JPS6411207B2 - - Google Patents

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JPS6411207B2
JPS6411207B2 JP10932984A JP10932984A JPS6411207B2 JP S6411207 B2 JPS6411207 B2 JP S6411207B2 JP 10932984 A JP10932984 A JP 10932984A JP 10932984 A JP10932984 A JP 10932984A JP S6411207 B2 JPS6411207 B2 JP S6411207B2
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JP
Japan
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isothianaphthene
polymer
polymerization
poly
dihydroisothianaphthene
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JP10932984A
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JPS6117581A (ja
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Masao Kobayashi
Udoru Furetsudo
Jee Hiigaa Aran
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YUNIBAASHITEI OBU KARIFUORUNIA
Original Assignee
YUNIBAASHITEI OBU KARIFUORUNIA
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Publication date
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Priority to CA000482753A priority patent/CA1248690A/en
Priority to EP85303864A priority patent/EP0164974B1/en
Priority to AT85303864T priority patent/ATE53046T1/de
Priority to DE8585303864T priority patent/DE3577860D1/de
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  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)

Description

【発明の詳现な説明】
産業䞊の利甚分野 本発明は極めお安定でドヌピングにより極めお
高い電導性を瀺す新芏な電導性重合䜓に関し、曎
に詳しくは䞀般匏
【匏】及び又は
【匏】 匏䞭、R1及びR2はそれぞれ独立に氎玠又は炭
玠数〜の炭化氎玠基を衚わし、X-は電解質
むオンを衚わし、はモノマヌモル圓りの陰む
オンの割合を衚わす0.01〜の数であり、は重
合床を衚わす〜500の数であるで衚わされる
む゜チアナフテン構造を有する重合䜓に関する。 この重合䜓は、電気・電子工業の分野においお
電極、゚レクトロクロミツク衚瀺玠子、倪陜電池
の補造、電気的接続、電磁線の固定・倉換装眮お
よび可逆的な酞化還元系ずしお甚いるこずができ
る。 埓来の技術 近幎、電気・電子機噚の軜量化、薄圢化或いは
小型化の進歩は著しく、それらに甚いられる各皮
電導性材料玠子等に぀いおも軜量化、薄圢化或い
は小型化ぞの芁望は匷いものがあるのみならず、
より優れた新芏材料の出珟に匷い期埅が持たれお
いる。 これらの芁望或いは期埅を満たすべく、新しい
電導性高分子の開発が盛んに行われおいる。䟋え
ばポリアセチレンはペり玠或いは五北化ヒ玠など
をドヌピングするこずにより102〜103scmもの
高い電導床を瀺す䟋えばシンセテむツクメタル
ズSynthetic Metals第巻号101頁
19791980幎参照こず、充攟電特性が優れお
いるこずから二次電池の電極材料ずしお怜蚎され
おいるばかりでなく、光の吞収特性が倪陜光のそ
れに近いこずから倪陜電池材料ずしおも怜蚎され
おいる。しかしながら、ポリアセチレンはそれ自
䜓酞化され易く、たたドヌピングしたポリアセチ
レンは湿気に察しおも極めお敏感であるずいう欠
点を持぀おいる。 䞀方、ポリチオプンはその共圹構造がシス型
ポリアセチレンに類䌌し、硫黄原子を含むずいう
その特異的な電子構造の故に、電導性材料ずしお
或いは電池電極材料ずしお怜蚎されおいるのみな
らず、ドヌピング状態での倉色を利甚した゚レク
トロクロミツク材料ずしおも怜蚎されおいる。䟋
えば、゚ヌ・゚ム・ドルむA.M.Druy等は
2′―ビチニルを電気化孊的に重合するず、重
合䜓が酞化状態〜還元状態においお、青色〜赀色
ず倉色し、これが可逆的であるこずを甚いお、゚
レクトロクロミツク材料ずしお有甚であるず報告
しおいるゞダヌナル・ド・フむゞヌクJ.de
Physique第44巻号、C3―595頁1983幎。 発明の目的 本発明者らは䞊蚘諞点に鑑み鋭意怜蚎した結
果、む゜チアナフテン構造を有する重合䜓が空気
䞭においおも極めお安定な化合物であるこず、繰
返し䜿甚が十分可胜な皋安定に酞化又は還元状態
で可逆的に倉色し埗るものであり、通垞のドヌピ
ング剀により容易に10-2scmより高い電導床を
有する新芏な重合䜓であるこずを芋出しお本発明
を達成した。 発明の構成及び䜜甚 即ち本発明に係る重合䜓は䞀般匏
【匏】及び又は
【匏】 匏䞭、R1及びR2はそれぞれ独立に氎玠又は炭
玠数〜の炭化氎玠基を衚わし、X-は電解質
の陰むオンを衚わし、はモノマヌモル圓りの
陰むオンの割合を衚わす0.01〜の数であり、
は重合床を衚わす〜500の数であるで衚わさ
れるむ゜チアナフテン構造単䜍を、奜たしくは
0.1〜100モル含有する重合䜓である。 本発明に係る重合䜓は皮々の重合方法によ぀お
容易に合成するこずができる。 䟋えば、䞋蚘䞀般匏 で衚わされる―ゞヒドロむ゜チアナフテン
――オキシドもしくはその誘導䜓を濃硫酞のご
ずき、脱氎及び酞化䜜甚をも぀溶媒䞭で反応させ
るこずによ぀お所望の重合䜓を埗るこずができ
る。 さらには䟋えば䞀般匏で衚わされる化合物
をアルミナ䞊で脱氎昇華させお埗られる䞀般匏 で衚わされるむ゜チアナフテンもしくはその誘導
䜓を(1)電解質の存圚䞋、非プロトン性溶媒䞭で電
気化孊的に重合させる、(2)䞀般匏で衚わされ
る化合物を溶媒の存圚䞋もしくは䞍圚䞋にカチオ
ン重合させ、埗られるゞヒドロ型ポリマヌを酞化
剀に䜜甚させるこずにより、脱氎玠する、(3)䞀般
匏で衚わされる化合物を酞化重合する等の方
法によ぀お所望の重合䜓を埗るこずができる。こ
れらの䞡者を共重合させる際には任意の割合䟋
えば0.1〜99.9モルで含む重合䜓を埗るこず
ができる。 前蚘単量䜓の重合に際し甚いられる溶媒はそれ
ぞれの重合方法によ぀お適圓に遞定するこずがで
き、特に限定はない。䞀般的に蚀えば、䞀般匏
で瀺されるむ゜チアナフテンもしくはその誘導
䜓を電解質の存圚䞋に電気化孊的に重合する堎合
には非プロトン性溶媒、䟋えばアセトニトリル、
ベンゟニトリル、プロピオニトリル、ゞオキサ
ン、テトラヒドロフラン、スルホラン、プロピレ
ンカヌボネヌトなどをあげるこずができる。た
た、䞀般匏で瀺されるむ゜チアナフテンもし
くはその誘導䜓をカチオン重合する堎合にはゞク
ロルメタン、クロロホルム、四塩化炭玠、ゞクロ
ル゚タン、テトラフロル゚タン、ニトロメタン、
ニトロ゚タン、ニトロベンれン、二硫化炭玠など
のごずき溶媒をあげるこずができる。曎に䞀般匏
で瀺されるゞヒドロむ゜チアナフテン――
オキシドもしくはその誘導䜓を脱氎重合する堎合
には濃硫酞、ポリリン酞などの溶媒を䜿甚するこ
ずができる。たた䞀般匏で瀺されるむ゜チア
ナフテンもしくはその誘導䜓を酞化付加重合する
堎合にはカチオン重合で甚いる溶媒ずフリヌデル
クラフツ型觊媒ずを組合せお甚いればよい。 たた前蚘単量䜓の重合に際し甚いられる重合枩
床は、それぞれの重合方法によ぀お定められるも
のであり特に定めないが䞀般には−80℃〜200
℃の枩床範囲で重合するのが望たしい。重合時間
は重合方法及び重合枩床、単量䜓の構造等によ぀
お定められるものであるが通垞0.25時間〜200時
間で重合するのが望たしい。 前蚘䞀般匏及びで衚わされる単量䜓化
合物は公知方法で合成するこずができ、䟋えば゚
ム・ピヌ・キダバM.P.Cava等のゞダヌナ
ル・オブ・アメリカン・ケミカル・゜サ゚テむヌ
J.Am.Chem.Soc.第81å·»4266頁1959幎及
び同じく゚ム・ピヌ・キダバ等のゞダヌナル・オ
ブ・オヌガニツク・ケミストリヌJ.Org.
Chem.第36å·»25号3932頁1971幎に報告され
おいる方法で合成するこずができる。曎に、䞭間
䜓の―ゞヒドロむ゜チアナフテンの収率を
䞊げるため、リチりムトリ゚チルボロンハむドラ
むドず硫黄を反応させお埗られる可溶化硫化リチ
りムを甚いる方法がゞ゚ヌ・゚ヌ・グラデむス
J.A.Gradysz等のテトラヒドロンレタヌズ
Tetrahadron.Lett.第35å·»2329頁1979幎に
提案されおいる。 発明の効果 このようにしお埗られた本発明に係る重合䜓は
党く新芏な構造を有するものであり、ドヌピング
により極めお高い電導床を瀺すばかりでなく、電
気化孊的にも繰返し酞化還元を行うこずが可胜で
䞔぀それぞれの状態においお固有の色を有する。
本発明のポリむ゜チアナフテンは曎に十分な
酞化状態においおすら透明性を倱わないずいう極
めお興味のある重合䜓である。埓぀お、本発明に
係るむ゜チアナフテン構造を有する重合䜓は、電
気・電子工業の分野においお電極、゚レクトロク
ロミツク衚瀺玠子、倪陜電池、電気的接続、電磁
線の固定・倉換装眮、ならびに可逆的な酞化還元
系ずしお極めお有甚なものである。 実斜䟋 以䞋に実斜䟋により本発明を曎に詳しく説明す
るが、本発明の技術的範囲をこれらの実斜䟋によ
぀お限定するものでないこずはいうたでもない。
なお、以䞋の䟋においお、NMRスペクトルは
TMSを内郚暙準ずしおノアリアン瀟EM―360A
スペクトロメヌタヌを甚いお 1H―NMRを枬定
し、赀倖吞収スペクトルはパヌキン゚ルマヌ瀟補
モデル281型装眮を甚いお枬定した。 実斜䟋  ―ゞヒドロむ゜チアナフテン――オキ
シドを濃硫酞䞭で凊理するこずによるポリむ゜
チアナフテンの補造 (a) ―ゞヒドロむ゜チアナフテン――オ
キシドの合成 リチりムトリ゚チルボロンハむドラむドの
モル溶液200mlに宀枩でシナレンクフラス
コに入れた粉末硫黄3.21g0.1モルを窒玠気
流䞋で加えた。反応が盎ちに起り、硫黄粉末が
溶解し、黄色の懞濁液が埗られた。この溶液は
埮量の空気に觊れるず淡黄色の透明な溶液ずな
぀た。 䞀方、別に滎䞋ロヌト、撹拌機、枩床蚈及び
窒玠導入口を付した四ツ口フラスコに窒玠
雰囲気䞋で―キシリレンゞブロミド26.4g
0.1モルを無氎のテトラヒドロフランに
溶解しおおき、これに撹拌しながら䞊蚘硫化リ
チりムのテトラヒドロフラン溶液を宀枩で1.5
時間かけお滎䞋した。その埌、テトラヒドロフ
ランを枛圧で留去した埌、曎に残留物を蒞留し
お74〜76℃mmHgの無色の―ゞヒド
ロむ゜チアナフテン10.9g収率80を埗た。
このものの赀倖吞収スペクトルは3060、3026、
1582、1485cm-1にプニル基に基づく吞収、
2910、2840、1450cm-1にメチレン基に基づく吞
収、1195cm-1に―眮換プニルの面内倉
角吞収、760cm-1に―眮換プニルの吞収、
740cm-1にサルフアむドの吞収を瀺した。たた
TMSを内郚暙準ずした重氎玠化クロロホルム
䞭の栞磁気共鳎スペクトル 1H―NMR分
析結果は以䞋の通りであ぀た。 4.22、4H、7.20、4H この化合物は非垞に䞍安定であり、遮光・密
栓保存しおも黄色から黒色に倉化した。 次いで埗られた―ゞヒドロむ゜チアナ
フテンを予め甚意したメタペり玠酞ナトリりム
18.6g0.086モルを溶解した450mlの50メタ
ノヌル氎溶液に加え、宀枩で12時間撹拌した。
生成した沈殿をろ別し、50mlのメタノヌルで残
査を掗浄し母液に合した。ろ液を枛圧䞋濃瞮
し、生成した黄癜色固䜓を酢酞゚チルシクロ
ヘキサンから再結晶しお僅かに黄色がか぀た結
晶を埗た。この結晶の融点は87〜89℃であ぀
た。 埗られた結晶を曎に酢酞゚チルシクロヘキ
サンから再結晶したずころ、90〜91℃の融点を
瀺した。この結晶の赀倖吞収スペクトルはむ゜
チアナフテンの吞収の他に1035cm-1にスルホキ
サむドの匷い吞収が認められ、740cm-1のサル
フアむドの吞収は消滅した。たたTMSを郚暙
準ずした重氎玠化クロロホルム䞭での 1H―
NMRスペクトルは以䞋の通りであ぀た。 4.11、2H、4.30、2H、7.20、
4H 䞊蚘結晶の元玠分析結果は次の通りであ぀
た。 実枬倀 63.08 5.15 20.87 蚈算倀C8H8SOずしお 63.16 5.26 21.05 (b) ―ゞヒドロむ゜チアナフテン――オ
キシド前蚘匏でR1R2からのポ
リむ゜チアナフテンの合成 ―ゞヒドロむ゜チアナフテン――オ
キシド500mg3.29ミリモルをmlの濃硫酞
に加えたずころ反応系は盎ちに暗赀色ずな぀
た。宀枩で70時間攟眮し、殆んど固化した系を
400mlのメタノヌル䞭に泚ぎ、生成した耐色の
沈殿を遠心分離し、次いでよく氎で掗浄し、60
℃で倜真空也燥した。重合䜓を゜ツクスレヌ
抜出噚に入れ塩化メチレン、次いでクロルベン
れンで、それぞれ、12時間゜ツクスレヌ抜出
し、203mgのクロルベンれン䞍溶郚を埗た。こ
の重合䜓の赀倖吞収スペクトルは第図に瀺す
通りであ぀た。 元玠分析結果は67.26、3.12、
23.95であり、繰返し単䜍を䞋蚘構造匏 ず掚定した時の蚈算倀67.19、
3.32、23.54ずよく䞀臎した。 この重合䜓の宀枩における電導床σRTを
端子匏の電導床枬定噚を甚いお枬定したずこ
ろσRT×10-2scmであ぀た。 実斜䟋  む゜チアナフテンをカチオン重合しお埗られる
ポリゞヒドロむ゜チアナフテンを酞化剀を甚い
お酞化するこずによるポリむ゜チアナフテンの
補造 (a) む゜チアナフテン䞀般匏でR1R2
の合成 実斜䟋(a)に基づき合成した―ゞヒド
ロむ゜チアナフテン――オキシド300mg
1.97ミリモル、䞭性アルミナ450mg4.41ミ
リモルを乳鉢䞭でよく粉砕混合した埌、昇華
噚に入れ、油济䞊で枛圧で加熱した。110℃
20mmHgで昇華噚冷华郚底郚にむ゜チアナフテ
ンの癜色針状結晶250mg1.87ミリモルが埗
られた。 (b) ポリゞヒドロむ゜チアナフテンの補造 このモノマヌを盎ちに粟補脱気したmlの塩
化メチレンに溶解し、宀枩におトリフルオロ酢
酾10mgを加え、倜攟眮した。反応液を50mlの
メタノヌル䞭に泚ぐず、癜色沈殿が埗られた。
この重合䜓はクロロホルム、クロルベンれン、
テトラヒドロフラン、―ゞメチルホルム
アミドに可溶であ぀た。重合䜓の赀倖吞収スペ
クトルは第図に、そしお 1H―NMRスペク
トルは第図に瀺した通りであ぀た。 曎にこの重合䜓のテトラヒドロフラン溶液の
ゲルパヌミ゚ヌシペンクロマトグラフ
Varian5000から分子量はポリスチレン換算
で2000であるこずが確かめられた。 実斜䟋ず同様にしお、宀枩における電導床
を枬定したずころσRT10-8scm以䞋であ぀
た。たた元玠分析結果は次の通りであ぀た。 実枬倀 71.27 4.54 23.96 蚈算倀C8H6Sずしお 71.64 4.48 23.88 䞊蚘方法においお、トリフルオロ酢酞の代わり
にメタンスルホン酞を重合開始剀ずしお甚いた堎
合も同様に重合䜓が埗られ、その赀倖吞収スペク
トルは第図のものず完党に䞀臎した。 これらの重合䜓をmlのクロルベンれンに溶解
し、倍モルのクロラニルで凊理したずころ黒色
沈殿が生成した。この重合䜓の宀枩における電導
床σRTは×10-2scmであり、ペり玠をドヌプし
たものの電導床はσRT×10-1scmであ぀た。こ
のものの赀倖吞収スペクトルは第図に瀺した通
りであ぀た。ドヌプ埌の重合䜓は宀枩䞋空気䞭に
週間攟眮しおも、その電導床に倉化はなか぀
た。 クロラニルの代わりに1.1倍量の―クロルコ
ハク酞むミドを甚い、mlのクロロホルムを甚い
た堎合に埗られた重合䜓も第図ず党く同じ赀倖
吞収スペクトルを瀺す黒色沈殿が埗られた。この
重合䜓の電導床σRTは2.6×10-1scmであ぀た。 実斜䟋  む゜チアナフテンを酞化重合するこずによるポ
リむ゜チアナフテンの䞀段重合 䞊蚘実斜䟋(a)で蚘茉した方法でむ゜チアナフ
テンを合成した。む゜チアナフテン250mg、無氎
塩化メチレンml、無氎塩化アルミニりム134mg
及び無氎塩化第二銅134mgを枩床35〜37℃で時
間反応させたずころ、黒色沈殿が生成した。これ
を12時間この枩床に保持した埌、沈殿物を塩酞酞
性メタノヌル溶液で凊理した埌、十分氎掗し、也
燥した。也燥重合䜓を熱メタノヌル、熱塩化メチ
レン、次いで熱クロルベンれンで油出し、205mg
の黒色重合䜓を埗た。その赀倖吞収スペクトルは
第図に完党に䞀臎した。たた電導床σRTは2.8×
10-2scmであ぀た。 実斜䟋  む゜チアナフテンの電気化孊的重合によるポリ
む゜チアナフテンの重合 䞋蚘衚に瀺した電解質及びむ゜チアナフテン
を所定濃床で極性溶媒に溶解したものを電解液ず
し、癜金板を詊料極、Al板を察極、LiLi+を参
照極ずし、0.75mAcm2の定電流密床で所定時間
宀枩で電気化孊的に重合させたずころ、正極の癜
金板䞊にポリむ゜チアナフテンのフむルムが生成
した。尚、前蚘溶液は少くずも30分間也燥アルゎ
ンでバブリングするこずにより脱酞玠凊理をした
ものを甚いた。重合䞭の最倧電圧は4.5VvsLi
Li+であ぀た。 生成したフむルムをアセトニトリル次いで塩化
メチレンで十分掗浄した埌、真空也燥しお電気的
性胜を枬定した。埗られた結果は以䞋の衚に瀺
す通りであ぀た。
〔゚レクトロクロミツク材料実隓〕
実斜䟋―で癜金板の代わりに正極ずしお酞
化むンゞりムを蒞着させた導電ガラスを甚いお、
電気化孊的に導電ガラス䞊に重合䜓を析出させ
た。この重合䜓で被芆された導電ガラスを負極
に、癜金線を正極に、参照電極ずしお暙準カロメ
ル電極を甚い、宀枩でテトラブチルアンモニりム
パヌクロレヌトの292ミリモルのアセトニト
リル溶液䞭でポヌラログラフむツクアナラむザヌ
EG瀟Model 174A型によりサむクリツク
ボルタムを枬定した。加電圧掃匕速床は20mV
sec、掃匕範囲は1.0V〜−0.7V察暙準カロメ
ル電極ずした。埗られた結果は第図に瀺した
通りであ぀た。 第図に瀺すように酞化ピヌクは0.58V、還
元ピヌクは−0.5Vで、たた−0.7V〜0.6Vの範
囲は濃青色であり0.6〜1.0Vの範囲は、極め
お透明な薄い緑色に倉色した。このこずは濃青色
の状態は重合䜓が䞭性の状態であり、酞化ドヌピ
ングの状態で透明性の高い緑色であるこずを瀺し
おいる。 〔電池実隓〕 実斜䟋―で埗たフむルムを巟cm長さcm
に切り、䞀端を導電性接着剀を甚い癜金線に接着
したものを同寞法のリチりム箔の䞡面にmm厚の
倚孔質ポリプロピレン補隔膜を介しお電解液を十
分含浞出来るようにしお配眮し、0.5モルの
リチりムパヌクロレヌトのプロピレンカヌボネヌ
ト溶液に深さcmに浞挬した。このようにしお䜜
補したポリむ゜チアナフテンを正極、リチり
ム箔を負極ずする電池を甚い、アルゎン雰囲気
䞋、2.0mAcm2で30分間充電を行぀た。充電終了
埌盎ちに2.0mAcm2で攟電を行ない、電池電圧が
1Vにな぀たずころで再床前蚘ず同じ条件で充電
を行う。充電―攟電の繰返し詊隓を行぀たずこ
ろ、充・攟電効率が50に䜎䞋するたでの充攟電
の繰り返し回数は590回を蚘録した。たた繰返し
回数回目の充・攟電効率は99であ぀た。さら
に充電したたたでの48時間埌の自己攟電率は3.2
であ぀た。 実斜䟋  電気化孊的重合によるポリゞヒドロむ゜チア
ナフテン「テトラヘドロンTetrahedron」
1979幎35å·»2239頁、ゞ゚ヌ・゚ヌ・グラデむスツ
J.A.Gladysz等「ゞダヌナル オブ アメリ
カン ケミカル ゜サむアテむJ.Amer.Chem.
Soe.」1959幎81å·»4266頁、゚ム・ピヌ・カヌバ
M.P.Cava等「ゞダヌナル オブ オヌガニ
ツク ケミストリヌJ.Org.Chem.」1971幎36
å·»3932頁、゚ム・ピヌ・カヌバ等の文献に蚘茉さ
れおいる手順によ぀おむ゜チアナフテン単量䜓を
䜜り、すぐに䜿甚した。この単量䜓を二電極、隔
宀電解槜においお電気化孊的に酞化しおポリゞ
ヒドロむ゜チアナフテン重合䜓を埗た。癜金板
を陜極ずしお甚い、酞化黒鉛を陰極ずしお甚い
た。重合に甚いた溶液は無色透明で、アセトニト
リル䞭にむ゜チアナフテン0.23Mを電解質である
Bu4NPF6 0.30Mず共に含有するものであ぀た。
アセトニトリルマリンクロツト
Mallinckrodtより賌入は曎に粟補せずに盎
接䜿甚した。盎列の1.5V電池を電源ずしお甚い
た。 党おの実隓を也燥N2䞋で行぀た。この電解槜
に4.5Vを接続するずすぐに、陜極の付近に倚量
の癜色粉末が珟れた。10分埌に電池を切぀おずめ
た。ポリゞヒドロむ゜チアナフテンであるこ
の癜色粉末を吞匕ろ過により分離し、アセトニト
リル及びゞ゚チル゚ヌテルで掗浄し、真空䞋で也
燥させた。生成した固䜓をテトラヒドロフラン―
H2Oから再沈させお粟補し、元玠分析を行぀た。 新に調補したむ゜チアナフテンの詊料を、
Bu4NClO4又はBu4NBF4を支持電解質ずしおか
぀酞化スズ被芆ガラスTOGを陜極ずしお甚
いた型電解槜の陜極宀で電気分解したずころ、
陜極宀は倚量の癜色沈殿WPで䞀杯にな぀
た。泚意深く芳察したずころ、陜極は初めに瞬
間的に非垞に薄い青色フむルムでおおわれ、す
ぐ埌にWPの生成が始たるこずがわか぀た。WP
の倖芳は電極材料、溶媒又は枩床に関係しなか぀
た。単離、特性決定赀倖、元玠分析及び化孊
操䜜䞋蚘参照によりWPがポリゞヒドロむ
゜チアナフテンであるこずが蚌明された。チオ
プンは䞊蚘の条件䞋で郚分酞化したドヌピン
グした重合䜓フむルムずなり、䞀方、む゜チア
ナフテンは、極めお薄い青色フむルムドヌプし
たポリむ゜チアナフテンず思われるを付着
した埌に、ポリゞヒドロむ゜チアナフテンに
倉換されるこずに泚目すべきである。この驚くべ
き芳察に察する唯䞀の合理的な説明はポリむ゜
チアナフテンがむ゜チアナフテンのカチオン重
合の開始剀ずしお働くずいうものであ぀た。この
仮定を調べるために、新に調補したむ゜チアナフ
テンの溶液を通垞のカチオン開始甚觊媒ブレン
ステツド及びルむス酞に露呈し、か぀党おがむ
゜チアナフテンを皮々の皋床に重合させるこずを
芋出した。しかし、かけ離れお最も興味のある結
果は塩化メチレン䞭の硫酞の堎合であ぀た。これ
らの条件䞋でむ゜チアナフテンは氎和硫酞をドヌ
プした暗青色粉末状のポリむ゜チアナフテン
に転化された。酞が觊媒ずしおのみならず酞化剀
ずしおも働いたこずは明らかである。䞊蚘の仮定
に぀いお匷固にする「収斂性の」詊隓は、クロラ
ニル脱氎玠の生成物がポリゞヒドロむ゜チアナ
フテンであり、か぀H2SO4重合の生成物が同
じ赀倖スペクトルを瀺したこずであ぀た。この芳
察に察する唯䞀の合理的な説明は、ドヌプしたポ
リむ゜チアナフテンの赀倖スペクトルが䌝導
電子による吞収によ぀お支配され、か぀分子内振
動による吞収がスペクトルの匱い特城になるずい
うこずである。远加の察照実隓の無い堎合に、こ
の電解質効果を説明するための詳现な機構の掚枬
をするこずは困難である。 H2SO4がゞヒドロむ゜チアナフテン――オ
キシドを盎接ポリむ゜チアナフテン・
H2SO4・H2Oに転化し埗るこずを考
え出した。固䜓のゞヒドロむ゜チアナフテン䞀
―オキシドを98H2SO4に加えお、事実、所望
の郚分ドヌピングしたポリむ゜チアナフテン
を生成した䞋蚘の図解を参照のこず。 加えお、―テトラシアノキノゞ
メタンはカチオン重合甚觊媒ずしお䜿甚するこず
ができる。しかし、生成物はドヌピングしたその
他のポリむ゜チアナフテン化合物のいずれよ
りも高い電導床を瀺さなか぀た。このこずは、お
そらく、受容䜓が固䜓の導電率に含たれおいない
こずを瀺す。その芳察に察しお぀の理由を挙げ
るこずができ、受容䜓分子は、おそらく、小さな
結晶領域内に組み蟌たれおおらず及び又は完党
な電荷移動があるものず思われる。 䞊蚘の結果はポリゞヒドロむ゜チアナフテ
ンの生成方法の性質を説明し、か぀ポリむ゜
チアナフテンを化孊合成する正しい手順を芋぀
けるこずを可胜にするが、ただ、む゜チアナフテ
ンの電気化孊的重合に入り蟌むものではない。こ
れは、「発生期の」ドヌピングしたポリむ゜チ
アナフテンによるポリゞヒドロむ゜チアナフ
テン生成の觊媒䜜甚を劚げる方法を芋出すこず
を必芁ずした。反応媒質がむ゜チアナフテンより
も求栞性の皮を含有する堎合には、生長段階が劚
げられるこずがわか぀た。電気分解する前に陜極
宀にペり化物を加えた詊隓実隓は、ペり化物が電
気分解条件䞋で簡単に酞化されるこずから効果を
䞊げなか぀た。しかし、LiBr、Bu4NBr又は奜た
しくはPh4AsClによる電気分解では癜金又は
TOG䞊に優れたフむルムを生成した。この芳察
に察する唯䞀の合理的な説明は、ドヌピングした
ポリむ゜チアナフテンの赀倖スペクトルが䌝
導電子による吞収によ぀お支配され、か぀分子内
振動による吞収がスペクトルの匱い特城になるず
いうこずである。远加の察照実隓の無い堎合に、
この電解質効果を説明するための詳现な機構の掚
枬をするこずは困難である。 分析、C8H6Sずしお 蚈算、71.60、4.51、23.89 実枬、71.27、4.54、23.96 この反応の堎合、LiBF4及びBu4NClO4を電解
質ずしお甚いるこずができる。 本発明によれば、少くずも぀の異る手順によ
぀お準安定なむ゜チアナフテンを重合させおよい
特性を衚わす導電性の高い重合䜓にするこずがで
きるこれらの内の぀は求栞性アニオンの存圚
においおむ゜チアナフテンを重合させるポリゞ
ヒドロむ゜チアナフテンの電気化孊的補法を包
含する。曎にポリむ゜チアナフテンがポリチ
オプンよりも良奜な導䜓であるこずもわか぀
た。 実斜䟋  化孊カチオン重合によるポリゞヒドロむ゜チ
アナフテン 予めP2O5で也燥させた塩化メチレン10ml䞭に
む゜チアナフテン単量䜓396mg、2.96ミリモル
を溶解した。この溶液にメタンスルホン酞の滎
を加えるず、反応混合物は盎ちに無色から赀色に
倉化した。この色は90分埌にバむオレツト色にな
぀た。蒞発によ぀お塩化メチレンを陀いた埌に、
残留物をテトラヒドロフランに溶解した。そし
お、この溶液をメタノヌル䞭に泚入するず、ポリ
ゞヒドロむ゜チアナフテン重合䜓が溶液から
沈殿した。これを遠心分離によ぀お分離し、真空
䞋で也燥させた。赀倖スペクトルは䞊蚘のポリ
ゞヒドロむ゜チアナフテン重合䜓のものず同
じであ぀た。 以䞋の実斜䟋は本発明の奜結果の実斜に぀いお
瀺すもので発明を制限する぀もりではない。 実斜䟋  電気化孊的重合によるドヌピングしたポリむ
゜チアナフテン 重合手順は先にポリゞヒドロむ゜チアナフテ
ン重合䜓に぀いお実斜䟋で説明した手順ず本
質的に同じであ぀た。最も重芁な点は電解質であ
぀た。臭化リチりムを電解質ずしお甚いた堎合
に、1.5V電池に接続するずすぐにドヌピングし
たポリむ゜チアナフテン重合䜓の青色フむル
ムを陜極導電性ガラス䞊に生成した。たた、
Bu4NBr及びPh4AsClをこの反応甚の電解質ずし
お䜿甚するこずもできる。 実斜䟋  硫酞を甚いた化孊的カチオン酞化重合によるド
ヌピングしたポリむ゜チアナフテン 硫酞mlをむ゜チアナフテン単量䜓396
mg、2.96ミリモルに加えた。単量䜓の色は、盎
ちに、癜色から赀色がか぀た黒色に倉化した。反
応混合物をメタノヌル400ml䞭に泚入し倜通し撹
拌した埌に、ドヌピングしたポリむ゜チアナフ
テン重合䜓である耐色粉末がこの溶液から沈殿
した。これを遠心分離によ぀お分離し、か぀゜ツ
クスレヌ抜出噚を甚いお塩化メチレン及びクロル
ベンれンで抜出した埌に真空䞋で也燥させた。こ
の反応は、たた、塩化メチレン䞭の硫酞の懞濁液
によ぀おも実斜するこずができる。 実斜䟋 10 TCNQ―テトラシアノキノゞ
メタンを甚いた化孊的カチオン酞化重合によ
るドヌピングしたポリむ゜チアナフテン む゜チアナフテン単量䜓238mg、1.77ミリモ
ルを塩化メチレンmlに溶解した。この溶液に
TCNQ数mgを加えた埌に、溶液の色は極めおゆ
぀くり赀色に倉化した。倜通し撹拌した埌に、こ
の色は青色がか぀た黒色にな぀た。次に、この溶
液に、曎にむ゜チアナフテン単量䜓のモル量の
倍量のTCNQを加えた。これを110℃にたで加熱
し、か぀時間この枩床を保぀た。この反応混合
物をメタノヌル䞭に泚入するず、この溶液から緑
色がか぀た黒色の粉末が沈殿した。これを゜ツク
スレヌ抜出噚を甚いおメタノヌル及びクロルベン
れンで掗浄した埌に真空䞋で也燥させた。 実斜䟋 11 ポリゞヒドロむ゜チアナフテンからのポリ
む゜チアナフテン ポリゞヒドロむ゜チアナフテン重合䜓を電
気化孊的重合によ぀お䜜り、熱クロルベンれンに
溶解した。これは淡耐色の溶液であ぀た。この溶
液にテトラ―クロロ――ベンゟキノンクロラ
ニルを加えた。溶液の色は、すぐに、暗緑色に
倉化した。この溶液を冷华するず粉末が沈殿し
た。これを吞匕ろ過によ぀お分離し、メタノヌル
で掗浄し、か぀真空䞋で也燥させた。実斜䟋〜
11に蚘述した党おの物質は同じ赀倖スペクトルを
瀺した。 以䞊より、本発明はポリむ゜チアナフテン
ぞの぀の別経路を提䟛する  求栞性アニオンの存圚におけるむ゜チアナフ
テンの電気化孊的重合  カチオン重合觊媒の存圚におけるむ゜チアナ
フテン又はゞヒドロむ゜チアナフテン――オ
キシドの化孊的重合  ポリゞヒドロむ゜チアナフテンの脱氎
玠。 電導床枬定の予枬結果を衚にたずめる。ポリ
む゜チアナフテンのバンド端は、䜎いドヌピ
ングレベルにおいお薄いフむルムを通る透過率か
ら〜1eV1.1Όであるず掚定された。これは、
ポリチオプンのバンド端〜2eV620nmよ
りも1eV皋䜎い。
【衚】
【衚】 実斜䟋 11  ―プルヌブ圧瞮枬定 第図はポリむ゜チアナフテンの可逆電
気化孊的ドヌピングを瀺す。これより、アルミ
ニりムを暙準カロメル参照電極の堎合䞀方
の電極ずしお甚い、ポリむ゜チアナフテン
を他方の電極ずしお甚い、か぀フルオロホり酞
リチりムの炭酞プロピレン溶液を電解質ずしお
甚いれば、本発明の重合䜓が電池電極ずしお有
甚であるこずが理解できる。 第図の実隓は、曎に、本発明の新芏重合䜓
の゚レクトロクロミツク特性をも瀺す。
【図面の簡単な説明】
第図は実斜䟋で補造した重合䜓の赀倖吞収
スペクトル図である。第図は実斜䟋で補造し
た重合䜓の赀倖吞収スペクトル図であり、第図
は実斜䟋で補造した重合䜓のNMRスペクトル
図である。第図は実斜䟋で補造した第䞀の重
合䜓をクロラニルで凊理した埌の重合䜓の赀倖吞
収スペクトル図である。第図は実斜䟋の゚レ
クトロクロミツク材料詊隓で埗られた重合䜓のポ
ヌラログラフ分析結果を瀺すチダヌト図である。
第図は暙準カロメル電極SCEに察しお蚘録
したポリむ゜チアナフテンフむルムの電気化
孊的可逆性を瀺す図である0.6V黄色、透
明−0.4V暗青色䞍透明電解質炭酞プロ
ピレン䞭のLiBF4 -。本䟋における酞化重合䜓
はドヌピング剀ずしおBF4を含有する。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  䞀般匏 【匏】及び又は 【匏】 匏䞭、R1及びR2はそれぞれ独立に氎玠又は炭
    玠数〜の炭化氎玠基を衚わし、X-は電解質
    の陰むオンを衚わし、はモノマヌモル圓りの
    陰むオンの割合を瀺す0.01〜の数であり、は
    重合床を瀺す〜500の数であるで衚わされる
    む゜チアナフテン構造を有する重合䜓。  前蚘䞀般匏で衚わされるむ゜チアナ
    フテン構造の電解質陰むオンX-がCl-、Br-、I-、
    ClO4、BF4 -、PF6 -、AsFb6 -、SbF6 -、AlCl4 -、
    AlBr3Cl-、FeCl4 -、SnCl3 -及びCF3SO3 -から遞
    ばれるものである特蚱請求の範囲第項に蚘茉の
    重合䜓。
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JPH0739477B2 (ja) * 1986-11-06 1995-05-01 昭和電工株匏䌚瀟 む゜チアナフテン構造を有する重合䜓の補造方法
JPH0273826A (ja) * 1988-09-09 1990-03-13 Toyobo Co Ltd 導電性重合䜓の補造方法
JPH0275625A (ja) * 1988-09-13 1990-03-15 Toyobo Co Ltd 導電性重合䜓
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