JPH11209461A - Polymer having thiophene structure, composition comprising same, preparation of same and electroconductive material - Google Patents
Polymer having thiophene structure, composition comprising same, preparation of same and electroconductive materialInfo
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- JPH11209461A JPH11209461A JP991898A JP991898A JPH11209461A JP H11209461 A JPH11209461 A JP H11209461A JP 991898 A JP991898 A JP 991898A JP 991898 A JP991898 A JP 991898A JP H11209461 A JPH11209461 A JP H11209461A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の技術分野】本発明は、チオフェン構造を有する
重合体、該重合体を含む重合体組成物および該重合体の
製造方法に関し、さらに詳しくは導電性高分子として好
適に使用しうる重合体、重合体組成物およびその製造方
法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polymer having a thiophene structure, a polymer composition containing the polymer, and a method for producing the polymer, and more particularly to a polymer which can be suitably used as a conductive polymer. , A polymer composition and a method for producing the same.
【0002】[0002]
【発明の技術的背景】近年、エレクトロニクスの発展に
ともなって、新しいエレクトロニクス材料が開発されて
いる。特に、機能性有機材料の分野においてめざましい
技術革新が進み、導電性高分子に限ってみてもポリアセ
チレン、ポリパラフェニレン、ポリピロール、ポリチオ
フェン、ポリアニリンなどの電子共役系高分子に、電子
供与性あるいは電子受容性化合物をドーパントとして添
加した導電性化合物が開発され、一部実用化されてい
る。BACKGROUND OF THE INVENTION In recent years, with the development of electronics, new electronic materials have been developed. In particular, remarkable technological progress has been made in the field of functional organic materials. A conductive compound to which a conductive compound is added as a dopant has been developed and partially put to practical use.
【0003】ところで、固体電解コンデンサには、タン
タル、アルミニウムなどを陽極とし、この陽極表面に、
タンタル、アルミニウムなどの酸化被膜を誘電体として
有し、二酸化マンガンやテトラシアノキノジメタン(T
CNQ)錯塩を陰極とするものが開発されている。しか
しながら、二酸化マンガンを陰極とする固体電解コンデ
ンサでは、二酸化マンガンの誘電率が小さいために高周
波領域でのインピーダンスが大きくなったり、またTC
NQ錯塩を陰極とする固体電解コンデンサでは、TCN
Q錯塩が熱分解しやすいために耐熱性が劣るなどの問題
点があった。[0003] By the way, a solid electrolytic capacitor has an anode made of tantalum, aluminum, or the like.
It has an oxide film of tantalum, aluminum, etc. as a dielectric, and has manganese dioxide and tetracyanoquinodimethane (T
One using a CNQ) complex salt as a cathode has been developed. However, in the case of a solid electrolytic capacitor using manganese dioxide as a cathode, the impedance in a high-frequency region increases due to the low dielectric constant of manganese dioxide.
In a solid electrolytic capacitor using an NQ complex salt as a cathode, TCN
There is a problem that the heat resistance is inferior because the Q complex salt is easily thermally decomposed.
【0004】これに対し、前述したポリピロール、ポリ
アニリンなどの導電性化合物を陰極として用いる場合に
は、これらの導電性化合物は、二酸化マンガンよりも高
誘電性で、かつTCNQ錯塩よりも耐熱性に優れている
という特性を有している。On the other hand, when the above-mentioned conductive compounds such as polypyrrole and polyaniline are used as the cathode, these conductive compounds have a higher dielectric constant than manganese dioxide and a higher heat resistance than the TCNQ complex salt. It has the characteristic that it is.
【0005】このため、これらの導電性化合物を陰極と
して使用した固体電解コンデンサについて多くの提案が
なされている。たとえば、特開昭60−37114号公
報には、ドーパントがドープされた複素五員環化合物重
合体を固体電解質とする固体電解コンデンサが開示され
ている。また、特開平6−29159号公報には、ポリ
アニリンを固体電解質とする固体電解コンデンサが開示
されている。For this reason, many proposals have been made for solid electrolytic capacitors using these conductive compounds as cathodes. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 60-37114 discloses a solid electrolytic capacitor using a heteropentacyclic polymer compound doped with a dopant as a solid electrolyte. Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-29159 discloses a solid electrolytic capacitor using polyaniline as a solid electrolyte.
【0006】しかしながら、固体電解コンデンサを含む
情報電子機器用素子には高性能・高密度化が求められて
いるため、固体電解コンデンサには、さらに高周波領域
まで良好な特性を有し、しかも耐熱性に優れていること
が望まれている。However, since elements for information electronic equipment including solid electrolytic capacitors are required to have high performance and high density, solid electrolytic capacitors have good characteristics up to a high frequency range, and furthermore, have high heat resistance. It is desired to be excellent.
【0007】[0007]
【発明の目的】本発明は、上記の問題点に鑑みなされた
もので、導電材料として好適に使用しうるようなチオフ
ェン構造を有する重合体または共重合体、およびその製
造方法を提供することを目的としている。An object of the present invention is to provide a polymer or a copolymer having a thiophene structure, which can be suitably used as a conductive material, and a method for producing the same. The purpose is.
【0008】[0008]
【発明の概要】本発明に係るチオフェン構造を有する重
合体は、下記一般式[1]で表されるtrans-ビニレン基
を介して2個のチオフェン環が結合した化合物を、スル
ホン酸の遷移金属塩の存在下に、液相で重合して得られ
ることを特徴としている。SUMMARY OF THE INVENTION The polymer having a thiophene structure according to the present invention is obtained by converting a compound having two thiophene rings bonded through a trans-vinylene group represented by the following general formula [1] to a transition metal of sulfonic acid. It is characterized by being obtained by polymerization in a liquid phase in the presence of a salt.
【0009】[0009]
【化3】 Embedded image
【0010】式中、nは1〜3の整数を示し、R1〜R4
は、互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、ア
ルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アルカノイル
基、アルキルチオ基、アリールオキシ基、アルキルチオ
アルキル基、アルキルスルフィニルアルキル基、アルキ
ルスルホニルアルキル基、アルキルアリール基、アリー
ルアルキル基、シクロアルキル基、アルキルスルフィニ
ル基、アルキルスルホニル基、アリール基、アリールチ
オ基、シクロアルケニル基、アリールスルフィニル基、
アリールスルホニル基、スルホン酸基、ニトロ基、シア
ノ基、カルボキシル基、ハロゲン原子である。これらの
うち、とくに、水素原子または炭素原子数1〜12の直
鎖状、環状、分岐状のアルキル基が好ましい。In the formula, n represents an integer of 1 to 3, and R 1 to R 4
May be the same or different from each other, and include a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an alkanoyl group, an alkylthio group, an aryloxy group, an alkylthioalkyl group, an alkylsulfinylalkyl group, an alkylsulfonylalkyl group, and an alkylaryl group. An arylalkyl group, a cycloalkyl group, an alkylsulfinyl group, an alkylsulfonyl group, an aryl group, an arylthio group, a cycloalkenyl group, an arylsulfinyl group,
An arylsulfonyl group, a sulfonic acid group, a nitro group, a cyano group, a carboxyl group, and a halogen atom. Among them, a hydrogen atom or a linear, cyclic or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms is particularly preferred.
【0011】本発明に係るチオフェン構造を有する共重
合体は、下記一般式[1]で表されるtrans-ビニレン基
を介して2個のチオフェン環が結合した化合物と、下記
一般式[2]で表されるチオフェン化合物とを、スルホ
ン酸の遷移金属塩の存在下に、液相で共重合して得られ
ることを特徴としている。The copolymer having a thiophene structure according to the present invention comprises a compound represented by the following general formula [1] in which two thiophene rings are bonded via a trans-vinylene group; And a thiophene compound represented by the formula (1) in the presence of a transition metal salt of sulfonic acid in a liquid phase.
【0012】[0012]
【化4】 Embedded image
【0013】式中、nは1〜3の整数を示し、R1〜R6
は、互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、ア
ルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アルカノイル
基、アルキルチオ基、アリールオキシ基、アルキルチオ
アルキル基、アルキルスルフィニルアルキル基、アルキ
ルスルホニルアルキル基、アルキルアリール基、アリー
ルアルキル基、シクロアルキル基、アルキルスルフィニ
ル基、アルキルスルホニル基、アリール基、アリールチ
オ基、シクロアルケニル基、アリールスルフィニル基、
アリールスルホニル基、スルホン酸基、ニトロ基、シア
ノ基、カルボキシル基、ハロゲン原子である。R1〜R4
としては、これらのうち、水素原子または炭素原子数1
〜12の直鎖状、環状、分岐状のアルキル基が好まし
い。In the formula, n represents an integer of 1 to 3, and R 1 to R 6
May be the same or different from each other, and include a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an alkanoyl group, an alkylthio group, an aryloxy group, an alkylthioalkyl group, an alkylsulfinylalkyl group, an alkylsulfonylalkyl group, and an alkylaryl group. An arylalkyl group, a cycloalkyl group, an alkylsulfinyl group, an alkylsulfonyl group, an aryl group, an arylthio group, a cycloalkenyl group, an arylsulfinyl group,
An arylsulfonyl group, a sulfonic acid group, a nitro group, a cyano group, a carboxyl group, and a halogen atom. R 1 to R 4
As a hydrogen atom or a carbon atom of 1
~ 12 linear, cyclic and branched alkyl groups are preferred.
【0014】本発明に係る重合体組成物は、前記重合体
または共重合体とドーパントとからなる。このような重
合体組成物は、導電材料として好適である。[0014] The polymer composition according to the present invention comprises the above polymer or copolymer and a dopant. Such a polymer composition is suitable as a conductive material.
【0015】 〔発明の詳細な説明〕 以下本発明に係るチオフェン構造を有する重合体、共重
合体および該重合体を含む組成物について具体的に説明
する。なお、本明細書において、「重合」という語は、
単独重合だけではなく、共重合を包含した意味で用いら
れることがあり、「重合体」という語は、単独重合体だ
けではなく、共重合体を包含した意味で用いられること
がある。[Detailed description of the invention] [0015] Hereinafter, a polymer having a thiophene structure, a copolymer, and a composition containing the polymer according to the present invention will be specifically described. In the present specification, the term “polymerization” means
The term “polymer” may be used to include not only a homopolymer but also a copolymer, in some cases.
【0016】[チオフェン構造を有する重合体]本発明
に係るチオフェン構造を有する重合体は、下記一般式
[1]で表されるtrans-ビニレン基を介して2個のチオ
フェン環が結合した化合物を、スルホン酸の遷移金属塩
の存在下に、液相で重合して得られたものである。[Polymer Having Thiophene Structure] The polymer having a thiophene structure according to the present invention is a polymer having two thiophene rings bonded via a trans-vinylene group represented by the following general formula [1]. , Obtained by polymerization in the liquid phase in the presence of a transition metal salt of sulfonic acid.
【0017】[0017]
【化5】 Embedded image
【0018】式中、nは1〜3の整数を示す。また、R
1〜R4は、互いに同一でも異なっていてもよく、水素原
子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アルカ
ノイル基、アルキルチオ基、アリールオキシ基、アルキ
ルチオアルキル基、アルキルスルフィニルアルキル基、
アルキルスルホニルアルキル基、アルキルアリール基、
アリールアルキル基、シクロアルキル基、アルキルスル
フィニル基、アルキルスルホニル基、アリール基、アリ
ールチオ基、シクロアルケニル基、アリールスルフィニ
ル基、アリールスルホニル基、スルホン酸基、ニトロ
基、シアノ基、カルボキシル基、ハロゲン原子であり、
好ましくは、水素原子または炭素原子数1〜12の直鎖
状、環状または分岐状のアルキル基である。In the formula, n represents an integer of 1 to 3. Also, R
1 to R 4 may be the same or different from each other, and represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an alkanoyl group, an alkylthio group, an aryloxy group, an alkylthioalkyl group, an alkylsulfinylalkyl group,
Alkylsulfonylalkyl group, alkylaryl group,
Arylalkyl, cycloalkyl, alkylsulfinyl, alkylsulfonyl, aryl, arylthio, cycloalkenyl, arylsulfinyl, arylsulfonyl, sulfonic, nitro, cyano, carboxyl, carboxyl, halogen atom Yes,
Preferably, it is a hydrogen atom or a linear, cyclic or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.
【0019】このような一般式[1]で表されるtrans-
ビニレン基を介して2個のチオフェン環が結合した化合
物としては、trans-1,2-ジ(2-チエニル)エチレン、tran
s-1,2-ジ(2-チエニル)ブタジエン、trans-1,2-ジ(2-チ
エニル)ヘキサトリエンなどが挙げられる。The trans- represented by the general formula [1]
Compounds in which two thiophene rings are bonded via a vinylene group include trans-1,2-di (2-thienyl) ethylene, tran
s-1,2-di (2-thienyl) butadiene; trans-1,2-di (2-thienyl) hexatriene;
【0020】本発明に係る重合体は、前記一般式[1]
で表される化合物とスルホン酸の遷移金属塩とが反応溶
媒に溶解した溶液中で、前記一般式[1]で表される化
合物を重合して得られたものである。The polymer according to the present invention has the general formula [1]
Is obtained by polymerizing the compound represented by the general formula [1] in a solution in which the compound represented by the formula and a transition metal salt of sulfonic acid are dissolved in a reaction solvent.
【0021】スルホン酸の遷移金属塩としては、とくに
限定されないが、たとえば、p−トルエンスルホン酸鉄
(III)、ベンゼンスルホン酸鉄(III)、硫酸鉄(III)、5-
スルホサリチル酸鉄(III)、ナフタレンスルホン酸(II
I)、ピリジンスルホン酸(III)、アダマンタンスルホン
酸鉄(III)、アントラキノンスルホン酸鉄(III)、ベンゾ
フェノンスルホン酸鉄(III)などが挙げられる。これら
のスルホン酸の遷移金属塩は、上記一般式[1]で表さ
れる化合物1モルに対して、通常、2〜10モル、好ま
しくは2〜5モルの量で使用されることが望ましい。The transition metal salt of a sulfonic acid is not particularly limited, but examples thereof include iron p-toluenesulfonate.
(III), iron (III) benzenesulfonate, iron (III) sulfate, 5-
Iron (III) sulfosalicylate, naphthalenesulfonic acid (II
I), pyridinesulfonic acid (III), adamantanesulfonic acid iron (III), anthraquinonesulfonic acid iron (III), benzophenonesulfonic acid iron (III) and the like. These sulfonic acid transition metal salts are preferably used in an amount of usually 2 to 10 mol, preferably 2 to 5 mol, per 1 mol of the compound represented by the general formula [1].
【0022】使用される反応溶媒は、上記一般式[1]
で表される化合物およびスルホン酸の遷移金属塩が溶解
するものであれば特に限定されず、たとえば、テトラヒ
ドロフラン、水、エチルアルコール、アセトンなどが挙
げられる。このうち、本発明ではテトラヒドロフランを
用いることが好ましい。このような反応溶媒は、反応時
の上記一般式[1]で表される化合物の濃度が、0.0
1〜0.5モル/リットル、好ましくは0.05〜0.
2モル/リットルとなる量で使用されることが望まし
い。The reaction solvent used is represented by the above general formula [1]
Is not particularly limited as long as the compound represented by the formula (1) and the transition metal salt of sulfonic acid are dissolved, and examples thereof include tetrahydrofuran, water, ethyl alcohol, and acetone. Of these, tetrahydrofuran is preferably used in the present invention. In such a reaction solvent, the concentration of the compound represented by the above general formula [1] at the time of the reaction is 0.0%
1 to 0.5 mol / l, preferably 0.05 to 0.
It is desirable to use it in an amount of 2 mol / liter.
【0023】反応終了後、得られた重合体は、通常、反
応液中に着色した溶解物として得られる。このような着
色は、触媒として添加されたスルホン酸の遷移金属塩の
陰イオン(スルホン酸イオン)が重合体中にドープされ
ることによって起こる。After completion of the reaction, the obtained polymer is usually obtained as a colored solution in the reaction solution. Such coloring is caused by doping the polymer with an anion (sulfonate ion) of a transition metal salt of sulfonic acid added as a catalyst.
【0024】なお、重合体中にドープされたスルホン酸
イオンは、ヒドラジンなどの還元剤を用いて洗浄するこ
とによって除去可能である。また、本発明では、このよ
うな重合体中にドープされたスルホン酸イオンを除去し
なくともよく、除去しない場合は、重合体中に、スルホ
ン酸イオンがドープされた重合体組成物が構成される。The sulfonic acid ions doped in the polymer can be removed by washing with a reducing agent such as hydrazine. Further, in the present invention, it is not necessary to remove the sulfonic acid ion doped in such a polymer, and if it is not removed, the polymer composition doped with the sulfonic acid ion is constituted in the polymer. You.
【0025】得られた重合体は、反応溶媒を除去して、
反応液から分離されたのち、水などで洗浄され、減圧乾
燥される。こうして得られた本発明に係るチオフェン構
造を有する重合体は、上記一般式[1]から誘導される
下記一般式[3]で表される繰り返し単位を有してい
る。The obtained polymer is obtained by removing the reaction solvent.
After being separated from the reaction solution, it is washed with water or the like and dried under reduced pressure. The thus obtained polymer having a thiophene structure according to the present invention has a repeating unit represented by the following general formula [3] derived from the above general formula [1].
【0026】[0026]
【化6】 Embedded image
【0027】式中、R1〜R4およびnは前記と同様であ
る。このような重合体の数平均分子量は、382〜40
000、好ましくは382〜20000であることが望
ましい。In the formula, R 1 to R 4 and n are the same as described above. The number average molecular weight of such a polymer is 382 to 40
000, preferably 382 to 20,000.
【0028】このような本発明に係る重合体は、テトラ
ヒドロフランなどの溶媒に可溶性である。このような可
溶性の発現理由としては、触媒としてスルホン酸の遷移
金属塩を用いることで、上記一般式[1]で表される化
合物が環状または螺旋状の重合体を形成し、重合度が抑
制されるものであると推定される。Such a polymer according to the present invention is soluble in a solvent such as tetrahydrofuran. The reason for the expression of such solubility is that by using a transition metal salt of sulfonic acid as a catalyst, the compound represented by the general formula [1] forms a cyclic or helical polymer, and the degree of polymerization is suppressed. It is estimated that
【0029】[チオフェン構造を有する共重合体]本発
明に係るチオフェン構造を有する共重合体は、上記一般
式[1]で表されるtrans-ビニレン基を介して2個のチ
オフェン環が結合した化合物と、下記一般式[2]で表
されるチオフェン化合物とを、スルホン酸の遷移金属塩
の存在下に、液相で共重合して得られたものである。[Copolymer Having Thiophene Structure] In the copolymer having a thiophene structure according to the present invention, two thiophene rings are bonded via a trans-vinylene group represented by the above general formula [1]. It is obtained by copolymerizing a compound and a thiophene compound represented by the following general formula [2] in a liquid phase in the presence of a transition metal salt of sulfonic acid.
【0030】[0030]
【化7】 Embedded image
【0031】式中、R5およびR6は、互いに同一でも異
なっていてもよく、水素原子、アルキル基、アルケニル
基、アルコキシ基、アルカノイル基、アルキルチオ基、
アリールオキシ基、アルキルチオアルキル基、アルキル
スルフィニルアルキル基、アルキルスルホニルアルキル
基、アルキルアリール基、アリールアルキル基、シクロ
アルキル基、アルキルスルフィニル基、アルキルスルホ
ニル基、アリール基、アリールチオ基、シクロアルケニ
ル基、アリールスルフィニル基、アリールスルホニル
基、スルホン酸基、ニトロ基、シアノ基、カルボキシル
基、ハロゲン原子である。In the formula, R 5 and R 6 may be the same or different from each other and represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an alkanoyl group, an alkylthio group,
Aryloxy, alkylthioalkyl, alkylsulfinylalkyl, alkylsulfonylalkyl, alkylaryl, arylalkyl, cycloalkyl, alkylsulfinyl, alkylsulfonyl, aryl, arylthio, cycloalkenyl, arylsulfinyl Group, arylsulfonyl group, sulfonic acid group, nitro group, cyano group, carboxyl group, and halogen atom.
【0032】これらの基のうち、水素原子、炭素数1〜
12のアルキル基、炭素数1〜12のアルキル基を含む
アルケニル基、炭素数1〜12のアルキル基を含むアル
コキシ基、炭素数1〜12のアルキル基を含むアルカノ
イル基、炭素数1〜12のアルキル基を含むアルキルチ
オ基、炭素数1〜12のアルキル基を含むアルキルチオ
アルキル基、炭素数1〜12のアルキル基を含むアルキ
ルスルフィニルアルキル基、炭素数1〜12のアルキル
基を含むアルキルスルホニルアルキル基、炭素数1〜1
2のアルキル基を含むアルキルアリール基、炭素数1〜
12のアルキル基を含むアルキルスルフィニル基、炭素
数1〜12のアルキル基を含むアルキルスルホニル基、
炭素数6〜12のアリール基、炭素数6〜12のアリー
ル基を含むアリールアルキル基、炭素数6〜12のアリ
ール基を含むアリールオキシ基、炭素数6〜12のアリ
ール基を含むアリールチオ基、炭素数6〜12のアリー
ル基を含むアリールスルフィニル基、炭素数6〜12の
アリール基を含むアリールスルホニル基が好ましい。Among these groups, a hydrogen atom and a group having 1 to 1 carbon atoms
An alkyl group having 12 alkyl groups, an alkenyl group having an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkanoyl group having an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, Alkylthio group containing an alkyl group, alkylthioalkyl group containing an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, alkylsulfinylalkyl group containing an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, alkylsulfonylalkyl group containing an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms , Having 1 to 1 carbon atoms
An alkylaryl group containing 2 alkyl groups, having 1 to 1 carbon atoms
An alkylsulfinyl group including an alkyl group having 12 alkyl groups, an alkylsulfonyl group including an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms,
An aryl group having 6 to 12 carbon atoms, an arylalkyl group including an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, an aryloxy group including an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, an arylthio group including an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, An arylsulfinyl group containing an aryl group having 6 to 12 carbon atoms and an arylsulfonyl group containing an aryl group having 6 to 12 carbon atoms are preferable.
【0033】一般式[1]で表されるtrans-ビニレン基
を介して2個のチオフェン環が結合した化合物として
は、前記したものと同様のものが挙げられる。また、一
般式[2]で表されるチオフェン化合物としては、チオ
フェン、3-メチルチオフェン、3,4-ジメチルチオフェ
ン、3-ドデシルチオフェンなどが挙げられる。Examples of the compound represented by the general formula [1] in which two thiophene rings are bonded via a trans-vinylene group include those described above. Examples of the thiophene compound represented by the general formula [2] include thiophene, 3-methylthiophene, 3,4-dimethylthiophene, and 3-dodecylthiophene.
【0034】本発明に係る共重合体は、前記一般式
[1]で表される化合物と前記一般式[2]で表される
化合物と前記スルホン酸の遷移金属塩とが反応溶媒に溶
解した溶液中で、一般式[1]で表される化合物と前記
一般式[2]で表される化合物とを共重合させることに
よって得られる。In the copolymer according to the present invention, the compound represented by the general formula [1], the compound represented by the general formula [2], and the transition metal salt of the sulfonic acid are dissolved in a reaction solvent. It is obtained by copolymerizing a compound represented by the general formula [1] and a compound represented by the general formula [2] in a solution.
【0035】上記反応では、上記一般式[1]で表され
る化合物の割合が、1〜99モル%、好ましくは5〜9
5モル%、さらに好ましくは30〜70モル%であり、
上記一般式[2]で表される化合物の割合が、99〜1
モル%、好ましくは95〜5モル%、さらに好ましくは
70〜30モル%であることが望ましい。なお、本発明
に係る共重合体では、上記式[1]および[2]で表さ
れる化合物の割合が、共重合体中の、式[1]で表され
る化合物から誘導される構成単位と、式[2]で表され
る化合物から誘導される構成単位との割合となる。In the above reaction, the proportion of the compound represented by the above general formula [1] is 1 to 99 mol%, preferably 5 to 9 mol%.
5 mol%, more preferably 30 to 70 mol%,
When the ratio of the compound represented by the general formula [2] is 99 to 1
It is desirable that the amount be 95% by mole, preferably 95% by mole, and more preferably 70% by mole. In the copolymer according to the present invention, the ratio of the compound represented by the formulas [1] and [2] is such that the structural unit derived from the compound represented by the formula [1] in the copolymer is used. And the ratio of the structural unit derived from the compound represented by the formula [2].
【0036】スルホン酸の遷移金属塩としては、前記と
同様のものが例示される。スルホン酸の遷移金属塩の使
用量は、上記一般式[1]で表される化合物と上記一般
式[1]で表される化合物との合計1モルに対して、通
常2〜10モル、好ましくは2〜5モルの量であること
が望ましい。Examples of the transition metal salt of sulfonic acid include the same as described above. The amount of the sulfonic acid transition metal salt to be used is generally 2 to 10 mol, preferably 2 to 10 mol, per 1 mol of the compound represented by the above general formula [1] and the compound represented by the above general formula [1]. Is desirably in an amount of 2 to 5 mol.
【0037】また、使用される反応溶媒としては、上記
一般式[1]で表される化合物と上記一般式[2]で表
される化合物およびスルホン酸の遷移金属塩が溶解する
ものであれば特に限定されず、前記と同様のものが挙げ
られる。このような反応溶媒は、反応時の上記一般式
[1]で表される化合物と[2]で表される化合物との
合計の濃度が、0.01〜0.5モル/リットル、好ま
しくは0.05〜0.2モル/リットルとなる量で使用
されることが望ましい。The reaction solvent to be used is one which can dissolve the compound represented by the general formula [1], the compound represented by the general formula [2], and the transition metal salt of sulfonic acid. There is no particular limitation, and the same as described above can be used. Such a reaction solvent has a total concentration of the compound represented by the above general formula [1] and the compound represented by the above [2] at the time of the reaction of 0.01 to 0.5 mol / L, preferably. It is desirable to use in an amount of 0.05 to 0.2 mol / liter.
【0038】得られた共重合体は、前記重合体と同様
に、反応液中に着色した溶解物として得られる。このよ
うな着色は、添加されるスルホン酸の遷移金属塩の陰イ
オン(スルホン酸イオン)が共重合体中にドープされる
ことによって起こる。このようにドープされたスルホン
酸イオンは、前記重合体と同様に、除去しても、あるい
は除去しなくともよく、除去しない場合は、後述するド
ーパントがドープされた重合体組成物を構成することが
できる。The obtained copolymer is obtained as a colored solution in the reaction solution in the same manner as the above-mentioned polymer. Such coloring occurs when the anion (sulfonate ion) of the added transition metal salt of sulfonic acid is doped into the copolymer. The sulfonic acid ion doped in this manner may be removed or may not be removed in the same manner as the above-mentioned polymer, and if not removed, a polymer composition doped with a dopant described below may be formed. Can be.
【0039】得られた共重合体は、反応溶媒を除去して
回収したのち、水などで洗浄され、減圧乾燥される。こ
うして得られた本発明に係る共重合体は、上記一般式
[1]および[2]から誘導される下記一般式[4]で
表される繰り返し単位を有している。The obtained copolymer is recovered by removing the reaction solvent, washed with water and the like, and dried under reduced pressure. The thus obtained copolymer according to the present invention has a repeating unit represented by the following general formula [4] derived from the above general formulas [1] and [2].
【0040】[0040]
【化8】 Embedded image
【0041】このような共重合体の数平均分子量は、2
74〜40000、好ましくは274〜20000であ
ることが望ましい。このような共重合体も、前記重合体
と同様に、テトラヒドロフランなどの溶媒に可溶性であ
る。このような可溶性の発現理由としては、前記重合体
と同様、上記一般式[1]で表される化合物と前記一般
式[2]で表される化合物とが環状または螺旋状の重合
体を形成し、共重合体の重合度が抑制されるものである
と推定される。The number average molecular weight of such a copolymer is 2
It is desirably 74 to 40000, preferably 274 to 20000. Such a copolymer is also soluble in a solvent such as tetrahydrofuran, like the above-mentioned polymer. The reason for the expression of such solubility is that, similarly to the polymer, the compound represented by the general formula [1] and the compound represented by the general formula [2] form a cyclic or helical polymer. However, it is presumed that the degree of polymerization of the copolymer is suppressed.
【0042】[重合体組成物]本発明に係る重合体組成
物は、前記重合体または共重合体とドーパントとからな
る。[Polymer Composition] The polymer composition according to the present invention comprises the above polymer or copolymer and a dopant.
【0043】ドーパントとしては、通常、ドーパントと
して使用されるものであれば特に限定されるものではな
く、たとえば、フッ素、塩素、ヨウ素、ICl、IC
l3、IBr、PF5、AsF5、SbF5、AgClO4、Ag
BF4、BF3、BCl3、BBr3、FSO2COSO2F、
H2SO4、HClO4、(NO2)(SbF6)、(NO)(SbCl
6)、(NO2)(BF4)、SO3、HNO3、FSO3H、C
F3SO3Hなどの電子受容体、Li、Na、Kなどのアル
カリ金属などの電子供与体などが挙げられる。The dopant is not particularly limited as long as it is usually used as a dopant. For example, fluorine, chlorine, iodine, ICl, IC
l 3, IBr, PF 5, AsF 5, SbF 5, AgClO 4, Ag
BF 4 , BF 3 , BCl 3 , BBr 3 , FSO 2 COSO 2 F,
H 2 SO 4 , HClO 4 , (NO 2 ) (SbF 6 ), (NO) (SbCl
6 ), (NO 2 ) (BF 4 ), SO 3 , HNO 3 , FSO 3 H, C
Electron acceptors such as F 3 SO 3 H; and electron donors such as alkali metals such as Li, Na, and K.
【0044】また、ドーパントとして、前記スルホン酸
の遷移金属塩を使用することもできる。これらのうち、
特にヨウ素が好ましい。The transition metal salt of sulfonic acid can be used as a dopant. Of these,
Particularly, iodine is preferable.
【0045】ドーパントの前記重合体へのドープは、上
記のドーパントのガスまたは溶液と上記重合体とを接触
させることにより行うことができる。また、前記のよう
な重合体の製造方法を採用すれば、重合体の重合時にス
ルホン酸の遷移金属塩の陰イオンをドープすることがで
きる。The doping of the polymer with the dopant can be carried out by contacting the polymer with the gas or solution of the dopant. In addition, if the above-described method for producing a polymer is adopted, an anion of a transition metal salt of sulfonic acid can be doped during polymerization of the polymer.
【0046】[0046]
【発明の効果】本発明によれば、固体電解コンデンサの
陰極導電材、帯電防止材等の導電材料として好適に用い
ることが可能なチオフェン構造を有する重合体および重
合体組成物を得ることができる。このような重合体およ
び重合体組成物から構成された陰極導電材を含む固体電
解コンデンサは、共振周波数におけるインピーダンスが
小さく、高周波特性が良好であり、しかも高温での特性
低下が少ない。According to the present invention, a polymer having a thiophene structure and a polymer composition which can be suitably used as a conductive material such as a cathode conductive material and an antistatic material of a solid electrolytic capacitor can be obtained. . A solid electrolytic capacitor containing such a polymer and a cathode conductive material composed of a polymer composition has a small impedance at a resonance frequency, has good high-frequency characteristics, and has little deterioration in characteristics at high temperatures.
【0047】また、本発明に係る重合体および重合体組
成物は、前記したように、溶解性に富んでいる。このた
め、この重合体および重合体組成物を固体電解コンデン
サの陰極導電材として用いる場合、溶液状で誘電体層に
塗布したのち、再重合することで、さらに電気伝導度を
高めることができる。この方法によれば、固体電解コン
デンサの陰極製造に、簡便かつ安価な新しいプロセスを
提供することができる。As described above, the polymer and the polymer composition according to the present invention are highly soluble. Therefore, when the polymer and the polymer composition are used as a cathode conductive material of a solid electrolytic capacitor, the electrical conductivity can be further increased by applying the solution in a dielectric layer and then re-polymerizing the solution. According to this method, a simple and inexpensive new process can be provided for manufacturing a cathode of a solid electrolytic capacitor.
【0048】[0048]
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるも
のではない。EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
【0049】[0049]
【実施例1】30mlフラスコに、p−トルエンスルホ
ン鉄(III)3.90gをテトラヒドロフラン10mlに
溶解した溶液を入れ、trans-1,2-ジ(2-チエニル)エチレ
ン255mgをテトラヒドロフラン4mlに溶解した液
を滴下したのち、24時間反応させた。得られた沈殿を
濾過し、水で洗浄し、減圧乾燥を行った。得られた生成
物の色は黒色で、テトラヒドロフランに可溶であった。Example 1 A solution of 3.90 g of p-toluenesulfone iron (III) dissolved in 10 ml of tetrahydrofuran was placed in a 30 ml flask, and 255 mg of trans-1,2-di (2-thienyl) ethylene was dissolved in 4 ml of tetrahydrofuran. After dropping the liquid, the reaction was carried out for 24 hours. The obtained precipitate was filtered, washed with water, and dried under reduced pressure. The color of the obtained product was black and was soluble in tetrahydrofuran.
【0050】上記のようにして得られた重合体粉末に気
相ヨウ素をドープし、直径10mmのペレットに成形し
た。このペレットの電気伝導度を直流4探針法により測
定した結果、電気伝導度は1.2×10-2S/cmであ
った。The polymer powder obtained as described above was doped with gas-phase iodine and formed into pellets having a diameter of 10 mm. As a result of measuring the electric conductivity of this pellet by a direct current four-probe method, the electric conductivity was 1.2 × 10 −2 S / cm.
【0051】[0051]
【実施例2】30mlフラスコに、p−トルエンスルホ
ン鉄(III)1.50gをテトラヒドロフラン5mlに溶
解した溶液を入れ、trans-1,2-ジ(2-チエニル)エチレン
128mgと3−メトキシチオフェン76mgをテトラ
ヒドロフラン4mlに溶解した液を滴下したのち、24
時間反応させた。得られた沈殿を濾過し、水で洗浄し、
減圧乾燥を行った。得られた生成物の色は黒色で、テト
ラヒドロフランに可溶であった。EXAMPLE 2 A solution of 1.50 g of p-toluenesulfone iron (III) dissolved in 5 ml of tetrahydrofuran was placed in a 30 ml flask, and 128 mg of trans-1,2-di (2-thienyl) ethylene and 76 mg of 3-methoxythiophene were added. Was added dropwise to 4 ml of tetrahydrofuran, and 24
Allowed to react for hours. The resulting precipitate is filtered, washed with water,
Drying under reduced pressure was performed. The color of the obtained product was black and was soluble in tetrahydrofuran.
Claims (9)
ン基を介して2個のチオフェン環が結合した化合物を、
スルホン酸の遷移金属塩の存在下に、液相で重合して得
られることを特徴とするチオフェン構造を有する重合
体。 【化1】 (式中、nは1〜3の整数を示し、R1〜R4は、互いに
同一でも異なっていてもよく、水素原子、アルキル基、
アルケニル基、アルコキシ基、アルカノイル基、アルキ
ルチオ基、アリールオキシ基、アルキルチオアルキル
基、アルキルスルフィニルアルキル基、アルキルスルホ
ニルアルキル基、アルキルアリール基、アリールアルキ
ル基、シクロアルキル基、アルキルスルフィニル基、ア
ルキルスルホニル基、アリール基、アリールチオ基、シ
クロアルケニル基、アリールスルフィニル基、アリール
スルホニル基、スルホン酸基、ニトロ基、シアノ基、カ
ルボキシル基、ハロゲン原子である。)1. A compound having two thiophene rings bonded via a trans-vinylene group represented by the following general formula [1]:
A polymer having a thiophene structure, which is obtained by polymerization in a liquid phase in the presence of a transition metal salt of sulfonic acid. Embedded image (In the formula, n represents an integer of 1 to 3, R 1 to R 4 may be the same or different from each other, and include a hydrogen atom, an alkyl group,
Alkenyl, alkoxy, alkanoyl, alkylthio, aryloxy, alkylthioalkyl, alkylsulfinylalkyl, alkylsulfonylalkyl, alkylaryl, arylalkyl, cycloalkyl, alkylsulfinyl, alkylsulfonyl, Aryl group, arylthio group, cycloalkenyl group, arylsulfinyl group, arylsulfonyl group, sulfonic acid group, nitro group, cyano group, carboxyl group, and halogen atom. )
数1〜12の直鎖状、環状、分岐状のアルキル基である
ことを特徴とする請求項1に記載のチオフェン構造を有
する重合体。2. The thiophene structure according to claim 1, wherein R 1 to R 4 are a hydrogen atom or a linear, cyclic or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms. Having a polymer.
ントとからなる重合体組成物。3. A polymer composition comprising the polymer according to claim 1 and a dopant.
ン基を介して2個のチオフェン環が結合した化合物と、 下記一般式[2]で表されるチオフェン化合物とを、 スルホン酸の遷移金属塩の存在下に、液相で共重合して
得られることを特徴とするチオフェン構造を有する共重
合体。 【化2】 (式中、nは1〜3の整数を示し、R1〜R6は互いに同
一でも異なっていてもよく、水素原子、アルキル基、ア
ルケニル基、アルコキシ基、アルカノイル基、アルキル
チオ基、アリールオキシ基、アルキルチオアルキル基、
アルキルスルフィニルアルキル基、アルキルスルホニル
アルキル基、アルキルアリール基、アリールアルキル
基、シクロアルキル基、アルキルスルフィニル基、アル
キルスルホニル基、アリール基、アリールチオ基、シク
ロアルケニル基、アリールスルフィニル基、アリールス
ルホニル基、スルホン酸基、ニトロ基、シアノ基、カル
ボキシル基、ハロゲン原子である。)4. A compound in which two thiophene rings are bonded via a trans-vinylene group represented by the following general formula [1] and a thiophene compound represented by the following general formula [2]: A copolymer having a thiophene structure, which is obtained by copolymerization in a liquid phase in the presence of a transition metal salt of the above. Embedded image (In the formula, n represents an integer of 1 to 3, and R 1 to R 6 may be the same or different, and each represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an alkanoyl group, an alkylthio group, or an aryloxy group. , An alkylthioalkyl group,
Alkylsulfinylalkyl, alkylsulfonylalkyl, alkylaryl, arylalkyl, cycloalkyl, alkylsulfinyl, alkylsulfonyl, aryl, arylthio, cycloalkenyl, arylsulfinyl, arylsulfonyl, sulfonic acid Group, nitro group, cyano group, carboxyl group and halogen atom. )
数1〜12の直鎖状、環状、分岐状のアルキル基である
ことを特徴とする請求項4に記載のチオフェン構造を有
する共重合体。5. The thiophene structure according to claim 4, wherein R 1 to R 4 are a hydrogen atom or a linear, cyclic, or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms. Having a copolymer.
パントとからなる重合体組成物。6. A polymer composition comprising the copolymer according to claim 4 and a dopant.
ン基を介して2個のチオフェン環が結合した化合物を、
スルホン酸の遷移金属塩の存在下に、液相で重合させる
ことを特徴とするチオフェン構造を有する重合体の製造
方法。7. A compound in which two thiophene rings are bonded via a trans-vinylene group represented by the general formula [1],
A method for producing a polymer having a thiophene structure, characterized by polymerizing in a liquid phase in the presence of a transition metal salt of sulfonic acid.
ン基を介して2個のチオフェン環が結合した化合物と、 上記一般式[2]で表されるチオフェン化合物とを、 スルホン酸の遷移金属塩の存在下に、液相で共重合させ
ることを特徴とするチオフェン構造を有する共重合体の
製造方法。8. A compound having two thiophene rings bonded via a trans-vinylene group represented by the above general formula [1] and a thiophene compound represented by the above general formula [2], A method for producing a copolymer having a thiophene structure, wherein the copolymer is copolymerized in a liquid phase in the presence of a transition metal salt.
らなる導電材料。9. A conductive material comprising the polymer composition according to claim 3 or 6.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP991898A JPH11209461A (en) | 1998-01-21 | 1998-01-21 | Polymer having thiophene structure, composition comprising same, preparation of same and electroconductive material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP991898A JPH11209461A (en) | 1998-01-21 | 1998-01-21 | Polymer having thiophene structure, composition comprising same, preparation of same and electroconductive material |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11209461A true JPH11209461A (en) | 1999-08-03 |
Family
ID=11733485
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP991898A Pending JPH11209461A (en) | 1998-01-21 | 1998-01-21 | Polymer having thiophene structure, composition comprising same, preparation of same and electroconductive material |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11209461A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001036382A1 (en) * | 1999-11-16 | 2001-05-25 | Mitsui Chemicals, Inc. | Process for producing benzenesulfonic acid derivative compound, dopant, conductive polymeric material, and solid electrolytic capacitor |
US7871714B2 (en) | 2002-12-25 | 2011-01-18 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Polymer, electroluminescent device, and light emitting device |
-
1998
- 1998-01-21 JP JP991898A patent/JPH11209461A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001036382A1 (en) * | 1999-11-16 | 2001-05-25 | Mitsui Chemicals, Inc. | Process for producing benzenesulfonic acid derivative compound, dopant, conductive polymeric material, and solid electrolytic capacitor |
US7871714B2 (en) | 2002-12-25 | 2011-01-18 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Polymer, electroluminescent device, and light emitting device |
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