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JPH09302073A - Multibranched polymer and its production - Google Patents

Multibranched polymer and its production

Info

Publication number
JPH09302073A
JPH09302073A JP8114891A JP11489196A JPH09302073A JP H09302073 A JPH09302073 A JP H09302073A JP 8114891 A JP8114891 A JP 8114891A JP 11489196 A JP11489196 A JP 11489196A JP H09302073 A JPH09302073 A JP H09302073A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polymer
soln
represented
reagent
doping
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.)
Granted
Application number
JP8114891A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3080359B2 (en
Inventor
Susumu Tanaka
進 田中
Masami Kumei
正美 粂井
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.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Stanley Electric Co Ltd
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
Stanley Electric 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 Agency of Industrial Science and Technology, Stanley Electric Co Ltd filed Critical Agency of Industrial Science and Technology
Priority to JP08114891A priority Critical patent/JP3080359B2/en
Publication of JPH09302073A publication Critical patent/JPH09302073A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3080359B2 publication Critical patent/JP3080359B2/en
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a multibranched polymer which can be doped with cations by producing a Grignard reagent of a compd. represented by a specific formula and polymerizing the reagent by the Grignard reaction. SOLUTION: An intermediate is produced by suspending a triazine compd. represented by formula I (wherein X is Br, Cl, or I) in a solvent (e.g. tetrahydrofuran) in a reactor, cooling the resultant suspension under stirring, and adding a soln. of n-butyllithium in hexane to the suspension to react the triazine compd. with n-butyllithium. A Grignard reagent represented by formula II is produced by dropping a soln. of a magnesium halide etherate in diethyl ether into the intermediate to react the etherate with the intermediate. A multibranched polymer having repeating units represented by formula III is obtd. by dropping the reagent into a soln. of Ni acetylacetonate in tetrahydrofuran, elevating the temp. of the soln. under stirring, and allowing the reagent and Ni acetylacetonate to react. Voltage is applied between a platinum electrode coated with a layer of the multibranched polymer and a counter electrode in an electrolyte soln. to dope the layer with cations in the soln.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、多分岐重合体(デ
ンドリマ)およびその製造方法に関し、特に可逆的に陽
イオンをドープすることが可能な多分岐重合体およびそ
の製造方法等に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a hyperbranched polymer (dendrimer) and a method for producing the same, and more particularly to a hyperbranched polymer capable of reversibly doping with cations and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】π電子を含むπ共役系高分子材料は、一
般的に導電性や蓄電性を示すことが多い。さらに、イオ
ンをドープすることによって蓄電性を示すことが多い。
さらに、イオンをドープすることによって蓄電性を示す
π共役系高分子材料は、イオンのドーピングに伴って色
を変化させるエレクトロクロミズム特性を示すことが多
い。このようなπ共役系高分子材料はエレクトロニクス
やオプトエレクトロニクスの分野においてデバイスへの
応用が期待されている。
2. Description of the Related Art Generally, a π-conjugated polymer material containing π-electrons often exhibits conductivity and electricity storage. In addition, it is often doped with ions to show a charge storage property.
Further, a π-conjugated polymer material that exhibits an electricity storage property by being doped with ions often exhibits an electrochromic property in which a color changes with the doping of ions. Such π-conjugated polymer materials are expected to be applied to devices in the fields of electronics and optoelectronics.

【0003】たとえば、イオンを可逆的に出し入れする
材料は、電池の電極材料としての利用が期待される。ポ
リアセンはコイン型一次電池の材料として既に利用され
ている。ポリアニリンは、2,5−ジメルカプト−1,
3,4−チアジアゾールと混合して正極を構成でき、L
i金属の負極と組み合わせて電池を作成する研究が進め
られている。
For example, a material that reversibly moves ions in and out is expected to be used as an electrode material for batteries. Polyacene is already used as a material for coin-type primary batteries. Polyaniline is 2,5-dimercapto-1,
It can be mixed with 3,4-thiadiazole to form a positive electrode, and L
Research is under way to create batteries in combination with i-metal negative electrodes.

【0004】ところで、これまでイオンをドープできる
高分子材料が数多く報告されているが、その多くは陰イ
オンをドープできるものであった。陽イオンをドープで
きるπ共役系高分子材料の種類は少なく、高分子材料と
しての多様性に欠けている。
By the way, many polymer materials capable of doping ions have been reported so far, but most of them have been capable of doping anions. There are few types of π-conjugated polymer materials that can be doped with cations, and they lack versatility as polymer materials.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、陽イ
オンをドープできる新規な多分岐重合体ないしその製造
方法等を提供することである。
An object of the present invention is to provide a novel hyperbranched polymer which can be doped with cations, a method for producing the same, and the like.

【0006】本発明の他の目的は、陽イオンのドーピン
グによるエレクトロクロミック特性を有す新規な多分岐
重合体ないしその製造方法等を提供することである。
Another object of the present invention is to provide a novel hyperbranched polymer having electrochromic properties by cation doping, a method for producing the same, and the like.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の一観点によれ
ば、一般式
According to one aspect of the present invention, a general formula

【0008】[0008]

【化5】 Embedded image

【0009】で表わされる繰り返し単位を有する多分岐
重合体が提供される。本発明の他の観点によれば、一般
There is provided a hyperbranched polymer having a repeating unit represented by: According to another aspect of the invention, a general formula

【0010】[0010]

【化6】 [Chemical 6]

【0011】で表わされる化合物から、一般式From the compound represented by the general formula

【0012】[0012]

【化7】 [Chemical 7]

【0013】で表わされるグリニヤール試薬を生成する
工程と、前記グリニヤール試薬をグリニヤール反応によ
って重合させる工程とを含む多分岐重合体の製造方法が
提供される。
A method for producing a hyperbranched polymer is provided, which comprises a step of producing a Grignard reagent represented by and a step of polymerizing the Grignard reagent by a Grignard reaction.

【0014】このトリアジン環を含む多分岐重合体は、
陽イオンをドープすることができる。陽イオンとして
は、Li+ 、Na+ 、K+ 、Rb+ 、Sc+ 等のアルカ
リ金属イオン、H4 + 、Me(メチル)4 + 、Et
(エチル)4 + 、(n−Bu(ブチル))4 + 等の
第4アルキルアンモニウムイオン等を用いることができ
る。これらの陽イオンのドーピングは、電気化学的方
法、化学的方法等で実行できる。
The hyperbranched polymer containing the triazine ring is
It can be doped with cations. Examples of the cation include alkali metal ions such as Li + , Na + , K + , Rb + , Sc + , H 4 N + , Me (methyl) 4 N + , Et.
A quaternary alkylammonium ion such as (ethyl) 4 N + and (n-Bu (butyl)) 4 N + can be used. Doping with these cations can be performed by an electrochemical method, a chemical method, or the like.

【0015】この多分岐重合体は、陽イオンのドーピン
グに伴って白色から赤色または茶色へ色変化し、脱ドー
ピングによって白色に戻る。このようなエレクトロクロ
ミック現象を利用してエレクトロクロミック表示材料と
して利用することができる。また、陽イオンを可逆的に
ドーピング、脱ドーピングできる特性を利用し、電池の
電極などの充放電材料として利用することが可能であ
る。
The multi-branched polymer changes color from white to red or brown with cation doping, and returns to white by dedoping. By utilizing such electrochromic phenomenon, it can be used as an electrochromic display material. Further, it can be used as a charge / discharge material for electrodes of batteries by utilizing the property of reversibly doping and dedoping cations.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明者らは、DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present inventors

【0017】[0017]

【化8】 Embedded image

【0018】で表される繰り返し単位を有する多分岐重
合体の製造に成功した。以下、この多分岐重合体の製造
方法を説明する。まず、一般式
A hyperbranched polymer having a repeating unit represented by the following formula was successfully produced. Hereinafter, a method for producing the hyperbranched polymer will be described. First, the general formula

【0019】[0019]

【化9】 Embedded image

【0020】で表わされる化合物を製造する。この製造
方法は、米国特許第3,932,402号に記載されて
いる。この多分岐重合体にアルキルリチウム試薬を作用
させ、一般式
A compound represented by the formula: This manufacturing method is described in US Pat. No. 3,932,402. When an alkyllithium reagent is allowed to act on this hyperbranched polymer,

【0021】[0021]

【化10】 Embedded image

【0022】で表わされる中間体化合物を得る。この中
間体化合物に、さらにハロゲン化マグネシウムエーテラ
ートを作用させ、一般式
An intermediate compound represented by: This intermediate compound is further reacted with magnesium halide etherate to give a compound of the general formula

【0023】[0023]

【化11】 Embedded image

【0024】で表わされるグリニヤール試薬を得る。こ
のグリニヤール試薬をニッケル触媒の存在下においてグ
リニヤール重合させ、目的とする多分岐重合体を得る。
A Grignard reagent represented by the following formula is obtained. This Grignard reagent is Grignard polymerized in the presence of a nickel catalyst to obtain the desired multibranched polymer.

【0025】アルキルリチウム試薬としては、MeL
i、EtLi、n−BuLi、sec−BuLi等を用
いることができる。反応溶媒としては、テトラヒドロフ
ラン、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、アニソー
ル、その他のエーテル系溶媒を用いることができる。グ
リニヤール試薬は、大気中の水蒸気や酸素と激しく反応
してしまうため、全ての反応は、酸素、水分との副反応
を避けるために不活性ガス雰囲気下で行う。
Alkyllithium reagents include MeL
i, EtLi, n-BuLi, sec-BuLi, or the like can be used. As the reaction solvent, tetrahydrofuran, diethyl ether, dibutyl ether, anisole, and other ether solvents can be used. Since the Grignard reagent reacts violently with water vapor and oxygen in the atmosphere, all reactions are performed in an inert gas atmosphere to avoid side reactions with oxygen and moisture.

【0026】一般式General formula

【0027】[0027]

【化12】 [Chemical 12]

【0028】で表わされる繰り返し単位を有する多分岐
重合体は、前述のように陽イオンをドーピングすること
ができる。陽イオンを電気化学的にドーピングする場
合、電極表面に多分岐重合体を担持させ、この電極を対
向電極と共に中性の支持電解質を溶解した電解液中に浸
積する。電極間の印加電圧あるいは電流を適切に制御す
ることにより、可逆的にイオンを着脱させることができ
る。
The hyperbranched polymer having a repeating unit represented by the formula (1) can be doped with a cation as described above. In the case of electrochemically doping with cations, a multibranched polymer is supported on the electrode surface, and this electrode is immersed together with the counter electrode in an electrolytic solution in which a neutral supporting electrolyte is dissolved. By appropriately controlling the applied voltage or current between the electrodes, the ions can be reversibly attached and detached.

【0029】多分岐重合体を担持させる電極としては、
白金、金、炭素、インジウム−錫酸化物などを挙げるこ
とができる。支持電解質としては、テトラフルオロほう
酸テトラn−ブチルアンモニウムなどのテトラフルオロ
ほう酸アルキルアンモニウム塩、テトラフルオロほう酸
リチウムなどのテトラフルオロほう酸アルカリ金属塩、
過塩素酸テトラエチルアンモニウムなどの過塩素酸アル
キルアンモニウム塩、過塩素酸リチウムなどの過塩素酸
アルカリ金属塩、ヘキサフルオロ燐酸テトラn−ブチル
アンモニウム等のヘキサフルオロ燐酸アルキルアンモニ
ウム塩、ヘキサフルオロ燐酸ナトリウムなどのヘキサフ
ルオロ燐酸アルカリ金属塩、p−トルエンスルホン酸テ
トラメチルアンモニウム等のp−トルエンスルホン酸ア
ルキルアンモニウム塩、トリフルオロ酢酸ナトリウム等
のトリフルオロ酢酸アルカリ金属塩等が挙げられる。
As the electrode for supporting the multi-branched polymer,
Platinum, gold, carbon, indium-tin oxide, etc. can be mentioned. Examples of the supporting electrolyte include alkyl tetrafluoroborate alkylammonium salts such as tetra-n-butylammonium tetrafluoroborate, tetrafluoroborate alkali metal salts such as lithium tetrafluoroborate,
Such as alkylammonium perchlorate salts such as tetraethylammonium perchlorate, alkali metal perchlorate salts such as lithium perchlorate, alkylammonium hexafluorophosphate salts such as tetra-n-butylammonium hexafluorophosphate, sodium hexafluorophosphate, etc. Examples thereof include alkali metal hexafluorophosphate salts, alkylammonium p-toluenesulfonate salts such as tetramethylammonium p-toluenesulfonate, and alkali metal trifluoroacetate salts such as sodium trifluoroacetate.

【0030】溶媒としては、アセトニトリル、炭酸プロ
ピレン、ニトロメタン、スルホラン、N−メチルピロリ
ドン等を挙げることができる。以下、多分岐重合体を製
造した具体例に従って説明する。
Examples of the solvent include acetonitrile, propylene carbonate, nitromethane, sulfolane, N-methylpyrrolidone and the like. Hereinafter, description will be given according to a specific example of producing a multibranched polymer.

【0031】まず、多分岐重合体の原料となる2,4,
6−トリス(p−ブロモフェニル)−1,3,5−トリ
アジンの製造方法を説明する。なお、この方法は米国特
許第3,932,402号記載の合成方法に従ってい
る。
First, 2,4, which is a raw material of the hyperbranched polymer,
The method for producing 6-tris (p-bromophenyl) -1,3,5-triazine will be described. This method follows the synthetic method described in US Pat. No. 3,932,402.

【0032】フラスコに取り分けたp−ブロモベンゾニ
トリル1.97g(10.8mmol)を攪拌しなが
ら、トリフルオロメタンスルホン酸5.50g(36.
6mmol)を滴下ロートより滴下し、添加した。反応
系は、氷水浴によって、0℃から10℃の間に保持し
た。添加終了後、反応系を室温にし、攪拌を停止し、1
8時間静置した。
While stirring 1.97 g (10.8 mmol) of p-bromobenzonitrile set aside in the flask, 5.50 g (36.
6 mmol) was added dropwise from a dropping funnel and added. The reaction system was kept between 0 ° C and 10 ° C by an ice water bath. After the addition was completed, bring the reaction system to room temperature, stop stirring, and
Let stand for 8 hours.

【0033】次に、オレンジ色の反応液を氷の上に滴下
し、氷を氷解した後に得られる白色の沈殿を含んだ酸性
水溶液をアンモニア水で中和した。沈殿を濾取し、1対
1のアセトン−ジクロロメタン70mlを用いて洗浄し
た。さらに沈殿をベンゼンで再結晶し、60℃で2時間
真空乾燥した。収量1.59g(収率81%)であっ
た。生成物は白色針状結晶で、融点は367℃〜370
℃であった。
Next, the orange reaction solution was dropped onto ice and the acidic aqueous solution containing a white precipitate obtained after the ice was thawed was neutralized with aqueous ammonia. The precipitate was collected by filtration and washed with 70 ml of 1: 1 acetone-dichloromethane. Further, the precipitate was recrystallized from benzene and vacuum dried at 60 ° C. for 2 hours. The amount was 1.59 g (81%). The product is white needle crystals, melting point 367 ° C-370.
° C.

【0034】図1は、得られた生成物の赤外線吸収スペ
クトルを示す。原料に含まれるニトリル基による222
5cm-1の吸収は消滅し、原料が十分反応したことを示
している。一方、1580、1515、1402、13
71cm-1付近には、原料に比べ数多くの強い吸収が観
察できる。これは、ベンゼン環のC=C伸縮振動および
新たに生成したトリアジン環のC=N伸縮振動に起因す
ると考えられる。
FIG. 1 shows the infrared absorption spectrum of the product obtained. 222 due to the nitrile group contained in the raw material
The absorption at 5 cm -1 disappeared, indicating that the raw materials had fully reacted. On the other hand, 1580, 1515, 1402, 13
Around 71 cm −1 , many strong absorptions can be observed compared to the raw material. It is considered that this is due to the C = C stretching vibration of the benzene ring and the C = N stretching vibration of the newly generated triazine ring.

【0035】1172、1068、1011cm-1の吸
収は、ベンゼン環のC−H面内変角振動に帰属される。
843、807cm-1の吸収は、C−H面外変角振動に
帰属される。496および476cm-1の吸収は、C−
Br伸縮振動によるものと考えられる。
The absorptions at 1172, 1068 and 1011 cm -1 are attributed to the C-H in-plane bending vibration of the benzene ring.
The absorptions at 843 and 807 cm -1 are attributed to C-H out-of-plane bending vibration. The absorptions at 496 and 476 cm -1 are C-
It is considered to be due to Br stretching vibration.

【0036】図2は、この生成物の化学組成と考えられ
る一般式を示す。すなわち、2,4,6−トリス(p−
ブロモフェニル)−1,3,5−トリアジンが生成され
たと考えられる。この組成物が、目的とする多分岐重合
体のモノマーに相当する。なお、ベンゼン環にBrが結
合した組成を示したが、ClやIが結合した組成物を生
成させることも可能である。これらの組成の場合も上述
の米国特許第3,932,402号の合成方法を用いる
ことができる。
FIG. 2 shows the general formula believed to be the chemical composition of this product. That is, 2,4,6-tris (p-
It is considered that bromophenyl) -1,3,5-triazine was produced. This composition corresponds to the desired monomer of the multibranched polymer. Although the composition in which Br is bonded to the benzene ring is shown, a composition in which Cl or I is bonded can be generated. Also in the case of these compositions, the synthesis method of the above-mentioned US Pat. No. 3,932,402 can be used.

【0037】次に、このようにして製造した2,4,6
−トリス(p−ブロモフェニル)−1,3,5−トリア
ジンを重合し、多分岐重合体を製造する方法を説明す
る。本発明者らは、重合方法としてグリニヤール反応を
用いた。反応はすべて不活性ガスであるアルゴンガス雰
囲気中において行なった。水分および酸素、特に水分、
を除去するため、溶媒のテトラヒドロフランは水素化カ
ルシウム存在下で蒸留し、ジエチルエーテルは一晩塩化
カルシウムで乾燥後、蒸留したものを使用した。
Next, 2, 4, 6 produced in this way
A method for polymerizing -tris (p-bromophenyl) -1,3,5-triazine to produce a hyperbranched polymer will be described. The present inventors used the Grignard reaction as a polymerization method. All the reactions were performed in an argon gas atmosphere which is an inert gas. Moisture and oxygen, especially moisture,
To remove the solvent, the solvent tetrahydrofuran was distilled in the presence of calcium hydride, and the diethyl ether was used after being dried with calcium chloride overnight and then distilled.

【0038】フラスコ中に2,4,6−トリス(p−ブ
ロモフェニル)−1,3,5−トリアジン0.218g
(0.40mmol)を取り、テトラヒドロフラン2.
5mlを加え、テトラヒドロフラン中に懸濁した。メタ
ノール中にドライアイスを投入した冷媒を用い、懸濁液
を−78℃に冷却し、攪拌しながら濃度1.6Mのn−
ブチルリチウム−ヘキサン溶液を0.25ml(0.4
0mmol)加え、10分間反応を行なった。
0.218 g of 2,4,6-tris (p-bromophenyl) -1,3,5-triazine in a flask.
(0.40 mmol), and tetrahydrofuran 2.
5 ml was added and suspended in tetrahydrofuran. The suspension was cooled to −78 ° C. using a refrigerant in which dry ice was put in methanol, and n-concentration of 1.6 M was added while stirring.
Butyl lithium-hexane solution 0.25 ml (0.4
0 mmol) was added and the reaction was carried out for 10 minutes.

【0039】ここで、添加したn−ブチルリチウム−ヘ
キサン溶液の量は、2,4,6−トリス(p−ブロモフ
ェニル)−1,3,5−トリアジン分子中のBrが1
個、Liに置換される量に制御してある。このようにし
て上述の化学式10(X=Br)で示される組成が得ら
れる。
Here, the amount of the n-butyllithium-hexane solution added was such that Br in the 2,4,6-tris (p-bromophenyl) -1,3,5-triazine molecule was 1.
The quantity is controlled so that the amount of Li is replaced by Li. Thus, the composition represented by the above chemical formula 10 (X = Br) is obtained.

【0040】得られた反応中間体を含む黄色の溶液を−
78℃に保ちながら、0.5mlのジエチルエーテルに
溶解した0.135g(0.52mmol)のマグネシ
ウムブロマイドエーテラートをシリンジを用いて滴下し
た。攪拌を続けながら、室温に戻し、10分間反応さ
せ、グリニヤール試薬を含む白色の反応液を得た。この
ようにして、化学式11(X=Br)で示される組成が
得られる。このようにして、重合反応が可能なモノマが
得られた。
The yellow solution containing the obtained reaction intermediate was-
While maintaining the temperature at 78 ° C., 0.135 g (0.52 mmol) of magnesium bromide etherate dissolved in 0.5 ml of diethyl ether was added dropwise using a syringe. While continuing stirring, the mixture was returned to room temperature and reacted for 10 minutes to obtain a white reaction liquid containing a Grignard reagent. Thus, the composition represented by the chemical formula 11 (X = Br) is obtained. In this way, a monomer capable of undergoing a polymerization reaction was obtained.

【0041】触媒であるニッケルアセチルアセトネート
15.0mg(0.05mmol)を、テトラヒドロフ
ラン10mlに溶解し、別のフラスコに用意した。シリ
ンジで前述の反応液を抜き取り、テトラヒドロフラン溶
液中に滴下した。攪拌しながら昇温し、65℃で20時
間重合反応を行なった。反応液は黄緑色を呈した。
15.0 mg (0.05 mmol) of nickel acetylacetonate as a catalyst was dissolved in 10 ml of tetrahydrofuran and prepared in another flask. The above-mentioned reaction liquid was extracted with a syringe and added dropwise to a tetrahydrofuran solution. The temperature was raised with stirring, and a polymerization reaction was carried out at 65 ° C. for 20 hours. The reaction solution was yellowish green.

【0042】なお、重合度は、反応の時間および温度を
制御することによって変化させることができる。テトラ
ヒドロフランを用いた場合はその沸点により65℃以上
の昇温は行なえないが、他の溶媒を用いることにより反
応温度を上昇させることができる。
The degree of polymerization can be changed by controlling the reaction time and temperature. When tetrahydrofuran is used, it is not possible to raise the temperature above 65 ° C. due to its boiling point, but it is possible to raise the reaction temperature by using another solvent.

【0043】反応温度を上昇させれば重合度も増加する
と考えられる。逆に、反応温度を低下させれば、重合度
は減少すると考えられる。重合反応を終了した後、溶液
を室内温度に戻し、0.1mlの蒸留水を添加し、反応
を停止させた。水を添加することにより、反応基MgB
rが終端化されると考えられる。このようにして、目的
とする多分岐重合体が得られた。
It is considered that the degree of polymerization increases as the reaction temperature increases. On the contrary, if the reaction temperature is lowered, the degree of polymerization is considered to decrease. After the polymerization reaction was completed, the solution was returned to the room temperature and 0.1 ml of distilled water was added to stop the reaction. By adding water, the reactive group MgB
It is considered that r is terminated. In this way, the desired hyperbranched polymer was obtained.

【0044】次に、得られた多分岐重合体の精製を行な
った。反応液に含まれる溶媒をロータリエバポレータを
用いて留去し、得られた固形物に325mlのクロロホ
ルムを加えて60℃に加熱し、攪拌して未反応原料を溶
解させた。325mlのクロロホルムは、原料がすべて
未反応であったとしてもその全量を溶解させる量であ
る。
Next, the obtained multibranched polymer was purified. The solvent contained in the reaction solution was distilled off using a rotary evaporator, 325 ml of chloroform was added to the obtained solid substance, and the mixture was heated to 60 ° C. and stirred to dissolve the unreacted raw materials. 325 ml of chloroform is an amount that dissolves all the raw materials even if all the raw materials are unreacted.

【0045】その後、不溶分を濾取し、1NのHCl2
0mlで洗浄した。さらに、蒸留水20ml、メタノー
ル20mlで順次洗浄を行なった。残った固形分を50
℃で30分間真空乾燥し、75.4mgの黄白色の重合
体を得た。収率は48%であった。
Then, the insoluble matter was filtered off, and 1N HCl2 was added.
Washed with 0 ml. Furthermore, 20 ml of distilled water and 20 ml of methanol were sequentially washed. 50 remaining solids
It was vacuum dried at 30 ° C. for 30 minutes to obtain 75.4 mg of a yellowish white polymer. The yield was 48%.

【0046】この重合体を顕微鏡下に配置し、500℃
までの昇温を行なったが、重合体は溶融しなかった。従
って、耐熱性の優れた材料が得られたと考えられる。図
3は、得られた重合体の赤外線吸収スペクトルを示す。
原料の赤外線吸収スペクトルである図1と比較すること
により、その特徴がより明確に読み取れる。1607、
1566、1504、1359cm-1にベンゼン環およ
びトリアジン環の伸縮振動に帰属される強い吸収が見ら
れる。1179、1069、1004、839、808
cm-1には、C−H変角振動に由来する吸収が、図1の
吸収曲線と同様に確認できる。500cm-1付近のC−
Br伸縮振動に基づく吸収は低くなっており、C−Br
結合は減少していることが示唆される。
The polymer was placed under a microscope at 500 ° C.
However, the polymer did not melt. Therefore, it is considered that a material having excellent heat resistance was obtained. FIG. 3 shows the infrared absorption spectrum of the obtained polymer.
The characteristics can be more clearly read by comparison with FIG. 1, which is the infrared absorption spectrum of the raw material. 1607,
Strong absorption attributed to stretching vibrations of the benzene ring and the triazine ring is observed at 1566, 1504, and 1359 cm -1 . 1179, 1069, 1004, 839, 808
At cm- 1 , absorption derived from C-H bending vibration can be confirmed as in the absorption curve of FIG. C- near 500 cm -1
Absorption due to Br stretching vibration is low, and C-Br
It is suggested that binding is reduced.

【0047】図4は、これらの実験結果から推定される
重合体構造を示す。化学式11に示されるモノマのMg
XとXとが反応して脱離し、2次元的、3次元的に重合
が生じるものと考えられる。モノマのハロゲン基はB
r、Cl、Iのいずれであっても、結果として得られる
重合体はほぼ同様のものであろう。
FIG. 4 shows the polymer structure deduced from these experimental results. Monomeric Mg shown in Chemical Formula 11
It is considered that X and X react with each other to be desorbed and polymerize two-dimensionally and three-dimensionally. The halogen group of the monomer is B
The resulting polymer, whether r, Cl, or I, will be similar.

【0048】次に、得られた多分岐重合体に陽イオンを
ドーピングする方法を説明する。5.0mg/mlの濃
度になるように、多分岐重合体をジメチルホルムアミド
に懸濁した。重合体を含む懸濁液を、縦1.0cm横
1.0cmの白金電極上に塗布し、100℃に加熱して
ジメチルホルムアミドを蒸発させた。このようにして、
重量0.016mgの多分岐重合体薄膜を白金電極表面
に形成した。
Next, a method of doping the obtained multibranched polymer with cations will be described. The hyperbranched polymer was suspended in dimethylformamide to a concentration of 5.0 mg / ml. The suspension containing the polymer was applied onto a platinum electrode having a length of 1.0 cm and a width of 1.0 cm and heated to 100 ° C. to evaporate dimethylformamide. In this way,
A multi-branched polymer thin film having a weight of 0.016 mg was formed on the platinum electrode surface.

【0049】電解質溶液は以下のように作成した。0.
329g(1.0mmol)のテトラフルオロほう酸テ
トラn−ブチルアンモニウムを10mlのアセトニトリ
ルに溶解し、溶在酸素を除くためにアルゴンガスで30
分間バブリングを行なった。アセトニトリルは、あらか
じめ水素化カルシウム存在下で蒸留したものを用いた。
The electrolyte solution was prepared as follows. 0.
329 g (1.0 mmol) of tetra-n-butylammonium tetrafluoroborate was dissolved in 10 ml of acetonitrile, and 30 g of argon gas was added to remove dissolved oxygen.
Bubbling was performed for a minute. Acetonitrile used was distilled in the presence of calcium hydride in advance.

【0050】このように調整した電解質溶液に、作用電
極として重合体薄膜を塗布した白金電極、対向電極とし
て縦1.0cm、横1.0cmの白金電極、参照電極と
して銀線をそれぞれ浸積した。参照電極と対向電極の間
の電位を参照電極の電位を基準に制御し、重合体薄膜に
電解質溶液中の陽イオンであるn−ブチルアンモニウム
イオンをドーピングした。電位印加および制御はポテン
ショスタット装置を用いて行なった。
The electrolyte solution thus prepared was immersed with a platinum electrode coated with a polymer thin film as a working electrode, a platinum electrode having a length of 1.0 cm and a width of 1.0 cm as a counter electrode, and a silver wire as a reference electrode. . The potential between the reference electrode and the counter electrode was controlled on the basis of the potential of the reference electrode, and the polymer thin film was doped with n-butylammonium ion which is a cation in the electrolyte solution. The potential application and control were performed using a potentiostat device.

【0051】図5は、多分岐重合体のサイクリックボル
タモグラムを示す。陽イオンをドーピングするため、電
圧掃引は負電圧を用いて行なった。掃引速度は、50m
V/secである。図中、−1.6V付近に得られる下
向きの電流ピークは、テトラn−ブチルアンモニウムイ
オンのドーピングに由来する。−1.5V付近の上向き
の電流ピークは、テトラn−ブチルアンモニウムイオン
の脱ドーピングに由来する。すなわち、作用電極に印加
する電圧を負に増大していくと、テトラn−ブチルアン
モニウムイオンがドーピングされ、印加電圧を0に戻し
ていくと、ドーピングされたテトラn−ブチルアンモニ
ウムイオンが重合体から脱離し、脱ドーピングが行なわ
れる。このように、図5は作用電極上の重合体膜が可逆
的にイオンを着脱している様子を示す。
FIG. 5 shows a cyclic voltammogram of the hyperbranched polymer. The voltage sweep was performed with a negative voltage to dope the cations. Sweep speed is 50m
V / sec. In the figure, the downward current peak obtained in the vicinity of −1.6 V is derived from the doping of tetra-n-butylammonium ion. The upward current peak near -1.5V is due to the dedoping of tetra-n-butylammonium ion. That is, when the voltage applied to the working electrode is negatively increased, the tetra-n-butylammonium ion is doped, and when the applied voltage is returned to 0, the doped tetra-n-butylammonium ion is released from the polymer. Desorption and dedoping are performed. Thus, FIG. 5 shows the polymer membrane on the working electrode reversibly attaching and detaching ions.

【0052】なお、印加電圧を正極性とし、陰イオンの
ドーピングも試みた。しかし、この重合体に陰イオンを
ドーピングすることはできなかった。陽イオンのドーピ
ングに伴い、重合体は白色から赤褐色へエレクトロクロ
ミック現象を示した。脱ドーピングを行なうと、重合体
は赤褐色から白色へエレクトロクロミック現象を示し
た。ドーピング電位は、−1.61V(対Ag参照電
極)と求められた。また、ドーピングされたテトラn−
ブチルアンモニウムイオンは、重合体の繰り返し単位当
り0.15と求められた。
It should be noted that the applied voltage was made positive and anion doping was also tried. However, it was not possible to dope the polymer with anions. The polymer showed an electrochromic phenomenon from white to reddish brown with the cation doping. Upon dedoping, the polymer exhibited an electrochromic phenomenon from reddish brown to white. The doping potential was determined to be -1.61V (vs Ag reference electrode). Also, doped tetra-n-
Butyl ammonium ion was determined to be 0.15 per polymer repeat unit.

【0053】以上説明したように、可逆的に陽イオンを
ドーピングすることのできる新規な多分岐重合体が得ら
れた。なお、ハロゲン元素としてBrを用いた場合を説
明したが、他のハロゲン元素を用いることも可能なこと
は当業者に自明であろう。また、その他の原料、溶媒、
ドープするイオンなども目的、条件などに応じ適宜変更
できることも当業者には自明であろう。
As explained above, a novel hyperbranched polymer capable of reversibly doping with cations was obtained. Although the case where Br is used as the halogen element has been described, it will be apparent to those skilled in the art that other halogen elements can be used. In addition, other raw materials, solvents,
It will be apparent to those skilled in the art that the ions to be doped can be appropriately changed depending on the purpose, conditions, and the like.

【0054】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組合わせなどが可能なことは当業者
にとって自明であろう。
The present invention has been described in connection with the preferred embodiments.
The present invention is not limited to these. For example,
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, and combinations can be made.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
陽イオンを可逆的にドーピングできる多分岐重合体が提
供される。
As described above, according to the present invention,
Hyperbranched polymers that can be reversibly doped with cations are provided.

【0056】また、陽イオンの可逆的ドーピングに伴
い、エレクトクロミック特性を示す多分岐重合体が提供
される。この多分岐重合体を表示材料、電池用電極材料
などに利用することが可能である。
Further, with the reversible doping of cations, a hyperbranched polymer exhibiting electrochromic properties is provided. This multi-branched polymer can be used as a display material, a battery electrode material, and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】製造方法において得たモノマーの赤外線吸収ス
ペクトルである。
FIG. 1 is an infrared absorption spectrum of a monomer obtained by a production method.

【図2】得られたモノマーの一般式を示す。FIG. 2 shows the general formula of the resulting monomer.

【図3】重合体の赤外線吸収スペクトルを示す。FIG. 3 shows an infrared absorption spectrum of a polymer.

【図4】重合体構造の例を示す化学式である。FIG. 4 is a chemical formula showing an example of a polymer structure.

【図5】得られた重合体のサイクリックボルタモグラム
を示す。
FIG. 5 shows a cyclic voltammogram of the obtained polymer.

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 79/04 LRA C08L 79/04 LRA H01M 4/60 H01M 4/60 (72)発明者 粂井 正美 茨城県つくば市松代3丁目24番地の1 県 営松代2−302Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI Technical display location C08L 79/04 LRA C08L 79/04 LRA H01M 4/60 H01M 4/60 (72) Inventor Masami Awai Tsukuba, Ibaraki Prefecture 2-302, Matsushiro, 1 prefecture, 3-24, Matsushiro, Ichi

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一般式 【化1】 で表わされる繰り返し単位を有する多分岐重合体。1. A compound of the general formula A multi-branched polymer having a repeating unit represented by: 【請求項2】 請求項1記載の多分岐重合体に陽イオン
をドープした多分岐重合体。
2. A multi-branched polymer obtained by doping the multi-branched polymer according to claim 1 with a cation.
【請求項3】 前記陽イオンがアルカリ金属イオン、ま
たは第4アルキルアンモニウムイオンである請求項2記
載の多分岐重合体。
3. The hyperbranched polymer according to claim 2, wherein the cation is an alkali metal ion or a quaternary alkylammonium ion.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の多分岐
重合体を含む電池用電極。
4. A battery electrode containing the hyperbranched polymer according to claim 1.
【請求項5】 請求項1〜3のいずれかに記載の多分岐
重合体を含む耐熱性材料。
5. A heat resistant material comprising the hyperbranched polymer according to claim 1.
【請求項6】 請求項1〜3のいずれかに記載の多分岐
重合体を含む表示用材料。
6. A display material containing the hyperbranched polymer according to claim 1.
【請求項7】 (a)一般式 【化2】 で表わされる化合物から、一般式 【化3】 で表わされるグリニヤール試薬を生成する工程と、 (b)前記グリニヤール試薬をグリニヤール反応によっ
て重合させる工程とを含む多分岐重合体の製造方法。
7. (a) General formula: From the compound represented by the general formula: A method for producing a multi-branched polymer, comprising: a step of producing a Grignard reagent represented by the step (b);
【請求項8】 一般式 【化4】 で表わされる繰り返し単位を有する多分岐重合体に陽イ
オンをドープする工程と、 前記陽イオンをドープした多分岐重合体から陽イオンを
脱ドープする工程とを含む多分岐重合体の使用方法。
8. A compound of the general formula A method of using a multi-branched polymer, comprising: a step of doping a multi-branched polymer having a repeating unit represented by with a cation; and a step of de-doping the cation from the multi-branched polymer doped with the cation.
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