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JP3088525B2 - Polypyrrole derivative and method for producing the same - Google Patents

Polypyrrole derivative and method for producing the same

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JP3088525B2
JP3088525B2 JP03303873A JP30387391A JP3088525B2 JP 3088525 B2 JP3088525 B2 JP 3088525B2 JP 03303873 A JP03303873 A JP 03303873A JP 30387391 A JP30387391 A JP 30387391A JP 3088525 B2 JP3088525 B2 JP 3088525B2
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potassium
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  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、有機溶剤に可溶であ
り、可撓性のある自立性のフイルムを形成することが可
能なポリピロール誘導体及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polypyrrole derivative which is soluble in an organic solvent and can form a flexible self-supporting film, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、導電性高分子は新しい電子材料、
導電材料として、電池の電極材料、帯電防止材料、電磁
波遮蔽材料、光電子変換素子、光メモリー、各種センサ
ー等の機能素子、表示素子、各種ハイブリッド材料、透
明導電体、各種端末機器等の広い分野への応用が検討さ
れている。しかしながら、一般にポリピロールは、π共
役系が高度に発達しているため、高分子主鎖が剛直で分
子鎖間の相互作用が強く、また分子鎖間に強固な水素結
合が数多く存在するため、ほとんどの有機溶媒に不溶で
あり、また加熱によっても溶媒しないので成形性に乏し
く、キヤストや塗工が出来ないという大きな欠点を有し
ている。
2. Description of the Related Art In recent years, conductive polymers have become new electronic materials,
For conductive materials, such as battery electrode materials, antistatic materials, electromagnetic wave shielding materials, photoelectric conversion elements, optical memories, functional elements such as various sensors, display elements, various hybrid materials, transparent conductors, various terminal equipment, etc. The application of is considered. However, polypyrrole generally has a highly developed π-conjugated system, so the main chain of the polymer is rigid, the interaction between the molecular chains is strong, and there are many strong hydrogen bonds between the molecular chains. It is insoluble in organic solvents and does not dissolve even by heating, so it has poor moldability and has a major drawback that casting and coating cannot be performed.

【0003】そのために例えば、高分子材料の繊維、多
孔質体等の所望の形状の基材にモノマーを含浸させ、こ
のモノマーを適当な重合触媒との接触により、或いは、
電解酸化により重合させ導電性複合材料としたり、或い
はまた熱可塑性重合体粉末の存在下で、モノマーを重合
させ同様の複合材料を得ていた。また、モノマーとして
直鎖のアルキル基やアルコキシ基を有するもの(例えば
3−アルキルピロール、3−アルコキシピロール、N−
アルキルピロール等)を用いることで可溶性の重合物を
得ることは可能であるが、低重合度で製膜性の悪いポリ
マーしか得られていない。また、ドーピング時の導電率
も低下する傾向にあり、実用的に問題があった。
[0003] For this purpose, for example, a base material of a desired shape such as a fiber or a porous body of a polymer material is impregnated with a monomer, and the monomer is brought into contact with an appropriate polymerization catalyst, or
A similar composite material has been obtained by polymerizing by electrolytic oxidation to form a conductive composite material, or by polymerizing a monomer in the presence of a thermoplastic polymer powder. Further, those having a linear alkyl group or alkoxy group as a monomer (for example, 3-alkylpyrrole, 3-alkoxypyrrole, N-
It is possible to obtain a soluble polymer by using alkylpyrrole, but only a polymer having a low degree of polymerization and poor film-forming properties has been obtained. In addition, the conductivity during doping also tends to decrease, and there is a practical problem.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解消し、ポリピロール本来の特性を損なうこと無く、
汎用溶媒に可溶な、塗工等の加工性を有するポリピロー
ル誘導体を提供することを目的としている。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems, and without impairing the original characteristics of polypyrrole,
An object of the present invention is to provide a polypyrrole derivative that is soluble in a general-purpose solvent and has processability such as coating.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記問題を
解決すべく鋭意検討した結果、まず無置換のポリピロー
ルを製造した後、ポリピロールのN位にアルキル基等の
置換基を導入することにより、上記の問題点を解決でき
ることを見いだし、本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor first prepared unsubstituted polypyrrole and then introduced a substituent such as an alkyl group at the N-position of polypyrrole. As a result, the inventors have found that the above problems can be solved, and have completed the present invention.

【0006】本発明は、無置換のポリピロール〔構造単
位の数n=50〜5000〕を金属カリウム、カリウム
アルコキシド又は水酸化カリウムと反応させポリ(ピロ
ール−N−カリウム)とし、更にこれにハロゲン化物
〔RX:Xは塩素、臭素又はヨウ素を、Rは炭素数3以
上のアルキル基もしくは置換アルキル基、炭素数3以上
のアルケニル基もしくは置換アルケニル基、アリール基
もしくは置換アリール基、又はベンジル基もしくは置換
ベンジル基を表す。〕を反応させることを特徴とした下
記式(I)
According to the present invention, poly (pyrrole-N-potassium) is obtained by reacting unsubstituted polypyrrole [the number of structural units n = 50-5000] with potassium metal, potassium alkoxide or potassium hydroxide. [RX: X represents chlorine, bromine or iodine, R represents an alkyl group or substituted alkyl group having 3 or more carbon atoms, an alkenyl group or substituted alkenyl group having 3 or more carbon atoms, an aryl group or substituted aryl group, or a benzyl group or substituted Represents a benzyl group. Wherein the following formula (I)

【化3】 で示される構造単位と、Embedded image And a structural unit represented by

【化4】 〔式中Rは炭素数3以上のアルキル基もしくは置換アル
キル基、炭素数3以上のアルケニル基もしくは置換アル
ケニル基、アリール基もしくは置換アリール基、又はベ
ンジル基もしくは置換ベンジル基を表す。〕で示される
構造単位とからなる高分子化合物であって、(I)式か
らなる構造の数(m)と(II)式からなる構造の数
(n)の合計が50〜5000で、n/mの値が0.0
1〜100のポリピロール誘導体の製造方法である。
Embedded image [In the formula, R represents an alkyl group or a substituted alkyl group having 3 or more carbon atoms, an alkenyl group or a substituted alkenyl group having 3 or more carbon atoms, an aryl group or a substituted aryl group, or a benzyl group or a substituted benzyl group. A polymer compound comprising the structural unit represented by the formula (I), wherein the sum of the number (m) of the structures represented by the formula (I) and the number (n) of the structures represented by the formula (II) is 50 to 5000, and n / M value is 0.0
This is a method for producing 1 to 100 polypyrrole derivatives.

【0007】本発明に用いるポリピロールは、ピロール
の酸化的カップリング反応によって製造される。また、
2,5−ジハロゲン化ピロールをニッケル等の触媒によ
り、或いは無触媒でカップリングしてポリピロールを製
造することができる。ただし、この方法は使用するモノ
マー自体が不安定なためあまり一般的とはいえない。
[0007] The polypyrrole used in the present invention is produced by an oxidative coupling reaction of pyrrole. Also,
Polypyrrole can be produced by coupling 2,5-dihalogenated pyrrole with a catalyst such as nickel or without a catalyst. However, this method is not very common because the monomer used is unstable.

【0008】酸化的カップリングの具体的な重合方法と
しては、酸化剤触媒を用いて重合する方法、電気化学的
に重合する方法などがあげられ、中でも酸化剤触媒を用
いて重合する方法が重合体を安価かつ容易に得る手段と
して好ましい。これらの重合用触媒としては、塩化アル
ミニウム、塩化鉄、塩化モリブデン、塩化タングステ
ン、塩化スズ、塩化アンチモン、五フッ化ヒ素等のルイ
ス酸として知られる化合物があげられる。これらのう
ち、塩化アルミニウムのような酸化力を持たない或いは
弱いものは、塩化第二銅、二酸化マンガン、酸素等の酸
化剤を併用することも可能である。
[0008] Specific polymerization methods of oxidative coupling include a method of polymerizing using an oxidizing agent catalyst and a method of electrochemically polymerizing. Among them, the method of polymerizing using an oxidizing agent catalyst is frequently used. This is preferable as a means for obtaining the union at low cost and easily. Examples of these polymerization catalysts include compounds known as Lewis acids such as aluminum chloride, iron chloride, molybdenum chloride, tungsten chloride, tin chloride, antimony chloride, and arsenic pentafluoride. Among these, those having no or weak oxidizing power, such as aluminum chloride, can be used in combination with an oxidizing agent such as cupric chloride, manganese dioxide, oxygen and the like.

【0009】これらの酸化剤触媒を、窒素やアルゴン等
の不活性ガスの雰囲気下でピロールに添加することによ
り室温下で容易に、本発明で使用されるポリピロールを
得ることができる。また必要に応じて、この反応系中
に、例えばクロロホルム、ジクロロメタン、テトラヒド
ロフラン、エーテル等の不活性溶媒を加えることも反応
の制御が容易に行なえるので好ましい方法である。更
に、必要に応じて、系を加熱することも可能である。
The polypyrrole used in the present invention can be easily obtained at room temperature by adding these oxidizing agent catalysts to pyrrole under an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon. Also, if necessary, an inert solvent such as chloroform, dichloromethane, tetrahydrofuran, ether or the like is added to the reaction system, which is a preferable method because the reaction can be easily controlled. Further, if necessary, the system can be heated.

【0010】電気化学的に酸化重合する方法は、ピロー
ルを溶解した電解質溶液中で0.1〜30Vの電位で定
電流、定電圧、定電位等の条件下、低温好ましくは−3
0〜20℃で行われる。電解質溶液を構成する溶媒とし
ては、水、アルコール、エーテル、炭酸プロピレン、塩
化メチレン、ニトロベンゼン、ニトロメタン、アセトニ
トリル、ベンゾニトリル等の有機溶媒及びそれらの混合
溶媒が用いられる。電解質溶液を構成する電解質として
は、塩酸、硫酸、ホウフッ化水素酸、過塩素酸等のプロ
トン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン
酸、アルキルスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン
酸、酢酸、トリフルオロ酢酸等の有機酸又はそれらの塩
や過塩素酸リチウム、テトラフルオロホウ酸リチウム、
ヘキサフルオロヒ酸酸リチウム、テトラフルオロホウ酸
テトラブチルアンモニウム、過塩素酸テトラブチルアン
モニウム等の電解質塩が用いられる。電極としては金、
白金等の貴金属電極、ニッケル、クロム、炭素電極の
他、酸化第二スズ、酸化第二インジウムをガラスに蒸着
したガラス電極等が好ましい。また、これらの電気化学
的酸化重合はアルゴンや窒素といった不活性気体中で行
われることが好ましい。
The electrochemical oxidative polymerization is carried out in an electrolyte solution containing pyrrole at a potential of 0.1 to 30 V, at a constant current, a constant voltage, a constant potential, or the like under a low temperature, preferably -3.
Performed at 0-20 ° C. As a solvent constituting the electrolyte solution, organic solvents such as water, alcohol, ether, propylene carbonate, methylene chloride, nitrobenzene, nitromethane, acetonitrile, and benzonitrile, and a mixed solvent thereof are used. Examples of the electrolyte constituting the electrolyte solution include protonic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, borofluoric acid, and perchloric acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, alkylsulfonic acid, alkylbenzenesulfonic acid, acetic acid, trifluoroacetic acid, and the like. Organic acids or salts thereof, lithium perchlorate, lithium tetrafluoroborate,
Electrolyte salts such as lithium hexafluoroarsenate, tetrabutylammonium tetrafluoroborate, and tetrabutylammonium perchlorate are used. Gold for electrodes,
In addition to a noble metal electrode such as platinum, a nickel electrode, a chromium electrode, and a carbon electrode, a glass electrode obtained by depositing stannic oxide or indium oxide on glass is preferable. Further, it is preferable that these electrochemical oxidation polymerizations are performed in an inert gas such as argon or nitrogen.

【0011】上記の何れかの方法で得たポリピロールの
粉末或いは電極状のフイルムはドーパントを含んでいる
ので脱ドープ処理してから、次の階段のN−カリウム化
反応を行う必要がある。脱ドープ処理としては特に制限
はないが、アンモニア蒸気に曝した後充分に水洗いす
る、アンモニア水で充分に洗浄する、酸化剤触媒を良く
溶解する溶媒で充分に洗浄後アンモニア蒸気に曝す、電
気化学的に還元処理を行う、或いはそれらを併用するこ
とが可能である。
Since the polypyrrole powder or electrode film obtained by any of the above methods contains a dopant, it must be dedoped and then subjected to N-potassium reaction in the next step. Although there is no particular limitation on the de-doping treatment, it is thoroughly washed with water after being exposed to ammonia vapor, sufficiently washed with ammonia water, sufficiently washed with a solvent which dissolves the oxidizing agent catalyst well, and then exposed to ammonia vapor. It is possible to carry out reduction treatments in combination or to use them together.

【0012】こうして得られたポリピロールを金属カリ
ウムと接触させる、或いはカリウムアルコキシドと反応
させることで、室温でポリ(ピロール−N−カリウム)
を得ることができる。また、水酸化カリウムと一緒に4
0〜130℃に加熱することにより同様にポリ(ピロー
ル−N−カリウム)を得ることも可能である。これらの
反応もまた、不活性気体中で行うことが好ましい。ま
た、この時の反応は不活性なハロゲン系又はエーテル系
溶媒中、或いはアルコール中で行うことも可能である。
The poly (pyrrole) thus obtained is brought into contact with potassium metal or reacted with potassium alkoxide to obtain poly (pyrrole-N-potassium) at room temperature.
Can be obtained. Also, together with potassium hydroxide, 4
It is also possible to obtain poly (pyrrole-N-potassium) by heating to 0 to 130 ° C. These reactions are also preferably performed in an inert gas. In addition, the reaction at this time can be performed in an inert halogen-based or ether-based solvent or in an alcohol.

【0013】こうして得られたポリ(ピロール−N−カ
リウム)とハロゲン化物〔RX:X及びRは前記の意味
を有する〕を直接或いは不活性な溶媒中で、低温、好ま
しくは−20〜10℃で作用させ、ポリピロールのN位
に置換基Rを導入することができる。
The poly (pyrrole-N-potassium) thus obtained and a halide (RX: X and R have the above-mentioned meanings) are used directly or in an inert solvent at a low temperature, preferably at -20 to 10.degree. To introduce a substituent R at the N-position of polypyrrole.

【0014】Rのための炭素数3以上のアルキル基とし
ては、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル
基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウ
ンデシル基、ドデシル基、ヘキサデシル基、ドコシル基
等の直鎖アルキル基、イソブチル基、イソペンチル基、
ネオペンチル基、イソヘキシル基等の分岐アルキル基、
シクロヘキシル基等の環状アルキル基、及びそれらの水
素原子の1つ以上がシアノ基、ニトロ基、フエニル基、
アルコキシ基等に置換されている前記アルキル基の置換
体をあげることができる。
Examples of the alkyl group having 3 or more carbon atoms for R include propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, hexadecyl, Linear alkyl groups such as docosyl groups, isobutyl groups, isopentyl groups,
A branched alkyl group such as a neopentyl group and an isohexyl group,
A cyclic alkyl group such as a cyclohexyl group, and one or more of those hydrogen atoms are a cyano group, a nitro group, a phenyl group,
Substitutes of the above-mentioned alkyl groups substituted with an alkoxy group or the like can be given.

【0015】炭素数3以上のアルケニル基としては、ア
リル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等の
アルケニル基、及びそれらの水素原子の1つ以上がシア
ノ基、ニトロ基、フエニル基、アルコキシ基等に置換さ
れている前記アルケニル基の置換体をあげることができ
る。
Examples of the alkenyl group having 3 or more carbon atoms include an alkenyl group such as an allyl group, a butenyl group, a pentenyl group, and a hexenyl group, and one or more hydrogen atoms of which are a cyano group, a nitro group, a phenyl group, or an alkoxy group. And the like.

【0016】アリール基としては、フエニル基、トリル
基、1−ナフチル基、2−ナフチル基等及びそれらの水
素原子の1つ以上がシアノ基、ニトロ基、フエニル基、
アルコキシ基等に置換されている前記置換アリール基を
あげることができる。また置換ベンジル基の、置換基と
してはシアノ基、ニトロ基、フエニル基、アルコキシ基
等にあげることができる。好ましいハロゲン化物の具体
例としては、ブロモブタン、臭化アリル、p−ブロモニ
トロベンゼン、塩化ベンジル等をあげることができる。
Examples of the aryl group include a phenyl group, a tolyl group, a 1-naphthyl group, a 2-naphthyl group and the like, and one or more hydrogen atoms thereof are a cyano group, a nitro group, a phenyl group,
The above-mentioned substituted aryl group substituted by an alkoxy group or the like can be mentioned. Examples of the substituent of the substituted benzyl group include a cyano group, a nitro group, a phenyl group and an alkoxy group. Specific examples of preferred halides include bromobutane, allyl bromide, p-bromonitrobenzene, benzyl chloride and the like.

【0017】本発明において、ポリピロールのN位への
置換基の導入反応は、ポリピロールのN位の1〜100
%が置換されるように行うことが好ましい。N位の置換
が1%未満の場合には、有機溶剤に対する充分な溶解度
が得られない。本発明によって製造されたポリピロール
誘導体は、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメ
チルアセトアミド等のアミド系溶剤、クロロホルム、ジ
クロロエタン、ジクロロメタン等のハロゲン化炭化水素
溶剤及びテトラヒドロフラン等のエーテル系溶剤に可溶
である。
In the present invention, the reaction for introducing a substituent into the N-position of polypyrrole is performed by
It is preferable to perform so that% is substituted. When the substitution at the N-position is less than 1%, sufficient solubility in an organic solvent cannot be obtained. The polypyrrole derivative produced by the present invention can be used in amide solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone and N, N-dimethylacetamide, halogenated hydrocarbon solvents such as chloroform, dichloroethane and dichloromethane, and ether solvents such as tetrahydrofuran. It is soluble.

【0018】これらの溶剤にポリピロール誘導体を溶解
した溶液からキヤストにより、良好な自立性のフイルム
を得ることができる。得られたフイルムは、塩酸、硫
酸、ホウフッ化水素酸、過塩素酸等のプロトン酸、ベン
ゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、酢酸、トリ
フルオロ酢酸等の有機酸、ヨウ素、臭素、塩素、三塩化
ヨウ素等のハロゲン化合物、三塩化アルミニウム、三塩
化鉄、塩化モリブデン、塩化タングステン、塩化アンチ
モン、五フッ化ヒ素、三酸化イオウ等のルイス酸、ヘキ
サフルオロアンチモン酸ニトロシル、ヘキサフルオロヒ
素酸ニトロシル、トリフルオロメタンスルホン酸ニトロ
シル等の酸化剤、リチウム、ナトリウム、カリウム、ル
ビジウム、セシウム等のアルカリ金属、テトラアルキル
アンモニウム塩等でドープすることにより10-3〜10
3 S/cmの高い導電率を示す。
A good self-supporting film can be obtained by casting from a solution of a polypyrrole derivative dissolved in these solvents. The resulting film is made of a protic acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid, borofluoric acid, or perchloric acid, an organic acid such as benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, acetic acid or trifluoroacetic acid, iodine, bromine, chlorine, Halogen compounds such as iodine chloride, aluminum trichloride, iron trichloride, molybdenum chloride, tungsten chloride, antimony chloride, arsenic pentafluoride, Lewis acids such as sulfur trioxide, nitrosyl hexafluoroantimonate, nitrosyl hexafluoroarsenate, trifluoro oxidizing agents such as Russia methanesulfonic acid nitrosyl, 10 -3 to 10 by doping lithium, sodium, potassium, rubidium, an alkali metal such as cesium, tetraalkylammonium salts, etc.
It shows a high conductivity of 3 S / cm.

【0019】これらのドーパントをドープする方法につ
いては特に制限はなく、一般にはドーパントと本発明の
高分子とを接触させればよく、気相、或いは液相中で行
われることが多い。あるいは、過塩素酸リチウム、テト
ラフルオロホウ酸リチウム、ヘキサフルオロヒ酸リチウ
ム、テトラフルオロホウ酸テトラブチルアンモニウム、
過塩素酸テトラブチルアンモニウム等の電解質塩を含む
電解質溶液で電気化学的にドープする方法も可能であ
る。
The method of doping these dopants is not particularly limited. Generally, the dopant may be brought into contact with the polymer of the present invention, and the method is often performed in a gas phase or a liquid phase. Alternatively, lithium perchlorate, lithium tetrafluoroborate, lithium hexafluoroarsenate, tetrabutylammonium tetrafluoroborate,
A method of electrochemically doping with an electrolyte solution containing an electrolyte salt such as tetrabutylammonium perchlorate is also possible.

【0020】[0020]

【実施例】【Example】

実施例1 窒素気流下、クロロホルム300ml中に無水塩化第二
鉄24gを入れた後、ピロール3gを入れて30℃で1
20時間攪拌する。反応混合物をメタノール1リットル
中に加えて良く攪拌した後、固形物を濾別して、メタノ
ール、水、アンモニア水を含むメタノール、水の順で充
分に洗浄し、減圧乾燥すると、2.7gのポリピロール
が得られた。このポリマーの重合度は同じ条件で合成さ
れた2,5−ジトリチウム化ピロールの比放射能測定よ
り決定された重合度から推定して平均約150であった
〔構造式(I)で示される構造の繰り返し数が15
0〕。
Example 1 Under a nitrogen gas stream, 24 g of anhydrous ferric chloride was placed in 300 ml of chloroform, and 3 g of pyrrole was added.
Stir for 20 hours. After the reaction mixture was added to 1 liter of methanol and stirred well, the solid substance was separated by filtration, washed thoroughly with methanol, water, methanol containing ammonia water and water in that order, and dried under reduced pressure to obtain 2.7 g of polypyrrole. Obtained. The degree of polymerization of this polymer was about 150 on average, as estimated from the degree of polymerization determined from the specific activity measurement of 2,5-ditritiated pyrrole synthesized under the same conditions [shown by the structural formula (I). 15 structural repeats
0].

【0021】これをメタノール中に分散し、カリウムメ
トキシド1.14gを加え、室温で5時間攪拌する。更
にここに、ブロモブタン3gを加え、室温で24時間攪
拌を続けた。固形物を濾別しメタノール、水、アンモニ
ア水を含むメタノール、水の順で充分に洗浄し、減圧乾
燥して3.28gのポリピロール誘導体を得た。ブチル
基の導入は2850〜2950cm-1にブチル基のCH
伸縮に起因する赤外吸収帯の存在によって確認した。ま
た、構造式(I)の構造と構造式(II)の構造の比率は
プロトンNMRのNHの水素の強度とブチル基のメチル
の水素の強度から求めたところn/m≒0.33であっ
た。
This is dispersed in methanol, 1.14 g of potassium methoxide is added, and the mixture is stirred at room temperature for 5 hours. Further, 3 g of bromobutane was added thereto, and stirring was continued at room temperature for 24 hours. The solid was separated by filtration, washed sufficiently with methanol, water, methanol containing ammonia water and water in that order, and dried under reduced pressure to obtain 3.28 g of a polypyrrole derivative. The introduction of the butyl group was carried out at 2850-2950 cm −1
This was confirmed by the presence of an infrared absorption band caused by stretching. The ratio of the structure of Structural Formula (I) to the structure of Structural Formula (II) was found to be n / m ≒ 0.33 when determined from the intensity of the hydrogen of NH in proton NMR and the intensity of the hydrogen of methyl in the butyl group. Was.

【0022】このポリマーは、N−メチル−2−ピロリ
ドン、N,N−ジメチルアセトアミド、クロロホルム、
ジクロロエタン、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン
等の有機溶剤に対して良好な溶解性を示した。更にこの
ポリマーのクロロホルム溶液からキヤストによって自立
性のフイルムを得ることができた。導電率は、ヨウ素ド
ープ時で50S/cmであった。
This polymer is composed of N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, chloroform,
It showed good solubility in organic solvents such as dichloroethane, dichloromethane and tetrahydrofuran. Further, a free-standing film was obtained from a chloroform solution of this polymer by casting. The conductivity was 50 S / cm when iodine was doped.

【0023】実施例2 実施例1でブロモブタンの代わりに、臭化アリルを2.
5g用いて、以下同様の処理を行い、4.97gのポリ
ピロール誘導体を得た。アリル基の導入は1645cm
-1にアリル基のC=C伸縮に起因する赤外吸収帯の存在
によって確認した。また、構造式(I)の構造と構造式
(II)の構造の比率はプロトンNMRのNHの水素の強
度とアリル基のメチレンの水素の強度から求めたところ
n/m≒1であった。
Example 2 In Example 1, allyl bromide was used instead of bromobutane.
Using 5 g, the same treatment was carried out to obtain 4.97 g of a polypyrrole derivative. Allyl group introduction is 1645 cm
-1 was confirmed by the presence of an infrared absorption band caused by C = C stretching of the allyl group. The ratio of the structure of Structural Formula (I) to the structure of Structural Formula (II) was found to be n / m ≒ 1 by proton NMR based on the strength of hydrogen of NH and the strength of hydrogen of methylene of the allyl group.

【0024】このポリマーは、N−メチル−2−ピロリ
ドン、N、N−ジメチルアセトアミド、クロロホルム、
ジクロロエタン、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン
等の有機溶剤に対して良好な溶解性を示した。更にこの
ポリマーのクロロホルム溶液からキヤストによって自立
性のフイルムを得ることができた。導電率は、ヨウ素ド
ープ時で40S/cmであった。
This polymer is composed of N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, chloroform,
It showed good solubility in organic solvents such as dichloroethane, dichloromethane and tetrahydrofuran. Further, a free-standing film was obtained from a chloroform solution of this polymer by casting. The conductivity was 40 S / cm when iodine was doped.

【0025】実施例3 実施例1でカリウムメトキシドを2.28g、ブロモブ
タンの代わりに、塩化ベンジルを6.0g用いて、以下
同様の処理を行い、3.67gのポリピロール誘導体を
得た。ベンジル基の導入は2840〜2980cm-1
ベンジル基のメチレンのCH伸縮に起因する赤外吸収帯
の存在によって確認した。また、構造式(I)の構造と
構造式(II)の構造の比率はプロトンNMRのNHの水
素の強度とベンジル基のメチレンの水素の強度から求め
たところn/m≒49であった。
Example 3 The procedure of Example 1 was repeated except that 2.28 g of potassium methoxide and 6.0 g of benzyl chloride were used in place of bromobutane to obtain 3.67 g of a polypyrrole derivative. The introduction of the benzyl group was confirmed by the presence of an infrared absorption band at 2840 to 2980 cm -1 due to CH stretching of methylene of the benzyl group. The ratio of the structure of Structural Formula (I) to the structure of Structural Formula (II) was found to be n / m ≒ 49 by proton NMR from the strength of NH hydrogen and the strength of benzyl group methylene hydrogen.

【0026】このポリマーは、N−メチル−2−ピロリ
ドン、N,N−ジメチルアセトアミド、クロロホルム、
ジクロロエタン、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン
等の有機溶剤に対して良好な溶解性を示した。更にこの
ポリマーのクロロホルム溶液からキヤストによって自立
性のフイルムを得ることができた。導電率は、ヨウ素ド
ープ時で20S/cmであった。
This polymer is composed of N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, chloroform,
It showed good solubility in organic solvents such as dichloroethane, dichloromethane and tetrahydrofuran. Further, a free-standing film was obtained from a chloroform solution of this polymer by casting. The conductivity was 20 S / cm when iodine was doped.

【0027】実施例4 ピロール20mmol、テトラフルオロホウ酸テトラエ
チルアンモニウム10mmolを含む炭酸プロピレン溶
液中で、白金板を電極として、1.5Vの定電圧で電気
量が1Cになるまでアルゴン雰囲気下、−20℃で電解
重合を行った。白金板上に成長したポリマーフイルムは
ドーパントを含んでいるので、−0.1Vの電位をかけ
て脱ドープ処理し、更にアンモニア水、水の順に洗浄
し、減圧乾燥した。電極より剥離したポリマーの重量は
0.1gであった。このポリマーの重合度は同じ条件で
合成された2,5−ジトリチウム化ピロールの比放射能
測定より決定された重合度から推定して平均約250で
あった〔構造式(I)で示される構造の繰り返し数が2
50〕。
Example 4 In a propylene carbonate solution containing 20 mmol of pyrrole and 10 mmol of tetraethylammonium tetrafluoroborate, a platinum plate was used as an electrode at a constant voltage of 1.5 V under an argon atmosphere until the quantity of electricity reached 1 C. The electropolymerization was performed at ℃. Since the polymer film grown on the platinum plate contains a dopant, the polymer film was dedoped by applying a potential of -0.1 V, further washed with aqueous ammonia and water, and dried under reduced pressure. The weight of the polymer peeled from the electrode was 0.1 g. The degree of polymerization of this polymer was about 250 on average, as estimated from the degree of polymerization determined from the specific activity measurement of 2,5-ditritiated pyrrole synthesized under the same conditions [shown by the structural formula (I). The number of repeating structures is 2
50].

【0028】これをメタノール中で、カリウムメトキシ
ド0.1gを加え、室温で10時間攪拌する。更にここ
に、p−ブロモニトロベンゼン0.3gを加え、室温で
48時間攪拌を続けた。フイルムをメタノール、水、ア
ンモニア水を含むメタノール、水の順で充分に洗浄し、
減圧乾燥して0.15gのポリピロール誘導体を得た。
ニトロフエニル基の導入は1345cm-1及び1520
cm-1にニトロ基に起因する赤外吸収帯の存在によって
確認した。また、構造式(I)の構造と構造式(II)の
構造の比率はプロトンNMRの置換反応前後のNHの水
素の強度比から求めたところn/m≒0.2であった。
In methanol, 0.1 g of potassium methoxide is added and stirred at room temperature for 10 hours. Further, 0.3 g of p-bromonitrobenzene was added thereto, and stirring was continued at room temperature for 48 hours. Wash the film thoroughly in the order of methanol, water, methanol containing ammonia water and water,
Drying under reduced pressure gave 0.15 g of a polypyrrole derivative.
The introduction of the nitrophenyl group was 1345 cm -1 and 1520
It was confirmed by the presence of an infrared absorption band at cm -1 due to a nitro group. The ratio of the structure of Structural Formula (I) to the structure of Structural Formula (II) was found to be n / m ≒ 0.2 when determined from the intensity ratio of the hydrogen of NH before and after the substitution reaction in proton NMR.

【0029】このポリマーは、N−メチル−2−ピロリ
ドン、N,N−ジメチルアセトアミド、クロロホルム、
ジクロロエタン、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン
等の有機溶剤に対して良好な溶解性を示した。更にこの
ポリマーのクロロホルム溶液からキヤストによって自立
性のフイルムを得ることができた。導電率は、ヨウ素ド
ープ時で50S/cmであった。
This polymer is composed of N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, chloroform,
It showed good solubility in organic solvents such as dichloroethane, dichloromethane and tetrahydrofuran. Further, a free-standing film was obtained from a chloroform solution of this polymer by casting. The conductivity was 50 S / cm when iodine was doped.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明の製造方法により得られたポリピ
ロール誘導体は、種々の有機溶媒に可溶であり、キヤス
トで可撓性のある自立性のフイルムを得ることができ、
また塗工等の方法による加工も可能であり、更にこれら
のフイルムや加工品はドーピングによって高い導電率を
発現させることも可能である。従って、有機半導体、有
機導電体等として電子デバイス材料、導電材料として、
種々の用途に非常に有用である。
The polypropylene obtained by the production method of the present invention
The roll derivative is soluble in various organic solvents, and can provide a cast, flexible, free-standing film,
Processing by a method such as coating is also possible, and these films and processed products can also exhibit high conductivity by doping. Therefore, electronic device materials as organic semiconductors, organic conductors, etc., as conductive materials,
Very useful for various applications.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 無置換のポリピロール〔構造単位の数n
=50〜5000〕を金属カリウム、カリウムアルコキ
シド又は水酸化カリウムと反応させポリ(ピロール−N
−カリウム)とし、更にこれにハロゲン化物〔RX:X
は塩素、臭素又はヨウ素を、Rは炭素数3以上のアルキ
ル基もしくは置換アルキル基、炭素数3以上のアルケニ
ル基もしくは置換アルケニル基、アリール基もしくは置
換アリール基、又はベンジル基もしくは置換ベンジル基
を表す。〕を反応させることを特徴とした下記式(I) 【化1】 で示される構造単位と、下記式(II) 【化2】 〔式中Rは炭素数3以上のアルキル基もしくは置換アル
キル基、炭素数3以上のアルケニル基もしくは置換アル
ケニル基、アリール基もしくは置換アリール基、又はベ
ンジル基もしくは置換ベンジル基を表す。〕で示される
構造単位とからなる高分子化合物であって、(I)式か
らなる構造の数(m)と(II)式からなる構造の数
(n)の合計が50〜5000で、n/mの値が0.0
1〜100であるポリピロール誘導体の製造方法。
1. An unsubstituted polypyrrole [the number of structural units n
= 50-5000] with potassium metal, potassium alkoxide or potassium hydroxide to give poly (pyrrole-N
-Potassium), and a halide [RX: X
Represents chlorine, bromine or iodine, R represents an alkyl group or a substituted alkyl group having 3 or more carbon atoms, an alkenyl group or a substituted alkenyl group having 3 or more carbon atoms, an aryl group or a substituted aryl group, or a benzyl group or a substituted benzyl group. . Wherein the following formula (I): And a structural unit represented by the following formula (II): [In the formula, R represents an alkyl group or a substituted alkyl group having 3 or more carbon atoms, an alkenyl group or a substituted alkenyl group having 3 or more carbon atoms, an aryl group or a substituted aryl group, or a benzyl group or a substituted benzyl group. A polymer compound comprising the structural unit represented by the formula (I), wherein the sum of the number (m) of the structures represented by the formula (I) and the number (n) of the structures represented by the formula (II) is 50 to 5000, and n / M value is 0.0
A method for producing a polypyrrole derivative of 1 to 100.
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