聚亚芳基的制备方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200780042901.5

申请日:

20070831

公开号:

CN101535368A

公开日:

20090916

当前法律状态:

有效性:

失效

法律详情:

IPC分类号:

C08G61/10,C08G61/12

主分类号:

C08G61/10,C08G61/12

申请人:

住友化学株式会社

发明人:

小田精二,神川卓

地址:

日本东京都

优先权:

253957/2006,345451/2006

专利代理机构:

中国专利代理(香港)有限公司

代理人:

吴 娟;李平英

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内容摘要

聚亚芳基的制备方法,其特征在于:在催化剂量的二价镍化合物、三价磷配位体和锌的存在下,仅使式(1)(式中,A表示碳原子数为1~20的烷氧基等;R1表示氟原子等;X1表示氯原子等;k表示0~3的整数)所示的二卤代联苯化合物聚合、或者使式(1)所示的二卤代联苯化合物与式(2)所示的芳族化合物或式(3)所示的芳族化合物(式中,a、b和c表示0或1;n表示5以上的整数;Ar1、Ar2、Ar3、Ar4和Ar5表示二价的芳族基团;Y1和Y2表示单键等;Z1和Z2表示-O-或-S-;X2和X3表示氯原子等)聚合。X3-Ar5-X3 (3)。

权利要求书

1.聚亚芳基的制备方法,其特征在于:在催化剂量的二价镍化合物、三价磷配位体和锌的存在下,仅使式(1)所示的二卤代联苯化合物聚合、或者使式(1)所示的二卤代联苯化合物与式(2)所示的芳族化合物或式(3)所示的芳族化合物聚合,式(1)中,A表示被1个或2个碳原子数为1~20的烃基取代的氨基或碳原子数为1~20的烷氧基;其中,上述烃基和烷氧基可被选自氟原子、碳原子数为1~20的烷氧基、碳原子数为6~20的芳基、碳原子数为6~20的芳氧基、碳原子数为2~20的酰基和氰基的至少一种基团取代;R表示氟原子、碳原子数为1~20的烷基、碳原子数为1~20的烷氧基、碳原子数为6~20的芳基、碳原子数为6~20的芳氧基、碳原子数为2~20的酰基或氰基;其中,碳原子数为1~20的烷基、碳原子数为1~20的烷氧基、碳原子数为6~20的芳基、碳原子数为6~20的芳氧基和碳原子数为2~20的酰基可被选自氟原子、氰基、碳原子数为1~20的烷氧基、碳原子数为6~20的芳基和碳原子数为6~20的芳氧基的至少一种取代基取代;R为多个时,R可以是相同的基团,也可以是不同的基团;另外,相邻的两个R可以结合形成环;X表示氯原子、溴原子或碘原子;k表示0~3的整数;式(2)中,a、b和c相同或不同,表示0或1;n表示5以上的整数;Ar、Ar、Ar和Ar相同或不同,表示二价芳族基团;其中,二价芳族基团可被选自下述基团的至少一种取代基取代,所述基团为:碳原子数为1~20的烷基,其可被选自氟原子、氰基、碳原子数为1~20的烷氧基、碳原子数为6~20的芳基和碳原子数为6~20的芳氧基的至少一种取代基取代;碳原子数为1~20的烷氧基,其可被选自氟原子、氰基、碳原子数为1~20的烷氧基、碳原子数为6~20的芳基和碳原子数为6~20的芳氧基的至少一种取代基取代;碳原子数为6~20的芳基,其可被选自氟原子、氰基、碳原子数为1~20的烷氧基和碳原子数为6~10的芳氧基的至少一种取代基取代;碳原子数为6~20的芳氧基,其可被选自氟原子、氰基、碳原子数为1~20的烷氧基和碳原子数为6~20的芳氧基的至少一种取代基取代;以及碳原子数为2~20的酰基,其可被选自氟原子、氰基、碳原子数为1~20的烷氧基、碳原子数为6~20的芳基和碳原子数为6~20的芳氧基的至少一种取代基取代;Y和Y相同或不同,表示单键、-CO-、-SO-、-C(CH)-、-C(CF)-或芴-9,9-二基;Z和Z相同或不同,表示-O-或-S-;X表示氯原子、溴原子或碘原子;X—Ar—X     (3)式(3)中,Ar表示二价芳族基团;其中,二价芳族基团可被选自下述基团的至少一种取代基取代,所述基团为:碳原子数为1~20的烷基,其可被选自氟原子、氰基、碳原子数为1~20的烷氧基、碳原子数为6~20的芳基和碳原子数为6~20的芳氧基的至少一种取代基取代;碳原子数为1~20的烷氧基,其可被选自氟原子、氰基、碳原子数为1~20的烷氧基、碳原子数为6~20的芳基和碳原子数为6~20的芳氧基的至少一种取代基取代;碳原子数为6~20的芳基,其可被选自氟原子、氰基、碳原子数为1~20的烷氧基和碳原子数为6~20的芳氧基的至少一种取代基取代;碳原子数为6~20的芳氧基,其可被选自氟原子、氰基、碳原子数为1~20的烷氧基和碳原子数为6~20的芳氧基的至少一种取代基取代;以及碳原子数为2~20的酰基,其可被选自氟原子、氰基、碳原子数为1~20的烷氧基、碳原子数为6~20的芳基和碳原子数为6~20的芳氧基的至少一种取代基取代;X表示氯原子、溴原子或碘原子。 2.权利要求1所述的聚亚芳基的制备方法,其中三价磷配位体为式(4)所示的双齿磷配位体:式(4)中,B表示亚甲基、亚乙基、三亚甲基、四亚甲基、二茂铁-1,1’-二基、1,1’-氧双(2,2’-亚苯)基、呫吨-4,5-二基、吩噁嗪-4,6-二基、1,1’-联萘-2,2’-二基、1,1’-联苯-2,2’-二基或[2.2]-对位环芳-4,12-二基;Ar表示可被选自氟原子、三氟甲基和碳原子数为1~20的烷氧基的至少一种基团取代的碳原子数为6~20的芳基。 3.权利要求2所述的聚亚芳基的制备方法,其中在式(4)中,Ar为苯基、4-甲氧基苯基或4-三氟甲基苯基。 4.权利要求2所述的聚亚芳基的制备方法,其中在式(4)中,B为二茂铁-1,1’-二基或1,1’-氧双(2,2’-亚苯)基。 5.权利要求1所述的聚亚芳基的制备方法,其中三价磷配位体为三芳基膦。 6.权利要求1所述的聚亚芳基的制备方法,其中三价磷配位体为三烷基膦。 7.权利要求1~6中任一项所述的聚亚芳基的制备方法,其中二价镍化合物为卤化镍。

说明书



技术领域

本发明涉及聚亚芳基(polyarylene)的制备方法。

背景技术

具有磺酸基的聚亚芳基可用作固体高分子型燃料电池用的高分 子电解质等。作为其制备方法,已知有使用二卤代联苯二磺酸二苯酯 作为单体的方法(参照Macromol.Rapid Commun.,15,669-676(1994) 和Polymeric Materials;Science & Engineering,2003,89,438-439)。

发明内容

本发明提供以下<1>~<7>。

<1>聚亚芳基的制备方法,其特征在于:在催化剂量的二价镍化 合物、三价磷配位体和锌的存在下,仅使式(1)所示的二卤代联苯化合 物聚合、或者使式(1)所示的二卤代联苯化合物与式(2)所示的芳族化合 物或式(3)所示的芳族化合物聚合,

式(1)中,A表示被1个或2个碳原子数为1~20的烃基取代的氨基或 碳原子数为1~20的烷氧基。其中,上述烃基和烷氧基可被选自氟原子、 碳原子数为1~20的烷氧基、碳原子数为6~20的芳基、碳原子数为6~20 的芳氧基、碳原子数为2~20的酰基和氰基的至少一种基团取代。

R1表示氟原子、碳原子数为1~20的烷基、碳原子数为1~20的烷氧 基、碳原子数为6~20的芳基、碳原子数为6~20的芳氧基、碳原子数为 2~20的酰基或氰基。其中,碳原子数为1~20的烷基、碳原子数为1~20 的烷氧基、碳原子数为6~20的芳基、碳原子数为6~20的芳氧基和碳原 子数为2~20的酰基可被选自氟原子、氰基、碳原子数为1~20的烷氧基、 碳原子数为6~20的芳基和碳原子数为6~20的芳氧基的至少一种取代 基取代。R1为多个时,R1可以是相同的基团、也可以是不同的基团。 另外,相邻的两个R1可以结合形成环。

X1表示氯原子、溴原子或碘原子。k表示0~3的整数。

式(2)中,a、b和c相同或不同,表示0或1;n表示5以上的整数。

Ar1、Ar2、Ar3和Ar4相同或不同,表示二价芳族基团。

其中,二价芳族基团可被选自下述基团的至少一种取代基取代, 所述基团为:

碳原子数为1~20的烷基,其可被选自氟原子、氰基、碳原子数为 1~20的烷氧基、碳原子数为6~20的芳基和碳原子数为6~20的芳氧基的 至少一种取代基取代;

碳原子数为1~20的烷氧基,其可被选自氟原子、氰基、碳原子数 为1~20的烷氧基、碳原子数为6~20的芳基和碳原子数为6~20的芳氧基 的至少一种取代基取代;

碳原子数为6~20的芳基,其可被选自氟原子、氰基、碳原子数为 1~20的烷氧基和碳原子数为6~10的芳氧基的至少一种取代基取代;

碳原子数为6~20的芳氧基,其可被选自氟原子、氰基、碳原子数 为1~20的烷氧基和碳原子数为6~20的芳氧基的至少一种取代基取代; 以及

碳原子数为2~20的酰基,其可被选自氟原子、氰基、碳原子数为 1~20的烷氧基、碳原子数为6~20的芳基和碳原子数为6~20的芳氧基的 至少一种取代基取代。

Y1和Y2相同或不同,表示单键、-CO-、-SO2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2- 或芴-9,9-二基。

Z1和Z2相同或不同,表示-O-或-S-。X2表示氯原子、溴原子或碘 原子。

X3—Ar5—X3   (3)

式(3)中,Ar5表示二价芳族基团。

其中,二价芳族基团可被选自下述基团的至少一种取代基取代, 所述基团为:

碳原子数为1~20的烷基,其可被选自氟原子、氰基、碳原子数为 1~20的烷氧基、碳原子数为6~20的芳基和碳原子数为6~20的芳氧基的 至少一种取代基取代;

碳原子数为1~20的烷氧基,其可被选自氟原子、氰基、碳原子数 为1~20的烷氧基、碳原子数为6~20的芳基和碳原子数为6~20的芳氧基 的至少一种取代基取代;

碳原子数为6~20的芳基,其可被选自氟原子、氰基、碳原子数为 1~20的烷氧基和碳原子数为6~20的芳氧基的至少一种取代基取代;

碳原子数为6~20的芳氧基,其可被选自氟原子、氰基、碳原子数 为1~20的烷氧基和碳原子数为6~20的芳氧基的至少一种取代基取代; 以及

碳原子数为2~20的酰基,其可被选自氟原子、氰基、碳原子数为 1~20的烷氧基、碳原子数为6~20的芳基和碳原子数为6~20的芳氧基的 至少一种取代基取代。

X3表示氯原子、溴原子或碘原子。

<2><1>所述的聚亚芳基的制备方法,其中三价磷配位体为式(4) 所示的双齿磷配位体。

式(4)中,B表示亚甲基、亚乙基、三亚甲基、四亚甲基、二茂铁 -1,1’-二基、1,1’-氧双(2,2’-亚苯)基、呫吨-4,5-二基、吩噁嗪-4,6-二基、 1,1’-联萘-2,2’-二基、1,1’-联苯-2,2’-二基或[2.2]-对位环芳-4,12-二基;

Ar6表示可被选自氟原子、三氟甲基和碳原子数为1~20的烷氧基的 至少一种基团取代的碳原子数为6~20的芳基。

<3><2>所述的聚亚芳基的制备方法,其中在式(4)中,Ar6为苯基、 4-甲氧基苯基或4-三氟甲基苯基。

<4><2>所述的聚亚芳基的制备方法,其中在式(4)中,B为二茂铁 -1,1’-二基或1,1’-氧双(2,2’-亚苯)基。

<5><1>所述的聚亚芳基的制备方法,其中三价磷配位体为三芳 基膦。

<6><1>所述的聚亚芳基的制备方法,其中三价磷配位体为三烷 基膦。

<7><1>~<6>中任一项所述的聚亚芳基的制备方法,其中二价镍 化合物为卤化镍。

实施发明的最佳方式

首先,对式(1)所示的二卤代联苯化合物(以下,简记为二卤代联 苯化合物(1))加以说明。

A表示被1个或2个碳原子数为1~20的烃基取代的氨基或碳原子数 为1~20的烷氧基。

作为碳原子数为1~20的烃基,其例子有:甲基、乙基、正丙基、 异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、2,2-甲基丙基、 正己基、环己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、 正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、 正十七烷基、正十八烷基、正十九烷基、正二十烷基、苯基、1,3-丁 二烯-1,4-二基、1,4-丁二基、1,5-戊二基、联苯-2,2’-二基、邻苯二甲基 等。

所述的被1个或2个碳原子数为1~20的烃基取代的氨基的例子有: 甲基氨基、二甲基氨基、乙基氨基、二乙基氨基、正丙基氨基、二正 丙基氨基、异丙基氨基、二异丙基氨基、正丁基氨基、二正丁基氨基、 仲丁基氨基、二仲丁基氨基、叔丁基氨基、二叔丁基氨基、正戊基氨 基、2,2-二甲基丙基氨基、正己基氨基、环己基氨基、正庚基氨基、 正辛基氨基、正壬基氨基、正癸基氨基、正十一烷基氨基、正十二烷 基氨基、正十三烷基氨基、正十四烷基氨基、正十五烷基氨基、正十 六烷基氨基、正十七烷基氨基、正十八烷基氨基、正十九烷基氨基、 正二十烷基氨基、吡咯基、吡咯烷基、哌啶基、咔唑基、二氢吲哚基、 二氢异吲哚基等,优选二乙基氨基和正十二烷基氨基。

作为碳原子数为1~20的烷氧基,其例子有:甲氧基、乙氧基、正 丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、2,2- 二甲基丙氧基、正己氧基、环己氧基、正庚氧基、正辛氧基、正壬氧 基、正癸氧基、正十一烷氧基、正十二烷氧基、正十三烷氧基、正十 四烷氧基、正十五烷氧基、正十六烷氧基、正十七烷氧基、正十八烷 氧基、正十九烷氧基、正二十烷氧基等直链状、支链状或环状的碳原 子数为1~20的烷氧基,优选异丙氧基、2,2-二甲基丙氧基和环己氧基。

上述碳原子数为1~20的烃基和碳原子数为1~20的烷氧基可被选 自氟原子、碳原子数为1~20的烷氧基、碳原子数为6~20的芳基、碳原 子数为6~20的芳氧基、碳原子数为2~20的酰基和氰基的至少一种基团 取代。

碳原子数为1~20的烷氧基的例子同上。

作为碳原子数为6~20的芳基,其例子有:苯基、4-甲基苯基、2- 甲基苯基、1-萘基、2-萘基、3-菲基、2-蒽基等。作为碳原子数为6~20 的芳氧基,其例子有:苯氧基、4-甲基苯氧基、2-甲基苯氧基、1-萘 氧基、2-萘氧基、3-菲氧基、2-蒽氧基等由上述碳原子数为6~20的芳 基和氧原子构成的基团。

作为碳原子数为2~20的酰基,其例子有:乙酰基、丙酰基、丁酰 基、异丁酰基、苯甲酰基、1-萘酰基、2-萘酰基等碳原子数为2~20的 脂肪族或芳族酰基。

其中,A优选碳原子数为3~20的未取代的烷氧基,更优选异丙基、 异丁氧基、2,2-二甲基丙氧基和环己氧基。

R1表示氟原子、碳原子数为1~20的烷基、碳原子数为1~20的烷氧 基、碳原子数为6~20的芳基、碳原子数为6~20的芳氧基、碳原子数为 2~20的酰基或氰基。

碳原子数为1~20的烷基的例子有:甲基、乙基、正丙基、异丙基、 正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、2,2-甲基丙基、环戊基、 正己基、环己基、正庚基、2-甲基戊基、正辛基、2-乙基己基、正壬 基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、 正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正十九烷基、 正二十烷基等直链状、支链状或环状的碳原子数为1~20的烷基。

碳原子数为1~20的烷氧基、碳原子数为6~20的芳基、碳原子数为 6~20的芳氧基和碳原子数为2~20的酰基的例子同上。

所述碳原子数为1~20的烷基、碳原子数为1~20的烷氧基、碳原子 数为6~20的芳基、碳原子数为6~20的芳氧基和碳原子数为2~20的酰基 可被选自氟原子、氰基、碳原子数为1~20的烷氧基、碳原子数为6~20 的芳基和碳原子数为6~20的芳氧基的至少一种取代基取代,上述碳原 子数为1~20的烷氧基、碳原子数为6~20的芳基和碳原子数为6~20的芳 氧基的例子同上。

R1为多个时,R1可以是相同的基团、也可以是不同的基团。另外, 相邻的两个R1可以结合形成环。

X1表示氯原子、溴原子或碘原子,优选氯原子、溴原子。k表示 0~3的整数,优选k表示0。

所述二卤代联苯化合物(1)的例子有:4,4’-二氯联苯-2,2’-二磺酸二 甲酯、4,4’-二氯联苯-2,2’-二磺酸二乙酯、4,4’-二氯联苯-2,2’-二磺酸二 (正丙基)酯、4,4’-二氯联苯-2,2’-二磺酸二异丙酯、4,4’-二氯联苯-2,2’- 二磺酸二(正丁基)酯、4,4’-二氯联苯-2,2’-二磺酸二异丁酯、4,4’-二氯 联苯-2,2’-二磺酸二(2,2-二甲基丙基)酯、4,4’-二氯联苯-2,2’-二磺酸二 环己酯、4,4’-二氯联苯-2,2’-二磺酸二(正辛基)酯、4,4’-二氯联苯-2,2’- 二磺酸二(正十五烷基)酯、4,4’-二氯联苯-2,2’-二磺酸二(正二十烷基) 酯;

N,N-二甲基-4,4’-二氯联苯-2,2’-二磺酰胺、N,N-二乙基-4,4’-二氯 联苯-2,2’-二磺酰胺、N,N-二(正丙基)-4,4’-二氯联苯-2,2’-二磺酰胺、 N,N-二异丙基-4,4’-二氯联苯-2,2’-二磺酰胺、N,N-二(正丁基)-4,4’-二氯 联苯-2,2’-二磺酰胺、N,N-二异丁基-4,4’-二氯联苯-2,2’-二磺酰胺、N- 二(2,2-二甲基丙基)-4,4’-二氯联苯-2,2’-二磺酰胺、N-二(正辛基)-4,4’- 二氯联苯-2,2’-二磺酰胺、N-二(正十二烷基)-4,4’-二氯联苯-2,2’-二磺 酰胺、N-二(正二十烷基)-4,4’-二氯联苯-2,2’-二磺酰胺、N,N-二苯基 -4,4’-二氯联苯-2,2’-二磺酰胺;

3,3’-二甲基-4,4’-二氯联苯-2,2’-二磺酸二(2,2-二甲基丙基)酯、 5,5’-二甲基-4,4’-二氯联苯-2,2’-二磺酸二(2,2-二甲基丙基)酯、6,6’-二 甲基-4,4’-二氯联苯-2,2’-二磺酸二(2,2-二甲基丙基)酯、3,3’-二甲氧基 -4,4’-二氯联苯-2,2’-二磺酸二(2,2-二甲基丙基)酯、5,5’-二甲氧基-4,4’- 二氯联苯-2,2’-二磺酸二(2,2-二甲基丙基)酯、6,6’-二甲氧基-4,4’-二氯 联苯-2,2’-二磺酸二(2,2-二甲基丙基)酯、3,3’-二苯基-4,4’-二氯联苯 -2,2’-二磺酸二(2,2-二甲基丙基)酯、3,3’-二乙酰基-4,4’-二氯联苯-2,2’- 二磺酸二(2,2-二甲基丙基)酯、5,5’-二乙酰基-4,4’-二氯联苯-2,2’-二磺 酸二(2,2-二甲基丙基)酯;

4,4’-二溴联苯-2,2’-二磺酸二甲酯、4,4’-二溴联苯-2,2’-二磺酸二乙 酯、4,4’-二溴联苯-2,2’-二磺酸二(正丙基)酯、4,4’-二溴联苯-2,2’-二磺 酸二异丙酯、4,4’-二溴联苯-2,2’-二磺酸二(正丁基)酯、4,4’-二溴联苯 -2,2’-二磺酸二异丁酯、4,4’-二溴联苯-2,2’-二磺酸二(2,2-二甲基丙基) 酯、4,4’-二溴联苯-2,2’-二磺酸二环己酯、4,4’-二溴联苯-2,2’-二磺酸二 (正辛基)酯、4,4’-二溴联苯-2,2’-二磺酸二(正十五烷基)酯、4,4’-二溴联 苯-2,2’-二磺酸二(正二十烷基)酯;

N,N-二甲基-4,4’-二溴联苯-2,2’-二磺酰胺、N,N-二乙基-4,4’-二溴 联苯-2,2’-二磺酰胺、N,N-二(正丙基)-4,4’-二溴联苯-2,2’-二磺酰胺、 N,N-二异丙基-4,4’-二溴联苯-2,2’-二磺酰胺、N,N-二(正丁基)-4,4’-二溴 联苯-2,2’-二磺酰胺、N,N-二异丁基-4,4’-二溴联苯-2,2’-二磺酰胺、N- 二(2,2-二甲基丙基)-4,4’-二溴联苯-2,2’-二磺酰胺、N-二(正辛基)-4,4’- 二溴联苯-2,2’-二磺酰胺、N-二(正十二烷基)-4,4’-二溴联苯-2,2’-二磺 酰胺、N-二(正二十烷基)-4,4’-二溴联苯-2,2’-二磺酰胺、N,N-二苯基 -4,4’-二溴联苯-2,2’-二磺酰胺等。

其中,优选4,4’-二氯联苯-2,2’-二磺酸二异丙酯、4,4’-二氯联苯 -2,2’-二磺酸二(2,2-二甲基丙基)酯、4,4’-二溴联苯-2,2’-二磺酸二异丙 酯和4,4’-二溴联苯-2,2’-二磺酸二(2,2-二甲基丙基)酯。

所述二卤代联苯化合物(1),例如可以通过在叔胺化合物或吡啶化 合物的存在下,使式(8)所示的化合物(以下,简记为化合物(8))与式(9) 所示的化合物(以下,简记为化合物(9))反应来制备。

式(8)中,R1、X1和k的意义同上。

A——H          (9)

式(9)中,A的意义同上。

化合物(8)的例子有:4,4’-二氯联苯-2,2’-二磺酰二氯、4,4’-二溴联 苯-2,2’-二磺酰二氯、3,3’-二甲基-4,4’-二氯联苯-2,2’-二磺酰二氯、5,5’- 二甲基-4,4’-二氯联苯-2,2’-二磺酰二氯、6,6’-二甲基-4,4’-二氯联苯 -2,2’-二磺酰二氯、3,3’-二甲氧基-4,4’-二氯联苯-2,2’-二磺酰二氯、5,5’- 二甲氧基-4,4’-二氯联苯-2,2’-二磺酰二氯、6,6’-二甲氧基-4,4’-二氯联 苯-2,2’-二磺酰二氯、3,3’-二苯基-4,4’-二氯联苯-2,2’-二磺酰二氯、3,3’- 二乙酰基-4,4’-二氯联苯-2,2’-二磺酰二氯、5,5’-二乙酰基-4,4’-二氯联 苯-2,2’-二磺酰二氯、6,6’-二乙酰基-4,4’-二氯联苯-2,2’-二磺酰二氯等。 优选4,4’-二氯联苯-2,2’-二磺酰二氯和4,4’-二溴联苯-2,2’-二磺酰二氯。 所述化合物(8)可以使用市售品,例如可以使用按照Bull.Soc.Chim.Fr., 4,49(1931),1047-1049等中记载的公知方法制备的化合物。

化合物(9)的例子有:异丙醇、异丁醇、2,2-二甲基丙醇、环己醇、 正辛醇、正十五烷醇、正二十烷醇、二乙胺、二异丙胺、2,2-二甲基 丙基胺、正十二烷基胺、正二十烷基胺等。所述化合物(9)通常使用市 售品。

相对于化合物(8)中的1摩尔-SO2Cl所示的基团,化合物(9)的使用 量通常为0.2摩尔以上,对其上限没有特别限定,当化合物(9)在反应温 度下为液体时,其兼作反应溶剂,可以大大过量使用。相对于化合物 (8)中的1摩尔-SO2Cl所示的基团,实用的化合物(9)的使用量为0.5~2摩 尔。

叔胺化合物的例子有:三甲胺、三乙胺、三(正丙基)胺、三(正丁 基)胺、二异丙基乙基胺、三(正辛基)胺、三(正癸基)胺、三苯胺、N,N- 二甲基苯胺、N,N,N’,N’-四甲基乙二胺、N-甲基吡咯烷等。叔胺化合 物通常使用市售品。相对于化合物(8)中的1摩尔-SO2Cl所示的基团, 叔胺化合物的使用量通常为1摩尔以上,对其上限没有特别限定,当 叔胺化合物在反应温度下为液体时,其兼作反应溶剂,可以大大过量 使用。相对于化合物(8)中的1摩尔-SO2Cl所示的基团,实用的叔胺化 合物的使用量为1~30摩尔,优选0.5~20摩尔,进一步优选为1~10摩尔。

吡啶化合物的例子有:吡啶、4-二甲基氨基吡啶等。吡啶化合物 通常使用市售品。相对于化合物(8)中的1摩尔-SO2Cl所示的基团,吡 啶化合物的使用量通常为1摩尔以上,对其上限没有特别限定,当吡 啶化合物在反应温度下为液体时,其兼作反应溶剂,可以大大过量使 用。相对于化合物(8)中的1摩尔-SO2Cl所示的基团,实用的吡啶化合 物的使用量为1~30摩尔,优选1~20摩尔,进一步优选为1~10摩尔。

化合物(8)与化合物(9)的反应通常是在溶剂的存在下,通过将化合 物(8)、化合物(9)与叔胺化合物或吡啶化合物混合来实施。对混合顺序 没有特别限定。

溶剂的例子有:甲苯、二甲苯等芳族烃溶剂;二乙醚、四氢呋喃、 1,4-二噁烷等醚溶剂;二甲基亚砜、N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基 甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、六甲基磷酸三酰胺等非质子性极性溶剂; 二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷、氯苯、二氯苯等卤代烃溶剂等。如上所 述,当化合物(9)、叔胺化合物或吡啶化合物在反应温度下为液体时, 可以将其用作反应溶剂。所述溶剂可以单独使用,也可以将两种以上 混合使用。对溶剂的使用量没有特别限定。

化合物(8)与化合物(9)的反应温度通常为-30~150℃,优选为 -10~70℃。反应时间通常为0.5~24小时。

反应结束后,例如向反应混合物中加入水或酸的水溶液、以及根 据需要加入不溶于水的有机溶剂,进行萃取处理,从而可以得到含有 二卤代联苯化合物(1)的有机层。根据需要,将所得有机层用水、碱性 水溶液等清洗后浓缩,从而可以提取出二卤代联苯化合物(1)。提取出 的二卤代联苯化合物(1)可以通过硅胶色谱法、重结晶等通常的纯化方 法进一步纯化。

不溶于水的有机溶剂的例子有:甲苯、二甲苯等芳族烃溶剂;己 烷、庚烷等脂肪族烃溶剂;二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿等卤代烃溶剂; 乙酸乙酯等酯溶剂等,对其使用量没有特别限定。

二卤代联苯化合物(1)还可以通过使化合物(8)与式(10)所示的化 合物(以下,简记为化合物(10))反应来制备。

A——M   (10)

式(10)中,A的意义同上。M表示碱金属原子。

碱金属原子的例子有:锂原子、钠原子、钾原子、铯原子等。

化合物(10)的例子有:异丙醇锂、异丁醇锂、2,2-二甲基丙醇锂、 环己醇锂、二乙氨基锂、二异丙氨基锂、2,2-二甲基丙氨基锂、正十 二烷基氨基锂、正二十烷基氨基锂、异丁醇钠、异丁醇钾等。化合物 (10)可以使用市售品,也可以使用按照公知的方法制备的化合物。

相对于化合物(8)中的1摩尔-SO2Cl所示的基团,化合物(10)的使用 量通常为0.2~2摩尔。

化合物(8)与化合物(10)的反应通常是在溶剂的存在下,通过将化 合物(8)与化合物(10)混合来实施。对混合顺序没有特别限定。

溶剂的例子有:甲苯、二甲苯等芳族烃溶剂;二乙醚、四氢呋喃、 1,4-二噁烷等醚溶剂;二甲基亚砜、N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基 甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、六甲基磷酸三酰胺等非质子性极性溶剂; 二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷、氯苯、二氯苯等卤代烃溶剂等。所述溶 剂可以单独使用,也可以将两种以上混合使用。对溶剂的使用量没有 特别限定。

化合物(8)与化合物(10)的反应温度通常为-30~150℃,优选为 -10~70℃。反应时间通常为0.5~24小时。

反应结束后,向反应混合物中加入水、以及根据需要加入不溶于 水的有机溶剂,进行萃取处理,从而可以得到含有二卤代联苯化合物 (1)的有机层。根据需要,将所得有机层用水等清洗后浓缩,从而可以 提取出二卤代联苯化合物(1)。提取出的二卤代联苯化合物(1)可以通过 硅胶色谱法、重结晶等通常的纯化方法进一步纯化。不溶于水的有机 溶剂的例子同上。

接着,对聚亚芳基的制备方法加以说明。

通过仅聚合二卤代联苯化合物(1),得到仅包含式(5)所示的重复单 元(以下,简记为重复单元(5))的聚亚芳基。

式(5)中,A、R1和k的意义同上。

另外,通过使二卤代联苯化合物(1)与式(2)所示的芳族化合物(以 下,简记为芳族化合物(2))聚合,得到包含上述重复单元(5)和式(6)所 示的链段(以下,简记为链段(6))的聚亚芳基。

式(2)中,a、b和c相同或不同,表示0或1;n表示5以上的整数。

Ar1、Ar2、Ar3和Ar4相同或不同,表示二价芳族基团。

其中,二价芳族基团可被选自下述基团的至少一种取代基取代, 所述基团为:

碳原子数为1~20的烷基,其可被选自氟原子、氰基、碳原子数为 1~20的烷氧基、碳原子数为6~20的芳基和碳原子数为6~20的芳氧基的 至少一种取代基取代;

碳原子数为1~20的烷氧基,其可被选自氟原子、氰基、碳原子数 为1~20的烷氧基、碳原子数为6~20的芳基和碳原子数为6~20的芳氧基 的至少一种取代基取代;

碳原子数为6~20的芳基,其可被选自氟原子、氰基、碳原子数为 1~20的烷氧基和碳原子数为6~10的芳氧基的至少一种取代基取代;

碳原子数为6~20的芳氧基,其可被选自氟原子、氰基、碳原子数 为1~20的烷氧基和碳原子数为6~20的芳氧基的至少一种取代基取代; 以及

碳原子数为2~20的酰基,其可被选自氟原子、氰基、碳原子数为 1~20的烷氧基、碳原子数为6~20的芳基和碳原子数为6~20的芳氧基的 至少一种取代基取代。

Y1和Y2相同或不同,表示单键、-CO-、-SO2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2- 或芴-9,9-二基。

Z1和Z2相同或不同,表示-O-或-S-。X2表示氯原子、溴原子或碘 原子。

式(6)中,a、b、c、n、Ar1、Ar2、Ar3、Ar4、Y1、Y2、Z1和Z2的 意义同上。

通过使二卤代联苯化合物(1)与式(3)所示的芳族化合物(以下,简 记为芳族化合物(3))聚合,得到包含上述重复单元(5)和式(7)所示的重 复单元(以下,简记为重复单元(7))的聚亚芳基。

X3—Ar5—X3   (3)

式(3)中,Ar5表示二价芳族基团。

其中,二价芳族基团可被选自下述基团的至少一种取代基取代, 所述基团为:

碳原子数为1~20的烷基,其可被选自氟原子、氰基、碳原子数为 1~20的烷氧基、碳原子数为6~20的芳基和碳原子数为6~20的芳氧基的 至少一种取代基取代;

碳原子数为1~20的烷氧基,其可被选自氟原子、氰基、碳原子数 为1~20的烷氧基、碳原子数为6~20的芳基和碳原子数为6~20的芳氧基 的至少一种取代基取代;

碳原子数为6~20的芳基,其可被选自氟原子、氰基、碳原子数为 1~20的烷氧基和碳原子数为6~20的芳氧基的至少一种取代基取代;

碳原子数为6~20的芳氧基,其可被选自氟原子、氰基、碳原子数 为1~20的烷氧基和碳原子数为6~20的芳氧基的至少一种取代基取代; 以及

碳原子数为2~20的酰基,其可被选自氟原子、氰基、碳原子数为 1~20的烷氧基、碳原子数为6~20的芳基和碳原子数为6~20的芳氧基的 至少一种取代基取代。

X3表示氯原子、溴原子或碘原子。

式(7)中,Ar5的意义同上。

在包含重复单元(5)和链段(6)的聚亚芳基和包含重复单元(5)和重 复单元(7)的聚亚芳基中,通常至少两个重复单元(5)连续。

上述聚亚芳基的经聚苯乙烯换算的重均分子量通常为 1,000~2,000,000。将上述聚亚芳基用作固体高分子型燃料电池用的高 分子电解质时,上述聚亚芳基的优选的经聚苯乙烯换算的重均分子量 为2,000~1,000,000,更优选为3,000~800,000。

重复单元(5)的具体例子有:下述式(5a)~(5d)所示的重复单元。

芳族化合物(2)中,二价芳族基团的例子有:1,3-亚苯基、1,4-亚苯 基、4,4’-联苯-1,1’-二基等二价单环式芳族基团;萘-1,3-二基、萘-1,4- 二基、萘-1,5-二基、萘-1,6-二基、萘-1,7-二基、萘-2,6-二基、萘-2,7- 二基、9H-芴-2,7-二基等二价缩环系芳族基团;吡啶-2,5-二基、吡啶-2,6- 二基、喹喔啉-2,6-二基、噻吩-2,5-二基、2,2’-联噻吩-5,5’-二基、吡咯 -2,5-二基、2,2’-联吡啶-5,5’-二基、嘧啶-2,5-二基、喹啉-5,8-二基、喹 啉-2,6-二基、异喹啉-1,4-二基、异喹啉-5,8-二基、2,1,3-苯并噻二唑-4,7- 二基、苯并咪唑-4,7-二基、喹喔啉-5,8-二基、喹喔啉-2,6-二基等二价 杂芳族基团等。其中,优选二价单环式芳族基团和二价缩环系芳族基 团,更优选1,4-亚苯基、萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、萘-2,6-二基和萘-2,7- 二基。

上述二价芳族基团可被选自下述基团的至少一种取代基取代,所 述基团为:碳原子数为1~20的烷基,其可被选自氟原子、氰基、碳原 子数为1~20的烷氧基、碳原子数为6~20的芳基和碳原子数为6~20的芳 氧基的至少一种取代基取代;碳原子数为1~20的烷氧基,其可被选自 氟原子、氰基、碳原子数为1~20的烷氧基、碳原子数为6~20的芳基和 碳原子数为6~20的芳氧基的至少一种取代基取代;碳原子数为6~20的 芳基,其可被选自氟原子、氰基、碳原子数为1~20的烷氧基和碳原子 数为6~20的芳氧基的至少一种取代基取代;碳原子数为6~20的芳氧 基,其可被选自氟原子、氰基、碳原子数为1~20的烷氧基和碳原子数 为6~20的芳氧基的至少一种取代基取代;以及碳原子数为2~20的酰 基,其可被选自氟原子、氰基、碳原子数为1~20的烷氧基、碳原子数 为6~20的芳基和碳原子数为6~20的芳氧基的至少一种取代基取代。

所述碳原子数为1~20的烷基、碳原子数为1~20的烷氧基、碳原子 数为6~20的芳基、碳原子数为6~20的芳氧基和碳原子数为2~20的酰基 的例子同上。

所述芳族化合物(2)的例子有:下述所示的化合物、下述所示的化 合物的两末端的氯原子被溴原子取代的化合物等。需要说明的是,在 下述式中,n的意义同上。

所述芳族化合物(2)可以使用按照日本国专利第2745727号公报等 的公知方法制备的化合物,也可以使用市售品。市售品例如有:住友 化学株式会社制SUMIKA EXCEL PES等。

作为芳族化合物(2),优选使用经聚苯乙烯换算的重均分子量为 2,000以上的化合物,更优选重均分子量为3,000以上的化合物。

链段(6)的具体例子有:下述式(6a)~(6y)所示的链段。需要说明的 是,下式中n的意义同上,优选为10以上。所述链段(6)的经聚苯乙烯 换算的重均分子量通常为2,000以上,优选为3,000以上。

包含重复单元(5)和链段(6)的聚亚芳基的例子有:包含上述式 (5a)~(5d)所示重复单元中的任一种重复单元和上述式(6a)~(6y)所示链 段中的任一种链段的聚亚芳基。具体有下述(I)~(VII)所示的聚亚芳基。 其中,在下述式中,n的意义同上,p表示2以上的整数。

在包含重复单元(5)和链段(6)的聚亚芳基中,重复单元(5)的量优 选5%(重量)以上至95%(重量)以下,更优选30%(重量)以上至90%(重量) 以下。在包含重复单元(5)和链段(6)的聚亚芳基中,链段(6)的量优选 5%(重量)以上至95%(重量)以下,更优选10%(重量)以上至70%(重量) 以下。

在芳族化合物(3)中,作为二价芳族基团,其例子与上述芳族化合 物(2)的二价芳族基团相同。

所述芳族化合物(3)的例子有:2,5-二氯-4’-苯氧基二苯甲酮、1,4- 二溴-2-乙基苯、1,4-二溴-2-甲氧基苯、2,5-二溴对苯二甲酸二甲酯、 1,4-二溴萘、1,1’-二溴-4,4’-联苯、1,4-二溴-2,5-二己氧基苯、1-溴-4- 氯苯、1,4-二氯苯、1-溴-4-氯甲苯、1-溴-4-氯-2-丙基苯、2,5-二溴-4’- 苯氧基二苯甲酮、2,5-二溴噻吩、2,5-二溴-3-己基噻吩、2,5-二溴-3-十 二烷基噻吩、5,5’-二溴-2,2’-联噻吩、2,5-二溴-3-环己基噻吩、2,5-二 氯-3-辛基噻吩、2,5-二氯-3-苯基噻吩、1-甲基-2,5-二氯吡咯、1-己基-2,5- 二溴吡咯、1-辛基-2,5-二氯吡咯、2,5-二氯吡啶、3,5-二氯吡啶、2,5- 二溴吡啶、3-甲基-2,5-二氯吡啶、3-己基-2,5-二氯吡啶、5,5’-二氯-2,2’- 联吡啶、3,3’-二甲基-5,5’-二氯-2,2’-联吡啶、3,3’-二辛基-5,5’-二溴-2,2’- 联吡啶、2,5-二氯嘧啶、2,5-二溴嘧啶、5,8-二氯喹啉、5,8-二溴喹啉、 2,6-二氯喹啉、1,4-二氯异喹啉、5,8-二氯异喹啉、4,7-二溴-2,1,3-苯并 噻二唑、4,7-二氯苯并咪唑、5,8-二氯喹喔啉、5,8-二氯-2,3-二苯基喹 喔啉、2,6-二溴喹喔啉、2,7-二溴-9,9-二己基-9H-芴、2,7-二溴-9,9-二 辛基-9H-芴、2,7-二溴-9,9-二(十二烷基)-9H-芴、2,7-二氯-9,9-二己基 -9H-芴、2,7-二氯-9,9-二辛基-9H-芴、2,7-二氯-9,9-二(十二烷基)-9H- 芴、2-溴-7-氯-9,9-二己基-9H-芴、2-溴-7-氯-9,9-二辛基-9H-芴、2-溴-7- 氯-9,9-二(十二烷基)-9H-芴等。

所述芳族化合物(3)可以使用市售品,也可以使用按照公知的方法 制备的化合物。

重复单元(7)的具体例子有:下述式(7a)和(7b)所示的重复单元。

包含重复单元(5)和重复单元(7)的聚亚芳基的例子有:例如包含上 述式(5a)~(5c)所示重复单元中的任一种重复单元和上述式(7a)~(7b)所 示重复单元中的任一种重复单元的聚亚芳基。具体有下述(VIII)~(XI) 所示的聚亚芳基。

所述包含重复单元(5)和重复单元(7)的聚亚芳基中,重复单元(5) 的量优选1%(重量)以上至99%(重量)以下;重复单元(7)的量优选1%(重 量)以上至99%(重量)以下。

所述聚亚芳基可以通过在催化剂量的二价镍化合物、三价磷配位 体和锌的存在下,仅使二卤代联苯化合物(1)聚合、或者使二卤代联苯 化合物(1)与芳族化合物(2)或芳族化合物(3)聚合来制备。

通过仅聚合二卤代联苯化合物(1),得到仅包含重复单元(5)的聚亚 芳基。通过使二卤代联苯化合物(1)与芳族化合物(2)聚合,得到包含重 复单元(5)和链段(6)的聚亚芳基。通过使二卤代联苯化合物(1)与芳族 化合物(3)聚合,得到包含重复单元(5)和重复单元(7)的聚亚芳基。

另外,还可以通过在仅聚合二卤代联苯化合物(1)后,加入芳族化 合物(2)进一步进行聚合反应,来制备包含重复单元(5)和链段(6)的聚 亚芳基。还可以通过在仅聚合二卤代联苯化合物(1)后,加入芳族化合 物(3)进一步进行聚合反应,来制备包含重复单元(5)和重复单元(7)的 聚亚芳基。

使二卤代联苯化合物(1)与芳族化合物(2)或芳族化合物(3)聚合 时,通过适当调整二卤代联苯化合物(1)的使用量,可以调整所得聚亚 芳基中的重复单元(5)的含量。

二价镍化合物的例子有:氟化镍、氯化镍、溴化镍、碘化镍等卤 化镍;甲酸镍、乙酸镍等镍羧酸盐;硫酸镍、碳酸镍、硝酸镍、乙酰 丙酮镍、(二甲氧基乙烷)氯化镍等,优选卤化镍。

虽然二价镍化合物的使用量为催化剂量,但若使用量太少,则容 易得到分子量小的聚亚芳基;若使用量太多,则聚合反应后的后处理 有变得繁杂的趋势,所以相对于所用的1摩尔单体,二价镍化合物的 使用量通常为0.001~0.8摩尔,优选为0.01~0.3摩尔。在本发明中,单 体的意义如下:在仅聚合二卤代联苯化合物(1)的情况下,单体是指二 卤代联苯化合物(1);在使二卤代联苯化合物(1)与芳族化合物(2)聚合 的情况下,单体是指二卤代联苯化合物(1)和芳族化合物(2);在使二卤 代联苯化合物(1)与芳族化合物(3)聚合的情况下,单体是指二卤代联苯 化合物(1)和芳族化合物(3)。

三价磷配位体的例子有:三芳基膦、三烷基膦等单齿磷配位体、 双齿磷配位体,优选双齿磷配位体。

双齿磷配位体优选式(4)所示的双齿磷配位体(以下,简记为双齿 磷配位体(4))。

式(4)中,B表示亚甲基、亚乙基、三亚甲基、四亚甲基、二茂铁 -1,1’-二基、1,1’-氧双(2,2’-亚苯)基、呫吨-4,5-二基、吩噁嗪-4,6-二基、 1,1’-联萘-2,2’-二基、1,1’-联苯-2,2’-二基或[2.2]-对位环芳-4,12-二基;

Ar6表示可被选自氟原子、三氟甲基和碳原子数为1~20的烷氧基的 至少一种基团取代的碳原子数为6~20的芳基。

作为碳原子数为1~20的烷氧基,其例子有:甲氧基、乙氧基、正 丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、2,2- 二甲基丙氧基、正己氧基、环己氧基、正庚氧基、正辛氧基、正壬氧 基、正癸氧基、正十一烷氧基、正十二烷氧基、正十三烷氧基、正十 四烷氧基、正十五烷氧基、正十六烷氧基、正十七烷氧基、正十八烷 氧基、正十九烷氧基或正二十烷氧基等,优选为甲氧基。

作为碳原子数为6~20的芳基,其例子有:苯基、4-甲基苯基、2- 甲基苯基、1-萘基、2-萘基、3-菲基、2-蒽基等,优选苯基。

Ar6的例子有:苯基、2-氟苯基、3-氟苯基、4-氟苯基、2-甲基苯 基、3-甲基苯基、4-甲基苯基、2-甲氧基苯基、3-甲氧基苯基、4-甲氧 基苯基、2-三氟甲基苯基、3-三氟甲基苯基、4-三氟甲基苯基、3,5-二 (三氟甲基)苯基、3,5-二氟苯基、五氟苯基等,优选苯基、4-甲氧基苯 基、4-三氟甲基苯基。

B优选二茂铁-1,1’-二基、1,1’-氧双(2,2’-亚苯)基。

所述双齿磷配位体(4)的例子有:双(二苯基膦)甲烷、1,2-双(二苯 基膦)乙烷、1,3-双(二苯基膦)丙烷、1,4-双(二苯基膦)丁烷、1,1’-双(二 苯基膦)二茂铁、1,1’-双(二(4-氟苯基)膦)二茂铁、1,1’-双(二(2-甲基苯 基)膦)二茂铁、1,1’-双(二(4-甲氧基苯基)膦)二茂铁、1,1’-双(二(4-三氟 甲基苯基)膦)二茂铁、1,1’-双(二(3,5-二(三氟甲基)苯基)膦)二茂铁、 1,1’-双(二(3,5-二氟苯基)膦)二茂铁、双(2-二苯基膦苯基)醚、9,9-二甲 基-4,5-双(二苯基膦)呫吨、4,6-双(二苯基膦)吩噁嗪、2,2’-双(二苯基 膦)-1,1’-联萘、2,2’-双(二苯基膦)-1,1’-联苯、5,5’-双(二苯基 膦)-2,2,2’,2’-四氟-4,4’-联-1,3-苯并二氧杂环戊二烯、4,12-双(二苯基 膦)-[2.2]-对位环芳等。优选1,3-双(二苯基膦)丙烷、1,4-双(二苯基膦) 丁烷、1,1’-双(二苯基膦)二茂铁、1,1’-双(二(4-甲氧基苯基)膦)二茂铁、 1,1’-双(二(4-三氟甲基苯基)膦)二茂铁、双(2-二苯基膦苯基)醚,更优 选1,1’-双(二苯基膦)二茂铁、1,1’-双(二(4-甲氧基苯基)膦)二茂铁、1,1’- 双(二(4-三氟甲基苯基)膦)二茂铁、双(2-二苯基膦苯基)醚。

双齿磷配位体(4)可以使用市售品,例如可以使用按照 Organometallics,21,4853-4861(2001)等中记载的公知方法制备的双齿 磷配位体。

三芳基膦只要是3个上述碳原子数为6~20的芳基结合在磷原子上 的膦即可,上述碳原子数为6~20的芳基可被选自氟原子、三氟甲基、 碳原子数为1~20的烷基和碳原子数为1~20的烷氧基的至少一种基团 取代。所述三芳基膦的具体例子有:三苯基膦、三邻甲苯基膦、三间 甲苯基膦、三对甲苯基膦、三(1-萘基)膦、三(邻甲氧基苯基)膦、三(五 氟苯基)膦、三(对三氟甲基苯基)膦、三(4-氟苯基)膦、三-2-呋喃基膦 等,优选三苯基膦。三烷基膦只要是3个上述碳原子数为1~20的烷基 结合在磷原子上的膦即可,其具体例子有:三叔丁基膦、三正丁基膦、 三乙基膦、三环己基膦等,优选三环己基膦。

三芳基膦和三烷基膦可以使用市售品,也可以使用按照公知方法 制备的化合物。

预先使三价磷配位体与二价镍化合物接触,来制备三价磷配位体 配位的镍络合物,可以使用制备的镍络合物。

相对于1摩尔的二价镍化合物,三价磷配位体的使用量通常为 0.2~20摩尔,优选为1~4摩尔。

相对于1摩尔单体,锌的使用量通常为1摩尔以上,对其上限没有 特别限定,但若使用量太多,则聚合反应后的后处理变得繁杂,经济 上也容易变得不利,因此实用中为10摩尔以下,优选为5摩尔以下。

为了提高聚合反应的反应速度,可以使用卤化盐。所述卤化盐的 例子有:氟化钠、氯化钠、溴化钠、碘化钠等卤化钠;氟化钾、氯化 钾、溴化钾、碘化钾等卤化钾;氟化四乙铵、氯化四乙铵、溴化四乙 铵、碘化四乙铵等卤化铵等,优选卤化钠,更优选碘化钠。相对于1 摩尔所用单体,卤化盐的使用量通常为0.001~1摩尔,优选为0.05~0.2 摩尔。

聚合反应通常是在溶剂的存在下实施。溶剂只要是能够溶解所用 单体和生成的聚亚芳基的溶剂即可。所述溶剂的具体例子有:甲苯、 二甲苯等芳族烃溶剂;四氢呋喃、1,4-二噁烷等醚溶剂;二甲基亚砜、 N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、六甲基 磷酸三酰胺等非质子性极性溶剂;二氯甲烷、二氯乙烷等卤代烃溶剂 等。上述溶剂可以单独使用,也可以将两种以上混合使用。其中优选 醚溶剂和非质子性极性溶剂,更优选四氢呋喃、二甲基亚砜、N-甲基 -2-吡咯烷酮和N,N-二甲基乙酰胺。溶剂的使用量若太多,则容易得到 分子量小的聚亚芳基;若太少,则反应混合物的性状容易变差,因此 相对于所用单体,溶剂的使用量通常为1~200重量倍,优选为5~100重 量倍。

聚合反应通常在氮气等惰性气体气氛下实施。

聚合温度通常为0~250℃,优选为30~100℃。聚合时间通常为 0.5~48小时。

聚合反应结束后,通过将不溶解或不易溶解所生成的聚亚芳基的 溶剂与反应混合物混合使聚亚芳基析出,通过过滤从反应混合物中分 离析出的聚亚芳基,从而可以提取出聚亚芳基。将不溶解或不易溶解 所生成的聚亚芳基的溶剂与反应混合物混合后,加入盐酸等酸的水溶 液,通过过滤可以从反应混合物中分离析出的聚亚芳基。所得聚亚芳 基的分子量和结构可以利用凝胶渗透层析法、NMR等通常的分析方法 进行分析。不溶解或不易溶解所生成的聚亚芳基的溶剂例如有:水、 甲醇、乙醇、乙腈等,优选水和甲醇。

通过在酸或碱的存在下水解所得的聚亚芳基,得到-SO2A所示的 基团变换为磺酸基的聚亚芳基。另外,通过使所得聚亚芳基与碱金属 卤化物或卤化季铵反应,接着进行酸处理,也可得到-SO2A所示的基 团变换为磺酸基的聚亚芳基。

实施例

以下,通过实施例进一步详细说明本发明,但本发明并不限于这 些实施例。利用凝胶渗透层析法(以下,简记为GPC)分析(分析条件如 下)所得聚亚芳基,由分析结果算出经聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw) 和数均分子量(Mn)。

<分析条件>

GPC测定装置:CTO-10A(株式会社岛津制作所制)

柱:TSK-GEL(TOSHO株式会社制)

柱温:40℃

流动相:含溴化锂的N,N-二甲基乙酰胺(溴化锂浓度:10 mmol/dm3)

流量:0.5mL/分钟

检测波长:300nm

实施例1

在氮气氛下、室温下,向具备冷却装置的玻璃制反应容器中加入 17mg溴化镍、80mg三苯基膦、100mg锌粉、400mg 4,4’-二氯联苯 -2,2’-二磺酸二(2,2-二甲基丙基)酯和3mL N-甲基-2-吡咯烷酮。之后, 在70℃下进行4小时的聚合反应,得到含有聚亚芳基的反应混合物, 所述聚亚芳基仅包含下述式(A)所示的重复单元。上述聚亚芳基的Mw 为38,000、Mn为18,000。

实施例2

在实施例1中,除了用20mg氯化镍代替17mg溴化镍、用161mg 三苯基膦代替80mg三苯基膦以外,与实施例1同样进行聚合反应,得 到含有聚亚芳基的反应混合物,所述聚亚芳基仅包含上述式(A)所示的 重复单元。

上述聚亚芳基的Mw为32,000、Mn为16,000。

实施例3

在氮气氛下、室温下向具备冷却装置的玻璃制反应容器中加入14 mg[1,1’-双(二苯基膦)二茂铁]二溴化镍、46mg锌粉、183mg 4,4’-二 氯联苯-2,2’-二磺酸二(2,2-二甲基丙基)酯和1mL N,N-二甲基乙酰胺。 之后,在70℃下进行4小时的聚合反应,得到含有聚亚芳基的反应混 合物,所述聚亚芳基仅包含上述式(A)所示的重复单元。上述聚亚芳基 的Mw为199,000、Mn为57,000。

实施例4

在实施例3中,除了用12mg[1,1’-双(二苯基膦)二茂铁]二氯化镍 代替14mg[1,1’-双(二苯基膦)二茂铁]二溴化镍以外,与实施例3同样 进行聚合反应,得到含有聚亚芳基的反应混合物,所述聚亚芳基仅包 含上述式(A)所示的重复单元。上述聚亚芳基的Mw为66,000、Mn为 24,000。

实施例5

在实施例3中,除了用4mg溴化镍和10mg 1,1’-双(二苯基膦)二茂 铁代替14mg[1,1’-双(二苯基膦)二茂铁]二溴化镍以外,与实施例3同 样进行聚合反应,得到含有聚亚芳基的反应混合物,所述聚亚芳基仅 包含上述式(A)所示的重复单元。上述聚亚芳基的Mw为170,000、Mn 为50,000。

实施例6

在实施例3中,除了用4mg溴化镍和9mg双(2-二苯基膦苯基)醚代 替14mg[1,1’-双(二苯基膦)二茂铁]二溴化镍以外,与实施例3同样进 行聚合反应,得到含有聚亚芳基的反应混合物,所述聚亚芳基仅包含 上述式(A)所示的重复单元。上述聚亚芳基的Mw为120,000、Mn为 35,000。

实施例7

在实施例3中,除了用22mg[1,2-双(二苯基膦)乙烷]二溴化镍代替 14mg[1,1’-双(二苯基膦)二茂铁]二溴化镍以外,与实施例3同样进行 聚合反应,得到含有聚亚芳基的反应混合物,所述聚亚芳基仅包含上 述式(A)所示的重复单元。上述聚亚芳基的Mw为12,000、Mn为6,000。

实施例8

在实施例3中,除了用22mg[1,3-双(二苯基膦)丙烷]二溴化镍代替 14mg[1,1’-双(二苯基膦)二茂铁]二溴化镍以外,与实施例3同样进行 聚合反应,得到含有聚亚芳基的反应混合物,所述聚亚芳基仅包含上 述式(A)所示的重复单元。上述聚亚芳基的Mw为96,000、Mn为24,000。

实施例9

在实施例3中,除了用23mg[1,4-双(二苯基膦)丁烷]二溴化镍代替 14mg[1,1’-双(二苯基膦)二茂铁]二溴化镍以外,与实施例3同样进行 聚合反应,得到含有聚亚芳基的反应混合物,所述聚亚芳基仅包含上 述式(A)所示的重复单元。上述聚亚芳基的Mw为74,000、Mn为25,000。

实施例10

在实施例3中,除了用28mg[9,9-二甲基-4,5-双(二苯基膦)呫吨]二 溴化镍代替14mg[1,1’-双(二苯基膦)二茂铁]二溴化镍以外,与实施例 3同样进行聚合反应,得到含有聚亚芳基的反应混合物,所述聚亚芳 基仅包含上述式(A)所示的重复单元。上述聚亚芳基的Mw为33,000、 Mn为11,000。

实施例11

在实施例3中,除了用27mg双(三环己基膦)二溴化镍代替14mg [1,1’-双(二苯基膦)二茂铁]二溴化镍以外,与实施例3同样进行聚合反 应,得到含有聚亚芳基的反应混合物,所述聚亚芳基仅包含上述式(A) 所示的重复单元。上述聚亚芳基的Mw为59,000、Mm为21,000。

实施例12

在实施例3中,除了用26mg双(三苯基膦)二溴化镍代替14mg [1,1’-双(二苯基膦)二茂铁]二溴化镍以外,与实施例3同样进行聚合反 应,得到含有聚亚芳基的反应混合物,所述聚亚芳基仅包含上述式(A) 所示的重复单元。上述聚亚芳基的Mw为85,000、Mn为33,000。

实施例13

在氮气氛下、室温下,向具备冷却装置的玻璃制反应容器中加入 8mg溴化镍、24mg 1,1’-双[二(4-甲氧基苯基)膦]二茂铁、92mg锌粉、 366mg 4,4’-二氯联苯-2,2’-二磺酸二(2,2-二甲基丙基)酯和2mL N,N- 二甲基乙酰胺。之后,在70℃下进行4小时的聚合反应,得到含有聚 亚芳基的反应混合物,所述聚亚芳基仅包含上述式(A)所示的重复单 元。上述聚亚芳基的Mw为49,000、Mn为18,000。

实施例14

在实施例13中,除了用29mg 1,1’-双[二(4-三氟甲基苯基)膦]二茂 铁代替24mg 1,1’-双[二(4-甲氧基苯基)膦]二茂铁以外,与实施例13同 样进行聚合反应,得到含有聚亚芳基的反应混合物,所述聚亚芳基仅 包含上述式(A)所示的重复单元。上述聚亚芳基的Mw为46,000、Mn为 18,000。

实施例15

在氮气氛下、室温下,向具备冷却装置的玻璃制反应容器中加入 13mg[双(2-二苯基膦苯基)醚]二溴化镍和46mg锌粉。向所得混合物 中加入将200mg 4,4’-二氯联苯-2,2’-二磺酸二(2,2-二甲基丙基)酯溶解 于1mL N,N-二甲基乙酰胺中的溶液,再加入将103mg下式:

所示的SUMIKA EXCEL PES 5200P(住友化学株式会社制,Mw为 94,000、Mn为40,000:在上述分析条件下测定)溶解于1.5mL N,N-二甲 基乙酰胺中的溶液。之后,在70℃下进行4小时的聚合反应,得到含 有聚亚芳基的反应混合物,所述聚亚芳基包含下述式(A):

所示的重复单元和下式:

所示的链段。上述聚亚芳基的Mw为156,000、Mn为49,000。

实施例16

在氮气氛下、室温下,向具备冷却装置的玻璃制反应容器中加入 27mg[1,1’-双(二苯基膦)二茂铁]二溴化镍和92mg锌粉。向所得混合 物中加入将293mg 4,4’-二氯联苯-2,2’-二磺酸二(2,2-二甲基丙基)酯和 48mg 2,5-二氯-4’-苯氧基二苯甲酮溶解于2mL N,N-二甲基乙酰胺中 的溶液。之后,在70℃下进行4小时的聚合反应,得到含有聚亚芳基 的反应混合物,所述聚亚芳基包含下述式(A):

所示的重复单元和下式:

所示的重复单元。上述聚亚芳基的Mw为102,000、Mn为26,000。

实施例17

在氮气氛下、室温下,向具备冷却装置的玻璃制反应容器中加入 27mg[1,1’-双(二苯基膦)二茂铁]二溴化镍和73mg锌粉。向所得混合 物中加入将330mg 4,4’-二氯联苯-2,2’-二磺酸二(2,2-二甲基丙基)酯和 10mg 1,4-二氯苯溶解于3mL N,N-二甲基乙酰胺中的溶液。之后,在 70℃下进行4小时的聚合反应,得到含有聚亚芳基的反应混合物,所 述聚亚芳基包含下述式(A):

所示的重复单元和下式:

所示的重复单元。上述聚亚芳基的Mw为62,000、Mn为18,000。

实施例18

在氮气氛下、室温下,向具备冷却装置的玻璃制反应容器中加入 20mg[双(2-二苯基膦苯基)醚]二溴化镍和46mg锌粉。向所得混合物 中加入将183mg 4,4’-二氯联苯-2,2’-二磺酸二(2,2-二甲基丙基)酯和26 mg下式:

所示的聚苯砜(Aldrich制,Mw为60,000、Mn为32,000:在上述分析条 件下测定)溶解于1.5mL N,N-二甲基乙酰胺中的溶液。之后,在70℃ 下进行4小时的聚合反应,得到含有聚亚芳基的反应混合物,所述聚 亚芳基包含下述式(A):

所示的重复单元和下式:

所示的重复单元。上述聚亚芳基的Mw为91,000、Mn为37,000。

实施例19

在氮气氛下、室温下,向具备冷却装置的玻璃制反应容器中加入 20mg[1,1’-双(二苯基膦)二茂铁]二溴化镍和46mg锌粉。向所得混合 物中加入将183mg 4,4’-二氯联苯-2,2’-二磺酸二(2,2-二甲基丙基)酯和 20mg下式:

所示的化合物(Mw为5,900、Mn为3,900:在上述分析条件下测定)溶解 于1.5mL N,N-二甲基乙酰胺中的溶液。之后,在70℃下进行4小时的 聚合反应,得到含有聚亚芳基的反应混合物,所述聚亚芳基包含下述 式(A):

所示的重复单元和下式:

所示的重复单元。上述聚亚芳基的Mw为48,000、Mn为15,000。

产业实用性

根据本发明,可以更有利地制备聚亚芳基。

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聚亚芳基的制备方法,其特征在于:在催化剂量的二价镍化合物、三价磷配位体和锌的存在下,仅使式(1)(式中,A表示碳原子数为120的烷氧基等;R1表示氟原子等;X1表示氯原子等;k表示03的整数)所示的二卤代联苯化合物聚合、或者使式(1)所示的二卤代联苯化合物与式(2)所示的芳族化合物或式(3)所示的芳族化合物(式中,a、b和c表示0或1;n表示5以上的整数;Ar1、Ar2、Ar3、Ar4和Ar5表示。

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