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JPH05279457A - Polythiophene derivative and its production - Google Patents

Polythiophene derivative and its production

Info

Publication number
JPH05279457A
JPH05279457A JP7692992A JP7692992A JPH05279457A JP H05279457 A JPH05279457 A JP H05279457A JP 7692992 A JP7692992 A JP 7692992A JP 7692992 A JP7692992 A JP 7692992A JP H05279457 A JPH05279457 A JP H05279457A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chemical
formula
polymer
derivative
film
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
JP7692992A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Awaji
弘 淡路
Jun Takada
純 高田
Masanori Koshioka
雅則 越岡
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.)
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd filed Critical Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority to JP7692992A priority Critical patent/JPH05279457A/en
Publication of JPH05279457A publication Critical patent/JPH05279457A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain the subject self-preservable derivative with high electrical conductivity, excellent in liquid crystal and orientation properties useful for electro-optical devices, etc., by e.g. electrolytic oxidative polymerization of a specific thiophene derivative. CONSTITUTION:The objective derivative of formula III can be obtained by electrolytic oxidative polymerization or chemical oxidative polymerization of a thiophene derivative of formula I [k is 1-30; R<1> is H or 1-30C alkyl; R<2> is of formula II (R<3> is CN, NO2, etc.), etc.].

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】液晶性を示すポリチオフェン誘導
体およびその製造法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a polythiophene derivative exhibiting liquid crystallinity and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポリチオフェン、ポリピロールおよびポ
リアニリンは導電性、エレクトロクロミズムなど興味深
い機能を有する高分子材料として注目されている。最近
では、導電性高分子の可逆的酸化還元機能を利用した二
次電池の開発、電解コンデンサの電解質への応用などが
実施されている。
2. Description of the Related Art Polythiophene, polypyrrole and polyaniline have been attracting attention as polymer materials having interesting functions such as conductivity and electrochromism. Recently, development of a secondary battery utilizing the reversible redox function of a conductive polymer and application to an electrolyte of an electrolytic capacitor have been carried out.

【0003】しかし、これらの重合体は不溶不融である
ため成型が困難であるという問題点があり、その応用に
おいても電解酸化重合により電極上に電着させる方法が
主体となっていた。
However, since these polymers are insoluble and infusible, there is a problem that they are difficult to mold, and in the application thereof, the method of electrodeposition on the electrode by electrolytic oxidative polymerization was mainly used.

【0004】この欠点を補う方法として、主鎖骨格の側
鎖として長鎖アルキル基を導入して可溶性を付与するこ
とが見出された(佐藤ら、ジャーナル オブ ケミカル
ソサイアティ、ケミカル コミュニケーション、873
頁、1986年、エルゼンバウマーラ、シンセチック メタ
ルズ、15巻、169 頁、1986年、杉本ら、ケミストリーイ
クスプレス、1巻、635 頁、1986年、吉野ら、ジャパニ
ーズ ジャーナルオブ アプライド フィジクス、23
巻、899 頁、1986年および吉野ら、ジャパニーズ ジャ
ーナル オブ アプライド フィジクス、26巻、1038
頁、1987年参照)。
As a method of compensating for this drawback, it has been found that a long chain alkyl group is introduced as a side chain of the main chain skeleton to impart solubility (Sato et al., Journal of Chemical Society, Chemical Communication, 873).
P., 1986, Elsenbaumara, Synthetic Metals, vol. 15, p. 169, 1986, Sugimoto et al., Chemistry Press, vol. 1, p. 635, 1986, Yoshino et al., Japanese Journal of Applied Physics, 23.
Volume, 899 pages, 1986 and Yoshino et al., Japanese Journal of Applied Physics, 26, 1038.
Page, 1987).

【0005】またアルコキシ基を導入したポリチオフェ
ンとして特開平-174436 、特開平1-79023 が知られてい
る。
Further, JP-A-174436 and JP-A-1-79023 are known as polythiophenes having an alkoxy group introduced therein.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のポリチ
オフェン類は配向性および液晶性が充分でないという問
題点がある。本発明は、自己保持可能な、高導電性を有
し、かつ液晶性と配向性を示すフィルムとしてのポリチ
オフェン誘導体および、側鎖に液晶基を有するチオフェ
ン誘導体を電解酸化重合または化学酸化重合することに
よる該ポリチオフェン誘導体の簡便な製造法を提供する
ものである。
However, the above polythiophenes have a problem that the orientation and liquid crystallinity are not sufficient. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is to carry out electrolytic oxidative polymerization or chemical oxidative polymerization of a polythiophene derivative as a film capable of self-holding, having high conductivity and exhibiting liquid crystallinity and orientation, and a thiophene derivative having a liquid crystal group in a side chain. To provide a simple method for producing the polythiophene derivative.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは置換ポリチ
オフェンの性質について詳細に検討した結果、3、4位
に特定の液晶基を有するチオフェン誘導体からなるポリ
チオフェンは汎用有機溶媒に可溶で、しかもフィルム化
が容易で、液晶性を示し、さらに従来の材料よりもすぐ
れた配向性を示すことを見出し、本発明を完成するにい
たった。
As a result of detailed investigations on the properties of substituted polythiophenes, the present inventors found that polythiophene consisting of a thiophene derivative having a specific liquid crystal group at the 3- and 4-positions is soluble in a general-purpose organic solvent. Moreover, they have found that they can be easily formed into a film, exhibit liquid crystallinity, and exhibit better orientation than conventional materials, and have completed the present invention.

【0008】すなわち、本発明は、一般式(I):That is, the present invention has the general formula (I):

【0009】[0009]

【化7】 [Chemical 7]

【0010】(式中、kは1〜30の整数、R1 は水素原
子または炭素数1〜30のアルキル基を表わし、R2
(Wherein k is an integer of 1 to 30, R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, and R 2 is

【0011】[0011]

【化8】 [Chemical 8]

【0012】[0012]

【化9】 [Chemical 9]

【0013】(式中、R3 は−CN、−NO2 、−(C
2 m CH3 (m=0〜29)または−O−(CH2
n CH3 (n=0〜29)を示す)のうちから選ばれるも
のを示す)で表わされる繰り返し単位を有するポリチオ
フェン誘導体、一般式(II):
(In the formula, R 3 is --CN, --NO 2 ,-(C
H 2 ) m CH 3 (m = 0 to 29) or -O- (CH 2 )
a polythiophene derivative having a repeating unit represented by n CH 3 (n = 0 to 29)) is represented by the general formula (II):

【0014】[0014]

【化10】 [Chemical 10]

【0015】(式中、kおよびR2 は前記と同じ)で表
わされる繰り返し単位を有するポリチオフェン誘導体、
一般式(III) :
A polythiophene derivative having a repeating unit represented by the formula (wherein k and R 2 are the same as above),
General formula (III):

【0016】[0016]

【化11】 [Chemical 11]

【0017】(式中、k、R1 およびR2 は前記と同
じ)で表わされるチオフェン誘導体を電解酸化重合また
は化学酸化重合することを特徴とする前記一般式(I)
のポリチオフェン誘導体の製造法および一般式(IV):
The thiophene derivative represented by the formula (wherein k, R 1 and R 2 are the same as those described above) is subjected to electrolytic oxidative polymerization or chemical oxidative polymerization.
And a general formula (IV) for producing the polythiophene derivative of

【0018】[0018]

【化12】 [Chemical 12]

【0019】(式中、kおよびR2 は前記と同じ)で表
わされるチオフェン誘導体を電解酸化重合または化学酸
化重合することを特徴とする前記一般式(II)のポリチ
オフェン誘導体の製造法に関する。
The present invention relates to a method for producing a polythiophene derivative represented by the general formula (II), which comprises subjecting a thiophene derivative represented by the formula (wherein k and R 2 are the same as above) to electrolytic oxidative polymerization or chemical oxidative polymerization.

【0020】[0020]

【実施例】本発明のチオフェン誘導体は、一般式
(I):
EXAMPLES The thiophene derivative of the present invention has the general formula (I):

【0021】[0021]

【化13】 [Chemical 13]

【0022】および一般式(II):And general formula (II):

【0023】[0023]

【化14】 [Chemical 14]

【0024】で表わされる繰り返し単位を有する。It has a repeating unit represented by:

【0025】前記一般式(I)および(II)におけるk
は1〜30、好ましくは4〜20の整数である。kが30をこ
えると、前記高分子が、本発明の目的とする液晶性を示
さなくなる。
K in the above general formulas (I) and (II)
Is an integer of 1 to 30, preferably 4 to 20. When k exceeds 30, the polymer does not exhibit the liquid crystallinity which is the object of the present invention.

【0026】前記一般式(I)におけるR1 は水素原子
または炭素数1〜30、好ましくは炭素数1〜20の直鎖状
または分枝鎖状のアルキル基を表わす。R1 が30をこえ
ると前記高分子が本発明の目的とする液晶性を示さなく
なる。具体的なアルキル基としては、たとえば−C
3 、−CH2 CH3 、−(CH2 2 CH3 、−(C
2 3 CH3 、−(CH2 5 CH3 、−(CH2
7 CH3 、−(CH2 9CH3 、−(CH2 11CH
3 、−(CH2 13CH3 、−(CH2 17CH3、−
(CH2 24CH3 などの(CH2 j CH3 (jは0
〜29の整数を表わす)で示されるもの、−CH(C
3 2 、−CH2 CH(CH3 2 、−(CH2 2
CH(CH3 2 、−CH2 C(CH3 2 CH2 −、
−(CH2 3 CH(CH3 2 、−(CH2 4 CH
(CH3 2 、−(CH2 5 CH(CH3 2 などが
あげられるが、−CH3 、−CH2 CH3 、−(C
2 2 CH3、−(CH2 3 CH3 、−(CH2
5 CH3 、−(CH2 7 CH3 、−(CH2 9 CH
3 、−(CH2 11CH3 、−(CH2 17CH3 、−
CH(CH3 2 、−CH2 CH(CH3 2 、−(C
2 2 CH(CH3 2 などが好ましい。
R 1 in the general formula (I) represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 20 carbon atoms. When R 1 exceeds 30, the polymer does not exhibit the liquid crystallinity which is the object of the present invention. As a specific alkyl group, for example, -C
H 3, -CH 2 CH 3, - (CH 2) 2 CH 3, - (C
H 2) 3 CH 3, - (CH 2) 5 CH 3, - (CH 2)
7 CH 3, - (CH 2 ) 9 CH 3, - (CH 2) 11 CH
3, - (CH 2) 13 CH 3, - (CH 2) 17 CH 3, -
(CH 2 ) 24 CH 3 and other (CH 2 ) j CH 3 (j is 0
~ CH (C
H 3) 2, -CH 2 CH (CH 3) 2, - (CH 2) 2
CH (CH 3) 2, -CH 2 C (CH 3) 2 CH 2 -,
- (CH 2) 3 CH ( CH 3) 2, - (CH 2) 4 CH
(CH 3) 2, - ( CH 2) 5 CH (CH 3) but 2 and the like, -CH 3, -CH 2 CH 3 , - (C
H 2) 2 CH 3, - (CH 2) 3 CH 3, - (CH 2)
5 CH 3, - (CH 2 ) 7 CH 3, - (CH 2) 9 CH
3, - (CH 2) 11 CH 3, - (CH 2) 17 CH 3, -
CH (CH 3) 2, -CH 2 CH (CH 3) 2, - (C
H 2 ) 2 CH (CH 3 ) 2 and the like are preferable.

【0027】前記一般式(I)および(II)におけるR
2
R in the above general formulas (I) and (II)
2 is

【0028】[0028]

【化15】 [Chemical 15]

【0029】[0029]

【化16】 [Chemical 16]

【0030】で表わされる基である。Is a group represented by:

【0031】式中、R3 は−CN、−NO2 、−(CH
2 m CH3 または−O(CH2 n CH3 である。こ
こでmおよびnは0〜29の整数を表わす。
In the formula, R 3 is --CN, --NO 2 ,-(CH
2) m CH 3 or -O (CH 2) n CH 3 . Here, m and n represent the integer of 0-29.

【0032】前記R2 の具体例としては、たとえばSpecific examples of R 2 include, for example,

【0033】[0033]

【化17】 [Chemical 17]

【0034】[0034]

【化18】 [Chemical 18]

【0035】[0035]

【化19】 [Chemical 19]

【0036】[0036]

【化20】 [Chemical 20]

【0037】[0037]

【化21】 [Chemical 21]

【0038】[0038]

【化22】 [Chemical formula 22]

【0039】[0039]

【化23】 [Chemical formula 23]

【0040】[0040]

【化24】 [Chemical formula 24]

【0041】[0041]

【化25】 [Chemical 25]

【0042】などがあげられる。And the like.

【0043】これらにおいて、mおよびnはいずれも、
好ましくは0〜19である。
In these, m and n are both
It is preferably 0 to 19.

【0044】一般式(I)で表わされる繰り返し単位の
好ましい具体例としては、たとえば
Preferred specific examples of the repeating unit represented by the general formula (I) include, for example,

【0045】[0045]

【化26】 [Chemical formula 26]

【0046】[0046]

【化27】 [Chemical 27]

【0047】[0047]

【化28】 [Chemical 28]

【0048】[0048]

【化29】 [Chemical 29]

【0049】[0049]

【化30】 [Chemical 30]

【0050】[0050]

【化31】 [Chemical 31]

【0051】[0051]

【化32】 [Chemical 32]

【0052】[0052]

【化33】 [Chemical 33]

【0053】[0053]

【化34】 [Chemical 34]

【0054】[0054]

【化35】 [Chemical 35]

【0055】[0055]

【化36】 [Chemical 36]

【0056】[0056]

【化37】 [Chemical 37]

【0057】[0057]

【化38】 [Chemical 38]

【0058】[0058]

【化39】 [Chemical Formula 39]

【0059】[0059]

【化40】 [Chemical 40]

【0060】[0060]

【化41】 [Chemical 41]

【0061】[0061]

【化42】 [Chemical 42]

【0062】[0062]

【化43】 [Chemical 43]

【0063】[0063]

【化44】 [Chemical 44]

【0064】[0064]

【化45】 [Chemical formula 45]

【0065】[0065]

【化46】 [Chemical formula 46]

【0066】[0066]

【化47】 [Chemical 47]

【0067】[0067]

【化48】 [Chemical 48]

【0068】[0068]

【化49】 [Chemical 49]

【0069】[0069]

【化50】 [Chemical 50]

【0070】[0070]

【化51】 [Chemical 51]

【0071】[0071]

【化52】 [Chemical 52]

【0072】[0072]

【化53】 [Chemical 53]

【0073】などがあげられる。And the like.

【0074】これらにおいて、mおよびnはいずれも、
好ましくは0〜19であり、jは好ましくは0、1、2、
3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、15、1
7、19、kは好ましくは4、5、6、7、8、9、10、1
2、14、16、18、20である。
In these, m and n are both
It is preferably 0 to 19, j is preferably 0, 1, 2,
3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 1
7, 19, k are preferably 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 1
2, 14, 16, 18, and 20.

【0075】一般式(II)で表わされる繰り返し単位の
好ましい具体例としては、たとえば
Preferred specific examples of the repeating unit represented by the general formula (II) include, for example,

【0076】[0076]

【化54】 [Chemical 54]

【0077】[0077]

【化55】 [Chemical 55]

【0078】[0078]

【化56】 [Chemical 56]

【0079】[0079]

【化57】 [Chemical 57]

【0080】[0080]

【化58】 [Chemical 58]

【0081】[0081]

【化59】 [Chemical 59]

【0082】[0082]

【化60】 [Chemical 60]

【0083】[0083]

【化61】 [Chemical formula 61]

【0084】[0084]

【化62】 [Chemical formula 62]

【0085】[0085]

【化63】 [Chemical formula 63]

【0086】[0086]

【化64】 [Chemical 64]

【0087】[0087]

【化65】 [Chemical 65]

【0088】[0088]

【化66】 [Chemical formula 66]

【0089】[0089]

【化67】 [Chemical formula 67]

【0090】[0090]

【化68】 [Chemical 68]

【0091】[0091]

【化69】 [Chemical 69]

【0092】[0092]

【化70】 [Chemical 70]

【0093】[0093]

【化71】 [Chemical 71]

【0094】[0094]

【化72】 [Chemical 72]

【0095】[0095]

【化73】 [Chemical formula 73]

【0096】などがあげられる。And the like.

【0097】これらにおけるm、n、kの好ましい具体
例は、一般式(I)で表わされる繰り返し単位における
のと同じである。
Preferred specific examples of m, n and k in these are the same as those in the repeating unit represented by the general formula (I).

【0098】本発明のポリチオフェン誘導体の数平均分
子量は通常1,500 から1,000,000 、好ましくは3,000 か
ら400,000 である。数平均分子量が1,500 未満では該高
分子のフィルムとしての成型性に支障を生じるばあいが
あり、一方、1,000,000 をこえると液晶性を示す温度が
上昇するなどの好ましくない効果が現われることがあ
る。また、数平均分子量が3,000 から400,000 の範囲内
にあるものは、機械的製膜法を用いたばあいでも製膜性
がとくに良好であり、延伸倍率を高めることができ、そ
の結果、ポリマー主鎖および側鎖の液晶基の配向度を高
めることができる。
The number average molecular weight of the polythiophene derivative of the present invention is usually 1,500 to 1,000,000, preferably 3,000 to 400,000. If the number average molecular weight is less than 1,500, the moldability of the polymer film may be impaired. On the other hand, if it exceeds 1,000,000, unfavorable effects such as an increase in liquid crystallinity may occur. In addition, those having a number average molecular weight in the range of 3,000 to 400,000 have particularly good film-forming properties even when a mechanical film-forming method is used, and the stretching ratio can be increased. The degree of alignment of the liquid crystal groups in the chains and side chains can be increased.

【0099】このような本発明のポリマーはその相転移
温度の測定から、
From the measurement of the phase transition temperature of the polymer of the present invention,

【0100】[0100]

【化74】 [Chemical 74]

【0101】という相転移挙動を示し、スメクチックあ
るいはネマチック液晶状態が常温付近の温度で実現する
ことが確認されている。
It has been confirmed that the smectic or nematic liquid crystal state is realized at a temperature around room temperature.

【0102】本発明の高分子液晶は、通常の製膜法、た
とえばキャスティング法、延伸法などによってフィルム
に形成して用いることができる。厚さ数十〜数百μmの
フィルム状のポリマーは、2枚の通常のガラス基板はも
とより、大型のガラス基板、曲面状のガラス基板、ポリ
エステルフィルムなどの間に挟んで液晶ディスプレー、
電気光学シャッターなどの種々のオプトエレクトロニク
スの分野に利用することができる。また適当な溶媒に溶
解したポリマー溶液をガラス基板などの基板面に塗布
し、溶媒を蒸発させることによって、直接基板面上に密
着した状態でフィルム化することもできる。
The polymer liquid crystal of the present invention can be used by forming it into a film by an ordinary film forming method such as casting method and stretching method. The film-like polymer having a thickness of several tens to several hundreds of μm is used for not only two ordinary glass substrates but also a large glass substrate, a curved glass substrate, a polyester film, or the like for sandwiching the liquid crystal display,
It can be used in various optoelectronic fields such as electro-optical shutters. It is also possible to apply a polymer solution dissolved in a suitable solvent to the surface of a substrate such as a glass substrate and evaporate the solvent to form a film in a state of being in direct contact with the surface of the substrate.

【0103】本発明のポリマーは、ネマチック相または
スメクチック相を発現する液晶性と成型が容易であると
いう典型的なポリマーの性質とを有しているためオプト
エレクトロニクス、情報記憶の分野に数多くの応用可能
性がある。たとえば、種々の形状のディジタル表示ディ
スプレイなどの液晶ディスプレイ、電気光学シャッター
および調光材などの種々の電気光学デバイスとして使用
することができる。
The polymer of the present invention has a liquid crystallinity exhibiting a nematic phase or a smectic phase and a typical polymer property of being easy to mold, and therefore has many applications in the fields of optoelectronics and information storage. there is a possibility. For example, it can be used as various electro-optical devices such as liquid crystal displays such as digital display of various shapes, electro-optical shutters and light control materials.

【0104】なお、本発明のポリマーには必要に応じて
前記ポリマーどうしの混合、他のポリマーとの混合、安
定剤、可塑剤などを含めた種々の無機、有機化合物や金
属類などの添加物の添加など当業界においてよく知られ
ている種々の処理方法により改善することができる。
The polymer of the present invention may optionally contain various additives such as inorganic compounds, organic compounds and metals including a mixture of the above polymers, a mixture with other polymers, a stabilizer and a plasticizer. Can be improved by various treatment methods well known in the art such as addition of

【0105】つぎに、前記一般式(I)および(II)で
表わされる繰り返し単位を有する本発明の高分子液晶の
製造法について具体的に説明する。
Next, the method for producing the polymer liquid crystal of the present invention having the repeating units represented by the general formulas (I) and (II) will be specifically described.

【0106】一般式(III) :General formula (III):

【0107】[0107]

【化75】 [Chemical 75]

【0108】および一般式(IV):And general formula (IV):

【0109】[0109]

【化76】 [Chemical 76]

【0110】で表わされるチオフェン誘導体の製造法
は、本出願と同時に提出した特許出願明細書(発明の名
称:チオフェン誘導体およびその製造法)に記載されて
いる。
The method for producing the thiophene derivative represented by is described in the specification of the patent application (title of the invention: thiophene derivative and its production method) submitted at the same time as the present application.

【0111】本発明の電解酸化法による一般式(I)お
よび(II)で表わされる重合体の製造法において、支持
電解質は、(a)H+ 、Li+ 、Na+ 、K+ 、R4 4
+ およびR4 2 + (ここでR4は相互に無関係に水
素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール
基を表わす)よりなる群から選ばれた少なくとも1種の
陽イオンと(b)BF4 - 、AsF4 - 、AsF6 -
SbF6 - 、AbCl6 - 、PF6 - 、ClO4 - 、H
SO4 - およびSO4 2-よりなる群から選ばれた少なく
とも1種の陰イオンとの塩である。
In the method for producing the polymers represented by the general formulas (I) and (II) by the electrolytic oxidation method of the present invention, the supporting electrolyte (a) is H + , Li + , Na + , K + , R 4 Four
At least one cation selected from the group consisting of N + and R 4 2 P + (wherein R 4 independently of each other represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group); and (b) BF 4 -, AsF 4 -, AsF 6 -,
SbF 6 , AbCl 6 , PF 6 , ClO 4 , H
It is a salt with at least one anion selected from the group consisting of SO 4 and SO 4 2− .

【0112】該電解酸化方法において、前記支持電解質
を0.001 〜1 mol/l溶解した溶液を電解液とし、この
電解液に0.001 〜1 mol/lのチオフェン誘導体(III)
あるいはチオフェン誘導体(IV)で表わされる化合物を
加え、直流電流を印加することにより重合体が陽極面上
に析出、成長しフィルムとしてえられる。
In the electrolytic oxidation method, a solution in which the supporting electrolyte is dissolved in an amount of 0.001 to 1 mol / l is used as an electrolytic solution, and 0.001 to 1 mol / l of the thiophene derivative (III) is added to the electrolytic solution.
Alternatively, by adding a compound represented by the thiophene derivative (IV) and applying a direct current, the polymer is deposited and grown on the anode surface to obtain a film.

【0113】電解液の溶剤は、一般式(III) あるいは
(IV)で表わされる化合物を溶解しうるものであればよ
く、たとえば、アセトニトリル、ベンゾニトリル、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
ンなどの有機溶剤、水またはそれらの混合物が使用でき
る。
The solvent of the electrolytic solution may be any one capable of dissolving the compound represented by the general formula (III) or (IV), and examples thereof include organic solvents such as acetonitrile, benzonitrile, dimethylformamide, tetrahydrofuran and nitrobenzene. Water or mixtures thereof can be used.

【0114】支持電解質および溶剤の種類、印加電流
値、電圧値などは原料の化合物の種類により異なる。
The kinds of the supporting electrolyte and the solvent, the applied current value, the voltage value, etc. differ depending on the kind of the raw material compound.

【0115】一方、化学酸化法による一般式(I)およ
び(II)で表わされる化合物の重合体の製造法におい
て、酸化剤は、一般式(III) および(IV)で表わされる
チオフェン誘導体の酸化電位より高い酸化電位を有する
ものであればとくに制限なく使用できる。たとえばFe
3+化合物、H2 2 、S2 4 2-化合物、Cl2 、Br
2 などの強酸化剤またはRuO4 2-化合物、OsO4 -
化合物、MnO4 2-化合物などの高酸化オキシ酸イオン
供与体、もしくはIrCl6 - 化合物、PtCl6 2-
合物、PdCl4 2-化合物、AuCl4 2-化合物などの
貴金属酸イオン供与化合物があげられる。とくに、ルテ
ニウム(III) トリス(バソフェナンスロリンスルホン
酸)、ルテニウム(III) トリス(ビピリジンスルホン
酸)などは好ましい例である。
On the other hand, in the method for producing a polymer of the compounds represented by the general formulas (I) and (II) by the chemical oxidation method, the oxidizing agent is the thiophene derivative represented by the general formulas (III) and (IV). Any substance having an oxidation potential higher than the potential can be used without particular limitation. For example Fe
3+ compound, H 2 O 2 , S 2 O 4 2- compound, Cl 2 , Br
Strong oxidizing agents or RuO 4 2-compounds such as 2, OsO 4 -
Compounds, highly oxidized oxyacid ion donors such as MnO 4 2− compounds, or noble metal acid ion donors such as IrCl 6 compounds, PtCl 6 2− compounds, PdCl 4 2− compounds, AuCl 4 2− compounds. . In particular, ruthenium (III) tris (vasophenanthroline sulfonic acid) and ruthenium (III) tris (bipyridine sulfonic acid) are preferable examples.

【0116】化学酸化法において、反応は溶剤系、非溶
剤系のいずれでも行なうことができ、重合体は粉末また
はフィルム状固体としてえられる。
In the chemical oxidation method, the reaction can be carried out in either a solvent system or a non-solvent system, and the polymer is obtained as a powder or a film-like solid.

【0117】反応溶剤として、酸化剤と反応しない溶剤
であれば、とくに制限されることなく使用できる。好ま
しくは、水、低級アルコール類、アセトニトリル、クロ
ロホルムまたはそれらの混合溶剤を使用する。
As the reaction solvent, any solvent which does not react with the oxidizing agent can be used without particular limitation. Preferably, water, lower alcohols, acetonitrile, chloroform or a mixed solvent thereof is used.

【0118】溶剤系の反応において原料化合物および酸
化剤の濃度はとくに限定はなく、それぞれ0.001mol/l
ないし飽和溶液の範囲で反応を行なうことができる。
In the solvent-type reaction, the concentrations of the raw material compound and the oxidizing agent are not particularly limited, and each is 0.001 mol / l.
The reaction can be carried out in the range of to saturated solution.

【0119】一般式(III) で表わされるチオフェン誘導
体の好ましい具体例としては、たとえば
Preferred specific examples of the thiophene derivative represented by the general formula (III) are, for example,

【0120】[0120]

【化77】 [Chemical 77]

【0121】[0121]

【化78】 [Chemical 78]

【0122】[0122]

【化79】 [Chemical 79]

【0123】[0123]

【化80】 [Chemical 80]

【0124】[0124]

【化81】 [Chemical 81]

【0125】[0125]

【化82】 [Chemical formula 82]

【0126】[0126]

【化83】 [Chemical 83]

【0127】[0127]

【化84】 [Chemical 84]

【0128】[0128]

【化85】 [Chemical 85]

【0129】[0129]

【化86】 [Chemical 86]

【0130】[0130]

【化87】 [Chemical 87]

【0131】[0131]

【化88】 [Chemical 88]

【0132】[0132]

【化89】 [Chemical 89]

【0133】[0133]

【化90】 [Chemical 90]

【0134】[0134]

【化91】 [Chemical Formula 91]

【0135】[0135]

【化92】 [Chemical Formula 92]

【0136】[0136]

【化93】 [Chemical formula 93]

【0137】[0137]

【化94】 [Chemical 94]

【0138】[0138]

【化95】 [Chemical 95]

【0139】[0139]

【化96】 [Chemical 96]

【0140】[0140]

【化97】 [Chemical 97]

【0141】[0141]

【化98】 [Chemical 98]

【0142】[0142]

【化99】 [Chemical 99]

【0143】[0143]

【化100】 [Chemical 100]

【0144】[0144]

【化101】 [Chemical 101]

【0145】[0145]

【化102】 [Chemical 102]

【0146】[0146]

【化103】 [Chemical 103]

【0147】[0147]

【化104】 [Chemical 104]

【0148】などがあげられる。And the like.

【0149】一般式(IV)で表わされるチオフェン誘導
体の好ましい具体例としては、たとえば
Preferred specific examples of the thiophene derivative represented by the general formula (IV) are, for example,

【0150】[0150]

【化105】 [Chemical 105]

【0151】[0151]

【化106】 [Chemical formula 106]

【0152】[0152]

【化107】 [Chemical formula 107]

【0153】[0153]

【化108】 [Chemical 108]

【0154】[0154]

【化109】 [Chemical 109]

【0155】[0155]

【化110】 [Chemical 110]

【0156】[0156]

【化111】 [Chemical 111]

【0157】[0157]

【化112】 [Chemical 112]

【0158】[0158]

【化113】 [Chemical 113]

【0159】[0159]

【化114】 [Chemical 114]

【0160】[0160]

【化115】 [Chemical 115]

【0161】[0161]

【化116】 [Chemical formula 116]

【0162】[0162]

【化117】 [Chemical 117]

【0163】[0163]

【化118】 [Chemical 118]

【0164】[0164]

【化119】 [Chemical formula 119]

【0165】[0165]

【化120】 [Chemical 120]

【0166】[0166]

【化121】 [Chemical 121]

【0167】[0167]

【化122】 [Chemical formula 122]

【0168】[0168]

【化123】 [Chemical 123]

【0169】[0169]

【化124】 [Chemical formula 124]

【0170】などがあげられる。And the like.

【0171】つぎに、本発明を実施例よりさらに詳細に
説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定され
るものではない。なお、えられた化合物の構造は、NM
R、IRにより確認し、分子量の測定はGPCにより行
ないポリスチレン換算値で示した。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. The structure of the obtained compound is NM
It was confirmed by R and IR, and the molecular weight was measured by GPC and shown in terms of polystyrene conversion.

【0172】転移温度の測定および液晶相の確認はそれ
ぞれDSCおよび偏光顕微鏡により行なった。また、耐
熱性の評価はTG−DTAにより行なった。
The transition temperature was measured and the liquid crystal phase was confirmed by DSC and a polarization microscope, respectively. The heat resistance was evaluated by TG-DTA.

【0173】相転移挙動を示す式において、相状態はつ
ぎの略号を用いて示した。
In the equation showing the phase transition behavior, the phase state is shown by the following abbreviations.

【0174】glass :ガラス状態、N:ネマチック相液
晶状態、S:スメクチック相液晶状態、I:等方相状態 また、数字は相転移点の温度を℃で表わしたものであ
る。
Glass: glass state, N: nematic phase liquid crystal state, S: smectic phase liquid crystal state, I: isotropic phase state, and the numbers represent the phase transition temperature in ° C.

【0175】なお、電界応答速度およびコントラスト比
は、つぎのような方法で測定した。
The electric field response speed and the contrast ratio were measured by the following methods.

【0176】電界応答速度の測定:20×10mmのITO付
きガラス基板の間にポリマーを挟みスペーサーで厚みを
10μmに調整し、電場5×106 V/mをかけ、その際の
透過光量の変化(0→90%)の応答時間を測定した。
Measurement of electric field response speed: A polymer was sandwiched between glass substrates with ITO of 20 × 10 mm, and a thickness was set with a spacer.
It was adjusted to 10 μm, an electric field of 5 × 10 6 V / m was applied, and the response time of the change in the amount of transmitted light (0 → 90%) was measured.

【0177】コントラスト比の測定:偏光顕微鏡でクロ
スニコル下、サンプルに正電界を印加しながらサンプル
を回転させて消光位を捜し、このときの透過光量を1と
して、つぎに負電界を印加したときの透過光量をnとし
てコントラスト比=n:1とした。
Measurement of contrast ratio: When the extinction position was searched by rotating the sample while applying a positive electric field to the sample under a crossed Nicols with a polarization microscope, the amount of transmitted light at this time was set to 1, and when a negative electric field was applied next. The contrast ratio = n: 1, where n is the amount of transmitted light.

【0178】実施例1 式:Example 1 Formula:

【0179】[0179]

【化125】 [Chemical 125]

【0180】で表わされる繰り返し単位からなるポリチ
オフェン誘導体の合成
Synthesis of polythiophene derivative consisting of repeating unit represented by

【0181】[0181]

【化126】 [Chemical formula 126]

【0182】で表わされるチオフェン誘導体 0.461g
(10.0mmol)をFeCl3 0.486 g(3.0mmol )を含む
テトラヒドロフラン10mlの溶媒中に加え、均一混合液を
えた。この混合液をガラス板上に塗布し溶媒を徐々に蒸
発させることによりガラス板上に重合膜が形成された。
この重合膜をエタノールで洗浄液が着色しなくなるまで
充分に洗浄し、乾燥した。フィルムの重合収率は82%で
あった。
0.461 g of the thiophene derivative represented by
(10.0 mmol) was added to a solvent containing 10 ml of tetrahydrofuran containing 0.486 g (3.0 mmol) of FeCl 3 to obtain a homogeneous mixture. The mixed solution was applied onto a glass plate and the solvent was gradually evaporated to form a polymerized film on the glass plate.
The polymer film was thoroughly washed with ethanol until the washing liquid was not colored, and dried. The polymerization yield of the film was 82%.

【0183】この乾燥重合膜はテトラヒドロフラン、ジ
メチルホルムアミド、ジエチルエーテル、酢酸エチル、
アセトンなど汎用有機溶媒に溶解した。
This dried polymer film was prepared by using tetrahydrofuran, dimethylformamide, diethyl ether, ethyl acetate,
It was dissolved in a general-purpose organic solvent such as acetone.

【0184】えられたポリマーを 1H−NMR分析、I
Rスペクトル分析により同定し、目的物であることを確
認した。
The obtained polymer was analyzed by 1 H-NMR analysis, I
It was identified by R spectrum analysis and confirmed to be the target.

【0185】1H−NMRスペクトル分析結果(δ、p
pm、CDCl3 ):0.80〜2.00(16H) 、4.00(2H)、4.
15(2H)、6.99(2H)、7.00(1H)、7.59(4H)、8.09(2H) IRスペクトル分析結果(cm-1、KBr): エステルに由来する吸収:1725、1260 シアノに由来する吸収 :2240 エーテルに由来する吸収:1100 このポリマーの分子量をGPC(テトラヒドロフラン)
により測定した結果、ポリスチレン換算で数平均分子量
はMn=4300であった。
1 H-NMR spectrum analysis result (δ, p
pm, CDCl 3): 0.80~2.00 ( 16H), 4.00 (2H), 4.
15 (2H), 6.99 (2H), 7.00 (1H), 7.59 (4H), 8.09 (2H) IR spectrum analysis result (cm -1 , KBr): Absorption derived from ester: 1725, 1260 Absorption derived from cyano : 2240 Absorption derived from ether: 1100 GPC (tetrahydrofuran) molecular weight of this polymer
As a result, the number average molecular weight in terms of polystyrene was Mn = 4300.

【0186】相転移挙動はつぎのとおりであった。The phase transition behavior was as follows.

【0187】[0187]

【化127】 [Chemical 127]

【0188】また、テトラヒドロフラン高分子溶液(2
重量%)をガラス板にキャストし、溶媒を除去後フィル
ムをえた。
Further, a tetrahydrofuran polymer solution (2
(Wt%) was cast on a glass plate, and after removing the solvent, a film was obtained.

【0189】このポリマーを130 ℃で200 %に1cm/秒
の速度で一軸延伸配向させたフィルムに交流電界2×10
6 V/mを印加し、透過光量の変化を測定したところ、
コントラスト比は20:1、50℃での応答時間は0.9 sで
あった。
This polymer was uniaxially stretched and oriented at a rate of 1 cm / sec at 200% at 130 ° C. in an AC electric field of 2 × 10.
When 6 V / m was applied and the change in the amount of transmitted light was measured,
The contrast ratio was 20: 1 and the response time at 50 ° C. was 0.9 s.

【0190】実施例2 式:Example 2 Formula:

【0191】[0191]

【化128】 [Chemical 128]

【0192】で表わされる繰り返し単位からなるポリチ
オフェン誘導体の合成 式:
Synthesis formula of polythiophene derivative consisting of repeating unit represented by:

【0193】[0193]

【化129】 [Chemical formula 129]

【0194】で表わされるチオフェン誘導体 0.838g
(10.0mmol)をFeCl3 0.486 g(3.0mmol )を含む
テトラヒドロフラン10mlの溶媒中に加え、均一混合液を
えた。この混合液をガラス板上に塗布し溶媒を徐々に蒸
発させることによりガラス板上に重合膜が形成された。
この重合膜をエタノールで洗浄液が着色しなくなるまで
充分に洗浄し、乾燥した。フィルムの重合収率は78%で
あった。
0.838 g of thiophene derivative represented by
(10.0 mmol) was added to a solvent containing 10 ml of tetrahydrofuran containing 0.486 g (3.0 mmol) of FeCl 3 to obtain a homogeneous mixture. The mixed solution was applied onto a glass plate and the solvent was gradually evaporated to form a polymerized film on the glass plate.
The polymer film was thoroughly washed with ethanol until the washing liquid was not colored, and dried. The polymerization yield of the film was 78%.

【0195】この乾燥重合膜はテトラヒドロフラン、ジ
メチルホルムアミド、ジエチルエーテル、酢酸エチル、
アセトンなど汎用有機溶媒に溶解した。
The dried polymer film was prepared by using tetrahydrofuran, dimethylformamide, diethyl ether, ethyl acetate,
It was dissolved in a general-purpose organic solvent such as acetone.

【0196】えられたポリマーを 1H−NMR分析、I
Rスペクトル分析により同定し、目的物であることを確
認した。
The obtained polymer was analyzed by 1 H-NMR analysis, I
It was identified by R spectrum analysis and confirmed to be the target.

【0197】1H−NMRスペクトル分析結果(δ、p
pm、CDCl3 ):0.80〜2.00(32H) 、4.00(4H)、4.
15(4H)、6.99(4H)、7.59(8H)、8.09(4H) IRスペクトル分析結果(cm-1、KBr): エステルに由来する吸収:1725、1260 シアノに由来する吸収 :2240 エーテルに由来する吸収:1100 このポリマーの分子量をGPC(テトラヒドロフラン)
により測定した結果、ポリスチレン換算で数平均分子量
はMn=8400であった。
1 H-NMR spectrum analysis results (δ, p
pm, CDCl 3): 0.80~2.00 ( 32H), 4.00 (4H), 4.
15 (4H), 6.99 (4H), 7.59 (8H), 8.09 (4H) IR spectrum analysis result (cm -1 , KBr): Absorption derived from ester: 1725, 1260 Absorption derived from cyano: 2240 Derived from ether Absorption: 1100 The molecular weight of this polymer is GPC (tetrahydrofuran)
As a result, the number average molecular weight in terms of polystyrene was Mn = 8400.

【0198】相転移挙動はつぎのとおりであった。The phase transition behavior was as follows.

【0199】[0199]

【化130】 [Chemical 130]

【0200】また、テトラヒドロフラン高分子溶液(2
重量%)をガラス板にキャストし、溶媒を除去後フィル
ムをえた。
In addition, a tetrahydrofuran polymer solution (2
(Wt%) was cast on a glass plate, and after removing the solvent, a film was obtained.

【0201】このポリマーを130 ℃で200 %に1cm/秒
の速度で一軸延伸配向させたフィルムに交流電界2×10
6 V/mを印加し、透過光量の変化を測定したところ、
コントラスト比は20:1、50℃での応答時間は0.5 sで
あった。
A film obtained by uniaxially stretching and orienting this polymer at 200% at 130 ° C. at a speed of 1 cm / sec was subjected to an AC electric field of 2 × 10.
When 6 V / m was applied and the change in the amount of transmitted light was measured,
The contrast ratio was 20: 1 and the response time at 50 ° C was 0.5 s.

【0202】[0202]

【発明の効果】本発明のポリチオフェン誘導体は側鎖に
特定の液晶基を有するために汎用有機溶媒に可溶で、広
い温度域で液晶性を示す。さらにロール製膜法などによ
って数十μm以下の薄くしかも平面性が良好でかつ安定
なフィルムを容易にえることができ、また、高倍率延伸
が容易であり、その結果、ポリマー中の液晶基の配向性
の向上、さらにはコントラスト比などの液晶性を著しく
向上させることができるなど、実用上有利なポリチオフ
ェンである。したがって、本発明のポリマーは大画面や
屈曲画面の表示素子や光シャッターおよび調光材などと
しても有利に使用することができ、種々の電気光学デバ
イスとして有用である。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The polythiophene derivative of the present invention has a specific liquid crystal group in its side chain, and therefore is soluble in a general-purpose organic solvent and exhibits liquid crystallinity in a wide temperature range. Further, a roll film forming method or the like can easily form a thin film having a thickness of several tens of μm or less and good flatness and stability, and can be easily stretched at a high ratio. As a result, a liquid crystal group It is a polythiophene that is practically advantageous in that it can be improved in orientation and can be remarkably improved in liquid crystallinity such as contrast ratio. Therefore, the polymer of the present invention can be advantageously used as a display device having a large screen or a bent screen, an optical shutter and a light control material, and is useful as various electro-optical devices.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一般式(I): 【化1】 (式中、kは1〜30の整数、R1 は水素原子または炭素
数1〜30のアルキル基を表わし、R2 は 【化2】 【化3】 (式中、R3 は−CN、−NO2 、−(CH2 m CH
3 (m=0〜29)または−O−(CH2 n CH3 (n
=0〜29)を示す)のうちから選ばれるものを示す)で
表わされる繰り返し単位を有するポリチオフェン誘導
体。
1. A compound represented by the general formula (I): (In the formula, k is an integer of 1 to 30, R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, and R 2 is [Chemical 3] (Wherein, R 3 is -CN, -NO 2, - (CH 2) m CH
3 (m = 0~29) or -O- (CH 2) n CH 3 (n
A polythiophene derivative having a repeating unit represented by the following)).
【請求項2】 一般式(II): 【化4】 (式中、kおよびR2 は前記と同じ)で表わされる繰り
返し単位を有するポリチオフェン誘導体。
2. General formula (II): A polythiophene derivative having a repeating unit represented by the formula (k and R 2 are the same as above).
【請求項3】 一般式(III) : 【化5】 (式中、k、R1 およびR2 は前記と同じ)で表わされ
るチオフェン誘導体を電解酸化重合または化学酸化重合
することを特徴とする請求項1記載のポリチオフェン誘
導体の製造法。
3. General formula (III): The method for producing a polythiophene derivative according to claim 1, wherein the thiophene derivative represented by the formula (k, R 1 and R 2 are the same as above) is electrolytically or oxidatively polymerized.
【請求項4】 一般式(IV): 【化6】 (式中、kおよびR2 は前記と同じ)で表わされるチオ
フェン誘導体を電解酸化重合または化学酸化重合するこ
とを特徴とする請求項2記載のポリチオフェン誘導体の
製造法。
4. General formula (IV): The method for producing a polythiophene derivative according to claim 2 , wherein the thiophene derivative represented by the formula (wherein k and R 2 are the same as above) is electrolytically or oxidatively polymerized.
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