JPH03134018A - 共役系有機ポリマーの製造方法 - Google Patents

共役系有機ポリマーの製造方法

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JPH03134018A
JPH03134018A JP27348189A JP27348189A JPH03134018A JP H03134018 A JPH03134018 A JP H03134018A JP 27348189 A JP27348189 A JP 27348189A JP 27348189 A JP27348189 A JP 27348189A JP H03134018 A JPH03134018 A JP H03134018A
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哲夫 筒井
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Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、共役系有機ポリマーの製造方法に関し、さら
に詳しくは、光照射により酸または酸化剤を生成する光
感応性物質の存在下で、光照射により得ることができる
ような共役系有機ポリマーの製造方法に関する。
発明の技術的背景 長い共役鎖を有する共役系有機ポリマーは、半導電性あ
るいは導電性を示し、また特異な電気化学的特性、電気
光学的特性、非線形光学特性を示すため、電子工学、電
気光学、電池、センサ、非線形光学などの分野における
用途が期待されている。しかしながら現在までに多くの
共役系有機ポリマーが知られているが、いずれも多くの
解決すべき問題点が残っている。
たとえば、膜状に成形でき、しかも導電性を示す共役系
有機ポリマーとしては、ポリアセチレン−←CH=CH
う−が知られており、このポリアセm チレンはたとえば米国特許第4.204.216号明細
書および同第4.222.903号明細書に詳しく記載
されている。しかしこのポリアセチレンは、一般に空気
中で不安定であり実用には適さなかった。
一方空気中で安定であり、しかも加工性に優れた共役系
有機ポリマーとして、ポリアリレンビニレン系の共役系
ポリマーが知られている。
この共役系有機ポリマーは、下記式[A]あるいは[A
°]で示される前駆体ポリマーを膜状あるいは繊維状に
成形した後、これを200〜250℃の温度で不活性ガ
ス雰囲気下あるいは真空下に加熱することによって得ら
れることが知られている。
ところが上記のような方法によって膜状あるいは繊維状
のポリアリレンビニレンを得ようとすると、前駆体ポリ
マーの加熱分解時にカルボニル基が残存することがあり
、このため、共役系有機ポリマーの特性たとえば光学的
特性に悪影響が認められることがあった。
発明の目的 本発明は、上記のような従来技術に伴う問題点を解決し
ようとするものであって、加工性および化学的安定性に
優れるとともに純度が高く、したがって導電性、電気光
学特性などに優れた共役系有機ポリマーを比較的低温で
簡便に製造する方法を提供することを目的としている。
発明の概要 このような目的を達成するために本発明に係る共役系有
機ポリマーの製造方法は、 光照射により酸または酸化剤を生成する光感応性物質の
存在下に、 一般式 (式中R1は水酸基、アルコキシ基、またはキル基、水
素の一部あるいは全部をFで置換したアルキル基、フェ
ニル基であり、nは2以上の整数、Arはアリレーン基
を表わす)で示される前駆体ポリマーを光照射下で反応
させることを特徴としている。
本発明では、−形成[i]で示される前駆体ポリマーを
、光照射により酸または酸化剤を生成する光感応物質の
存在下に、光照射下で反応させて共役系有機ポリマーを
製造しているので、共役系有機ポリマーを従来よりも低
温で簡便に得ることができるとともに、照射光パターン
にしたがう導電性高分子のパターンを極めて容易に形成
させることができる。
以下本発明に係る共役系有機ポリマーの製造方法につい
て具体的に説明する。
本発明に係る共役系有機ポリマーを製造するには、下記
式[1]で示される前駆体ポリマーが用いられる。
式中、艮 は水酸基、または−0CH3、一〇CH、−
QC3117等のアルコキシ基、5 または−〇?R2で表わされるアシロキシ基であり、こ
こでRは−Cll  、−CI  、−CII  等の
ア23251ff ルキル基、−CHF 、 −〇2H4F 、  −CF
3等の水素の一部あるいは全部をFで置換したアルキル
基、フェニル基であり、 nは2以上の整数を表わし、好ましくは10〜1ooo
oである。また、Arはアリレーン基をここで、R−R
12は、それぞれ独立に、水素7 原子、ハロゲン原子、アルキル基またはアルコキシ基で
ある。
このような前駆体ポリマーは、下記のような反応経路に
よって合成することができる。
または または 上記式において、Yはハロゲン原子またはハロゲン化物
イオンであり、Yがハロゲン化物である場合には、Y”
は化合物[IV]、[■′]および[V] 、[V’ 
]中で他のイオンで交換されうる。
式[■′]で表わされる化合物としては具体的には、た
とえば、 が挙げられ1、この場合、式[V′]で表わされるで表
わされる化合物が挙げられる。
なお上記式[V]で示される化合物あるいは上記式[I
]で示される前駆体ポリマーの製造方法は、それぞれ特
開昭61−148231号公報およびPolymer 
 P「ep+1nls、Iapa口、Vol   37
.No、IO(!988)P3161〜3163に記載
されている。
上記式[I]で示される前駆体ポリマーとしては、たと
えば、 O F3 等を例示することができる。
上記式[I]で示される前駆体ポリマーは、有機溶媒に
可溶であって、この前駆体ポリマーを溶解した溶液を、
石英ガラスなどの基板上にスピンコード法あるいはキャ
スティング法などによって塗布することにより、前駆体
ポリマーを膜状に成形することができる。
上記のような前駆体ポリマーを溶解しうる有機溶媒とし
ては、クロロホルム、テトラヒドロフラン、ジメチルホ
ルムアミド、ジクロルメタン、1.2−ジクロルエタン
、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、ジオ
キサン、メチルイソブチルケトンなどが用いられる。
本発明では、上記のような前駆体ポリマーを光照射によ
り酸または酸化剤を生成する光感応性物質の存在下に、
光照射下で反応させることにより下記式[U]で示され
る共役系有機ポリマーを製造している。
→A r−CH=CHモー    −[I[](式中、
Arおよびnは上記[i1式と同じである) 本発明において使用する光感応性物質としては、酸化物
イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン
、過塩素酸イオン、ヘキサフルオロヒ(IV)酸イオン
、テトラフルオロホウ酸イオン、ヘキサフルオロリン(
V)酸イオン、ヘキサフルオロアンチモン(V)酸イオ
ン等のようなハロゲンまたはメタルハライドを陰イオン
として有するジアリールヨードニウム塩、トリアリール
スルホニウム塩、アリールジアゾニウム塩、あるいは芳
香族スルホン化合物、ハロゲン化アルキル化合物等が挙
げられる。
このような光感応性物質は、前駆体ポリマー100重量
部に対し、0.01重量部〜100重量部、好ましくは
0.1〜50重量部の量で用いられる。光感応性物質を
供給する方法は、前駆体ポリマーを溶解した溶液に光感
応性物質を混合し、溶解させた溶液を、石英ガラスなど
の基板上にスピンコード法あるいはキャスティング法な
どによって塗布することにより、光感応性物質を含む前
駆体ポリマーの膜状物を得る。その後、この膜状物に光
照射を行い、酸または酸化剤を発生させる。
あるいは光感応性物質を含む液相中に前駆体ポリマーを
浸し、その後、そのまま液相中あるいは液相下で光照射
を行い、酸または酸化剤を発生させることもできる。照
射する光の波長は、光感応性物質の吸収波長であれば特
に限定されない。−船釣には紫外部が好ましいが、他に
色素増感剤を添加すれば他の波長域でも可能である。一
方、光照射で生じた酸または酸化剤と前駆体ポリマーと
の反応の効率を高めるために光照射時あるいは光照射後
、20〜300℃、好ましくは50〜200℃の温度で
熱処理することも可能である。熱処理を行なう場合は、
真空中あるいは不活性ガス雰囲気中で熱処理を行なうこ
とが好ましい。
上記のようにして得られた共役系有機ポリマーは、ドー
パントとともに用いることによって、高導電性組成物と
することができる。
このようなドーパントとしては、p型ドーパントあるい
はn型ドーパントが用いられる。p型NO[IF4、N
0PF6、N03hF6、N0AsP6、N0CH3S
03、N02BF4、HO2PF6、N02BF4、N
03bF  および110  CF  30  )、l
lBF4.2    6        233 1iclO,1180、+12So4、P−トルエンス
ルホン3 FeCl3、Fe (OTs) 3およびFc (CH
3S03 ) 3などを挙げることができる。このよう
なドーパントを用いて重合体をドーピング処理すれば、
たとえば13、No   SBF   、PF   、
AsF63  4  6 SbF   、CF  So   、CIO、OT+。
6  33   4 S03、CHCOlB「3、CH3S0352 およびFeCl4−をドーパントとして含有する重合体
が得られる。
本発明で用いることのできるp型ドーパントとしては、
上記したドーパントの他に、LiCIO4、LiA+F
  、 NaPF  、 8u  NClO4、Bu4
NOTs。
4      6    4 Bo3 NCF  3 SO3、いCF3 S03 、
 八gOTs  。
N (C2)Is ) 4 PF6などのような電解質
塩を挙げることができる。
またn型ドーパントとしては、具体的には、アルカリ金
属(Li、Na、  に、llbおよびC+)ナツタリ
ドおよびペンゾフェノンケチル(bonxopheno
nekelrl)のテトラ−アルキルアンモニウム塩を
挙げることができる。
上記のような高導電性組成物では、ドーパントは0.0
1〜50重量%好ましくは0,01〜10重量%の量で
用いられることが望ましい。
発明の効果 本発明によって加工性および化学安定性に優れた共役系
有機ポリマーを従来よりも低温で簡便に得ることができ
るとともに照射光パターンにしたがって導電性高分子の
パターンを極めて容易に形成させることが可能となった
[実施例] 以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれ
ら実施例に限定されるものではない。
実施例1 (a)2.5−ビス(クロロメチル)チオフェンの製造 塩化水素ガス発生器として、500gの塩化ナトリウム
の入った11の2つロフラスコに濃硫酸200 mlを
入れた滴下ロートを取り付けた。
146 mlの37%ホルムアルデヒド水溶液と36m
1の36%塩酸のはいった4つロフラスコにはチオフェ
ン50g (0,594モル)の入った滴下ロートおよ
び温度計、HCIガス導入管を取り付けた。さらに、過
剰の塩化水素ガスを吸収するために2N水酸化ナトリウ
ム水溶液トラツプを設けた。
混合液を撹拌しつつ、初め濃硫酸の滴下速度を調節して
ガス発生量を抑え徐々に系内に導入した(約1時間)。
その後、やや発生量を多くし塩化水素ガスを充分吸収さ
せた(約2時間)。
この操作を2回行ない混合液を塩化水素飽和溶液とした
。(この間、温度は25℃→40℃へと上昇した。)混
合液を30℃まで冷却後、5時間かけてチオフェンをゆ
っくり滴下した。
滴下終了後、約2時間撹拌を続けた。混合液を静置する
と2層に分離した。上層の水層をデカンテーションし、
下層の黒色のオイルを冷水で洗浄、エーテルで抽出、重
曹(N a HCO3)で中和後、再び冷水で洗浄した
。エーテル層をぼう硝(Na2S04)で乾燥後、エー
テルを留去し減圧蒸留により生成物(受器中で結晶化、
透明針状晶)を得た。 H−NMRによればこの結晶は
純粋な2.5−ビス(クロロメチル)チオフェンである
ことが確認された。
(b12,5−ビス(メチレン ジメチルスルホニウム
クロライド)チオフェンの製造 上記実施例1(りで製造した18.11g(0,1モル
)の2.5−ビス(クロロメチル)チオフェンに対して
2.5〜3当量のメチルスルフィドと、10m1のジメ
チルホルムアミドを加え、室温(25〜27℃)または
低温(5〜7℃)で24〜144時間撹拌し、反応させ
た。
反応停止後、DMF、エーテルで洗浄し白色の固体を得
た。固体の構造確認は’H−NMRおよび’C−NMR
により行なった。
(c)2.5−ビス(メチレン ジメチルスルホニウム
クロライド)チオフェンの重合 上記実施例1(b)の生成物30.53g(0,1モル
)を、攪拌器および100 mlの滴下ロートを取り付
けた500m1の3つ日丸底フラスコ中で水−メタノー
ル混合溶媒(体積比=1:2)200 mlに溶解させ
た。この溶液を冷媒を用いて一20℃に冷却した。滴下
ロートに当モルのテトラメチルアンモニウム ヒドロキ
シドの水−メタノール溶液を入れ系内を窒素置換した。
次にスルホニウム塩溶液を撹拌しつつアルカリ溶液を約
1時間かけて滴下した。滴下終了後、−20℃で保持し
たまま5時間撹拌を行なった。pfl= 7となってい
ることを万能指示薬紙により確認し反応の終了点とした
(d)前駆体高分子の製造 上記実施例1(C)で得られた一20℃の溶液を室温(
20℃)まで2時間かけて昇温させた。温度上昇にした
がって前駆体高分子が淡黄色の析出物として得られた。
得られた析出物を濾過し減圧13 下で乾燥させた。 H−NMR,C−NMR。
IR,元素分析の結果から析出物の構造確認を行なった
(e)ポリ2.5−チェニレンビニレンの製造上記実施
例1(d)で得られた前駆体高分子1gおよび光感応性
物質としてジフェニルヨードニウムクロライド0.2g
とを塩化メチレン100m1に溶解させ、ガラスシャー
レにそそぎ、空気中、20℃で溶媒を蒸発させることに
より厚さ10μmの膜状物を得た。
このフィルムにXeランプを用いて紫外光を空気中で3
0分間照射した。照射後1O−61of+の真空下80
℃で1時間熱処理を行なった。その後IRスペクトルを
測定した。光照射した部分に1+an+−viBlen
e基のC−H面外変角振動(930cII+−1)を確
認した。
比較例1 光照射を行なわなかった以外は、実施例1と同様に行な
い、IRスペクトルを測定した結果、t+xns−yi
n71ene基のC−H面外変角振動は認められず、前
駆体高分子のものと同一であった。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)光照射により酸または酸化剤を生成する光感応性物
    質の存在下に、 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・[ I ] (式中R_1は水酸基、アルコキシ基、または▲数式、
    化学式、表等があります▼で表わされるアシロキシ基で
    、R_2はアルキル基、水素の一部あるいは全部をFで
    置換したアルキル基、フェニル基であり、nは2以上の
    整数、Arはアリレーン基を表わす)で示される前駆体
    ポリマーを 光照射下で反応させることを特徴とする、 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・[II] (式中、Arおよびnは上記[ I ]式と同じである)
    で示される共役系有機ポリマーの製造方法。
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