JPS5912933A - No↑+またはno↓2↑+を用いる酸化重合 - Google Patents

No↑+またはno↓2↑+を用いる酸化重合

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JPS5912933A
JPS5912933A JP11533083A JP11533083A JPS5912933A JP S5912933 A JPS5912933 A JP S5912933A JP 11533083 A JP11533083 A JP 11533083A JP 11533083 A JP11533083 A JP 11533083A JP S5912933 A JPS5912933 A JP S5912933A
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JP
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salt
polymer
mmol
compound
polymers
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JP11533083A
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English (en)
Inventor
ユルゲン・ホツカ−
ゲルハルト・コスメ−ル
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Bayer AG
Original Assignee
Bayer AG
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Publication date
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Publication of JPS5912933A publication Critical patent/JPS5912933A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • C08G61/12Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/122Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides
    • C08G61/123Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides derived from five-membered heterocyclic compounds
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/06Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
    • H01B1/12Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances organic substances
    • H01B1/124Intrinsically conductive polymers
    • H01B1/127Intrinsically conductive polymers comprising five-membered aromatic rings in the main chain, e.g. polypyrroles, polythiophenes

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 ニトロニウム塩またはニトロソニウム塩全用いるポリア
セチレンのドーピングが大流され、゛すぐれた等電性を
刹するポリマーが骨リノした。使用さくS、  C,G
au、  ノ、A、Nil l 1ken、A、pro
n、A。
G、 MacDiarmid、A、 J、lieege
r、 (、’hem、 Comm。
1979 、662 ; A、G、 JiacDiar
mid、A、 J。
11eeger、5ynthetic Metals 
l  (1980)101)を包含する。
ドイツ国公開軸許明細1第4929.366号は、h 
j\テモtvo(+)s bF6C)、NO,”5bF
6Q、 7VO■A、F、o、およ(jNO”ClO4
0を用いるポリ (p−フェニレン)のドーピングki
f載している。これらの物質化0.5〜5車蓋チの−で
1反用するとき、導11I−性のすぐれたポリマーが得
られる。
ポリ芳香族化付物、たとえばテトラフェニルまたはペリ
レンをNO(+)SbF、■により、市い導電性を有す
る物質に転化することも知しれている(ト。
イツ画公開明細書第3,005,299M)。
ドイツ国公開明細書第3,000,379号および欧州
特許出願第35713号および同第39829号は、ポ
リ芳香族化付物および複素ポリフェニレンをニトロソニ
ウム塩およびニトロニウム塩でドーピングすることヲd
己載している。
こうして、本発明は、芳香族の5負の複素環式化付物の
ポリマーまたは一分子餡の5負の?J1芳香族化付物を
ニトロニウム塩またはニトロソニウム塩と反応させる、
ドープド(doped )複素環式ポリマーの製造、お
よびこの方法により得られたポリマーに関する。適当な
ポリマーの例は、ポリマ一連鎖中にフラン、ビロール、
ピラゾール、イミダゾール、チアゾール、チオフェンま
たはオキサゾールの単位を反復して含有するポリマーで
ある。
連鎖中に反復したチオフェンジイル基を含有するポリマ
ーは、とくに好ましい。
イオウを含有しかつ処理に適するポリマーの例は、ポリ
 (2,5−チオフェンジイルン、ポリ(2,5−チオ
フェンジイル)サルファイド、ポリ (2,5−チオフ
エンジビニレン)およびポリ(2、5−チオフェンソイ
ルビニレン−p−フェニレン−ビニレン)でオル。
適当々ニトロニウム塩またはニトロソニウム塩の□例は
、次のとおシでめるニアVO■SbF、θ、;ホリマニ
(・よ、ニトロニウム呻またifニトロンニウム塩で、
−20〜+80℃の温度において不活性溶媒中において
処理できる。ポリマーはしばしば溶解せず、懸濁するの
みであシ、そして前記塩は溶液として存在する。処理す
べきボ°リマーのlO〜lOOイ1]に相当するニトロ
ニウム塩またはニトロソニウム塩の財を、一般に使用す
る。この溶液を、ある時間、20時間までポリマーに作
用させる。反応の間、ポリマーの色は焦の方向に変わり
、そしてその導電性は大きく改良される。
5員壊を二角する低分子量の初素芳査族化曾物(共役π
−電子系の−t41分であることもできる2またはそれ
以上の傾素芳査族壌系を有するtのを包含スる)をニト
ロソウム塩マたはニトロソニウム塩と本発明に従い反応
させると、得られる最終生成物は、期待される低分子量
の墳ではなく、酸化的重曾とドーピングとの組み合わせ
のため、塩構造を有するポリマーである。すなわち、た
とえば、チオフェンまたは2.2′−ビーチェニル71
1為う侍られる生成物は、事実上ドープド(dpped
 )ポリ (2,・5−チオフェンソイル)と同一でお
る塩構造を南するポリマーである。
5員壊を七する適当な複素環式化付物の例は、チオフェ
ン、ビロール、フラン、ピラゾール、イミダゾール、チ
アゾールおよびオキサゾール、こレラの(tJt’11
21はハロク°ン、アルキル、カルパルコ・キシ、カル
ボニル′よたはヒドロキシルで1換されていてもよい;
さらに、結付した複素環式化付物、たとえばテトラチア
フルバレン、ジー2−または−3−チェニルサルファイ
ド、ジー2−チェニルメタン、および芳香族、−換芳香
族または複素芳香族環系が5員の複素壌式壌と給付して
いる化せ物、でるる。すべての1!!甘において、導電
性にすぐれたドーブドホリマーが得られる。
これらの反し”し、に1史用するニトロニウム塩および
ニトロソニウム塩、たとえばIVO■BF40. 、、
、、■BF4”、 NO(:t)PF6゜、IfO■A
 s F2O、no■5bP6eまたはtvu、Qbp
6■は、悔性まfcは非11の、元金に無水の溶媒、た
とえばヘキサン、ベンゼン、トルエン、ジクロロメタン
、l、2−ジクロロエタン、アセトニトリル、ニトロメ
タンlたはそれらの混せ物中に供給することができ、そ
して反応は空気、窒素またはアルゴン中で、−20℃か
ら使用する溶媒の沸点までの温度において実施できる。
これらのポリ値素芳香族化B物のいくつかは大気中の湿
気に刻して商度に抵抗性であり、ぞしであるjm甘にお
いて加水分解にも制置に抵抗性でおる。すなわち、たと
えば、チオフェンからN0esbp6■の作用によ#)
得られたポリマー(表1147)ti=温において水と
一緒に単にかきまぜることによってポリ (2,5−チ
オフェンソイル)へ加水分解することができず(表1.
A8) 、これに対して他のポリマーは水、エタノール
鷹たは25チのN114ORと−緒に室温で叡時間かき
まぜることによって対応するポリ複床芳香族アリーレン
に部分的にあるいは充全に加水分解することができる。
加水分解をNH4OHで実施するとき、アミン化が同時
に起こる(たとえば、実施例6参照)。
得られるポリマーの構造は、元素分析、JRスペクトル
および質露分セ■により確証される。
塩構造のこれらのポリマーのIRスペクトルは、この方
法に使用した基本的化付物またはポリマーの複素芳香族
の構造単位についての特性帯を含廟することを別として
、BF、0についての特性帯(1120,1080,1
030cm−’ 、非常に強い;530.520crn
−’、中程度) 、PFa■についての特性帯(112
(1,101080C”、非常に強い)およびsbp、
”についての特性帯(11)10crIT″″1、非常
に強い:470.450−−1、中程度)をも示す(B
、 5iebert。
Anuendungen der S chwingu
ngsspecktro−skopie in der
 anorga、n1schen Chemie。
5prin(jer、 Berlin 1966 B 
F、 IVakamoto。
Infrared 5pectra of Inorg
anic andC’oordifLαtion Co
mpounds、  2’nd Ed、。
Wiley Interscien、ce、 New 
York  l 970)。
質量分析(温度450℃まで、エネルギー4 kV)−
は、2 、2’−Jfx=ルカC)IVO(!:)PF
6■の作用により得られたポリマー(表1.A20)に
ついて、このポリマーの蒸発する部分が16チオフ工ン
単位までのオリゴマー(分子の買値(m o lαrm
αaS): 1314)を含量することを小した。
この實蕾分析の研究の結果から、上に示した構造を有す
る但分子鰺の化付物をニトロソウム塩またはニトロソニ
ウム塩と反応させるとき、塩構造のポリマーへの酸化(
すなわち脱水素)重付が起こることが、とくに明らかに
された。このす丁付の機払は、芳香族戻化水素および複
素芳香族炭化水素のコバシック (Agoυαcic 
)1什機構(、M、 B。
longs、 P、 Kovacic、 I)、 La
n5ka 、  J。
Polymer Sci、、  polymer C’
hem、  Ed。
19、(1981)、89 ;  M、 B、 Jon
es、 P。
Kovacic、 R,7”、Bower、 Poly
mer Pre−prints 2112 #  (1
980)、259 i G、 G。
Engstrom、  P、 Kovacic、 J、
 Polymer Sci、。
polymer Chem、、 Ed、l 5.  (
197? )、2453)ならびにチオノエンおよび2
,2′−ビーチェニルのA s F、を用いる酸化(す
なわち脱水素) 3Lr’rtノm構(G、 K o 
s s m e h lおよびGCh、aszithe
odorou、 Makromol、C’hem、。
Ra、pid Comm、 2. (1981) 、5
5 t)に類似するように思われる。
ポリマーの甘酸およびその加水労組についての実験の詳
細41項は、実施例1〜7お・よひ表1中の対応するデ
ータにボされている。
壜・た、表1は、この方法により得られた多数のポリマ
ーおよびそれらの加7に分ル1生城物についての、δ=
δo−ex’l) (−E4/2KT )K基づイテ4
′JNした導電性の値(6298K 、 δo、EA)
?、含む。
1 s o Okp/σ−2の圧力において画1建する
(たとえば、G、 KosamehL、 G、 Cha
tzitheodorou。
Makromol、 Chem、 Rapid Com
m、 2 (1981)5518照)と、E、4= 0
.04 eVのとき、0、O’rtnho、(7)″l
 までのδ値が侍られる(表1゜A I ? )。
本発明によるポリマーは、導7杭性4み造委素または半
導電性構造歎素として、たとえば、表面加熱導体、′電
子装置−、電池焚素、コンヲ′ンサー、光′亀変換晶お
よび電磁輻射のシールドに1更用することができる。
実測ψり 夾1.q例1 (我1.A31 0.84(10ミリモル)のチオフェンを、15dの無
水アセトニトリル中に浴かす。300dの無水−I七ト
ニトリル中の’)−669(10ミリモル)の/vO5
bF6 の溶液金、前述の溶液に、窒素雰囲気のもとに
水冷しながら、簡々専入ずo0氷浴が融解したとき、か
きまぜを続ける。20時間俊、無色α、殿を吸引P洒し
、つ′セトニトリルでよく洗沖し、P、υ、およびAα
υBで室温において臭空乾蝶する。
収ヰ:2−51y(理論収撒の28チ、l:3.5錯塩
として計算)。
<CaoR2oSIoS bssFv Io  )m計
算値 C5,30Bo、22 .53.53観測値 (
、’5.24  Hl、61  B3.79.1・J’
 e l、Xモルのチオフェンを35ミリモルのIVU
BF4と反応させると、収率はss%で−ある。
実施例2(表11屋9) 0.84F(10ミリモル)のチオフェン′ft5〇−
の無水1,2−ジクロロエタン中に溶かす。600−の
1.2−ジクロロエタン中の1.75 f(10ミリモ
ル)のIVUpF6を、この溶液に窒素雰囲気のもとに
氷冷しながら加える。黒色生成物を実施例1におけるよ
うに処理する。
収饋:1.59F(理論収普の97%、1:0.55錯
塩として計算)。
(C’+oo Btoo S+oo Pss Fsao
  )、In計算値 C29,68B1.25 519
.81観測値 C29,97B1.71 519.52
実施例3(表1.AI ?) 1.66F(10ミリモル)の2,2′−ピチェニルを
75−の無水1.2−ジクロロエタン中に溶カス。70
0 m(1) C,11,C’ l、中(7)1.17
’(t。
ミリモル)のN0BF、′fc、  アルがン雰囲気の
もとに氷冷しながら加える。黒色沈殿を実り例1におけ
るよう処理する。
収ii:1.77F(理論収紺の55%、l:1.8錯
塩として計′s)。
(CI(lB411 stOB18 B72) 、rr
L計算値 に’29.98  Ml、26 520.0
1鉄側値 C’29.82  HLO9S20.551
θミリモルの2.2′−ビチェニルを18ミリモルのI
WUBF4 と反応させると、収率は99%でめる。
実施例4 (表1.Ji22) 0.67r(tOミリモル)のビロールを15−の無水
1.2−ジクロロエタン中に浴かず。
250 d’(7) C2ノl、C1,中の1.17f
(10ミリモル)のtvoBF4全、Arのもとに氷冷
しながら加える。
黒色沈殿を実施例1におけるように処理する。
数計:1.47?(理論収量の90%、1:1.1錯塙
として計算)。
(CioBso/v+oBn B44)、。
計算値 C29,92B1.8B  /V8.?2観測
値 C’29.65  #3.30  /V10.06
1θミリモルのピロールと11ミリモルのNC)BF4
に1ψ用するとき、収率は99チに上昇する。
実施例5 (表IS屋27) 0.68F(10ミリモル)のフランを15−の無水ジ
クロロエタン中に溶かす。300−のC′!H4C12
中の2.66tC10ミリモル)のIVUSbF6?、
アルゴンのもとに氷冷しながら加える。黒色沈殿を夾施
せ’IJ lにおけるように処理する。
収@:2.82t(理論収量の711S 1:1.4錯
塩として計算)。
(C4゜Bto 01゜5b14’a4>m計算値 (
’12.13  #o、sl観測値 (1’1128 
 B2.261Oミリモルのフランと14ミリモルの7
vUsbF6を用いると、収率は99%に増加する。
実施例6(表1.l636) 1.92f’(10ミリモル)のトランス−1,2−ゾ
(2−チェニル)エチレンを15Hの無水アセトニトリ
ル中に溶かす。40−のt’H,C1l中の1゜17t
 (10ミリモル) のIVOBF、f、1axo%と
に氷冷しながら加える。黒色沈殿を実施例1におけるよ
うに処理する。
収i1:1.99F(理論収量の97%、1:0.15
錯塩として計算]。
((1’+ooo#5oaStoeBtsFse)−計
算値 C59,08#5L97 .531.54観測値
 05B、91  B&41 531.25実施例7 
(表1.7fLl 1/12)600−のへキサン中で
1.66f(10ミリモル)の2.2′−ビチェニルと
1.17F(10ミリモル)のNO■BFj”とを反応
させると、実施例1に記載するような点色生成物が得ら
れる。
収量:2.27F(理論収量の99%、1:0.73錯
塩として鰹1算)。
(Cs。。B4゜。S、。。BtsFt*t)つ計算値
 C42,22HL’l’l  528.17実測値 
に’4210  B2.0’l  S28.51倚られ
る生成物t−25%のfi/l140Bとともに室温に
おいて1時間かきまぜる。暗かつ色ないし黒色のポリマ
ーを中性になるまで水で洗浄し、P、0゜およびIWa
UIIで室温において真空脱水する。
(c’4H,s− 計算値 C5&50  BZ45  S39.Q4観測
値CB2.02JI’A36S39.22!W?−92
実施例8 (表1.A41) 0.82f(toミリモル)のポリ (2,5−ジチオ
7エンジイル)を、60−の無水ジクロロメタン中に導
入する。250−の(、”B、 Cjffi中の266
9 (10ミリ%ル) t7)IVC)S bF、(7
)m液を、コノ懸濁液に7v!のもとに氷冷しなから滴
々加える。
暗かつ色のポリマーtよ、黒色に変わる。氷が融解した
とき、溶液は室温まで熱くなる。hashp−を加えて
から20時間後、黒色ポリマーを吸引濾過し、ch、t
’t、でよく洗い、P、0.およびNaC)Eで室温に
おいてJ1空乾燥する。
収@:2.18? (理論収量の98%、1 / (+
、 6錯塩として表わす)。
((1’aoB*o SIo S 6s Fss)  
      ’η1 計算値 C21,49Bo、9OS14.34実測値 
(1’2L?8  B1.70 514.40比電導度
は9.lX10−sΩ−’crn−″1であり、そして
活性化工ネルキーはo、o7grである。
表1続き 14  2 、2’ −ヒfx=ルNO■BF  OC
6E1t’E。
15  2.2’ −ビチx=ル IVO”BF  O
(、’B、−clV162 、2’ −e−f−エ=A
−IVO”BF QCB、 CIV”◆ 17  2.2’ −ビーy−x=ル IvO”BF 
 O(、’B、C1−CE、C1182、2’ −ヒチ
xs−k  A’□■SbF  ”       C’
h、C11”            1’I+11.
o7)sら”20  2.2’ −ビーfx=ル NO
”PF、OCE!c’l −CB、C121ビl:l−
ルアy o■BF  OCE、−clV22   ピo
−ル       IVO”BF  OC1i、cl−
CM、01番 23  ピロール         ■IVOSbF、
θ  C1i、C1! 2 ’                    23
+H! 07jh らαン2s   ピo−ル    
   NO(+)pF60       CE、C”1
−CH,C12625+C,11,011−1)hう”
27 75ン        IWO■BF、■CM、
C1−CM、 cl  、 28 7う:y         IVOSbF、○ 
    CB、C1゜■ 29           2B+E10から“)IV
、   Qlj(I3 1.7・IO−”  3.1.
10−”  o、is残60% 5.6−10−’ 1
、l’lo−’ 0.27”Bit  45% 1.5
・10−’  8.5・10−’ 0.33Ar  定
置的 6.9・10−”  1.4・10−’  0.
04Ar  定置的 4.1−10−12.1・1g 
  0.20” ・I O−’  L、S ・10+”
 1.B4/vt   定1的 7.l−10−’  
5.8・1o−’  0.11曵55%7.8・10−
” 5.8−10−” 0.81Ar  定置的 7.
4−10’″  ”3’10−”  0.11Ar  
定量的 1.1−10−’  2.9・lO−’  0
.415.4・10” 1.8・10+’  21)7
〜f   SIA的40 ・10−’  5.7 ・1
 g−’  0.373.1・lO−’  Z2・1g
+’  1.52v、   定置的 7.0−10−’
  1.9−1g十″ 1.23イr 定置的 22−
1o−’  3.4+1g−’  0.141.1−1
0−” 1.2−10−”  0.951菫1 0  7 ランIV O(+)P FO(’R,cl 
−(’Bt魯 l    ビ                   
         30+C,EloHかG)”2  
 ヒ9シンNO,の5bF60      C’E、(
、’l。
8   テトラチア;yルazvン        N
o(f)BF  Q        C’E、C1−C
E、(43,3’ −ジf:r−二ktルアフィト  
/vO■EF  Q        CE、C1−CE
l<り   1.2−ジー2−f工=yエチ、7   
NO■y  C’番          へキサン 6  1.2−/−2−fz=ルエ−F−L’ン  N
O”BF  ()       CM、−C’N7  
 N−)’fルーヒo−ルN0(li:)PF  ” 
        CIi*C’N拳 6  フルンリルアルコール        IVO■
PF  θ        (、’E、Ch)  トメ
チル−チオフェン       IVIoCf)PF6
0(、’li、CIV)   2−1チに−f71−ル
       !v00BF  θ        C
M、C1゜ytkリ (2,5−fオフxンジイh) 
  N05bF、           (、’ll、
C”l。
C1tvl  定置的 3.0・10−’  1.1−
10−’  0.071.1−10” 1.8−10−
’  1.21Ar40%7.4−10−” 4.9・
10−’  0.33TI  N、  411−10−
” 4.9−10−”  0.76二’l    N、
    70%   6.6  ・ 10−”   3
.5  ・ 10−’    0.917Vl  定置
的 1.7−IQ−69,4−10+’  0.92/
V、  定置的 aO−IQ″″67.8−10−” 
 0.40h、  6ss  6.2・10−”   
−−−−7′v、48チ a4.10−’   −−4
〜R72%  4.3−10−丁     −一7v、
68% 7.3−1g−・  −−N! 98% 9.
1−10−1   ++     ++イ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、芳香族の5負の容素#J族化合物のポリマーまたは
    袂素墳族の5員壌を含有するi、H3,;分子量化せ物
    ヲ、ニトロニウム塩またはニトロソニウム塩と、心象に
    応じて不活性有機溶媒中で、−20℃〜+80℃または
    前記浴媒の沸点までの温良において、反応させる、抄素
    芳香族5員槓を金山するドープドポリマーの製造法。 2、 使用するニトロ;ラム塩またはニトロソニr)ム
    1auj、、tvOe)BF40、N02■BF40、
    NOΦpF、○、7vO7■pF60、NO■5bF6
    0. 、、 /vO(!:)A8F、(:)、NO,■
    AsF6■、NOきBF60、NO■C°lυ40また
    は六〇、”1itu、■でおる、4?許祠求の範囲第1
    項記載の方法。 3゜低分子鰺の複素芳香族5眞壊化付物とニトロニウム
    塩または=トロソニウムj、、lとのJMG6によって
    得られた、複素芳香族5貝猿ケ含弔するドープドポリマ
    ー。
JP11533083A 1982-06-29 1983-06-28 No↑+またはno↓2↑+を用いる酸化重合 Pending JPS5912933A (ja)

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DE32241585 1982-06-29
DE19823224157 DE3224157A1 (de) 1982-06-29 1982-06-29 Oxidierende polymerisation mit no(pfeil hoch)o(pfeil hoch) oder no(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)(pfeil hoch)o(pfeil hoch)
DE32241577 1982-06-29

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JPS612728A (ja) * 1984-06-14 1986-01-08 Showa Denko Kk ピロ−ル系重合体粉末
JPS61111324A (ja) * 1984-11-05 1986-05-29 Mitsui Toatsu Chem Inc 有機高分子電導体の製造方法
JPS61276818A (ja) * 1985-06-03 1986-12-06 Katsumi Yoshino テルロフエン重合体およびその製造方法
JPS63101415A (ja) * 1986-10-09 1988-05-06 ロックウェル・インターナショナル・コーポレーション 導電性ポリピロールの製造方法
JP2013530262A (ja) * 2010-04-21 2013-07-25 パーデュー・リサーチ・ファウンデーション 酸化剤としてニトロシルイオンを用いた導電性高分子の形成

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