Способ получения полипирролов

Способ получения полипирролов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: электропроводящие материалы, аккумуляторные электроды, элементы солнечных батарей. Сущность изобретения: межфазная полимеризация пиррола или N-метил пиррол а под действием тетрафторбората железа, используемого в количестве 2-3,5 моль на 1 моль мономера. Соль железа растворяют в воде. Мономер растворяют в углеводородном растворителе . 1 з.п. ф-лы, 2 табл. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 08 G 61/12, 73/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4854365/05 (22) 20.07,90 (46) 23.05.92. Бюл. ¹ 19 (71) Институт химических чаук АН КазССР (72) Б, А. Жубанов и Ю. А. Дубицкий (53) 678.745(088.8) (56) 1. Заявка Японии ¹ 61-2728, кл. С 08 G 61/12, опублик. 1986.

2. Ohtani Akira, Shlmidzu Takeo. Effektive

doping of polumer anion during chemical

polymerization of pyrrole using Ре(ОН)з

oxidant. Bull. Chem. Soc. Tap., 1989, ч. 62, ¹ 1, р, 234-238.

3. Audebert P., Bidan G. Comparison of

Carbon Раме Electrochemisry of Polypyrroles

Prepared by Chemical and Electrochemical

Oxidation Paths. Synthetic Metals, 1986, ч. 14, р, 71 — 80.

Изобретение относится к полимерной химии и, в частности к получению допированных полипирролов, которые могут быть использованы в качестве электропроводящих материалов, аккумуляторных электродов, элементов солнечной батарей и т.д.

Известны способы химического получения полипирролов, допированных йодом, заключающиеся в полимеризации пиррола и его производных под действием FeCls c последующим измельчением, осушкой в вакууме и допированием йодом при 120 С (1, 2).

Однако эти способы требуют проведения большого числа операций при высоких температурах (до 120 С), многократного промывания агрессивными растворами HCI и КОН и многократной просушки полимеров, что делает их трудоемкими и продолжительными.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ полимеризации Ж 1735314 А1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИПИРРОЛОВ (57) Использование: электропроводящие материалы, аккумуляторные электроды, элементы солнечных батарей. Сущность изобретения: межфазная полимеризация пиррола или N-метилпиррола под действием тетрафторбората железа, используемого в количестве 2-3,5 моль на 1 моль мономера.

Соль железа растворяют в воде. Мономер растворяют в углеводородном растворителе, 1 зп. флы, 2 табл. пиррола и его производных с одновременным допированием перхлорат-анионом (3).

Данный способ заключается в полимеризации пиррола и его производных в ацетонитриле под действием перхлората железа (ill)

Ре(С! 04)з 9Н20, взятого из расчета 2,4 моль соли на 1 моль пиррола. Недостатком известного способа являются низкие выходы полимеров (25 — 30%) и их относительно невысокая электропроводность (1 — 10 См/см для полипиррола).

Целью изобретения является повышение выхода и электропроводности полимеров, Способ получения полипирролов включает полимеризацию пиррола или его производного под действием тетрафторбората железа (11!) в количестве 2 — 3,5 моль на 1 моль мономера, при этом соль железа растворяют в воде, а мономер — в углеводородном растворителе.

1735314

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. В 20 мл воды растворяют

7,91 г (0,025 моль) тетрафторбората железа (III). Раствор помещают в бюкс емкостью 50 мл, снабженный магнитной мешалкой. К водному раствору соли железа приливают раствор 0,7 мл (0,01 моль) пиррола в 25 мл гексана. Реакцию ведут 1,5 ч при температуре 20 С и интенсивном перемешивании.

Выделившийся тонкодисперсный осадок черного цвета отделяют на воронке Бюхнера, многократно промывают водой и ацетоном и сушат в вакуум-сушильном шкафу при

50 С до постоянной массы. Получают 0,76 г полипиррола, допированного тетрафторборат-ионом. Выход 80 в пересчете на нейтральный, недопированный продукт.

Найдено, : С 55,16; Н 3,48; N 16,12;

В, F не определены.

Вычислено, . С 55,33 Н 3,46 N 16,14;

В 3,17; F 21,90, Из полученного тонкодисперсного полимера прессуют таблетки диаметром 8 мм и толщиной 0,5 — 0,6 мм под давлением 6000 кг/см, которые имеют удельную электропроводность 90 См/см:"5 при 20 С.

Пример ы 2 — 6 осуществляют по . методике примера 1 при различных температурах. Данные представлены в табл. 1, Пример 7. В 20 мл воды растворяют

7,91 г (0,025 моль) тетрафторбората железа (II). Раствор помещают в бюкс емкостью

50 мл, снабженный магнитной мешалкой. К водному раствору соли железа приливают раствор 0,9 мл (0,01 моль) N-метилпиррола в 25 мл гептана. Реакцию ведут 1,5 ч при

20 С. Выделившийся тонкодисперсный осадок черного цвета отделяют на воронке

Бюхнера, многократно промывают водой и ацетоном и сушат в вакуум-сушильном шкафу при 50 С до постоянной массы, Получают

0,78 г поли-N-метилпиррола, допированного тетрафторборат-ионом. Выход 75 в пересчете на нейтральный, недопинированный продукт, Найдено, : С 59,36; Н 5,01; N 13,84; B

F не onределены.

Вычислено, : С 59,55; Н 4,96; N 13,90;

В 2,73; F 18,86.

Из полученного тонкодисперсного полимера прессуют таблетки диаметром 8 мм и толщиной 0,5 — 0,6 мм под давлением 6000 кг/см, которые имеют удельную электро5 проводность 8 10 См/GM +5 при 20 С.

Пример ы 8 — 12 осуществляют по методике примера 7 при различной концентрации тетрафторбората железа в реакционной смеси. Данные представлены в табл. 2.

10 Пример 13. В 20 мл воды растворяют

7,91 r (0,025 моль) тетрафторбората железа (1И). Раствор помещают в бюкс емкостью 50 мл, снабженный магнитной мешалкой. К водному раствору соли железа приливают

15 раствор 0,7 мл (0,01 моль) пиррола B 25 мл петролейного эфира (фракция 100 — 120), Реакцию ведут 1,5 ч при температуре 20 С и интенсивном перемешивании. Выделившийся тонкодисперсный осадок черного

20 цвета отделяют на воронке Бюхнера, многократно промывают водой и ацетоном и суо шат в вакуум-сушильном шкафу при 50 С до постоянной массы. Получают 0,76 г полипиррола, допирован ного тетрафторборат25 ионом. Выход 80 в пересчете на нейтральный продукт.

Найдено, . С 55,14; Н 3,49; N 16,3; В, F не определены.

Вычислено, : С 55,32; H 3,47; N 16,15;

30 B 3,17; F 21,89.

Из полученного тонкодисперсного полимера прессуют таблетки диаметром 8 мм и толщиной 0,5 — 0,6 мм под давлением 6000 кгlсм, которые имеют удельную электро35 проводность 85 См/см +.5 при 20 С, Формула изобретения

1. Способ получения полипирролов, включающий полимеризацию пиррола или его производного под действием соли трех40 валентного железа, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода и электропроводности полимеров, в качестве соли трехвалентного железа используют тетрафторборат железа в количестве 2 — 3,5 моль на

45 1 моль мономера, при этом соль железа растворяют в воде, а мономер — в углеводородном растворителе.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что в качестве углеводородного раство50 рителя используют гексан, гептан или петролейный эфир.

1735314

Таблица 1

* Сравнительный.

Таблица 2

* Сравнительные.

Составитель Ю. Дубицкий

Редактор Г. Бельская Техред М,Моргентал Корректор Л.Патай

Заказ 1790 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ, СССР

113035; Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101