1,4-二（3,4-乙撑二氧噻吩基 ）苯的合成文献综述

2000字左右的文献综述：

文 献 综 述

1、 引言

众所周知，材料是人类进步的里程碑，是未来半个世纪支撑人类文明社会的四大支柱（材料、能源、信息和生物工程）之一。上世纪70年代白川英树等发现聚乙炔具有很高的电导率，改变了长久以来人们认为有机聚合物不能作为导电介质的观念。从此导电聚合物这个领域就引起了科学家的广泛兴趣^【1】。白川英树等也凭借在聚乙炔类导电聚合物方面研究获得了2000年诺贝尔化学奖。

导电聚合物在国家安全、工业生产以及日常生活等领域都有极大的应用价值。导电

聚合物同时具有掺杂和脱掺杂性质，因此可以作为可充放电的电池、电极材料；它对电

信号的变化非常敏感，可作为传感器材料；能够吸收微波，作为隐身飞机的涂料；它能

够防腐，可用在火箭、船舶、石油管道以及污水管道中；利用导电聚合物可由绝缘体变

为半导体再变为导体的特性，可使巡航导弹在飞行过程中隐形，接近目标后绝缘起爆；

与纳米技术相结合，导电聚合物可以制成分子导电材料，制作分子器件和其它电子元件

等等^【1】。

导电聚合物在我国己经有了20多年的研究历史，其导电机理及材料应用研究水平

接近于国际先进水平，但是在新型导电聚合物材料的合成研究方面还落后于国际先进水

平^【2】。

2、 1，4-二（3，4-乙撑二氧噻吩基）苯简介

产品名称：1，4-二（3，4-乙撑二氧噻吩基）苯

英文名称：3，4-ethylene-dioxythiophene

分子式：C₁₈H₁₄O₄S₂

分子量：358

3、 1，4-二（3，4-乙撑二氧噻吩基）苯的合成方法

（1）

（2）

（3）

对比三种方法，方法（1）步骤多但是原料易得，条件温和，产率较高；方法（2）反应简单但是反应条件苛刻，时间较长；方法（3）反应产率较高，但是催化剂比较贵综上所述选取第一种方法。即以3，4-乙撑二氧噻吩为原料，经过α卤代、生成格式试剂，再偶联得到目的产物1，4-二（3，4-乙撑二氧噻吩基）苯。

4、 3，4-乙撑二氧噻吩及其衍生物的研究现状^【2】

3，4-乙撑二氧噻吩，简称EDOT。它是一种无色透明油状液体，沸点225℃，常温

下不稳定，暴露在空气中容易在光催化下被氧化而颜色逐渐变为黄色至黄褐色。由于其

合成路线、合成工艺较为复杂，价格极其昂贵，单价在每千克20000人民币左右。目前

国际上做得最好的是德国Bayer公司，己经实现小批量生产，商品名为BAYTRON M(M代

表单体)。

以EDOT为基础，研究人员己经合成大量衍生物。1922年，Heywang和Jonas报道

了合成烷基取代EDOT的衍生物EDOT-Cl（6），EDOT-C₆（7）和EDOT-C₁₀的方法^【3】需要

注意的是,在合成EDOT的五步合成法中使用1，2-二溴烷烃代替1，2-二氯乙烷，会使

Williamson反应步骤的产率由于使用了溴化物而降低。另外，由于亲脂分子的增加，水

解和脱脂步骤的产率会随烷基链的增长而急剧降低。在此之后，Reynold和他的合作者

报道了类似的烷基取代衍生物EDOT-C₈（9）和EDOT-C₁₄（10），还有苯取代衍生物EDOT-C₆H₅

（11）^【4】，其结构示意图如下图所示：

在EDOT的结构方面，Kanatzidis报道了3，4-乙撑二硫噻吩（EDTT）,这是目前提

出的唯一一个乙烯二硫桥联噻吩的例子，而且有可能转化为电活性聚合物。后来又有人

合成了3，4-双（异丙基）硫代噻吩和3，4-乙撑二氧吡咯（EDP）。由Merz合成的EDP，

具有丰富的自由电子而易被氧化，所以它必须在较低的温度下保存，否则它会在和很短

的时间内自发聚合。

EDOT及其衍生物可以用相对简单的方法来表征分子结构。EDOT是一种无色液体，

但是它的大部分衍生物却为固体，可以通过结晶法提纯EDOT的衍生物。它们的晶体结

构可以通过X射线衍射来表征。

本次实验的目的产物1，4-二（3，4-乙撑二氧噻吩基）苯具有很多优点，如光学性

能优良，稳定性好，成本低，比较符合工业化的条件等。

5、 电致变色材料的研究意义

电致变色是指某些材料在电压或电流作用下，通过电子和离子的双重注入或抽取，发生氧化还原反应，从而在材料中形成色心或产生了带颜色的化合物，导致材料颜色发生可逆连续变化的现象^【5】。早在本世纪 30 年代就有关于电致变色材料的初步报道^【6，7】。60 年代，Pkat 在研究有机燃料时，发现了电致变色现象并进行了研究^【8】。70 年代初期，Deb第一次研制出了一个薄膜电致变色器件^【9，10】。70年代中期到80年代初期，对电致变色现象的研究多局限于电子显示器件及其响应时间上^{【11，12】}。在此期间，美国科学家Lampe和瑞典科学家Granqvist等人提出了以电致变色膜为基础的一种新型节能窗，称为智能窗^【13-15】。随着社会中节能及美学观念的日益深入，人们近年来逐渐认识到电致变色技术在建筑及车辆用窗方面所存在着的巨大应用潜力。

到目前为止已经发现了许多种电致变色材料。1969年，Deb 等发现在施加电压的情况下，WO₃可以从无色转化为蓝色。此后，人们又逐渐发现了其它一些电致变色材料，它们可以分为有机和无机两种。其中无机电致变色材料包括：(1)过渡金属氧化物，按照着色方式可分为还原过程阴极着色材料，如 W、Mo、V、Nb 和 Ti 的氧化物；氧化过程阳极着色材料，如 Ir、Rh、Ni 和 Co 等氧化物；(2)基于普鲁士蓝体系的电致变色材料，普鲁士蓝是一种具有多种颜色特性的电致变色材料，它的响应时间极短，约20 ms；使用时间长，约可进行10⁶次变色循环；(3)有机电致变色材料主要包括紫罗精和导电聚合物。紫罗精是一种具有代表性的有机电致变色材料，它的响应时间约10～50 ms，循环次数在10⁵次以上，广泛用于汽车后视镜和各种显示器中。

利用化学或电化学的方法制备的有机导电聚合物，例如：聚噻吩、聚呋喃、聚吡咯、聚苯胺、聚咔唑等，它们的氧化态是用阳离子进行掺杂(即P-掺杂)，并且拥有一个能离开原位的π电子能带结构。其最高占有轨道和最低未占有轨道之间的能带(E_g)决定了这些材料的光学性能。这些材料主要通过控制掺杂和去掺杂的方式来改变它们的光学性能。由于导电聚合物具有光学质量好，费用低，颜色转换快，循环可逆性好等优点，所以导电聚合物电致变色材料正逐渐取代传统的无机电致变色材料^【16】。

噻吩由于其特殊的结构和光电性质，在光电材料领域得到了越来越多的关注。具有半导体性能的聚噻吩，如聚3-烷基噻吩，其烷基链越长，发光强度越强，在20~80℃的温度范围内，其发光强度随温度的增加而增加。由于聚噻吩的电流-电压特性表现为典型的检波特性，因此可以很好的应用于晶体管、整流管等光电器材和发光二极管（LED）^【17】。

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