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JPH03205422A - ポリ[(3―ピロリル)酢酸] - Google Patents

ポリ[(3―ピロリル)酢酸]

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Publication number
JPH03205422A
JPH03205422A JP2000409A JP40990A JPH03205422A JP H03205422 A JPH03205422 A JP H03205422A JP 2000409 A JP2000409 A JP 2000409A JP 40990 A JP40990 A JP 40990A JP H03205422 A JPH03205422 A JP H03205422A
Authority
JP
Japan
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acetic acid
pyrrolyl
poly
virolyl
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000409A
Other languages
English (en)
Inventor
Dorabogoriizu Deijie
ディジェ ドラボゴリーズ
Garunieeru Furanshisu
フランシス ガルニエール
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eneos Corp
Original Assignee
Nippon Oil Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Oil Corp filed Critical Nippon Oil Corp
Priority to JP2000409A priority Critical patent/JPH03205422A/ja
Priority to US07/637,631 priority patent/US5149826A/en
Priority to FR9100163A priority patent/FR2656868B1/fr
Publication of JPH03205422A publication Critical patent/JPH03205422A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • H01B1/128Intrinsically conductive polymers comprising six-membered aromatic rings in the main chain, e.g. polyanilines, polyphenylenes
    • 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
    • C08G61/124Macromolecular 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 with a five-membered ring containing one nitrogen atom in the ring

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  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (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】 [産業上の利用分野] 本発明は、ポリ[(3−ビロリル)酢酸コおよびその製
造方法に関する。
[従来の技術] ビロールの重合体が酸化されることにより導電性ボリマ
ーとなることは、既に良く知られている。このボリマー
の重合が電気化学的に実施されることも米国特許第35
74072号明細書に開示されている。そして、このボ
リマーの酸化電位は極めて低< ( E ox”  O
. IV/SCE) 、またドープされた状態で導電性
を呈するボリマーの環境安定性が優れているので、多方
面にわたる応用が望めるため、非常に注目されている。
このポリマーの物性の改変に関して、ドーパントを変化
させたり、ビロールの置換基を変化させる検討が実施さ
れてきた。置換基に関しては、主に窒素原子についての
検討がなされてきた。しかしながら、N一置換ビロール
のボリマーに関しては導電度の低下が太き< ( < 
10−33−am−’) ,また得られるボリマーの酸
化電位の増加も大きい( E. > 0. 6V/SC
E)という問題があった。
最近の研究では、アルキルスベーサーを介してビロール
モノマーの3位の炭素原子にフェロセニル基を結合させ
て重合体の機能化を図ることも報告されている。また、
3−もしくは3,4一置換のビロールモノマーは、N一
置換のものに比べると、得られるボリマーの導電度に与
える影響が小さいことが報告されている。
しかし、フェロセニルビロールモノマーに関しては、置
換基の立体障害により、連続均質フィルムを形成するこ
とができない。しかし、この問題は、置換ビロールを未
置換ビロールと共重合させ、重合体中のフェロセニル基
を希釈することにより解決できることが知られている。
一方、ポリビロールの電気化学的レドックスプロセスに
は、ボリマー内部での二つの電解種、すなわちアニオン
およびカチオンの異方向への輸送が含まれることが各種
の方法により示されている。これら二つのイオン輸送は
、二つの異なるレドックスシステムにおいて、サイズの
大きな電解質アニオンを用いることによって分けること
ができ、本発明者らは、疎水性ビロールにおけるイオン
プロセスの分離についての報文を準備中である。
[発明が解決しようとする課題] これらの研究に引き続き、本発明者等は、3位の炭素原
子がカルボキシメチル基で置換されたビロールの重合体
について検討した結果、この重合体が従来公知の電解酸
化重合法により得られ、この重合体がpHにより電気特
性が変化するpH感応性を有するとともに、カチオン輸
送電解質を用いた二次電池の電極として有用であること
を見い出し本発明を完戊するに至った。
[課題を解決するための手段] すなわち、本発明のポリ[(3−ビロリル)酢酸]は下
記一般式 (式中、nは2以上の整数を表わす。)で表わされるボ
リマーである。
[作用] 本発明のポリ[(3−ビロリル)酢酸]の原料 モノマーである(3−ビロリル)酢酸は、例えば3−ア
セチルー1−トシルビロールのアシル基を酸化的転位反
応させ、引き続いてN一保護基を加水分解する方法によ
り製造することができる。
本発明の前記一般式(.1)で表わされるポリ[(3−
ビロリル)酢酸]は、塩の存在下または不存在下に、上
記方法等により得た(3−ビロリル)酢酸を電解酸化重
合することにより製造することができる。電解酸化重合
法に用いることのできる塩としては、代表的には、 (a) H”、Li” . Na” . K”、R’4
N”およびR’4P’(ここでR1は互いに独立して水
素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール
基を示す。)からなる群より選ばれた一種以上の陽イオ
ンと、 (b) BF4−,ASF4−,ASFe−,SbFs
−.SbC1a−、PF., CIO4−,HSO4−
. SO4 ’−オヨU CHs + SO3−カラナ
ル群より選ばれた一種以上の陰イオンとの塩である。
塩を用いる場合においては、上記塩を0. 001〜1
モル/βの濃度で溶解した溶液を電解液とし用いて、電
解液中に下式の(3−ビロリル)酢酸一 H を0. 001〜lモルβの濃度で添加して、直流電流
を印加することにより、前記一般式(I)で表わされる
ポリ[(3−ビロリル)酢酸]が陽極表面上に析出し、
成長してフィルムとして得られる。
なお、上記一般式(I)において、nは10以上の整数
であることが好ましい。
電解液の溶剤としては、(3−ビロリル)酢酸を溶解し
得るものであればよく、例えばペンゾニトリル、アセト
ニトリル、プロピレンカーボネート、ジメチルホルムア
ミド、テトラヒドロフラン、ニトロベンゼン等の有機溶
剤、水またはそれらの混合物が使用できる。
本発明のポリ[(3−ビロリル)酢酸]は、上記の方法
だけではなく、他のビロール類の重合体の場合と同様に
、原料の(3−ビロリル)酢酸よりも高い酸化電位を有
する酸化剤、例えばFe”″化合物を用いて化学的に酸
化させることによっても製造することができる。
化学酸化法において、反応は、溶剤系、非溶剤系のいず
れても行うことができ、重合体は、溶剤不溶性の粉末ま
たはフィルム状固体として直接得られる。反応溶剤とし
ては、酸化剤と反応しない溶剤であれば、特に制限され
ることなく使用できる。好ましくは水、低級アルコール
、アセトン、アセトニ1・リルまたはそれらの混合溶剤
を使用する。
溶剤系の反応において、原料の(3−ビロリル)酢酸お
よび酸化剤の温度は特に限定はなく、それぞれ0. 0
01モル/f2ないし飽和溶液の範囲で反応を行うこと
ができる。
本発明において、このようにして得られたポリ[(3−
ビロリル)酢酸]は、前記一般式(1)で表わされる構
造をとるが、重合反応に際して塩または酸化剤を用いた
場合には、使用した塩または酸化剤の陰イオン種が重合
体中にドーブされる。
本発明のボリ[(3−ビロリル)酢酸]は、酸性p}l
領域(pHo〜6)において、アノードビークポテンシ
ャル( E pa)およびカソードビークポテンシャル
( E pc)が第1図に示されるように、pl{に関
して直線的に変化する。しかし、pHがこれより高い領
域では、この直線性は失なわれる。この観測事実は、カ
ルポキシル置換基の解離平衡から構威される下式で表わ
される1ノドックスシステムによく一致している。
このように、本発明の導電性ボリマーにおける導電状態
は、外部電解種のドーピングを必要としない。すなわち
、カルボキシルペンダント基が酸化反応時に芳香主鎖中
に発生する正電荷を補償する。
中性媒体および塩基性媒体中ではカルボキシル?は完全
に解離し、ポリアニオン性物質を生成する。この場合の
レドックスシステムは、導電性ボリマーの酸化状態と中
性状態間のサイクリングにおいて観察される従来のアニ
オン交換の代わりに、カチオン輸送で構成される。既に
公知のポリ(3−カルポキシルビロール)の結果と比較
すると、メチlノン基スペーサーがカルボキシル基とビ
ロール環との間に配されたことにより、導電性に優れた
自己補償性のポリマーが得られたことがわかる。
[発明の効果] 本発明のポリ[(3−ビロリル)酢酸コは、pHに対し
てE■およびE pCが直線的に変化するのでp}Iセ
ンサーとして使用することができる。また、カチオン輸
送電解質を用いた二次電池の電極として使用することが
できる。
[実施例コ 合成例1 メチル[3−(1−1−シルビロール)]アセテー1・ 温度計、コンデンサーおよび塩化カルシウム管の装着さ
れた250cm3の三つ口フラスコに、3−アセチルー
1−トシルビロール5.26g (20ミリモル)を、
メタノール100cm3、チタニウム(III)ナイ1
・レートI・リハイドレート10gおよび70%過塩素
酸1 cm3とともに添加した。この溶液を室温で24
時間攪拌した。温度がゆっくりと上昇した後安定し、そ
の間にチタニウム(丁)ナイトレートの白色沈澱物が生
成した。この懸濁液を濾過し、乾燥静置した。
ジエチルエーテルを添加し、得られた溶液を再度濾過し
た。有機相を水、10%NaHCO3水溶液、および再
度水の順で洗浄し、乾燥、揮散させた。
目的の生或物を酸化不純物から分離するためにシリカゲ
ル上で溶離( 250g ; 60 − 200μm 
; 60/40=へブタン/エチルアセテート)した。
黄色の結晶物3.08gを得た。(分子量:293、収
率52,5%)。
融点=室温近傍 N M R (CDCI3)ppm 7. 85d 2
}1: 7、4d 214; 7.2 2116.36
 1}1; 3.8 s 3H; 3.54 s 2H
; 2.5,s 3HI R (cm−’) 3138
、2954、1737、l595、1436、l367
、1171、1100、1o61(3−ビロリル)酢酸 コンデンサー付きのIOOcm3のフラスコ中に、上記
の生成物(10.5ミリモル)をメタノール30cm3
とともに添加した。次いで5N水酸化ナトリウム水溶液
30cm’を加え、2.5時間環流下で反応させた。
溶剤を揮散させ、水相をエチルアセテートで洗浄した後
、濃塩酸( 10cm3)でpH3まで酸性にし、次い
でジエチルエーテルで抽出した。有機相から溶剤を減圧
下に揮散させ、0.93gの茶色の結晶を得た(分子量
125;収率7o%)。
融点90℃ NMR (DMSOds) I’pm 12.0 1H
; 10.6 1H: 6.7 286.0 1}1;
 3.36 s 2}II R  (cm−’)  3
383、1696、1416、1399、1340、1
279、1212、1071 実施例 ボリ[(3−ビロリル)酢酸] (1)電気化学的重合 (3−ビロリル)酢酸、0.064 g (0.5ミリ
モル、0. 1M)および過塩素酸リチウム2.65g
 (LM)を含有する蒸留ブロビレンカーボネート溶液
5cm″を3電極電気化学セル中に導入した。この溶液
にアルゴンを15分間バブルさせ脱ガスした。参照電極
には過塩素酸リチウムの0. 1Mアセトニトリル溶液
を入った管を備え、Ag/AgNO+のO. IMアセ
トニトリルを含有するものを用いた。面積0. 07c
m2の白金電極上で白金線を対向電極として用いて、0
.5Vの定電位下に電気化学的重合を実施した。
(2)電圧電流分析: 塩化カリウムの0.2Mイオン交換水溶液1 0cm3
を、前記(1)と同じ電気化学セル中に導入した。
作動電極は、ボリ[(3−ビロリル)酢酸コのフィルム
で覆われていた(0. IC/cm”)。参照電極には
、飽和カロメル電極を使用した。次いで電解液を脱ガス
した。走査速度10〜100mV/sで測定したサイク
リックボルタモグラムを第1図に示した。
11 数種の標準p+{緩衝液を使用して測定したところ、同
形のサイクリックボルタモグラムが単位p}I当りポテ
ンシャルスケール上で6 0mVシフトして現われるこ
とが判明した。これを示したのが第2図である。
(3)導電度: 前記のボリマー合成を前記(1)より大きな電気化学セ
ル(10cm3)中で実施した。使用した電気化学セル
に、バラフィルムで面積を4 cm2に限定された白金
平滑電極およびアルミニウムホイルをそれぞれ作動電極
および対向電極として用いた。
ボリ[(3−ビロリル)酢酸コのフィルムが電着され(
IC/am2) 、電極からフィルムを剥しアセトンで
洗浄した後、室温下で乾燥させた。得られたフィルムは
もろく、黒色であった。フィルムの厚さは3.4μmで
、2端子法で測定した導電度は0. 33/cmであっ
た。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明のポリ[(3−ビロリル)酢酸]のサ
イクリックボルタモグラムであり、第21 2 図は、本発明のポリ[(3−ビロリル)酢酸コのEp.
のpl{依存性を示すグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)下記一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、nは2以上の整数を表わす。) で表わされるポリ[(3−ピロリル)酢酸]。 2)(3−ピロリル)酢酸を、塩の存在下または不存在
    下に電解酸化重合することを特徴とする請求項1記載の
    ポリ[(3−ピロリル)酢酸]の製造方法。
JP2000409A 1990-01-08 1990-01-08 ポリ[(3―ピロリル)酢酸] Pending JPH03205422A (ja)

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US07/637,631 US5149826A (en) 1990-01-08 1991-01-04 Poly[(3-pyrrolyl)acetic acid]
FR9100163A FR2656868B1 (fr) 1990-01-08 1991-01-08 Poly[acide (3-pyrrolyl) acetique] et son procede de fabrication.

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