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JP2013209458A - Polyarylene and method for producing the same - Google Patents

Polyarylene and method for producing the same Download PDF

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JP2013209458A
JP2013209458A JP2012079316A JP2012079316A JP2013209458A JP 2013209458 A JP2013209458 A JP 2013209458A JP 2012079316 A JP2012079316 A JP 2012079316A JP 2012079316 A JP2012079316 A JP 2012079316A JP 2013209458 A JP2013209458 A JP 2013209458A
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JP
Japan
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group
carbon atoms
integer
formula
atom
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
JP2012079316A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shota Moriwaki
章太 森脇
Noriyuki Hida
憲之 飛田
Hiroaki Hibino
裕明 日比野
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.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical 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.)
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Publication date
Application filed by Sumitomo Chemical Co Ltd filed Critical Sumitomo Chemical Co Ltd
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Publication of JP2013209458A publication Critical patent/JP2013209458A/en
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  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new polymer having ion exchange groups.SOLUTION: There are provided a polymer and the like, which a polymer is the polymer having ion exchange groups characterized in that (1) a repeating unit having the ion exchange group is composed from a polyarylene; (2) both a fluorine group and a sulfo group are directly bound to an aromatic ring; and (3) the ion exchange capacity is in a range of 3.2-8 meq/g.

Description

ポリアリーレン及びその製造方法等に関する。   The present invention relates to polyarylene and a method for producing the same.

イオン交換基を有するポリアリーレンは、固体高分子型燃料電池用の高分子電解質等として有用である。イオン交換基としてスルホ基を有するモノマーとしては、例えば、4,4’−ジクロロビフェニル−2,2’−ジスルホン酸ジ(2,2−ジメチルプロピル)、2,5−ジクロロベンゼンスルホン酸(2,2−ジメチルプロピル)、3−(2,5−ジクロロベンゾイル)ベンゼンスルホン酸(2,2−ジメチルプロピル)等が知られている(例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3等参照)。   Polyarylene having an ion exchange group is useful as a polymer electrolyte for a polymer electrolyte fuel cell. Examples of the monomer having a sulfo group as an ion exchange group include, for example, 4,4′-dichlorobiphenyl-2,2′-disulfonic acid di (2,2-dimethylpropyl), 2,5-dichlorobenzenesulfonic acid (2, 2-dimethylpropyl), 3- (2,5-dichlorobenzoyl) benzenesulfonic acid (2,2-dimethylpropyl) and the like are known (see, for example, Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3, etc.). .

特開2007−270118号公報(実施例)JP 2007-270118 A (Example) 特開2007−284653号公報(実施例)JP 2007-284653 A (Example) 特開2005−82757号公報(実施例)JP 2005-82757 A (Example)

本発明の目的は、新規なイオン交換基を有する重合体を提供することである。   An object of the present invention is to provide a polymer having a novel ion exchange group.

このような状況下、本発明者らは、スルホ基を有する重合体について鋭意検討した結果、以下の本発明に至った。すなわち、本発明は、
1.イオン交換基を有する重合体であり、当該イオン交換基を有する繰り返し単位が
1)ポリアリーレンで構成され
2)芳香環にフッ素基とスルホ基との両者が直接結合して
3)イオン交換容量が3.2meq/g〜8meq/gの範囲であることを特徴とする重合体;
2.イオン交換基を有する繰り返し単位が、式(1)

Figure 2013209458
(式中、wは0〜2の整数を表わし、w’は0〜3の整数を表わす。xは0〜2の整数を表わす。yは0〜3の整数を表わし、y’は0〜4の整数を表わし、y+y’は1以上の整数を表わす。zは0〜3の整数を表わし、z’は0〜4の整数を表わし、z+z’は1以上の整数を表わす。また、z’が1以上の整数の場合、xは1以上の整数を表わす。Rは炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数6〜8のアリール基、炭素数6〜8のアリールオキシ基、炭素数2〜8のアシル基又はシアノ基を表わす。ここで、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数6〜8のアリール基、炭素数6〜8のアリールオキシ基及び炭素数2〜8のアシル基に含まれる水素原子は、フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数6〜8のアリール基及び炭素数6〜8のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい。また、結合位置が隣接する2つのRが結合して当該Rが結合するベンゼン環上の炭素原子と共に環を形成していてもよい。)
で表されることを特徴とする前項1記載の重合体;
3.前記式(1)中、xが0であることを特徴とする前項2記載の重合体;
4.式(1)で表されるイオン交換基を有する繰り返し単位が、式(2)
Figure 2013209458
(式中、y1は同一又は相異なり、1〜3の整数を表わす。)
で表されることを特徴とする前項2記載の重合体;
5.式(1)で表されるイオン交換基を有する繰り返し単位が、式(3)
Figure 2013209458
(式中、y2及びz1は、1〜4の整数を表わし、y2+z1は2〜5の整数を表わす。)
で表されることを特徴とする前項2記載の重合体;
6.式(1)で表されるイオン交換基を有する繰り返し単位が、式(4)
Figure 2013209458
(式中、y2は1〜4の整数を表わす。)
で表されることを特徴とする前項5記載の重合体;
7.イオン交換基を有する重合体であり、イオン交換基を有さない繰り返し単位が式(5)
Figure 2013209458
(式中、a、b及びcは、同一又は相異なって、0又は1を表わす。nは5以上の整数を表わす。Ar、Ar、Ar及びArは、同一又は相異なって、2価の芳香族基を表わす。ここで、2価の芳香族基に含まれる水素原子は、フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい炭素数1〜20のアルキル基;フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基;フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基及び炭素数6〜10のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい炭素数6〜20のアリール基;フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい炭素数6〜20のアリールオキシ基;及び、フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい炭素数2〜20のアシル基からなる群から選ばれる少なくとも一つの基で置換されていてもよい。Y及びYは、同一又は相異なって、単結合、カルボニル基、スルホニル基、イソプロピリデン基、ヘキサフルオロイソプロピリデン基又はフルオレン−9,9−ジイル基を表わす。Z及びZは、同一又は相異なって、酸素原子又は硫黄原子を表わす。)
で表されることを特徴とする前項1乃至6のいずれか記載の重合体;
8.イオン交換基を有する重合体であり、イオン交換基を有さない繰り返し単位が式(6)
Figure 2013209458
(式中、Arは、2価の芳香族基を表わす。ここで、2価の芳香族基に含まれる水素原子は、フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい炭素数1〜20のアルキル基;フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基;フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい炭素数6〜20のアリール基;フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つの置換基で置換されていてもよい炭素数6〜20のアリールオキシ基;及び、フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい炭素数2〜20のアシル基;からなる群から選ばれる少なくとも一つの置換基で置換されていてもよい。)
で表されることを特徴とする前項1乃至6のいずれか記載の重合体;
9.式(7)で表されることを特徴とするジハロスルホ化合物
Figure 2013209458
(式中、wは0〜2の整数を表わし、w’は0〜3の整数を表わす。xは0〜2の整数を表わす。yは0〜2の整数を表わし、y’は0〜4の整数を表わし、y+y’は1以上の整数を表わす。zは0〜3の整数を表わし、z’は0〜4の整数を表わし、z+z’は1以上の整数を表わす。また、z’が1以上の整数の場合、xは1以上の整数を表わす。Rは炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数6〜8のアリール基、炭素数6〜8のアリールオキシ基、炭素数2〜8のアシル基又はシアノ基を表わす。ここで、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数6〜8のアリール基、炭素数6〜8のアリールオキシ基及び炭素数2〜8のアシル基に含まれる水素原子は、フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数6〜8のアリール基及び炭素数6〜8のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい。また、結合位置が隣接する2つのRが結合して当該Rが結合するベンゼン環上の炭素原子と共に環を形成していてもよい。mは1又は2を表わし、Mは−OM又は−O- +を表わす。ここで、Mは炭素数1〜20のアルキル基を表わし、M +はアルカリ金属カチオン又はアンモニウム化合物のカチオンを表わし、Xは塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を表わす。);
10.式(8)で表わされることを特徴とする前項9記載のジハロスルホ化合物;
Figure 2013209458
(式中、wは0〜2の整数を表わし、y1は1〜3の整数を表わし、zは1〜3の整数を表わす。Rは炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数6〜8のアリール基、炭素数6〜8のアリールオキシ基、炭素数2〜8のアシル基又はシアノ基を表わす。ここで、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数6〜8のアリール基、炭素数6〜8のアリールオキシ基及び炭素数2〜8のアシル基に含まれる水素原子は、フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数6〜8のアリール基及び炭素数6〜8のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい。また、結合位置が隣接する2つのRが結合して当該Rが結合するベンゼン環上の炭素原子と共に環を形成していてもよい。Mは−OM又は−O- +を表わす。ここで、Mは炭素数1〜20のアルキル基を表わし、M +はアルカリ金属カチオン又はアンモニウム化合物のカチオンを表わし、Xは塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を表わす。);
11.式(9)で表わされることを特徴とする前項9又は前項10記載のジハロスルホ化合物
Figure 2013209458
(式中、y1は同一又は相異なり、1〜3の整数を表わす。Mは−OM又は−O- +を表わす。ここで、Mは炭素数1〜20のアルキル基、M +はアルカリ金属カチオン又はアンモニウム化合物のカチオンを表わし、Xは塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を表わす。);
12.下記式(10)で表わされることを特徴とする前項9記載ジハロスルホ化合物
Figure 2013209458
(式中、y2は1〜4の整数を表わす。Mは−OM又は−O- +を表わす。ここで、Mは炭素数1〜20のアルキル基、M +はアルカリ金属カチオン又はアンモニウム化合物のカチオンを表わし、Xは塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を表わす。);
13.前項9記載のジハロスルホ化合物を含むモノマー組成物を重合する工程、及び、前記重合工程により得られた重合物が有する式−SOOMで示される基を式−SOOHで示される基に変換する工程を含むことを特徴とする重合体の製造方法;
14.下記式(11)で表される繰り返し単位を含むことを特徴とする重合体
Figure 2013209458
(式中、Mは−OM又は−O- +を表わす。ここで、Mは炭素数1〜20のアルキル基を表わし、M +はアルカリ金属カチオン又はアンモニウム化合物のカチオンを表わす。wは0〜2の整数を表わし、w’は0〜3の整数を表わす。xは0〜2の整数を表わす。yは0〜3の整数を表わし、y’は0〜4の整数を表わし、y+y’は1以上の整数を表わす。zは0〜3の整数を表わし、z’は0〜4の整数を表わし、z+z’は1以上の整数を表わす。また、z’が1以上の整数の場合、xは1以上の整数を表わす。Rは炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数6〜8のアリール基、炭素数6〜8のアリールオキシ基、炭素数2〜8のアシル基又はシアノ基を表わす。ここで、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数6〜8のアリール基、炭素数6〜8のアリールオキシ基及び炭素数2〜8のアシル基に含まれる水素原子は、フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数6〜8のアリール基及び炭素数6〜8のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい。また、結合位置が隣接する2つのRが結合して当該Rが結合するベンゼン環上の炭素原子と共に環を形成していてもよい。);
等である。 Under such circumstances, the present inventors have intensively studied a polymer having a sulfo group, resulting in the following present invention. That is, the present invention
1. A polymer having an ion exchange group, wherein the repeating unit having the ion exchange group is composed of 1) polyarylene, 2) both a fluorine group and a sulfo group are directly bonded to the aromatic ring, and 3) the ion exchange capacity is increased. A polymer characterized by being in the range of 3.2 meq / g to 8 meq / g;
2. The repeating unit having an ion exchange group has the formula (1)
Figure 2013209458
Wherein w represents an integer of 0 to 2, w ′ represents an integer of 0 to 3, x represents an integer of 0 to 2, y represents an integer of 0 to 3, and y ′ represents 0 to 0. 4 represents an integer of 4, y + y ′ represents an integer of 1 or more, z represents an integer of 0 to 3, z ′ represents an integer of 0 to 4, z + z ′ represents an integer of 1 or more, and z When 'is an integer of 1 or more, x represents an integer of 1 or more, R 1 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group having 6 to 8 carbon atoms, or the number of carbon atoms Represents an aryloxy group having 6 to 8 carbon atoms, an acyl group having 2 to 8 carbon atoms, or a cyano group, where an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or an aryl having 6 to 8 carbon atoms Group, an aryloxy group having 6 to 8 carbon atoms and an acyl group having 2 to 8 carbon atoms include a fluorine atom, a cyano group, and a carbon number It may be substituted with at least one selected from the group consisting of an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group having 6 to 8 carbon atoms, and an aryloxy group having 6 to 8 carbon atoms, and the bonding positions are adjacent. two R 1 is bonded to together with the carbon atoms on the benzene ring to which the R 1 are bonded may form a ring.)
The polymer according to item 1 above, which is represented by:
3. In the above formula (1), x is 0;
4). The repeating unit having an ion exchange group represented by formula (1) is represented by formula (2).
Figure 2013209458
(Wherein y1 is the same or different and represents an integer of 1 to 3)
The polymer according to item 2 above, which is represented by:
5. The repeating unit having an ion exchange group represented by formula (1) is represented by formula (3).
Figure 2013209458
(Wherein y2 and z1 represent an integer of 1 to 4, and y2 + z1 represents an integer of 2 to 5)
The polymer according to item 2 above, which is represented by:
6). The repeating unit having an ion exchange group represented by formula (1) is represented by formula (4).
Figure 2013209458
(Wherein y2 represents an integer of 1 to 4)
The polymer according to item 5 above, which is represented by:
7). A polymer having an ion exchange group, wherein the repeating unit having no ion exchange group is represented by formula (5)
Figure 2013209458
(In the formula, a, b and c are the same or different and represent 0 or 1. n represents an integer of 5 or more. Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 and Ar 4 are the same or different. A divalent aromatic group, wherein the hydrogen atom contained in the divalent aromatic group includes a fluorine atom, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and An alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may be substituted with at least one selected from the group consisting of aryloxy groups having 6 to 20 carbon atoms; a fluorine atom, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, An alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms which may be substituted with at least one selected from the group consisting of an aryl group having 6 to 20 carbon atoms and an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms; a fluorine atom, a cyano group, 1-20 carbon atoms An aryl group having 6 to 20 carbon atoms which may be substituted with at least one selected from the group consisting of an alkoxy group and an aryloxy group having 6 to 10 carbon atoms; a fluorine atom, a cyano group, and a carbon atom having 1 to 20 carbon atoms An aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms which may be substituted with at least one selected from the group consisting of an alkoxy group and an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms; and a fluorine atom, a cyano group, and one carbon atom From an acyl group having 2 to 20 carbon atoms, which may be substituted with at least one selected from the group consisting of an alkoxy group having 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms Y 1 and Y 2 may be the same or different and each may be substituted with at least one group selected from the group consisting of a single bond, a carbonyl group, and a sulfonyl group. Group, isopropylidene group, hexafluoroisopropylidene group or fluorene-9,9-diyl group, and Z 1 and Z 2 are the same or different and each represents an oxygen atom or a sulfur atom.)
The polymer according to any one of items 1 to 6 above, which is represented by:
8). A polymer having an ion exchange group, wherein the repeating unit having no ion exchange group is represented by formula (6)
Figure 2013209458
(In the formula, Ar 0 represents a divalent aromatic group. Here, a hydrogen atom contained in the divalent aromatic group is a fluorine atom, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a carbon number. An alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may be substituted with at least one selected from the group consisting of an aryl group having 6 to 20 carbon atoms and an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms; fluorine atom, cyano group, carbon number An alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, which may be substituted with at least one selected from the group consisting of an aryl group having 6 to 20 carbon atoms and an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms A carbon atom having 6 to 20 carbon atoms which may be substituted with at least one selected from the group consisting of a fluorine atom, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms and an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms; An aryl group; a carbon atom having 6 to 20 carbon atoms which may be substituted with at least one substituent selected from the group consisting of a fluorine atom, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms and an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms And at least one selected from the group consisting of a fluorine atom, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms And optionally substituted with at least one substituent selected from the group consisting of an acyl group having 2 to 20 carbon atoms which may be substituted with
The polymer according to any one of items 1 to 6 above, which is represented by:
9. A dihalosulfo compound represented by the formula (7)
Figure 2013209458
(In the formula, w represents an integer of 0 to 2, w ′ represents an integer of 0 to 3. x represents an integer of 0 to 2, y represents an integer of 0 to 2, and y ′ represents 0 to 0. 4 represents an integer of 4, y + y ′ represents an integer of 1 or more, z represents an integer of 0 to 3, z ′ represents an integer of 0 to 4, z + z ′ represents an integer of 1 or more, and z When 'is an integer of 1 or more, x represents an integer of 1 or more, R 1 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group having 6 to 8 carbon atoms, or the number of carbon atoms Represents an aryloxy group having 6 to 8 carbon atoms, an acyl group having 2 to 8 carbon atoms, or a cyano group, where an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or an aryl having 6 to 8 carbon atoms Group, an aryloxy group having 6 to 8 carbon atoms and an acyl group having 2 to 8 carbon atoms include a fluorine atom, a cyano group, and a carbon number It may be substituted with at least one selected from the group consisting of an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group having 6 to 8 carbon atoms, and an aryloxy group having 6 to 8 carbon atoms, and the bonding positions are adjacent. Two R 1 may combine to form a ring together with the carbon atom on the benzene ring to which the R 1 is bonded, m represents 1 or 2, and M represents —OM 1 or —O M 2 +. Here, M 1 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, M 2 + represents an alkali metal cation or a cation of an ammonium compound, and X represents a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom);
10. The dihalosulfo compound according to item 9, which is represented by the formula (8):
Figure 2013209458
(In the formula, w represents an integer of 0 to 2, y1 represents an integer of 1 to 3, z represents an integer of 1 to 3. R 1 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, 1 to 1 carbon atoms. Represents an alkoxy group having 8 carbon atoms, an aryl group having 6 to 8 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 8 carbon atoms, an acyl group having 2 to 8 carbon atoms, or a cyano group, wherein an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, Hydrogen atoms contained in an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group having 6 to 8 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 8 carbon atoms, and an acyl group having 2 to 8 carbon atoms are a fluorine atom, a cyano group, and a carbon atom. It may be substituted with at least one selected from the group consisting of an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group having 6 to 8 carbon atoms and an aryloxy group having 6 to 8 carbon atoms, and the bonding position is adjacent. two R 1 is bonded to the benzene ring to which the R 1 is attached to Good .M also form a ring with the carbon atoms -OM 1 or -O -. Represents a + M 2 wherein, M 1 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, M 2 + is an alkali metal Represents a cation or a cation of an ammonium compound, and X represents a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom);
11. 11. The dihalosulfo compound according to item 9 or 10, wherein the compound is represented by formula (9)
Figure 2013209458
(Wherein y1 is the same or different and represents an integer of 1 to 3. M represents —OM 1 or —O M 2 + , where M 1 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, M 2 + represents a cation of an alkali metal cation or ammonium compound, X represents a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom).;
12 9. The dihalosulfo compound according to item 9, which is represented by the following formula (10):
Figure 2013209458
(Wherein y2 represents an integer of 1 to 4, M represents —OM 1 or —O M 2 + , where M 1 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and M 2 + represents an alkali metal. Represents a cation or a cation of an ammonium compound, and X represents a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom);
13. The step of polymerizing the monomer composition containing the dihalosulfo compound according to item 9 above, and the group represented by the formula —SO 2 OM of the polymer obtained by the polymerization step is converted into a group represented by the formula —SO 2 OH A process for producing a polymer comprising the step of:
14 A polymer comprising a repeating unit represented by the following formula (11)
Figure 2013209458
(In the formula, M represents —OM 1 or —O M 2 + , where M 1 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and M 2 + represents an alkali metal cation or a cation of an ammonium compound. W represents an integer of 0 to 2, w ′ represents an integer of 0 to 3, x represents an integer of 0 to 2, y represents an integer of 0 to 3, and y ′ represents an integer of 0 to 4. Y + y ′ represents an integer of 1 or more, z represents an integer of 0 to 3, z ′ represents an integer of 0 to 4, z + z ′ represents an integer of 1 or more, and z ′ is 1 In the case of the above integers, x represents an integer greater than or equal to 1. R1 is a C1-C8 alkyl group, a C1-C8 alkoxy group, a C6-C8 aryl group, C6-C8. An aryloxy group, an acyl group having 2 to 8 carbon atoms or a cyano group, wherein an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, A hydrogen atom contained in an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group having 6 to 8 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 8 carbon atoms and an acyl group having 2 to 8 carbon atoms includes a fluorine atom, a cyano group, and a carbon number It may be substituted with at least one selected from the group consisting of an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group having 6 to 8 carbon atoms, and an aryloxy group having 6 to 8 carbon atoms, and the bonding positions are adjacent. And two R 1 may be bonded to form a ring together with the carbon atom on the benzene ring to which the R 1 is bonded.);
Etc.

本発明によれば、新規なイオン交換基を有する重合体を提供することができる。   According to the present invention, a polymer having a novel ion exchange group can be provided.

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の化合物はイオン交換基を有する重合体であり、当該イオン交換基を有する繰り返し単位が
1)ポリアリーレンで構成され
2)芳香環にフッ素基とスルホ基との両者が直接結合して
3)イオン交換容量が3.2meq/g〜8meq/gの範囲であることを特徴とする重合体である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The compound of the present invention is a polymer having an ion exchange group, and the repeating unit having the ion exchange group is composed of 1) polyarylene, and 2) both a fluorine group and a sulfo group are directly bonded to the aromatic ring. ) A polymer characterized by having an ion exchange capacity in the range of 3.2 meq / g to 8 meq / g.

イオン交換容量とは化合物1gあたりのイオン交換基のミリ当量であり、分子量から計算できる。例えば以下の繰り返し単位(A)を有する重合体の場合、

Figure 2013209458
繰り返し単位あたりの分子量は188.18である。つまり188.18gあたり1つのスルホン酸、すなわちイオン交換基があることになり、この重合体1gあたりのイオン交換容量は1÷188.18×1000=5.31(meq/g)となる。 The ion exchange capacity is milliequivalents of ion exchange groups per 1 g of compound and can be calculated from the molecular weight. For example, in the case of a polymer having the following repeating unit (A):
Figure 2013209458
The molecular weight per repeating unit is 188.18. That is, there is one sulfonic acid, that is, an ion exchange group per 188.18 g, and the ion exchange capacity per 1 g of the polymer is 1 / 188.18 × 1000 = 5.31 (meq / g).

本発明の化合物のイオン交換容量は好ましくは3.2meq〜8meqを挙げることができ、さらに好ましくは3.6meq〜6meqを挙げることができる。   The ion exchange capacity of the compound of the present invention is preferably 3.2 meq to 8 meq, more preferably 3.6 meq to 6 meq.

式(1)中、Rは炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20のアリールオキシ基、炭素数2〜20のアシル基、炭素数7〜20のアリールカルボニル基又はシアノ基を表わす。ここで、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20のアリールオキシ基、炭素数2〜20のアシル基及び炭素数7〜20のアリールカルボニル基に含まれる水素原子は、フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20のアリールオキシ基、炭素数2〜20のアシル基及び炭素数7〜20のアリールカルボニル基からなる群から選ばれる少なくとも一つの基で置換されていてもよい。Rが複数の場合、Rは同一の基であってもよいし、異なる基であってもよい。また、隣接する2つのRが結合して環を形成していてもよい。 In formula (1), R 1 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms, or 2 to 2 carbon atoms. 20 represents an acyl group, an arylcarbonyl group having 7 to 20 carbon atoms, or a cyano group. Here, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms, an acyl group having 2 to 20 carbon atoms, and carbon The hydrogen atom contained in the arylcarbonyl group having 7 to 20 carbon atoms includes a fluorine atom, a cyano group, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and a carbon number. It may be substituted with at least one group selected from the group consisting of an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms, an acyl group having 2 to 20 carbon atoms and an arylcarbonyl group having 7 to 20 carbon atoms. When R 1 is plural, R 1 may be the same group or different groups. Moreover, two adjacent R 1s may be bonded to form a ring.

炭素数1〜20のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、2,2−ジメチル−1−プロピル基、シクロペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、n−ヘプチル基、2−メチルペンチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、n−ノナデシル基及びn−イコシル基等の直鎖状、分枝鎖状もしくは環状のアルキル基が挙げられる。   Examples of the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms include a methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, 2,2-dimethyl-1-propyl group, cyclopentyl group, n-hexyl group, cyclohexyl group, n-heptyl group, 2-methylpentyl group, n-octyl group, 2-ethylhexyl group, n-nonyl group, n- Decyl group, n-undecyl group, n-dodecyl group, n-tridecyl group, n-tetradecyl group, n-pentadecyl group, n-hexadecyl group, n-heptadecyl group, n-octadecyl group, n-nonadecyl group and n- Examples thereof include linear, branched or cyclic alkyl groups such as an icosyl group.

炭素数1〜20のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、2,2−ジメチルプロポキシ基、シクロペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、n−ヘプチルオキシ基、2−メチルペンチルオキシ基、n−オクチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、n−ノニルオキシ基、n−デシルオキシ基、n−ウンデシルオキシ基、n−ドデシルオキシ基、n−トリデシルオキシ基、n−テトラデシルオキシ基、n−ペンタデシルオキシ基、n−ヘキサデシルオキシ基、n−ヘプタデシルオキシ基、n−オクタデシルオキシ基、n−ノナデシルオキシ基、n−イコシルオキシ基等の直鎖状、分枝鎖状もしくは環状のアルコキシ基が挙げられる。   Examples of the alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms include methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, isobutoxy group, sec-butoxy group, tert-butoxy group, and n-pentyloxy. Group, 2,2-dimethylpropoxy group, cyclopentyloxy group, n-hexyloxy group, cyclohexyloxy group, n-heptyloxy group, 2-methylpentyloxy group, n-octyloxy group, 2-ethylhexyloxy group, n -Nonyloxy group, n-decyloxy group, n-undecyloxy group, n-dodecyloxy group, n-tridecyloxy group, n-tetradecyloxy group, n-pentadecyloxy group, n-hexadecyloxy group, n-heptadecyloxy group, n-octadecyloxy group, n-nonadecyloxy group, - icosyloxy group of linear, alkoxy group branched or cyclic and the like.

炭素数6〜20のアリール基としては、例えば、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、3−フェナントリル基、2−アントリル基等が挙げられる。炭素数6〜20のアリールオキシ基としては、フェノキシ基、1−ナフチルオキシ基、2−ナフチルオキシ基、3−フェナントリルオキシ基、2−アントリルオキシ基等の前記炭素数6〜20のアリール基と酸素原子とから構成されるものが挙げられる。   Examples of the aryl group having 6 to 20 carbon atoms include a phenyl group, a 1-naphthyl group, a 2-naphthyl group, a 3-phenanthryl group, and a 2-anthryl group. Examples of the aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms include those having 6 to 20 carbon atoms such as phenoxy group, 1-naphthyloxy group, 2-naphthyloxy group, 3-phenanthryloxy group, and 2-anthryloxy group. The thing comprised from an aryl group and an oxygen atom is mentioned.

炭素数2〜20のアシル基としては、例えば、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基等の炭素数2〜20の脂肪族アシル基が挙げられる。炭素数7〜20のアリールカルボニル基としては、ベンゾイル基、1−ナフトイル基、2−ナフトイル基等が挙げられる。   As a C2-C20 acyl group, C2-C20 aliphatic acyl groups, such as an acetyl group, a propionyl group, a butyryl group, an isobutyryl group, are mentioned, for example. Examples of the arylcarbonyl group having 7 to 20 carbon atoms include benzoyl group, 1-naphthoyl group, and 2-naphthoyl group.

式(1)中、wは0〜2の整数を表わし、w’は0〜3の整数を表わす。xは0〜2の整数を表わす。yは0〜3の整数を表わし、y’は0〜4の整数を表わし、y+y’は1以上の整数を表わす。zは0〜3の整数を表わし、z’は0〜4の整数を表わし、z+z’は1以上の整数を表わす。また、z’が1以上の整数の場合、xは1以上の整数を表わす。   In formula (1), w represents an integer of 0 to 2, and w ′ represents an integer of 0 to 3. x represents an integer of 0-2. y represents an integer of 0 to 3, y 'represents an integer of 0 to 4, and y + y' represents an integer of 1 or more. z represents an integer of 0 to 3, z 'represents an integer of 0 to 4, and z + z' represents an integer of 1 or more. When z 'is an integer of 1 or more, x represents an integer of 1 or more.

式(1)で示される化合物の具体例としては、下記式(1a)〜(1u)で示される繰り返し単位が挙げられる。   Specific examples of the compound represented by the formula (1) include repeating units represented by the following formulas (1a) to (1u).

Figure 2013209458
Figure 2013209458

Figure 2013209458
Figure 2013209458

式(1)中、合成上の容易さの観点から、xは0の方が好ましい。   In the formula (1), x is preferably 0 from the viewpoint of ease of synthesis.

式(2)中、y1は同一または異なり、1〜3の整数を表わし、好ましくは、y1は1又は2である。   In formula (2), y1 is the same or different and represents an integer of 1 to 3, and preferably, y1 is 1 or 2.

式(2)で示される化合物の具体例としては、下記式(2a)〜(2f)で示される繰り返し単位が挙げられる。   Specific examples of the compound represented by the formula (2) include repeating units represented by the following formulas (2a) to (2f).

Figure 2013209458
Figure 2013209458

式(3)中、y2およびz1は1〜4の整数を表わし、y2+z1は2〜5の整数を表わす。y2は合成上の観点から好ましくは2〜4であり、z1は合成上の観点から好ましくは1または2である。   In formula (3), y2 and z1 represent an integer of 1 to 4, and y2 + z1 represents an integer of 2 to 5. y2 is preferably 2 to 4 from the viewpoint of synthesis, and z1 is preferably 1 or 2 from the viewpoint of synthesis.

式(3)で示される化合物の具体例としては、下記式(3a)〜(3e)で示される繰り返し単位が挙げられる。   Specific examples of the compound represented by the formula (3) include repeating units represented by the following formulas (3a) to (3e).

Figure 2013209458
Figure 2013209458

式(4)中、y2およびは1〜4の整数を表わし、y2は合成上の観点から好ましくは2〜4である。   In formula (4), y2 represents an integer of 1 to 4, and y2 is preferably 2 to 4 from the viewpoint of synthesis.

式(4)で示される化合物の具体例としては、下記式(4a)〜(4c)で示される繰り返し単位が挙げられる。   Specific examples of the compound represented by the formula (4) include repeating units represented by the following formulas (4a) to (4c).

Figure 2013209458
Figure 2013209458

本発明の重合体は、式(1)で表わされるフェニルスルホン酸化合物に由来する構造単位を含む重合体であり、該重合体は、イオン伝導性を有することから高分子電解質として用いることができる。
重合体としては、例えば、式(1)で表わされるフェニルスルホン酸化合物のホモポリマー、例えば、式(1)で表わされるフェニルスルホン酸化合物と他のモノマーとの重合体、例えば、芳香族ポリエーテル及び式(1)で表わされるフェニルスルホン酸化合物の重合体等を挙げることができる。
ここで、芳香族ポリエーテルとは、置換基を有していてもよい2価の芳香族基とエーテル結合とからなる構造単位を含む高分子を意味し、該エーテル結合は、−O−(エーテル結合)、−S−(チオエーテル結合)を意味する。
The polymer of the present invention is a polymer containing a structural unit derived from the phenylsulfonic acid compound represented by the formula (1), and since the polymer has ion conductivity, it can be used as a polymer electrolyte. .
Examples of the polymer include a homopolymer of a phenylsulfonic acid compound represented by the formula (1), for example, a polymer of the phenylsulfonic acid compound represented by the formula (1) and another monomer, for example, an aromatic polyether. And a polymer of a phenylsulfonic acid compound represented by the formula (1).
Here, the aromatic polyether means a polymer containing a structural unit composed of a divalent aromatic group which may have a substituent and an ether bond, and the ether bond is represented by —O— ( Ether bond) and -S- (thioether bond).

好ましい重合体としては、例えば、式(5)

Figure 2013209458
(式中、a、b及びcは、それぞれ独立に、0又は1を表わし、nは5以上の整数を表わす。Ar、Ar、Ar及びArは、それぞれ独立に、2価の芳香族基を表わす。ここで、2価の芳香族基に含まれる水素原子は、フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい炭素数1〜20のアルキル基;
フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基;
フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基及び炭素数6〜10のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい炭素数6〜20のアリール基;
フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい炭素数6〜20のアリールオキシ基;及び、
フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい炭素数2〜20のアシル基からなる群から選ばれる少なくとも一つの置換基で置換されていてもよい。
及びYは、それぞれ独立に、単結合、カルボニル基、スルホニル基、イソプロピリデン基、ヘキサフルオロイソプロピリデン基又はフルオレン−9,9−ジイル基を表わす。Z及びZは、それぞれ独立に、酸素原子又は硫黄原子を表わす。)
で表わされる構造単位と、式(1)で表わされるフェニルスルホン酸化合物に由来する構造単位とを含む重合体、等が挙げられる。 Preferred polymers include, for example, formula (5)
Figure 2013209458
(In the formula, a, b and c each independently represent 0 or 1, and n represents an integer of 5 or more. Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 and Ar 4 each independently represent a divalent group. The hydrogen atom contained in the divalent aromatic group is a fluorine atom, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or 6 to 6 carbon atoms. An alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may be substituted with at least one selected from the group consisting of 20 aryloxy groups;
It may be substituted with at least one selected from the group consisting of a fluorine atom, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms and an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms. An alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms;
An aryl group having 6 to 20 carbon atoms which may be substituted with at least one selected from the group consisting of a fluorine atom, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms and an aryloxy group having 6 to 10 carbon atoms;
An aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms which may be substituted with at least one selected from the group consisting of a fluorine atom, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms and an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms ;as well as,
It may be substituted with at least one selected from the group consisting of a fluorine atom, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms and an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms. It may be substituted with at least one substituent selected from the group consisting of an acyl group having 2 to 20 carbon atoms.
Y 1 and Y 2 each independently represents a single bond, a carbonyl group, a sulfonyl group, an isopropylidene group, a hexafluoroisopropylidene group, or a fluorene-9,9-diyl group. Z 1 and Z 2 each independently represents an oxygen atom or a sulfur atom. )
And a polymer containing a structural unit derived from a phenylsulfonic acid compound represented by the formula (1), and the like.

a、b及びcは、互いに独立に0又は1を表わす。nは、例えば、5以上の整数を挙げることができ、好ましくは、例えば、5〜200の範囲の整数等を挙げることができる。
また、式(5)で表わされる構造単位の数平均分子量が3000以上であることが好ましい。
a, b and c each independently represent 0 or 1; For example, n may be an integer of 5 or more, and preferably an integer in the range of 5 to 200, for example.
Moreover, it is preferable that the number average molecular weight of the structural unit represented by Formula (5) is 3000 or more.

Ar、Ar、Ar及びArは、互いに独立に、2価の芳香族基を表わす。2価の芳香族基としては、例えば、1,3−フェニレン、1,4−フェニレン等の2価の単環性芳香族基、1,3−ナフタレンジイル、1,4−ナフタレンジイル、1,5−ナフタレンジイル、1,6−ナフタレンジイル、1,7−ナフタレンジイル、2,6−ナフタレンジイル、2,7−ナフタレンジイル等の2価の縮環系芳香族基、ピリジンジイル、キノキサリンジイル、チオフェンジイル等のヘテロ芳香族基等が挙げられる。好ましくは2価の単環性芳香族基である。 Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 and Ar 4 each independently represent a divalent aromatic group. Examples of the divalent aromatic group include divalent monocyclic aromatic groups such as 1,3-phenylene and 1,4-phenylene, 1,3-naphthalenediyl, 1,4-naphthalenediyl, 1, Divalent condensed aromatic groups such as 5-naphthalenediyl, 1,6-naphthalenediyl, 1,7-naphthalenediyl, 2,6-naphthalenediyl, 2,7-naphthalenediyl, pyridinediyl, quinoxalinediyl, Examples include heteroaromatic groups such as thiophenediyl. A divalent monocyclic aromatic group is preferred.

また、Ar、Ar、Ar及びArは、フッ素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基又はアシル基が結合していてもよく、これらの基はさらに置換基を有していてもよい。 Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 and Ar 4 may be bonded to a fluorine atom, an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, an aryloxy group or an acyl group, and these groups further have a substituent. You may do it.

ここで、アルキル基としては、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec−ブチル、イソブチル、n−ペンチル、2,2−ジメチルプロピル、シクロペンチル、n−ヘキシル、シクロヘキシル、2−メチルペンチル、2−エチルヘキシル、ノニル等の炭素数1〜10のアルキル基、及びこれらの基にフッ素原子、ヒドロキシル基、シアノ基、アミノ基、メトキシ基、エトキシ基、イソプロピルオキシ基、フェニル基、ナフチル基、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等の置換基が結合したアルキル基等が挙げられる。   Here, examples of the alkyl group include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, isobutyl, n-pentyl, 2,2-dimethylpropyl, cyclopentyl, n-hexyl, cyclohexyl, 2 -Alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms such as methylpentyl, 2-ethylhexyl, and nonyl, and these groups include fluorine atom, hydroxyl group, cyano group, amino group, methoxy group, ethoxy group, isopropyloxy group, phenyl group, Examples thereof include an alkyl group to which a substituent such as a naphthyl group, a phenoxy group, or a naphthyloxy group is bonded.

アルコキシ基としては、例えば、メトキシ、エトキシ、n−プロピルオキシ、イソプロピルオキシ、n−ブチルオキシ、sec−ブチルオキシ、tert−ブチルオキシ、イソブチルオキシ、n−ペンチルオキシ、2,2−ジメチルプロピルオキシ、シクロペンチルオキシ、n−ヘキシルオキシ、シクロヘキシルオキシ、2−メチルペンチルオキシ、2−エチルヘキシルオキシ等の炭素数1〜10のアルコキシ基、及びこれらの基にフッ素原子、ヒドロキシル基、シアノ基、アミノ基、メトキシ基、エトキシ基、イソプロピルオキシ基、フェニル基、ナフチル基、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等の置換基が結合したアルコキシ基等が挙げられる。   Examples of the alkoxy group include methoxy, ethoxy, n-propyloxy, isopropyloxy, n-butyloxy, sec-butyloxy, tert-butyloxy, isobutyloxy, n-pentyloxy, 2,2-dimethylpropyloxy, cyclopentyloxy, C1-C10 alkoxy groups such as n-hexyloxy, cyclohexyloxy, 2-methylpentyloxy, 2-ethylhexyloxy, etc., and these groups include fluorine atom, hydroxyl group, cyano group, amino group, methoxy group, ethoxy And an alkoxy group to which substituents such as an isopropyloxy group, a phenyl group, a naphthyl group, a phenoxy group, and a naphthyloxy group are bonded.

アリール基としては、例えば、フェニル、ナフチル等の炭素数6〜10のアリール基、及びこれらの基にフッ素原子、ヒドロキシル基、シアノ基、アミノ基、メトキシ基、エトキシ基、イソプロピルオキシ基、フェニル基、ナフチル基、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等の置換基が結合したアリール基等が挙げられる。   Examples of the aryl group include aryl groups having 6 to 10 carbon atoms such as phenyl and naphthyl, and fluorine, hydroxyl, cyano, amino, methoxy, ethoxy, isopropyloxy, and phenyl groups. , Aryl groups to which substituents such as naphthyl group, phenoxy group and naphthyloxy group are bonded.

アリールオキシ基としては、例えば、フェノキシ、ナフチルオキシ等の炭素数6〜10のアリールオキシ基、及びこれらの基にフッ素原子、ヒドロキシル基、シアノ基、アミノ基、メトキシ基、エトキシ基、イソプロピルオキシ基、フェニル基、ナフチル基、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等の置換基が結合したアリールオキシ基等が挙げられる。   Examples of the aryloxy group include aryloxy groups having 6 to 10 carbon atoms such as phenoxy and naphthyloxy, and fluorine, hydroxyl, cyano, amino, methoxy, ethoxy, and isopropyloxy groups. An aryloxy group to which substituents such as a phenyl group, a naphthyl group, a phenoxy group, and a naphthyloxy group are bonded.

アシル基としては、例えば、アセチル、プロピオニル、ブチリル、イソブチリル、ベンゾイル、1−ナフトイル、2−ナフトイル等の炭素数2〜20のアシル基、及びこれらの基にフッ素原子、ヒドロキシル基、シアノ基、アミノ基、メトキシ基、エトキシ基、イソプロピルオキシ基、フェニル基、ナフチル基、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等が置換したアシル基が挙げられる。   Examples of the acyl group include acyl groups having 2 to 20 carbon atoms such as acetyl, propionyl, butyryl, isobutyryl, benzoyl, 1-naphthoyl, and 2-naphthoyl, and these groups include a fluorine atom, a hydroxyl group, a cyano group, and an amino group. And an acyl group substituted with a group, methoxy group, ethoxy group, isopropyloxy group, phenyl group, naphthyl group, phenoxy group, naphthyloxy group and the like.

及びYは、それぞれ独立に、単結合、カルボニル基、スルホニル基、イソプロピリデン基、ヘキサフルオロイソプロピリデン基又はフルオレン−9,9−ジイル基を表わす。また、Z及びZは、それぞれ独立に、酸素原子又は硫黄原子を表わす。 Y 1 and Y 2 each independently represents a single bond, a carbonyl group, a sulfonyl group, an isopropylidene group, a hexafluoroisopropylidene group, or a fluorene-9,9-diyl group. Z 1 and Z 2 each independently represent an oxygen atom or a sulfur atom.

式(5)で表わされる構造単位のポリスチレン換算の重量平均分子量は、例えば、1,000〜2,000,000の範囲等を挙げることができる。
本発明の重合体を固体高分子型燃料電池用の高分子電解質として用いる場合の好ましいポリスチレン換算の重量平均分子量としては、例えば、2,000〜1,000,000の範囲等を挙げることができ、好ましくは、例えば、3,000〜800,000の範囲等が挙げられる。
Examples of the weight average molecular weight in terms of polystyrene of the structural unit represented by the formula (5) include a range of 1,000 to 2,000,000.
Examples of preferable weight average molecular weight in terms of polystyrene when the polymer of the present invention is used as a polymer electrolyte for a polymer electrolyte fuel cell include a range of 2,000 to 1,000,000. Preferably, the range of 3,000-800,000 etc. are mentioned, for example.

式(5)で表わされる構造単位の具体例としては、例えば、下記式(5a)〜(5y)で示される構造単位等が挙げられる。なお、下記式中、nは前記と同一の意味を表わし、具体的には、例えば、5〜200の範囲等が例示される。かかる式(5)で表わされる構造単位のポリスチレン換算の重量平均分子量は、例えば、2,000以上等を挙げることができ、好ましくは、例えば、3,000以上等が挙げられる。

Figure 2013209458
Specific examples of the structural unit represented by the formula (5) include structural units represented by the following formulas (5a) to (5y). In the following formulae, n represents the same meaning as described above, and specifically, for example, a range of 5 to 200 is exemplified. Examples of the weight average molecular weight in terms of polystyrene of the structural unit represented by the formula (5) include 2,000 or more, and preferably 3,000 or more.
Figure 2013209458

Figure 2013209458
Figure 2013209458

Figure 2013209458
Figure 2013209458

Figure 2013209458
Figure 2013209458

Figure 2013209458
Figure 2013209458

Figure 2013209458
Figure 2013209458

Figure 2013209458
Figure 2013209458

式(5)で表わされる構造単位を有する高分子としては、例えば、式(5)で表わされる構造単位の両末端にX1と反応して結合を形成できる基を有するものであり、両末端にハロゲン原子を有する高分子(以下、高分子(12)と略記する)等を挙げることができる。高分子(12)の製造方法としては、例えば、特開2007−270118号公報、特開2007−284653号公報、特開2007−138065号公報等に記載された方法等が挙げられる。
また、市販されている高分子(12)を使用してもよく、市販されている高分子(12)としては、例えば、スミカエクセル(住友化学(株)登録商標)PES 3600P,4100P、4800P、又は5200P等を挙げることができる。
Examples of the polymer having the structural unit represented by the formula (5) include groups having a group capable of reacting with X1 to form a bond at both ends of the structural unit represented by the formula (5). And a polymer having a halogen atom (hereinafter abbreviated as polymer (12)). Examples of the method for producing the polymer (12) include methods described in JP2007-270118A, JP2007-284653A, JP2007-138065A, and the like.
Further, a commercially available polymer (12) may be used, and examples of the commercially available polymer (12) include Sumika Excel (Sumitomo Chemical Co., Ltd.) PES 3600P, 4100P, 4800P, Or 5200P etc. can be mentioned.

式(5)以外の好ましい繰り返し単位としては、例えば、式(6)

Figure 2013209458
(式中、Arは、2価の芳香族基を表わす。ここで、2価の芳香族基に含まれる水素原子は、フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい炭素数1〜20のアルキル基;フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基;フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい炭素数6〜20のアリール基;フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つの置換基で置換されていてもよい炭素数6〜20のアリールオキシ基;及び、フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい炭素数2〜20のアシル基;からなる群から選ばれる少なくとも一つの置換基で置換されていてもよい。)が挙げられる。 As preferred repeating units other than formula (5), for example, formula (6)
Figure 2013209458
(In the formula, Ar 0 represents a divalent aromatic group. Here, a hydrogen atom contained in the divalent aromatic group is a fluorine atom, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a carbon number. An alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may be substituted with at least one selected from the group consisting of an aryl group having 6 to 20 carbon atoms and an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms; fluorine atom, cyano group, carbon number An alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, which may be substituted with at least one selected from the group consisting of an aryl group having 6 to 20 carbon atoms and an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms A carbon atom having 6 to 20 carbon atoms which may be substituted with at least one selected from the group consisting of a fluorine atom, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms and an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms; An aryl group; a carbon atom having 6 to 20 carbon atoms which may be substituted with at least one substituent selected from the group consisting of a fluorine atom, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms and an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms And at least one selected from the group consisting of a fluorine atom, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms And may be substituted with at least one substituent selected from the group consisting of an acyl group having 2 to 20 carbon atoms which may be substituted with

式(6)で表わされる構造単位の具体例としては、例えば、1,3−フェニレン基、1,4−フェニレン基等の2価の単環性芳香族基;ナフタレン−1,3−ジイル基、ナフタレン−1,4−ジイル基、ナフタレン−1,5−ジイル基、ナフタレン−1,6−ジイル基、ナフタレン−1,7−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、ナフタレン−2,7−ジイル基等の2価の縮環系芳香族基;ピリジン−2,5−ジイル基、ピリジン−2,6−ジイル基、キノキサリン−2,6−ジイル基、チオフェン−2,5−ジイル基等の2価のヘテロ芳香族基;などが挙げられる。なかでも、2価の単環性芳香族基及び2価の縮環系芳香族基が好ましく、1,4−フェニレン基、ナフタレン−1,4−ジイル基、ナフタレン−1,5−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基及びナフタレン−2,7−ジイル基がより好ましい。   Specific examples of the structural unit represented by the formula (6) include, for example, divalent monocyclic aromatic groups such as 1,3-phenylene group and 1,4-phenylene group; naphthalene-1,3-diyl group , Naphthalene-1,4-diyl group, naphthalene-1,5-diyl group, naphthalene-1,6-diyl group, naphthalene-1,7-diyl group, naphthalene-2,6-diyl group, naphthalene-2, A divalent condensed aromatic group such as 7-diyl group; pyridine-2,5-diyl group, pyridine-2,6-diyl group, quinoxaline-2,6-diyl group, thiophene-2,5-diyl A divalent heteroaromatic group such as a group; and the like. Among these, a divalent monocyclic aromatic group and a divalent condensed ring aromatic group are preferable, and a 1,4-phenylene group, a naphthalene-1,4-diyl group, a naphthalene-1,5-diyl group, Naphthalene-2,6-diyl group and naphthalene-2,7-diyl group are more preferred.

前記2価の芳香族基に含まれる水素原子は、フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20のアリールオキシ基、炭素数2〜20のアシル基及び炭素数7〜20のアリールカルボニル基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい炭素数1〜20のアルキル基;
フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基;
フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい炭素数6〜20のアリール基;
フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい炭素数6〜20のアリールオキシ基;
フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい炭素数7〜20のアリールカルボニル基;及び、
フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい炭素数2〜20のアシル基;
からなる群から選ばれる少なくとも一つの置換基で置換されていてもよい。
The hydrogen atom contained in the divalent aromatic group includes a fluorine atom, a cyano group, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and 6 carbon atoms. An alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may be substituted with at least one selected from the group consisting of an aryloxy group having 20 to 20 carbon atoms, an acyl group having 2 to 20 carbon atoms and an arylcarbonyl group having 7 to 20 carbon atoms. ;
It may be substituted with at least one selected from the group consisting of a fluorine atom, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms and an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms. An alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms;
An aryl group having 6 to 20 carbon atoms which may be substituted with at least one selected from the group consisting of a fluorine atom, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms and an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms;
An aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms which may be substituted with at least one selected from the group consisting of a fluorine atom, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms and an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms ;
An arylcarbonyl group having 7 to 20 carbon atoms which may be substituted with at least one selected from the group consisting of a fluorine atom, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms and an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms ;as well as,
It may be substituted with at least one selected from the group consisting of a fluorine atom, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms and an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms. An acyl group having 2 to 20 carbon atoms;
It may be substituted with at least one substituent selected from the group consisting of

かかる炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20のアリールオキシ基、炭素数2〜20のアシル基及び炭素数7〜20のアリールカルボニル基としては、前記したものと同様のものが挙げられる。   Such an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms, an acyl group having 2 to 20 carbon atoms, and 7 carbon atoms. Examples of the arylcarbonyl group of ˜20 include the same ones as described above.

式(6)で示される繰り返し単位の具体例としては、下記式(6a)〜(6g)で示される繰り返し単位が挙げられる。   Specific examples of the repeating unit represented by the formula (6) include repeating units represented by the following formulas (6a) to (6g).

Figure 2013209458
Figure 2013209458

式(7)中、R、w、w’、x、x’、y、z、z’は前記と同じ意味を表わす。mは1または2を表わす。Xは塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を表わし、好ましくは塩素原子を表わす。 In formula (7), R 1 , w, w ′, x, x ′, y, z, z ′ represent the same meaning as described above. m represents 1 or 2. X represents a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom, preferably a chlorine atom.

式(7)中、Mは−OM又は−O- +を表わす。ここで、Mは炭素数1〜20のアルキル基を表わし、M +はアルカリ金属カチオン又はアンモニウム化合物のカチオンを表わす。Mが−OMである場合、このMは−SOで示される基と共有結合で結合しており、Mが−O- +である場合、M と−SOで示される基とイオン結合で結合している。 In formula (7), M represents -OM 1 or -O - M 2 + . Here, M 1 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and M 2 + represents an alkali metal cation or a cation of an ammonium compound. When M is —OM 1 , this M is covalently bonded to the group represented by —SO 3 , and when M is —O M 2 +, it is represented by M 2 + and —SO 3. It is bonded to the group with an ionic bond.

ここで、カチオンとしては、例えば、リチウムイオン(Li)、ナトリウムイオン(Na)、カリウムイオン(K)、セシウムイオン(Cs)等のアルカリ金属イオン等、例えば、アンモニウムイオン、メチルアンモニウム、ジエチルアンモニウム、トリ(n−プロピル)アンモニウム、テトラ(n−ブチル)アンモニウム、ジイソプロピルジエチルアンモニウム、テトラ(n−オクチル)アンモニウム、テトラ(n−デシル)アンモニウム及びトリフェニルアンモニウム等のアンモニウムイオン等を挙げることができる。 Here, examples of the cation include alkali metal ions such as lithium ion (Li + ), sodium ion (Na + ), potassium ion (K + ), and cesium ion (Cs + ), such as ammonium ion and methylammonium. , Ammonium ions such as diethylammonium, tri (n-propyl) ammonium, tetra (n-butyl) ammonium, diisopropyldiethylammonium, tetra (n-octyl) ammonium, tetra (n-decyl) ammonium and triphenylammonium be able to.

式(7)で示される化合物の具体例としては、下記式(7a)〜(7af)で示される化合物が挙げられる。   Specific examples of the compound represented by the formula (7) include compounds represented by the following formulas (7a) to (7af).

Figure 2013209458
Figure 2013209458

Figure 2013209458
Figure 2013209458

Figure 2013209458
Figure 2013209458

式(8)中、R、w、z、X、Mは前記と同じ意味を表わす。y1は1〜3の整数を表わす。 In formula (8), R 1 , w, z, X and M represent the same meaning as described above. y1 represents an integer of 1 to 3.

式(8)で示される化合物の具体例としては、下記式(8a)〜(8g)で示される化合物が挙げられる。   Specific examples of the compound represented by the formula (8) include compounds represented by the following formulas (8a) to (8g).

Figure 2013209458
Figure 2013209458

Figure 2013209458
Figure 2013209458

式(9)中、M、X、y1は前記と同じ意味を表わす。   In formula (9), M, X, and y1 have the same meaning as described above.

式(9)で示される化合物の具体例としては、下記式(9a)〜(9m)で示される化合物が挙げられる。   Specific examples of the compound represented by the formula (9) include compounds represented by the following formulas (9a) to (9m).

Figure 2013209458
Figure 2013209458

式(10)中、M、X、y1は前記と同じ意味を表わす。   In formula (10), M, X, and y1 have the same meaning as described above.

式(10)で示される化合物の具体例としては、下記式(10a)〜(10j)で示される化合物が挙げられる。   Specific examples of the compound represented by the formula (10) include compounds represented by the following formulas (10a) to (10j).

Figure 2013209458
Figure 2013209458

式(11)中、R、M、w、w’、x、y、y’、z、z’は前記と同じ意味を表わす。 In formula (11), R 1 , M, w, w ′, x, y, y ′, z, and z ′ represent the same meaning as described above.

式(11)で示される化合物の具体例としては、下記式(11a)〜(11l)で示される繰り返し単位が挙げられる。   Specific examples of the compound represented by the formula (11) include repeating units represented by the following formulas (11a) to (11l).

Figure 2013209458
Figure 2013209458

高分子(12)に式(7)で表わされるフェニルスルホン酸化合物を重合する方法としては、例えば、高分子(12)及び式(7)で表わされるフェニルスルホン酸化合物を含む組成物を、ニッケル化合物の存在下に重合させる方法、例えば、式(7)で表わされるフェニルスルホン酸化合物をニッケル化合物の存在下に重合させた後、高分子(12)を加えてさらに重合する方法などを挙げることができる。
ニッケル化合物としては、前記のニッケル化合物と同様のものが例示される。
ニッケル化合物の使用量としては、式(7)で表わされるフェニルスルホン酸化合物をニッケル化合物1モルに対して、例えば、0.01モル〜5モルの範囲等が挙げられる。
As a method for polymerizing the phenylsulfonic acid compound represented by the formula (7) on the polymer (12), for example, a composition containing the phenylsulfonic acid compound represented by the polymer (12) and the formula (7) is nickel. Examples include a method of polymerizing in the presence of a compound, for example, a method of polymerizing a phenylsulfonic acid compound represented by the formula (7) in the presence of a nickel compound, and then adding a polymer (12) to further polymerize. Can do.
Examples of the nickel compound include the same nickel compounds as those described above.
As a usage-amount of a nickel compound, the range etc. of 0.01 mol-5 mol etc. are mentioned with respect to 1 mol of nickel compounds about the phenylsulfonic acid compound represented by Formula (7).

触媒として2価のニッケル化合物を用いて重合する際に、含窒素二座配位子の存在下に行うことが好ましい。含窒素二座配位子としては、例えば、2,2’−ビピリジン、1,10−フェナントロリン、メチレンビスオキサゾリン、N,N’−テトラメチルエチレンジアミン等が挙げられ、2,2’−ビピリジンが好ましい。含窒素二座配位子を用いる場合のその使用量は、ニッケル化合物1モルに対して、例えば、0.2モル〜2モルの範囲等を挙げることができ、好ましくは、例えば、1モル〜1.5モルの範囲等が挙げられる。   When polymerizing using a divalent nickel compound as a catalyst, it is preferably carried out in the presence of a nitrogen-containing bidentate ligand. Examples of the nitrogen-containing bidentate ligand include 2,2′-bipyridine, 1,10-phenanthroline, methylenebisoxazoline, N, N′-tetramethylethylenediamine, and 2,2′-bipyridine is preferable. . When the nitrogen-containing bidentate ligand is used, the amount used thereof can be, for example, in the range of 0.2 mol to 2 mol with respect to 1 mol of the nickel compound, and preferably 1 mol to 2 mol, for example. The range of 1.5 mol is mentioned.

触媒として2価のニッケル化合物を用いて重合する際に、さらに、亜鉛を併用することが好ましい。亜鉛は、通常粉末状のものが用いられる。亜鉛を用いる場合の使用量としては、式(7)で表わされるフェニルスルホン酸化合物1モルに対して、例えば、0.5モル〜1.5モルの範囲を挙げることができる。   When polymerizing using a divalent nickel compound as a catalyst, it is preferable to use zinc together. Zinc is usually used in powder form. As usage-amount in the case of using zinc, the range of 0.5 mol-1.5 mol can be mentioned with respect to 1 mol of phenylsulfonic acid compounds represented by Formula (7), for example.

重合反応は、溶媒の存在下に行うことが好ましい。溶媒としては、式(7)で表わされるフェニルスルホン酸化合物、高分子(12)及び得られる重合体が溶解し得る溶媒であればよい。かかる溶媒の具体例としては、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒;テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン等のエーテル溶媒;ジメチルスルホキシド、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ヘキサメチルホスホリックトリアミド等の非プロトン性極性溶媒;ジクロロメタン、ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素溶媒等が挙げられる。かかる溶媒は、単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。なかでも、エーテル溶媒及び非プロトン性極性溶媒が好ましく、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、N−メチル−2−ピロリドン及びN,N−ジメチルアセトアミドがより好ましい。
溶媒の使用量は、用いられる式(7)で表わされるフェニルスルホン酸化合物に対して、通常、1重量倍〜200重量倍、好ましくは5重量倍〜100重量倍である。1重量部以上であると分子量の大きい重合体が得られやすい傾向があり、200重量部以下であると重合及び重合反応終了後の重合体の取り出し等の操作性に優れる傾向があることから好ましい、
The polymerization reaction is preferably performed in the presence of a solvent. The solvent may be any solvent that can dissolve the phenylsulfonic acid compound represented by formula (7), the polymer (12), and the resulting polymer. Specific examples of such solvents include aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene; ether solvents such as tetrahydrofuran and 1,4-dioxane; dimethyl sulfoxide, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N And aprotic polar solvents such as N, dimethylacetamide and hexamethylphosphoric triamide; halogenated hydrocarbon solvents such as dichloromethane and dichloroethane. Such a solvent may be used independently and may be used in mixture of 2 or more types. Of these, ether solvents and aprotic polar solvents are preferable, and tetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, N-methyl-2-pyrrolidone and N, N-dimethylacetamide are more preferable.
The amount of the solvent used is usually 1 to 200 times by weight, preferably 5 to 100 times by weight, with respect to the phenylsulfonic acid compound represented by the formula (7) used. When the amount is 1 part by weight or more, a polymer having a large molecular weight tends to be easily obtained. ,

重合反応は、窒素ガス等の不活性ガスの雰囲気下で行うことが好ましい。
重合の反応温度は、通常、0℃〜250℃であり、好ましくは30℃〜100℃である。重合時間は、通常、0.5時間〜48時間である。
The polymerization reaction is preferably performed in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen gas.
The polymerization reaction temperature is usually 0 ° C to 250 ° C, preferably 30 ° C to 100 ° C. The polymerization time is usually 0.5 hours to 48 hours.

重合反応終了後、反応混合物と生成した重合体を溶解しにくい溶媒とを混合して重合体を析出させ、析出した重合体を濾過により、反応混合物から分離することにより、本発明の重合体を取り出すことができる。
生成した重合体を溶解しない溶媒もしくは溶解しにくい溶媒と反応混合物を混合した後、酸を加え、析出した重合体を濾過により、反応混合物から分離してもよい。
生成した重合体を溶解しない溶媒もしくは溶解しにくい溶媒としては、例えば、水、メタノール、エタノール、アセトニトリル等が挙げられ、水及びメタノールが好ましい。
酸としては、例えば、塩酸、硫酸等が挙げられる。酸の使用量は、反応混合物を酸性化するに必要な量であればよい。
After the completion of the polymerization reaction, the polymer of the present invention is obtained by mixing the reaction mixture and a solvent that hardly dissolves the produced polymer to precipitate the polymer, and separating the precipitated polymer from the reaction mixture by filtration. It can be taken out.
After mixing the reaction mixture with a solvent that does not dissolve or hardly dissolves the produced polymer, an acid may be added, and the precipitated polymer may be separated from the reaction mixture by filtration.
Examples of the solvent that does not dissolve or hardly dissolve the produced polymer include water, methanol, ethanol, acetonitrile, and the like, and water and methanol are preferable.
Examples of the acid include hydrochloric acid, sulfuric acid and the like. The amount of the acid used may be an amount necessary for acidifying the reaction mixture.

得られた重合体の式(7)で表わされるフェニルスルホン酸化合物に由来する構造単位が、RO−を含み、かつ、Rが炭化水素基である場合、脱保護反応を行い、Rを水素原子又はカチオンにする必要がある。かかる脱保護反応は、特開2007−270118号公報等に記載の方法に準じて行われる。
かくして得られる重合体のイオン交換容量(滴定法により測定)は、例えば、3.2meq/g〜8meq/gの範囲等が挙げられる。
得られた重合体の分子量や構造は、ゲル浸透クロマトグラフィ、NMR等の通常の分析手段により分析することができる。
When the structural unit derived from the phenylsulfonic acid compound represented by formula (7) of the obtained polymer contains R 1 O— and R 1 is a hydrocarbon group, a deprotection reaction is performed, and R 1 needs to be a hydrogen atom or a cation. Such deprotection reaction is performed according to the method described in JP-A-2007-270118.
The ion exchange capacity (measured by a titration method) of the polymer thus obtained includes, for example, a range of 3.2 meq / g to 8 meq / g.
The molecular weight and structure of the obtained polymer can be analyzed by ordinary analysis means such as gel permeation chromatography and NMR.

かくして得られた重合体は、固体高分子型燃料電池の構成材料などに用いられる高分子電解質等として有用である。該高分子電解質はイオン伝導性に優れる。   The polymer thus obtained is useful as a polymer electrolyte used as a constituent material of a solid polymer fuel cell. The polymer electrolyte is excellent in ionic conductivity.

以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

実施例5に記載のポリマーは、ゲル浸透クロマトグラフィ(以下、GPCと略記する。)により分析(分析条件は下記のとおり)し、分析結果からポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)を算出した。
<分析条件>
GPC測定装置:CTO−10A(株式会社島津製作所製)
カラム:TSK−GEL GMHHR−M (東ソー株式会社製)
カラム温度:40℃
移動相:臭化リチウム含有N,N−ジメチルアセトアミド(臭化リチウム濃度:10mmol/dm
流量:0.5mL/分
検出波長:300nm
The polymer described in Example 5 was analyzed by gel permeation chromatography (hereinafter abbreviated as GPC) (analysis conditions are as follows), and the polystyrene-equivalent weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight ( Mn) was calculated.
<Analysis conditions>
GPC measuring device: CTO-10A (manufactured by Shimadzu Corporation)
Column: TSK-GEL GMHHR-M (manufactured by Tosoh Corporation)
Column temperature: 40 ° C
Mobile phase: N, N-dimethylacetamide containing lithium bromide (lithium bromide concentration: 10 mmol / dm 3 )
Flow rate: 0.5 mL / min Detection wavelength: 300 nm

イオン交換容量(IEC)の測定:
測定に供するポリマーを溶液キャスト法により成膜しポリマー膜を得、得られたポリマー膜を適当な重量になるように裁断した。裁断したポリマー膜の乾燥重量を加熱温度105℃に設定されたハロゲン水分率計を用いて測定した。次いで、このようにして乾燥させたポリマー膜を0.1mol/L水酸化ナトリウム水溶液5mLに浸漬した後、更に50mLのイオン交換水を加え、2時間放置した。その後、ポリマー膜が浸漬された溶液に、0.1mol/Lの塩酸を徐々に加えることで滴定を行い、中和点を求めた。そして、裁断したポリマー膜の乾燥重量と中和に要した塩酸の量から、ポリマーのイオン交換容量(単位:meq/g)を算出した。
Measurement of ion exchange capacity (IEC):
The polymer used for the measurement was formed into a film by a solution casting method to obtain a polymer film, and the obtained polymer film was cut to an appropriate weight. The dry weight of the cut polymer film was measured using a halogen moisture meter set at a heating temperature of 105 ° C. Next, the polymer membrane thus dried was immersed in 5 mL of a 0.1 mol / L sodium hydroxide aqueous solution, and further 50 mL of ion exchange water was added and left for 2 hours. Then, titration was performed by gradually adding 0.1 mol / L hydrochloric acid to the solution in which the polymer film was immersed, and the neutralization point was determined. Then, the ion exchange capacity (unit: meq / g) of the polymer was calculated from the dry weight of the cut polymer film and the amount of hydrochloric acid required for neutralization.

[実施例1]
中間体1の合成

Figure 2013209458
30%発煙硫酸712.3gに25℃で市販品の2,5−ジフルオロ−1,4−ジブロモベンゼン150gを徐々に加え、100℃に昇温して2時間保温した。反応混合物を冷水713.0gに注ぎ込み、生成した固体をろ過した。得られた固体に水2000gを加えて溶解させ、50重量%の水酸化ナトリウム水溶液を約130g加えて生成した固体をろ過し、濃縮・乾燥することによって3,6−ジフルオロ−2,5−ジブロモベンゼンスルホン酸ナトリウム(中間体1)を134.5g(収率67.2%)を得た。
H−NMR(DO、δ(ppm)):7.54−7.63(dd、1H) [Example 1]
Synthesis of intermediate 1
Figure 2013209458
150 g of a commercially available 2,5-difluoro-1,4-dibromobenzene was gradually added to 712.3 g of 30% fuming sulfuric acid at 25 ° C., and the temperature was raised to 100 ° C. and kept warm for 2 hours. The reaction mixture was poured into 713.0 g of cold water, and the generated solid was filtered. The obtained solid was dissolved by adding 2000 g of water, and about 130 g of 50% by weight sodium hydroxide aqueous solution was added, and the resulting solid was filtered, concentrated and dried to give 3,6-difluoro-2,5-dibromo. 134.5 g (yield 67.2%) of sodium benzenesulfonate (intermediate 1) was obtained.
1 H-NMR (D 2 O, δ (ppm)): 7.54-7.63 (dd, 1H)

[実施例2]
中間体2の合成

Figure 2013209458
実施例1で合成した中間体1を134.5g、N,N−ジメチルホルムアミドを1350g加え、100℃に加熱して溶解させた後に減圧濃縮し、N,N−ジメチルホルムアミドを696g留去した。濃縮マス水分値は251ppmであった。25℃冷却後、銅粉末46.0gと1価のヨウ化銅34.3gを加え100℃に昇温し、2時間保温した。反応混合物を水1280gに注ぎ込み、不溶物を濾別し、濾液を濃縮乾固し、4,4’−ジブロモ−2,5,2’,5’−テトラフルオロ−6,6’−ビフェニルジスルホン酸ナトリウム(中間体2)を91.2g(収率85.9%)を得た。
マススペクトル(ESI、m/z):(M−1)542.8(スルホン酸として検出) [Example 2]
Synthesis of intermediate 2
Figure 2013209458
134.5 g of intermediate 1 synthesized in Example 1 and 1350 g of N, N-dimethylformamide were added, dissolved by heating to 100 ° C., and then concentrated under reduced pressure, and 696 g of N, N-dimethylformamide was distilled off. The concentrated mass moisture value was 251 ppm. After cooling at 25 ° C., 46.0 g of copper powder and 34.3 g of monovalent copper iodide were added, the temperature was raised to 100 ° C., and the temperature was kept for 2 hours. The reaction mixture is poured into 1280 g of water, the insoluble material is filtered off, the filtrate is concentrated to dryness, and 4,4′-dibromo-2,5,2 ′, 5′-tetrafluoro-6,6′-biphenyldisulfonic acid. 91.2 g (yield 85.9%) of sodium (intermediate 2) was obtained.
Mass spectrum (ESI, m / z): (M −1 ) 542.8 (detected as sulfonic acid)

[合成例1]
中間体3の合成

Figure 2013209458
オキシ塩化リンを453.8g、五塩化リンを241.1g、そして実施例2で合成した中間体2を90.1g加え、室温で3時間保温した。その後反応マスを15℃に冷却し、氷水1379gに滴下した。滴下終15分保温した後、生成した固体をろ過し、得られた固体にトルエンを500g加え、溶解させた。そこに水2000gで繰り返し洗浄してpHを4以上に上げ他の油層を濃縮、乾燥し4,4’−ジブロモ−2,5,2’,5’−テトラフルオロ−6,6’−ビフェニルジスルホン酸クロリド(中間体3)を76.1g(収率92.9%)を得た。
H−NMR(CDCl、δ(ppm)):7.72−7.83(dd、1H) [Synthesis Example 1]
Synthesis of intermediate 3
Figure 2013209458
453.8 g of phosphorus oxychloride, 241.1 g of phosphorus pentachloride, and 90.1 g of intermediate 2 synthesized in Example 2 were added, and the mixture was kept at room temperature for 3 hours. The reaction mass was then cooled to 15 ° C. and added dropwise to 1379 g of ice water. After keeping the temperature at the end of dropping for 15 minutes, the produced solid was filtered, and 500 g of toluene was added to the obtained solid to dissolve it. It was washed repeatedly with 2000 g of water, the pH was raised to 4 or more, and the other oil layer was concentrated and dried, and 4,4′-dibromo-2,5,2 ′, 5′-tetrafluoro-6,6′-biphenyldisulfone. 76.1 g (yield 92.9%) of acid chloride (intermediate 3) was obtained.
1 H-NMR (CDCl 3 , δ (ppm)): 7.72-7.83 (dd, 1H)

[実施例3]
4,4’−ジブロモ−2,5,2’,5’−テトラフルオロ−6,6’−ビフェニルジスルホン酸ビス(2,2−ジメチル−1−プロピル)の合成

Figure 2013209458
2,2−ジメチル−1−プロパノール29.3gに脱水トルエン147.1gを加え、得られた混合物を5℃に冷却した。これにn−ブチルリチウムの1.6mol/Lへキサン溶液184.0gを滴下した。得られた混合物を20℃で1.5時間保温した。
次いで、得られた反応混合物に合成例1で合成した中間体3(65.0g)の脱水トルエン溶液714.5gを滴下し、得られた混合物を50℃で8時間保温した。
次いで、得られた反応混合物に水119gを加えて攪拌した後、生成した有機層と水層とを分離し、第一の有機層と水層とを得た。分離した有機層を水で2回洗浄したのち、得られた有機層を硫酸ナトリウムで乾燥した後、これを濃縮乾固した。
次いで、得られた固体をシリカゲルカラムで精製し(ヘキサン単溶媒)、フラクションを回収し精製固体59.4gを得た。得られた固体にヘキサン300gを加え、加熱溶解させた後、0℃で2時間保温し、析出した結晶を濾取した。濾取した固体を乾燥することにより、白色固体の4,4’−ジブロモ−2,5,2’,5’−テトラフルオロ−6,6’−ビフェニルジスルホン酸ビス(2,2−ジメチル−1−プロピル)40.2g(収率58%)を得た。
H−NMR(CDCl、δ(ppm)):0.95(s、18H)、3.81(s,4H)、7.61−7.69(s、2H) [Example 3]
Synthesis of bis (2,2-dimethyl-1-propyl) 4,4′-dibromo-2,5,2 ′, 5′-tetrafluoro-6,6′-biphenyldisulfonate
Figure 2013209458
147.1 g of dehydrated toluene was added to 29.3 g of 2,2-dimethyl-1-propanol, and the resulting mixture was cooled to 5 ° C. To this, 184.0 g of a 1.6 mol / L hexane solution of n-butyllithium was added dropwise. The resulting mixture was incubated at 20 ° C. for 1.5 hours.
Next, 714.5 g of a dehydrated toluene solution of Intermediate 3 (65.0 g) synthesized in Synthesis Example 1 was added dropwise to the resulting reaction mixture, and the resulting mixture was kept at 50 ° C. for 8 hours.
Next, 119 g of water was added to the obtained reaction mixture and stirred, and then the produced organic layer and the aqueous layer were separated to obtain a first organic layer and an aqueous layer. The separated organic layer was washed twice with water, and the obtained organic layer was dried over sodium sulfate and then concentrated to dryness.
Subsequently, the obtained solid was purified with a silica gel column (hexane single solvent), and the fractions were collected to obtain 59.4 g of a purified solid. To the obtained solid, 300 g of hexane was added and dissolved by heating, and then kept at 0 ° C. for 2 hours, and the precipitated crystals were collected by filtration. The solid collected by filtration was dried to give white solid 4,4′-dibromo-2,5,2 ′, 5′-tetrafluoro-6,6′-biphenyldisulfonic acid bis (2,2-dimethyl-1). -Propyl) (40.2 g, yield 58%) was obtained.
1 H-NMR (CDCl 3 , δ (ppm)): 0.95 (s, 18H), 3.81 (s, 4H), 7.61-7.69 (s, 2H)

[実施例4]
2,3 ,5,6,−テトラフルオロ−4−ブロモベンゼンスルホン酸(2,2−ジメチルプロピル)の合成

Figure 2013209458
クロロ硫酸152.7gに25℃で2,3 ,5,6,−テトラフルオロブロモベンゼン60.0gを徐々に加え、120℃で20時間保温した。得られた反応混合物を25℃まで冷却し、水1527gに加えた後、トルエン429.1gを加えた。分液後の油層を水で洗浄し、硫酸ナトリウムを加えた後に固形分を濾別し、得られた濾液を濃縮乾固して2,3 ,5,6,−テトラフルオロ−4−ブロモベンゼンスルホン酸クロリド47.0gを得た。
一方で、2,2−ジメチルプロパノール20.4gをトルエン230.0gに溶解させ、0℃でn−ブチルリチウムのヘキサン溶液(1.62M)130.1mLを滴下した。その後、25℃で1時間攪拌し、リチウム(2,2−ジメチルプロポキシド)を含む溶液を調製した。ここに前記2,3 ,5,6,−テトラフルオロ−4−ブロモベンゼンスルホン酸クロリド47.0gをトルエン230.1gに溶解させて得られた溶液を滴下し、25℃で1時間反応させた。得られた反応混合物に水368.1gを加え、分液後の油層を水で4回洗浄し、硫酸ナトリウムを加えた後に固形分を濾別し、得られた濾液を濃縮乾固して粗生成物56.1gを得た。粗生成物にヘキサン106.5gを加えてよく攪拌しながら0℃で1時間保温し、濾過及び乾燥により白色固体2,3 ,5,6,−テトラフルオロ−4−ブロモベンゼンスルホン酸(2,2−ジメチルプロピル)50.0g(収率51%)を得た。
H−NMR(CDCl,δ(ppm)):0.95(s,9H),3.95(s,2H)
19F−NMR(CDCl、δ(ppm)):−128.9.0(m,2F)、−134.1(m,2F) [Example 4]
Synthesis of 2,3,5,6, -tetrafluoro-4-bromobenzenesulfonic acid (2,2-dimethylpropyl)
Figure 2013209458
60.0 g of 2,3,5,6, -tetrafluorobromobenzene was gradually added to 152.7 g of chlorosulfuric acid at 25 ° C., and the mixture was kept at 120 ° C. for 20 hours. The obtained reaction mixture was cooled to 25 ° C., added to 1527 g of water, and then 429.1 g of toluene was added. The separated oil layer was washed with water, sodium sulfate was added, the solid content was filtered off, and the resulting filtrate was concentrated to dryness to give 2,3,5,6, -tetrafluoro-4-bromobenzene. 47.0 g of sulfonic acid chloride was obtained.
On the other hand, 20.4 g of 2,2-dimethylpropanol was dissolved in 230.0 g of toluene, and 130.1 mL of a hexane solution (1.62M) of n-butyllithium was added dropwise at 0 ° C. Then, it stirred at 25 degreeC for 1 hour, and prepared the solution containing lithium (2, 2- dimethylpropoxide). A solution obtained by dissolving 47.0 g of 2,3,5,6, -tetrafluoro-4-bromobenzenesulfonic acid chloride in 230.1 g of toluene was added dropwise thereto and reacted at 25 ° C. for 1 hour. . 368.1 g of water was added to the obtained reaction mixture, the oil layer after the separation was washed 4 times with water, sodium sulfate was added and then the solid content was filtered off, and the resulting filtrate was concentrated to dryness to give a crude product. 56.1 g of product was obtained. 106.5 g of hexane was added to the crude product, and the mixture was kept warm at 0 ° C. for 1 hour with good stirring. By filtration and drying, a white solid 2,3,5,6, -tetrafluoro-4-bromobenzenesulfonic acid (2, 20.0 g (yield 51%) of 2-dimethylpropyl) was obtained.
1 H-NMR (CDCl 3 , δ (ppm)): 0.95 (s, 9H), 3.95 (s, 2H)
19 F-NMR (CDCl 3 , δ (ppm)): −128.9.0 (m, 2F), −134.1 (m, 2F)

[実施例5]
2’,5’−ジクロロ−2,3 ,5,6,−テトラフルオロ−4 −ビフェニルスルホン酸(2,2−ジメチルプロピル)の合成

Figure 2013209458
実施例4で得られた2,3 ,5,6,−テトラフルオロ−4−ブロモベンゼンスルホン酸(2,2−ジメチルプロピル)46.0gと2,5−ジクロロフェニルボロン酸46.3gと炭酸ナトリウム51.4gとテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)7.0gを加え、窒素置換してからジメトキシエタン460.0gと水184.0gとを混合し、よく攪拌しながら70℃で7時間保温した。得られた反応混合物を25℃まで冷却し、水540.2gとトルエン972.3gとを加え、分液後の油層を5%硫酸、水で洗浄し、硫酸ナトリウムを加えた後に固形分を濾別し、得られた濾液を濃縮乾固して粗生成物58.2gを得た。粗生成物にトルエン270.1g加えて溶解し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン)で精製後、濃縮乾固した。ヘキサン405.0gを加えてよく攪拌しながら25℃で1時間保温し、濾過及び乾燥により白色固体2’,5’−ジクロロ−2,3 ,5,6,−テトラフルオロ−4 −ビフェニルスルホン酸(2,2−ジメチルプロピル)12.8g(収率24%)を得た。
H−NMR(CDCl、δ(ppm)):1.02(s,9H)、4.04(s,2H)、7.26−7.54(c,3H)
19F−NMR(CDCl、δ(ppm)):−135.0(m,2F)、−136.1(m,2F)
マススペクトル(FD−MS、m/z):444(M−1) [Example 5]
Synthesis of 2 ', 5'-dichloro-2,3,5,6, -tetrafluoro-4-biphenylsulfonic acid (2,2-dimethylpropyl)

Figure 2013209458
46.0 g of 2,3,5,6, -tetrafluoro-4-bromobenzenesulfonic acid (2,2-dimethylpropyl) obtained in Example 4, 46.3 g of 2,5-dichlorophenylboronic acid and sodium carbonate 51.4 g and 7.0 g of tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) were added, the atmosphere was replaced with nitrogen, 460.0 g of dimethoxyethane and 184.0 g of water were mixed, and the mixture was kept at 70 ° C. for 7 hours while stirring well. did. The obtained reaction mixture was cooled to 25 ° C., 540.2 g of water and 972.3 g of toluene were added, the oil layer after separation was washed with 5% sulfuric acid and water, sodium sulfate was added, and the solid content was filtered. Separately, the obtained filtrate was concentrated to dryness to obtain 58.2 g of a crude product. The crude product was dissolved by adding 270.1 g of toluene, purified by silica gel column chromatography (developing solvent: toluene), and concentrated to dryness. 405.0 g of hexane was added, and the mixture was kept warm at 25 ° C. for 1 hour with good stirring, followed by filtration and drying. 12.8 g (24% yield) of (2,2-dimethylpropyl) was obtained.
1 H-NMR (CDCl 3 , δ (ppm)): 1.02 (s, 9H), 4.04 (s, 2H), 7.26-7.54 (c, 3H)
19 F-NMR (CDCl 3 , δ (ppm)): −135.0 (m, 2F), −136.1 (m, 2F)
Mass spectrum (FD-MS, m / z): 444 (M −1 )

[実施例6]
重合体の合成
(第1工程)
窒素雰囲気下、無水臭化ニッケル3.64gと2,2’−ビピリジン2.61gとN−メチル−2−ピロリドン37.5gとを混合し、65℃で2時間撹拌した。20℃に冷却後、水分含量が960ppm重量部となるように水を添加した。
(第2工程)
実施例3で得られた4,4’−ジブロモ−2,5,2’,5’−テトラフルオロ−6,6’−ビフェニルジスルホン酸ビス(2,2−ジメチル−1−プロピル)7.50g(10.96mmol)と下記式

Figure 2013209458
で示されるスミカエクセルPES 3600P(住友化学株式会社製;Mw=37,000、Mn=22,000)2.75gを用い、亜鉛粉末2.19g及びN−メチル−2−ピロリドン63.8gと混合し、40℃に調整した。メタンスルホン酸12.9mgとN−メチル−2−ピロリドン0.85gからなる溶液を加え、40℃で3時間撹拌した。15℃に冷却後、得られた溶液の水分含量は475ppm重量部であった。窒素雰囲気下、得られた溶液に第1工程で得られた溶液を混合し、20℃で18時間撹拌した。得られたポリアリーレンのMwは50,000、Mnは22,000であった。
得られた反応混合物を2mol/L塩酸226gに注ぎ込み析出物を濾過し、再度2mol/L塩酸84gで浸漬し、濾過して得られたケーキをpHが4以上になるまで水洗を繰り返した。洗浄されたケーキにメタノール158g加え、1時間還流した後ろ過して乾燥させた。得られた固体にN−メチル−2−ピロリドン85.6gと35重量%塩酸11.0gを加え、120℃で24時間攪拌した。
得られた混合物をアセトン373gに注ぎ込み、結晶を析出させた後、濾過し、得られたケーキを再度アセトンで洗浄し、塩酸で2回、熱水で5回洗浄し、乾燥することによって、4,4’−ジブロモ−2,5,2’,5’−テトラフルオロ−6,6’−ビフェニルジスルホン酸に由来する構造単位を有する重合体 2.98gを得た。得られた重合体のMwは8.5×10、Mnは6.2×10であり、イオン交換容量は1.47meq/gであった。 [Example 6]
Polymer synthesis (first step)
Under a nitrogen atmosphere, 3.64 g of anhydrous nickel bromide, 2.61 g of 2,2′-bipyridine, and 37.5 g of N-methyl-2-pyrrolidone were mixed and stirred at 65 ° C. for 2 hours. After cooling to 20 ° C., water was added so that the water content was 960 ppm by weight.
(Second step)
4.50 g of 4,4′-dibromo-2,5,2 ′, 5′-tetrafluoro-6,6′-biphenyldisulfonic acid bis (2,2-dimethyl-1-propyl) obtained in Example 3 (10.96 mmol) and the following formula
Figure 2013209458
2.75 g of SUMIKAEXCEL PES 3600P (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd .; Mw = 37,000, Mn = 22,000) shown in FIG. And adjusted to 40 ° C. A solution consisting of 12.9 mg of methanesulfonic acid and 0.85 g of N-methyl-2-pyrrolidone was added and stirred at 40 ° C. for 3 hours. After cooling to 15 ° C., the water content of the resulting solution was 475 ppm by weight. Under a nitrogen atmosphere, the solution obtained in the first step was mixed with the obtained solution and stirred at 20 ° C. for 18 hours. Mw of the obtained polyarylene was 50,000 and Mn was 22,000.
The obtained reaction mixture was poured into 226 g of 2 mol / L hydrochloric acid, the precipitate was filtered, dipped again with 84 g of 2 mol / L hydrochloric acid, and the cake obtained by filtration was repeatedly washed with water until the pH became 4 or more. 158 g of methanol was added to the washed cake, refluxed for 1 hour, filtered and dried. To the obtained solid, 85.6 g of N-methyl-2-pyrrolidone and 11.0 g of 35 wt% hydrochloric acid were added, and the mixture was stirred at 120 ° C. for 24 hours.
The obtained mixture was poured into 373 g of acetone to precipitate crystals, and then filtered, and the obtained cake was washed again with acetone, washed twice with hydrochloric acid, washed 5 times with hot water, and dried to give 4 , 4′-Dibromo-2,5,2 ′, 5′-tetrafluoro-6,6′-biphenyldisulfonic acid 2.98 g of a polymer having a structural unit derived from it. Mw of the obtained polymer was 8.5 × 10 4 , Mn was 6.2 × 10 4 , and the ion exchange capacity was 1.47 meq / g.

[実施例7]
重合体の合成
実施例4で得られた2’,5’−ジクロロ−2,3 ,5,6,−テトラフルオロ−4 −ビフェニルスルホン酸(2,2−ジメチルプロピル)3.0gと2,2’−ビピリジン2.9gとN−メチル−2−ピロリドン2.4gとテトラヒドロフラン21.6gとを混合し、60℃に調整した。これに、ニッケル(0)ビス(シクロオクタジエン)4.6gを加え、2時間重合反応を行い、得られた反応混合物をメタノール86.3gに注ぎ込み、析出した固体をメタノール及び水で洗浄した。得られた固体を20%硝酸50.8gと混合して亜硝酸ナトリウム0.1gを加えた後、25℃で1時間攪拌し、濾過後の固体にメタノール50.4gと水50.4gを加えて70℃で1時間攪拌した。濾過して得られたケーキをメタノールで2回洗浄し、減圧乾燥することにより下記式

Figure 2013209458

で示される繰り返し単位から成る含むポリアリーレン1.7gを得た。得られた重合体のMwは1.2×10、Mnは3.1×10であった。
上記で得られた重合体にN−メチル−2−ピロリドン8.8gと臭化リチウム1水和物1.4gとを加え、120℃で18時間攪拌した。得られた反応混合物を19%塩酸34.5gに注ぎ込み、析出した固体を19%塩酸、及び冷水で洗浄した。得られた固体を減圧乾燥することにより下記式

Figure 2013209458
で示される繰り返し単位から成るポリアリーレン1.0gを得た(収率50%)。 [Example 7]
Synthesis of Polymer 3.0 g and 2 ′, 5′-dichloro-2,3,5,6, -tetrafluoro-4-biphenylsulfonic acid (2,2-dimethylpropyl) obtained in Example 4 2.9 g of 2′-bipyridine, 2.4 g of N-methyl-2-pyrrolidone and 21.6 g of tetrahydrofuran were mixed and adjusted to 60 ° C. To this, 4.6 g of nickel (0) bis (cyclooctadiene) was added and a polymerization reaction was performed for 2 hours. The resulting reaction mixture was poured into 86.3 g of methanol, and the precipitated solid was washed with methanol and water. The obtained solid was mixed with 50.8 g of 20% nitric acid, 0.1 g of sodium nitrite was added, and the mixture was stirred at 25 ° C. for 1 hour, and 50.4 g of methanol and 50.4 g of water were added to the filtered solid And stirred at 70 ° C. for 1 hour. The cake obtained by filtration was washed twice with methanol and dried under reduced pressure to obtain the following formula.

Figure 2013209458

1.7 g of polyarylene comprising a repeating unit represented by Mw of the obtained polymer was 1.2 × 10 4 , and Mn was 3.1 × 10 3 .
To the polymer obtained above, 8.8 g of N-methyl-2-pyrrolidone and 1.4 g of lithium bromide monohydrate were added and stirred at 120 ° C. for 18 hours. The obtained reaction mixture was poured into 34.5 g of 19% hydrochloric acid, and the precipitated solid was washed with 19% hydrochloric acid and cold water. By drying the obtained solid under reduced pressure, the following formula

Figure 2013209458
As a result, 1.0 g of polyarylene comprising the repeating unit represented by the formula (yield 50%) was obtained.

本発明は、新規なイオン交換基を有する重合体を与えることができる。   The present invention can provide a polymer having a novel ion exchange group.

Claims (14)

イオン交換基を有する重合体であり、当該イオン交換基を有する繰り返し単位が
1)ポリアリーレンで構成され
2)芳香環にフッ素基とスルホ基との両者が直接結合して
3)イオン交換容量が3.2meq/g〜8meq/gの範囲であることを特徴とする重合体。
A polymer having an ion exchange group, wherein the repeating unit having the ion exchange group is composed of 1) polyarylene, 2) both a fluorine group and a sulfo group are directly bonded to the aromatic ring, and 3) the ion exchange capacity is increased. A polymer characterized by being in the range of 3.2 meq / g to 8 meq / g.
イオン交換基を有する繰り返し単位が、式(1)
Figure 2013209458
(式中、wは0〜2の整数を表わす。w’は0〜3の整数を表わす。xは0〜2の整数を表わす。yは0〜3の整数を表わす。y’は0〜4の整数を表わす。y+y’は1以上の整数を表わす。zは0〜3の整数を表わす。z’は0〜4の整数を表わす。z+z’は1以上の整数を表わす。また、z’が1以上の整数の場合、xは1以上の整数を表わす。Rは同一又は相異なり、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数6〜8のアリール基、炭素数6〜8のアリールオキシ基、炭素数2〜8のアシル基又はシアノ基を表わす。ここで、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数6〜8のアリール基、炭素数6〜8のアリールオキシ基及び炭素数2〜8のアシル基に含まれる水素原子は、フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数6〜8のアリール基及び炭素数6〜8のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい。また、結合位置が隣接する2つのRが結合して当該Rが結合するベンゼン環上の炭素原子と共に環を形成していてもよい。)
で表されることを特徴とする請求項1記載の重合体。
The repeating unit having an ion exchange group has the formula (1)
Figure 2013209458
(In the formula, w represents an integer of 0 to 2. w ′ represents an integer of 0 to 3. x represents an integer of 0 to 2. y represents an integer of 0 to 3. y ′ represents 0 to 0. Represents an integer of 4. y + y ′ represents an integer of 1 or more, z represents an integer of 0 to 3, z ′ represents an integer of 0 to 4, z + z ′ represents an integer of 1 or more, and z When 'is an integer of 1 or more, x represents an integer of 1 or more, and R 1 is the same or different and is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or 6 to 8 carbon atoms. An aryl group, an aryloxy group having 6 to 8 carbon atoms, an acyl group having 2 to 8 carbon atoms, or a cyano group, wherein the alkyl group has 1 to 8 carbon atoms, the alkoxy group has 1 to 8 carbon atoms, the number of carbon atoms A hydrogen atom contained in an aryl group having 6 to 8 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 8 carbon atoms and an acyl group having 2 to 8 carbon atoms is a fluorine atom. , A cyano group, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group having 6 to 8 carbon atoms, and an aryloxy group having 6 to 8 carbon atoms may be substituted. And two R 1 s adjacent to each other at the bonding position may be bonded to form a ring together with the carbon atom on the benzene ring to which the R 1 is bonded.)
The polymer according to claim 1, which is represented by:
前記式(1)中、xが0であることを特徴とする請求項2記載の重合体。   The polymer according to claim 2, wherein x is 0 in the formula (1). 式(1)で表されるイオン交換基を有する繰り返し単位が、式(2)
Figure 2013209458
(式中、y1は同一又は相異なり、1〜3の整数を表わす。)
で表されることを特徴とする請求項2記載の重合体。
The repeating unit having an ion exchange group represented by formula (1) is represented by formula (2).
Figure 2013209458
(Wherein y1 is the same or different and represents an integer of 1 to 3)
The polymer according to claim 2, wherein
式(1)で表されるイオン交換基を有する繰り返し単位が、式(3)
Figure 2013209458
(式中、y2及びz1は、1〜4の整数を表わす。y2+z1は2〜5の整数を表わす。)
で表されることを特徴とする請求項2記載の重合体。
The repeating unit having an ion exchange group represented by formula (1) is represented by formula (3).
Figure 2013209458
(Wherein y2 and z1 represent an integer of 1 to 4. y2 + z1 represents an integer of 2 to 5)
The polymer according to claim 2, wherein
式(1)で表されるイオン交換基を有する繰り返し単位が、式(4)
Figure 2013209458
(式中、y2は1〜4の整数を表わす。)
で表されることを特徴とする請求項5記載の重合体。
The repeating unit having an ion exchange group represented by formula (1) is represented by formula (4).
Figure 2013209458
(Wherein y2 represents an integer of 1 to 4)
The polymer according to claim 5, which is represented by:
イオン交換基を有する重合体であり、イオン交換基を有さない繰り返し単位が式(5)
Figure 2013209458
(式中、a、b及びcは、同一又は相異なって、0又は1を表わす。nは5以上の整数を表わす。Ar、Ar、Ar及びArは、同一又は相異なって、2価の芳香族基を表わす。ここで、2価の芳香族基に含まれる水素原子は、フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい炭素数1〜20のアルキル基;フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基;フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基及び炭素数6〜10のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい炭素数6〜20のアリール基;フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい炭素数6〜20のアリールオキシ基;及び、フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい炭素数2〜20のアシル基からなる群から選ばれる少なくとも一つの基で置換されていてもよい。Y及びYは、同一又は相異なって、単結合、カルボニル基、スルホニル基、イソプロピリデン基、ヘキサフルオロイソプロピリデン基又はフルオレン−9,9−ジイル基を表わす。Z及びZは、同一又は相異なって、酸素原子又は硫黄原子を表わす。)
で表されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか記載の重合体。
A polymer having an ion exchange group, wherein the repeating unit having no ion exchange group is represented by formula (5)
Figure 2013209458
(In the formula, a, b and c are the same or different and represent 0 or 1. n represents an integer of 5 or more. Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 and Ar 4 are the same or different. A divalent aromatic group, wherein the hydrogen atom contained in the divalent aromatic group includes a fluorine atom, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and An alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may be substituted with at least one selected from the group consisting of aryloxy groups having 6 to 20 carbon atoms; a fluorine atom, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, An alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms which may be substituted with at least one selected from the group consisting of an aryl group having 6 to 20 carbon atoms and an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms; a fluorine atom, a cyano group, 1-20 carbon atoms An aryl group having 6 to 20 carbon atoms which may be substituted with at least one selected from the group consisting of an alkoxy group and an aryloxy group having 6 to 10 carbon atoms; a fluorine atom, a cyano group, and a carbon atom having 1 to 20 carbon atoms An aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms which may be substituted with at least one selected from the group consisting of an alkoxy group and an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms; and a fluorine atom, a cyano group, and one carbon atom From an acyl group having 2 to 20 carbon atoms, which may be substituted with at least one selected from the group consisting of an alkoxy group having 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms Y 1 and Y 2 may be the same or different and each may be substituted with at least one group selected from the group consisting of a single bond, a carbonyl group, and a sulfonyl group. Group, isopropylidene group, hexafluoroisopropylidene group or fluorene-9,9-diyl group, and Z 1 and Z 2 are the same or different and each represents an oxygen atom or a sulfur atom.)
The polymer according to any one of claims 1 to 6, which is represented by:
イオン交換基を有する重合体であり、イオン交換基を有さない繰り返し単位が式(6)
Figure 2013209458
(式中、Arは、2価の芳香族基を表わす。ここで、2価の芳香族基に含まれる水素原子は、フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい炭素数1〜20のアルキル基;フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基;フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい炭素数6〜20のアリール基;フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリールオキシ基及び炭素数2〜20のアシル基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい炭素数6〜20のアリールオキシ基;及び、フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基及び炭素数6〜20のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい炭素数2〜20のアシル基;からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい。)
で表されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか記載の重合体。
A polymer having an ion exchange group, wherein the repeating unit having no ion exchange group is represented by formula (6)
Figure 2013209458
(In the formula, Ar 0 represents a divalent aromatic group. Here, a hydrogen atom contained in the divalent aromatic group is a fluorine atom, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a carbon number. An alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may be substituted with at least one selected from the group consisting of an aryl group having 6 to 20 carbon atoms and an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms; fluorine atom, cyano group, carbon number An alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, which may be substituted with at least one selected from the group consisting of an aryl group having 6 to 20 carbon atoms and an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms A carbon atom having 6 to 20 carbon atoms which may be substituted with at least one selected from the group consisting of a fluorine atom, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms and an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms; Aryl group; substituted with at least one selected from the group consisting of a fluorine atom, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms and an acyl group having 2 to 20 carbon atoms An aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms; and a fluorine atom, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms. (It may be substituted with at least one selected from the group consisting of an acyl group having 2 to 20 carbon atoms which may be substituted with at least one selected from the group).
The polymer according to any one of claims 1 to 6, which is represented by:
式(7)で表されることを特徴とするジハロスルホ化合物。
Figure 2013209458
(式中、wは0〜2の整数を表わす。w’は0〜3の整数を表わす。xは0〜2の整数を表わす。yは0〜2の整数を表わす。y’は0〜4の整数を表わす。y+y’は1以上の整数を表わす。zは0〜3の整数を表わす。z’は0〜4の整数を表わす。z+z’は1以上の整数を表わす。また、z’が1以上の整数の場合、xは1以上の整数を表わす。Rは炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数6〜8のアリール基、炭素数6〜8のアリールオキシ基、炭素数2〜8のアシル基又はシアノ基を表わす。ここで、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数6〜8のアリール基、炭素数6〜8のアリールオキシ基及び炭素数2〜8のアシル基に含まれる水素原子は、フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数6〜8のアリール基及び炭素数6〜8のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい。また、結合位置が隣接する2つのRが結合して当該Rが結合するベンゼン環上の炭素原子と共に環を形成していてもよい。mは1又は2を表わす。−OMは−OM又は−O- +を表わす。ここで、Mは炭素数1〜20のアルキル基を表わす。M +はアルカリ金属カチオン又はアンモニウム化合物のカチオンを表わす。Xは塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を表わす。)
A dihalosulfo compound represented by the formula (7):
Figure 2013209458
(In the formula, w represents an integer of 0 to 2. w ′ represents an integer of 0 to 3. x represents an integer of 0 to 2. y represents an integer of 0 to 2. y ′ represents 0 to 2. Represents an integer of 4. y + y ′ represents an integer of 1 or more, z represents an integer of 0 to 3, z ′ represents an integer of 0 to 4, z + z ′ represents an integer of 1 or more, and z When 'is an integer of 1 or more, x represents an integer of 1 or more, R 1 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group having 6 to 8 carbon atoms, or the number of carbon atoms Represents an aryloxy group having 6 to 8 carbon atoms, an acyl group having 2 to 8 carbon atoms, or a cyano group, where an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or an aryl having 6 to 8 carbon atoms Group, an aryloxy group having 6 to 8 carbon atoms and an acyl group having 2 to 8 carbon atoms include a fluorine atom, a cyano group, and a carbon number It may be substituted with at least one selected from the group consisting of an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group having 6 to 8 carbon atoms, and an aryloxy group having 6 to 8 carbon atoms, and the bonding positions are adjacent. Two R 1 may combine to form a ring together with the carbon atom on the benzene ring to which the R 1 is bonded, m represents 1 or 2, -OM represents -OM 1 or -O - M 2 + represent. here, M 1 is .X representing the cation of .M 2 + is an alkali metal cation or ammonium compounds represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms represents a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom.)
式(8)で表わされることを特徴とする請求項9記載のジハロスルホ化合物。
Figure 2013209458
(式中、wは0〜2の整数、y1は1〜3の整数を表わす。zは1〜3の整数を表わす。Rは炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数6〜8のアリール基、炭素数6〜8のアリールオキシ基、炭素数2〜8のアシル基又はシアノ基を表わす。ここで、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数6〜8のアリール基、炭素数6〜8のアリールオキシ基及び炭素数2〜8のアシル基に含まれる水素原子は、フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数6〜8のアリール基及び炭素数6〜8のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい。また、結合位置が隣接する2つのRが結合して当該Rが結合するベンゼン環上の炭素原子と共に環を形成していてもよい。−OMは−OM又は−O- +を表わす。ここで、Mは炭素数1〜20のアルキル基を表わし、M +はアルカリ金属カチオン又はアンモニウム化合物のカチオンを表わし、Xは塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を表わす。)
The dihalosulfo compound according to claim 9, which is represented by the formula (8).
Figure 2013209458
(Wherein, w represents an integer of 0 to 2, y1 represents an integer of 1 to 3. z represents an integer of 1 to 3. R 1 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and 1 to 8 carbon atoms. An alkoxy group, an aryl group having 6 to 8 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 8 carbon atoms, an acyl group having 2 to 8 carbon atoms, or a cyano group, wherein the alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, the number of carbon atoms A hydrogen atom contained in an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group having 6 to 8 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 8 carbon atoms, and an acyl group having 2 to 8 carbon atoms includes a fluorine atom, a cyano group, and 1 carbon atom. May be substituted with at least one selected from the group consisting of an alkoxy group having 8 to 8 carbon atoms, an aryl group having 6 to 8 carbon atoms and an aryloxy group having 6 to 8 carbon atoms. One of carbons on the benzene ring original to which the R 1 and R 1 is attached is bound Together may form a ring.-OM is -OM 1 or -O -. Represents an M 2 + wherein, M 1 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, M 2 + is an alkali metal cation Alternatively, it represents a cation of an ammonium compound, and X represents a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom.)
式(9)で表わされることを特徴とする請求項9又は請求項10記載のジハロスルホ化合物。
Figure 2013209458
(式中、y1は同一又は相異なり、1〜3の整数を表わす。−OMは−OM又は−O- +を表わす。ここで、Mは炭素数1〜20のアルキル基、M +はアルカリ金属カチオン又はアンモニウム化合物のカチオンを表わし、Xは塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を表わす。)
The dihalosulfo compound according to claim 9 or 10, which is represented by the formula (9).
Figure 2013209458
(Wherein, y1 are the same or different, represents an integer of 1 to 3-OM. Is -OM 1 or -O -. Represents an M 2 +, where, M 1 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, (M 2 + represents an alkali metal cation or a cation of an ammonium compound, and X represents a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom.)
下記式(10)で表わされることを特徴とする請求項9記載ジハロスルホ化合物。
Figure 2013209458
(式中、y2は1〜4の整数を表わす。−OMは−OM又は−O- +を表わす。ここで、Mは炭素数1〜20のアルキル基、M +はアルカリ金属カチオン又はアンモニウム化合物のカチオンを表わし、Xは塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を表わす。)
The dihalosulfo compound represented by the following formula (10):
Figure 2013209458
(In the formula, y2 represents an integer of 1 to 4. -OM represents -OM 1 or -O - M 2 + . Here, M 1 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and M 2 + represents an alkali. And represents a cation of a metal cation or an ammonium compound, and X represents a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom.)
請求項9記載のジハロスルホ化合物を含むモノマー組成物を重合する工程、及び、前記重合工程により得られた重合物が有する式−SOOMで示される基を式−SOOHで示される基に変換する工程を含むことを特徴とする重合体の製造方法。 A step of polymerizing a monomer composition containing the dihalosulfo compound according to claim 9, and a group represented by the formula —SO 2 OM included in the polymer obtained by the polymerization step as a group represented by the formula —SO 2 OH The manufacturing method of the polymer characterized by including the process to convert. 下記式(11)で表される繰り返し単位を含むことを特徴とする重合体。
Figure 2013209458
(式中、−OMは−OM又は−O- +を表わす。ここで、Mは炭素数1〜20のアルキル基を表わし、M +はアルカリ金属カチオン又はアンモニウム化合物のカチオンを表わす。wは0〜2の整数を表わす。w’は0〜3の整数を表わす。xは0〜2の整数を表わす。yは0〜3の整数を表わす。y’は0〜4の整数を表わす。y+y’は1以上の整数を表わす。zは0〜3の整数を表わす。z’は0〜4の整数を表わす。z+z’は1以上の整数を表わす。また、z’が1以上の整数の場合、xは1以上の整数を表わす。Rは炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数6〜8のアリール基、炭素数6〜8のアリールオキシ基、炭素数2〜8のアシル基又はシアノ基を表わす。ここで、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数6〜8のアリール基、炭素数6〜8のアリールオキシ基及び炭素数2〜8のアシル基に含まれる水素原子は、フッ素原子、シアノ基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数6〜8のアリール基及び炭素数6〜8のアリールオキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つのもので置換されていてもよい。また、結合位置が隣接する2つのRが結合して当該Rが結合するベンゼン環上の炭素原子と共に環を形成していてもよい。)
The polymer characterized by including the repeating unit represented by following formula (11).
Figure 2013209458
(In the formula, -OM represents -OM 1 or -O - M 2 + . Here, M 1 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and M 2 + represents an alkali metal cation or a cation of an ammonium compound. W represents an integer of 0 to 2. w ′ represents an integer of 0 to 3. x represents an integer of 0 to 2. y represents an integer of 0 to 3. y ′ represents 0 to 4. Y + y ′ represents an integer of 1 or more, z represents an integer of 0 to 3, z ′ represents an integer of 0 to 4, z + z ′ represents an integer of 1 or more, and z ′ represents In the case of an integer of 1 or more, x represents an integer of 1 or more, R 1 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group having 6 to 8 carbon atoms, or 6 to 6 carbon atoms. 8 represents an aryloxy group, an acyl group having 2 to 8 carbon atoms, or a cyano group, wherein alkyl having 1 to 8 carbon atoms , A hydrogen atom contained in an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group having 6 to 8 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 8 carbon atoms and an acyl group having 2 to 8 carbon atoms is a fluorine atom, a cyano group, It may be substituted with at least one selected from the group consisting of an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group having 6 to 8 carbon atoms, and an aryloxy group having 6 to 8 carbon atoms, and the bonding position thereof. by bonding two adjacent R 1 together with the carbon atoms on the benzene ring to which the R 1 are bonded may form a ring.)
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