JPH01144418A - ポリ芳香族アミンの製造方法 - Google Patents
ポリ芳香族アミンの製造方法Info
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Landscapes
- Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明はポリ芳香族アミンの製造法に関するものであっ
て、本発明を用いた製品は導電性材料。
て、本発明を用いた製品は導電性材料。
色素原料、センサー材料、電嬌材料、臭気除去材、R水
処理剤、農業用薬剤等として広範な用途を有するもので
あり、その利用分野は多岐にわたるものと考えられる。
処理剤、農業用薬剤等として広範な用途を有するもので
あり、その利用分野は多岐にわたるものと考えられる。
[従来の技術]
これまでポリアニリンについては多くの発表が行なわれ
ており(例えば時開0.昭61−197633.昭61
−204266、昭62−131028.昭62−16
1830および第24回電池討論会・予稿集、197頁
、昭和58年)、またポリチオフェンについても多くの
発表がある(時開4.昭56−47421.昭58−2
3827.および高分子学会・年次大会予講果、第31
巻、 No、IO,2827頁。
ており(例えば時開0.昭61−197633.昭61
−204266、昭62−131028.昭62−16
1830および第24回電池討論会・予稿集、197頁
、昭和58年)、またポリチオフェンについても多くの
発表がある(時開4.昭56−47421.昭58−2
3827.および高分子学会・年次大会予講果、第31
巻、 No、IO,2827頁。
昭和57年ならびに第32巻、 No、3.528頁、
531頁、昭和58年)、シかしながら2−アミノチオ
フェンの重合体とか共重合体については本発明者らによ
って研究されているだけで2−アミノチオフェンを含む
ポリ芳香族アミンに関しては全く発表されていない。
531頁、昭和58年)、シかしながら2−アミノチオ
フェンの重合体とか共重合体については本発明者らによ
って研究されているだけで2−アミノチオフェンを含む
ポリ芳香族アミンに関しては全く発表されていない。
[発明が解決しようとする問題点]
本発明者らの初期の研究からすれば2−アミノチオフェ
ン類が通常の酸化反応によってはアンモニア、硫化水素
および炭化物に分解しポリマーの原料としては礪めて不
適当な化合物であった。すなわち、2−アミノチオフェ
ン類の酸化分解というのはアニリンに比べて操めて速み
やかであることのほか、特定の条件下においては2−ア
ミノチオフェンが3−アミノチオフェンに転位すること
等により、2−アミノチオフェン自身の重縮合はもとよ
り、他物質との共縮合についても成功したことがなかっ
たのである。本発明者らはこの不安定な2−アミノチオ
フェンの化学的性質に関して基礎的な多くの研究を行な
い、これをポリマーに誘導するための技術の蓄積を行な
い、工業材料としての特徴を見いだすことを急務として
きた。
ン類が通常の酸化反応によってはアンモニア、硫化水素
および炭化物に分解しポリマーの原料としては礪めて不
適当な化合物であった。すなわち、2−アミノチオフェ
ン類の酸化分解というのはアニリンに比べて操めて速み
やかであることのほか、特定の条件下においては2−ア
ミノチオフェンが3−アミノチオフェンに転位すること
等により、2−アミノチオフェン自身の重縮合はもとよ
り、他物質との共縮合についても成功したことがなかっ
たのである。本発明者らはこの不安定な2−アミノチオ
フェンの化学的性質に関して基礎的な多くの研究を行な
い、これをポリマーに誘導するための技術の蓄積を行な
い、工業材料としての特徴を見いだすことを急務として
きた。
[問題点を解決するための手段]と[作用]本発明者ら
は2−アミノチオフェンまたはその誘導体から得られる
オリゴマーおよびポリマーに関して従来から多くの研究
を行なってきた結果初めてポリ(2−アミノチオフェン
)の合成に成功し、上手に作られたポリマーは予想に反
して安定であって導電性材料として興味ある性質を有す
ることを明らかにしたのである。その後この研究成果を
さらに工業化するための一つの過程として2−アミノチ
オフェン類とアニリン類との共縮合反応について鋭意研
究を続けたのであるが、従来の技術からは推測できなか
った2−アミノチオフェン類とアニリン類とを原料とす
る全く新しい共縮合樹脂であるポリ芳香族アミンを発明
したのである。
は2−アミノチオフェンまたはその誘導体から得られる
オリゴマーおよびポリマーに関して従来から多くの研究
を行なってきた結果初めてポリ(2−アミノチオフェン
)の合成に成功し、上手に作られたポリマーは予想に反
して安定であって導電性材料として興味ある性質を有す
ることを明らかにしたのである。その後この研究成果を
さらに工業化するための一つの過程として2−アミノチ
オフェン類とアニリン類との共縮合反応について鋭意研
究を続けたのであるが、従来の技術からは推測できなか
った2−アミノチオフェン類とアニリン類とを原料とす
る全く新しい共縮合樹脂であるポリ芳香族アミンを発明
したのである。
すなわち本発明者らは一般式(1)で表わされる2−ア
ミノチオフェンと一般式(If )で表わされるアニリ
ンとを酸化的縮合させることによって本発明に示すポリ
芳香族アミンの製造法を確立したのである。
ミノチオフェンと一般式(If )で表わされるアニリ
ンとを酸化的縮合させることによって本発明に示すポリ
芳香族アミンの製造法を確立したのである。
タタシ、(1)および(if)ニおL+’でXt、L、
Xsはそれぞれ水素原子、メチル基またはエチル基のい
ずれかであり、これらは同一であっても別異であっても
よいのであるが、メチル基またはエチル基である場合に
は(1)においては3−または4−位置に、(II)に
おいては2−.3−.5−または6−位置に結合してい
ることを示すにのポリ芳香族アミンは酸性溶液中におい
て(1)と(II)とを化学酸化剤による酸化、または
電気化学的酸化によって合成できることを明らかにした
。なお(I)に示す2−アミノチオフェンまたは(1■
〕に示すアニリンは、それらのいずれかまたは両者がそ
の酸塩と金属ポリハロゲン化物との錯塩もしくは複塩の
形であっても本発明の原料として用いられるものである
ことを認めたのである。さらに上記の化学酸化または電
気化学的酸化の後工程としてポリマーの安定化処理を必
要とする場合にはアルキル化、アラルキル化、アシル化
、スルホニル化、カルバモイル化、チオカルル化1部分
還元、ジアゾ化とカップリング、第四級アンモニウム塩
化または不溶性塩形成よりなる群からえらばれた少くと
も一つの反応を行なって安定化させることにより性質の
良好なポリ芳香族アミンの得られることを明らかにした
のである。
Xsはそれぞれ水素原子、メチル基またはエチル基のい
ずれかであり、これらは同一であっても別異であっても
よいのであるが、メチル基またはエチル基である場合に
は(1)においては3−または4−位置に、(II)に
おいては2−.3−.5−または6−位置に結合してい
ることを示すにのポリ芳香族アミンは酸性溶液中におい
て(1)と(II)とを化学酸化剤による酸化、または
電気化学的酸化によって合成できることを明らかにした
。なお(I)に示す2−アミノチオフェンまたは(1■
〕に示すアニリンは、それらのいずれかまたは両者がそ
の酸塩と金属ポリハロゲン化物との錯塩もしくは複塩の
形であっても本発明の原料として用いられるものである
ことを認めたのである。さらに上記の化学酸化または電
気化学的酸化の後工程としてポリマーの安定化処理を必
要とする場合にはアルキル化、アラルキル化、アシル化
、スルホニル化、カルバモイル化、チオカルル化1部分
還元、ジアゾ化とカップリング、第四級アンモニウム塩
化または不溶性塩形成よりなる群からえらばれた少くと
も一つの反応を行なって安定化させることにより性質の
良好なポリ芳香族アミンの得られることを明らかにした
のである。
以下、本発明の技術的内容について具体的に説明するこ
とにする。
とにする。
一般式(1)で表わされる2−アミノチオフェンの代表
的なものを示すと2−アミノチオフェン、2−アミノ−
3−メチルチオフェン、2−アミノ−4−メチルチオフ
ェン、2−アミノ−3−エチルチオフェン、2−アミノ
−4−エチルチオフェンの単独もしくは二種以上の混合
物であり、それらは塩酸塩、@酸塩その他の鉱酸塩ある
いは有機酸塩であっても差支えないが、水または有機溶
剤に対して不溶性の塩は除外される。また、さらに2−
アミノチオフェンの酸塩と金属ポリハロケン化物(例文
ばMgC1t、 AlCl5. TiCl4. VCl
4゜FeC15,GoCl、 NiC1x、 Cu
C1t、 ZnC1,、CeC15゜ZrC1n、
NbCl5. CdC1g、 InC15,5n
C14,5bC1s。
的なものを示すと2−アミノチオフェン、2−アミノ−
3−メチルチオフェン、2−アミノ−4−メチルチオフ
ェン、2−アミノ−3−エチルチオフェン、2−アミノ
−4−エチルチオフェンの単独もしくは二種以上の混合
物であり、それらは塩酸塩、@酸塩その他の鉱酸塩ある
いは有機酸塩であっても差支えないが、水または有機溶
剤に対して不溶性の塩は除外される。また、さらに2−
アミノチオフェンの酸塩と金属ポリハロケン化物(例文
ばMgC1t、 AlCl5. TiCl4. VCl
4゜FeC15,GoCl、 NiC1x、 Cu
C1t、 ZnC1,、CeC15゜ZrC1n、
NbCl5. CdC1g、 InC15,5n
C14,5bC1s。
5bC1s、 IIgCl、等)との錯塩や複塩も本発
明の原料として有用であり、工業的見地からは(2−ア
ミノチオフェン塩酸塩) t−5nCLが合成ならびに
取扱いがもっとも容易なため有利な原料と見なされる。
明の原料として有用であり、工業的見地からは(2−ア
ミノチオフェン塩酸塩) t−5nCLが合成ならびに
取扱いがもっとも容易なため有利な原料と見なされる。
一般式(II)で表わされるアニリンの代表的なものを
示すとアニリン、o−トルイジン、m−トルイジン、0
−エチルアニリン、m−エチルアニリン、2.3−キシ
リジン、2.5−キシリジン、2.6−キシリジン、3
.5−キシリジン。
示すとアニリン、o−トルイジン、m−トルイジン、0
−エチルアニリン、m−エチルアニリン、2.3−キシ
リジン、2.5−キシリジン、2.6−キシリジン、3
.5−キシリジン。
2.6−ジエチルアニリン、2−メチル−6−エチルア
ニリンの単独もしくは二種以上の混合物であり、それら
は塩酸塩、硫酸塩その他の鉱酸塩あるいは有機酸塩であ
っても差支えないが、水または有機溶剤に対して不溶性
の塩は除外される。また上記の2−アミノチオフェンの
酸塩と金属ポリハロゲン化物において例示したような金
属ポリハロゲン化物との錯塩や複塩も本発明の原料とし
て用いられるのである。なおアニリンの場合には工業的
見地からして塩の中では塩酸塩、@酸塩、酢酸塩が有利
であり、核置換アニリンの塩の中では塩酸塩が使用し易
いのである。
ニリンの単独もしくは二種以上の混合物であり、それら
は塩酸塩、硫酸塩その他の鉱酸塩あるいは有機酸塩であ
っても差支えないが、水または有機溶剤に対して不溶性
の塩は除外される。また上記の2−アミノチオフェンの
酸塩と金属ポリハロゲン化物において例示したような金
属ポリハロゲン化物との錯塩や複塩も本発明の原料とし
て用いられるのである。なおアニリンの場合には工業的
見地からして塩の中では塩酸塩、@酸塩、酢酸塩が有利
であり、核置換アニリンの塩の中では塩酸塩が使用し易
いのである。
酸化的共縮合が酸性溶液中において行なわれる場合、こ
の酸性溶液を形成する酸は塩酸、硫酸。
の酸性溶液を形成する酸は塩酸、硫酸。
硝酸、スルファミン酸、アリールスルホン酸、フッ化水
索酸、ホウフッ化水素酸、ヘキサフルオロリン酸、臭化
水素酸、過塩素酸、塩素酸、ギ酸。
索酸、ホウフッ化水素酸、ヘキサフルオロリン酸、臭化
水素酸、過塩素酸、塩素酸、ギ酸。
酢酸、モノクロル酢酸、トリクロル酢酸等の中より選ば
れる。この中で工業的に有利な酸は塩酸。
れる。この中で工業的に有利な酸は塩酸。
硫酸、ホウフッ化水素酸あるいは酢酸である。酸性溶液
を形成する溶剤としては、水、メタノール、エタノール
、プロパツール、アセトン、テトラヒドロフラン、ジオ
キサン、ジオキソラン、メチルエチルケトン、酢酸等の
ごとく水に易溶性の溶剤の中から選ばれ、場合によって
はアセトニトリル、ジメチルホルムアミド、N−メチル
ピロリドン等のごとき含窒素溶剤も用いることができる
。なおこれらの溶剤は単独であるいは二種とか三種混合
した形で用いられるもので、アセトン水溶液等が実用的
である。
を形成する溶剤としては、水、メタノール、エタノール
、プロパツール、アセトン、テトラヒドロフラン、ジオ
キサン、ジオキソラン、メチルエチルケトン、酢酸等の
ごとく水に易溶性の溶剤の中から選ばれ、場合によって
はアセトニトリル、ジメチルホルムアミド、N−メチル
ピロリドン等のごとき含窒素溶剤も用いることができる
。なおこれらの溶剤は単独であるいは二種とか三種混合
した形で用いられるもので、アセトン水溶液等が実用的
である。
化?酸化剤としては過硫酸アルカリ、クロム酸アルカリ
、重クロム酸アルカリ、クロム酸、過酸化水素、過ホウ
酸アルカリ、過炭酸アルカリ、過ハロゲン酸アルカリ、
有機過酸化物、塩化第二鉄、硝酸、(irl酸塩、二酸
化マンガン等の単独もしくは二種以上の混合物が用いら
れる。
、重クロム酸アルカリ、クロム酸、過酸化水素、過ホウ
酸アルカリ、過炭酸アルカリ、過ハロゲン酸アルカリ、
有機過酸化物、塩化第二鉄、硝酸、(irl酸塩、二酸
化マンガン等の単独もしくは二種以上の混合物が用いら
れる。
この化学酸化剤による酸化の一般的な操作法は2−アミ
ノチオフェンとアニリンとを含有する水溶液または有機
溶剤溶液に酸化剤の溶液を添加して通常の酸化反応の温
度よりも低い温度、つまり多くの場合には一20〜+8
0℃において徐々に数〜数十時間かけて酸化反応を進行
させることである。酸化反応が緩慢に行なわれた場合に
は2−アミノチオフェンとアニリンとが円滑に共縮合が
行なわれ、その反応液が黄色→緑色または緑褐色−〉濃
緑色または濃緑暗色に色調を変えてゆくのが観察される
。この反応を非常に長時間かかつて行なうと共縮合物は
最終的に樹脂化して精製が困1i11Gごなりでくるの
で都合のよい段階で反応を中正するのがよい、この中正
は還元剤を加えるとかpHな中性(pH=5〜7)に近
くに移動させることによって簡単に行なうことができる
。
ノチオフェンとアニリンとを含有する水溶液または有機
溶剤溶液に酸化剤の溶液を添加して通常の酸化反応の温
度よりも低い温度、つまり多くの場合には一20〜+8
0℃において徐々に数〜数十時間かけて酸化反応を進行
させることである。酸化反応が緩慢に行なわれた場合に
は2−アミノチオフェンとアニリンとが円滑に共縮合が
行なわれ、その反応液が黄色→緑色または緑褐色−〉濃
緑色または濃緑暗色に色調を変えてゆくのが観察される
。この反応を非常に長時間かかつて行なうと共縮合物は
最終的に樹脂化して精製が困1i11Gごなりでくるの
で都合のよい段階で反応を中正するのがよい、この中正
は還元剤を加えるとかpHな中性(pH=5〜7)に近
くに移動させることによって簡単に行なうことができる
。
さて、この反応を通じて本発明者らが発見したことは(
1)に示す2−アミノチオフェンの酸化的組合反応が(
II )に示すアニリンの存在によって酸化分解等の副
反応を抑制しつつ進行することと、さらにはアニリンの
酸化的縮合反応において屡々みられる反応開始の遅れと
か酸化途中での反応性の低下という問題を2−アミノチ
オフェンを存在させることによって防止できることであ
る。
1)に示す2−アミノチオフェンの酸化的組合反応が(
II )に示すアニリンの存在によって酸化分解等の副
反応を抑制しつつ進行することと、さらにはアニリンの
酸化的縮合反応において屡々みられる反応開始の遅れと
か酸化途中での反応性の低下という問題を2−アミノチ
オフェンを存在させることによって防止できることであ
る。
このことはモノマーとしての2−アミノチオフェン(り
およびアニリン(n )の双方の欠点を同時に解決する
ものであってこのことは全く予期できないものであった
。もつともこの両者の共縮合は・ltI′i1合反応の
配向位置を相互にうまく制御できるという利点を有し、
等モルtの原料を使用した場合には次式のごとき基本構
造](A)〜(D)1ができるものと思われる。
およびアニリン(n )の双方の欠点を同時に解決する
ものであってこのことは全く予期できないものであった
。もつともこの両者の共縮合は・ltI′i1合反応の
配向位置を相互にうまく制御できるという利点を有し、
等モルtの原料を使用した場合には次式のごとき基本構
造](A)〜(D)1ができるものと思われる。
λ3
(1’) (II )
(A) (B)(C1(D)
そしてこのような(A)〜(D)の中間段階を経て最終
的には次に示すような礪限的構造【(E)および(F)
]を有する濃色のポリマーになる。
的には次に示すような礪限的構造【(E)および(F)
]を有する濃色のポリマーになる。
(E)と(F)はポリマー鎖の二重結合が結合交替した
形になっており、この中間に種々の構造欠陥を有する状
態が存在すると思われこれに起因して電子移動が行なわ
れる。このようにして本発明にいう導電性のポリ芳香族
アミンが合成できる。
形になっており、この中間に種々の構造欠陥を有する状
態が存在すると思われこれに起因して電子移動が行なわ
れる。このようにして本発明にいう導電性のポリ芳香族
アミンが合成できる。
なお、このポリ芳香族アミンの原料である2−アミノチ
オフェンとアニリンとの共縮合における使用割合は前者
/後者=0.5〜99.5(モル%)/99.5〜0.
5(モル%)の範囲内において何らの不都合な〈実施で
きるものである。
オフェンとアニリンとの共縮合における使用割合は前者
/後者=0.5〜99.5(モル%)/99.5〜0.
5(モル%)の範囲内において何らの不都合な〈実施で
きるものである。
以上の方法によって得られたポリ芳香族アミン粉末(脱
ドーピングしたもの)は吸着活性が高く、水溶液中の酸
8重金属イオン、高分子イオンを良く収着する。またこ
の粉末を加圧成型したものの導電性は半導体領域にある
が、IよとかAshでドーピングすることによって導電
度σ=101〜10’S/c+aの範囲に入ってくる。
ドーピングしたもの)は吸着活性が高く、水溶液中の酸
8重金属イオン、高分子イオンを良く収着する。またこ
の粉末を加圧成型したものの導電性は半導体領域にある
が、IよとかAshでドーピングすることによって導電
度σ=101〜10’S/c+aの範囲に入ってくる。
本発明のポリ芳香族アミンの合成法として化学酸化剤に
よる酸化のほかに電気化学に行なわれる電解酸化法があ
る。この方法によるときは2−アミノチオフェン(1)
とアニリン(II )とを水。
よる酸化のほかに電気化学に行なわれる電解酸化法があ
る。この方法によるときは2−アミノチオフェン(1)
とアニリン(II )とを水。
アルコール、エーテル、アセトニトリル、その他の掻性
非プロトン溶剤の単独もしくは二種以上の混合溶剤に溶
解し適当な電解質(例えば塩酸、fIiL酸、ホウフッ
化水素酸、ヘキサフルオロリン酸。
非プロトン溶剤の単独もしくは二種以上の混合溶剤に溶
解し適当な電解質(例えば塩酸、fIiL酸、ホウフッ
化水素酸、ヘキサフルオロリン酸。
ヘキサフルオロヒ酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンス
ルホン酸、メタンスルホン酸、トルフルオロ酢酸、トリ
フルオロメタンスルホン酸、過塩素酸の単独あるいは二
種以上の混合物もしくはこれらのアルカリ塩、第四級ア
ンモニウム塩)を加えて0.5〜20.OVの電圧をか
け電気分解を行なうのである。この場合の電掻としては
白金電橋、銅電礪、ステンレススチール電纒、ニッケル
電橋、金電礪、炭素電極、ネサ膜を付着したガラスもし
くはプラスチックスの電[B、ITO膜を付着したガラ
スもしくはプラスチックスの電掻を用いて通電すると電
礪上にフィルム状のポリ芳香族アミンが析出する。この
場合電掻表面をプラスチックス・フィルムで被覆してお
くとプラスチックス・フィルム面にポリ芳香族アミンが
析出し両者が複合した形のものができる。そしてこの時
の電橋表面をパターン化しておけばパターン化された複
合樹脂フィルムが得られるのである。酸もしくは塩の存
在下で電気化学的に酸化が行なわれた場合にはこの方法
によって析出したポリ芳香族アミンは暗褐色〜黒色を呈
し多少ともドーピングされたものとして得られる。この
ようなポリ芳香族アミン膜をアンモニア水で処理すると
脱ドーピングされてσ= 10−’〜10−’S/cm
になる。またドーパントを用いて処理するとσ=101
〜l03S/amになる。−殻内に云ってこの程度の導
電性では電気材料としてとくにすぐれているとは云い難
いが、導電材料以外の目的にはこの程度で充分である。
ルホン酸、メタンスルホン酸、トルフルオロ酢酸、トリ
フルオロメタンスルホン酸、過塩素酸の単独あるいは二
種以上の混合物もしくはこれらのアルカリ塩、第四級ア
ンモニウム塩)を加えて0.5〜20.OVの電圧をか
け電気分解を行なうのである。この場合の電掻としては
白金電橋、銅電礪、ステンレススチール電纒、ニッケル
電橋、金電礪、炭素電極、ネサ膜を付着したガラスもし
くはプラスチックスの電[B、ITO膜を付着したガラ
スもしくはプラスチックスの電掻を用いて通電すると電
礪上にフィルム状のポリ芳香族アミンが析出する。この
場合電掻表面をプラスチックス・フィルムで被覆してお
くとプラスチックス・フィルム面にポリ芳香族アミンが
析出し両者が複合した形のものができる。そしてこの時
の電橋表面をパターン化しておけばパターン化された複
合樹脂フィルムが得られるのである。酸もしくは塩の存
在下で電気化学的に酸化が行なわれた場合にはこの方法
によって析出したポリ芳香族アミンは暗褐色〜黒色を呈
し多少ともドーピングされたものとして得られる。この
ようなポリ芳香族アミン膜をアンモニア水で処理すると
脱ドーピングされてσ= 10−’〜10−’S/cm
になる。またドーパントを用いて処理するとσ=101
〜l03S/amになる。−殻内に云ってこの程度の導
電性では電気材料としてとくにすぐれているとは云い難
いが、導電材料以外の目的にはこの程度で充分である。
なおドーピングというのはポリ芳香族アミンのバンド・
ギャップを縮めるために行なわれるもので、ポリ芳香族
アミンのドーパントとしては酸素、ハロゲン、ルイス酸
、ルイス塩基、ブレンステッド酸またはその塩、アルカ
リ金属またはその塩、アルカリアミド、第四級アンモニ
ウムイオンまたはその塩、有機金属化合物、電荷移動錯
体成分等がアクセプター(p型ドーパント)又はドナー
(n型ドーパント)として有効である。とくにドーパン
トとして効果のある物質を示すと ロrt、 It、
Br1.肝、。
ギャップを縮めるために行なわれるもので、ポリ芳香族
アミンのドーパントとしては酸素、ハロゲン、ルイス酸
、ルイス塩基、ブレンステッド酸またはその塩、アルカ
リ金属またはその塩、アルカリアミド、第四級アンモニ
ウムイオンまたはその塩、有機金属化合物、電荷移動錯
体成分等がアクセプター(p型ドーパント)又はドナー
(n型ドーパント)として有効である。とくにドーパン
トとして効果のある物質を示すと ロrt、 It、
Br1.肝、。
AlCl5. InC15,FeC15,CeC1
5,so3. FSOsll、 PFs。
5,so3. FSOsll、 PFs。
PFa、AsF5. AsF5.5bFa、 5bCL
s、 WCla、 MoCl5゜Li叶s、 Ntl、
肝、(この1■がアルキル基で置換されたもの) 、L
iPFa、 N114PFa (このHがアルキル基
で16換されたもの) 、LiAsFa、 LiC10
4,NH4C104(このHがアルキル基で置換された
もの) 、 NaNtlz。
s、 WCla、 MoCl5゜Li叶s、 Ntl、
肝、(この1■がアルキル基で置換されたもの) 、L
iPFa、 N114PFa (このHがアルキル基
で16換されたもの) 、LiAsFa、 LiC10
4,NH4C104(このHがアルキル基で置換された
もの) 、 NaNtlz。
ブチルリチウム、フェニルリチウム、ナフタリンリチウ
ム、ナフタリンカリウム笠の単独あるいはこれらの二種
以上の混合物である。これらのドーパントはその性状に
より気相法、液相法あるいは電解法のいずれかによりポ
リ芳香族アミンに添加されドーピングされ導電性の向上
に寄与する。もっとも臭気除去材、廃水処理削等ポリ芳
香族アミンの吸着性能を要求する用途に用いる場合には
必ずしもドーピングを必要としない。
ム、ナフタリンカリウム笠の単独あるいはこれらの二種
以上の混合物である。これらのドーパントはその性状に
より気相法、液相法あるいは電解法のいずれかによりポ
リ芳香族アミンに添加されドーピングされ導電性の向上
に寄与する。もっとも臭気除去材、廃水処理削等ポリ芳
香族アミンの吸着性能を要求する用途に用いる場合には
必ずしもドーピングを必要としない。
なお、本発明の方法は(りおよび(■)に示す化合物を
主たる原料とするものであるが、二次的な成分としてN
、N−ジメチルアニリン、N−メチルアニリン、N−エ
チルアニリン、フェニレンジアミン、フェニルヒドラジ
ン、アミノフェノール、p−Wi換アニリン、各種フェ
ノール類、ナフチルアミン、ナフトールその他の(1)
11口と酸化的共縮合し易い芳香族化合物を修飾剤とし
て(1)と(1■)との合計機のloffiffi%以
下の量を混合して原料とすることができる。
主たる原料とするものであるが、二次的な成分としてN
、N−ジメチルアニリン、N−メチルアニリン、N−エ
チルアニリン、フェニレンジアミン、フェニルヒドラジ
ン、アミノフェノール、p−Wi換アニリン、各種フェ
ノール類、ナフチルアミン、ナフトールその他の(1)
11口と酸化的共縮合し易い芳香族化合物を修飾剤とし
て(1)と(1■)との合計機のloffiffi%以
下の量を混合して原料とすることができる。
さらに本発明の方法は(1)および(+1 )で表わさ
れる原料を上記した酸化的共縮合させた後、その分子中
の活性水素原子を化学処理して安定化させ各種の用途に
適するごとく性質を改良することができるのである。こ
の化学処理は前記した(A)と(B)では主鎖中のNH
基に対して行なわれ(C)と(D)では末端基のNH,
基またはその酸化により生成するNHOH基、011基
に対して行なわれる。そして(1)と(II)に対して
修飾剤としてフェニレンジアミン、フェニルヒドラジン
、アミノフェノール、各種フェノール類等が混入されて
共縮合させられた場合にはこれらの存在に原因する未反
応アミノ基や水酸基を保護する意味でこの安定化は重要
である。
れる原料を上記した酸化的共縮合させた後、その分子中
の活性水素原子を化学処理して安定化させ各種の用途に
適するごとく性質を改良することができるのである。こ
の化学処理は前記した(A)と(B)では主鎖中のNH
基に対して行なわれ(C)と(D)では末端基のNH,
基またはその酸化により生成するNHOH基、011基
に対して行なわれる。そして(1)と(II)に対して
修飾剤としてフェニレンジアミン、フェニルヒドラジン
、アミノフェノール、各種フェノール類等が混入されて
共縮合させられた場合にはこれらの存在に原因する未反
応アミノ基や水酸基を保護する意味でこの安定化は重要
である。
次に代表的な化学処理について化学反応式を用いて示す
ことにする。ただし、ポリ芳香族アミン中の活性部分を
RR’ NHまたはROH(Rはポリマー残基、R′は
水素原子またはポリマー残基とする)と部用化して主た
る反応のみを示す。
ことにする。ただし、ポリ芳香族アミン中の活性部分を
RR’ NHまたはROH(Rはポリマー残基、R′は
水素原子またはポリマー残基とする)と部用化して主た
る反応のみを示す。
アルキル化−−−−−R11’NH+CHs[3r
RR’NCHsアラルキル化・・・RR’ NH+ C
,11,CHIC1→RIB’ NCHxCaHsアシ
ル化・・・・・・・RR’ Nll+ RCOCI −
RR’ NGORアシル化・・・・・・・RR’ NH
+ (CIIsCO) 、0− RR’ NCOCH3
置換フェニル化・・・RR’ NII+ 2.4− (
No□1tcaHsF−RR’ NC,R3(NO□1
g−2,4スルホニル化・・・RR’ NIl+ C
ll5CaH,SO□C1→+1R’ NSO,C,1
1,CI+。
RR’NCHsアラルキル化・・・RR’ NH+ C
,11,CHIC1→RIB’ NCHxCaHsアシ
ル化・・・・・・・RR’ Nll+ RCOCI −
RR’ NGORアシル化・・・・・・・RR’ NH
+ (CIIsCO) 、0− RR’ NCOCH3
置換フェニル化・・・RR’ NII+ 2.4− (
No□1tcaHsF−RR’ NC,R3(NO□1
g−2,4スルホニル化・・・RR’ NIl+ C
ll5CaH,SO□C1→+1R’ NSO,C,1
1,CI+。
カルバモイル化・・・・・RR’ Nll+ C,11
,NC0−RR’ NC0NIICalls チオカルバモイル化・・・・・RR’ NH+ CaH
sNC5−RR’ NC3NIICalls ウレタン化・・・・・ROIl+ CaHaNCORO
CONtlCallsメチロール化、シフベース化・・
・・・RR’ NH+ ICll0→RR’ NC1[
*Oll→IIR’ N=C11□不溶性塩形成・・・
RR’ NH+ R” C00II −RR’ NH,
R”COO−以上の反応式には単官能試薬を用いた場合
のみを示したが三官能あるいは三官能の試薬を用いて以
上の反応を効果的に行なうこともできるのは当然である
。
,NC0−RR’ NC0NIICalls チオカルバモイル化・・・・・RR’ NH+ CaH
sNC5−RR’ NC3NIICalls ウレタン化・・・・・ROIl+ CaHaNCORO
CONtlCallsメチロール化、シフベース化・・
・・・RR’ NH+ ICll0→RR’ NC1[
*Oll→IIR’ N=C11□不溶性塩形成・・・
RR’ NH+ R” C00II −RR’ NH,
R”COO−以上の反応式には単官能試薬を用いた場合
のみを示したが三官能あるいは三官能の試薬を用いて以
上の反応を効果的に行なうこともできるのは当然である
。
[実施例]
本発明者らは以上に示してきたごとく、ポリ芳香族アミ
ンの製造法に関して多数の実験を行ない、本発明の優秀
性を明らかにしたのであるが、さらに本発明の技術的内
容を詳述するため、実験例の中から二、三の代表例を抽
出して以下に実施例として示すことにする。したがって
本発明の方法は単に以下の実施例のみに限定して解釈さ
れるべきではなく、本発明の趣旨と精神を逸脱せざる限
り、任意にその実施態様を変更して実施しうることは勿
論である。
ンの製造法に関して多数の実験を行ない、本発明の優秀
性を明らかにしたのであるが、さらに本発明の技術的内
容を詳述するため、実験例の中から二、三の代表例を抽
出して以下に実施例として示すことにする。したがって
本発明の方法は単に以下の実施例のみに限定して解釈さ
れるべきではなく、本発明の趣旨と精神を逸脱せざる限
り、任意にその実施態様を変更して実施しうることは勿
論である。
実施例1
2−アミノチオフェン塩酸塩・塩化第二錫複塩5、32
g 、アニリン1.86gを水20m1.メタノール
40m1.アセトン40m1の混液に分散し濃塩酸6m
lを加えて溶解する。この溶液に過硫酸アンモニウム水
溶液[(Nt14) tstOs I 1.5g+ l
1z0201111を加えて窒素雰囲気で撹拌して0℃
に冷却する0反応混合物は淡黄色から淡緑色に変わり、
数時間後には濃緑色になる。反応開始より5時間後に反
応混合物は濃紺色の沈殿物を生ずるようになるが、0〜
3℃で!5時間反応を続行した後、生成した暗緑色の重
合物を濾別する。この重合物を充分水洗した後酢酸ナト
リウム水溶液で洗浄してpl+5〜6となし、さらに水
洗後減圧乾燥してポリ芳香族アミンの粉末となす(なお
濾液中にはスズ塩およびオリゴマーが溶解している)、
このポリ芳香族アミンの収率は2−アミノチオフェンと
アニリンとがl:1の割合で縮合しているものとすれば
収率は55%になる。なお元素分析値は次のごとくであ
った6C=64.旧%、 H=3.69%、 N=14
.88%(計算値:C=64.15%、 I(=3.7
7%、N=14.96%)実施例2〜7 実施例1においてアニリンの代わりに表1に示すアニリ
ン0.02モルを使用して同様な酸化的共縮合を行なわ
せると重合反応が進行し表1に示すポリ芳香族アミンが
得られた。
g 、アニリン1.86gを水20m1.メタノール
40m1.アセトン40m1の混液に分散し濃塩酸6m
lを加えて溶解する。この溶液に過硫酸アンモニウム水
溶液[(Nt14) tstOs I 1.5g+ l
1z0201111を加えて窒素雰囲気で撹拌して0℃
に冷却する0反応混合物は淡黄色から淡緑色に変わり、
数時間後には濃緑色になる。反応開始より5時間後に反
応混合物は濃紺色の沈殿物を生ずるようになるが、0〜
3℃で!5時間反応を続行した後、生成した暗緑色の重
合物を濾別する。この重合物を充分水洗した後酢酸ナト
リウム水溶液で洗浄してpl+5〜6となし、さらに水
洗後減圧乾燥してポリ芳香族アミンの粉末となす(なお
濾液中にはスズ塩およびオリゴマーが溶解している)、
このポリ芳香族アミンの収率は2−アミノチオフェンと
アニリンとがl:1の割合で縮合しているものとすれば
収率は55%になる。なお元素分析値は次のごとくであ
った6C=64.旧%、 H=3.69%、 N=14
.88%(計算値:C=64.15%、 I(=3.7
7%、N=14.96%)実施例2〜7 実施例1においてアニリンの代わりに表1に示すアニリ
ン0.02モルを使用して同様な酸化的共縮合を行なわ
せると重合反応が進行し表1に示すポリ芳香族アミンが
得られた。
表 1
実施例8〜IO
実施例1において2−アミノチオフェン塩酸塩・塩化錫
複塩のかわりに表2に示すチオフェン複塩0.1モルを
使用して同様な酸化的共縮合を行なわせると重合反応が
進行し表2に示すポリ芳香族アミンが得られた。
複塩のかわりに表2に示すチオフェン複塩0.1モルを
使用して同様な酸化的共縮合を行なわせると重合反応が
進行し表2に示すポリ芳香族アミンが得られた。
表 2
実施例11−19
実施例1の方法で得られたポリ芳香族アミン(脱ドーピ
ング物)は遮光下において不活性ガス雰囲気中で取扱わ
れる限り褐色の粉末であるが、空気中に放16すると徐
々に暗色化し遂に黒色粉末になってしまう、それでこの
粉末の耐酸化性を向上させるため、ポリ芳香族アミン0
.01gをピリジン0、2mlに分散して表3に示す試
薬0.2mlを加え混和して40〜50”Cに1時間放
置後反応混合物を水中に投入し生成する沈殿を捕集して
水洗後真空乾燥して粉末となし濾紙上に拡げて同時間保
ち原料のポリ)7香族アミンとの空気中での安定性を変
色具合から比較した結果を表3に示す。なお、−収約に
この化学処理を行なったものは安定性の判定結果がよく
、この方法は臭気除去材として応用しようとする場合等
には重要である。
ング物)は遮光下において不活性ガス雰囲気中で取扱わ
れる限り褐色の粉末であるが、空気中に放16すると徐
々に暗色化し遂に黒色粉末になってしまう、それでこの
粉末の耐酸化性を向上させるため、ポリ芳香族アミン0
.01gをピリジン0、2mlに分散して表3に示す試
薬0.2mlを加え混和して40〜50”Cに1時間放
置後反応混合物を水中に投入し生成する沈殿を捕集して
水洗後真空乾燥して粉末となし濾紙上に拡げて同時間保
ち原料のポリ)7香族アミンとの空気中での安定性を変
色具合から比較した結果を表3に示す。なお、−収約に
この化学処理を行なったものは安定性の判定結果がよく
、この方法は臭気除去材として応用しようとする場合等
には重要である。
表3
実施例20
IN−ホウフッ化水素酸水溶液200m1を水冷してお
き、これに2−アミノチオフェン塩酸塩0.05モル、
アニリン塩酸塩0.05モルを溶解する。ネサガラスを
陽礪としまた白金板(2cmX 2 cm)を陰礪とし
て挿入し、0℃で通電する。印加電圧は2V、電流密度
は2〜3 mA/cm″で1時間電解後陽礪上に析出し
たフィルム状のポリ芳香族アミンを注意して剥離し、水
洗乾燥後導電性を測定したところσ= Its/co+
であった。このものを稀アンモニア水を用いて補償して
やればσ= 0. Is/cmになり、さらにこれを乾
燥後五フッ化ヒ素による気相ドーピングを行なったとこ
ろσ= 2 Is/cmになった。
き、これに2−アミノチオフェン塩酸塩0.05モル、
アニリン塩酸塩0.05モルを溶解する。ネサガラスを
陽礪としまた白金板(2cmX 2 cm)を陰礪とし
て挿入し、0℃で通電する。印加電圧は2V、電流密度
は2〜3 mA/cm″で1時間電解後陽礪上に析出し
たフィルム状のポリ芳香族アミンを注意して剥離し、水
洗乾燥後導電性を測定したところσ= Its/co+
であった。このものを稀アンモニア水を用いて補償して
やればσ= 0. Is/cmになり、さらにこれを乾
燥後五フッ化ヒ素による気相ドーピングを行なったとこ
ろσ= 2 Is/cmになった。
実施例21〜24
2−アミノチオフェン0.05モルおよび表4に示す項
のアニリンをアセトニトリル!50m1 、テトラヒド
ロフラン3011の混液に溶解する。さらにこれにヘキ
サフルオロリン酸リチウム2gを溶解する。陰礪に白金
板(2cmX 2 cm)を、また陽換には柔軟性のあ
る゛ト透明性のポリエステルフィルムを銅板(2cmX
2 can)に密着貼付したものを用いて、印加電圧
5vで2時間電解を行なった後ポリエステルフィルムを
剥離してメタノール、脱酸素水で洗浄後真空乾燥すると
ポリ芳香族アミンが密着したポリエステルフィルムかえ
られた。この方法で陽i4に4板をパターン化された掻
板に変えてやるとポリ芳香族アミンがポリエステルフィ
ルム面にパターン化された形に析出する。
のアニリンをアセトニトリル!50m1 、テトラヒド
ロフラン3011の混液に溶解する。さらにこれにヘキ
サフルオロリン酸リチウム2gを溶解する。陰礪に白金
板(2cmX 2 cm)を、また陽換には柔軟性のあ
る゛ト透明性のポリエステルフィルムを銅板(2cmX
2 can)に密着貼付したものを用いて、印加電圧
5vで2時間電解を行なった後ポリエステルフィルムを
剥離してメタノール、脱酸素水で洗浄後真空乾燥すると
ポリ芳香族アミンが密着したポリエステルフィルムかえ
られた。この方法で陽i4に4板をパターン化された掻
板に変えてやるとポリ芳香族アミンがポリエステルフィ
ルム面にパターン化された形に析出する。
このようにして得られたポリ芳香族アミンを気相でドー
ピングして導電性(σ)を測定した結果は表4のとおり
である。
ピングして導電性(σ)を測定した結果は表4のとおり
である。
表 4
実施例25〜30
遮光した反応容器に窒素気流中で2−アミノチオフェン
1.8g (0,02モル)、アニリン9.3g (
0,10モル)および表5に示すアミノ化合物口、旧モ
ルを入れ、IN−塩酸150m1およびアセトン150
m1を加えて溶解し水冷しておく。この水冷混合物をは
げしく撹拌しつつ0℃に冷却した表5に示す化′7酸化
剤0.1モルを含む濃厚水溶液(室温)を添加し10時
間反応を続けた後、酢酸ナトリウム水溶液を添加してp
Hを4〜5に調整し3時間後に生成した沈殿濾別し充分
水洗後減圧乾燥して粉本としポリ芳香族アミンの収率を
求めた結果は表5のとおりである。
1.8g (0,02モル)、アニリン9.3g (
0,10モル)および表5に示すアミノ化合物口、旧モ
ルを入れ、IN−塩酸150m1およびアセトン150
m1を加えて溶解し水冷しておく。この水冷混合物をは
げしく撹拌しつつ0℃に冷却した表5に示す化′7酸化
剤0.1モルを含む濃厚水溶液(室温)を添加し10時
間反応を続けた後、酢酸ナトリウム水溶液を添加してp
Hを4〜5に調整し3時間後に生成した沈殿濾別し充分
水洗後減圧乾燥して粉本としポリ芳香族アミンの収率を
求めた結果は表5のとおりである。
表5において生成した粉末は加圧成型して淀剤化しヨー
ドを溶解した塩化メチレンに浸漬してドーピングすると
いずれも導電性が付与されσ=10−2〜IO’S/c
mの範囲になることが認められた。
ドを溶解した塩化メチレンに浸漬してドーピングすると
いずれも導電性が付与されσ=10−2〜IO’S/c
mの範囲になることが認められた。
[発明の効果]
本発明はポリ芳香族アミンの製造法に関するものであっ
て、本発明を適用して得られた製品は導電性材料、1礪
材料というような電気的な用途ばかりでなく、皮革用染
料、センサー材料、農又用薬剤というような化学工業素
材としても利用価値があり、さらに臭気除去材、廃水処
理剤1重金属イオン捕集剤のごとき一般産業分野におけ
る用途が見いだされつつあるので、本発明の実施の効果
は削口すべきものであると考えられる。
て、本発明を適用して得られた製品は導電性材料、1礪
材料というような電気的な用途ばかりでなく、皮革用染
料、センサー材料、農又用薬剤というような化学工業素
材としても利用価値があり、さらに臭気除去材、廃水処
理剤1重金属イオン捕集剤のごとき一般産業分野におけ
る用途が見いだされつつあるので、本発明の実施の効果
は削口すべきものであると考えられる。
Claims (10)
- (1)一般式( I )で表される2−アミノチオフェン
と一般式(II)で表されるアニリンとを酸化的縮合させ
ることを特徴とするポリ芳香族アミンの製造法。 ▲数式、化学式、表等があります▼( I )▲数式、化
学式、表等があります▼(II) ただし、( I )および(II)においてX_1、X_2
、X_3はそれぞれ水素原子、メチル基またはエチル基
のいずれかであり、これらは同一であっても別異であっ
てもよいのであるが、メチル基またはエチル基である場
合には( I )においては3−または4−位置に、(II
)においては2−、3−、5−または6−位置に結合し
ていることを示す。 - (2)酸化的共縮合が酸性溶液中において化学酸化剤に
よる酸化により行われる特許請求の範囲第1項に記載の
ポリ芳香族アミンの製造法。 - (3)酸化的共縮合が酸性溶液中において電気化学的に
行われる特許請求の範囲第1項に記載のポリ芳香族アミ
ンの製造法。 - (4)2−アミノチオフェンが2−アミノチオフェンの
酸塩と金属ポリハロゲン化物との錯塩又は複塩の形で用
いられる特許請求の範囲第1項乃至第3項のいずれか一
つに記載のポリ芳香族アミンの製造法。 - (5)アニリンがアニリンの酸塩と金属ポリハロゲン化
物との錯塩の形で用いられる特許請求の範囲第1項乃至
第4項のいずれか一つに記載のポリ芳香族アミンの製造
法。 - (6)一般式( I )で表される2−アミノチオフェン
と一般式(II)で表されるアニリンとを酸化的共縮合さ
せた後アルキル化、アラルキル化、アシル化、スルホニ
ル化、カルバモイル化、チオカルバモイル化、ウレタン
化、メチロール化、第四級アンモニウム塩化または不溶
性塩形成よりなる群からえらばれた少くとも一つの反応
を行なって安定化させることを特徴とするポリ芳香族ア
ミンの製造法。 ▲数式、化学式、表等があります▼( I )▲数式、化
学式、表等があります▼(II) ただし、( I )および(II)においてX_1、X_2
、X_3はそれぞれ水素原子、メチル基またはエチル基
のいずれかであり、これらは同一であっても別異であっ
てもよいのであるが、メチル基またはエチル基である場
合には( I )においては3−または4−位置に、(II
)においては2−、3−、5−または6−位置に結合し
ていることを示す。 - (7)酸化的共縮合が酸性溶液中において化学酸化剤に
より行なわれる特許請求の範囲第6項に記載のポリ芳香
族アミンの製造法。 - (8)酸化的共縮合が酸性溶液中において電気化学的に
行なわれる特許請求の範囲第6項に記載のポリ芳香族ア
ミンの製造法。 - (9)2−アミノチオフェンが2−アミノチオフェンの
酸塩と金属ポリハロゲン化物との錯塩又は複塩の形で用
いられる特許請求の範囲第6項乃至第8項のいずれか一
つに記載のポリ芳香族アミンの製造法。 - (10)アニリンがアニリンの酸塩と金属ポリハロゲン
化物との錯塩の形で用いられる特許請求の範囲第6項乃
至第9項のいずれか一つに記載のポリ芳香族アミンの製
造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30356987A JPH01144418A (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | ポリ芳香族アミンの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30356987A JPH01144418A (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | ポリ芳香族アミンの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01144418A true JPH01144418A (ja) | 1989-06-06 |
Family
ID=17922586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30356987A Pending JPH01144418A (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | ポリ芳香族アミンの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01144418A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001261989A (ja) * | 2000-01-14 | 2001-09-26 | Tokyo Shikizai Kogyo Kk | 黒色顔料の製造法 |
| JP2005255905A (ja) * | 2004-03-12 | 2005-09-22 | Tokyo Shikizai Kogyo Kk | 新規ポリアニリン及びその製造法 |
-
1987
- 1987-11-30 JP JP30356987A patent/JPH01144418A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001261989A (ja) * | 2000-01-14 | 2001-09-26 | Tokyo Shikizai Kogyo Kk | 黒色顔料の製造法 |
| JP2005255905A (ja) * | 2004-03-12 | 2005-09-22 | Tokyo Shikizai Kogyo Kk | 新規ポリアニリン及びその製造法 |
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