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JP2018145244A - Novel metallo-supramolecular polymer-containing composition and high-efficiency production method of metallo-supramolecular polymer-containing composition using microwaves - Google Patents

Novel metallo-supramolecular polymer-containing composition and high-efficiency production method of metallo-supramolecular polymer-containing composition using microwaves Download PDF

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JP2018145244A
JP2018145244A JP2017039171A JP2017039171A JP2018145244A JP 2018145244 A JP2018145244 A JP 2018145244A JP 2017039171 A JP2017039171 A JP 2017039171A JP 2017039171 A JP2017039171 A JP 2017039171A JP 2018145244 A JP2018145244 A JP 2018145244A
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チャンチャル チャクラボルティ
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  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)

Abstract

【課題】メタロ超分子ポリマー含有組成物の新規な製造方法、および新規なメタロ超分子ポリマー含有組成物の提供。【解決手段】本発明の一態様は、複数の金属配位部位を有する少なくとも1種の有機配位子と、遷移金属および/またはランタノイド系金属の少なくとも1種のイオンとを、マイクロ波照射による内部加熱で反応させて、両者が交互に配位結合したメタロ超分子ポリマーを形成することを含む、構造規則性が高められたメタロ超分子ポリマー含有組成物の製造方法である。少なくとも1種の有機配位子は、ターピリジル基、ビピリジル基、ピリジル基、フェナンスロリル基、アセチルアセトナート基、およびそれらの誘導体のいずれかを2つ以上有する有機配位子を含んでよい。【選択図】なしThe present invention provides a novel method for producing a metallo-supramolecular polymer-containing composition, and a novel metallo-supramolecular polymer-containing composition. According to one embodiment of the present invention, at least one kind of organic ligand having a plurality of metal coordination sites and at least one kind of ion of a transition metal and / or a lanthanoid-based metal are subjected to microwave irradiation. A method for producing a metallo supramolecular polymer-containing composition having enhanced structural regularity, comprising forming a metallo supramolecular polymer in which a reaction is caused by internal heating to form a metallo supramolecular polymer in which both are alternately coordinated and bonded. The at least one organic ligand may include an organic ligand having two or more of any of a terpyridyl group, a bipyridyl group, a pyridyl group, a phenanthrolyl group, an acetylacetonate group, and a derivative thereof. [Selection diagram] None

Description

本発明は、新規なメタロ超分子ポリマー(いわゆるオリゴマーを含む)含有組成物、および、マイクロ波を用いてメタロ超分子ポリマー含有組成物を高効率に製造する方法に関する。
さらに、本発明は、メタロ超分子ポリマー含有組成物を含むエレクトロクロミック素子に関する。
The present invention relates to a novel metallo supramolecular polymer (including so-called oligomer) -containing composition and a method for producing a metallo supramolecular polymer-containing composition with high efficiency using microwaves.
Furthermore, this invention relates to the electrochromic element containing a metallo supramolecular polymer containing composition.

メタロ超分子ポリマー(metallo−supramolecular polymer)は、金属イオンと有機配位子とが配位結合で交互に繋がった高分子である。メタロ超分子ポリマーは、金属の電気化学的酸化還元に応答して、優れたエレクトロクロミック特性(電気化学的に色が変わる特性)を示す。このようなエレクトロクロミック特性を有するため、メタロ超分子ポリマーは、スマートウインドーなど様々な省エネルギーデバイスへの応用が期待されている(例えば特許文献1参照)。すなわち、優れたエレクトロクロミック特性を有する材料として、良好な酸化還元安定性、高いコントラスト比、高い着色効率、スイッチングの調節機能、高い加工性を併せ持つメタロ超分子ポリマーの開発が望まれている。   A metallo-supramolecular polymer is a polymer in which metal ions and organic ligands are alternately linked by coordination bonds. Metallo supramolecular polymers exhibit excellent electrochromic properties (electrochemically color changing properties) in response to electrochemical redox of metals. Since it has such electrochromic properties, the metallo supramolecular polymer is expected to be applied to various energy-saving devices such as smart windows (for example, see Patent Document 1). That is, as a material having excellent electrochromic properties, it is desired to develop a metallo supramolecular polymer having both good redox stability, high contrast ratio, high coloring efficiency, switching control function, and high processability.

しかし、これまでの合成方法を用いたメタロ超分子ポリマーの合成には限界があった。150℃以上、特に200℃以上の高い錯形成温度を必要とするメタロ超分子ポリマーの合成は、高い反応温度および長い反応時間に起因して、原料である配位子の構造や生成物の錯構造が破壊されることが多く、また反応系内の水や酸素が結合するなどの不都合があった。従って、そのような不都合を生じない新たなメタロ超分子ポリマーの合成方法の開発が求められている。   However, there has been a limit to the synthesis of metallo supramolecular polymers using conventional synthesis methods. The synthesis of metallo supramolecular polymers that require a high complexation temperature of 150 ° C. or higher, particularly 200 ° C. or higher, is due to the high reaction temperature and long reaction time, and the structure of the ligand as a raw material and the complex of the product. In many cases, the structure is destroyed, and water and oxygen in the reaction system are combined. Accordingly, development of a new method for synthesizing a metallo supramolecular polymer that does not cause such inconvenience is demanded.

一方、マイクロ波によるポリマー合成は、反応時間の大幅短縮や溶剤などの廃棄物の低減の観点から、次世代の材料合成法として期待されている(例えば非特許文献1参照)。例えば、ポリ乳酸やポリエステルの製造へのマイクロ波適用技術が開発されている。しかし、一般に高い構造規則性を有する物質を得ることが困難であると一般的に認識されているメタロ超分子ポリマーの合成のために、この手法を用いることは報告されていない。   On the other hand, polymer synthesis using microwaves is expected as a next-generation material synthesis method from the viewpoint of greatly shortening the reaction time and reducing wastes such as solvents (for example, see Non-Patent Document 1). For example, techniques for applying microwaves to the production of polylactic acid and polyester have been developed. However, it has not been reported to use this technique for the synthesis of metallo supramolecular polymers, which are generally recognized as difficult to obtain substances having high structural regularity.

特許第5062712号Japanese Patent No. 5062712

マイクロ波を利用した高分子合成プロセスの実用化(国立研究開発法人産業技術総合研究所)、http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2009/pr20091104/pr20091104.html(2009年11月4日掲載)Practical application of polymer synthesis process using microwave (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology), http: // www. aist. go. jp / aist_j / press_release / pr2009 / pr20091104 / pr20091104. html (published on November 4, 2009)

本発明の目的の一つは、従来技術にないメタロ超分子ポリマー(いわゆるオリゴマーを含む)含有組成物の新規な製造方法を提供することである。
また、本発明の他の目的は、従来技術にない新規なメタロ超分子ポリマー含有組成物それ自体を提供することである。
One of the objects of the present invention is to provide a novel method for producing a metallo supramolecular polymer (including so-called oligomer) -containing composition that is not found in the prior art.
Another object of the present invention is to provide a novel metallo-supramolecular polymer-containing composition itself which is not present in the prior art.

本発明による上記課題の解決手段は、以下のとおりである。
[1].
構造規則性が高められたメタロ超分子ポリマー含有組成物の製造方法であって、
複数の金属配位部位を有する少なくとも1種の有機配位子と、遷移金属および/またはランタノイド系金属の少なくとも1種のイオンとを、マイクロ波照射による内部加熱で反応させて、両者が交互に配位結合したメタロ超分子ポリマーを形成することを含む、上記方法。
[2].
少なくとも1種の有機配位子が、ターピリジル基、ビピリジル基、ピリジル基、フェナンスロリル基、アセチルアセトナート基、およびそれらの誘導体のいずれかを2つ以上有する有機配位子を含む、上記[1]項に記載のメタロ超分子ポリマー含有組成物の製造方法。
[3].
遷移金属および/またはランタノイド系金属の少なくとも1種が、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、オスニウム、イリジウム、白金、金、ユウロピウム、およびテルビウムから選択される金属を含む、上記[1]または[2]項に記載のメタロ超分子ポリマー含有組成物の製造方法。
[4].
マイクロ波照射による内部加熱反応に供される、少なくとも1種の有機配位子と、遷移金属および/またはランタノイド系金属の少なくとも1種のイオンとのモル比が、1:1〜2:1である、上記[1]〜[3]項のいずれかの1項に記載のメタロ超分子ポリマー含有組成物の製造方法。
[5].
少なくとも1種の有機配位子が、以下の少なくとも1つの式で表される構造を有する有機配位子を含む、上記[1]〜[4]項のいずれか1項に記載のメタロ超分子ポリマー含有組成物の製造方法:





ここで、Rは、炭素原子および水素原子を含むスペーサであるか、または、ターピリジル基、ビピリジル基、ピリジル基、フェナンスロリル基およびアセチルアセトナート基のいずれかを直接接続するスペーサであり、R、R、R、Rは、すべて同一、すべて異なる、または、一部同一の水素原子、アリール基またはアルキル基である。
[6].
マイクロ波照射による内部加熱反応が、150℃以上の温度で行われる、上記[1]〜[5]項のいずれか1項に記載のメタロ超分子ポリマー含有組成物の製造方法。
[7].
メタロ超分子ポリマー含有組成物が、下記構造式で表されるオリゴマーのいずれかを含む、上記[1]〜[6]項のいずれか1項に記載のメタロ超分子ポリマー含有組成物の製造方法。

[8].
複数の金属配位部位を有する少なくとも1種の有機配位子と、遷移金属および/またはランタノイド系金属の少なくとも1種のイオンとが、交互に配位結合したメタロ超分子ポリマー含有組成物であって、
この組成物についての、溶媒CDOD、所定濃度、周波数300MHz、室温の条件で測定されたH−NMRにおけるポリマー末端の有機配位子の各プロトンに起因する吸収シグナルAが、同一の有機配位子と同一の金属イオンとを用い、錯形成に必要とされる所定温度による外部加熱によって原料消費が定常状態に至るまで反応を行うことによって得られた参照用メタロ超分子ポリマー含有組成物についての、溶媒CDOD、同じ所定濃度、周波数300MHz、室温の条件で測定されたH−NMRにおけるポリマー末端の有機配位子の各プロトンに起因する、吸収シグナルAに対応する吸収シグナルA’と比べてブロードニングが小さいという状態によって示される高められた構造規則性を有する、上記メタロ超分子ポリマー含有組成物。
[9].
複数の金属配位部位を有する少なくとも1種の有機配位子と、遷移金属および/またはランタノイド系金属の少なくとも1種のイオンとが、交互に配位結合したメタロ超分子ポリマー含有組成物であって、
この組成物についての、印加電圧+1.8Vおよび0V、5秒間隔、電解質溶液0.1MのLiClO/ACN、ITO電極上の作業領域1.5cm×1.5cmで測定されたエレクトロクロミック特性のコントラストΔT(%)および/または着色効率η(cm/C)が、同一の有機配位子と同一の金属イオンとを用い、錯形成に必要とされる所定温度による外部加熱によって原料消費が定常状態に至るまで反応を行うことによって得られた参照用メタロ超分子ポリマー含有組成物についての、印加電圧+1.8Vおよび0V、5秒間隔、電解質溶液0.1MのLiClO/ACN、ITO電極上の作業領域1.5cm×1.5cmで測定されたエレクトロクロミック特性のコントラストΔT’(%)および/または着色効率η’(cm/C)と比べて大きいという状態によって示される高められた構造規則性を有する、上記メタロ超分子ポリマー含有組成物。
[10].
複数の金属配位部位を有する少なくとも1種の有機配位子と、遷移金属および/またはランタノイド系金属の少なくとも1種のイオンとが、交互に配位結合したメタロ超分子ポリマー含有組成物であって、
この組成物についての、印加電圧+1.8Vおよび0V、5秒間隔、電解質溶液0.1MのLiClO/ACN、ITO電極上の作業領域1.5cm×1.5cmで測定されたエレクトロクロミック特性のコントラストΔT(%)が70%以上であり、および/または、着色効率η(cm/C)が320cm/C以上である、上記メタロ超分子ポリマー含有組成物。
[11].
上記組成物についての、印加電圧+1.8Vおよび0V、5秒間隔、電解質溶液0.1MのLiClO/ACN、ITO電極上の作業領域1.5cm×1.5cmで測定されたエレクトロクロミック特性のコントラストΔT(%)が70%以上であり、および/または着色効率η(cm/C)が320cm/C以上である、上記[9]項に記載のメタロ超分子ポリマー含有組成物。
[12].
少なくとも1種の有機配位子が、ターピリジル基、ビピリジル基、ピリジル基、フェナンスロリル基、アセチルアセトナート基、およびそれらの誘導体のいずれかを2つ以上有する有機配位子を含む、上記[8]〜[11]項のいずれか1項に記載のメタロ超分子ポリマー含有組成物。
[13].
遷移金属および/またはランタノイド系金属の少なくとも1種が、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、オスニウム、イリジウム、白金、金、ユウロピウムおよびテルビウムから選択される金属を含む、上記[8]〜[12]項のいずれか1項に記載のメタロ超分子ポリマー含有組成物。
[14].
少なくとも1種の有機配位子と、遷移金属および/またはランタノイド系金属の少なくとも1種のイオンとのモル比が、1:1〜2:1である、上記[8]〜[13]項のいずれか1項に記載のメタロ超分子ポリマー含有組成物。
[15].
以下の少なくとも1つの式で表される構造およびカウンターアニオンを有するメタロ超分子ポリマーを含む、上記[8]〜[14]項のいずれか1項に記載のメタロ超分子ポリマー含有組成物:





ここで、Rは、炭素原子および水素原子を含むスペーサであるか、または、ターピリジル基、ビピリジル基、ピリジル基、フェナンスロリル基およびアセチルアセトナート基のいずれかを直接接続するスペーサであり、R、R、R、Rは、すべて同一、すべて異なる、または、一部同一の水素原子、アリール基またはアルキル基であり、Mは、遷移金属および/またはランタノイド系金属である1種または複数種の金属イオンであり、nは重合度を示す2以上の整数であり、カウンターアニオンは、塩化物イオン等のハロゲン化物イオン、水酸化物イオン、酢酸イオン、過塩素酸イオン、炭酸イオン、四フッ化ホウ素イオン、ヘキサフルオロリン酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、(CFSONイオン、ポリオキシメタレート、またはこれらの組み合わせである。
[16].
下記構造式で表されるオリゴマーのいずれかを含む、上記[8]〜[15]項のいずれか1項に記載のメタロ超分子ポリマー含有組成物。

[17].
第1の透明電極と、第2の透明電極と、前記第1の透明電極と前記第2の透明電極との間に位置する上記[8]〜[16]項のいずれか1項に記載のメタロ超分子ポリマー含有組成物とを含む、エレクトロクロミック素子。
The means for solving the above-described problems according to the present invention are as follows.
[1].
A method for producing a metallo-supramolecular polymer-containing composition having improved structural regularity,
At least one organic ligand having a plurality of metal coordination sites and at least one ion of a transition metal and / or a lanthanoid metal are reacted by internal heating by microwave irradiation, and both are alternately Forming a coordinated metallo-supramolecular polymer.
[2].
The above [1], wherein the at least one organic ligand includes an organic ligand having two or more of a terpyridyl group, a bipyridyl group, a pyridyl group, a phenanthrolyl group, an acetylacetonate group, and a derivative thereof. The manufacturing method of the metallo supramolecular polymer containing composition of claim | item.
[3].
At least one of the transition metal and / or lanthanoid metal is a metal selected from iron, cobalt, nickel, copper, zinc, ruthenium, rhodium, palladium, silver, osnium, iridium, platinum, gold, europium, and terbium. A method for producing a metallo-supramolecular polymer-containing composition as described in [1] or [2] above.
[4].
The molar ratio of at least one organic ligand to be subjected to an internal heating reaction by microwave irradiation to at least one ion of a transition metal and / or a lanthanoid metal is 1: 1 to 2: 1. The manufacturing method of the metallo supramolecular polymer containing composition of any one of said [1]-[3] items.
[5].
The metallo supramolecule according to any one of [1] to [4] above, wherein the at least one organic ligand includes an organic ligand having a structure represented by at least one of the following formulas: Method for producing polymer-containing composition:





Here, R is a spacer containing a carbon atom and a hydrogen atom, or a spacer that directly connects any one of a terpyridyl group, a bipyridyl group, a pyridyl group, a phenanthrolyl group, and an acetylacetonate group, and R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are all the same, different or partly the same hydrogen atom, aryl group or alkyl group.
[6].
The method for producing a metallo-supramolecular polymer-containing composition according to any one of the above [1] to [5], wherein the internal heating reaction by microwave irradiation is performed at a temperature of 150 ° C. or higher.
[7].
The method for producing a metallo-supramolecular polymer-containing composition according to any one of the above [1] to [6], wherein the metallo-supramolecular polymer-containing composition contains any of oligomers represented by the following structural formulas: .

[8].
A metallo-supramolecular polymer-containing composition in which at least one organic ligand having a plurality of metal coordination sites and at least one ion of a transition metal and / or a lanthanoid metal are alternately coordinated. And
For this composition, the absorption signal A due to each proton of the organic ligand at the polymer end in 1 H-NMR measured under the conditions of solvent CD 3 OD, predetermined concentration, frequency 300 MHz, and room temperature is the same organic. A metallo-supramolecular polymer-containing composition for reference obtained by performing a reaction until the consumption of raw materials reaches a steady state by external heating at a predetermined temperature required for complex formation, using the same metal ion as the ligand Absorption signal A corresponding to absorption signal A due to each proton of the organic terminal organic ligand in 1 H-NMR measured under the conditions of solvent CD 3 OD, same predetermined concentration, frequency 300 MHz, room temperature The above metallo-supramolecular polymer with enhanced structural regularity indicated by a state of less broadening compared to ' Containing composition.
[9].
A metallo-supramolecular polymer-containing composition in which at least one organic ligand having a plurality of metal coordination sites and at least one ion of a transition metal and / or a lanthanoid metal are alternately coordinated. And
Electrochromic properties of this composition measured at applied voltages +1.8 V and 0 V, 5 sec interval, 0.1 M LiClO 4 / ACN electrolyte solution, working area on ITO electrode 1.5 cm × 1.5 cm Contrast ΔT (%) and / or coloring efficiency η (cm 2 / C) uses the same organic ligand and the same metal ion, and the consumption of raw materials is increased by external heating at a predetermined temperature required for complex formation. For the reference metallo-supramolecular polymer-containing composition obtained by carrying out the reaction until reaching a steady state, applied voltage +1.8 V and 0 V, at intervals of 5 seconds, electrolyte solution 0.1 M LiClO 4 / ACN, ITO electrode Electrochromic contrast ΔT ′ (%) and / or coloring efficiency η ′ (c) measured in the upper working area 1.5 cm × 1.5 cm 2 / C) with enhanced structural regularity represented by the state that larger than that, the metallo supramolecular polymer-containing composition.
[10].
A metallo-supramolecular polymer-containing composition in which at least one organic ligand having a plurality of metal coordination sites and at least one ion of a transition metal and / or a lanthanoid metal are alternately coordinated. And
Electrochromic properties of this composition measured at applied voltages +1.8 V and 0 V, 5 sec interval, 0.1 M LiClO 4 / ACN electrolyte solution, working area on ITO electrode 1.5 cm × 1.5 cm The metallo-supramolecular polymer-containing composition having a contrast ΔT (%) of 70% or more and / or a coloring efficiency η (cm 2 / C) of 320 cm 2 / C or more.
[11].
Electrochromic properties of the above composition measured at applied voltages +1.8 V and 0 V, 5 sec interval, 0.1 M LiClO 4 / ACN electrolyte solution, working area on ITO electrode 1.5 cm × 1.5 cm The metallo-supramolecular polymer-containing composition according to [9], wherein the contrast ΔT (%) is 70% or more and / or the coloring efficiency η (cm 2 / C) is 320 cm 2 / C or more.
[12].
[8] The above [8], wherein the at least one organic ligand includes an organic ligand having two or more of a terpyridyl group, a bipyridyl group, a pyridyl group, a phenanthrolyl group, an acetylacetonate group, and derivatives thereof. The metallo supramolecular polymer-containing composition according to any one of items [11] to [11].
[13].
At least one of the transition metal and / or lanthanoid metal includes a metal selected from iron, cobalt, nickel, copper, zinc, ruthenium, rhodium, palladium, silver, osnium, iridium, platinum, gold, europium and terbium. The metallo supramolecular polymer-containing composition according to any one of items [8] to [12] above.
[14].
The above-mentioned items [8] to [13], wherein the molar ratio of the at least one organic ligand to the at least one ion of the transition metal and / or lanthanoid metal is 1: 1 to 2: 1. The metallo supramolecular polymer-containing composition according to any one of the above.
[15].
The metallo supramolecular polymer-containing composition according to any one of the above [8] to [14], comprising a metallo supramolecular polymer having a structure represented by at least one of the following formulas and a counter anion:





Here, R is a spacer containing a carbon atom and a hydrogen atom, or a spacer that directly connects any one of a terpyridyl group, a bipyridyl group, a pyridyl group, a phenanthrolyl group, and an acetylacetonate group, and R 1 , R 2 , R 3 , R 4 are all the same, all different, or partly the same hydrogen atom, aryl group or alkyl group, and M is one or more of transition metal and / or lanthanoid metal N is an integer of 2 or more indicating the degree of polymerization, and counter anions are halide ions such as chloride ions, hydroxide ions, acetate ions, perchlorate ions, carbonate ions, four ions. Boron fluoride ion, hexafluorophosphate ion, trifluoromethanesulfonate ion, (CF 3 SO 2 ) 2 N ion , Polyoxymetalates, or combinations thereof.
[16].
The metallo-supramolecular polymer-containing composition according to any one of the above-mentioned [8] to [15], comprising any oligomer represented by the following structural formula.

[17].
The first transparent electrode, the second transparent electrode, and any one of the above-mentioned [8] to [16], which is located between the first transparent electrode and the second transparent electrode. An electrochromic device comprising a metallo supramolecular polymer-containing composition.

本発明の製造方法によれば、適当な条件下、マイクロ波照射を用いることで、原料の配位子が有する化学構造の欠損が小さい、すなわち構造の規則性が高いメタロ超分子ポリマー(いわゆるオリゴマーを含む)含有組成物を、短時間で効率的に(エネルギーの浪費を抑制しながら)得ることが可能になる。
また、そのような構造規則性が高いメタロ超分子ポリマー含有組成物は、向上したエレクトロクロミック特性を有し、エレクトロクロミック素子の原料として好適に用いることができる。
According to the production method of the present invention, by using microwave irradiation under appropriate conditions, a metallo supramolecular polymer (so-called oligomer) having a small chemical structure defect of a raw material ligand, that is, having a high structure regularity. Containing composition) can be efficiently obtained in a short time (while suppressing waste of energy).
Further, such a metallo-supramolecular polymer-containing composition having a high structural regularity has improved electrochromic properties and can be suitably used as a raw material for an electrochromic device.

合成例1(ポリマー合成)における反応器の電力(W)と温度(℃)の推移を示す。The transition of the power (W) and temperature (° C.) of the reactor in Synthesis Example 1 (polymer synthesis) is shown. (a)合成例2(10量体オリゴマー合成)における反応器の電力(W)と温度(℃)の推移を示す。(b)合成例3(5量体オリゴマー合成)における反応器の電力(W)と温度(℃)の推移を示す。(c)合成例4(単量体オリゴマー合成)における反応器の電力(W)と温度(℃)の推移を示す。(A) The transition of the power (W) and temperature (° C.) of the reactor in Synthesis Example 2 (10-mer oligomer synthesis) is shown. (B) Changes in the power (W) and temperature (° C.) of the reactor in Synthesis Example 3 (pentamer oligomer synthesis) are shown. (C) Changes in power (W) and temperature (° C.) of the reactor in Synthesis Example 4 (monomer oligomer synthesis) are shown. 合成例1で得られたポリマーおよび比較合成例で得られたポリマーについて、溶媒メタノール、濃度25μMの条件でUV−Visスペクトルを測定した結果を示す。The result of having measured the UV-Vis spectrum about the polymer obtained by the synthesis example 1 and the polymer obtained by the comparative synthesis example on condition of solvent methanol and a density | concentration of 25 micromol is shown. (a)合成例1で得られたポリマーおよび比較合成例で得られたポリマーについて、溶媒メタノール、濃度25μM、λex=310nmの条件でフォトルミネセンススペクトルを測定した結果を示す。(b)合成例1で得られたポリマーおよび比較合成例で得られたポリマーについて、溶媒メタノール、濃度25μM、λex=515nmの条件で、フォトルミネセンススペクトルを測定した結果を示す。(A) About the polymer obtained by the synthesis example 1, and the polymer obtained by the comparative synthesis example, the result of having measured the photoluminescence spectrum on the conditions of solvent methanol, density | concentration 25 micromol, (lambda) ex = 310nm is shown. (B) About the polymer obtained by the synthesis example 1, and the polymer obtained by the comparative synthesis example, the result of having measured the photoluminescence spectrum on the conditions of solvent methanol, density | concentration 25 micromol, (lambda) ex = 515nm is shown. 合成例1で得られたポリマーおよび比較合成例で得られたポリマーについて、溶媒DMSO、濃度25μMの条件でUV−Visスペクトルを測定した結果を示す。The result of having measured the UV-Vis spectrum on the polymer obtained by the synthesis example 1 and the polymer obtained by the comparative synthesis example on condition of solvent DMSO and a density | concentration of 25 micromol is shown. (a)合成例1で得られたポリマーおよび比較合成例で得られたポリマーについて、溶媒DMSO、濃度25μM、λex=310nmの条件でフォトルミネセンススペクトルを測定した結果を示す。(b)合成例1で得られたポリマー、合成例2〜4で得られた10量体オリゴマー、5量体オリゴマー、単量体オリゴマー、および比較合成例で得られたポリマーについて、溶媒DMSO、濃度25μM、λex=510nmの条件でフォトルミネセンススペクトルを測定した結果を示す。(A) About the polymer obtained by the synthesis example 1, and the polymer obtained by the comparative synthesis example, the result of having measured the photoluminescence spectrum on the conditions of solvent DMSO, density | concentration 25 micromol, (lambda) ex = 310nm is shown. (B) For the polymer obtained in Synthesis Example 1, the 10-mer oligomer obtained in Synthesis Examples 2 to 4, the pentamer oligomer, the monomer oligomer, and the polymer obtained in Comparative Synthesis Example, the solvent DMSO, The result of having measured the photoluminescence spectrum on conditions with a density | concentration of 25 micromol and (lambda) ex = 510nm is shown. 合成例1で得られたポリマーおよび比較合成例で得られたポリマーについて、溶媒CDOD、周波数300MHz、室温の条件においてH−NMRを測定した結果を示す。The result obtained by measuring 1 H-NMR of the polymer obtained in Synthesis Example 1 and the polymer obtained in Comparative Synthesis Example under the conditions of solvent CD 3 OD, frequency of 300 MHz, and room temperature is shown. 合成例1で得られたポリマーおよび比較合成例で得られたポリマーについて、走査速度10℃/分、窒素下の条件においてTGA(熱重量分析)を行った結果を示す。The result of having performed TGA (thermogravimetric analysis) about the polymer obtained by the synthesis example 1 and the polymer obtained by the comparative synthesis example on condition of 10 degree-C / min of scanning speeds under nitrogen is shown. (a)比較合成例で得られたポリマーについて、電圧0.0Vおよび+1.8Vを印加したときのITO電極の発色変化を目視観察した際の外観写真を示す。(b)キャストされたままの状態、ならびに0.0Vおよび+1.8V印加したときのぞれぞれの同ポリマーの光透過度(%)を縦軸に、波長(nm)を横軸として示す。(c)挿引間隔を10秒、5秒または2秒に変化させて繰り返し電圧を印加したときの同ポリマーの光透過度(%)の経時変化(電気化学応答性)を示す。(A) About the polymer obtained by the comparative synthesis example, the external appearance photograph at the time of visually observing the coloring change of the ITO electrode when the voltage of 0.0V and + 1.8V is applied is shown. (B) The as-cast state and the light transmittance (%) of each polymer when 0.0 V and +1.8 V are applied are shown on the vertical axis and the wavelength (nm) is shown on the horizontal axis. . (C) The time-dependent change (electrochemical responsiveness) of the light transmittance (%) of the same polymer when a voltage is repeatedly applied while the insertion interval is changed to 10 seconds, 5 seconds or 2 seconds. (a)電圧印加間隔を10秒にしたときの0〜100秒に至るまでの比較合成例で得られたポリマーの光透過度(%)の経時変化(電気化学応答性)を示す。(b)電圧印加間隔を10秒にしたときの20〜40秒に至るまでのこのポリマーの光透過度(%)の経時変化(電気化学応答性)を示す。(A) The time-dependent change (electrochemical responsiveness) of the light transmittance (%) of the polymer obtained in the comparative synthesis example up to 0 to 100 seconds when the voltage application interval is 10 seconds is shown. (B) The time-dependent change (electrochemical responsiveness) of the light transmittance (%) of this polymer from 20 to 40 seconds when the voltage application interval is 10 seconds. (a)合成例1で得られたポリマーについて、電圧0.0Vおよび+1.8Vを印加したときのITO電極の発色変化を目視観察した際の外観写真を示す。(b)キャストされたままの状態、ならびに0.0V時および+1.8V印加したときのぞれぞれの同ポリマーの光透過度(%)を縦軸に、波長(nm)を横軸として示す。(c)挿引間隔を10秒、5秒または2秒に変化させて繰り返し電圧を印加したときの同ポリマーの光透過度(%)の経時変化(電気化学応答性)を示す。(A) About the polymer obtained by the synthesis example 1, the external appearance photograph at the time of visually observing the coloring change of the ITO electrode when the voltage of 0.0V and + 1.8V is applied is shown. (B) The as-cast state, and when 0.0V and + 1.8V are applied, the light transmittance (%) of the same polymer is plotted on the vertical axis, and the wavelength (nm) is plotted on the horizontal axis. Show. (C) The time-dependent change (electrochemical responsiveness) of the light transmittance (%) of the same polymer when a voltage is repeatedly applied while the insertion interval is changed to 10 seconds, 5 seconds or 2 seconds. (a)電圧印加間隔を10秒にしたときの0〜100秒に至るまでの合成例1で得られたポリマーの光透過度(%)の経時変化(電気化学応答性)を示す。(b)電圧印加間隔を10秒にしたときの20〜40秒に至るまでのこのポリマーの光透過度(%)の経時変化(電気化学応答性)を示す。(c)合成例1で得られたポリマーおよび比較合成例で得られたポリマーの各サンプルについての電流(A)に対する透過度損失(%)を示す。(A) The time-dependent change (electrochemical responsiveness) of the light transmittance (%) of the polymer obtained in Synthesis Example 1 up to 0 to 100 seconds when the voltage application interval is 10 seconds is shown. (B) The time-dependent change (electrochemical responsiveness) of the light transmittance (%) of this polymer from 20 to 40 seconds when the voltage application interval is 10 seconds. (C) Permeability loss (%) with respect to current (A) for each sample of the polymer obtained in Synthesis Example 1 and the polymer obtained in Comparative Synthesis Example is shown. 合成例1で得られたポリマー、合成例2〜4で得られたオリゴマー、および比較合成例で得られたポリマーについて、溶媒メタノール、濃度25μMの条件でUV−Visスペクトルを測定した結果を示す。The result of having measured the UV-Vis spectrum on the conditions of solvent methanol and a density | concentration of 25 micromol about the polymer obtained by the synthesis example 1, the oligomer obtained by the synthesis examples 2-4, and the polymer obtained by the comparative synthesis example is shown. 合成例1で得られたポリマー、合成例2〜4で得られたオリゴマー、および比較合成例で得られたポリマーについて、溶媒DMSO、濃度25μMの条件でUV−Visスペクトルを測定した結果を示す。The result of having measured the UV-Vis spectrum on the conditions of solvent DMSO and a density | concentration of 25 micromol about the polymer obtained by the synthesis example 1, the oligomer obtained by the synthesis examples 2-4, and the polymer obtained by the comparative synthesis example is shown. (a)合成例1で得られたポリマー、合成例2〜4で得られたオリゴマー、および比較合成例で得られたポリマーについて、溶媒メタノール、濃度25μM、λex=310nmの条件でフォトルミネセンススペクトルを測定した結果を示す。(b)合成例1で得られたポリマー、合成例2〜4で得られたオリゴマー、および比較合成例で得られたポリマーについて、溶媒メタノール、濃度25μM、λex=515nmの条件でフォトルミネセンススペクトルを測定した結果を示す。(A) Photoluminescence of the polymer obtained in Synthesis Example 1, the oligomer obtained in Synthesis Examples 2 to 4, and the polymer obtained in Comparative Synthesis Example under the conditions of solvent methanol, concentration 25 μM, λ ex = 310 nm. The result of having measured the spectrum is shown. (B) For the polymer obtained in Synthesis Example 1, the oligomer obtained in Synthesis Examples 2 to 4, and the polymer obtained in Comparative Synthesis Example, photoluminescence was performed under the conditions of solvent methanol, concentration 25 μM, λ ex = 515 nm. The result of having measured the spectrum is shown. (a)合成例1で得られたポリマー、合成例2〜4で得られたオリゴマー、および比較合成例で得られたポリマーについて、溶媒DMSO、濃度25μM、λex=310nmの条件でフォトルミネセンススペクトルを測定した結果を示す。(b)合成例1で得られたポリマー、合成例2〜4で得られたオリゴマー、および比較合成例で得られたポリマーについて、溶媒DMSO、濃度25μM、λex=510nmの条件でフォトルミネセンススペクトルを測定した結果を示す。(A) For the polymer obtained in Synthesis Example 1, the oligomer obtained in Synthesis Examples 2 to 4, and the polymer obtained in Comparative Synthesis Example, photoluminescence was performed under the conditions of solvent DMSO, concentration 25 μM, λ ex = 310 nm. The result of having measured the spectrum is shown. (B) For the polymer obtained in Synthesis Example 1, the oligomer obtained in Synthesis Examples 2 to 4, and the polymer obtained in Comparative Synthesis Example, photoluminescence was performed under the conditions of solvent DMSO, concentration 25 μM, λ ex = 510 nm. The result of having measured the spectrum is shown. 合成例1で得られたポリマー、合成例2〜4で得られたオリゴマー、および比較合成例で得られたポリマーについて、走査速度10℃/分、窒素下の条件においてTGA(熱重量分析)を行った結果を示す。For the polymer obtained in Synthesis Example 1, the oligomer obtained in Synthesis Examples 2 to 4, and the polymer obtained in Comparative Synthesis Example, TGA (thermogravimetric analysis) was performed at a scanning speed of 10 ° C./min and under conditions of nitrogen. The results are shown. 合成例1で得られたポリマー、合成例2〜4で得られたオリゴマーについて、走査速度0.02/step、CuKαの条件下でX線回折を行った結果を示す。The results of X-ray diffraction performed on the polymer obtained in Synthesis Example 1 and the oligomers obtained in Synthesis Examples 2 to 4 under the conditions of a scanning speed of 0.02 / step and CuKα are shown. 合成例4にて得られた単量体オリゴマーについて、NMR測定に関する各水素の参照符号を示す。About the monomer oligomer obtained in the synthesis example 4, the reference sign of each hydrogen regarding NMR measurement is shown. 合成例4にて得られた単量体オリゴマーについて、溶媒CDOD、周波数300MHz、室温の条件においてH−NMR(COSY−NMR)を測定した結果を示す。For monomeric oligomer obtained in Synthesis Example 4, it shows the solvent CD 3 OD, frequency 300MHz, the results of measurement of 1 H-NMR (COSY-NMR ) under the conditions of room temperature. 合成例3にて得られた5量体オリゴマーについて、NMR測定に関する各水素の参照符号、およびこのオリゴマーについて、溶媒CDOD、周波数300MHz、室温の条件においてH−NMRを測定した結果を示す。About the pentamer oligomer obtained in Synthesis Example 3, reference numerals of each hydrogen relating to NMR measurement, and the results of 1 H-NMR measurement of this oligomer under the conditions of solvent CD 3 OD, frequency 300 MHz, and room temperature . 合成例2にて得られた10量体オリゴマーについて、NMR測定に関する各水素の参照符号、およびこのオリゴマーについて、溶媒CDOD、周波数300MHz、室温の条件においてH−NMRを測定した結果を示す。About the 10-mer oligomer obtained in Synthesis Example 2, the reference sign of each hydrogen relating to NMR measurement, and the results of 1 H-NMR measurement of this oligomer under the conditions of solvent CD 3 OD, frequency 300 MHz, room temperature . 合成例2にて得られた10量体オリゴマーについてのCOSY−NMR測定結果を、各水素の参照符号と共に示す。The COSY-NMR measurement result about the 10-mer oligomer obtained in Synthesis Example 2 is shown together with the reference numerals of the respective hydrogens. 合成例2〜4にて得られた10量体オリゴマー、5量体オリゴマー、単量体オリゴマーについてのNMR測定結果を併記する。The NMR measurement results for the 10-mer oligomer, pentamer oligomer, and monomer oligomer obtained in Synthesis Examples 2 to 4 are also shown. 合成例1にて得られたポリマーについて、NMR測定に関する各水素の参照符号、およびこのポリマーについて、溶媒CDOD、周波数300MHz、室温の条件においてH−NMRを測定した結果を示す。The polymer obtained in Synthesis Example 1, the reference numeral of each of the hydrogen regarding NMR measurement, and for this polymer shows solvent CD 3 OD, frequency 300MHz, the result was analyzed by 1 H-NMR under the condition at room temperature.

本発明によるメタロ超分子ポリマー含有組成物の製造方法において、原料として用いられる複数の金属配位部位を有する少なくとも1種の有機配位子は、複数の金属配位部位を有する限り特に限定されるものではない。典型的には、ターピリジル基、ビピリジル基、ピリジル基、フェナンスロリル基、アセチルアセトナート基、およびそれらの誘導体のいずれかを2つ以上有する有機配位子が挙げられる。
これらの有機配位子は、置換基を有していてもよい。置換基を有する場合、置換基の構造は特に限定されるものではないが、例えば、分枝鎖又は直鎖の炭素数1〜20のアルキル基、ヘテロ原子を含んでいてよい炭素数6〜20のアリール基が挙げられる。
In the method for producing a metallo-supramolecular polymer-containing composition according to the present invention, at least one organic ligand having a plurality of metal coordination sites used as a raw material is particularly limited as long as it has a plurality of metal coordination sites. It is not a thing. Typically, an organic ligand having any two or more of a terpyridyl group, a bipyridyl group, a pyridyl group, a phenanthrolyl group, an acetylacetonate group, and derivatives thereof can be given.
These organic ligands may have a substituent. When it has a substituent, the structure of the substituent is not particularly limited. For example, it is a branched or straight chain alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and may have 6 to 20 carbon atoms which may contain a hetero atom. Of the aryl group.

本発明によるメタロ超分子ポリマー含有組成物の製造方法において、原料として用いられる遷移金属および/またはランタノイド系金属の少なくとも1種のイオンは、これらの族に属する金属イオンである限り特に限定されるわけではない。典型的には、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、オスニウム、イリジウム、白金、金、ユウロピウム、およびテルビウムから選択される金属が挙げられる。また、遷移金属および/またはランタノイド系金属の少なくとも1種のイオンは、カウンターアニオンと共に形成された塩の形で用いることができる。カウンターアニオンの例としては、特に限定されないが、塩化物イオン等のハロゲン化物イオン、水酸化物イオン、酢酸イオン、過塩素酸イオン、炭酸イオン、四フッ化ホウ素イオン、ヘキサフルオロリン酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、(CFSONイオン、ポリオキシメタレート、またはこれらの組み合わせなどが挙げられる。 In the method for producing a metallo-supramolecular polymer-containing composition according to the present invention, at least one ion of a transition metal and / or lanthanoid metal used as a raw material is not particularly limited as long as it is a metal ion belonging to these groups. is not. Typically, a metal selected from iron, cobalt, nickel, copper, zinc, ruthenium, rhodium, palladium, silver, osnium, iridium, platinum, gold, europium, and terbium. In addition, at least one ion of a transition metal and / or a lanthanoid metal can be used in the form of a salt formed with a counter anion. Examples of counter anions include, but are not limited to, halide ions such as chloride ions, hydroxide ions, acetate ions, perchlorate ions, carbonate ions, boron tetrafluoride ions, hexafluorophosphate ions, trifluoro ions. Examples include romethanesulfonic acid ions, (CF 3 SO 2 ) 2 N ions, polyoxymetalates, or combinations thereof.

マイクロ波照射による内部加熱反応に供される、少なくとも1種の有機配位子と、遷移金属および/またはランタノイド系金属の少なくとも1種のイオンとのモル比は、特に限定されないが、通常1:1〜2:1である。より典型的には、このモル比は、1:1〜1.5:1である。   The molar ratio of at least one organic ligand and at least one ion of a transition metal and / or lanthanoid metal used for an internal heating reaction by microwave irradiation is not particularly limited, but is usually 1: It is 1-2: 1. More typically, this molar ratio is from 1: 1 to 1.5: 1.

マイクロ波は、一般的な定義によると、300MHzから3THzの周波数を有する電磁波とされている。典型的に使用可能なマイクロ波照射のマグネトロン周波数は、特に限定されるものではないが、300MHz〜30GHz程度であり、入手容易性の観点からみて、好ましくは900〜6,000MHz程度であってよい。
マイクロ波は、通常連続的に照射されるが、照射により反応系内は速やかに所定の温度に上昇するため、必ずしも連続してマイクロ波を照射せずに間欠的に照射することも可能である。また、最適な重合反応温度に達した後、一定の温度を保持できるようにマイクロ波出力を制御してもよい。
本発明による製造方法は、通常、マイクロ波照射による内部加熱のみを用いて(外部加熱を用いずに)行うことができる。また、マイクロ波照射による内部加熱に加え、一般的な外部加熱による加熱方法を併用することも可能である。
According to a general definition, the microwave is an electromagnetic wave having a frequency of 300 MHz to 3 THz. The magnetron frequency of microwave irradiation that can be typically used is not particularly limited, but is about 300 MHz to 30 GHz, and preferably about 900 to 6,000 MHz from the viewpoint of availability. .
Microwaves are usually irradiated continuously, but because the reaction system quickly rises to a predetermined temperature due to irradiation, it is possible to irradiate intermittently without always irradiating microwaves. . Moreover, after reaching the optimum polymerization reaction temperature, the microwave output may be controlled so that a constant temperature can be maintained.
The production method according to the present invention can usually be carried out using only internal heating by microwave irradiation (without using external heating). In addition to internal heating by microwave irradiation, a general heating method by external heating can be used in combination.

マイクロ波照射による内部加熱反応の反応温度は、目的とするメタロ超分子ポリマーの錯構造に依るものであり、特に限定されるわけではないが、通常100℃以上の温度で行われる。この反応温度は、150℃以上であってよく、あるいは180℃以上であってよく、さらには200℃以上であってもよい。
目的とするメタロ超分子ポリマーの錯構造を得るために求められる反応温度がこのような高温の場合、従来の外部加熱法によれば、長い反応時間中に原料である配位子の構造や生成物の錯構造が破壊されることが多く、また反応系の水や酸素が結合するなどの不都合があったところ、本発明によればマイクロ波照射による内部加熱反応を採用することによりこのような不都合が解消し、短時間で効率的に(省エネルギー的に)、高度な構造規則性を有するポリマーを得ることができる。従って、錯形成に必要な温度が高い場合ほど、本発明の利点は大きくなる。
The reaction temperature of the internal heating reaction by microwave irradiation depends on the complex structure of the target metallo-supramolecular polymer and is not particularly limited, but is usually performed at a temperature of 100 ° C. or higher. This reaction temperature may be 150 ° C. or higher, 180 ° C. or higher, and 200 ° C. or higher.
When the reaction temperature required to obtain the complex structure of the desired metallo-supramolecular polymer is such a high temperature, according to the conventional external heating method, the structure and formation of the ligand that is the raw material during a long reaction time In many cases, the complex structure of the product is destroyed, and there are disadvantages such as bonding of water and oxygen in the reaction system. According to the present invention, such an internal heating reaction by microwave irradiation is adopted. Inconvenience is solved, and a polymer having a high degree of structural regularity can be obtained efficiently (energy saving) in a short time. Therefore, the higher the temperature required for complex formation, the greater the advantage of the present invention.

マイクロ波照射による内部加熱反応の反応時間(理論的には原料消費が定常状態に達する反応完了までに要する時間)は、特に限定されないが、例えば、3時間以下であってよい。また、反応時間は、好ましくは1時間以下であり、さらに好ましくは30分以下であり、最も好ましくは10分以下である。反応時間の下限としては、特に限定されないが、例えば30秒以上、1分以上、または2分以上である。   The reaction time of the internal heating reaction by microwave irradiation (theoretically, the time required to complete the reaction when the raw material consumption reaches a steady state) is not particularly limited, but may be, for example, 3 hours or less. The reaction time is preferably 1 hour or less, more preferably 30 minutes or less, and most preferably 10 minutes or less. Although it does not specifically limit as a minimum of reaction time, For example, it is 30 second or more, 1 minute or more, or 2 minutes or more.

マイクロ波照射による内部加熱反応は、上記原料を適当な有機溶媒に分散させて、還流下で行うことができる。有機溶媒は、必要とされる反応温度より高い沸点を有するものが適宜選択されるが、特に限定されない。溶媒の例として、エチレングリコール等が挙げられる。反応後は、通常、有機溶媒を留去して濃縮し、次いで再沈殿させることによって固形物が得られる。   The internal heating reaction by microwave irradiation can be performed under reflux by dispersing the above raw materials in a suitable organic solvent. An organic solvent having a boiling point higher than the required reaction temperature is appropriately selected, but is not particularly limited. Examples of the solvent include ethylene glycol. After the reaction, the solid is usually obtained by distilling off the organic solvent and concentrating, followed by reprecipitation.

本製造方法の原料として用いられる複数の金属配位部位を有する少なくとも1種の有機配位子は、例えば、以下の式(1−1)で表される少なくとも1種のビスターピリジン誘導体、以下の式(1−2)で表される少なくとも1種のビピリジン誘導体、以下の式(1−3)で表される少なくとも1種のピリジン誘導体、以下の式(1−4)で表される少なくとも1種のフェナンスロリン誘導体、以下の式(1−5)で表される少なくとも1種のアセチルアセトン誘導体、またはこれらの複数の組み合わせであってよい。





ここで、Rは、炭素原子および水素原子を含むスペーサであるか、または、ターピリジル基、ビピリジル基、ピリジル基、フェナンスロリル基およびアセチルアセトナート基のいずれかを直接接続するスペーサであり、R、R、R、Rは、すべて同一、すべて異なる、または、一部同一の水素原子、アリール基またはアルキル基である。
The at least one organic ligand having a plurality of metal coordination sites used as a raw material for the production method is, for example, at least one bisterpyridine derivative represented by the following formula (1-1), At least one bipyridine derivative represented by the formula (1-2), at least one pyridine derivative represented by the following formula (1-3), and at least 1 represented by the following formula (1-4) It may be a kind of phenanthroline derivative, at least one acetylacetone derivative represented by the following formula (1-5), or a combination of these.





Here, R is a spacer containing a carbon atom and a hydrogen atom, or a spacer that directly connects any one of a terpyridyl group, a bipyridyl group, a pyridyl group, a phenanthrolyl group, and an acetylacetonate group, and R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are all the same, different or partly the same hydrogen atom, aryl group or alkyl group.

このビスターピリジン誘導体の代替態様として、隣接する2つのピリジン環の間(の少なくとも1箇所)をメチレン基が架橋した構造の化合物を用いることもできる。   As an alternative embodiment of the bisterpyridine derivative, a compound having a structure in which a methylene group is bridged between (at least one of) two adjacent pyridine rings can also be used.

式(1−1)〜(1−5)中のスペーサは、分枝鎖又は直鎖の炭素数1〜20のアルキレン基、ヘテロ原子を含んでいてよい炭素数6〜20のアリーレン基であってよい。スペーサは、例えば、以下の式(2)〜(5)のいずれかで表されるアリーレン基であってよい。
The spacers in the formulas (1-1) to (1-5) are branched or straight chain alkylene groups having 1 to 20 carbon atoms, and arylene groups having 6 to 20 carbon atoms that may contain a hetero atom. It's okay. The spacer may be an arylene group represented by any of the following formulas (2) to (5), for example.

、R、RおよびRが水素原子以外のアリール基またはアルキル基の場合、分枝鎖又は直鎖の炭素数1〜20のアルキル基、ヘテロ原子を含んでいてよい炭素数6〜20のアリール基であってよい。アルキル基またはアリール基は、例えば、メチル基、エチル基、n−ブチル基、t−ブチル基、フェニル基、トルイル基であってよいが、これらに限定されない。また、これらアリール基またはアルキル基は、さらに置換基を有していてもよい。このような置換基として、例えば、メチル基、エチル基、ヘキシル基等のアルキル基、メトキシ基、ブトキシ基等のアルコキシ基、および、塩素、臭素等のハロゲン基などが挙げられる。 When R 1 , R 2 , R 3, and R 4 are an aryl group or an alkyl group other than a hydrogen atom, a branched or straight chain alkyl group having 1 to 20 carbon atoms and a carbon atom that may contain a hetero atom 6 May be ˜20 aryl groups. The alkyl group or aryl group may be, for example, a methyl group, an ethyl group, an n-butyl group, a t-butyl group, a phenyl group, or a toluyl group, but is not limited thereto. Moreover, these aryl groups or alkyl groups may further have a substituent. Examples of such a substituent include an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, and a hexyl group, an alkoxy group such as a methoxy group and a butoxy group, and a halogen group such as chlorine and bromine.

本発明によるメタロ超分子ポリマー含有組成物は、上述した本発明による製造方法によって得ることができる。
本発明によるメタロ超分子ポリマー含有組成物における複数の金属配位部位を有する少なくとも1種の有機配位子、遷移金属および/またはランタノイド系金属の少なくとも1種のイオンについては、特に限定されないが、本発明による製造方法について上述したとおりのものであってよい。
The metallo supramolecular polymer-containing composition according to the present invention can be obtained by the production method according to the present invention described above.
The at least one organic ligand having a plurality of metal coordination sites, at least one ion of a transition metal and / or a lanthanoid metal in the metallo-supramolecular polymer-containing composition according to the present invention is not particularly limited, The production method according to the present invention may be as described above.

この組成物に含まれるメタロ超分子ポリマー(製造目的である構造を有するポリマー)の一例は、有機配位子がビスターピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、ピリジン誘導体、フェナンスロリン誘導体、またはアセチルアセトン誘導体である場合において、以下の一般式(6−1)〜(6−5)で表すことができる。式中の符号R、R、R、R、Rの意味は、式(1−1)で表されるビスターピリジン誘導体等について説明したものと同じであり、Mは、遷移金属および/またはランタノイド系金属である1種または複数種の金属イオンであり、nは重合度を示す2以上の整数である。これらの一般式(6−1)〜(6−5)の構造には、金属イオンMの価数に相当するカウンターアニオン(式中に示されていない)がイオン結合している。カウンターアニオンは、特に限定されないが、塩化物イオン等のハロゲン化物イオン、水酸化物イオン、酢酸イオン、過塩素酸イオン、炭酸イオン、四フッ化ホウ素イオン、ヘキサフルオロリン酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、(CFSONイオン、ポリオキシメタレート、またはこれらの組み合わせであってよい。




An example of a metallo supramolecular polymer (a polymer having a structure for production) contained in this composition is when the organic ligand is a bisterpyridine derivative, a bipyridine derivative, a pyridine derivative, a phenanthroline derivative, or an acetylacetone derivative Can be represented by the following general formulas (6-1) to (6-5). The meanings of the symbols R, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 in the formula are the same as those described for the bisterpyridine derivative represented by the formula (1-1), and M is a transition metal and One or more kinds of metal ions which are / or lanthanoid metals, and n is an integer of 2 or more indicating the degree of polymerization. In the structures of the general formulas (6-1) to (6-5), a counter anion (not shown in the formula) corresponding to the valence of the metal ion M is ionically bonded. The counter anion is not particularly limited, but halide ions such as chloride ions, hydroxide ions, acetate ions, perchlorate ions, carbonate ions, boron tetrafluoride ions, hexafluorophosphate ions, trifluoromethanesulfonic acid. It may be an ion, (CF 3 SO 2 ) 2 N ion, polyoxymetallate, or a combination thereof.




メタロ超分子ポリマーの上記具体例は、2置換体であるが、これに限定されることなく、用いる金属イオンの種類および価数に依り、3置換体や4置換体以上の配位構造も製造し得る。   The above specific examples of metallo-supramolecular polymers are disubstituted, but not limited to this, depending on the type and valence of the metal ion used, 3 and 4 or more coordination structures can also be produced. Can do.

本明細書において用語「メタロ超分子ポリマー」は、いわゆるオリゴマー(例えば、金属イオン1個に所定数の有機配位子が配位した構造部分を1つの繰り返し単位とした場合において単量体から10量体等)を含めたポリマー類を意味するものとする。
例えば、有機配位子として4’,4’ ’ ’−(1,4−フェニレン)ビス(2,2’:6’,2’ ’−ターピリジン)を用い、金属錯体としてRuCl(dmso)を用いて得られた単量体オリゴマー、5量体オリゴマー、10量体オリゴマーは、以下の一般式(7)で表すことができる。
In this specification, the term “metallo-supramolecular polymer” refers to a so-called oligomer (for example, 10 to 10 from a monomer when a structural portion in which a predetermined number of organic ligands are coordinated to one metal ion is used as one repeating unit. Polymers including polymer etc.) are meant.
For example, 4 ′, 4 ′ ′ ′-(1,4-phenylene) bis (2,2 ′: 6 ′, 2 ′ ′-terpyridine) is used as the organic ligand, and RuCl 2 (dmso) 4 as the metal complex. The monomer oligomer, pentamer oligomer, and 10mer oligomer obtained by using can be represented by the following general formula (7).

本発明によるメタロ超分子ポリマー含有組成物について、いわゆるオリゴマーを除くポリマー製造の場合において、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによって測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量Mwは、通常5000〜30万程度であるが、特に限定されない。また、この重量平均分子量Mwは、1万〜20万程度であってよい。   In the case of polymer production excluding so-called oligomers for the metallo supramolecular polymer-containing composition according to the present invention, the polystyrene-equivalent weight average molecular weight Mw measured by gel permeation chromatography is usually about 5000 to 300,000. There is no particular limitation. The weight average molecular weight Mw may be about 10,000 to 200,000.

本発明によるメタロ超分子ポリマー含有組成物は、通常、目的構造を有するメタロ超分子ポリマー(すなわち有機配位子と金属イオンとが交互に配位結合した構造を有するポリマー)を過半量で含むものであるが、それ以外に、製造中に生成した目的外の構造を有するメタロ超分子ポリマー等の不純物を不可避的に含んでいる。
外部加熱による従来の製造方法では、150℃以上、特に200℃以上の高い錯形成温度を必要とするメタロ超分子ポリマーを合成する際、高い反応温度および長い反応時間に起因して、原料配位子の構造や生成物の錯構造が破壊されることが多く、また反応系内の水や酸素が結合するなどの不都合があった。本発明によるメタロ超分子ポリマー含有組成物は、好ましくはマイクロ波照射を用いて製造されることによって、原料配位子の構造や生成物の錯構造の破壊、反応系内の水や酸素の結合が抑制され、高い構造規則性を有する。このような構造規則性が高いメタロ超分子ポリマー含有組成物は、向上したエレクトロクロミック特性を有し、エレクトロクロミック素子の原料として好適に用いることができる。
The metallo-supramolecular polymer-containing composition according to the present invention usually contains a metallo-supramolecular polymer having a target structure (that is, a polymer having a structure in which organic ligands and metal ions are alternately coordinated) in a majority amount. However, it inevitably contains impurities such as metallo supramolecular polymers having an unintended structure generated during production.
In the conventional production method by external heating, when synthesizing a metallo supramolecular polymer that requires a complex formation temperature of 150 ° C. or higher, particularly 200 ° C. or higher, the raw material coordination is caused by the high reaction temperature and long reaction time. In many cases, the structure of the child or the complex structure of the product is destroyed, and water and oxygen in the reaction system are combined. The metallo-supramolecular polymer-containing composition according to the present invention is preferably manufactured using microwave irradiation, thereby destroying the structure of the raw material ligand and the complex structure of the product, and binding of water and oxygen in the reaction system. Is suppressed and has high structural regularity. Such a metallo-supramolecular polymer-containing composition having a high structure regularity has improved electrochromic properties and can be suitably used as a raw material for an electrochromic device.

本発明によるメタロ超分子ポリマー含有組成物の構造規則性の改善度(換言すれば、有機配位子と金属イオンとが交互に配位結合した目的構造を有するメタロ超分子ポリマーの含有率が従来技術と比べてどの程度改善されたか)は、主に、H−NMRにおけるポリマー末端の有機配位子の各プロトンに起因する吸収シグナルの比較によって、またはエレクトロクロミック特性のコントラストΔT(%)、着色効率η(cm/C)の比較によって、客観的に把握することができる。 The degree of improvement in the structure regularity of the metallo-supramolecular polymer-containing composition according to the present invention (in other words, the content of the metallo-supramolecular polymer having a target structure in which organic ligands and metal ions are alternately coordinated is conventionally The degree of improvement compared to the technology) is mainly due to the comparison of the absorption signal due to each proton of the polymer-terminated organic ligand in 1 H-NMR or the contrast ΔT (%) of the electrochromic properties, It can be objectively grasped by comparing the coloring efficiency η (cm 2 / C).

従って、一実施態様において、本発明によるメタロ超分子ポリマー含有組成物は、複数の金属配位部位を有する少なくとも1種の有機配位子と、遷移金属および/またはランタノイド系金属の少なくとも1種のイオンとが、交互に配位結合したメタロ超分子ポリマー含有組成物であり、この組成物についての、溶媒CDOD、所定濃度、周波数300MHz、室温の条件で測定されたH−NMRにおけるポリマー末端の有機配位子の各プロトンに起因する吸収シグナルAが、同一の有機配位子と同一の金属イオンとを用い、錯形成に必要とされる所定温度による外部加熱によって原料消費が定常状態に至るまで反応を行うことによって得られた参照用メタロ超分子ポリマー含有組成物についての、溶媒CDOD、同じ所定濃度、周波数300MHz、室温の条件で測定されたH−NMRにおけるポリマー末端の有機配位子の各プロトンに起因する、吸収シグナルAに対応する吸収シグナルA’と比べてブロードニングが小さい(あるいはシグナルがより鋭い、好ましくはシグナル(ピーク)高さがより大きい、あるいはシグナル(ピーク)の積分面積がより大きい、好ましくはシグナル(ピーク)の積分面積が約5%大きい、より好ましくはシグナル(ピーク)の積分面積が約10%大きい)という状態によって示される高められた構造規則性を有する。
ここでの「ポリマー末端の有機配位子の各プロトン」は、ポリマー末端の有機配位子の少なくとも1つのプロトンを指し、好ましくはポリマー末端の有機配位子の2以上のプロトンを指し、より好ましくはポリマー末端の有機配位子の全てのプロトンを指す。
また、この実施態様における、「同一の有機配位子と同一の金属イオンとを用い、錯形成に必要とされる所定温度による外部加熱によって原料消費が定常状態に至るまで反応を行うことによって得られたメタロ超分子ポリマー含有組成物」の製造条件は、ここに規定された因子以外に、用いる溶媒の種類、反応温度、反応圧力、反応時間等の諸因子の一部または全てについても、本発明によるメタロ超分子ポリマー含有組成物の製造条件(マイクロ波による内部加熱を用いる点を除く)と同じ条件を採用することが望ましい(以下の実施態様にても同様である)。
ここでの「同一の有機配位子と同一の金属イオンとを用い、錯形成に必要とされる所定温度による外部加熱によって原料消費が定常状態に至るまで反応を行う」場合の「所定温度」は、一態様において、錯形成のための活性化エネルギーを与え得る最低温度又はそれを超える温度であり、他の一態様において、錯形成反応が還流下にて行われる際には還流状態にし得る最低温度又はそれを超える温度である。この説明は、以下の実施態様にも同様に適用される。
Accordingly, in one embodiment, the metallo-supramolecular polymer-containing composition according to the present invention comprises at least one organic ligand having a plurality of metal coordination sites and at least one of a transition metal and / or a lanthanoid metal. A metallo-supramolecular polymer-containing composition in which ions are alternately coordinate-bonded, and a polymer in 1 H-NMR measured for this composition under conditions of solvent CD 3 OD, predetermined concentration, frequency of 300 MHz, and room temperature Absorption signal A attributed to each proton of the terminal organic ligand uses the same organic ligand and the same metal ion, and the raw material consumption is in a steady state by external heating at a predetermined temperature required for complex formation. for reference metallo supramolecular polymer containing composition obtained by carrying out the reaction up to the solvent CD 3 OD, the same predetermined concentration, peripheral The number 300MHz, due to the proton of the organic ligands of the polymer ends in 1 H-NMR measured at conditions of room temperature, broadening compared to absorption signal A 'which corresponds to the absorption signal A is smaller (or signal Sharper, preferably greater in signal (peak) height, or larger in signal (peak) integrated area, preferably greater in signal (peak) integrated area by about 5%, more preferably in signal (peak) With an increased structural regularity indicated by the condition that the integrated area is about 10% greater).
As used herein, “each proton of the organic ligand at the polymer terminal” refers to at least one proton of the organic ligand at the polymer terminal, preferably two or more protons of the organic ligand at the polymer terminal, and more Preferably, it refers to all protons of the organic ligand at the end of the polymer.
Further, in this embodiment, “obtained by carrying out the reaction until the consumption of raw materials reaches a steady state by external heating at a predetermined temperature required for complex formation, using the same organic ligand and the same metal ion. In addition to the factors specified here, the manufacturing conditions of the “metallo-supramolecular polymer-containing composition” include the present invention for some or all of the various factors such as the type of solvent used, reaction temperature, reaction pressure, and reaction time. It is desirable to employ the same conditions as the production conditions of the metallo-supramolecular polymer-containing composition according to the invention (except for the use of microwave internal heating) (the same applies to the following embodiments).
“Predetermined temperature” in the case of “reacting until the raw material consumption reaches a steady state by external heating at the predetermined temperature required for complex formation using the same organic ligand and the same metal ion” Is, in one embodiment, the lowest temperature that can provide activation energy for complex formation or above, and in another embodiment, can be brought to reflux when the complexing reaction is conducted under reflux. The minimum temperature or above. This description applies to the following embodiments as well.

また、他の実施態様において、本発明によるメタロ超分子ポリマー含有組成物は、複数の金属配位部位を有する少なくとも1種の有機配位子と、遷移金属および/またはランタノイド系金属の少なくとも1種のイオンとが、交互に配位結合したメタロ超分子ポリマー含有組成物であり、この組成物についての、印加電圧+1.8Vおよび0V、5秒間隔、電解質溶液0.1MのLiClO/ACN、ITO電極上の作業領域1.5cm×1.5cmで測定されたエレクトロクロミック特性のコントラストΔT(%)および/または着色効率η(cm/C)が、同一の有機配位子と同一の金属イオンとを用い、錯形成に必要とされる所定温度による外部加熱によって原料消費が定常状態に至るまで反応を行うことによって得られた参照用メタロ超分子ポリマー含有組成物についての、印加電圧+1.8Vおよび0V、5秒間隔、電解質溶液0.1MのLiClO/ACN、ITO電極上の作業領域1.5cm×1.5cmで測定されたエレクトロクロミック特性のコントラストΔT’(%)および/または着色効率η’(cm/C)と比べて大きい(好ましくはコントラストΔT(%)のほうが5%以上大きく、より好ましくはコントラストΔT(%)のほうが10%以上大きく、さらに好ましくはコントラストΔT(%)のほうが15%以上大きく、および/または、着色効率η(cm/C)のほうが5%以上大きく、より好ましくは着色効率η(cm/C)のほうが10%以上大きく、さらに好ましくは着色効率η(cm/C)のほうが15%以上大きい)という状態によって示される高められた構造規則性を有する。 In another embodiment, the metallo-supramolecular polymer-containing composition according to the present invention includes at least one organic ligand having a plurality of metal coordination sites, and at least one transition metal and / or lanthanoid metal. Is a metallo-supramolecular polymer-containing composition alternately coordinated, and applied voltage +1.8 V and 0 V, 5 seconds interval, 0.1 M LiClO 4 / ACN electrolyte solution, The same organic ligand and the same metal with contrast ΔT (%) and / or coloring efficiency η (cm 2 / C) of electrochromic properties measured in a working area of 1.5 cm × 1.5 cm on the ITO electrode And a reference mem- ber obtained by performing a reaction until the raw material consumption reaches a steady state by external heating at a predetermined temperature required for complex formation. For the Taro supramolecular polymer-containing composition, measured at applied voltage +1.8 V and 0 V, 5 sec interval, electrolyte solution 0.1 M LiClO 4 / ACN, working area on ITO electrode 1.5 cm × 1.5 cm. It is larger than the contrast ΔT ′ (%) and / or coloring efficiency η ′ (cm 2 / C) of the electrochromic characteristics (preferably, the contrast ΔT (%) is larger by 5% or more, more preferably the contrast ΔT (%). Is more than 10%, more preferably the contrast ΔT (%) is more than 15% and / or the coloring efficiency η (cm 2 / C) is more than 5%, more preferably the coloring efficiency η (cm 2 / C) increases more is 10% or more, more preferably Jo that coloring efficiency η (cm 2 / C) of more more than 15% greater) With enhanced structural regularity represented by.

更なる他の実施態様において、本発明によるメタロ超分子ポリマー含有組成物は、複数の金属配位部位を有する少なくとも1種の有機配位子と、遷移金属および/またはランタノイド系金属の少なくとも1種のイオンとが、交互に配位結合したメタロ超分子ポリマー含有組成物であり、この組成物についての、印加電圧+1.8Vおよび0V、5秒間隔、電解質溶液0.1MのLiClO/ACN、ITO電極上の作業領域1.5cm×1.5cmで測定されたエレクトロクロミック特性のコントラストΔT(%)が70%以上であり、および/または着色効率η(cm/C)が320cm/C以上である。このコントラストΔT(%)は、好ましくは75%以上であり、より好ましくは78%以上である。この着色効率η(cm/C)は、好ましくは340cm/C以上であり、より好ましくは360cm/C以上である。 In yet another embodiment, the metallo-supramolecular polymer-containing composition according to the present invention comprises at least one organic ligand having a plurality of metal coordination sites, and at least one of a transition metal and / or a lanthanoid metal. Is a metallo-supramolecular polymer-containing composition alternately coordinated, and applied voltage +1.8 V and 0 V, 5 seconds interval, 0.1 M LiClO 4 / ACN electrolyte solution, The contrast ΔT (%) of the electrochromic properties measured at a working area of 1.5 cm × 1.5 cm on the ITO electrode is 70% or more and / or the coloring efficiency η (cm 2 / C) is 320 cm 2 / C. That's it. This contrast ΔT (%) is preferably 75% or more, and more preferably 78% or more. The coloring efficiency η (cm 2 / C) is preferably 340 cm 2 / C or more, and more preferably 360 cm 2 / C or more.

更なる他の実施態様において、本発明によるメタロ超分子ポリマー含有組成物は、複数の金属配位部位を有する少なくとも1種の有機配位子と、遷移金属および/またはランタノイド系金属の少なくとも1種のイオンとが、交互に配位結合したメタロ超分子ポリマー含有組成物であり、この組成物についての、印加電圧+1.8Vおよび0V、5秒間隔、電解質溶液0.1MのLiClO/ACN、ITO電極上の作業領域1.5cm×1.5cmで測定されたエレクトロクロミック特性のコントラストΔT(%)および/または着色効率η(cm/C)が、同一の有機配位子と同一の金属イオンとを用い、錯形成に必要とされる所定温度による外部加熱によって原料消費が定常状態に至るまで反応を行うことによって得られた参照用メタロ超分子ポリマー含有組成物についての、印加電圧+1.8Vおよび0V、5秒間隔、電解質溶液0.1MのLiClO/ACN、ITO電極上の作業領域1.5cm×1.5cmで測定されたエレクトロクロミック特性のコントラストΔT’(%)および/または着色効率η’(cm/C)と比べて大きいという状態によって示される高められた構造規則性を有し、かつ、この組成物についての、印加電圧+1.8Vおよび0V、5秒間隔、電解質溶液0.1MのLiClO/ACN、ITO電極上の作業領域1.5cm×1.5cmで測定されたエレクトロクロミック特性のコントラストΔT(%)が70%以上であり(好ましくは75%以上であり、より好ましくは78%以上)、および/または着色効率η(cm/C)が320cm/C以上(好ましくは340cm/C以上であり、より好ましくは360cm/C以上)である。 In yet another embodiment, the metallo-supramolecular polymer-containing composition according to the present invention comprises at least one organic ligand having a plurality of metal coordination sites, and at least one of a transition metal and / or a lanthanoid metal. Is a metallo-supramolecular polymer-containing composition alternately coordinated, and applied voltage +1.8 V and 0 V, 5 seconds interval, 0.1 M LiClO 4 / ACN electrolyte solution, The same organic ligand and the same metal with contrast ΔT (%) and / or coloring efficiency η (cm 2 / C) of electrochromic properties measured in a working area of 1.5 cm × 1.5 cm on the ITO electrode And a reference mem- ber obtained by performing a reaction until the raw material consumption reaches a steady state by external heating at a predetermined temperature required for complex formation. For the Taro supramolecular polymer-containing composition, measured at applied voltage +1.8 V and 0 V, 5 sec interval, electrolyte solution 0.1 M LiClO 4 / ACN, working area on ITO electrode 1.5 cm × 1.5 cm. Having an increased structural regularity indicated by the state of being large compared to the contrast ΔT ′ (%) of electrochromic properties and / or the coloring efficiency η ′ (cm 2 / C), and for this composition, The contrast ΔT (%) of the electrochromic characteristics measured at applied voltages +1.8 V and 0 V, at intervals of 5 seconds, electrolyte solution 0.1 M LiClO 4 / ACN, working area on ITO electrode 1.5 cm × 1.5 cm 70% or more (preferably 75% or more, more preferably 78% or more) and / or coloring efficiency η (cm 2 / C) is 3 It is 20 cm 2 / C or more (preferably 340 cm 2 / C or more, more preferably 360 cm 2 / C or more).

エレクトロクロミック特性のコントラストΔT(%)および着色効率η(cm/C)に関連した他の指標として、消色率Tbleached(%)、着色率Tcolored(%)、消色時間tbleaching(秒)、着色時間tcoloring(秒)があり、これらの指標に基づいて、本発明によるメタロ超分子ポリマー含有組成物の構造規則性の改善度を客観的に把握することができる。 Other indexes related to the contrast ΔT (%) of electrochromic characteristics and the coloring efficiency η (cm 2 / C) include a decoloring rate T bleached (%), a coloring rate T colored (%), and a decoloring time t bleaching ( Second) and coloring time tcoloring (seconds), and based on these indicators, the degree of improvement in the structural regularity of the metallo-supramolecular polymer-containing composition according to the present invention can be objectively grasped.

メタロ超分子ポリマー含有組成物についてのH−NMR測定条件、エレクトロクロミック特性のコントラストΔT(%)、着色効率η(cm/C)の測定条件は、上記各態様にて説明した所定条件に限定されるわけではない。それらの測定条件は、客観的に特定された条件である限り、また、外部加熱法を用いた生成物と同条件にて比較可能である限り、上記と異なる条件を適宜設定することができる。 The 1 H-NMR measurement conditions, the electrochromic contrast contrast ΔT (%), and the coloring efficiency η (cm 2 / C) measurement conditions for the metallo-supramolecular polymer-containing composition are the same as the predetermined conditions described in the above embodiments. It is not limited. As long as these measurement conditions are objectively specified conditions and can be compared under the same conditions as the product using the external heating method, conditions different from the above can be set as appropriate.

本発明によるメタロ超分子ポリマー含有組成物は、目的に応じて、適当量の任意成分を含んでよい。そのような任意成分の例としては、滑剤、酸化防止剤、耐候性安定剤、熱安定剤、離型剤、及び界面活性剤等の添加剤が挙げられる。このような任意成分の量は、通常5質量%以下とすることができる。   The metallo-supramolecular polymer-containing composition according to the present invention may contain an appropriate amount of an optional component depending on the purpose. Examples of such optional components include additives such as lubricants, antioxidants, weather resistance stabilizers, heat stabilizers, mold release agents, and surfactants. The amount of such an optional component can usually be 5% by mass or less.

本発明によるメタロ超分子ポリマー含有組成物は、第1の透明電極と、第2の透明電極との間に位置させることによって、エレクトロクロミック素子を形成することができる。透明電極は、公知の任意のものを用いることができるが、例えば、SnO膜、In膜、これらの混合物であるITO膜が挙げられる。第1の透明電極および第2の透明電極は、任意の物理的または化学的気相成長法によって、ガラス基板等の透明基板上に形成され得る。メタロ超分子ポリマー含有組成物の第1の透明電極上への塗布は、例えば、スピンコーティング、ディップコーティング等によって行われ得る。エレクトロクロミック素子は、第1の透明電極とメタロ超分子ポリマー含有組成物との間に、高分子固体電解質を更に含んでよい。高分子固体電解質は、マトリクス用高分子に電解質を溶解して形成され、コントラストを向上させるため着色剤を有し得る。エレクトロクロミック素子の作動時には、第1の透明電極と第2の透明電極とが、電源に接続され、メタロ超分子ポリマー含有組成物と高分子固体電解質とに所定の電圧を印加する。これにより、メタロ超分子ポリマー含有組成物の酸化還元(発色および消色)を制御できる。 The metallo supramolecular polymer-containing composition according to the present invention can form an electrochromic device by being positioned between the first transparent electrode and the second transparent electrode. Any known transparent electrode can be used, and examples thereof include a SnO 2 film, an In 2 O 3 film, and an ITO film that is a mixture thereof. The first transparent electrode and the second transparent electrode can be formed on a transparent substrate such as a glass substrate by any physical or chemical vapor deposition method. Application | coating on the 1st transparent electrode of a metallo supramolecular polymer containing composition can be performed by spin coating, dip coating, etc., for example. The electrochromic device may further include a polymer solid electrolyte between the first transparent electrode and the metallo-supramolecular polymer-containing composition. The polymer solid electrolyte is formed by dissolving an electrolyte in a matrix polymer and may have a colorant to improve contrast. During operation of the electrochromic device, the first transparent electrode and the second transparent electrode are connected to a power source, and a predetermined voltage is applied to the metallo supramolecular polymer-containing composition and the polymer solid electrolyte. Thereby, the oxidation-reduction (coloring and decoloring) of the metallo supramolecular polymer-containing composition can be controlled.

本発明によるメタロ超分子ポリマー含有組成物は、構造規則性の改善度を客観的に把握し、それによって発明の外延を規定するものであるが、有機合成反応によって得られるものである以上、上述のとおり、通常、目的構造を有するメタロ超分子ポリマー以外に、製造中に生成した目的外の構造を有するメタロ超分子ポリマー等の不純物を不可避的に含んでいる。そして、この組成物に含まれるそれらの全成分を同定・分析し、その全成分の構造および割合によって当該組成物に係る発明を規定することは、技術的、経済的、労力的に極めて困難である。そのような観点から、本発明によるメタロ超分子ポリマー含有組成物は、一態様として、上記特定の製造方法によって製造された組成物それ自体を指すと表現することもできるであろう。   The metallo-supramolecular polymer-containing composition according to the present invention objectively grasps the degree of improvement in structural regularity, thereby defining the extension of the invention, but as long as it is obtained by an organic synthesis reaction, As described above, normally, in addition to the metallo-supramolecular polymer having the target structure, impurities such as a metallo-supermolecular polymer having a structure other than the target generated during the production are inevitably included. It is extremely difficult technically, economically, and laborably to identify and analyze all the components contained in this composition and to define the invention relating to the composition by the structure and ratio of all the components. is there. From such a point of view, the metallo-supramolecular polymer-containing composition according to the present invention can be expressed as an embodiment that refers to the composition itself produced by the above specific production method.

合成例1:マイクロ波照射によるRu系メタロ超分子ポリマーの合成
有機配位子4’,4’ ’ ’−(1,4−フェニレン)ビス(2,2’:6’,2’ ’−ターピリジン)50.0mg(0.0925mmol)及び金属錯体RuCl(dmso)44.8mg(0.0925mmol)の混合物を、エチレングリコール50ml中、設定温度197℃にて、2.45GHzのマイクロ波照射下、60分反応させた。マイクロ波照射は、SMW−087(μReactor(登録商標)、四国計測工業株式会社製)を用いて行った。反応温度の測定は、蛍光ファイバー温度計AMOTH FL−2000(安立計器株式会社製)を用いて行った。
上記混合物およびエチレングリコールを、頂部に凝縮器を接続した耐熱ガラス容器に投入し、マグネチックスターラで撹拌しながら、反応物中にマイクロ波を照射した。電力は設定温度に応じ自動制御した。溶媒を還流させながら反応を行い、反応終了後、約10mlになるまで溶媒を留去して濃縮し、次いで濃縮物を200mlのTHFに撹拌しながら加え再沈殿させた。沈殿物は濾別して収集した。収量は72.4mgであった。この合成における反応器の電力(W)と温度(℃)の推移を、図1に示す。
Synthesis Example 1: Synthesis of Ru-based metallo supramolecular polymer by microwave irradiation Organic ligand 4 ′, 4 ′ ′ ′-(1,4-phenylene) bis (2,2 ′: 6 ′, 2 ′ ′-terpyridine ) 50.0 mg (0.0925 mmol) and metal complex RuCl 2 (dmso) 4 44.8 mg (0.0925 mmol) in 50 ml ethylene glycol at a set temperature of 197 ° C. under microwave irradiation at 2.45 GHz , Reacted for 60 minutes. Microwave irradiation was performed using SMW-087 (μReactor (registered trademark), manufactured by Shikoku Keiki Kogyo Co., Ltd.). The reaction temperature was measured using a fluorescent fiber thermometer AMOTH FL-2000 (manufactured by Anritsu Keiki Co., Ltd.).
The above mixture and ethylene glycol were put into a heat-resistant glass container having a condenser connected to the top, and the reaction product was irradiated with microwaves while stirring with a magnetic stirrer. The power was automatically controlled according to the set temperature. The reaction was carried out while refluxing the solvent. After completion of the reaction, the solvent was distilled off until the volume reached about 10 ml, followed by concentration, and then the concentrate was added to 200 ml of THF with stirring for reprecipitation. The precipitate was collected by filtration. The yield was 72.4 mg. The transition of the power (W) and temperature (° C.) of the reactor in this synthesis is shown in FIG.

合成例2:マイクロ波照射によるRu系メタロ超分子の10量体オリゴマーの合成
有機配位子4’,4’ ’ ’−(1,4−フェニレン)ビス(2,2’:6’,2’ ’−ターピリジン)50.0mg(0.0925mmol)及び金属錯体RuCl(dmso)40.7mg(0.0841mmol)の混合物を、エチレングリコール50ml中、設定温度197℃にて、2.45GHzのマイクロ波照射下、60分反応させて、Ru系メタロ超分子の10量体オリゴマーを得た。合成手順ならびにマイクロ波照射および反応温度の測定は、合成例1と同様とした。合成例1と同様に再沈殿し、生成物を単離した。収量は75.1mgであった。この合成における反応器の電力(W)と温度(℃)の推移を、図2(a)に示す。
Synthesis Example 2: Synthesis of Ru-based metallo supramolecular decameric oligomer by microwave irradiation Organic ligand 4 ′, 4 ′ ′ ′-(1,4-phenylene) bis (2,2 ′: 6 ′, 2 '' -Terpyridine) 50.0 mg (0.0925 mmol) and metal complex RuCl 2 (dmso) 4 40.7 mg (0.0841 mmol) were mixed in 50 ml of ethylene glycol at a set temperature of 197 ° C. at 2.45 GHz. The reaction was carried out for 60 minutes under microwave irradiation to obtain a 10-mer oligomer of Ru metallo supramolecule. The synthesis procedure and the measurement of microwave irradiation and reaction temperature were the same as in Synthesis Example 1. Reprecipitation was performed in the same manner as in Synthesis Example 1 to isolate the product. The yield was 75.1 mg. The transition of the power (W) and temperature (° C.) of the reactor in this synthesis is shown in FIG.

合成例3:マイクロ波照射によるRu系メタロ超分子の5量体オリゴマーの合成
有機配位子4’,4’ ’ ’−(1,4−フェニレン)ビス(2,2’:6’,2’ ’−ターピリジン)50.0mg(0.0925mmol)及び金属錯体RuCl(dmso)37.3mg(0.0770mmol)の混合物を、エチレングリコール50ml中、設定温度197℃にて、2.45GHzのマイクロ波照射下、60分反応させて、Ru系メタロ超分子の5量体オリゴマーを得た。合成手順ならびにマイクロ波照射および反応温度の測定は、合成例1と同様とした。合成例1と同様に再沈殿し、生成物を単離した。単離収量は27.0mgであった。処理した濾液の溶媒を留去させて乾燥し、THFにより再結晶したところ、40.2mgの固体を追加で得た。この合成における反応器の電力(W)と温度(℃)の推移を、図2(b)に示す。
Synthesis Example 3: Synthesis of pentamer oligomer of Ru metallo supramolecule by microwave irradiation Organic ligand 4 ′, 4 ′ ′ ′-(1,4-phenylene) bis (2,2 ′: 6 ′, 2 '' -Terpyridine) 50.0 mg (0.0925 mmol) and metal complex RuCl 2 (dmso) 4 37.3 mg (0.0770 mmol) were mixed in 50 ml of ethylene glycol at a set temperature of 197 ° C. at 2.45 GHz. The reaction was carried out for 60 minutes under microwave irradiation to obtain a pentamer oligomer of Ru metallo supramolecule. The synthesis procedure and the measurement of microwave irradiation and reaction temperature were the same as in Synthesis Example 1. Reprecipitation was performed in the same manner as in Synthesis Example 1 to isolate the product. The isolated yield was 27.0 mg. The solvent of the treated filtrate was distilled off, dried and recrystallized with THF to obtain an additional 40.2 mg of solid. The transition of the power (W) and temperature (° C.) of the reactor in this synthesis is shown in FIG.

合成例4:マイクロ波照射によるRu系メタロ超分子の単量体オリゴマーの合成
有機配位子4’,4’ ’ ’−(1,4−フェニレン)ビス(2,2’:6’,2’ ’−ターピリジン)50.0mg(0.0925mmol)及び金属錯体RuCl(dmso)22.4mg(0.0462mmol)の混合物を、エチレングリコール50ml中、設定温度197℃にて、2.45GHzのマイクロ波照射下、60分反応させた、Ru系メタロ超分子の単量体オリゴマーを得た。合成手順ならびにマイクロ波照射および反応温度の測定は、合成例1と同様とした。反応生成物の溶媒を留去して乾燥し、THFにより再結晶したところ、52.3mgの固体を得た。この合成における反応器の電力(W)と温度(℃)の推移を、図2(c)に示す。
Synthesis Example 4: Synthesis of monomer oligomer of Ru metallo supramolecule by microwave irradiation Organic ligand 4 ′, 4 ′ ′ ′-(1,4-phenylene) bis (2,2 ′: 6 ′, 2 '' -Terpyridine) 50.0 mg (0.0925 mmol) and metal complex RuCl 2 (dmso) 4 22.4 mg (0.0462 mmol) were mixed in 50 ml of ethylene glycol at a set temperature of 197 ° C. at 2.45 GHz. A monomer oligomer of Ru-based metallo supramolecule reacted for 60 minutes under microwave irradiation was obtained. The synthesis procedure and the measurement of microwave irradiation and reaction temperature were the same as in Synthesis Example 1. The solvent of the reaction product was distilled off, dried, and recrystallized with THF to obtain 52.3 mg of a solid. The transition of the power (W) and temperature (° C.) of the reactor in this synthesis is shown in FIG.

比較合成例:外部加熱によるRu系メタロ超分子ポリマーの合成
10Lの4つ口フラスコに、有機配位子4’,4’ ’ ’−(1,4−フェニレン)ビス(2,2’:6’,2’ ’−ターピリジン)6.80g(12.6mmol)、エチレングリコール6.8Lを加え、メカニカルスターラーで室温下、撹拌翼を用いて撹拌した。次いで金属錯体RuCl(dmso)46.09g(12.6mmol)を加え、マントルヒーターで加熱し、還流条件下で24時間反応させた。反応液を室温まで放冷した後、10倍量のTHF中に投じて一晩静置し、固体を析出させた。この溶液から遠心分離(9000rpm×10min)で固体を回収した。回収した固体をTHF中へ投じ懸濁洗浄した後、孔径1.0μmのPTFEフィルターを用いて減圧ろ過した。ろ物を回収し、減圧乾燥器で80℃、12時間乾燥し、総収量7.50g(収率93%)の黒色固体を得た。
Comparative Synthesis Example: Synthesis of Ru-based metallo supramolecular polymer by external heating An organic ligand 4 ′, 4 ′ ′ ′-(1,4-phenylene) bis (2,2 ′: 6) was added to a 10 L four-necked flask. ', 2''-terpyridine) 6.80g (12.6mmol) and ethylene glycol 6.8L were added, and it stirred with the stirring blade at room temperature with the mechanical stirrer. Next, 46.09 g (12.6 mmol) of a metal complex RuCl 2 (dmso) was added, heated with a mantle heater, and reacted under reflux conditions for 24 hours. The reaction solution was allowed to cool to room temperature, then poured into 10 volumes of THF and allowed to stand overnight to precipitate a solid. The solid was recovered from this solution by centrifugation (9000 rpm × 10 min). The collected solid was put into THF, suspended and washed, and then filtered under reduced pressure using a PTFE filter having a pore size of 1.0 μm. The filtrate was collected and dried in a vacuum dryer at 80 ° C. for 12 hours to obtain a black solid with a total yield of 7.50 g (yield 93%).

合成例1で得られたポリマーおよび比較合成例で得られたポリマーについて、溶媒メタノール、濃度25μMの条件でUV−Visスペクトルを測定した結果を、図3に示す。合成例1で得られたポリマーのほうが、510nm付近の電荷移動吸収においてシャープで吸光度の大きい吸収ピークを示した。なお図3中、「Ru−MEPE−mw」は「マイクロ波照射で得られたRuポリマー」を意味し、「Ru−MEPE−NARD」は「外部加熱で得られたRuポリマー」を意味する(以降の図面でも同様の意味である)。
合成例1で得られたポリマーおよび比較合成例で得られたポリマーについて、溶媒メタノール、濃度25μM、λex=310nmの条件、ならびに、溶媒メタノール、濃度25μM、λex=515nmの条件で、フォトルミネセンススペクトルを測定した結果を、図4(a)、(b)に示す。後者の条件では、合成例1で得られたポリマーの発光強度のほうが、比較合成例で得られたポリマーの発光強度よりも顕著に高かった。
合成例1で得られたポリマーおよび比較合成例で得られたポリマーについて、溶媒DMSO、濃度25μMの条件でUV−Visスペクトルを測定した結果を、図5に示す。合成例1で得られたポリマーのほうが、520nm付近の電荷移動吸収においてシャープで吸光度の大きい吸収ピークを示した。
合成例1で得られたポリマーおよび比較合成例で得られたポリマーについて、溶媒DMSO、濃度25μM、λex=310nmの条件で、ならびに、合成例1で得られたポリマー、合成例2〜4で得られた10量体オリゴマー、5量体オリゴマー、単量体オリゴマー、および比較合成例で得られたポリマーについて、溶媒DMSO、濃度25μM、λex=510nmの条件で、フォトルミネセンススペクトルを測定した結果を、図6(a)、(b)に示す。後者の条件では、合成例2〜4で得られた10量体オリゴマー、5量体オリゴマー、単量体オリゴマーの発光強度が、比較合成例で得られたポリマーの発光強度よりも顕著に高かった。なお図6(b)中、「Ru−DP−1」は「マイクロ波照射で得られたRuオリゴマー単量体」を意味し、「Ru−DP−5」は「マイクロ波照射で得られたRuオリゴマー5量体」を意味し、「Ru−DP−10」は「マイクロ波照射で得られたRuオリゴマー10量体」を意味する(以降の図面でも同様の意味である)。
合成例1で得られたポリマーおよび比較合成例で得られたポリマーについて、溶媒CDOD、周波数300MHz、室温の条件においてH−NMRを測定した結果を、図7に示す。合成例1で得られたポリマーがよりシャープなシグナルを示した(より高い構造規則性を有していた)一方で、比較合成例で得られたポリマーのシグナルは不純物に起因するより大きなブロードニングを示した。
合成例1で得られたポリマーおよび比較合成例で得られたポリマーについて、走査速度10℃/分、窒素下の条件においてTGA(熱重量分析)を行った結果を、図8に示す。合成例1で得られたポリマーは、比較合成例で得られたポリマーよりも、構造規則性が高く不純物が少ないため、重量損失(%)が大きくなったと考えられる。
FIG. 3 shows the results of measuring the UV-Vis spectrum of the polymer obtained in Synthesis Example 1 and the polymer obtained in Comparative Synthesis Example under the conditions of solvent methanol and a concentration of 25 μM. The polymer obtained in Synthesis Example 1 showed a sharp absorption peak with a large absorbance in charge transfer absorption near 510 nm. In FIG. 3, “Ru-MEPE-mw” means “Ru polymer obtained by microwave irradiation”, and “Ru-MEPE-NARD” means “Ru polymer obtained by external heating” ( This also applies to the subsequent drawings).
The polymer obtained in Synthesis Example 1 and the polymer obtained in Comparative Synthesis Example were subjected to photoluminescence under the conditions of solvent methanol, concentration 25 μM, λ ex = 310 nm, and solvent methanol, concentration 25 μM, λ ex = 515 nm. The results of measuring the sense spectrum are shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b). Under the latter conditions, the emission intensity of the polymer obtained in Synthesis Example 1 was significantly higher than the emission intensity of the polymer obtained in Comparative Synthesis Example.
FIG. 5 shows the results of measuring the UV-Vis spectrum of the polymer obtained in Synthesis Example 1 and the polymer obtained in Comparative Synthesis Example under the conditions of solvent DMSO and concentration of 25 μM. The polymer obtained in Synthesis Example 1 showed a sharp absorption peak with a large absorbance in charge transfer absorption near 520 nm.
Regarding the polymer obtained in Synthesis Example 1 and the polymer obtained in Comparative Synthesis Example, the conditions were as follows: solvent DMSO, concentration 25 μM, λ ex = 310 nm; and the polymer obtained in Synthesis Example 1 and Synthesis Examples 2 to 4 For the obtained 10-mer oligomer, 5-mer oligomer, monomer oligomer, and polymer obtained in Comparative Synthesis Example, photoluminescence spectrum was measured under the conditions of solvent DMSO, concentration 25 μM, λ ex = 510 nm. The results are shown in FIGS. 6 (a) and (b). Under the latter conditions, the emission intensity of the 10-mer oligomer, pentamer oligomer, and monomer oligomer obtained in Synthesis Examples 2 to 4 was significantly higher than the emission intensity of the polymer obtained in Comparative Synthesis Example. . In FIG. 6B, “Ru-DP-1” means “Ru oligomer monomer obtained by microwave irradiation”, and “Ru-DP-5” was obtained by microwave irradiation. "Ru oligomer pentamer" means "Ru-DP-10" means "Ru oligomer decamer obtained by microwave irradiation" (the same meaning is used in the following drawings).
FIG. 7 shows the results of 1 H-NMR measurement of the polymer obtained in Synthesis Example 1 and the polymer obtained in Comparative Synthesis Example under the conditions of solvent CD 3 OD, frequency 300 MHz, and room temperature. While the polymer obtained in Synthesis Example 1 showed a sharper signal (has higher structural regularity), the signal of the polymer obtained in Comparative Synthesis Example was larger in broadening due to impurities. showed that.
FIG. 8 shows the result of TGA (thermogravimetric analysis) performed on the polymer obtained in Synthesis Example 1 and the polymer obtained in Comparative Synthesis Example under conditions of a scanning speed of 10 ° C./min and under nitrogen. The polymer obtained in Synthesis Example 1 is considered to have a higher weight loss (%) because it has higher structural regularity and fewer impurities than the polymer obtained in Comparative Synthesis Example.

サイクリックボルタモグラム測定装置CV50W(BAS製、Japan)を用いて、合成例1で得られたポリマーおよび比較合成例で得られたポリマーの電気化学応答について調べた。測定用の作用電極は、GCE(グラッシーカーボン)電極およびITO電極それぞれに上記各ポリマー(1mg、0.5ml)が溶解したメタノール溶液20μlを滴下し、乾燥させて調製した。対極としてPtカウンター電極を、参照電極としてAg/Ag+/ACN/TBAPを用いた。いずれも電極は、BAS製であった。電圧は0.0Vから+1.8Vの範囲で印加し、電圧の挿引間隔は10秒、5秒または2秒とした。 The cyclic voltammogram measuring apparatus CV50W (manufactured by BAS, Japan) was used to examine the electrochemical response of the polymer obtained in Synthesis Example 1 and the polymer obtained in Comparative Synthesis Example. A working electrode for measurement was prepared by dropping 20 μl of a methanol solution in which each polymer (1 mg, 0.5 ml) was dissolved into each of a GCE (glassy carbon) electrode and an ITO electrode and drying the solution. A Pt counter electrode was used as a counter electrode, and Ag / Ag + / ACN / TBAP was used as a reference electrode. In either case, the electrodes were made of BAS. The voltage was applied in the range of 0.0 V to +1.8 V, and the voltage insertion interval was 10 seconds, 5 seconds or 2 seconds.

比較合成例で得られたポリマーについて、電圧0.0Vおよび+1.8Vを印加したときのITO電極の発色変化を目視観察した(図9(a)参照)。0.0V印加のときは淡橙色、+1.8V印加のときは淡緑色が観察された。
図9(b)に、キャストされたままの状態、ならびに0.0Vおよび+1.8V印加したときのぞれぞれの同ポリマーの光透過度(%)を縦軸に、波長(nm)を横軸として示す。また、図9(c)に、挿引間隔を10秒、5秒または2秒に変化させて繰り返し電圧を印加したときの同ポリマーの光透過度(%)の経時変化(電気化学応答性)を示す。このポリマーの電気化学応答性は、電圧印加間隔を10秒から5秒に変化させたときに、低下することがわかった。
電圧印加間隔を10秒にしたときの0〜100秒に至るまでのこのポリマーの光透過度(%)の経時変化(電気化学応答性)を、図10(a)に示す。また、同じく電圧印加間隔を10秒にしたときの20〜40秒に至るまでのこのポリマーの光透過度(%)の経時変化(電気化学応答性)を、図10(b)に示す。図中、t(2.43秒)は消色に要した時間、t(0.65秒)は着色に要した時間である。
Regarding the polymer obtained in the comparative synthesis example, the color change of the ITO electrode was visually observed when voltages of 0.0 V and +1.8 V were applied (see FIG. 9A). A light orange color was observed when 0.0 V was applied, and a light green color was observed when +1.8 V was applied.
In FIG. 9 (b), the light transmittance (%) of the polymer in the cast state and when 0.0V and + 1.8V are applied are plotted on the vertical axis, and the wavelength (nm) is plotted on the vertical axis. Shown as horizontal axis. FIG. 9 (c) shows the change over time in the light transmittance (%) of the polymer when the insertion interval is changed to 10 seconds, 5 seconds or 2 seconds and a voltage is repeatedly applied (electrochemical response). Indicates. It has been found that the electrochemical response of this polymer decreases when the voltage application interval is changed from 10 seconds to 5 seconds.
FIG. 10 (a) shows the change with time (electrochemical response) of the light transmittance (%) of this polymer from 0 to 100 seconds when the voltage application interval is 10 seconds. Similarly, FIG. 10 (b) shows the time-dependent change (electrochemical response) of the light transmittance (%) of this polymer up to 20 to 40 seconds when the voltage application interval is 10 seconds. In the figure, t b (2.43 seconds) is the time required for decoloring, and t c (0.65 seconds) is the time required for coloring.

合成例1で得られたポリマーについて、電圧0.0Vおよび+1.8Vを印加したときのITO電極の発色変化を目視観察した(図11(a)参照)。0.0V印加のときは鮮明な橙色、+1.8V印加のときはやや薄い緑色が観察された(それぞれ図9(a)の発色より鮮明であった)。
図11(b)に、キャストされたままの状態、ならびに0.0V時および+1.8V印加したときのぞれぞれの同ポリマーの光透過度(%)を縦軸に、波長(nm)を横軸として示す。また、図11(c)に、挿引間隔を10秒、5秒または2秒に変化させて繰り返し電圧を印加したときの同ポリマーの光透過度(%)の経時変化(電気化学応答性)を示す。図9(c)と異なり、このポリマーの電気化学応答性は、電圧印加間隔を10秒から5秒に変化させたときにも低下しなかった。
電圧印加間隔を10秒にしたときの0〜100秒に至るまでのこのポリマーの光透過度(%)の経時変化(電気化学応答性)を、図12(a)に示す。また、同じく電圧印加間隔を10秒にしたときの20〜40秒に至るまでのこのポリマーの光透過度(%)の経時変化(電気化学応答性)を、図12(b)に示す。図中、t(2.38秒)は消色に要した時間、t(1.18秒)は着色に要した時間である。それぞれピークの鋭さ、すなわち応答速度は、図10(a)、(b)より速いことが分かった。
図12(c)には、合成例1で得られたポリマーおよび比較合成例で得られたポリマーの各サンプルについての電流(A)に対する透過度損失(%)の形で、電気化学応答性の対照を示す。この図からも、合成例1で得られたポリマーのほうが優れた電気化学応答性を有することが証明される。
Regarding the polymer obtained in Synthesis Example 1, the color change of the ITO electrode when a voltage of 0.0 V and +1.8 V was applied was visually observed (see FIG. 11A). A bright orange color was observed when 0.0 V was applied, and a slightly lighter green color was observed when +1.8 V was applied (each of which was clearer than the color of FIG. 9A).
FIG. 11B shows the light transmittance (%) of the same polymer in the cast state and at the time of 0.0 V and when +1.8 V is applied, and the wavelength (nm) on the vertical axis. Is shown on the horizontal axis. FIG. 11 (c) shows the change over time in the light transmittance (%) of the polymer when the insertion interval is changed to 10 seconds, 5 seconds or 2 seconds and a voltage is repeatedly applied (electrochemical response). Indicates. Unlike FIG. 9 (c), the electrochemical response of this polymer did not decrease even when the voltage application interval was changed from 10 seconds to 5 seconds.
FIG. 12 (a) shows the change with time (electrochemical response) of the light transmittance (%) of this polymer from 0 to 100 seconds when the voltage application interval is 10 seconds. Similarly, FIG. 12B shows the time-dependent change (electrochemical responsiveness) of the light transmittance (%) of this polymer up to 20 to 40 seconds when the voltage application interval is 10 seconds. In the figure, t b (2.38 seconds) is the time required for decoloring, and t c (1.18 seconds) is the time required for coloring. It was found that the peak sharpness, that is, the response speed was faster than those in FIGS. 10 (a) and 10 (b).
FIG. 12 (c) shows the electrochemical response in the form of permeability loss (%) with respect to current (A) for each sample of the polymer obtained in Synthesis Example 1 and the polymer obtained in Comparative Synthesis Example. A control is shown. Also from this figure, it is proved that the polymer obtained in Synthesis Example 1 has an excellent electrochemical response.

合成例1で得られたポリマーおよび比較合成例で得られたポリマーについて、電圧+1.8Vおよび0V、5秒間隔にて印加、電解質溶液0.1MのLiClO/ACN、ITO作業領域1.5cm×1.5cmの条件で測定されたエレクトロクロミック特性を以下の表に示す。特に、コントラストΔTについて、比較合成例で得られたポリマーが67.73%であったのに対して、合成例1で得られたポリマーが81.21%であったこと、ならびに、着色効率ηについて、比較合成例で得られたポリマーが318.6cm/Cであったのに対して、合成例1で得られたポリマーが379.3cm/Cであったことが注目される。これらの特性の結果は、合成例1で得られたポリマーのほうが高い構造規則性を有することに起因して、より優れたエレクトロクロミック特性が奏されたことを実証していると考えられる。 For the polymer obtained in Synthesis Example 1 and the polymer obtained in Comparative Synthesis Example, voltages +1.8 V and 0 V were applied at intervals of 5 seconds, electrolyte solution 0.1 M LiClO 4 / ACN, ITO working area 1.5 cm The following table shows the electrochromic characteristics measured under the conditions of × 1.5 cm. In particular, regarding the contrast ΔT, the polymer obtained in the comparative synthesis example was 67.73%, whereas the polymer obtained in the synthesis example 1 was 81.21%, and the coloring efficiency η for the polymer obtained in Comparative synthesis example whereas there was a 318.6cm 2 / C, the polymer obtained in synthesis example 1 it is noted that was 379.3cm 2 / C. The results of these characteristics are considered to demonstrate that the polymer obtained in Synthesis Example 1 has superior electrochromic characteristics due to the higher structural regularity.

合成例1で得られたポリマー、合成例2〜4で得られたオリゴマー、および比較合成例で得られたポリマーについて、溶媒メタノール、濃度25μMの条件でUV−Visスペクトルを測定した結果を、図13に示す。合成例1〜4で得られたポリマー、オリゴマーのほうが、比較合成例で得られたポリマーよりも510nm付近の電荷移動吸収においてシャープで吸光度の大きい吸収ピークを示した。
合成例1で得られたポリマー、合成例2〜4で得られたオリゴマー、および比較合成例で得られたポリマーについて、溶媒DMSO、濃度25μMの条件でUV−Visスペクトルを測定した結果を、図14に示す。合成例1〜4で得られたポリマー、オリゴマーのほうが、比較合成例で得られたポリマーよりも520nm付近の電荷移動吸収においてシャープで吸光度の大きい吸収ピークを示した。
合成例1で得られたポリマー、合成例2〜4で得られたオリゴマー、および比較合成例で得られたポリマーについて、溶媒メタノール、濃度25μM、λex=310nmの条件、ならびに溶媒メタノール、濃度25μM、λex=515nmの条件で、フォトルミネセンススペクトルを測定した結果を、図15(a)、(b)に示す。後者の条件では、合成例2〜4で得られたオリゴマーの発光強度が、比較合成例で得られたポリマーの発光強度よりも顕著に高かった。
合成例1で得られたポリマー、合成例2〜4で得られたオリゴマーおよび比較合成例で得られたポリマーについて、溶媒DMSO、濃度25μM、λex=310nmの条件、ならびに、溶媒DMSO、濃度25μM、λex=510nmの条件で、フォトルミネセンススペクトルを測定した結果を、図16(a)、(b)に示す。後者の条件では、合成例2〜4で得られたオリゴマーの発光強度が、比較合成例で得られたポリマーの発光強度よりも顕著に高かった。
合成例1で得られたポリマー、合成例2〜4で得られたオリゴマー、および比較合成例で得られたポリマーについて、走査速度10℃/分、窒素下の条件においてTGA(熱重量分析)を行った結果を、図17に示す。合成例1で得られたポリマー、合成例2〜3で得られたオリゴマーは、比較合成例で得られたポリマーよりも、構造規則性が高く不純物が少ないため、重量損失(%)が大きくなったと考えられる。一方、合成例4で得られたオリゴマーは、単量体であり分子量が相対的に低いため、重量損失は小さくなった。
合成例1で得られたポリマー、合成例2〜4で得られたオリゴマーについて、走査速度0.02/step、CuKαの条件下でX線回折を行った結果を、図18に示す。
The results of measuring the UV-Vis spectrum of the polymer obtained in Synthesis Example 1, the oligomer obtained in Synthesis Examples 2 to 4, and the polymer obtained in Comparative Synthesis Example under the conditions of solvent methanol and a concentration of 25 μM are shown in FIG. It is shown in FIG. The polymers and oligomers obtained in Synthesis Examples 1 to 4 showed sharper and higher absorbance peaks in charge transfer absorption near 510 nm than the polymers obtained in Comparative Synthesis Examples.
The results of measuring the UV-Vis spectrum of the polymer obtained in Synthesis Example 1, the oligomer obtained in Synthesis Examples 2 to 4, and the polymer obtained in Comparative Synthesis Example under the conditions of solvent DMSO and concentration of 25 μM are shown in FIG. 14 shows. The polymers and oligomers obtained in Synthesis Examples 1 to 4 showed sharper and higher absorbance peaks in charge transfer absorption near 520 nm than the polymers obtained in Comparative Synthesis Examples.
Regarding the polymer obtained in Synthesis Example 1, the oligomer obtained in Synthesis Examples 2 to 4, and the polymer obtained in Comparative Synthesis Example, the conditions of solvent methanol, concentration 25 μM, λ ex = 310 nm, and solvent methanol, concentration 25 μM , Λ ex = 515 nm The results of measuring the photoluminescence spectrum are shown in FIGS. 15 (a) and 15 (b). Under the latter conditions, the emission intensity of the oligomers obtained in Synthesis Examples 2 to 4 was significantly higher than that of the polymer obtained in the Comparative Synthesis Example.
Regarding the polymer obtained in Synthesis Example 1, the oligomer obtained in Synthesis Examples 2 to 4, and the polymer obtained in Comparative Synthesis Example, the conditions of solvent DMSO, concentration 25 μM, λ ex = 310 nm, and solvent DMSO, concentration 25 μM , Λ ex = 510 nm The results of measuring the photoluminescence spectrum are shown in FIGS. 16 (a) and 16 (b). Under the latter conditions, the emission intensity of the oligomers obtained in Synthesis Examples 2 to 4 was significantly higher than that of the polymer obtained in the Comparative Synthesis Example.
For the polymer obtained in Synthesis Example 1, the oligomer obtained in Synthesis Examples 2 to 4, and the polymer obtained in Comparative Synthesis Example, TGA (thermogravimetric analysis) was performed at a scanning speed of 10 ° C./min and under conditions of nitrogen. The results are shown in FIG. The polymer obtained in Synthesis Example 1 and the oligomers obtained in Synthesis Examples 2 to 3 have higher structural regularity and fewer impurities than the polymer obtained in Comparative Synthesis Example, so that the weight loss (%) increases. It is thought. On the other hand, since the oligomer obtained in Synthesis Example 4 is a monomer and has a relatively low molecular weight, the weight loss is small.
FIG. 18 shows the results of X-ray diffraction performed on the polymer obtained in Synthesis Example 1 and the oligomers obtained in Synthesis Examples 2 to 4 under the conditions of a scanning speed of 0.02 / step and CuKα.

合成例4にて得られた単量体オリゴマーについて、NMR測定に関する各水素の参照符号を図19に、この単量体オリゴマーについて、溶媒CDOD、周波数300MHz、室温の条件においてH−NMR(COSY−NMR)を測定した結果を図20に示す。この結果から、高度な構造規則性を有する所望の単量体オリゴマーが得られていることがわかった。
合成例3にて得られた5量体オリゴマーについて、NMR測定に関する各水素の参照符号、およびこのオリゴマーについて、溶媒CDOD、周波数300MHz、室温の条件においてH−NMRを測定した結果を図21に示す。この結果から、高度な構造規則性を有する所望の5量体オリゴマーが得られていることがわかった。
合成例2にて得られた10量体オリゴマーについて、NMR測定に関する各水素の参照符号、およびこのオリゴマーについて、溶媒CDOD、周波数300MHz、室温の条件においてH−NMRを測定した結果を図22に示す。またこのオリゴマーについてのCOSY−NMR測定結果を、各水素の参照符号と共に図23に示す。この結果から、高度な構造規則性を有する所望の10量体オリゴマーが得られていることがわかった。
合成例2〜4にて得られた10量体オリゴマー、5量体オリゴマー、単量体オリゴマーについてのNMR測定結果を、図24に併記する。
合成例1にて得られたポリマーについて、NMR測定に関する各水素の参照符号、およびこのポリマーについて、溶媒CDOD、周波数300MHz、室温の条件においてH−NMRを測定した結果を図25に示す(図7の上方のNMR測定結果と同一)。この結果から、高度な構造規則性を有する所望のポリマーが得られていることがわかった。
For the monomer oligomer obtained in Synthesis Example 4, reference numerals of each hydrogen relating to NMR measurement are shown in FIG. 19, and for this monomer oligomer, 1 H-NMR is obtained under the conditions of solvent CD 3 OD, frequency 300 MHz, and room temperature. The result of measuring (COSY-NMR) is shown in FIG. From this result, it was found that a desired monomer oligomer having a high degree of structural regularity was obtained.
For the pentameric oligomer obtained in Synthesis Example 3, reference numerals of each hydrogen relating to NMR measurement, and the results of 1 H-NMR measurement of this oligomer under the conditions of solvent CD 3 OD, frequency 300 MHz, room temperature 21. From this result, it was found that a desired pentamer oligomer having a high degree of structural regularity was obtained.
For the 10-mer oligomer obtained in Synthesis Example 2, the reference numerals of each hydrogen relating to NMR measurement, and the results of 1 H-NMR measurement of this oligomer under the conditions of solvent CD 3 OD, frequency 300 MHz, room temperature 22 shows. Moreover, the COSY-NMR measurement result about this oligomer is shown in FIG. 23 with the reference sign of each hydrogen. From this result, it was found that a desired 10-mer oligomer having a high degree of structural regularity was obtained.
The NMR measurement results for the 10-mer oligomer, pentamer oligomer, and monomer oligomer obtained in Synthesis Examples 2 to 4 are also shown in FIG.
FIG. 25 shows the result of 1 H-NMR measurement of the polymer obtained in Synthesis Example 1 under the conditions of each hydrogen reference code for NMR measurement and solvent CD 3 OD, frequency 300 MHz, room temperature. (Same as the NMR measurement result in the upper part of FIG. 7). From this result, it was found that a desired polymer having a high degree of structural regularity was obtained.

本発明の製造方法によれば、マイクロ波による内部加熱法にて錯形成に必要な大きな化学エネルギーを容易に供給することが可能であるため、反応時間が短くかつ反応条件が穏和であり、また反応手順も簡便であるため、Ru以外の遷移金属および/またはランタノイド系金属の少なくとも1種のイオンのいずれかを用い、かつ、4’,4’ ’ ’−(1,4−フェニレン)ビス(2,2’:6’,2’ ’−ターピリジン)以外の少なくとも1種の有機配位子のいずれかを用いたときでも、上記同様、簡便・効率的に、過剰な試行錯誤を要することなく、発明を実施することが可能である(課題の一つである「新規な製造方法を提供すること」が解決され得る)と同時に、所望の構造についての高い構造規則性を有するメタロ超分子ポリマーを含む組成物が得られると期待される。ひいては、そのような高い構造規則性を有するメタロ超分子ポリマー含有組成物を用いて、効率的に良好なエレクトロクロミック素子を得ることができると考えられる。
According to the production method of the present invention, it is possible to easily supply a large chemical energy necessary for complex formation by an internal heating method using microwaves, so that the reaction time is short and the reaction conditions are mild. Since the reaction procedure is also simple, at least one ion of a transition metal other than Ru and / or a lanthanoid metal is used, and 4 ′, 4 ′ ′ ′-(1,4-phenylene) bis ( Even when any one of at least one organic ligand other than 2,2 ′: 6 ′, 2 ′ ′-terpyridine) is used, as described above, simply and efficiently without excessive trial and error. The metallo supramolecular polymer having a high structural regularity with respect to a desired structure at the same time that the invention can be carried out ("Providing a novel production method" which is one of the problems can be solved) Composition containing It is expected to be obtained. As a result, it is considered that a good electrochromic device can be efficiently obtained using such a metallo-supramolecular polymer-containing composition having a high structural regularity.

Claims (17)

構造規則性が高められたメタロ超分子ポリマー含有組成物の製造方法であって、
複数の金属配位部位を有する少なくとも1種の有機配位子と、遷移金属および/またはランタノイド系金属の少なくとも1種のイオンとを、マイクロ波照射による内部加熱で反応させて、両者が交互に配位結合したメタロ超分子ポリマーを形成することを含む、上記方法。
A method for producing a metallo-supramolecular polymer-containing composition having improved structural regularity,
At least one organic ligand having a plurality of metal coordination sites and at least one ion of a transition metal and / or a lanthanoid metal are reacted by internal heating by microwave irradiation, and both are alternately Forming a coordinated metallo-supramolecular polymer.
少なくとも1種の有機配位子が、ターピリジル基、ビピリジル基、ピリジル基、フェナンスロリル基、アセチルアセトナート基、およびそれらの誘導体のいずれかを2つ以上有する有機配位子を含む、請求項1に記載のメタロ超分子ポリマー含有組成物の製造方法。   The at least one organic ligand includes an organic ligand having any one or more of a terpyridyl group, a bipyridyl group, a pyridyl group, a phenanthrolyl group, an acetylacetonate group, and derivatives thereof. The manufacturing method of the metallo supramolecular polymer containing composition of description. 遷移金属および/またはランタノイド系金属の少なくとも1種が、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、オスニウム、イリジウム、白金、金、ユウロピウムおよびテルビウムから選択される金属を含む、請求項1または2に記載のメタロ超分子ポリマー含有組成物の製造方法。   At least one of the transition metal and / or lanthanoid metal includes a metal selected from iron, cobalt, nickel, copper, zinc, ruthenium, rhodium, palladium, silver, osnium, iridium, platinum, gold, europium and terbium. The manufacturing method of the metallo supramolecular polymer containing composition of Claim 1 or 2. マイクロ波照射による内部加熱反応に供される、少なくとも1種の有機配位子と、遷移金属および/またはランタノイド系金属の少なくとも1種のイオンとのモル比が、1:1〜2:1である、請求項1〜3のいずれかの1項に記載のメタロ超分子ポリマー含有組成物の製造方法。   The molar ratio of at least one organic ligand to be subjected to an internal heating reaction by microwave irradiation to at least one ion of a transition metal and / or a lanthanoid metal is 1: 1 to 2: 1. The manufacturing method of the metallo supramolecular polymer containing composition of any one of Claims 1-3. 少なくとも1種の有機配位子が、以下の少なくとも1つの式で表される構造を有する有機配位子を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載のメタロ超分子ポリマー含有組成物の製造方法:





ここで、Rは、炭素原子および水素原子を含むスペーサであるか、または、ターピリジル基、ビピリジル基、ピリジル基、フェナンスロリル基およびアセチルアセトナート基のいずれかを直接接続するスペーサであり、R、R、R、Rは、すべて同一、すべて異なる、または、一部同一の水素原子、アリール基またはアルキル基である。
The metallo-supramolecular polymer-containing composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the at least one organic ligand includes an organic ligand having a structure represented by at least one of the following formulas: Manufacturing method:





Here, R is a spacer containing a carbon atom and a hydrogen atom, or a spacer that directly connects any one of a terpyridyl group, a bipyridyl group, a pyridyl group, a phenanthrolyl group, and an acetylacetonate group, and R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are all the same, different or partly the same hydrogen atom, aryl group or alkyl group.
マイクロ波照射による内部加熱反応が、150℃以上の温度で行われる、請求項1〜5のいずれか1項に記載のメタロ超分子ポリマー含有組成物の製造方法。   The method for producing a metallo-supramolecular polymer-containing composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the internal heating reaction by microwave irradiation is performed at a temperature of 150 ° C or higher. メタロ超分子ポリマー含有組成物が、下記構造式で表されるオリゴマーのいずれかを含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載のメタロ超分子ポリマー含有組成物の製造方法。
The method for producing a metallo-supramolecular polymer-containing composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the metallo-supramolecular polymer-containing composition contains any of oligomers represented by the following structural formulas.
複数の金属配位部位を有する少なくとも1種の有機配位子と、遷移金属および/またはランタノイド系金属の少なくとも1種のイオンとが、交互に配位結合したメタロ超分子ポリマー含有組成物であって、
この組成物についての、溶媒CDOD、所定濃度、周波数300MHz、室温の条件で測定されたH−NMRにおけるポリマー末端の有機配位子の各プロトンに起因する吸収シグナルAが、同一の有機配位子と同一の金属イオンとを用い、錯形成に必要とされる所定温度による外部加熱によって原料消費が定常状態に至るまで反応を行うことによって得られた参照用メタロ超分子ポリマー含有組成物についての、溶媒CDOD、同じ所定濃度、周波数300MHz、室温の条件で測定されたH−NMRにおけるポリマー末端の有機配位子の各プロトンに起因する、吸収シグナルAに対応する吸収シグナルA’と比べてブロードニングが小さいという状態によって示される高められた構造規則性を有する、上記メタロ超分子ポリマー含有組成物。
A metallo-supramolecular polymer-containing composition in which at least one organic ligand having a plurality of metal coordination sites and at least one ion of a transition metal and / or a lanthanoid metal are alternately coordinated. And
For this composition, the absorption signal A due to each proton of the organic ligand at the polymer end in 1 H-NMR measured under the conditions of solvent CD 3 OD, predetermined concentration, frequency 300 MHz, and room temperature is the same organic. A metallo-supramolecular polymer-containing composition for reference obtained by performing a reaction until the consumption of raw materials reaches a steady state by external heating at a predetermined temperature required for complex formation, using the same metal ion as the ligand Absorption signal A corresponding to absorption signal A due to each proton of the organic terminal organic ligand in 1 H-NMR measured under the conditions of solvent CD 3 OD, same predetermined concentration, frequency 300 MHz, room temperature The above metallo-supramolecular polymer with enhanced structural regularity indicated by a state of less broadening compared to ' Containing composition.
複数の金属配位部位を有する少なくとも1種の有機配位子と、遷移金属および/またはランタノイド系金属の少なくとも1種のイオンとが、交互に配位結合したメタロ超分子ポリマー含有組成物であって、
この組成物についての、印加電圧+1.8Vおよび0V、5秒間隔、電解質溶液0.1MのLiClO/ACN、ITO電極上の作業領域1.5cm×1.5cmで測定されたエレクトロクロミック特性のコントラストΔT(%)および/または着色効率η(cm/C)が、同一の有機配位子と同一の金属イオンとを用い、錯形成に必要とされる所定温度による外部加熱によって原料消費が定常状態に至るまで反応を行うことによって得られた参照用メタロ超分子ポリマー含有組成物についての、印加電圧+1.8Vおよび0V、5秒間隔、電解質溶液0.1MのLiClO/ACN、ITO電極上の作業領域1.5cm×1.5cmで測定されたエレクトロクロミック特性のコントラストΔT’(%)および/または着色効率η’(cm/C)と比べて大きいという状態によって示される高められた構造規則性を有する、上記メタロ超分子ポリマー含有組成物。
A metallo-supramolecular polymer-containing composition in which at least one organic ligand having a plurality of metal coordination sites and at least one ion of a transition metal and / or a lanthanoid metal are alternately coordinated. And
Electrochromic properties of this composition measured at applied voltages +1.8 V and 0 V, 5 sec interval, 0.1 M LiClO 4 / ACN electrolyte solution, working area on ITO electrode 1.5 cm × 1.5 cm Contrast ΔT (%) and / or coloring efficiency η (cm 2 / C) uses the same organic ligand and the same metal ion, and the consumption of raw materials is increased by external heating at a predetermined temperature required for complex formation. For the reference metallo-supramolecular polymer-containing composition obtained by carrying out the reaction until reaching a steady state, applied voltage +1.8 V and 0 V, at intervals of 5 seconds, electrolyte solution 0.1 M LiClO 4 / ACN, ITO electrode Electrochromic contrast ΔT ′ (%) and / or coloring efficiency η ′ (c) measured in the upper working area 1.5 cm × 1.5 cm 2 / C) with enhanced structural regularity represented by the state that larger than that, the metallo supramolecular polymer-containing composition.
複数の金属配位部位を有する少なくとも1種の有機配位子と、遷移金属および/またはランタノイド系金属の少なくとも1種のイオンとが、交互に配位結合したメタロ超分子ポリマー含有組成物であって、
この組成物についての、印加電圧+1.8Vおよび0V、5秒間隔、電解質溶液0.1MのLiClO/ACN、ITO電極上の作業領域1.5cm×1.5cmで測定されたエレクトロクロミック特性のコントラストΔT(%)が70%以上であり、および/または、着色効率η(cm/C)が320cm/C以上である、上記メタロ超分子ポリマー含有組成物。
A metallo-supramolecular polymer-containing composition in which at least one organic ligand having a plurality of metal coordination sites and at least one ion of a transition metal and / or a lanthanoid metal are alternately coordinated. And
Electrochromic properties of this composition measured at applied voltages +1.8 V and 0 V, 5 sec interval, 0.1 M LiClO 4 / ACN electrolyte solution, working area on ITO electrode 1.5 cm × 1.5 cm The metallo-supramolecular polymer-containing composition having a contrast ΔT (%) of 70% or more and / or a coloring efficiency η (cm 2 / C) of 320 cm 2 / C or more.
上記組成物についての、印加電圧+1.8Vおよび0V、5秒間隔、電解質溶液0.1MのLiClO/ACN、ITO電極上の作業領域1.5cm×1.5cmで測定されたエレクトロクロミック特性のコントラストΔT(%)が70%以上であり、および/または着色効率η(cm/C)が320cm/C以上である、請求項9に記載のメタロ超分子ポリマー含有組成物。 Electrochromic properties of the above composition measured at applied voltages +1.8 V and 0 V, 5 sec interval, 0.1 M LiClO 4 / ACN electrolyte solution, working area on ITO electrode 1.5 cm × 1.5 cm The metallo-supramolecular polymer-containing composition according to claim 9, wherein the contrast ΔT (%) is 70% or more and / or the coloring efficiency η (cm 2 / C) is 320 cm 2 / C or more. 少なくとも1種の有機配位子が、ターピリジル基、ビピリジル基、ピリジル基、フェナンスロリル基、アセチルアセトナート基、およびそれらの誘導体のいずれかを2つ以上有する有機配位子を含む、請求項8〜11のいずれか1項に記載のメタロ超分子ポリマー含有組成物。   The at least one organic ligand includes an organic ligand having any one or more of a terpyridyl group, a bipyridyl group, a pyridyl group, a phenanthrolyl group, an acetylacetonate group, and derivatives thereof. 11. The metallo-supramolecular polymer-containing composition according to any one of 11 above. 遷移金属および/またはランタノイド系金属の少なくとも1種が、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、オスニウム、イリジウム、白金、金、ユウロピウムおよびテルビウムから選択される金属を含む、請求項8〜12のいずれか1項に記載のメタロ超分子ポリマー含有組成物。   At least one of the transition metal and / or lanthanoid metal includes a metal selected from iron, cobalt, nickel, copper, zinc, ruthenium, rhodium, palladium, silver, osnium, iridium, platinum, gold, europium and terbium. The metallo supramolecular polymer-containing composition according to any one of claims 8 to 12. 少なくとも1種の有機配位子と、遷移金属および/またはランタノイド系金属の少なくとも1種のイオンとのモル比が、1:1〜2:1である、請求項8〜13のいずれか1項に記載のメタロ超分子ポリマー含有組成物。   14. The molar ratio of at least one organic ligand to at least one ion of a transition metal and / or lanthanoid metal is 1: 1 to 2: 1. Metallo supramolecular polymer-containing composition as described in 1. 以下の少なくとも1つの式で表される構造およびカウンターアニオンを有するメタロ超分子ポリマーを含む、請求項8〜14のいずれか1項に記載のメタロ超分子ポリマー含有組成物:





ここで、Rは、炭素原子および水素原子を含むスペーサであるか、または、ターピリジル基、ビピリジル基、ピリジル基、フェナンスロリル基およびアセチルアセトナート基のいずれかを直接接続するスペーサであり、R、R、R、Rは、すべて同一、すべて異なる、または、一部同一の水素原子、アリール基またはアルキル基であり、Mは、遷移金属および/またはランタノイド系金属である1種または複数種の金属イオンであり、nは重合度を示す2以上の整数であり、カウンターアニオンは、塩化物イオン等のハロゲン化物イオン、水酸化物イオン、酢酸イオン、過塩素酸イオン、炭酸イオン、四フッ化ホウ素イオン、ヘキサフルオロリン酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、(CFSONイオン、ポリオキシメタレート、またはこれらの組み合わせである。
The metallo supramolecular polymer-containing composition according to any one of claims 8 to 14, comprising a metallo supramolecular polymer having a structure represented by the following at least one formula and a counter anion:





Here, R is a spacer containing a carbon atom and a hydrogen atom, or a spacer that directly connects any one of a terpyridyl group, a bipyridyl group, a pyridyl group, a phenanthrolyl group, and an acetylacetonate group, and R 1 , R 2 , R 3 , R 4 are all the same, all different, or partly the same hydrogen atom, aryl group or alkyl group, and M is one or more of transition metal and / or lanthanoid metal N is an integer of 2 or more indicating the degree of polymerization, and counter anions are halide ions such as chloride ions, hydroxide ions, acetate ions, perchlorate ions, carbonate ions, four ions. Boron fluoride ion, hexafluorophosphate ion, trifluoromethanesulfonate ion, (CF 3 SO 2 ) 2 N ion , Polyoxymetalates, or combinations thereof.
下記構造式で表されるオリゴマーのいずれかを含む、請求項8〜15のいずれか1項に記載のメタロ超分子ポリマー含有組成物。
The metallo supramolecular polymer-containing composition according to any one of claims 8 to 15, comprising any oligomer represented by the following structural formula.
第1の透明電極と、第2の透明電極と、前記第1の透明電極と前記第2の透明電極との間に位置する請求項8〜16のいずれか1項に記載のメタロ超分子ポリマー含有組成物とを含む、エレクトロクロミック素子。
The metallo supramolecular polymer according to any one of claims 8 to 16, wherein the metallo supramolecular polymer is located between the first transparent electrode, the second transparent electrode, and the first transparent electrode and the second transparent electrode. An electrochromic device comprising the containing composition.
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