[发明专利]新型低聚噻吩衍生物及其制备方法和应用

说明书

(一)技术领域

本发明涉及有机高分子光电材料技术领域，具体是指新型低聚噻吩衍生物及其制备方法和应用。

(二)背景技术

聚合度及聚合位置可以被控制的、具有确定分子量的高纯度低聚噻吩，不仅是研究聚噻吩的“模型”化合物，自身也是一种具有优异光、电性能的π电子系共轭化合物。由于其优异的光、电性能，近年来，被作为功能性有机材料进行研究和开发。到目前为止，按照低聚噻吩作为光电信息功能性有机材料的研究开发目标，设计、合成了各种低聚噻吩衍生物。这些低聚噻吩衍生物主要被用于以下几方面的研究：(1)通过电化学掺杂，研究所得到的离子自由基盐的导电率同共轭长度的关系。研究结果表明，提高低聚噻吩的共轭长度，导电率也将随之提高。例如，噻吩的6聚体(6T)的导电率为10⁰～10^-1Scm^-1，而噻吩的12聚体(4Oc12T)的导电率达到10Scm^-1。(2)研究开发低聚噻吩作为光电转换材料的光电特性。研究结果显示出，低聚噻吩是一种非常优异的p型半导体材料。(3)研究低聚噻吩作为有机发光材料的发光特性。一般情况下，低聚噻吩是处于结晶状态，但目前最为突出的研究成果是，用具有低聚噻吩骨架的无定型分子材料组装的电致发光器件，通过控制低聚噻吩的共轭长度，可以发出不同波长的光。上述关于用作功能性有机材料的低聚噻吩，从分子的凝聚状态来看，仅仅局限在结晶和无定型状态。而通常有机膜必须在液体电解质中才能电致变色，而且难以封装。

(三)发明内容

本发明的目的就是为了解决上述现有技术中存在的不足之处，提供一种新型低聚噻吩衍生物及其制备方法和应用。该新型低聚噻吩衍生物可以制成凝胶，可以直接电致变色，且易于封装。

本发明所述的新型低聚噻吩衍生物，其特征是，它由如下分子式构成，其中，m＝1或2，即DNC₁₈DOc3T或DNC₁₈DOc4T。

本发明所述的新型低聚噻吩衍生物的制备方法，其特征是，它包括如下步骤和工艺条件：

第一步  在-78℃、N₂保护下，将DOcnT(n＝3，4)的四氢呋喃(THF)溶液加入二异丙基胺锂(LDA)的四氢呋喃(THF)溶液中，搅拌反应1～3小时；

第二步  向反应溶液中加入干冰(CO₂)，在-78℃、N₂保护下，继续反应3～5小时，然后升温到室温，继续反应3～5小时；

第三步  向反应溶液中加入稀盐酸，继续反应5～8小时，过滤除去THF和水，水洗，干燥；

第四步  将产物加入到氯化亚砜(SOCl₂)的1，2-二氯乙烷溶液中，回流反应5～8小时，除去溶剂；

第五步  将产物与十八烷基胺(stearylamine)在0℃、N₂保护下，于二氯甲烷溶液中反应6～10小时，除去溶剂，得到粗产物，然后用硅胶柱分离，即得纯产物DNC₁₈DOcnT(n＝3，4)。

上述过程可表达如下：

为了更好地实现本发明，在第五步中的二氯甲烷溶液中可以先加入三乙胺；用硅胶柱分离的冲洗液可以为氯仿。

本发明所述的新型低聚噻吩衍生物的应用，其特征是，将所述新型低聚噻吩衍生物形成凝胶，该凝胶在电场作用下可逆变色。该凝胶的形成，可以是将所述新型低聚噻吩衍生物与溶剂混合，加热溶解，然后在20～25℃下，冷却30～160分钟，即得凝胶。

为了更好地实现本发明，上述溶剂可以是正庚烷、正辛烷、氰基苯。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

本发明基于齐聚噻吩自身具有优异的光、电性能这一特点，利用DOcnT(即3，3″-双辛烷基-2，2′：5′，2″-三噻吩或3，3-双辛烷基-2，2′：5′，2″：5″，2-四噻吩)制备的新型低聚噻吩衍生物，能够同非极性的饱和烷烃类有机溶剂(例如，正庚烷、正辛烷等)形成透明的凝胶，也能够同氰基苯(benzonitrile)形成半透明的凝胶。这种含齐聚噻吩骨格的有机低分子凝胶可以应用于在电场作用下的可逆变色器件。本发明克服了通常有机膜必须在液体电解质中才能电致变色以及其难以封装的困难。

(四)具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步地详细说明。

实施例一

制备