロロメタン(5mL)に溶解させ触媒溶液を調製する。次に、例12-1で得られた化合物(5)(2.0g、2.34mmol)とジクロロメタン(19mL)を100mLのスクリュー管瓶に仕込み溶解させた後、先に調製した触媒溶液を1mL(触媒0.1mol%相当)加え室温下で3時間反応させる。次いでエチルビニルエーテル(422μL)を反応液に加え重合を停止させた後、クロロホルムを40mL加え重合懸濁液を希釈する。前記ポリマー懸濁液をメタノール(250mL)に連続導入した後、析出したポリマーを減圧濾過で回収し、50℃で減圧乾燥し目的のポリマーを得る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000081
 
 本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。本出願は2017年9月21日出願の日本特許出願(特願2017-181540)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
 本発明によれば、含フッ素ノルボルネン誘導体由来の構成単位とシクロペンテン誘導体由来の構成単位とを含む新規な含フッ素重合体が得られ、当該重合体は機能性高分子として電気・電子材料、半導体材料、光学材料、医療器具・細胞培養材料、撥液材料、エラストマー材料、架橋剤等の多種多様な分野に利用することができる。

Claims (15)

  1.  下記一般式1で表される含フッ素化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     
     ただし、X11、X12はそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子であり、R11、R12はそれぞれ独立に一価有機基であり、a11、a12はそれぞれ独立に0、1または2である。
  2.  下記一般式2で表される含フッ素化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     
     ただし、X21、X22はそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子であり、R21、R22はそれぞれ独立に一価有機基であり、a21、a22はそれぞれ独立に1または2である。
  3.  下記一般式3で表される含フッ素化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     
     ただし、Y31は、それぞれ独立して、CR131132、O、S、NR133又はPR134であり、R31はエーテル性酸素原子を有する炭素数2以上の一価含フッ素有機基であり、R32~R34はそれぞれ独立して、水素原子またはハロゲン原子であり、R131~R134はそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数1~20のアルキル基であり、j31は0又は1である。
  4.  下記一般式11で表される構造単位または下記一般式12で表される構造単位を含む含フッ素重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
     
     ただし、X11、X12はそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子であり、R11、R12はそれぞれ独立に一価有機基であり、a11、a12はそれぞれ独立に0、1または2であり、m11は繰り返し単位の繰り返し数を表す自然数である。
  5.  下記一般式21で表される構造単位または下記一般式22で表される構造単位を含む含フッ素重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
     
     ただし、X21、X22はそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子、R21、R22はそれぞれ独立に一価有機基、a21、a22はそれぞれ独立に1または2、m21は繰り返し単位の繰り返し数を表す自然数である。
  6.  下記一般式31で表される構造単位または下記一般式32で表される構造単位を含む含フッ素重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
     
     ただし、Y31は、それぞれ独立して、CR131132、O、S、NR133又はPR134であり、R31はエーテル性酸素原子を有する炭素数2以上の一価含フッ素有機基であり、R32~R34はそれぞれ独立して、水素原子またはハロゲン原子であり、R131~R134はそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数1~20のアルキル基であり、j31は0又は1であり、m31は繰り返し単位の繰り返し数を表す自然数である。
  7.  下記一般式11’で表される構造単位を含む含フッ素重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
     
     ただし、X11、X12はそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子であり、R11、R12はそれぞれ独立に一価有機基であり、a11、a12はそれぞれ独立に0、1または2であり、m11は繰り返し単位の繰り返し数を表す自然数である。
  8.  下記一般式21’で表される構造単位を含む含フッ素重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
     
     ただし、X21、X22はそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子であり、R21、R22はそれぞれ独立に一価有機基であり、a21、a22はそれぞれ独立に1または2であり、m21は繰り返し単位の繰り返し数を表す自然数である。
  9.  下記一般式31’で表される構造単位を含む含フッ素重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
     
     ただし、Y31は、それぞれ独立して、CR131132、O、S、NR133又はPR134であり、R31はエーテル性酸素原子を有する炭素数2以上の一価含フッ素有機基であり、R32~R34はそれぞれ独立して、水素原子またはハロゲン原子であり、R131~R134はそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数1~20のアルキル基であり、j31は0又は1であり、m31は繰り返し単位の繰り返し数を表す自然数である。
  10.  下記一般式Iで表される構造単位又は下記一般式IIで表される構造単位を含む含フッ素重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
     
     ただし、上記式中の記号は以下の意味を表す。
     Yは、それぞれ独立して、CR121122、O、S、NR123又はPR124であり、
     R101~R104はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子又はヘテロ原子を有していてもよい有機基であり、R101又はR102と、R103又はR104とが結合して環を形成していてもよく、R101~R104のうち少なくとも1の基又は原子にフッ素原子が1以上含まれており、
     R105~R110はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基又はヘテロ原子を有していてもよい有機基であり、ただしR105~R110のうち少なくとも1の基はハロゲン原子、水酸基、アミノ基又はヘテロ原子を有していてもよい有機基であり、
     R121~R124はそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数1~20のアルキル基であり、
     jは0又は1であり、
     m及びnはそれぞれ繰り返し単位の繰り返し数を表す自然数である。
  11.  前記一般式I又は前記一般式IIにおけるR101~R104のうち少なくとも1の基又は原子が、炭素数1~20の(ペル)フルオロアルキル基、炭素数1~20の(ペル)フルオロアルコキシ基、炭素原子と炭素原子の間にエーテル性酸素原子を有する炭素数2~200の(ペル)フルオロアルキル基、炭素原子と炭素原子の間にエーテル性酸素原子を含む炭素数2~200の(ペル)フルオロアルコキシ基、炭素数5~20の(ペル)フルオロアリール基、炭素数5~20の(ペル)フルオロアリールオキシ基、又はフッ素原子である、請求項10に記載の含フッ素重合体。
  12.  下記一般式I’で表される構造単位を含む含フッ素重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
     
     ただし、上記式中の記号は以下の意味を表す。
     Yは、それぞれ独立して、CR121122、O、S、NR123又はPR124であり、
     R101~R104はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子又はヘテロ原子を有していてもよい有機基であり、R101又はR102と、R103又はR104とが結合して環を形成していてもよく、R101~R104のうち少なくとも1の基又は原子にフッ素原子が1以上含まれており、
     R105~R110はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基又はヘテロ原子を有していてもよい有機基であり、ただしR105~R110のうち少なくとも1の基はハロゲン原子、水酸基、アミノ基又はヘテロ原子を有していてもよい有機基であり、
     R121~R124はそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数1~20のアルキル基であり、
     jは0又は1であり、
     m及びnはそれぞれ繰り返し単位の繰り返し数を表す自然数である。
  13.  金属-カルベン錯体触媒の存在下、下記一般式aで表されるフッ素原子を含むノルボルネン誘導体と、下記一般式bで表されるシクロペンテン誘導体とを共重合させる、下記一般式Iで表される構造単位を含む含フッ素重合体の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
     
     ただし、上記式a、b及びI中の記号は以下の意味を表す。
     Yは、それぞれ独立して、CR121122、O、S、NR123又はPR124であり、
     R101~R104はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子又はヘテロ原子を有していてもよい有機基であり、R101又はR102と、R103又はR104とが結合して環を形成していてもよく、R101~R104のうち少なくとも1の基又は原子にフッ素原子が1以上含まれており、
     R105~R110はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基又はヘテロ原子を有していてもよい有機基であり、ただしR105~R110のうち少なくとも1の基はハロゲン原子、水酸基、アミノ基又はヘテロ原子を有していてもよい有機基であり、
     R121~R124はそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数1~20のアルキル基であり、
     jは0又は1であり、
     m及びnはそれぞれ繰り返し単位の繰り返し数を表す自然数である。
  14.  下記一般式aで表されるフッ素原子を含むノルボルネン誘導体と、下記一般式bで表されるシクロペンテン誘導体とを付加重合反応により共重合させる、下記一般式IIで表される構造単位を含む含フッ素重合体の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
     
     ただし、上記式a、b及びII中の記号は以下の意味を表す。
     Yは、それぞれ独立して、CR121122、O、S、NR123又はPR124であり、
     R101~R104はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子又はヘテロ原子を有していてもよい有機基であり、R101又はR102と、R103又はR104とが結合して環を形成していてもよく、R101~R104のうち少なくとも1の基又は原子にフッ素原子が1以上含まれており、
     R105~R110はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基又はヘテロ原子を有していてもよい有機基であり、ただしR105~R110のうち少なくとも1の基はハロゲン原子、水酸基、アミノ基又はヘテロ原子を有していてもよい有機基であり、
     R121~R124はそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数1~20のアルキル基であり、
     jは0又は1であり、
     m及びnはそれぞれ繰り返し単位の繰り返し数を表す自然数である。
  15.  金属-カルベン錯体触媒の存在下、下記一般式aで表されるフッ素原子を含むノルボルネン誘導体と、下記一般式bで表されるシクロペンテン誘導体とを共重合させて下記一般式Iで表される構造単位を含む含フッ素重合体を得る工程、及び、得られた前記含フッ素重合体に水素添加する工程を含む、下記一般式I’で表される構造単位を含む含フッ素重合体の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
     
     ただし、上記式a、b、I及びI’中の記号は以下の意味を表す。
     Yは、それぞれ独立して、CR121122、O、S、NR123又はPR124であり、
     R101~R104はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子又はヘテロ原子を有していてもよい有機基であり、R101又はR102と、R103又はR104とが結合して環を形成していてもよく、R101~R104のうち少なくとも1の基又は原子にフッ素原子が1以上含まれており、
     R105~R110はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基又はヘテロ原子を有していてもよい有機基であり、ただしR105~R110のうち少なくとも1の基はハロゲン原子、水酸基、アミノ基又はヘテロ原子を有していてもよい有機基であり、
     R121~R124はそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数1~20のアルキル基であり、
     jは0又は1であり、
     m及びnはそれぞれ繰り返し単位の繰り返し数を表す自然数である。
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